基于AHP的克孜勒蘇河流域生態安全評價及預測

陳 佳，鮑雅靜，徐 媛，姚毅恒，崔立新，趙琪茉(大連民族大學 環境與資源學院，遼寧 大連 116605)

生態安全是21世紀人類社會可持續發展面臨的一個新主題，具有重要的研究意義[1]。生態安全與國防安全、經濟安全都是國家安全的重要組成部分，是指國家或地區在生存和發展過程中所需的生態環境處于不受或少受破壞與威脅的狀態[2-3]。目前，環境問題、資源問題、糧食問題、人口問題等，已成為人類社會可持續發展過程中重大的障礙性問題，其中生態環境問題是主要面臨的環境問題之一[4-6]。

中國目前的生態環境問題不容樂觀，尤其是西部地區由于干旱、高寒以及嚴重的水蝕與風蝕，生態環境十分脆弱[7-9]。目前已經有越來越多的人意識到生態安全的重要性，此前生態學者們也多次提出西部地區生態環境保護的方案。李宗杰等[10]、彭月等[11]、郝時遠[12]分別對甘肅、寧夏、青海的生態安全進行評價分析，在水土保持、流域安全等方面為各研究地區的生態環境保護提供了可靠依據，并為提高該地區生態安全綜合水平提出了寶貴意見。這些研究對中國西部地區生態環境保護做出了重要的貢獻，也為生態安全方面的研究奠定了基礎。

但是近幾年中國仍有許多西部地區面臨生態安全問題。位于新疆地區的克孜勒蘇河流域水資源總量相對缺乏，且分布不均，草場面臨過渡放牧而嚴重退化的困境，野生物種棲息地也受到嚴重威脅，土地利用率低，造成人均耕地面積較少。此外，流域內土地資源大部分是山地和戈壁荒灘，大面積地區屬于無植被區域，夏季洪水泛濫極易引發災害，生態環境極其脆弱，一旦破壞將難以恢復[13]。

本文基于層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)選取經濟生態安全系統、自然生態安全系統、社會生態安全系統中的15個指標構建生態安全評估評價體系，評價克孜勒蘇河流域生態安全狀態，并對該地區未來的發展做出預測，以期為克孜勒蘇河流域生態環境的可持續發展提供可靠依據。

1 研究方法

1.1 研究區域概況

克孜勒蘇河主源發源于天山南脈中吉邊界西側吉爾吉斯斯坦境內扎爾多布卡山口海拔4 419 m的冰山上。從烏恰縣吉根鄉的斯姆哈納入境，由西北向東南橫貫烏恰縣中部，流入喀什地區疏附縣，匯入喀什噶爾河。流域坐標范圍為：74°54′27″E～75°19′23″E，38°51′28″N～40°10′40″N。該地區溫差大，氣候干燥，降水量小而蒸發強烈。

1.2 生態安全評估指標體系設計

通過對克孜勒蘇河流域各類生態功能區內的生態系統結構和服務功能進行研究，按照涵蓋流域生態安全的自然、經濟和社會三個因素，綜合歸納確定了15個因素作為評價因子，對克孜勒蘇河生態安全進行評價，評價指標體系及指標權重[3]見表1。

表1 克孜勒蘇河生態安全評價指標體系及指標權重

1.3 數據來源及處理

人均GDP、糧食單產、林業單產、牧業單產、經濟密度、化肥施用量、氮肥施用量、磷肥施用量、人均耕地面積、人口自然增長率、城鎮化率、人口密度等社會經濟指標均來自2012-2015年烏恰縣干部手冊和統計年鑒電子版。林業面積比重、草地面積比重、耕地面積比重來自于對2000年、2009年和2016年Landsat5 TM和Landsat8 OLI遙感影像的解譯。

對表1中不同安全趨向性的指標采用極差標準化法，處理成值域范圍為0～1的無量綱數據。在評價過程中采用AHP確定指標評價權重，得出各子系統及綜合生態的安全度，最后使用灰色GM(1,1)預測模型預測該流域生態安全的變化情況。

1.4 評價標準

根據克孜勒蘇河流域的實際情況，將該地區生態安全指數等級劃分為五個安全檔次，見表2[14]。

表2 克孜勒蘇河流域生態安全指數等級劃分標準

2 結果分析

2.1 克孜勒蘇河流域生態安全總體變化趨勢

克孜勒蘇河流域評價結果如圖1。2008年克孜勒蘇河流域處于一般安全狀態；2009年該流域安全狀態下降幅度較大，變為欠安全狀態；2010-2015年生態安全狀態一直平穩上升，逐步從欠安全狀態演變為一般安全狀態，其主要原因是經濟生態安全系統和自然生態系統上升導致的。造成經濟生態安全系統上升的原因可能是該地區耕地面積減少，化肥(包括氮肥和磷肥)的施用量越來越少，而自然生態系統上升可能是該地區草地面積增加而耕地逐年下降導致的。

圖1 克孜勒蘇河流域生態安全現狀及預測圖

2.2 克孜勒蘇河流域生態安全預測

在對該流域生態安全現狀評價的基礎上，采用灰色GM(1,1)預測模型，預測2020年該地區生態安全狀態：從2016年至2020年克孜勒蘇河流域生態安全持續上升，從一般安全的狀態逐步向較安全狀態靠近，預計2020年該地區湖泊生態安全值達到較安全，若按此趨勢發展并保持下去，克孜勒蘇河的生態安全狀態較穩定，但是想達到安全狀態還應采取進一步的保護措施。

3 對策與建議

生態安全是國家安全和社會穩定的重要組成部分，具有長期性、整體性、全球性等特點，從區域生態安全的角度出發，區域生態安全與人類活動和社會需要更是密切相關。通過建立克孜勒蘇河流域2008-2020年的生態安全評價系統，得到結論:該流域生態安全處于上升狀態，但是增長情況并不明顯，預測至2020年克孜勒蘇河流域生態安全將持續處于較安全狀態，但并未達到安全狀態。若這種趨勢不能得到有效地緩解，克孜勒蘇河流域的現狀將不能得到有利的改善。

為使克孜勒蘇河流域生態安全達到安全狀態，提出以下建議：(1)繼續在非耕地上大力發展戈壁產業，變戈壁為資源，推動流域內農業產業結構戰略調整，大大提高土地利用率，并有效防范水土流失等自然災害的發生；(2)對于過度放牧問題，完善相關法規，加強執法力度，嚴格控制放牧牲畜數量，為天然草場以及野生動物棲息地的保護提供法律依據。

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