全 文 ：新兴海岛型城市建设引发的生态变化的遥感分析
———以福建平潭综合实验区为例∗
温小乐１∗∗ 林征峰２ 唐 菲１
（ １福州大学环境与资源学院 ／遥感信息工程研究所， 福州 ３５０１０８； ２福建省环境保护设计院， 福州 ３５０００３）
摘 要 福建省平潭岛于 ２０１０年被正式确立为“福建省平潭综合实验区”，由此引发了新兴
海岛型城市的建设高潮．本研究利用遥感生态指数（ＲＳＥＩ），基于 ２００７ 年 Ｌａｎｄｓａｔ⁃５ 影像和
２０１３年 Ｌａｎｄｓａｔ⁃８影像，分析了平潭综合实验区建设初期的生态状况及其时空变化趋势和变
化原因．结果表明： 研究期间，作为生态脆弱的海岛，平潭岛的生态状况整体处于中等水平，在
综合实验区建设初期（２００７—２０１３年）有进一步下降的态势，ＲＳＥＩ 值从 ２００７ 年的 ０．５１１ 下降
至 ２０１３年的 ０．４５０，降幅达 １４％；占全岛面积约 ３６．５％区域的生态状况趋于退化，且主要发生
在中部和西南部地区．究其原因主要是由于综合实验区建设带来的大面积成片开发，使得岛
内原本不多的植被遭到进一步破坏．平潭岛在综合试验区建设中应及时制定并落实科学有效
的生态保护措施，以遏制其生态质量下滑的趋势．
关键词 生态评价； 平潭综合实验区； 遥感生态指数
文章编号 １００１－９３３２（２０１５）０２－０５４１－０７ 中图分类号 Ｘ８７ 文献标识码 Ａ
Ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｉｓｌａｎｄ ｃｉｔｙ：
Ｐｉｎｇｔａｎ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｚｏｎｅ， Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． ＷＥＮ Ｘｉａｏ⁃ｌｅ１， ＬＩＮ Ｚｈｅｎｇ⁃
ｆｅｎｇ２， ＴＡＮＧ Ｆｅｉ１ （ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ／ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｅｍｏｔｅ
Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８， Ｃｈｉｎａ； ２Ｆｕｊｉａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕ⁃
ｔｅ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００３， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（２）： ５４１－５４７．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐｉｎｇｔａｎ Ｉｓｌａｎｄ ｗａｓ ｏｆｆｉｃｉａｌｌｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｓ ｔｈｅ ‘ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
Ｚｏｎｅ ｏｆ Ｆｕｊｉａｎ’ ｉｎ ２０１０， ａｎｄ ｉｔ ｌｅｄ ｔｏ ａ ｓｕｒｇｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｓｌａｎｄ ｃｉｔｙ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｌａｎｄ⁃
ｓａｔ⁃５ ｉｍａｇｅｓ ｆｏｒ ２００７ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ Ｌａｎｄｓａｔ⁃８ ｉｍａｇｅｓ ｆｏｒ ２０１３， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｓｔａｔｕｓ， ｔｈｅ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｏｓｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ Ｐｉｎｇｔａｎ
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｚｏｎｅ ａｔ ｉｔｓ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ
ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ （ＲＳＥＩ）． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｓ ａｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ ｆｒａｇｉｌｅ ａｒｅａ， Ｐｉｎｇｔａｎ Ｉｓｌａｎｄ ｈａｄ
ａ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｏｖｅｒａｌｌ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｕｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ （ｆｒｏｍ ２００７ ｔｏ ２０１３），
ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｌａｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｔｒｅｎｄ， ｗｉｔｈ ａ １４％ ｄｒｏｐ ｏｆ ＲＳＥＩ ｆｒｏｍ ０．５１１
ｉｎ ２００７ ｄｏｗｎ ｔｏ ０．４５０ ｉｎ ２０１３， ａｎｄ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ ３６．５％ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｌａｎｄ ｆａｃｅｄ ｔｈｅ ｄｅｇｒａ⁃
ｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｕｓ， ｗｈｉｃｈ ｍａｉｎｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ａｎｄ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓ⁃
ｌａｎｄ． Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｆｕｒｔｈｅｒ
ｄａｍａｇｅｄ ｔｈｅ ｓｃａｒｃｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｉｓｌａｎｄ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｕｒｂ ｔｈｅ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ
ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｚｏｎｅ， ｓｏｍｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
ｍｅａｓｕｒｅｓ ｍｕｓｔ ｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ； Ｐｉｎｇｔａｎ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｚｏｎｅ； ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ
ｂａｓｅｄ ｅｃｏｌｏｇｙ ｉｎｄｅｘ （ＲＳＥＩ）．
∗福建省自然科学基金项目（２０１４Ｊ０１１５６）和福州大学科技发展基金
项目（２０１４⁃ＸＱ⁃１２）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｗｅｎｘｉａｏｌｅ＠ ｓｉｎａ．ｃｏｍ
２０１４⁃０４⁃０９收稿，２０１４⁃０９⁃１８接受．
生态环境是人类社会生存与发展的基础，当前 生态环境问题已成为制约人类社会健康发展的重要
“瓶颈”．党的十八大报告提出：“必须把生态文明建
设放在突出地位，大力推进生态文明建设”．显然，树
立生态文明理念、强化生态环境保护，是当今社会亟
应 用 生 态 学 报 ２０１５年 ２月 第 ２６卷 第 ２期
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｆｅｂ． ２０１５， ２６（２）： ５４１－５４７
待解决的现实问题．
当前，生态环境监测与评价有多种方法，其中，
遥感空间信息技术凭借其快速、实时、大范围监测的
优势在生态环境领域得到了广泛应用［１－２］，大大弥
补了传统半定量生态监测评价方法的缺陷［３］，为区
域生态评价提供了有效的研究手段［４－１０］ ．国内外众
多学者已利用各种遥感指数对城市、河流、森林等不
同生境开展了生态评价的研究工作，但多局限于对
某种单一遥感信息进行监测和评价，如利用植被指
数评价林业生态［１１－１２］，利用建筑指数、地表温度评
估城市热岛［１３－１４］、利用水体指数提取河流信息进而
对水环境开展评估［１５－１６］等．其不足之处在于，一方
面对遥感影像中生态信息的利用极不充分；另一方
面这种单一指标的独立评价只能片面地解释生态系
统某一方面的特征，无法揭示生态环境的整体状况．
而在实际生态系统中，单一生态因子对生态系统造
成的影响远小于多因子的综合作用，生态环境的优
劣受到多种生态因子的协同控制．因此，从生态系统
的角度出发，探索各生态因子的变化规律及其协同
关系，对生态环境开展综合评价非常重要．中国环境
保护总局于 ２００６年制定颁布了《生态环境评价技术
规范（试行）》 ［１７］，推广一种主要基于遥感技术可用
于县域以上区域生态评价的生态环境指数（ＥＩ）．此
外，许多学者相继开展了这方面的研究工作［１８－２２］ ．
但这些成果也存在一些不足，有的由于评价因子繁
琐，所需评价指标难以获取而影响了这些方法的推
广使用；有的方法因为指标权重主要依赖于主观的
人为设置而降低了评价结果的可信度．徐涵秋［２３］于
２０１３年创建了一个完全基于遥感信息的新型生态
评价指数———遥感生态指数（ＲＳＥＩ），并将其应用于
福建的福州和长汀等地的生态评价，结果表明，该指
数可以弥补现有研究方法的某些不足，且与国家环
境保护部的生态指数 ＥＩ有很好的可比性，因而可以
用以快速监测与评价区域的生态状况，并有较高的
实用性和可操作性．
平潭岛作为中国第五大岛、福建第一大岛，是中
国大陆距中国台湾最近的地方．鉴于其特殊的地理
位置，福建省根据国务院关于加快建设海峡西岸经
济区的指示精神，于 ２０１０年正式批准成立平潭综合
实验区，并由此兴起一轮大规模的海岛型城市开发
热潮．作为海岛，平潭岛的生态环境原本十分脆弱，
在大规模的兴建之下，其生态环境是否会进一步退
化已成为社会普遍关注的热点．因此，有必要对平潭
综合实验区建设之初引发的生态变化进行及时监
测，为其下一阶段的开发建设提供科学的决策依据．
目前，对海岛型城市的建设及其诱发的生态环
境变化的研究较少，而对平潭综合实验区建设生态
状况的评价尚未见报道，这对于科学指导平潭综合
实验区建设中的生态保护极为不利．鉴于此，本文采
用遥感生态指数（ＲＳＥＩ）评价方法对平潭综合实验
区建设初期（２００７—２０１３年）的生态状况开展快速、
客观的评价，分析平潭岛在近 ５ 年快速发展期内生
态状况的时空变化特点及其原因，为平潭综合实验
区在进一步建设中保护好生态环境提供科学的决策
依据．
１ 研究地区与研究方法
１ １ 研究区概况
平潭综合实验区位于福建省东部海域的平潭
县，由 １２６ 个岛屿和近千个岩礁组成，其中，主岛海
坛岛 （亦称平潭岛，２５° １６′—２５° ４４′ Ｎ、１１９° ３２′—
１２０°１０′ Ｅ）是福建第一大岛、中国第五大岛，面积为
２６７ ｋｍ２，本研究将该岛作为研究区（图 １）．该岛地
势南北较高，多为起伏的丘陵与低山，中部较低，为
海积平原．该区夏长冬短，温热湿润，年平均气温
１９ ６ ℃，常年主导风向为东北风．
１ ２ 遥感数据源
本研究选取 ２００７⁃０５⁃０９ 的 Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ５ 影像和
２０１３⁃０４⁃２３的 Ｌａｎｄｓａｔ ８ 影像，２ 幅影像的季相较接
近，相差约半个月，因此植被具有相近的生长状态，
保证了生态研究结果的可比性．
１ ３ ＲＳＥＩ计算方法
１ ３ １ ＲＳＥＩ指数 采用徐涵秋［２３］提出的遥感生态
图 １ 平潭岛位置及行政区划
Ｆｉｇ．１ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｉｓｌａｎｄ ａｎｄ ｉｔｓ ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ ｄｉｖｉ⁃
ｓｉｏｎ．
２４５ 应 用 生 态 学 报 ２６卷
指数（ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｅｃｏｌｏｇｙ ｉｎｄｅｘ， ＲＳＥＩ）对研
究区的生态状况进行研究．该方法在反映生态质量
的诸多自然因素中选取绿度、湿度、热度、干度 ４ 个
与人类生存息息相关的因素作为生态评价因子，
并通过遥感信息增强技术从遥感影像中快速提
取出代表这 ４ 项指标的信息，即采用归一化植被
指数（ＮＤＶＩ） ［２４］、湿度分量 （ＷＥＴ） ［２５］、裸土指数
（ＮＤＳＩ） ［２６－２７］、地表温度（ＬＳＴ） ［２８］分别代表绿度、湿
度、干度和热度．各分量指标表达式如下：
ＮＤＶＩ＝（ρ４－ρ３） ／ （ρ４＋ρ３）
ＷＥＴ＝ ０．０３１５ρ１＋０．２０２１ρ２＋０．３１０２ρ３＋０．１５９４ρ４－
０．６８０６ρ５－０．６１０９ρ７
ＮＤＳＩ＝（ＳＩ＋ＩＢＩ） ／ ２
ＬＳＴ＝γ［ε－１（Ψ１Ｌｓｅｎ＋Ψ２）＋Ψ３］＋δ
式中：ρｉ（ ｉ＝ １， ．．． ， ５， ７）分别为影像各对应波段的
反射率；ＳＩ为裸土指数；ＩＢＩ 为建筑指数；Ｌｓｅｎ为卫星
传感器处辐射强度（Ｗ·ｍ－２·ｓｒ－１·μｍ－１）；ε 为地
表比辐射率；γ、δ 为基于 Ｐｌａｎｃｋ 函数的 ２ 个参数；
ψ１、ψ２、ψ３是大气水汽含量函数［２８］ ．
获得以上 ４ 个分量指标后，采用主成分变换对
上述 ４项指标进行耦合，用归一化后的第 １ 主成分
（ＰＣ１）来生成 ＲＳＥＩ，表达式为：
ＲＳＥＩ０ ＝ １－｛ＰＣ１［ ｆ（ＮＤＶＩ，ＷＥＴ，ＮＤＳＩ，ＬＳＴ）］｝
ＲＳＥＩ＝（ＲＳＥＩ０－ＲＳＥＩ０ ｍｉｎ） ／ （ＲＳＥＩ０ ｍａｘ－ＲＳＥＩ０ ｍｉｎ）
式中：ＲＳＥＩ０为主成分计算获得的初始遥感生态指
数；ＲＳＥＩ０ ｍｉｎ为初始遥感生态指数的最小值；ＲＳＥＩ０ ｍａｘ
为初始遥感生态指数的最大值．
该方法的最大优点就是集成各指标的权重不是
人为确定，而是根据各个指标对 ＰＣ１ 的贡献度来自
动客观确定，从而在计算中避免了因人而异、因方法
而异的权重设定可能造成的结果偏差，大大提高了
结果的客观性和可信度．
１ ３ ２ ＲＳＥＩ处理流程 １）几何校正：对不同年份的
２ 幅影像进行几何校正和配准，采用二次多项式变
换和最邻近像元法重采样，使配准的均方根误差小
于 ０．５个像元．
２）辐射校正：对 Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ５ 影像进行辐射校
正，采用 Ｃｈａｎｄｅｒ等［２９］和 Ｊｒ Ｃｈａｖｅｚ［３０］的 ＩＡＣＭ大气
校正模型［３１］；采用 Ｌａｎｄｓａｔ ８ 网站公布的参数和模
型，对 Ｌａｎｄｓａｔ ８进行辐射校正，以减少不同时相的
影像在地形、光照和大气等方面的差异．
３）计算遥感生态指数：分别求出 ２ 个年份影像
的 ４个生态指标，再将它们合成一幅新影像，然后对
新合成的影像进行主成分变换，获得不同年份的
ＲＳＥＩ影像（图 ２）．
２ 结果与分析
２ １ 平潭岛生态状况
由表 １ 可以看出：２００７—２０１３ 年，整个研究区
的遥感生态指数（ＲＳＥＩ）有所下降，其均值从 ２００７
年的０．５１１下降至２０１３年的０．４５０，降幅达１４％，反
表 １ 不同年份 ４个生态指标和遥感生态指数（ＲＳＥＩ）的统
计值
Ｔａｂｌｅ １ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｎｄ ＲＳＥＩ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｙｅａｒｓ
指数
Ｉｎｄｅｘ
２００７
均值
Ｍｅａｎ
ＰＣ１载荷
ＰＣ１ ｌｏａｄ
２０１３
均值
Ｍｅａｎ
ＰＣ１载荷
ＰＣ１ ｌｏａｄ
湿度 ＷＥＴ ０．６９６ ０．４３５ ０．８０７ ０．３９５
绿度 ＮＤＶＩ ０．５２４ ０．７１３ ０．４０８ ０．４８４
干度 ＮＤＳＩ ０．５４２ －０．４２５ ０．５８０ －０．６４８
热度 ＬＳＴ ０．３６８ －０．３５０ ０．５８５ －０．４３５
遥感生态
指数 ＲＳＥＩ
０．５１１ ０．４５０
图 ２ 平潭岛遥感影像（ＲＧＢ： ５４３，Ⅰ）和遥感生态指数（ＲＳＥＩ）影像（Ⅱ）
Ｆｉｇ．２ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｉｓｌａｎｄ （ＲＧＢ： ５４３， Ⅰ） ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ＲＳＥＩ ｉｍａｇｅｓ （Ⅱ）．
３４５２期 温小乐等： 新兴海岛型城市建设引发的生态变化的遥感分析———以福建平潭综合实验区为例
映出平潭岛的生态状况呈整体下降趋势．从各生态
指标的 ＰＣ１载荷来看，对生态起正面影响的绿度和
湿度指标中，绿度的贡献率更高，说明植被对改善生
态的影响更大，而对生态起负面影响的热度和干度
指标中，干度的贡献率更高，说明生态状况的下降与
干度的变化有关．由于干度是由建筑用地和裸土所
代表，因此，区内建筑用地和裸地的大面积激增会造
成生态质量的下降．从各生态指标均值的单独变化
来看，２００７—２０１３ 年，对生态状况有利的绿度均值
明显下降，而对生态状况不利的干度均值大幅上升，
从而导致该区域生态状况总体下降．
综合来看，２００７ 年以绿度的 ＰＣ１ 载荷值最大，
达 ０．７１３，说明绿度对 ＲＳＥＩ 的贡献度最大；２０１３ 年，
由于平潭的开发，致使建筑用地和开发裸地激增，植
被减少，因此干度指标对 ＰＣ１ 的贡献上升到第一
位，达 ０．６４８，而绿度指数的贡献度下降．这一升一降
导致 ＲＳＥＩ 值降低，客观揭示了区域生态质量的
下降．
为了便于细化研究，将归一化后的 ＲＳＥＩ 生态
指数按数值范围大小划分为 ５ 个等级，以便更详细
地揭示平潭岛在不同时期的生态变化．ＲＳＥＩ 从低到
高分别代表生态差、较差、中等、良、优 ５ 个等级，并
统计各年份各生态等级的面积及其比例（表 ２）．
由表 ２可以看出，在平潭综合实验区开始建设
之前的 ２００７年，平潭岛总体生态状况以中等水平（３
级）为主，其面积所占比例为 ４１．１％；生态优 ～良水
平（４～５级）与生态差 ～较差水平（１ ～ ２ 级）的区域
面积比例基本持平，分别为 ２９． ６％和 ２９． ３％． ２０１３
年，经过初期建设的平潭综合试验区的生态状况已
表 ２ 研究区不同年份的生态级别面积和比例
Ｔａｂｌｅ ２ Ａｒｅａ ａｎｄ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｅａｃｈ ＲＳＥＩ ｌｅｖｅｌ ｉｎ
２００７ ａｎｄ ２０１３
ＲＳＥＩ级别
ＲＳＥＩ ｌｅｖｅｌ
２００７
面积
Ａｒｅａ （ｋｍ２）
百分比
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
２０１３
面积
Ａｒｅａ （ｋｍ２）
百分比
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
１级： 差（０～０．２）
Ｌｅｖｅｌ １： Ｗｏｒｓｔ （０－０．２）
３．５６ １．３ ２４．１９ ８．６
２级： 较差（０．２～０．４）
Ｌｅｖｅｌ ２： Ｗｏｒｓｅ （０．２－０．４）
７５．４６ ２８．２ ９３．７８ ３３．４
３级： 中等（０．４～０．６）
Ｌｅｖｅｌ ３： Ｍｉｄｄｌｅ （０．４－０．６）
１０９．８３ ４１．１ ８６．４５ ３０．８
４级： 良（０．６～０．８）
Ｌｅｖｅｌ ４： Ｇｏｏｄ （０．６－０．８）
５６．１７ ２１．０ ５６．８８ ２０．３
５级： 优（０．８～１．０）
Ｌｅｖｅｌ ５： Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ （０．８－１．０）
２２．２２ ８．３ １９．３３ ６．９
合计 Ｔｏｔａｌ ２６７．２４ １００ ２８０．６３ １００
２００７和 ２０１３ 年总面积的差异是由于 ２０１３ 年的填海造地引起的
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｒｅａ ｉｎ ２００７ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ２０１３ ｗａｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ
ｍａｒｉｎｅ ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ ｌａｎｄ ｉｎ ２０１３．
经发生变化，表现在其生态等级为优 ～良（４ ～ ５ 级）
和中等（３级）的区域面积比例分别下降至 ２７．２％和
３０．８％，其中，生态为中等的区域面积比例降幅达
２５ ０％；与此同时，生态等级为差～较差（１～２ 级）的
区域面积比例却大幅上升至 ４２．０％，特别是生态为
差的等级所占的比例由 ２００７ 年的 １． ３％激增为
８ ６％，增幅高达 ５．５ 倍．由此可见，自综合实验区开
始建设以来，研究区生态优良的区域有所减少，生态
中等区域大幅缩减，而生态状况较差及差的区域则
显著激增，从而使区域的整体生态趋于退化．
由图 ３可以看出，２０１３ 年研究区生态等级为差
的区域面积较 ２００７ 年大幅增加，面积更大、分布更
广，而生态中等的区域则大量减少、分布零散，说明
２００７—２０１３年研究区生态差的区域显著增加，总体
生态状况出现下滑．
２ ２ 平潭岛生态状况的动态变化
为详细揭示平潭综合实验区建设初期生态状况
的动态变化特征，在表 ２ 的 ５ 个生态等级的基础上
对研究区进行红绿⁃差值变化检测，获得 ２００７—２０１３
年研究区生态状况的动态变化信息（图 ４ａ），并对相
应的变化面积比例进行统计（表 ３）．
研究期间，平潭岛表征生态下降的区域较多、分
布较广，而表征生态改善的区域相对较少，这表明研
究区的生态退化程度已大大超过生态改善的程度．
从变化检测的统计结果（表 ３）来看，２００７—２０１３ 年
平潭岛生态退化的面积比例占 ３６．５％，而生态得到
改善的区域却只占 １３．６％，表明平潭岛的生态退化
程度大大超过了生态改善程度．
２ ３ 平潭岛总体规划的生态效应
根据平潭综合实验区的总体布局规划［３２］
表 ３ ２００７—２０１３年平潭岛生态状况变化的面积比例
Ｔａｂｌｅ ３ Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ ｉｎ Ｐｉｎｇｔａｎ
Ｉｓｌａｎｄ ｄｕｒｉｎｇ ２００７－２０１３
生态变化类型
Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｃｈａｎｇｅ ｔｙｐｅ
变化级差
Ｇｒａｄｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
面积比例
Ａｒｅａ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
（％）
增减合计
Ｉｎｃｒｅａｓｅ ／
ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ
ｔｏｔａｌ （％）
生态改善 ＋４ ０．０１ １３．６
Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＋３ ０．０９
＋２ １．１３
＋１ １２．３４
生态不变
Ｕｎｃｈａｎｇｅｄ
０ ４９．９０ －
生态退化 －１ ３１．８９ ３６．５
Ｄｅｇｒａｄｅｄ －２ ４．１５
－３ ０．４０
－４ ０．０３
４４５ 应 用 生 态 学 报 ２６卷
图 ３ ２００７和 ２０１３年平潭岛生态分级图
Ｆｉｇ．３ ５⁃ｌｅｖｅｌｅｄ ＲＳＥＩ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｉｓｌａｎｄ ｉｎ ２００７ ａｎｄ
２０１３．
（图 ４ｂ），综合实验区的开发主要集中在中、西部地
区，而北部、东北部等地区则不在开发范围内．平潭
岛北部和东北部地区多为植被覆盖率较高的山地，
因海拔较高受人为活动影响很小，生态状况良好．从
ＲＳＥＩ动态变化的空间分布来看，这些地区因不在开
发范围内，所以生态保护较好，是生态等级不变或改
善的主要分布区域（图 ４ａ）．
生态退化的区域主要分布在受人为开发活动影
响较大的已建城区或新开发建设区（图 ４ａ），它们与
图 ４ｂ中的几个开发区基本对应，属于人为活动带来
的生态破坏．其中，尤以平潭岛的中部及西南部这两
处片区最为明显．
中部片区（图 ４ａ 中蓝色虚线圈）为芦洋乡、岚
城乡所在地（图 １），其中，岚城乡辖区内的潭城镇为
平潭县县城所在地． ２００７ 年，潭城镇建成区面积约
１３ ｋｍ２，人口约 １３万，是人口密集区域，其用地类型
以建筑用地为主；周边的乡镇多为农村居民地和农
用地．根据实验区总体规划，海岛中部区域是未来综
合实验区的主体功能区，按照规划近期（２０１０—２０１５
年）的建设目标［３２］，芦洋乡、岚城乡所在区域被划为
首批开发区，将建成集金融商务、行政办公、高档住
宅为一体的中心商务区（图 ４ｂ中红色实线圈所示）．
２０１３年该区正处于快速开发阶段，其土地覆盖类型
发生了较大的变化：片区内已建成福平大道、渔平大
道、坛西大道和坛东大道这两纵两横能贯穿全岛的
城市主干道；成片的新开发用地占用了大量的农田
和林地，大面积建筑施工裸地取代了原先的绿被地，
区域的生态状况随之发生变化．
西南片区（图 ４ａ 中红色虚线圈）生态状况的急
剧变化主要是由于该片区围海造地带来的生态影
响．根据平潭综合实验区的总体布局规划，整个实验
区拟围填海域面积约 ２０．８７ ｋｍ２，其中主岛西南角海
域为主要的围填海域（图４ ｂ中左下角蓝色实线
图 ４ 平潭岛生态变化图（２００７—２０１３年， ａ）及实验区总体布局规划图（２０１０—２０３０年， ｂ）
Ｆｉｇ．４ Ｃｈａｎｇｅ ｉｍａｇｅ ｏｆ ＲＳＥＩ ｂｅｔｗｅｅｎ ２００７ ａｎｄ ２０１３ （ ａ） ａｎｄ ｍａｓｔｅｒ ｐｌａｎ ｍａｐ ｏｆ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｚｏｎｅ
（２０１０－２０３０， ｂ）．
Ⅰ： 生态退化 Ｄｅｇｒａｄｅｄ； Ⅱ： 生态不变 Ｕｎｃｈａｎｇｅ； Ⅲ： 生态改善 Ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
５４５２期 温小乐等： 新兴海岛型城市建设引发的生态变化的遥感分析———以福建平潭综合实验区为例
圈），这里将充分利用海空交通优势，建设具有重要
影响力的现代港口经贸区．在 ２００７ 年该片区还是大
片的海域，而到 ２０１３ 年时此处已显现大片建设用
地，围填海域面积已达 １３ ｋｍ２ ．短时间内新增的大片
建筑裸地将不可避免地对局部的生态环境带来一定
的不利影响，因而在生态变化图中呈现出较深的
红色．
目前，在综合实验区建设的初期阶段，平潭岛生
态退化主要以变差 １ 级为主 （ － １ 级面积比例为
３１ ９％），生态下降程度尚在可控范围内，但如果不
加控制，可以预见，随着平潭综合实验区建设进程的
不断推进，其对周边生态环境的不利影响将会在一
定时期内持续存在或将加重，平潭岛将面临着不可
预知的生态风险．
３ 讨 论
平潭岛生态环境的脆弱性是自然条件与人类活
动双重因素影响的结果，其中人类开发活动是近期
岛上生态破坏加剧的主要原因．平潭岛生态状况在
实验区建设前后的变化说明，平潭综合实验区的建
设对区域生态环境的影响已初步显露，在建设初期
就已使平潭岛的整体生态水平出现下滑，使原本脆
弱的海岛生态面临更大的压力．研究表明，实验区建
设带来的成片开发破坏了以植被为主的自然生态，
是造成区域生态下降的最主要原因，因此，对平潭综
合实验区开展有效的生态环境保护已刻不容缓．
在未来综合实验区的开发建设中，应加大生态
保护力度，及时遏制平潭岛生态质量下滑趋势，并有
针对性地采取生态保护措施．一方面，应坚持生态优
先的原则，严格保护生态敏感区，坚决避免在综合实
验区建设中遭到破坏．这些生态敏感区主要包括岛
上的各类自然保护区（君山、王爷山、将军山自然保
护区等）、饮用水源保护区（三十六脚湖、竹屿湖以
及君山水源区）、五大风口防护林带、君山⁃坛南湾⁃
竹屿湾⁃苏澳四大生态廊道等，它们对海岛生态系统
的维持和发展起着决定性的作用，必须在城市规划
中加以充分保护，稳定其生态优势．应根据这些敏感
目标的生态功能等级，分别划定禁止开发区和限制
开发区，严格控制开发内容和强度．另一方面，要加
大植树造林，完善绿地系统，增强综合实验区的水土
保持能力，这对遏制区域生态退化将起到重要的作
用．通过构建城市各级公园、公共绿地、生态廊道以
及环岛防护绿带，以点带面形成完善的海岛绿地系
统，可以有效地预防大面积的水土流失．重点应进一
步完善沿海防护林建设，建立以地带性植被为主体、
保护生物多样性的环岛防护带，增强风口地区基干
林带的防风固沙功能，为生态海岛构建重要的绿色
屏障．
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ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （武汉大学
学报： 信息科学版）， ２００７， ３２（１）： ６２－６６ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［３２］ Ｆｕｊｉａｎ Ｕｒｂａｎ ａｎｄ Ｒｕｒａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ （福建省城乡规划设计研究院）． Ｍａｓｔｅｒ Ｐｌａｎ
ｏｆ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｚｏｎｅ （ ２０１０ －
２０３０）． Ｆｕｚｈｏｕ： Ｆｕｊｉａｎ Ｕｒｂａｎ ａｎｄ Ｒｕｒａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｄｅ⁃
ｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ２０１０ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介 温小乐，女，１９７６年生，博士，副教授．主要从事环
境资源遥感及环境评价研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｗｅｎｘｉａｏｌｅ＠ ｓｉｎａ．ｃｏｍ
责任编辑 杨 弘
７４５２期 温小乐等： 新兴海岛型城市建设引发的生态变化的遥感分析———以福建平潭综合实验区为例