三亚市滨海旅游区生态环境质量评价

李志超，王钦军，，杨静怡，常定坤，许文韬

(1.中国科学院空天信息研究院海南研究院 海南省地球观测重点实验室，海南 三亚 572029；2.中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室，北京 100094;3.中国科学院大学，北京 101408)

近些年滨海旅游业蓬勃发展，逐渐成为一些滨海城市的支柱产业，产生了大量的经济社会效益，推动了城市发展[1]。对于滨海旅游的开发应当合理，减少开发对生态环境所造成的影响。及时对滨海旅游区的生态环境进行相关监测与评价，能够为滨海旅游区景点的可持续发展提供重要的科学技术支持。

多年以来，许多学者针对不同区域，提出了许多方法进行生态环境监测与评价[2-13]。王钦军等人[14]对三亚市地质旅游资源进行了调查与评价，建立了地质旅游资源评价指标体系；尹忠[15]利用层次分析熵法对石花水洞地质公园的生态环境进行了评价；李强华等人[16]基于DPSIR模型对三亚市海岸带生态环境安全进行了评价；王启瑞等人[17]结合景观生态学知识，运用景观生态评价方法对胜利露天煤矿生态环境进行了评价。现阶段对于滨海旅游区生态环境研究相对较少，因此建立适合滨海旅游区生态环境的评价体系，对相关景点的可持续发展具有重要的意义。

海南省三亚市拥有独特的地理位置、良好的气候条件以及丰富的旅游资源。近年来，随着国际旅游岛建设、“一带一路”建设、自贸港建设等国家战略的提出，三亚市的滨海旅游业近些年发展迅速，为三亚市的经济增长、城市发展提供了强有力的支持。但是在三亚滨海旅游区开发的过程中也存在一些不合理的开发，导致相关地区生态环境受到一定程度的破坏，影响了景点的可持续发展[18-20]。因此，建立滨海旅游区生态环境质量评价体系，对相关地区生态环境变化开展科学监测显得尤为重要。本研究结果可为三亚市滨海旅游区进一步的开发与可持续发展提供参考，助力海南自贸港建设。

1 研究区概况

三亚市位于海南岛南部，地处热带，属于热带海洋性季风气候，拥有漫长的海岸线。独特的地理位置、丰富的滨海旅游资源、良好的生态环境使得三亚市成为世界闻名的旅游城市。三亚的滨海旅游业发展良好，诸如天涯海角、大小洞天、蜈支洲岛、三亚湾等都是有名的滨海旅游景点，对游客拥有较强的吸引力。

此次研究的区域位于三亚市南部三亚湾一带，地处三亚市中心位置，周围交通便捷，路网密度较大。该区域包含三亚湾、凤凰岛、鹿回头风景区等著名景点，拥有沙滩、海洋、热带雨林等旅游资源。如图1所示。

2 研究方法

根据所收集的资料，结合研究区实际情况，采用景观生态评价方法建立三亚市滨海旅游区生态环境质量评价体系。采用技术路线如图2所示，主要包含遥感影像数据预处理、信息提取、生态评价指标计算和滨海旅游区生态环境综合评价四个部分。

图1 研究区位置图

图2 三亚市滨海旅游区生态环境质量评价技术路线图

2.1 遥感影像数据预处理

数据来自高分辨率对地观测系统海南数据与应用中心(http://gfdc.hainan.gov.cn/)，以覆盖研究区的2015、2017、2019、2021年四期高分二号数据(分辨率0.8m)为基础影像数据。

对获取影像进行辐射定标、大气校正、正射校正、影像融合、影像镶嵌等预处理。

2.2 信息提取

针对处理后的影像，利用NDVI指数进行植被信息提取。结合三亚市域城乡用地布局规划示意图，将研究区内景观类型划分为植被、沙滩、人工沙滩、水体、建筑、廊道以及空地七大类(表1)，形成景观要素情况图(图3)。

表1 用地分类情况表

图3 研究区景观要素情况图(2015-2021年)

2.3 生态评价指标计算

本文在进行初期调研、资料收集之后，针对研究区实际情况选取相应指标，构建三亚市滨海旅游区生态环境评价体系[21-25]。评价指标具体包含以下三类指标。

(1)干扰强度。主要体现了人类对于生态环境的干扰情况。通常指标指数越高，生态环境情况越差。计算公式如下：

Wi=Li/Si

(1)

式中Wi表示受干扰强度，Li是指i类生态系统内廊道(公路、铁路、堤坝、沟渠)的总长度，Si是指i类生态系统的总面积。

(2)土地利用多样性。是度量土地利用稳定的指标，采用该指数对研究区多期土地利用类型、面积占比变化情况进行分析，可反映开发过程中景观生态环境的稳定性。计算公式如下：

(2)

式中H为土地利用多样性指数；pk为第k种二级地类土地利用类型的面积；n为土地利用类型数量。

(3)森林覆盖率。是指森林面积占土地总面积的比率，是反映一个国家 (或地区) 森林资源和林地占有的实际水平的重要指标，一般使用百分比表示。通常森林覆盖率越高，生态环境情况越好。计算公式如下：

F=(S/L)×100%

(3)

式中F为森林覆盖率；S为区域内森林总面积；L为区域总面积。

2.4 生态环境综合评价

通过建立生态环境质量评价体系，对研究区生态环境进行综合评价，包含指标指数标准化、确立评价指标权重以及综合评价。

2.4.1 指标指数标准化

由于各类评价指标评价标准、单位不同，无法直接进行比较，采用极差法标准化处理方式对指标指数进行无量纲化处理，相关公式如下：

(4)

(5)

2.4.2 评价指标权重

为了更好的结合实际情况对研究区生态环境进行评价，需要对几类指标的重要程度进行权衡。参照相关学者文献[21-27]，确定各评价指标权重值见表2。

表2 三亚市滨海旅游区景观生态评价指标权重表

2.4.3 生态环境质量评价

根据干扰强度指标、土地利用多样性指标以及森林覆盖率指标计算结果，对各项指标进行评价分析、打分，结合权重，对研究区生态环境质量进行综合评价。

3 结果与分析

3.1 单项指标评价结果

3.1.1 干扰强度指标评价结果

对研究区内的廊道(公路、铁路、堤坝、沟渠)进行提取，计算干扰强度指标，并进行指数标准化处理。具体数据见表3。

干扰强度表示了人类的干扰作用，在三亚市滨海旅游区生态环境评价体系中属于负向指标。对四期数据进行分析，可知2015年研究区生态环境受到人类的干扰最少，随后逐年增长，2021年干扰强度最大。查阅相关资料，可知2015-2017年间，凤凰岛区域进行了填海施工，使得堤坝长度增加，对干扰强度指标指数产生较大影响；2017-2019年间，鹿回头风景区内景观公路施工建设完成，使得道路长度大大增加，从而使得指数发生变化。由此可知，干扰强度指标标准化指数与研究区内景点人为施工建设情况对应度高。

表3 研究区干扰强度指标标准化指数表

3.1.2 土地利用多样性指标评价结果

运用遥感影像对研究区进行土地利用类型动态监测，结果见表4。2015年土地利用类型为植被、沙滩、水体、建筑、廊道和空地6个类型，2017年以后则增加人工沙滩，土地利用类型上升至7类；植被在四个时期中，一直是面积最大的土地利用类型。从土地利用多样性指标指数来看，2015-2017年，指数上升较为明显；2017-2019年，指数显著下降；2019-2021年指数存在一个较为明显的上升。查阅相关资料进行分析，得知研究区内，2015-2017年期间，随着凤凰岛填海工程的实施，增加了人工沙滩这一景观类型，指标指数上升；2017-2021年期间，随着施工建设的停止、生态修复工作的开展，指标指数波动明显。

土地利用多样性指数的变化较好地反映了研究区2015-2021年土地利用类型随着景区开发建设的变化，以及对应时期景观生态环境的稳定性，在评价体系内属正向指标。

表4 研究区土地利用多样性指标标准化指数表

3.1.3 森林覆盖率指标评价结果

森林覆盖率指标指数是衡量生态环境好坏重要的一个正向指标。研究区内森林覆盖情况具体见表5、图4。

查阅资料，分析数据可知，研究区内2015-2017年间，开发建设较多，生态环境受到一定破坏，森林覆盖率指标指数下降明显；2017-2021年期间，施工建设基本停止，开展相关修复工作，指标指数回升，生态环境好转较为明显。

表5 研究区森林覆盖率指标标准化指数表

图4 研究区森林覆盖率情况图(2015-2021年)

3.2 综合评价结果

根据单项指标评价结果，进行评分，结合权重，对研究区四期生态环境质量进行综合评价。相关结果见表6。

表6 研究区生态环境质量综合评价表

分析综合评价结果可知，研究区内生态环境质量存在一定的起伏，从2015年到2017年生态环境质量恶化，2017年到2021年生态环境质量好转，生态环境最好的年份是2019年，相对较差的年份是2017年。这主要原因是，2015至2017年间研究区内景观不合理的开发以及大量的施工建设对生态环境的影响，直观地反映在了景观生态评价结果上，评分下跌明显；后期景区施工建设的停止，以及对生态环境的修复，合理地对景观进行开发，使得后面两期的评分上升明显。

4 结论

(1)建立了三亚市滨海旅游区生态环境质量评价体系。本研究根据景观生态评价的相关理论与方法，结合三亚湾一带的情况，选取干扰强度、土地利用多样性、森林覆盖率作为景观生态评价指标，确定了针对研究区的各景观生态评价指标权重，建立了三亚市滨海旅游区生态环境评价体系。结果表明，该评价体系能够较好地对三亚湾一带的生态环境情况进行评定，也符合实际的开发建设情况，为三亚市滨海旅游区科学合理的开发提供重要的技术支持。

(2)利用生态环境质量评价体系开展了三亚湾生态环境质量评价。利用本文建立的三亚市滨海旅游区生态环境质量评价体系，对三亚湾地区进行了生态环境质量评价。结果表明，研究区内生态环境质量存在一定的起伏变化，从2015年到2017年，生态环境质量相对较差；但从2017年到2021年，生态环境质量有所好转。生态环境最好的年份是2019年，较差的年份是2017年。

总体上，根据动态监测与生态评价结果分析，2015-2021年期间，三亚市三亚湾一带生态环境质量起伏变化较为明显，2015-2017年期间，生态环境质量出现较为显著的下滑，与同期旅游区内景点开发建设存在明显关联，如凤凰岛二期填海造陆工程、鹿回头景区升级改造等。2017年至2021年期间，生态环境质量有所回升，多个指数好转，与景区景点施工停止有关，如凤凰岛二期填海造陆工程于2018年停工，鹿回头景区升级改造于2017年完成等。