采用PSR 模型的太姥山風景名勝區生態安全評價

陳 妍，卞莉莉，陳 鳳，李 寧，王 韌，何東進*

（1.福建農林大學 林學院，福建 福州 350002；2.福建省南方森林資源與環境工程技術研究中心，福建 福州 350002；3.福鼎市林業局，福建 福鼎 355209 ）

中國于2011 年提出了生態保護紅線（ecological conservation redline，ECR）戰略，并在2013 年將其列為推進生態學進程的重要組成部分[1].隨著ECR 的提出，各個領域的生態學安全性被關注.生態安全是指生態系統的健康和完整情況，是人類在生產、生活和健康等方面不受生態破壞與環境污染等影響，不僅包括食品的安全，還包含空氣質量、綠色環境等基本要素[2].在可持續發展的研究中，生態安全評價（ecological security assessment，ESA）作為一個新領域，可以事先制定區域生態發展的管理政策，提前建立好生態安全的預防警示系統[3].近年來，隨著當地旅游景區的迅速開發及商業化的發展，太姥山風景名勝區生態環境的負面問題越來越嚴重，景區內環境壓力過大，再加上人口的增長、當地基礎設施建設投入不足，太姥山風景名勝區的生態安全受到極大影響，而太姥山風景名勝區的生態安全是其旅游業能夠持續發展的基礎與前提，應引起極大的重視.

目前關于生態安全評價的方法主要有數字模型法、生態模型法，這些方法在水環境、城市、土地等方面[4-5]研究較多.生態安全評價能夠提前對許多領域做好安全分析、預測和評估，提前準備好預防措施或解決對策.目前，基于驅動力-壓力-狀態-影響-響應（driving-force-pressure-state-impact-response，DPSIR）[6-8]、壓力-狀態-響應（pressure-state-response，PSR）[9-10]等模型，國內外已經有許多學者構建評價指標體系進行生態安全評價.郭文月[11]運用PSR 模型結合熵權法的計算分析了西北五省森林生態安全狀況，并為西北地區提供相關發展建議；黃和平等[12]建立了基于PSR 模型結合模糊物元模型對森林生態安全進行動態評價，并取得較好的成果.以太姥山風景名勝區為研究對象，以生態安全為主題構建的安全評價體系的研究相對較少，本研究借鑒已有的相關研究構建生態化學評價體系，對其生態安全進行綜合評價.

由于PSR 模型結合層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）因果關系非常清晰，方法簡單，能夠直接的反映出景區的生態安全情況[13-14].因而，為了解太姥山風景名勝區的生態安全程度，本研究采用PSR 模型，結合AHP 計算太姥山風景名勝區的生態安全指數，并與課題組前期研究[15]進行縱向比較，進一步評價研究區發展趨勢，對太姥山風景名勝區及同類型旅游地的生態安全建設和維護起一定的指導作用，并對太姥山風景名勝區長期發展制定科學的計劃.

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

太姥山風景名勝區（120°09＇E，27°04＇N）坐落于福建省寧德市福鼎市，景區總面積約100 km2，人口密度較低（393.3 人·km-2）.由于三面環海，故有“海上仙都”之稱，同三高速及溫福鐵路均在其周圍，交通便利.其地勢總體西北高，東南低，大部分屬于構造侵蝕剝蝕丘陵盆谷地形.相對海拔高度在200～400 m 之間，坡度在10°～30°之間，是典型的低山丘陵.太姥山風景名勝區地處東南沿海，屬中亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫13.6 ℃，雨量充足，年降水量1 600～2 100 mm，氣候濕潤舒適，干濕季節分明，但東西兩麓溫差大.太姥山景區內森林覆蓋率達97%，林地面積和林木蓄積都非常高，自然資源十分豐富[16]；其藥用種子植物比較豐富，植物區系較復雜有115 科341 屬478 種[17]，利用林區干果生產油茶籽、油桐籽、烏桕籽等的歷史都十分悠久，茶葉的發展更是迅速.太姥山風景名勝區旅游資源種類齊全、數量豐富、質量優秀[18]，其優美的景色及便利的交通吸引了從世界各地來的大量游客，特別是在2003 年10 月11 日被授予國家5A 級旅游景區稱號后，次年游客量達35.1 萬人次，在2018 年更是達到了46040.17 萬人次，收入高達46040.17 萬元，旅游業飛速發展.

1.2 數據來源

本研究數據來自福建省生態環境廳、福鼎市統計局、福鼎市旅游局及《2018 年中國城市統計年鑒》[19].

2 研究方法

2.1 PSR 模型及指標體系

PSR 模型是一個較為完整的體系模型，最早由加拿大統計學家David J R 和Tony F提出，現應用于各類生態問題的研究.該模型分別從壓力、狀態、響應3 個方面選取指標進行評價，具有清晰的框架.對本研究而言，壓力指標是指人類的經濟和社會環境對太姥山風景名勝區的作用，如人口的增長、有害物質的排放等；狀態指標是指太姥山風景名勝區在受到壓力的階段下環境的狀態及變化情況，如空氣的質量、水資源總量等能夠體現景區的抗壓能力的指標；響應指標是指太姥山風景名勝區如何對已經發生的不利發展進行補救，如環境建設的投入、人均GDP 的增長等.

本研究依據太姥山風景名勝區的生態特點、地理位置及人文等因素，共選取了18 個指標建立了基于PSR 的太姥山生態安全評價體系（圖1）.

2.2 權重的確定

層次分析法是一種生態安全評價方法，能夠將定性、定量相結合.通過比較、判斷、評價、決策的流程，盡可能在指標權重的確定中減少主觀性.

在本研究中，使用層次分析法將太姥山風景名勝區系統化，由壓力、狀態、響應3 個方面分解，采用1～9 及其倒數的標度方法對指標的兩兩對比重要性進行賦值，得到評價體系中各個層次的判斷矩陣，逐層疊加，得到總目標層的權重，綜合評估太姥山風景名勝區的安全情況（表1）.

2.3 生態安全評價

本研究在基于PSR 體系模型下結合層次分析法將太姥山風景名勝區作為目標層（T），考慮太姥山風景名勝區的生態特征，構建目標層（T）、項目層（A）、指標層（I）3 個層次的太姥山風景名勝區安全評價系統（表1），確定各層次指標的權重[20].以表1 數據為依據，采用式（1）計算太姥山風景名勝區的生態安全綜合指數（comprehensive ecological security index，CEI），參考卞莉莉[15]生態安全度劃分表（表2）確定太姥山風景名勝區的安全評價等級.

圖1 太姥山風景區生態安全體系圖

表1 太姥山風景名勝區生態安全體系表

式中，CEI：太姥山風景區生態安全綜合指數；Ci為第i 項指標；W(Ci)為指標Ci的權重；I(Ci)為第i 個指標的生態安全指數.屬性為正的指標：指標值≥標準值，則I(Ci)=1；指標值＜標準值，則I(Ci)=指標值/標準值；屬性為逆的指標：指標值≤標準值，則I(Ci)=1；指標值>標準值，則I(Ci)=標準值/指標值.

表2 生態安全度劃分表

3 評價結果

由表3、圖2 可知，在2018 年太姥山風景名勝區生態安全指數為0.909 5，對照生態安全度劃分表（表2）可知，2018 年太姥山風景名勝區生態安全處于“很安全”的狀態.與2008 年太姥山風景名勝區生態安全指數0.777 8 相比[15]，在這10 a 間太姥山風景名勝區保持著良好的自然狀態，有著較強的生態活力，生態多樣性豐富的生態系統及良好功能的生態環境，人類活動等外界影響對太姥山風景名勝區生態安全影響較低，整個系統處于較為穩定的狀態.其中壓力、狀態、響應各占安全指數的60.21%、20.61%、10.13%，可以看出壓力對太姥山風景名勝區生態系統的發展極為重要，在整個發展過程中，太姥山風景名勝區所承受的壓力較少，而響應僅占10.13%，說明對太姥山風景名勝區生態建設投入較少，相關保護政策也不夠多.

由各指標層安全指數值（表3）可知，在18 個指標中，I6（工業廢水排放量）的安全指數最高，為0.171 7，說明太姥山風景名勝區內工業廢水的排放量較小，污染水資源的可能性較低；而I17（環境建設投入）的安全指數最低，為0.003 2，說明對于太姥山風景名勝區的環境建設并沒有引起相關政府的高度重視，對太姥山風景名勝區的環境建設投入有待加強.在壓力方面的安全指數中（I1～I6）I6>I5>I2>I4>I1>I3，這表明工業廢水的排放量較少，而城市建設用地也較少，有足夠的空間，旅游從業人員的增長也很可觀，但隨著自然增長率的上升、人口密度的增加和更多的游客，對太姥山風景名勝區容量有一定的影響；在狀態方面的安全指數中（I7—I12），I10>I7>I8>I9>I11>I12，說明太姥山風景名勝區的氣溫適宜，森林覆蓋率高，空氣質量高，但水資源總量較少，并且生活垃圾無害化處理率和污水處理率較低，對太姥山風景名勝區環境有一定的影響；在響應方面的安全指數中（I13—I18），I16>I13>I18>I14>I15>I17，在這一方面，總體安全指數都偏低，說明對太姥山風景名勝區的政策、經濟等投入都較少，應引起重視.

表3 太姥山風景名勝區生態安全評價結果

續表3

圖2 2008 年[15]與2018 年太姥山風景名勝區各類別生態安全指數對比

4 結論與討論

研究發現，與2008 年[15]相比（圖2），壓力方面的安全指數提高了0.216 4，狀態方面的安全指數降低了0.091 9，響應方面的安全指數提高了0.007 2，總體提高了0.131 7.在壓力、狀態、響應比重分布方面，2008 與2018 年壓力都占最大的比重，而響應則占最低比重.說明10 a 以來，壓力一直是影響太姥山風景名勝區生態安全的重要指標.基于對太姥山風景名勝區的安全評價結果顯示，壓力方面的指標對于太姥山風景名勝區的可持續發展有著重要的作用，當地的居住者及政府在開發旅游產業的同時對太姥山風景名勝區生態環境的安全較為重視，破壞較低，給予的壓力較少；而太姥山風景名勝區的狀態也較為良好，能夠適應壓力，雖然與2008 年相比，狀態的安全值有些許的降低，但并不影響太姥山風景名勝區的可持續發展；響應的安全指數增加幅度較小，說明對太姥山風景名勝區相關保護的政策和生態建設投入力度雖然有所提高，但并沒有引起足夠的重視，應多關注太姥山風景名勝區相關保護政策，提高對太姥山風景名勝區生態建設的投入.總的來說，與2008 年生態安全評價結果相比，項目層生態安全指數及其所占權重呈現相同的趨勢，均表現為壓力>狀態>響應.相比2008 年，2018 年太姥山風景名勝區總的生態安全指數有所提高，說明10 a 期間，太姥山風景名勝區的管理水平逐步提高，能夠適度的開發旅游景區，把重心大部分放在了壓力的解決上，今后應多注重生態安全環境的建設及對游客環境保護的宣傳，減少景區內人為制造的垃圾，預防污染、保護環境，使得太姥山風景名勝區系統結構能夠更加完善，更加充滿活力，生態功能更加的完整.

本研究基于PSR 模型的綜合性、靈活性和管理思想[21]，結合AHP，建立了關于太姥山風景名勝區的生態安全評價指標體系，得出結論為：太姥山風景名勝區生態安全綜合指數為0.909 5，正處于“很安全”的狀態.PSR 模型與DPSIR 等模型相比只是從3 個方面建立評價體系，相對簡單，在FDA 等復合的模型面前又顯得相對單一，考慮到太姥山風景名勝區樣本數據的可獲取性，本研究使用AHP 評價方法來確定權重，但在使用AHP 確定權重的過程中，大多基于專家的經驗，存在一定的主觀性[22].對于其他景區而言，PSR 模型能夠簡潔明了的為景區建立出評價體系，但與本研究相同，采用AHP 確定權重，其主觀局限性無法消除，雖參與了數學處理，但主觀局限性并未消除.對此，在今后的研究中，應加入不同研究方法及不同年限之間的比較來豐富實驗結果，增加實驗結果的可靠性.