CN106611256A - 一种海岸带生态安全评价模型的构建方法 - Google Patents
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Abstract
一种海岸带生态安全评价模型的构建方法，包括收集指标数据；生成指标年空间分布图；计算生态系统服务价值；构建海岸带的涵盖物理指标、污染指标和社会经济指标的生态安全评价指标体系；通过不同方法对各年份的指标进行标准化处理；进行生态安全指数的分区；采用等权重法，计算生态安全指数；揭示陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律，甄别影响海岸带生态安全的主要因素。本发明方法简单、客观、可重复性强，揭示陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律，能准确科学地对海岸带生态安全现状作出评估，为建立海岸带生态安全预警机制和实现生态安全管理提供了可靠的理论和技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种海岸带生态安全评价模型的构建方法，属于海岸带生态环境与生态安全评价技术领域。
背景技术
海岸带是海洋和陆地相互作用的地带，即由海洋向陆地的过渡地带。海岸带生态系统是位于浅海与陆地交界区域的生态系统，是介于陆地与海洋之间的生态交错区，也是陆海相互作用最强烈的区域。同时，海岸带区域是人类活动集中的区域，再加之特殊的地理位置和物理化学特征，导致其更易接收和存储来自陆地水域的污染物质，使得海岸带环境更容易恶化。我国社会经济经过几十年的快速发展，大量污染物经河流汇入海洋，大部分海岸带都存在严重的污染问题，富营养化严重、生态退化、滨海湿地面积萎缩，已经影响了海岸带生态功能的正常发挥，并对区域生态安全构成了严重威胁。
目前海岸带生态安全的研究方法主要是基于概念模型的生态安全研究和基于景观格局的生态安全研究的方法，这两种方法都是借鉴陆地生态安全的研究模式，所以对海岸带生态安全的表述也是陆域部分多于海域部分，并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释。因此，如何针对海岸带特点，从海陆结合角度，以“土地利用变化—生态系统服务—生态系统安全”为研究主线，以海岸带生态系统服务的空间异质性和流动性为基础，针对受损生态服务功能，探讨以快速城市化背景下土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律，从而构建出一种基于“DPSIR”框架的海陆结合的海岸带生态安全评价模型是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种海岸带生态安全评价模型的构建方法，首次将陆域活动对海域环境产生的压力（即：海岸带土地利用变化驱动）和海洋生态系统对陆域活动的响应（即：海洋生态系统服务变化）以及人类活动响应有机结合到一起。
为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：
一种海岸带生态安全评价模型的构建方法，包括收集海岸带各站点的物理指标、污染指标，以及获取海岸带区域的社会经济指标。并且通过物理指标、污染指标和社会经济这三类指标通过标准化和加权平均计算出一个综合指标——生态安全指数。其特征在于该方法包括以下步骤：
第一步指标数据收集，包括海岸带各站点的温度、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、叶绿素a、浮游动物生物量数据，海水半交换周期数据，以及获取绿化覆盖率、工业用水重复率数据。
第二步指标年空间分布图的生成，包括在Sufer中生成各指标不同年份的年空间分布图。
第三步生态系统服务价值的计算，包括计算N去除服务价值、P去除服务价值、叶绿素a生产价值与浮游动物生产价值等污染指标，得到它们的年服务或生产价值分布图；计算温度调节功能与水动力环境调节功能等物理指标。
第四步生态安全指数，包括物理指标、污染指标和社会经济这三类指标通过标准化和加权平均计算出。
（1）首先构建海岸带的生态安全评价指标体系，即构建海岸带各个站点的涵盖上述物理指标、污染指标和社会经济指标的生态安全评价指标体系；
（2）指标标准化，包括具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量，进行指标标准化处理；其次，具有背景值的指标：温度、海水半交换周期，进行标准化处理；然后，不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率，进行指标标准化处理；最后，土地利用指标的标准化处理。
（3）其次，进行生态安全指数的分区：为了能够将陆地上的压力数据与相对应的海域数据进行整合，对海岸带区域进行相应的分区；
（4）然后生态安全指数的计算：采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，按照相关公式计算生态安全指数；
以上述收集的指标数据为基础，得到海岸带各指标的年空间分布情况，并计算出海岸带生态系统的各指标服务价值，最后得出其生态安全指数，从而构建出海岸带生态安全评价模型，揭示海岸带生态安全时空分布格局，并甄别出影响海岸带生态安全的主要因素。
上述第一步中，收集指标数据，通过监测手段或是相关文献中获取各指标各站点的数据（例如：温度、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、叶绿素a、浮游动物生物量、海水半交换周期数据等）。
上述第二步中，指标年空间分布图的生成，首先在Excel中，将数据格式调整成Sufer软件可读取的格式，然后在Sufer中生成各指标不同年份的年度空间分布图。
上述第三步中，生态系统服务价值的计算：首先是N去除服务价值的计算，对亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的年浓度求和得到无机氮年浓度分布图，对N年浓度分布图进行价值化处理，N去除年单位成本乘以无机氮年浓度，得到N去除年服务价值分布图；然后，P去除服务价值的计算，对P年浓度进行价值化处理，P去除年单位成本乘以磷酸盐年浓度，得到P去除年服务价值空间分布图；叶绿素a生产价值，将叶绿素a年浓度与初级生产年单位服务价值量相乘，其中，初级生产年单位服务价值包括氧气生产和气候调节两部分的初级生产年单位服务价值，是这两部分的总和，得到叶绿素a年生产价值的空间分布图；浮游动物生产价值，利用海水养殖年总价值除以年总产量，计算出海水养殖年单位价值，乘以浮游动物生物量，得到浮游动物年生产价值的空间分布图；最后，计算温度调节功能和水动力环境调节功能。
上述第四步中，步骤（1）所述的物理指标包括温度（℃）、海水半交换周期（d）；污染指标包括无机氮（μg/L）、磷酸盐（μg/L）、叶绿素a（μg/L）、浮游动物生物量（g/m3）；社会经济指标包括绿化覆盖率、工业用水重复率、建设用地与耕地面积比。
上述第四步中，步骤（2）对具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量，分别取各指标在不同标准中下限值和上限值；
对具有背景值的指标：针对温度、海水半交换周期等数据，取目前文献所能获得的背景值；
对不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率，在同一年份中，将该省的行政区中指标的最大值和最小值作为上下限值；
对土地利用指标，先求出每种土地利用类型的面积，并将研究时间分为不同研究时段，然后求出在各个时段上的各行政区建设用地变化对应的区域生态安全作用。
对于具有标准、不具有标准值也不具有背景值的指标均采用极差标准化方法对指标进行标准化，极差标准化方法即计算指标值与下限之间距离与上下限间距离的比值；对于具有背景值的指标，用某年的指数值与背景年份的指数值之差除以背景年份的指数值来得到标准化值；对于土地利用指标，标准化方法如下：
先通过式（1）求出每种土地利用类型的面积，
（1）
式（1）中，A表示一种土地利用类型的面积，单位是km2；n表示该种土地利用类型的栅格数；A0表示单个栅格的面积，单位是km2，根据土地利用原始数据的属性可得A0=9×10-4km2。
根据下式（2）和（3）求出在上述时间段上的各行政区建设用地变化对的区域生态安全作用：
（2）
（3）
上式中，S表示某一行政区域的土地利用指数；Pi表示单位面积上土地利用类型i的生态功能服务价值；Ai表示该行政区内土地利用类型的分布面积；Rcon表示该行政区域建设用地变化类型对区域生态环境的贡献率；Acon -t，Acon-t0分别表示该行政区域研究时间段期末和研究时间段期初建设用地的面积，单位是km2；表示单位面积上建设用地的生态功能服务价值；St表示研究时间段期末该行政区域的生态服务总价值。
由以上步骤可将所有指标均标准化为0至1之间的一个值（几乎不会出现大于1或小于0的情况，如出现则个别大于1的记为1，小于0的记为0）。
上述第四步中，步骤（3）生态安全指数的分区，对海岸带的相关海域通过利用行政区边界进行分区；然后对无机氮、磷酸盐、温度、叶绿素a、浮游动物生物量的标准化后的指标值空间分布图进行分区处理。
上述第四步中，步骤（4）生态安全指数的计算，由于本研究的目的在于探讨陆域活动对海岸带生态系统服务和生态安全的影响，并不突出单个指标的差异性，因此权重的确定采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，即指标体系中的指标层指数具有相同的权重；再通过权重乘以各指标标准化值得到各年份的不同分区的生态安全指数分布图。
与本领域现有技术相比，本发明弥补了对海岸带生态安全的表述陆域部分多于海域部分，并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释的缺点。建立了一种针对海岸带的生态安全评价模型，将海岸带的陆域部分和海域部分整合成一个整体，实现了揭示以快速城市化背景下土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律的目的。本发明的方法简单方便，容易构建，且构建出的海岸带生态安全评价模型的计算与评价方法简单、客观、可重复性强，能够有效地揭示以快速城市化背景下土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律，能够准确科学地对海岸带生态安全现状作出评估，为建立海岸带生态安全预警机制和实现生态安全管理提供了可靠的理论和技术支持。
附图说明
图1为2000年的不同分区的生态安全指数分布图。
具体实施方式
本发明的海岸带生态安全评价模型的构建方法，首先是收集海域各站点的物理指标、污染指标，以及获取海岸带地区的社会经济指标，其特征在于该方法包括以下步骤：
第一步指标数据收集，包括海岸带各站点的温度、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、叶绿素a、浮游动物生物量数据，海水半交换周期数据，以及获取绿化覆盖率、工业用水重复率数据。
上述第一步中，收集指标数据，通过监测手段或是从相关文献中获取各指标各站点的数据（例如：温度、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、叶绿素a、浮游动物生物量、海水半交换周期数据等）。
第二步指标年空间分布图的生成，包括在Sufer中生成各指标不同年份的年空间分布图。
上述第二步中，指标年空间分布图的生成，首先在Excel中，将数据格式调整成Sufer软件可读取的格式，然后在Sufer中生成各指标不同年份的年度空间分布图。
第三步生态系统服务价值的计算，包括计算N去除服务价值、P去除服务价值、叶绿素a生产价值与浮游动物生产价值等污染指标，得到它们的年服务或生产价值分布图；并计算温度调节功能与水动力环境调节功能等物理指标。
上述第三步中，生态系统服务价值的计算：首先是N去除服务价值的计算，对亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的年浓度求和得到无机氮年浓度分布图，对N年浓度分布图进行价值化处理，N去除年单位成本乘以无机氮年浓度，得到N去除年服务价值分布图；然后，P去除服务价值的计算，对P年浓度进行价值化处理，P去除年单位成本乘以磷酸盐年浓度，得到P去除年服务价值空间分布图；叶绿素a生产价值，将叶绿素a年浓度与初级生产年单位服务价值量相乘，其中，初级生产年单位服务价值包括氧气生产和气候调节两部分的初级生产年单位服务价值，是这两部分的总和，得到叶绿素a年生产价值的空间分布图；浮游动物生产价值，利用海水养殖年总价值除以年总产量，计算出海水养殖年单位价值，乘以浮游动物生物量，得到浮游动物年生产价值的空间分布图；最后，计算温度调节功能和水动力环境调节功能。
第四步生态安全指数，包括物理指标、污染指标和社会经济这三类指标通过标准化和加权平均计算出。
（1）首先构建海岸带的生态安全评价指标体系，即构建海岸带各个站点的涵盖上述物理指标、污染指标和社会经济指标的生态安全评价指标体系，如将三种指数整合在同一张表格中；
上述第四步中，步骤（1）所述的物理指标包括温度（℃）、海水半交换周期（d）；污染指标包括无机氮（μg/L）、磷酸盐（μg/L）、叶绿素a（μg/L）、浮游动物生物量（g/m3）；社会经济指标包括绿化覆盖率、工业用水重复率、建设用地与耕地面积比。
通常上述物理指标、污染指标和社会经济指标各自的指标层可以包含多项指数，然而事实上本构建方法所需的物理指标、污染指标和社会经济指标的任何一项的指标层只要含有一个具体指数即可进行后续的构建；
（2）指标标准化，包括具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量，进行指标标准化处理；其次，具有背景值的指标：温度、海水半交换周期，进行标准化处理；然后，不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率，进行指标标准化处理；最后，土地利用指标的标准化处理。
上述第四步中，步骤（1）所述的物理指标包括温度（℃）、海水半交换周期（d）；污染指标包括无机氮（μg/L）、磷酸盐（μg/L）、叶绿素a（μg/L）、浮游动物生物量（g/m3）；社会经济指标包括绿化覆盖率、工业用水重复率、建设用地与耕地面积比。
上述第四步中，步骤（2）对具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量，分别取各指标在不同标准中下限值和上限值；
对具有背景值的指标：针对温度、海水半交换周期等数据，取目前文献所能获得的背景值；
对不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率，在同一年份中，将该省的行政区中指标的最大值和最小值作为上下限值；
对土地利用指标，先求出每种土地利用类型的面积，并将研究时间分为不同研究时段，然后求出在各个时段上的各行政区建设用地变化对应的区域生态安全作用。
对于具有标准、不具有标准值也不具有背景值的指标均采用极差标准化方法对指标进行标准化，极差标准化方法即计算指标值与下限之间距离与上下限间距离的比值；对于具有背景值的指标，用某年的指数值与背景年份的指数值之差除以背景年份的指数值来得到标准化值；对于土地利用指标，标准化方法如下：
先通过式（1）求出每种土地利用类型的面积，
（1）
式（1）中，A表示一种土地利用类型的面积，单位是km2；n表示该种土地利用类型的栅格数；A0表示单个栅格的面积，单位是km2，根据土地利用原始数据的属性可得A0=9×10-4km2。
根据下式（2）和（3）求出在上述时间段上的各行政区建设用地变化对的区域生态安全作用：
（2）
（3）
上式中，S表示某一行政区域的土地利用指数；Pi表示单位面积上土地利用类型i的生态功能服务价值；Ai表示该行政区内土地利用类型的分布面积；Rcon表示该行政区域建设用地变化类型对区域生态环境的贡献率；Acon -t，Acon-t0分别表示该行政区域研究时间段期末和研究时间段期初建设用地的面积，单位是km2；表示单位面积上建设用地的生态功能服务价值；St表示研究时间段期末该行政区域的生态服务总价值。
由以上步骤可将所有指标均标准化为0至1之间的一个值（几乎不会出现大于1或小于0的情况，如出现则个别大于1的记为1，小于0的记为0）。
（3）其次，进行生态安全指数的分区：为了能够将陆地上的压力数据与相对应的海域数据进行整合，对海岸带区域进行相应的分区；
上述第四步中，步骤（3）生态安全指数的分区，对海岸带的相关海域通过利用行政区边界进行分区；然后对无机氮、磷酸盐、温度、叶绿素a、浮游动物生物量的标准化后的指标值空间分布图进行分区处理。
（4）然后生态安全指数的计算：采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，按照求各指标的权重乘以各指标标准化值的和来计算生态安全指数分布图；
上述第四步中，步骤（4）生态安全指数的计算，由于本研究的目的在于探讨陆域活动对海岸带生态系统服务和生态安全的影响，并不突出单个指标的差异性，因此权重的确定采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，即指标体系中的指标层指数具有相同的权重；再通过权重乘以各指标标准化值得到各年份的不同分区的生态安全指数分布图。
以上述收集的指标数据为基础，得到海岸带各指标的年空间分布情况，并得出海岸带各指标生态系统年服务价值分布图，最后得出其生态安全指数分布图，揭示了快速城市化背景下土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律。
实施例
下面以胶州湾海域为例具体说明本发明对胶州湾海域进行生态风险评价模型的构建。实际研究中利用胶州湾沿岸的行政区边界进行分区，胶州湾海域可以分为5个区域，即市南市北区、李沧区、城阳区、胶州胶南区和黄岛区。以2000年的数据为例，说明本发明的构建过程。
首先是生成各指标在2000年的年空间分布图，其次，分别计算2000年的N去除服务价值，P去除服务价值，叶绿素a生产价值，浮游动物生产价值，温度调节功能与水动力环境调节功能，并分别得到2000年各指标的年服务或者生产价值分布图。
然后是以获得的三种指数作为因素层，构建生态风险指标体系如表1。
表1 大辽河口区域生态风险评价指标体系
显然，由表1可知，本构建方法并不依赖于构成因素层的物理指标、污染指标和社会经济指标的具体内容；任何一项的指标层只要含有一个具体指标即可进行后续的构建。
对2000年的各指标数据进行标准化：首先是具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量的处理；其中无机氮和磷酸盐的标准上下限值分别是海水水质标准的四类和一类的水质标准浓度，叶绿素a的标准上下限值分别是10μg/L和2μg/L，浮游动物生物量的标准上下限值分别是0.1725g/m3和0.5175g/m3（胶州湾生物量标准值取长江口和黄河口的标准值的平均值，上下限分别是50%和150%的胶州湾生物量标准值）；其次，具有背景值的指标：温度、海水半交换周期的处理；温度的背景年份是1961年，海水半交换周期的背景年份是1966年；然后，不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率的处理；在同一年份中，将该省的行政区中指标的最大值和最小值作为上下限值；最后，土地利用指标，由于能够得到的土地利用数据有限，2000年的土地利用数据采用2000-2005年时间段的数据，然后按照上述的公式进行标准化处理。
生态安全指数的计算：首先采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，即指标体系中的指标层指标具有相同的权重，都为1/9；再通过权重乘以各指标标准化值得到2000年的不同分区的生态安全指数分布图，如图1所示。
通过2000年的不同分区的生态安全指数分布图可以得到，位于胶州湾北部的湾顶区和红岛、高新区的生态安全指标值均为0.05-0.10。大沽河口区主要有两个生态安全梯度值，分别是0.05-0.10，是大部分大沽河口海域的生态安全值，和0-0.05，该属于生态安全值的区域主要分布在红岛绿洲湿地公园附近的大沽河中部海域；西部养殖区的生态安全指标值呈现南北分区，南部靠岸附近海域生态安全指标值为0.10-0.15，北部靠大沽河口区和湾中区海域生态安全指标值为0.05-0.10，略低于南部海区；湾中区生态安全指标值为0.05-0.10。胶州湾东部的四方、李沧老工业区的生态安全指标自南向北梯度降低，由0.20-0.25横跨4个梯度降低到0.05-0.10，并且靠近湾中区的海域出现如气泡的低值区，其值为0-0.05；近湾口的黄岛港口区生态安全指数呈现由湾口向湾内梯度递减变化，横跨3个梯度变化由0.20-0.25减少到0.10-0.15；胶州湾湾外区生态安全指数因高值区位于湾口而呈现由湾口自西向东梯度递减，由0.25-0.30横跨6个梯度变化减少到0-0.05。
从评价结果上来看，胶州湾生态安全的空间分布随着海岸带周边城市化进程的不同而不同。在环胶州湾城市化发展过程中，湾内生态安全较差的区域逐步转移，由开始阶段老城区原工业基地所在的湾口区，逐步向湾内转移，现阶段主要集中于新搬迁工业基地聚集的湾顶区；与此同时，作为生态安全系统中主要压力表征的陆域土地利用变化，与相应海域内的生态系统服务状况和生态安全状态呈现出一定的相关性和趋势性。随着城市化进程中大量农用地流转为工矿建设用地，胶州湾中相应海域的生态系统服务状态随之下降，进而带来该海域生态安全状态的恶化的现象。
Claims (8)
1.一种根据“海陆结合”原则，基于“DPSIR”模型，结合GIS技术的空间表达优势，在整合快速城市化背景下土地覆被和生态系统服务功能变化的基础上，所构建栅格模式的海岸带生态安全评价模型,其特征在于该方法包括以下步骤：
第一步指标数据收集，包括海岸带各站点的温度、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、叶绿素a、浮游动物生物量数据，海水半交换周期数据，以及获取绿化覆盖率、工业用水重复率数据;
第二步指标年空间分布图的生成，包括在Sufer中生成各指标不同年份的年空间分布图;
第三步生态系统服务价值的计算，包括计算N去除服务价值、P去除服务价值、叶绿素a生产价值与浮游动物生产价值等污染指标，得到它们的年服务或生产价值分布图，计算温度调节功能与水动力环境调节功能等物理指标；
第四步生态安全指数，包括物理指标、污染指标和社会经济这三类指标通过标准化和加权平均计算出：
（1）首先构建海岸带的生态安全评价指标体系，即构建海岸带各个站点的涵盖上述物理指标、污染指标和社会经济指标的生态安全评价指标体系；
（2）指标标准化，包括具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量，进行指标标准化处理；其次，具有背景值的指标：温度、海水半交换周期，进行标准化处理；然后，不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率，进行指标标准化处理；最后，土地利用指标的标准化处理；
（3）其次，进行生态安全指数的分区：为了能够将陆地上的压力数据与相对应的海域数据进行整合，对海岸带区域进行相应的分区；
（4）然后生态安全指数的计算：采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，按照相关公式计算生态安全指数；
以上述收集的指标数据为基础，得到海岸带各指标的年空间分布情况，并计算出海岸带生态系统的各指标服务价值，最后得出其生态安全指数，从而构建出海岸带生态安全评价模型，揭示海岸带生态安全时空分布格局，并甄别出影响海岸带生态安全的主要因素。
2. 如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第一步中，收集指标数据，通过监测手段或是相关文献中获取各指标各站点的数据（例如：温度、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、叶绿素a、浮游动物生物量、海水半交换周期数据等）。
3.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第二步中，指标年空间分布图的生成，首先在Excel中，将数据格式调整成Sufer软件可读取的格式，然后在Sufer中生成各指标不同年份的年度空间分布图。
4.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第三步中，生态系统服务价值的计算：首先是N去除服务价值的计算，对亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的年浓度求和得到无机氮年浓度分布图，对N年浓度分布图进行价值化处理，N去除年单位成本乘以无机氮年浓度，得到N去除年服务价值分布图；然后，P去除服务价值的计算，对P年浓度进行价值化处理，P去除年单位成本乘以磷酸盐年浓度，得到P去除年服务价值空间分布图；叶绿素a生产价值，将叶绿素a年浓度与初级生产年单位服务价值量相乘，其中，初级生产年单位服务价值包括氧气生产和气候调节两部分的初级生产年单位服务价值，是这两部分的总和，得到叶绿素a年生产价值的空间分布图；浮游动物生产价值，利用海水养殖年总价值除以年总产量，计算出海水养殖年单位价值，乘以浮游动物生物量，得到浮游动物年生产价值的空间分布图；最后，计算温度调节功能和水动力环境调节功能。
5.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第四步中，步骤（1）所述的物理指标包括温度（℃）、海水半交换周期（d）；污染指标包括无机氮（μg/L）、磷酸盐（μg/L）、叶绿素a（μg/L）、浮游动物生物量（g/m3）；社会经济指标包括绿化覆盖率、工业用水重复率、建设用地与耕地面积比。
6.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第四步中，步骤（2）对具有标准的指标：无机氮、磷酸盐、叶绿素a、浮游动物生物量，分别取各指标在不同标准中下限值和上限值；
对具有背景值的指标：针对温度、海水半交换周期等数据，取目前文献所能获得的背景值；
对不具有标准值也不具有背景值的指标：绿化覆盖率、工业用水重复率，在同一年份中，将该省的行政区中指标的最大值和最小值作为上下限值；
对土地利用指标，先求出每种土地利用类型的面积，并将研究时间分为不同研究时段，然后求出在各个时段上的各行政区建设用地变化对应的区域生态安全作用。
7.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第四步中，步骤（3）生态安全指数的分区，对海岸带的相关海域通过利用行政区边界进行分区；然后对无机氮、磷酸盐、温度、叶绿素a、浮游动物生物量的标准化后的指标值空间分布图进行分区处理。
8.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于上述第四步中，步骤（4）生态安全指数的计算，由于本研究的目的在于探讨陆域活动对海岸带生态系统服务和生态安全的影响，并不突出单个指标的差异性，因此权重的确定采用等权重法，默认各指标在生态安全评估中具有相同的重要性，即指标体系中的指标层指数具有相同的权重；再通过权重乘以各指标标准化值得到各年份的不同分区的生态安全指数分布图。
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