區(qū)域生態(tài)安全評價研究

武靚靚

(河北省秦皇島水文勘測研究中心，河北 秦皇島 066000)

1 引言

人類社會的發(fā)展需要建立可持續(xù)的安全生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)安全已經(jīng)引起了人們的高度重視[1-2]。生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)健康、生態(tài)風(fēng)險和生態(tài)服務(wù)的基本出發(fā)點，整體側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)安全的研究，生態(tài)安全的研究核心即為生態(tài)系統(tǒng)安全研究。生態(tài)風(fēng)險、生態(tài)健康和生態(tài)服務(wù)三者相互融合、相互依存，形成生態(tài)安全的核心。生態(tài)服務(wù)功能主要包括三個方面內(nèi)容，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否完整合理，生態(tài)健康參考功能是否正常，以及生態(tài)風(fēng)險的不確定性。當三個指標在一定閾值內(nèi)滿足三個子集的交集時，即為生態(tài)安全。只有當生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有較好的協(xié)調(diào)性和完整性，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能正常，潛在威脅較小時，生態(tài)系統(tǒng)的安全才能夠得到保障[3-4]。

在以往的研究中，很多專家學(xué)者都提出生態(tài)系統(tǒng)安全評價的方法，具有代表性的是，土地利用/土地覆蓋矩陣法被用于量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)平衡，這不僅反映了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的剩余或不足，還反映了區(qū)域生態(tài)安全。與土地利用/土地覆蓋矩陣法相比，我們的評價方法是從多個指標影響的完整性出發(fā)的，更有說服力；生態(tài)安全屬性是連續(xù)的。此外，與采用單向指標評價體系的評價方法相比，該方法可以提供更全面、更有針對性的管理指導(dǎo)。

2 評價方法

本文采用綜合指數(shù)法對秦皇島市生態(tài)安全進行評價。綜合指數(shù)法是在確定合理的指標體系的基礎(chǔ)上，對各因子指數(shù)的單項指數(shù)進行加權(quán)平均，最后計算出各因子綜合評價的綜合值。

2.1 秦皇島市生態(tài)安全評價體系建設(shè)

為了能夠滿足秦皇島市生態(tài)管理的需求，以壓力-狀態(tài)-反應(yīng)(P-S-R)框架模型為基礎(chǔ)，建立了市生態(tài)安全評價體系。PSR模型深刻地反映了自然生態(tài)系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)之間的相互作用機制，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展、擾動響應(yīng)、人與自然和諧的整體理念。此次研究一共選取9個指標因子(見表1)對秦皇島市生態(tài)安全狀況進行綜合評價。中國國土面積人均水資源、森林覆蓋率和重點生態(tài)功能保護區(qū)所占比例是秦皇島市生態(tài)系統(tǒng)的主要制約因素，在自然成分指數(shù)的選取上需要重點考慮。而人口密度、環(huán)境保護投資占GDP的比重、人均GDP、工業(yè)固體廢物利用率、二氧化硫排放強度和COD排放強度等都需要在人類社會影響指數(shù)中集中考慮。指標選擇原則主要是前瞻性、綜合性、要素優(yōu)勢性、敏感性、客觀性、技術(shù)進步性等原則，指標體系包括三個子系統(tǒng)和九個指標，見表1。

表1 秦皇島市生態(tài)安全指標體系及權(quán)重

2.2 秦皇島市生態(tài)安全指數(shù)計算

(1)指標標準化處理

生態(tài)安全評價指標可分為正向指標和反向指標。

正向指數(shù)標準化公式：

(1)

反向指數(shù)標準化公式：

(2)

該公式中的xi(i=1,2,3…,n)是指數(shù)i的實際值，Si(i=1,2,3…,n)是指數(shù)i的標準值，P(xi)是對應(yīng)評價指標的標準值。

(2)秦皇島市生態(tài)安全指數(shù)標準的確定

生態(tài)安全評價的主要工作內(nèi)容是計算個指標的安全標準值，所謂評價標準的確定，就是建立一套衡量生態(tài)安全的定量參考體系，通過與參考體系的比較確定生態(tài)安全水平，從而能夠制定其發(fā)展目標。本研究對評價標準的選擇采取了以下具體措施。

表2 秦皇島市生態(tài)安全評價指標以及對應(yīng)的安全值

①政府制定標準；相關(guān)標準主要由國家、地方政府以及行業(yè)內(nèi)進行制定，包括國家統(tǒng)一制定的環(huán)境質(zhì)量標準，行業(yè)內(nèi)頒布的設(shè)計規(guī)范要求，以及地方政府根據(jù)本地區(qū)提出的具有針對性的環(huán)境保護要求等等，所有這些標準都是可選的評估標準。

②背景標準；將研究區(qū)生態(tài)環(huán)境背景作為主要評價標準。

③類比標準；將原生自然生態(tài)系統(tǒng)作為類比標準，并且該生態(tài)系統(tǒng)在自然條件下沒有受到人類的嚴重破壞。

生態(tài)安全評價指數(shù)可分為五個不同等級，具體見表3。

表3 生態(tài)安全等級標準

3 秦皇島市生態(tài)安全保護對策

為提高生態(tài)系統(tǒng)的承壓能力，國內(nèi)修建了眾多大規(guī)模生態(tài)修復(fù)工程。然而，一些政策缺乏對當?shù)厣鷳B(tài)壓力的考慮，導(dǎo)致部分政策僵化。盡管政府在生態(tài)保護方面做出了巨大的努力，并嘗試了多種生態(tài)規(guī)劃，但我國生態(tài)系統(tǒng)管理仍存在許多不適當和薄弱環(huán)節(jié)。研究結(jié)果表明，人類社會系統(tǒng)和自然系統(tǒng)共同影響著生態(tài)安全狀況，生態(tài)保護日益需要與社會經(jīng)濟發(fā)展相聯(lián)系。因此，評價區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全性對于提高研究區(qū)生態(tài)政策的制定以及實施具有重要意義。依據(jù)上述的評價結(jié)果，提出了以下相關(guān)政策以供相關(guān)部門參考。

(1)構(gòu)建生態(tài)安全預(yù)警體系

以生態(tài)區(qū)的安全評價結(jié)果為基礎(chǔ)，分析了不同時間空間下生態(tài)干擾因子在整體生態(tài)效應(yīng)和風(fēng)險中的分布，闡述了生態(tài)系統(tǒng)的退化機制，計算了各生態(tài)服務(wù)功能區(qū)的參考值，從而構(gòu)建了生態(tài)安全預(yù)警體系。同時，利用3S技術(shù)、信息技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)，構(gòu)建生態(tài)安全管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和改進的預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)，為區(qū)域生態(tài)安全管理和環(huán)境政策提供科學(xué)依據(jù)。

(2)合理開發(fā)利用水資源

適度開發(fā)隱伏層地下水資源，引進水循環(huán)利用模式，引進先進加工設(shè)備，推廣和鼓勵節(jié)水技術(shù)、節(jié)水產(chǎn)業(yè)和節(jié)水產(chǎn)品，對于高耗水產(chǎn)業(yè)應(yīng)當嚴格管控，進一步推廣水資源循環(huán)利用技術(shù)，提高水資源利用率，高度開發(fā)二元供水和水資源優(yōu)化技術(shù)。

(3)減少二氧化硫排放

一是推進清潔能源利用；二是全面實施綜合治理；三是推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局調(diào)整；四是加強重點行業(yè)和重點污染源管理。

(4)實施生態(tài)修復(fù)工程

提高植被覆蓋率，充分發(fā)揮植被的保水功能，建設(shè)林業(yè)重點生態(tài)工程。要落實水土保持、林業(yè)建設(shè)、沿海生態(tài)隔離帶建設(shè)、少棄耕地建設(shè)、秸稈和畜禽糞便資源化利用等方面的工作。加強生態(tài)工程建設(shè)力度，積極推進生態(tài)示范區(qū)的建設(shè)。

4 結(jié)語

評價結(jié)果表明，秦皇島市生態(tài)安全價值為0.633，處于相對安全狀態(tài)的下限，生態(tài)安全程度相對較安全。秦皇島市生態(tài)安全的現(xiàn)狀是，秦皇島市生態(tài)環(huán)境破壞較輕，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能相對完善，生態(tài)破壞問題不明顯，生態(tài)災(zāi)害發(fā)生概率小，生態(tài)恢復(fù)重建相對容易。同時也提出了目前存在的生態(tài)問題，人均水資源少，水污染嚴重；高能耗、高耗水、重污染行業(yè)比重較高，二氧化硫、COD等排放強度大；環(huán)境保護投入仍然不足，自然保護區(qū)保護力度不夠。針對目前存在的問題提出了相對的生態(tài)安全保護對策，包括構(gòu)建生態(tài)安全預(yù)警體系、合理開發(fā)利用水資源、減少二氧化硫排放和實施生態(tài)修復(fù)工程；通過這些途徑，秦皇島的生態(tài)將向更安全的生態(tài)水平邁進。