随着社会经济的发展，人们活动的加剧，生态安全问题成为政府关注的重点，而岛屿的生态安全尤其重要，但是目前岛屿生态安全情况堪忧，人类开发活动的加剧对岛屿的生态安全状况带来了重大影响。生态安全是国内外学者研究的热点，但对于岛屿生态安全的研究相对较少，岛屿作为典型的海岛生态脆弱区，稳定性小，敏感性大，生态安全状况越来越受到人们的重视，外界干扰一旦超过了岛屿环境维持自身稳定的阈值就会带来突变性的退化。因此，如何获取岛屿的生态安全状态，及时地采取有效措施维护良好生态状况成为当前生态安全的研究热点。金星星等^[1]基于人居环境理论构建了海岛型城市人居环境质量评价体系，综合评价了厦门与平潭岛人居环境质量及动态变化。巫丽芸等^[2]构建东山岛灾害生态风险评估指标体系，将福建省东山岛作为灾害的承灾系统计算得到灾害生态风险图。周彬等^[3]构建了普陀山旅游生态安全指标体系，通过承载力-支持力-吸引力-延续力和发展力子系统(CSAED模型)对普陀山岛旅游生态安全发展趋势进行了预测。平潭岛大规模的开发建设以及快速的城市化扩张，可能带来一系列生态环境问题，因此有必要在快速城镇化背景下，揭示平潭生态安全动态特征，为平潭海岛环境保护与可持续发展提供理论依据与政策支持。

平潭岛为平潭县主岛，南北长29 km，东西宽19 km，全岛海岸线长408 km，面积267.13 km²，为全国第五大岛，相当于厦门本岛的3倍。地理坐标为北纬25°16′~25°44′，东经119°32′~120°10′。研究区地处南亚热带半湿润海洋性季节气候区域，夏季盛行西南风，冬季盛行东北风，年平均气温19.0~19.9 ℃，年平均风速6.5~8.5 m·s^-1，年降水量900~1 200 mm^[4]，水域总面积1 456.74 hm²，多年平均水资源量为1.720 0×10⁸ m³，其中平均地表水为1.123 8×10⁹ m³。

建设平潭岛两岸交流合作综合实验区，对海岛社会经济的迅速发展，推动两岸合作交流具有重要意义。但是在重大发展机遇面前，也要清醒地认识到保护平潭岛自身的生态环境，提升生态系统服务功能的重要性。

选取平潭岛未进入大规模开发时期至实验区建设初期的时间段，对2005—2011年的自然环境与社会经济指标数据进行生态安全动态评价与驱动力分析，由于2001年平潭岛未开始规模化开发，尚处于原始自然状态，因此将2001年作为平潭岛生态状态基础年份进行对比，探求平潭岛城市化背景下生态环境的可持续发展，由于进入实验区开发时间较为短暂，数据并未及时准确获取，后续研究将会陆续见报。指标数据主要来源于相应评价年份的平潭岛统计年鉴、平潭县土地志、平潭岛建设规划、福州市统计年鉴等。

基于驱动力-压力-状态-影响-响应(driving forces-pressure-state-impact-responses，DPSIR)模型框架，采用自上而下、逐层分解、层次分析的方法，生态系统安全综合评价指标体系由目标层、准则层、因素层和具体的指标层构成，目标层即为生态安全综合评价指数(ESI)，其中准则层分为驱动力、压力、状态、影响和响应5个^[5]，各准则层均分为社会经济与自然环境两个因素层。借鉴国内外生态安全评价指标体系构建的研究成果^[6~8]，着重参照适应近岸和湿地生态系统的生态脆弱性评价指标体系^[9~10]以及WEI et al^[11]，ROMBOUTS et al^[12]在海岸带生态系统综合评价中使用的框架指标体系，结合研究区域的实际情况，依据德尔菲法进行剔除，将筛选出的70个反映平潭岛生态安全状况的因子构建成生态安全评价指标体系。

将层次分析法和熵值法^[13]结合起来进行指标的赋权，2种方法互补，消除信息熵的负面影响，充分考虑专家的知识和经验，使评价结果更加客观。其中层次分析法构建了权重判断矩阵，经检验CR < 0.1，通过一致性检验，确定的各层次权重可作为最终决策依据。其中准则层AHP权重分别为驱动力0.218 7、压力0.107 3、状态0.423 2、影响0.071 1、响应0.179 7。平潭岛70个评价指标的相关权重见表 1，其中“+”代表权益性指标、“-”代表成本性指标。

综合指数法^[14]可以将分散的信息通过模型集成，形成关于对象综合特征的信息，在确定各单项指标在各自对应层次的权重及其对系统总层次的总排序权重的基础上，通过线性加权法分别计算出D、P、S、I、R这5个因子评价指数，生态安全综合评价指数模型如下：

式中：D表示驱动力、P表示压力、S表示状态、I表示影响、R表示响应；ESI_j为第j年生态安全综合指数；X_i为指标i的标准化值；W_i为指标i的权重。

生态安全综合指数的取值在0~1之间，计算的结果越接近于1，表示该地区的生态环境质量越好，生态越安全；结果越接近于0，表示该区域的生态安全水平越低，生态越不安全。

参照国内外生态安全等级的分级方法^[15]与已有的生态安全综合指数等级^[16]，结合平潭岛的实际情况，将生态安全综合指数与生态安全等级划分为5级关联，作为判定平潭岛生态安全状况的分级临界值。第1级0.8~1.0表明生态安全程度很高，处于理想状态；第2级0.6~0.8表明生态安全程度较高，处于良好状态；第3级0.4~0.6表明生态安全程度一般，处于临界状态；第4级0.2~0.4表明生态安全程度较低，处于预警状态；第5级0~0.2表明生态安全程度很低，处于恶劣状态。

通过对平潭岛生态安全综合指数的计算，得到DPSIR 5个准则层的生态安全因子及其生态安全综合指数的动态变化状况(图 1)。发现平潭岛的生态安全状态总体呈上升趋势，从预警到临界再到良好，尤其是2010—2011年期间上升幅度最高，这表明海岛的开发建设模式已较为成熟，海岛发展速度不断提高，正在朝着建设生态海岛城市的目标发展。

	图 1 生态安全因子和生态安全综合指数 Fig. 1 Ecological security factor and ecological security index
图选项

从图 1可知，驱动力因子在2007—2008年期间大幅提高，这是因为当时国家批准建立平潭岛综合实验区，平潭岛开始了大规模的开发建设，随着海岛的开发建设，大量的资金不断投入到海岛建设的各个领域，促使驱动力因子回落；压力因子的趋势同驱动力因子相辅相成在2007—2008年走高之后有所回落，说明国家对海岛建设开发的同时提供的大量资金投入起到关键作用；与此同时状态因子也逐渐走高，说明平潭岛的生态安全状况不断优化；影响因子趋势平稳表明，虽然平潭岛进入快速发展建设的高峰时期，但是海岛的开发建设并没有对其生态造成太大影响；最后也是对海岛生态起到关键影响的响应因子，从其趋势上，可以发现海岛开发之前较为平稳，但是进入高速开发之后，响应的趋势大幅提高，这表明国家在加快海岛开发建设的同时，也促进了平潭岛社会经济的高速发展，生态环境领域的巨大投入，这也是生态状态较稳定且不断提升的最主要原因。

将生态安全综合指数与D、P、S、I、R作为因子，运用因子分析法进行生态安全综合指数的相关因子分析，发现影响平潭岛生态安全综合指数主要因素是响应指数，相关系数达0.986 4(P < 0.01)，这表明其对安全总指数的贡献较大(表 2)；其次是状态指数与压力指数，影响度分别为0.960 8(P < 0.01)，0.867 9(P < 0.01)。响应指数的贡献大于压力指数的贡献，这正是平潭岛虽然经历这么高速的开发建设而生态环境状态却逐渐提升的最关键原因。

在生态安全评价指标体系中，某一指标值的变异程度越大，表明其提供的信息量越多^[17]，在生态安全评价中所起的作用越大，其权重值也应越大。依据已经计算出的组合权重，选取组合权重大于或接近0.03的指标作为主要分析指标(表 3)。

将主成分分析法和通径分析法相结合，分析可能影响平潭岛生态安全动态变化的因子，探讨平潭岛生态安全态势变化的驱动力。

通过SPSS19.0软件对标准化矩阵进行主成分分析，发现前3个变量的累计方差贡献率达到89.483%，初始方差贡献率分别为53.926%、22.218%及13.339%(表 4)，说明这3个变量基本涵盖了变量信息，可以作为主成分。

各自主成分载荷向量除以各自主成分特征值即方差的算术平方根得到各自主成分的特征向量。计算主成分载荷矩阵(表 5)发现第1个主成分与水体质量达标率，全年造林面积，卫生社会保障投资占GDP比例，人均水产品养殖受灾面积有较大的正相关，相关系数分别达到0.905 0、0.741 0、0.749 0、0.680 0，表明驱动力、状态与响应决定了平潭岛生态安全状况。与大气污染指数，单位耕地粮食产量有较大的负相关，相关系数达到-0.947 0、-0.676 0，突出了状态层对平潭岛生态安全系统的重要影响；第2个主成分与台风次数，卫生社会保障投资占GDP比例有较大的正相关，相关系数达到0.883 0、0.574 0，也反映出了驱动力和响应对平潭岛生态安全状况的重要作用；第三个主成分与单位耕地粮食产量有正相关，相关系数达到0.556 0。

通过相应的因子得分乘以相应方差的算术平方根得到主成分综合得分(表 6)，大小依次排序发现2010年与2011年的得分较高，分别为4.030 4与1.017 0，说明处于平潭岛开发建设的快速发展阶段的两个年份的主成分作用最明显。

由于在主成分分析中的7个主要影响因子均出现在3个主成分中，所以用这7个指标表征平潭岛生态安全态势变化，按照通径分析原理^[18]，把生态安全综合指数作为因变量(Y)；X₁至X₇作为自变量。7个影响因子与生态安全综合指数的相关系数降序排列如表 7所示：X₇> X₅> X₆；负相关因子降序排列X₅> X₃ > X₂ > X₁。

对因变量Y进行正态性检验后，Shapiro-Wilk统计量0.838，显着水平Sig.=0.072>0.05，所以因变量v服从正态分布，即Y是可以进行回归分析的正态变量。其中决定系数R²=0.926，则剩余因子${b_{Ye}} = \sqrt {1 - {R^2}} = 0.377\;5 > 0.05$，说明除上述因子外还有其他因素影响平潭岛生态安全动态变化，这些因素在实际中存在但难以定量化，所以未将其纳入回归模型。

通过方差分析可得F=75.470，SigF < 0.001，模型通过F检验，可以认为在0.005的显著性水平下，作通径分析有意义。由通径分析理论得到的结果见表 8。

通过计算发现社会经济因子是影响平潭岛生态安全态势变化的关键，单位耕地粮食产量、大气污染指数、水体质量达标率是其变化的主要驱动力，并且卫生社会保障投资占GDP比例、全年造林面积对海岛生态状态起到间接影响。

通过线性拟合的预测方法对平潭岛2015和2020年的驱动力值、压力值、状态值、影响值和响应值与综合值分别进行了预测(表 9)。

预测结果表明未来10 a驱动力值呈上升趋势；压力值和状态值呈上升趋势，但上升比率较小；影响值比较稳定；响应值呈上升趋势。综合发现生态安全度呈上升趋势，预测平潭岛的生态环境从良好状态进入生态安全程度较高的理想状态。

随着海岛城市化进程的加剧，海岛的快速开发建设与生态安全状态的矛盾越来越突出，本研究选取平潭岛综合实验区设立之前及初期的生态安全状况进行评估，深入了解平潭岛生态安全动态状况，为平潭岛中后期进入快速开发发展阶段的生态布局提供重要的参考依据。为了客观评价平潭岛开发建设中生态状况的动态变化及其主要驱动因子，本文依据评价指标体系研究成果与平潭岛的实际情况，筛选出70个评价因子构建DPSIR指标体系进行生态安全动态评估。首先，运用综合指数法对平潭岛生态安全动态状况进行了动态评价发现平潭岛的生态安全状态总体呈上升趋势，达到良好级别，尤其是2010—2011年期间上升幅度最高，其主要原因是随着海岛开发建设，带动了社会经济的快速发展，政府部门针对不断增长的压力，大力作出响应投入，响应大于压力是平潭岛生态状况不断优化的最关键因素。其次，结合主成分分析法与通径分析法进行驱动力分析发现驱动力因子，状态因子与响应因子决定了平潭岛生态安全状况，其中单位耕地粮食产量、大气污染指数、水体质量达标率、全年造林面积、卫生社会保障投资占GDP比例对海岛生态环境状况起到较大影响。再次，通过线性拟合法对对平潭岛未来十年生态环境状况进行趋势预测发现其生态环境持续优化，从良好状态进入生态安全程度较高的理想状态。最后，应当建立健全海岛生态环境预测预警机制，在海岛快速开发建设的同时，实时评估海岛的生态安全状况，为及时准确的调整海岛开发政策提供客观的参考依据。