基于生態(tài)安全視角的宜都市生態(tài)環(huán)境承載力研究

邱婧雯

摘 要：該文基于生態(tài)安全的視角，評價了宜都市生態(tài)安全承載力狀況。運用層次分析法，從生態(tài)限制因子、生態(tài)彈性指數(shù)，資源環(huán)境承載力、社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)力等4個方面選擇15個指標，構(gòu)建評價指標系統(tǒng)。經(jīng)評價得出：宜都市整體生態(tài)安全承載力較好，但鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間差距大，大部分區(qū)域處于中等承載和較高承載，這些區(qū)域都有較高的潛力可挖掘；弱承載區(qū)域零星分布。總體來說，南部生態(tài)安全承載力優(yōu)于北部，沿江地帶承載力優(yōu)于非沿江地帶。

關(guān)鍵詞：層次分析法；生態(tài)環(huán)境承載力；生態(tài)限制因子；生態(tài)彈性指數(shù)；資源環(huán)境承載力；社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)力

中圖分類號 F301.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）08-0090-04

Abstract：This article evaluated the ecological environmental carrying capacity of Yidu City based on ecological security perspective.With the method of AHP，this article choosed 15 indicators from 4 aspects of ecological restriction factor，ecological elastic index，resource environmental bearing-capacity and ordination capability of social economy.The sesults showed that，the holistic ecological environmental carrying capacity of Yidu City is good but there are big differences between villages.Most regions have high carrying capacity and regions with low carrying capacity distributed sporadically.On the whole，the ecological environmental carrying capacity of the south arebetter than north and the riparian areas along river are better than other areas.

Key words：AHP；Ecological environmental carrying capacity；Ecological restriction factor；Ecological elastic index；Resource environmental bearing-capacity；Ordination capability of social economy

1 引言

伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，工業(yè)化、城市化迅速推進，人類活動對生態(tài)環(huán)境影響的深度和廣度也空前加大。如今，生態(tài)環(huán)境問題已成為生態(tài)安全問題。將發(fā)展限制于資源和環(huán)境的承載能力之內(nèi)，即保障資源和環(huán)境的可持續(xù)承載，是保障發(fā)展可持續(xù)性的前提。1798年，英國著名經(jīng)濟學(xué)家馬爾薩斯出版了《人口原理》，討論了人口增長的極限問題，提供了研究承載力的基本框架[1]；1972年，羅馬俱樂部發(fā)表《增長的極限》，在馬爾薩斯理論的基礎(chǔ)上，將限制因子增加到了糧食、資源和環(huán)境，著重討論了不可再生資源消費的問題[2]；1986年，Catton提出了“環(huán)境承載力”的概念[3]；20世紀90年代初，加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家William和Wackernagel提出“生態(tài)足跡”的概念，使生態(tài)環(huán)境承載力的研究從生態(tài)單一要素轉(zhuǎn)向整個生態(tài)系統(tǒng)[4]；郭娜等從榆林市的實際情況出發(fā)，選取資源和環(huán)境要素，采用承載指數(shù)法，建立生態(tài)環(huán)境承載力指標體系，評價了榆林市生態(tài)環(huán)境承載力[5]；王奎峰等利用層次分析法選取自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、人口環(huán)境和污染環(huán)境4類一級指標對山東半島6個城市生態(tài)環(huán)境承載力做出了評價[6]；張引等采用耦合分析法，通過分析新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境承載力主要指標，評價了重慶市新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境承載力耦合階段及水平[7]；金悅等以唐山市為例，從生態(tài)彈性力、承載媒體的支撐力、承載對象的壓力3個方面對生態(tài)承載力進行量化，指出唐山市資源依賴型的發(fā)展模式是制約其提高的主要因素[8]等等。不同領(lǐng)域的專家和學(xué)者們，都對生態(tài)承載力的評價方法都進行了較為深入的研究，如生態(tài)足跡[9]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[10]及其他多種方法[11-12]。本文遵循保護和改善生態(tài)環(huán)境的原則，圍繞保障土地資源可持續(xù)利用的目標，基于生態(tài)安全視角，評價宜都市生態(tài)安全承載力狀況。

2 研究區(qū)概況與研究方法

2.1 研究區(qū)自然經(jīng)濟概況 宜都市位于鄂西南部，隸屬宜昌市，屬于湖北省縣級市。地處長江中游南岸，地跨東經(jīng)111°05′51″～111°36′40″、北緯30°05′54″～30°35′56″，系鄂西山區(qū)向江漢平原過渡地帶。市域氣候?qū)僦衼啛釒虮睖貛н^渡性特點的大陸季風(fēng)濕潤氣候；四季分明，春季氣溫回升快，夏季炎熱多雨，秋爽冬無寒。年平均氣溫16.7℃。市域地質(zhì)發(fā)育比較齊全，地質(zhì)覆蓋以沉積巖為主。平原區(qū)主要分布于境內(nèi)東北部，面積為90.92km2，占全市總面積的6.8%；丘陵區(qū)主要分布于境內(nèi)中部，面積1 094.63km2，占總面積的80.5%；山區(qū)主要分布境內(nèi)西南部，面積為171.29km2，占總面積的12.7%。全市土壤質(zhì)地以中性為主，共有紅壤土、黃壤土、黃棕壤土、石灰?guī)r土、紫色土、潮土、水稻土7個土類。植被類型屬亞熱帶常綠闊葉林，主要有杉木、馬尾松、油桐、茅草和蕨類等。礦產(chǎn)資源貯藏豐富。

宜都市隸屬于三峽宜昌“半小時經(jīng)圈”，經(jīng)濟主體為工業(yè)，占2/3以上；建材、化工、醫(yī)藥、電子及農(nóng)副產(chǎn)品加工是其主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。2014年，全年完成地區(qū)生產(chǎn)總值4 549 251萬元，比上年增長10.8%。一、二、三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例從2012年的9.7：63.1：27.2變?yōu)?.0：62.6：28.4。

2.2 土地生態(tài)安全承載力評價

2.2.1 生態(tài)安全承載力評價指標體系構(gòu)建 根據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性原則，以及動態(tài)與穩(wěn)定性、區(qū)域與普遍性相結(jié)合原則，從生態(tài)限制因子、生態(tài)彈性指數(shù)，資源環(huán)境承載力、社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)力等4個方面共選擇15個指標，構(gòu)建體系如表1。

2.2.2 指標獲取及數(shù)據(jù)處理 （1）數(shù)據(jù)的采集：收集2014年宜都市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地、環(huán)境、社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立評價指標數(shù)據(jù)表。（2）指標數(shù)據(jù)標準化處理：評價指標可分為正向指標、負向指標，正向指標值越大，生態(tài)承載力越高；負向指標值越大，生態(tài)承載力越低。通過正，負向指標標準化計算，消除不同指標之間量綱的影響，建立統(tǒng)一標準。（3）指標權(quán)重（Wi）的確定：本研究對生態(tài)安全承載力的分析采用基于“目標—準則—指標”的多因素綜合評價模型，并采用層次分析法（AHP）對指標權(quán)重進行計算。經(jīng)各判斷矩陣的隨機一致性比例CR的計算，結(jié)果均小于0.10，故認為判斷矩陣具有令人滿意的一致性。即總權(quán)重和各子系統(tǒng)權(quán)重的分配是合理的。

2.2.3 生態(tài)安全承載力子系統(tǒng)評價 （1）生態(tài)彈性指數(shù)：

生態(tài)彈性指數(shù)可用下式表示：

[CSIela=i=1nSielaWiela]

式中，[Selai]為生態(tài)系統(tǒng)特征要素；n=1，2，3，...，分別代表生態(tài)彈性力各評價指標，[Welai]為要素i對應(yīng)的權(quán)重值。

（2）資源環(huán)境承載力指數(shù)：

資源環(huán)境承載力指數(shù)可表示為：

[CSIcar=i=1nSicarWicar]

式中，[Scari]為資源組成要素；n=1，2，3，...，分別代表資源環(huán)境承載力各評價指標；[Wcari]為要素i對應(yīng)的權(quán)重值。

（3）社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)：

社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)可表示為：

[CSIcor=i=1nSicorWicor]

式中，[Scori]為社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)性組成要素；n=1，2，3，...，分別代表社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)性各評價指標，[Wcori]為要素i對應(yīng)的權(quán)重值。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)安全承載力綜合評價指標體系權(quán)重計算結(jié)果 計算結(jié)果如表2，其中目標層（A）已省略。

3.2 生態(tài)彈性指數(shù)與資源環(huán)境承載指數(shù)計算結(jié)果與分析 按照2.2.4節(jié)所述方法，計算得宜都市2014年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)彈性指數(shù)與資源環(huán)境承載指數(shù)如表3所示。從表3可以看出：宜都市紅、聶、潘、王、松生態(tài)彈性指數(shù)高，均大于0.1，這些區(qū)域遠離主城區(qū)，生態(tài)環(huán)境受人為干擾小，主要是林地和草地，植被覆蓋率、生物豐富度較大；高、五、枝生態(tài)彈性指數(shù)較高，均大于0.05，說明區(qū)域生態(tài)環(huán)境較好；姚、陸生態(tài)彈性指數(shù)較低，均小于0.05，由于臨近主城區(qū)，植被覆蓋率、生物豐富度較小，影響了生態(tài)彈性指數(shù)。聶、潘、王、松資源環(huán)境承載指數(shù)高，均大于0.1，存在較大的資源環(huán)境承載潛力；紅、高、姚、五、枝的資源環(huán)境承載指數(shù)均大于0.05，存在一定的資源環(huán)境承載潛力；陸城辦事處資源環(huán)境承載指數(shù)為0，由于其為宜都市城區(qū)所在地，人口密度大，與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)相比可挖掘的資源環(huán)境承載力小。

3.3 社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)計算結(jié)果與分析 按照2.2.4節(jié)所述方法，計算得宜都市2014年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)如表4所示。從表4可以看出：社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)最高為0.0935，是由于其為宜都市主城區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展密集度、集中程度更高；其次是枝城鎮(zhèn)等四鎮(zhèn)，協(xié)調(diào)指數(shù)均大于0.02，多為工廠企業(yè)所在地，經(jīng)濟較為發(fā)達；高壩洲鎮(zhèn)等四鎮(zhèn)，協(xié)調(diào)指數(shù)均大于0.01，這些區(qū)域面積較大，工廠企業(yè)較小，主要是林地、草地，經(jīng)濟發(fā)展落后；王家畈鄉(xiāng)協(xié)調(diào)指數(shù)最小為0.0095，該鄉(xiāng)面積大，離主城區(qū)遠，經(jīng)濟落后且發(fā)展集中度低。

3.4 生態(tài)限制因子評價結(jié)果與分析

3.4.1 高程和坡度 高程越高，生態(tài)安全承載力越低。市域高程按照小于100m、100～200m、200～300m、300～400m、400m以上進行分級，分別對應(yīng)高承載、較高承載、中等承載、低承載和弱承載。經(jīng)分析得：宜都市大部處于中高承載力，僅有西部和南部少部處低承載力，總體較優(yōu)。

坡度越大，生態(tài)安全承載力越低。市域坡度按照6°以下、6°～10°、10°～15°、15°～25°、25°以上范圍進行分級，生態(tài)安全承載力分別對應(yīng)高承載、較高承載、中等承載、低承載和弱承載?？傮w上看，沿江城鎮(zhèn)帶大部分坡度不超過6°，高程多在100m以下，從地形上看用地條件較為適宜；而外圍山區(qū)大部分坡度在15°以上，用地條件較差。

3.4.2 土地利用類型及地質(zhì)災(zāi)害 林地草地主要集中在西北、西南部，分布面積較大；耕地、建設(shè)用地主要集中在東北部，分布面積較小。宜都市無地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)。其中，王家畈鄉(xiāng)和松木坪鎮(zhèn)屬于地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)都屬于地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)。地質(zhì)災(zāi)害低承載力地區(qū)面積96 524.95hm2，占市域面積的71%；地質(zhì)災(zāi)害弱承載地區(qū)面積38 727.36hm2，占比29%。

3.5 生態(tài)安全承載力結(jié)果與綜合分析 以圖斑為評價單元，對宜都市生態(tài)安全承載力進行綜合評價，根據(jù)上節(jié)指標權(quán)重以及指標評分，計算出宜都市生態(tài)安全承載力范圍在0.3 303～0.6 178，利用自然斷裂法將宜都市生態(tài)安全承載力分為5級，分別為弱承載、低承載、中等承載、較高承載和高承載，評價結(jié)果如圖5所示。從圖5可知，宜都市生態(tài)安全承載力可分為5級，分別為弱承載、低承載、中等承載、較高承載和高承載。宜都市整體生態(tài)安全承載力狀況較好，但鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間差距較大，大部分區(qū)域處于中等承載和較高承載，這些區(qū)域都有較高的潛力可以挖掘；弱承載區(qū)域零星分布在紅花套鎮(zhèn)、高壩州鎮(zhèn)、姚家店鎮(zhèn)和松木坪鎮(zhèn)?？傮w來說南部生態(tài)安全承載力優(yōu)于北部，沿江地帶承載力優(yōu)于非沿江地帶。

4 結(jié)論與討論

（1）通過借鑒前人對于生態(tài)環(huán)境承載力的研究經(jīng)驗，依據(jù)指標體系的原則，建立了由4類一級指標和15個二級指標構(gòu)成的指標體系，采用AHP法確定指標權(quán)重，較大程度地保證了評價結(jié)果的科學(xué)性和準確性。

（2）在生態(tài)環(huán)境承載力體系指標的設(shè)計中，每個指標都融合了各個區(qū)域自身的特點和發(fā)展趨勢，所以在采取生態(tài)保護及整治措施時要因地制宜，充分參考當?shù)氐膶嶋H情況和生態(tài)環(huán)境承載力特點。

（3）通過本次綜合評價，發(fā)現(xiàn)宜都市整體生態(tài)安全承載力較好，但鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間差距大，大部分區(qū)域處于中等承載和較高承載，這些區(qū)域都有較高的潛力可挖掘；弱承載區(qū)域零星分布在紅花套鎮(zhèn)、高壩州鎮(zhèn)、姚家店鎮(zhèn)和松木坪鎮(zhèn)?？傮w來說南部生態(tài)安全承載力優(yōu)于北部，沿江地帶承載力優(yōu)于非沿江地帶。

（4）生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)鍵在于植被，弱承載力區(qū)的植被覆蓋度往往不高，所以要推行生態(tài)建設(shè)，促進生態(tài)恢復(fù)。人為過度毀林開荒、城鎮(zhèn)化等因素都會使植被覆蓋度降低，在生態(tài)恢復(fù)和建設(shè)中，可以實行適當?shù)陌徇w工程，將生態(tài)退化嚴重地區(qū)的部分農(nóng)民集中搬遷到生態(tài)條件較好的地區(qū)，減輕區(qū)域生態(tài)壓力，使其逐漸進入良性循環(huán)[15]。

（5）生態(tài)環(huán)境的保護與經(jīng)濟的發(fā)展應(yīng)該同時協(xié)調(diào)進行，不可顧此失彼。要尋求合理的發(fā)展模式，在最大限度發(fā)揮資源環(huán)境效益的同時，也要實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。

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