本發(fā)明涉及一種近海海域生態(tài)環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

伴隨著生態(tài)環(huán)境受到人類(lèi)活動(dòng)和環(huán)境污染的脅迫越來(lái)越大，近年來(lái)生態(tài)系統(tǒng)健康研究得到了越來(lái)越多研究人員的關(guān)注，已成為生態(tài)和環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)提供了自然資源和生存環(huán)境等方面的多種服務(wù)，維系地球生命的存在。保證生態(tài)系統(tǒng)的健康是人類(lèi)持續(xù)地獲得多種服務(wù)的前提，也是人類(lèi)關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)健康的原因之一。

我國(guó)自北向南有綿長(zhǎng)的海岸線，近海海域資源豐富，但是近年來(lái)，由于人類(lèi)活動(dòng)對(duì)近海海域環(huán)境的影響日益嚴(yán)重，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)近海海域的生態(tài)環(huán)境并作出健康評(píng)估具有重要意義。目前生態(tài)環(huán)境評(píng)估研究多以靜態(tài)評(píng)價(jià)為主，專(zhuān)利號(hào)CN 105956406 A，近岸海域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法，通過(guò)構(gòu)建近岸海域的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、確定生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)及其評(píng)價(jià)因子的權(quán)重、檢測(cè)并收集生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)各評(píng)價(jià)因子的數(shù)據(jù)并計(jì)算指標(biāo)評(píng)價(jià)值、計(jì)算單個(gè)站位的水環(huán)境生態(tài)指標(biāo)評(píng)價(jià)值、計(jì)算海域評(píng)價(jià)值、計(jì)算近岸海域生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)。利用該發(fā)明的評(píng)價(jià)方法得到的評(píng)價(jià)結(jié)果基本能夠反映出較大的人為擾動(dòng)，包括入海排污、人工養(yǎng)殖、石油類(lèi)污染等對(duì)近岸海域生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力，同時(shí)也能反映主要的污染風(fēng)險(xiǎn)因子，對(duì)潛在的污染物因子也提供了一定的預(yù)警作用，具有一定的參考價(jià)值和借鑒意義，但是，其也是基于空間一維的環(huán)境評(píng)價(jià)方法，具有一定的滯后性和難以預(yù)測(cè)性。

目前的生態(tài)安全研究多以靜態(tài)評(píng)價(jià)為主，較少時(shí)間與空間評(píng)價(jià)研究，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究較為缺乏。因此，未來(lái)海灣生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究應(yīng)著重于如何將數(shù)理模型與3S技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建海灣生態(tài)安全空間評(píng)價(jià)模型，將空間數(shù)據(jù)整合到評(píng)價(jià)體系中；此外，在靜態(tài)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上深入探討動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的方法和模型，尋求維護(hù)海灣生態(tài)安全的關(guān)鍵性要素和過(guò)程，為海灣生態(tài)安全的預(yù)警、預(yù)測(cè)和調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種近海海域生態(tài)環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)方法，將數(shù)理評(píng)價(jià)模型與時(shí)空特征相結(jié)合，構(gòu)建生態(tài)安全時(shí)空評(píng)價(jià)模型，以建立一個(gè)涵蓋時(shí)間尺度信息、空間緯度信息及生態(tài)環(huán)境特征信息數(shù)據(jù)的海灣生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案為：

一種近海海域生態(tài)環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)方法，該方法包括以下步驟：

(1)收集近海海域的經(jīng)緯度坐標(biāo)、時(shí)間序列和該海域生態(tài)環(huán)境相關(guān)的特征信息數(shù)據(jù)；

(2)依據(jù)海洋功能區(qū)劃和海灣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)位特征，將海灣生態(tài)安全評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)實(shí)際情況，劃分為6-10類(lèi)；

(3)指標(biāo)特征信息的歸一化處理：按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將步驟(1)中的特征信息數(shù)據(jù)采用模糊理論選擇相應(yīng)隸屬函數(shù)，計(jì)算指標(biāo)數(shù)據(jù)特征對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)安全隸屬度，取值變化范圍為0～1間，然后根據(jù)操作指標(biāo)的權(quán)重，加權(quán)計(jì)算獲得具體隸屬度值；

(4)在分析近海海灣生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)特征基礎(chǔ)上，采用綜合評(píng)價(jià)法即按照“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能-生態(tài)系統(tǒng)壓力”3個(gè)大層次來(lái)考慮，其評(píng)價(jià)結(jié)果分為4級(jí)，其評(píng)價(jià)結(jié)果指標(biāo)值安全等級(jí)劃分成病態(tài)、不安全、亞安全、安全，分別對(duì)應(yīng)變化范圍0≤I≤0.25、0.25≤I≤0.50、0.50≤I≤0.75、0.75≤I≤1，指標(biāo)評(píng)價(jià)體系劃分5個(gè)層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層、次因素層、要素層；所述要素層包含44個(gè)要素指數(shù)；

(5)近海海灣生態(tài)環(huán)境評(píng)估上述要素指數(shù)計(jì)算：生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)協(xié)調(diào)度指數(shù)是指生態(tài)系統(tǒng)各組分、結(jié)構(gòu)、功能服務(wù)之間的差異程度指數(shù)；變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)是衡量生態(tài)安全指標(biāo)各觀測(cè)值分散變異程度的統(tǒng)計(jì)量；假定某一時(shí)刻(年)表示生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的要素有n個(gè)指標(biāo)，變異系數(shù)計(jì)算公式(1)為：

式(1)中：為標(biāo)準(zhǔn)差；為平均值；

用上述公式(1)計(jì)算這9個(gè)指數(shù)之間的離散系數(shù)，其數(shù)值范圍一般在0～1之間。離散系數(shù)CV越大，說(shuō)明生態(tài)服務(wù)功能之間的差距大，生態(tài)安全協(xié)調(diào)性較低。因此，欽州灣生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度指數(shù)采用公式以下公式(2)來(lái)計(jì)算：

ECI＝1-CV (2)

該生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)變化范圍一般處于0～1之間，該計(jì)算公式表明協(xié)調(diào)度指數(shù)越高即越接近1，表明生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)因素層內(nèi)指標(biāo)間的差距越小，相互制約作用越小，協(xié)調(diào)狀態(tài)相對(duì)越好；協(xié)調(diào)度指數(shù)越低越接近0，則說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)狀態(tài)越差；

近海海灣生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)為生態(tài)系統(tǒng)變化指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)之乘積，具體計(jì)算公式(3)如下：

EHI＝EVI×ECI (3)

該公式(3)中EHI為生態(tài)安全指數(shù)，EVI為生態(tài)安全變化指數(shù)，ECI為生態(tài)安全協(xié)調(diào)度指數(shù)；

(6)評(píng)價(jià)結(jié)果分析：近海海灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)壓力指數(shù)評(píng)價(jià)的結(jié)果：從支持服務(wù)指數(shù)(SI)、生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)來(lái)分析，從評(píng)價(jià)指標(biāo)體系因素層的變化情況來(lái)構(gòu)建近海海灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-服務(wù)功能-壓力功能指數(shù)圖。

進(jìn)一步的，上述步驟(1)中海域生態(tài)環(huán)境相關(guān)的特征信息數(shù)據(jù)包括：生態(tài)物種多樣性因子數(shù)據(jù)、生境多樣性因子數(shù)據(jù)、初級(jí)生產(chǎn)力的因子數(shù)據(jù)、水質(zhì)的因子數(shù)據(jù)、沉積物質(zhì)量的因子數(shù)據(jù)、生物量的因子數(shù)據(jù)、海產(chǎn)品質(zhì)量的因子數(shù)據(jù)、水調(diào)節(jié)功能的因子數(shù)據(jù)、海洋環(huán)境質(zhì)量因子數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，上述步驟(1)中還包括文化服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)、社會(huì)服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)、突發(fā)事件服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，上述步驟(3)中所述指標(biāo)權(quán)重是根據(jù)近海海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等數(shù)據(jù)形成的指標(biāo)體系權(quán)重表。

進(jìn)一步的，上述步驟(3)中所述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097-1997)》；《海洋沉積物質(zhì)量(GB18668-2002)》；《海洋生物質(zhì)量(GB18421-2001)》；《海域使用管理標(biāo)準(zhǔn)體系》；《防治海洋工程建設(shè)項(xiàng)目污染損害海洋環(huán)境管理?xiàng)l例》；《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-92)》；《船舶污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3552-83)》，《船舶工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4286-84)》；《海洋石油開(kāi)發(fā)工業(yè)含油污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4914-85)》；城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918—2002)。

另外，對(duì)暫無(wú)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，以近海海灣生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)值，假定該研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的背景值為安全狀態(tài)，并賦值為“1”；該背景值是根據(jù)具體的指標(biāo)要素的特點(diǎn)來(lái)決定的，取值可取最大值、最小值、平均值值等，其他各年與該基準(zhǔn)值對(duì)比，偏離最少賦值1(安全，評(píng)價(jià)指標(biāo)值變化范圍為0.75～1)，偏離最大賦值0(病態(tài)，評(píng)價(jià)指標(biāo)值變化范圍為0～0.25)，中間偏離情況劃分為亞安全(評(píng)價(jià)指標(biāo)值變化范圍為0.5～0.75)、不安全(評(píng)價(jià)指標(biāo)值變化范圍為0.25～0.5)。

進(jìn)一步的，上述步驟(4)中，第1層次是目標(biāo)層(A)為“生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)”，該項(xiàng)指數(shù)包括“生態(tài)系統(tǒng)變化度指數(shù)”和“生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)”，“生態(tài)系統(tǒng)變化度指數(shù)”，用于評(píng)價(jià)海灣在人類(lèi)活動(dòng)的干擾下，與健康狀態(tài)的距離，以反映系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。“生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度”，用于評(píng)價(jià)海灣內(nèi)部健康狀況及變化趨勢(shì)；第2層次是準(zhǔn)則層(B)，包括“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能”、“生態(tài)系統(tǒng)壓力”3個(gè)準(zhǔn)則；第3層次是因素層(C)，包括生物結(jié)構(gòu)指數(shù)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)、支持服務(wù)指數(shù)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)、文化服務(wù)指數(shù)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)等9大類(lèi)；第4層是次因素層(D)：物種多樣性、生境多樣性、初級(jí)生產(chǎn)力、水質(zhì)環(huán)境、沉積物質(zhì)量、生物量、生物體污染物含量、水調(diào)節(jié)功能、休閑娛樂(lè)功能、社會(huì)服務(wù)功能、經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能、突發(fā)事件功能；第5層是要素層(E)，為44項(xiàng)要素指標(biāo)，如下：

總評(píng)價(jià)指數(shù)為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)指數(shù)(EHI)，目標(biāo)層：生態(tài)系統(tǒng)變化指數(shù)(EVI)、生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)(ECI)，準(zhǔn)則層分為：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(EBI)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能(ESI)、生態(tài)系統(tǒng)壓力(EPI)，因素層的指標(biāo)簡(jiǎn)寫(xiě)成如下：將生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、支持服務(wù)指數(shù)(SI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)，后文將直接使用BI、HI、SI、PI、RI、CI、WI、EI、EMI來(lái)分別表示生物結(jié)構(gòu)指數(shù)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)、支持服務(wù)指數(shù)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)、文化服務(wù)指數(shù)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)。

進(jìn)一步的，上述步驟(5)中近海海灣生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，用來(lái)表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能指數(shù)有生物結(jié)構(gòu)指數(shù)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)、支持服務(wù)指數(shù)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)、文化服務(wù)指數(shù)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)，共9個(gè)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將數(shù)理評(píng)價(jià)模型與時(shí)空特征相結(jié)合，構(gòu)建了生態(tài)安全時(shí)空評(píng)價(jià)模型，建立了一個(gè)涵蓋時(shí)間尺度信息、空間緯度信息及生態(tài)環(huán)境特征信息數(shù)據(jù)的海灣生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本發(fā)明對(duì)近海海灣的生態(tài)評(píng)價(jià)具有實(shí)時(shí)性，不僅能得到不同近海區(qū)域的生態(tài)評(píng)價(jià)指數(shù)狀況，并給出變化趨勢(shì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)生態(tài)環(huán)境健康趨勢(shì)評(píng)估的滯后性；而且能清楚明了地指示各指標(biāo)要素因子對(duì)整個(gè)海域生態(tài)環(huán)境影響貢獻(xiàn)的大小，指示出關(guān)鍵的影響因子，以便有針對(duì)性實(shí)施相關(guān)的管理策略。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中2004～2008年欽州灣生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-服務(wù)-壓力功能指數(shù)圖。

圖2為實(shí)施例1中欽州灣生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指數(shù)離散分布圖。

圖3為實(shí)施例1中欽州灣生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)時(shí)間尺度結(jié)果圖。

圖4為實(shí)施例1中欽州灣生態(tài)環(huán)境空間緯度評(píng)價(jià)結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步解釋和說(shuō)明。

實(shí)施例1：

該實(shí)施例以欽州灣作為近海海灣的研究對(duì)象。

一種近海海域生態(tài)環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)方法，該方法包括以下步驟：

(1)收集近海海域的經(jīng)緯度坐標(biāo)、時(shí)間序列和該海域生態(tài)環(huán)境相關(guān)的特征信息數(shù)據(jù)；該數(shù)據(jù)包括：生態(tài)物種多樣性因子數(shù)據(jù)、生境多樣性因子數(shù)據(jù)、初級(jí)生產(chǎn)力的因子數(shù)據(jù)、水質(zhì)的因子數(shù)據(jù)、沉積物質(zhì)量的因子數(shù)據(jù)、生物量的因子數(shù)據(jù)、海產(chǎn)品質(zhì)量的因子數(shù)據(jù)、水調(diào)節(jié)功能的因子數(shù)據(jù)、海洋環(huán)境質(zhì)量因子數(shù)據(jù)；還包括文化服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)、社會(huì)服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)、突發(fā)事件服務(wù)功能因子數(shù)據(jù)。

(2)依據(jù)海洋功能區(qū)劃和海灣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)區(qū)位特征，將海灣生態(tài)安全評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)實(shí)際情況，劃分為6-10類(lèi)；

(3)指標(biāo)特征信息的歸一化處理：按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)數(shù)據(jù)特征采用模糊理論選擇相應(yīng)隸屬函數(shù)，計(jì)算指標(biāo)數(shù)據(jù)特征對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)安全隸屬度，取值變化范圍為0～1間，然后根據(jù)操作指標(biāo)的權(quán)重，加權(quán)計(jì)算獲得具體隸屬度值；

(4)在分析近海海灣生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)特征基礎(chǔ)上，采用綜合評(píng)價(jià)法即按照“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能-生態(tài)系統(tǒng)壓力”3個(gè)大層次來(lái)考慮，其評(píng)價(jià)結(jié)果分為4級(jí)，其評(píng)價(jià)結(jié)果指標(biāo)值安全等級(jí)劃分成病態(tài)、不安全、亞安全、安全，分別對(duì)應(yīng)變化范圍0≤I≤0.25、0.25≤I≤0.50、0.50≤I≤0.75、0.75≤I≤1，指標(biāo)評(píng)價(jià)體系劃分5個(gè)層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層、次因素層、指標(biāo)層；上述步驟(4)中，第1層次是目標(biāo)層(A)為“生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)”，該項(xiàng)指數(shù)包括“生態(tài)系統(tǒng)變化度指數(shù)”和“生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)”，“生態(tài)系統(tǒng)變化度指數(shù)”，用于評(píng)價(jià)海灣在人類(lèi)活動(dòng)的干擾下，與健康狀態(tài)的距離，以反映系統(tǒng)的穩(wěn)定程度?！吧鷳B(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度”，用于評(píng)價(jià)海灣內(nèi)部健康狀況及變化趨勢(shì)；第2層次是準(zhǔn)則層(B)，包括“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能”、“生態(tài)系統(tǒng)壓力”3個(gè)準(zhǔn)則；第3層次是因素層(C)，包括生物結(jié)構(gòu)指數(shù)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)、支持服務(wù)指數(shù)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)、文化服務(wù)指數(shù)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)等9大類(lèi)；第4層是次因素層(D)：物種多樣性、生境多樣性、初級(jí)生產(chǎn)力、水質(zhì)環(huán)境、沉積物質(zhì)量、生物量、生物體污染物含量、水調(diào)節(jié)功能、休閑娛樂(lè)功能、社會(huì)服務(wù)功能、經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能、突發(fā)事件功能；第5層是要素層(E)，為44項(xiàng)要素指標(biāo)，如下：

總評(píng)價(jià)指數(shù)為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)指數(shù)(EHI)，目標(biāo)層：生態(tài)系統(tǒng)變化指數(shù)(EVI)、生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)(ECI)，準(zhǔn)則層分為：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(EBI)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能(ESI)、生態(tài)系統(tǒng)壓力(EPI)，因素層的指標(biāo)簡(jiǎn)寫(xiě)成如下：將生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、支持服務(wù)指數(shù)(SI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)，后文將直接使用BI、HI、SI、PI、RI、CI、WI、EI、EMI來(lái)分別表示生物結(jié)構(gòu)指數(shù)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)、支持服務(wù)指數(shù)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)、文化服務(wù)指數(shù)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)。

(5)近海海灣生態(tài)環(huán)境評(píng)估指數(shù)計(jì)算：生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)協(xié)調(diào)度指數(shù)是指生態(tài)系統(tǒng)各組分、結(jié)構(gòu)、功能服務(wù)之間的差異程度指數(shù)；變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)是衡量生態(tài)安全指標(biāo)各觀測(cè)值分散變異程度的統(tǒng)計(jì)量；假定某一時(shí)刻(年)表示生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的要素有n個(gè)指標(biāo)，變異系數(shù)計(jì)算公式(1)為：

式(1)中：為標(biāo)準(zhǔn)差；為平均值；

用上述公式(1)計(jì)算這9個(gè)指數(shù)之間的離散系數(shù)，其數(shù)值范圍一般在0～1之間。離散系數(shù)CV越大，說(shuō)明生態(tài)服務(wù)功能之間的差距大，生態(tài)安全協(xié)調(diào)性較低。因此，欽州灣生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度指數(shù)采用公式以下公式(2)來(lái)計(jì)算：

ECI＝1-CV (2)

該生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)變化范圍一般處于0～1之間，該計(jì)算公式表明協(xié)調(diào)度指數(shù)越高即越接近1，表明生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)因素層內(nèi)指標(biāo)間的差距越小，相互制約作用越小，協(xié)調(diào)狀態(tài)相對(duì)越好；協(xié)調(diào)度指數(shù)越低越接近0，則說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)狀態(tài)越差；

近海海灣生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)為生態(tài)系統(tǒng)變化指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指數(shù)之乘積，具體計(jì)算公式(3)如下：

EHI＝EVI×ECI (3)

該公式(3)中EHI為生態(tài)安全指數(shù)，EVI為生態(tài)安全變化指數(shù)，ECI為生態(tài)安全協(xié)調(diào)度指數(shù)；用來(lái)表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能指數(shù)有生物結(jié)構(gòu)指數(shù)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)、支持服務(wù)指數(shù)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)、文化服務(wù)指數(shù)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)，共9個(gè)。

(6)評(píng)價(jià)結(jié)果分析：近海海灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)壓力指數(shù)評(píng)價(jià)的結(jié)果：從支持服務(wù)指數(shù)(SI)、生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)來(lái)分析，從評(píng)價(jià)指標(biāo)體系因素層的變化情況來(lái)構(gòu)建近海海灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-服務(wù)功能-壓力功能指數(shù)圖。

欽州灣生態(tài)環(huán)境結(jié)果分析：

1、為了方便觀察生態(tài)系統(tǒng)變化度各評(píng)價(jià)指數(shù)間相關(guān)關(guān)系及變化情況，按每5年劃分將2004～2013年分解成2004～2008年、2009～2013年兩個(gè)評(píng)價(jià)指數(shù)圖來(lái)分析，如圖1所示，欽州灣生態(tài)安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-服務(wù)-壓力功能指數(shù)采用支持服務(wù)指數(shù)(SI)、生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)等9個(gè)指數(shù)因子來(lái)綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示：在2004～2008年，欽州灣生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能呈現(xiàn)不同程度的下降。2008年生境結(jié)構(gòu)處于病態(tài)狀態(tài)水平，經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)比較穩(wěn)定，但是生物結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)服務(wù)功能和文化功能持續(xù)下降。生態(tài)系統(tǒng)變化指數(shù)(EVI)變化范圍是0.4323～0.7926，欽州灣是一個(gè)處于動(dòng)蕩狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)。

2、欽州灣生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能不同程度地偏離健康狀態(tài)，系統(tǒng)原有的均衡狀態(tài)被打破。生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能的水平參差不齊，各要素之間已經(jīng)出現(xiàn)明顯的相互制約，生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、支持服務(wù)指數(shù)(SI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)，如圖2所示，分析生物結(jié)構(gòu)指數(shù)(BI)、生境結(jié)構(gòu)指數(shù)(HI)、支持服務(wù)指數(shù)(SI)、供應(yīng)服務(wù)指數(shù)(PI)、調(diào)節(jié)服務(wù)指數(shù)(RI)、文化服務(wù)指數(shù)(CI)、社會(huì)服務(wù)指數(shù)(WI)、經(jīng)濟(jì)服務(wù)指數(shù)(EI)、突發(fā)事件服務(wù)指數(shù)(EMI)與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度關(guān)系：

⑴BI與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)

生物多樣性指數(shù)與其他生態(tài)服務(wù)的供應(yīng)呈正相關(guān)關(guān)系。欽州灣物種多樣性處于波動(dòng)狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)較低削弱了生態(tài)調(diào)節(jié)功能，如對(duì)欽江、茅嶺江徑流量的影響。生物多樣性下降使初級(jí)生產(chǎn)力和生物量明顯下降，表明支持服務(wù)功能和供應(yīng)服務(wù)功能也受到了影響。BI生物結(jié)構(gòu)指數(shù)在各生態(tài)指數(shù)中的位次持續(xù)低于中位數(shù)(圖2a)。明顯制約了其他服務(wù)功能，對(duì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)起的貢獻(xiàn)降低。

⑵HI與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)

生境喪失或改變是對(duì)生態(tài)多樣性和生態(tài)服務(wù)功能下降的最大原因之一。本項(xiàng)目中采用欽州灣圍填海面積變化情況作為觀察的指標(biāo)。

a)對(duì)生物結(jié)構(gòu)的影響

自2007年以來(lái)，欽州灣持續(xù)進(jìn)行了圍填海造陸工程，其中2011年圍填海年竣工面積高到503.21公頃，大量的圍填海對(duì)生境的改變可能是造成欽州灣物種多樣性波動(dòng)的原因。

b)對(duì)支持功能的影響。

生境結(jié)構(gòu)指數(shù)HI雖然呈現(xiàn)較大的變化，其表示的并不是生境的好壞交替變化，而是表示圍填海面積年度的變化，從中可以看出2008年和2011年是圍填海面積最多的年份，而2012年是相比較圍填海較少的年份，總體來(lái)看圍填海的面積是增加的，這就對(duì)周?chē)纳吃斐闪顺掷m(xù)的壓力。

3、如圖3所示，欽州灣生態(tài)環(huán)境時(shí)間尺度變化指數(shù)EVI變化范圍0.466～0.785，其中2004～2008年處于安全狀態(tài)，2009～2012年處于亞安全狀態(tài)，2013年部分區(qū)域變化為不安全狀態(tài)，且EVI下降到最小值點(diǎn)，表明這時(shí)生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的功能已經(jīng)開(kāi)始退化。同時(shí)各功能之間協(xié)調(diào)程度下降，協(xié)調(diào)度指數(shù)ECI由2006年的安全狀態(tài)下降到以后的亞安全區(qū)，變化范圍0.57～0.89，近年來(lái)有持續(xù)下降的趨勢(shì)，2013年下降到低點(diǎn)0.61。生態(tài)變化指數(shù)EHI在亞安全～不安全區(qū)間波動(dòng)，其變化范圍0.26～0.70，并有整體向下趨勢(shì)，2007～2013年處在不安全區(qū)間，2013年下降到低點(diǎn)0.26。整體來(lái)看，近年來(lái)EVI、ECI、EHI指數(shù)有整體向下的勢(shì)頭，值得引起關(guān)注，相關(guān)的管理方案及措施建設(shè)亟待跟進(jìn)。

4、欽州灣生態(tài)環(huán)境空間緯度區(qū)域評(píng)價(jià)結(jié)果圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)為欽州灣2004～2008年、2009～2012年、2013年欽州灣生態(tài)安全區(qū)域評(píng)價(jià)圖。如圖4(a)所示，2004～2008年間欽州灣欽江入?？趨^(qū)、茅嶺江入?？趨^(qū)、茅尾海東部農(nóng)漁業(yè)區(qū)、旅游休閑娛樂(lè)區(qū)、港口工業(yè)與城鎮(zhèn)用海區(qū)、欽州灣外灣養(yǎng)殖區(qū)、欽州灣外海保護(hù)區(qū)、三娘灣海洋保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指數(shù)處于安全范圍；2009年，八個(gè)功能區(qū)劃海域由上年的安全狀態(tài)全部降至亞安全狀態(tài)，一直維持至2012年。2013年，欽江入海口區(qū)、茅嶺江入海口區(qū)、茅尾海東部農(nóng)漁業(yè)區(qū)、港口工業(yè)與城鎮(zhèn)用海區(qū)由上年亞安全狀態(tài)突破亞安全底限降至不安全狀態(tài)；旅游休閑娛樂(lè)區(qū)、欽州灣外灣養(yǎng)殖區(qū)、欽州灣外海保護(hù)區(qū)、三娘灣海洋保護(hù)區(qū)仍處于亞安全狀態(tài)，但其生態(tài)系統(tǒng)變化指數(shù)均逼近不安全狀態(tài)，有跌入不安全狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。

從2004～2013年這10年間變化情況來(lái)看，前面5年生態(tài)狀況為安全；隨著欽州灣經(jīng)濟(jì)發(fā)展，港口建設(shè)步伐加快，生態(tài)狀況隨著發(fā)生變化，隨后4年間變?yōu)閬啺踩?；以至于?013年，欽江入海口區(qū)與茅嶺江入?？趨^(qū)因陸源污染物質(zhì)的輸入變?yōu)椴话踩珔^(qū)，茅尾海東部農(nóng)漁業(yè)區(qū)因過(guò)度養(yǎng)殖及不合理養(yǎng)殖變?yōu)椴话踩L(fēng)險(xiǎn)區(qū)，港口工業(yè)與城鎮(zhèn)用海區(qū)因?yàn)闅J州港圍填海及工業(yè)污染物質(zhì)的排放也變?yōu)椴话踩珔^(qū)。