區域生態安全評價研究

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

人類社會的發展需要建立可持續的安全生態系統，生態安全已經引起了人們的高度重視[1-2]。生態系統是生態健康、生態風險和生態服務的基本出發點，整體側重于生態系統安全的研究，生態安全的研究核心即為生態系統安全研究。生態風險、生態健康和生態服務三者相互融合、相互依存，形成生態安全的核心。生態服務功能主要包括三個方面內容，生態系統結構是否完整合理，生態健康參考功能是否正常，以及生態風險的不確定性。當三個指標在一定閾值內滿足三個子集的交集時，即為生態安全。只有當生態系統結構具有較好的協調性和完整性，生態系統結構功能正常，潛在威脅較小時，生態系統的安全才能夠得到保障[3-4]。

在以往的研究中，很多專家學者都提出生態系統安全評價的方法，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系統服務平衡，這不僅反映了生態系統服務的剩余或不足，還反映了區域生態安全。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的，更有說服力；生態安全屬性是連續的。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。

2 評價方法

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

2.1 秦皇島市生態安全評價體系建設

為了能夠滿足秦皇島市生態管理的需求，以壓力-狀態-反應(P-S-R)框架模型為基礎，建立了市生態安全評價體系。PSR模型深刻地反映了自然生態系統與社會經濟系統之間的相互作用機制，體現了可持續發展、擾動響應、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功能保護區所占比例是秦皇島市生態系統的主要制約因素，在自然成分指數的選取上需要重點考慮。而人口密度、環境保護投資占GDP的比重、人均GDP、工業固體廢物利用率、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中集中考慮。指標選擇原則主要是前瞻性、綜合性、要素優勢性、敏感性、客觀性、技術進步性等原則，指標體系包括三個子系統和九個指標，見表1。

表1 秦皇島市生態安全指標體系及權重

2.2 秦皇島市生態安全指數計算

(1)指標標準化處理

生態安全評價指標可分為正向指標和反向指標。

正向指數標準化公式：

(1)

反向指數標準化公式：

(2)

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

(2)秦皇島市生態安全指數標準的確定

生態安全評價的主要工作內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安全的定量參考體系，通過與參考體系的比較確定生態安全水平，從而能夠制定其發展目標。本研究對評價標準的選擇采取了以下具體措施。

表2 秦皇島市生態安全評價指標以及對應的安全值

①政府制定標準；相關標準主要由國家、地方政府以及行業內進行制定，包括國家統一制定的環境質量標準，行業內頒布的設計規范要求，以及地方政府根據本地區提出的具有針對性的環境保護要求等等，所有這些標準都是可選的評估標準。

②背景標準；將研究區生態環境背景作為主要評價標準。

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

生態安全評價指數可分為五個不同等級，具體見表3。

表3 生態安全等級標準

3 秦皇島市生態安全保護對策

為提高生態系統的承壓能力，國內修建了眾多大規模生態修復工程。然而，一些政策缺乏對當地生態壓力的考慮，導致部分政策僵化。盡管政府在生態保護方面做出了巨大的努力，并嘗試了多種生態規劃，但我國生態系統管理仍存在許多不適當和薄弱環節。研究結果表明，人類社會系統和自然系統共同影響著生態安全狀況，生態保護日益需要與社會經濟發展相聯系。因此，評價區域生態系統安全性對于提高研究區生態政策的制定以及實施具有重要意義。依據上述的評價結果，提出了以下相關政策以供相關部門參考。

(1)構建生態安全預警體系

以生態區的安全評價結果為基礎，分析了不同時間空間下生態干擾因子在整體生態效應和風險中的分布，闡述了生態系統的退化機制，計算了各生態服務功能區的參考值，從而構建了生態安全預警體系。同時，利用3S技術、信息技術、專家系統技術，構建生態安全管理信息系統、決策支持系統和改進的預測預警系統，為區域生態安全管理和環境政策提供科學依據。

(2)合理開發利用水資源

適度開發隱伏層地下水資源，引進水循環利用模式，引進先進加工設備，推廣和鼓勵節水技術、節水產業和節水產品，對于高耗水產業應當嚴格管控，進一步推廣水資源循環利用技術，提高水資源利用率，高度開發二元供水和水資源優化技術。

(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；三是推進產業結構和布局調整；四是加強重點行業和重點污染源管理。

(4)實施生態修復工程

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

4 結語

評價結果表明，秦皇島市生態安全價值為0.633，處于相對安全狀態的下限，生態安全程度相對較安全。秦皇島市生態安全的現狀是，秦皇島市生態環境破壞較輕，生態系統服務功能相對完善，生態破壞問題不明顯，生態災害發生概率小，生態恢復重建相對容易。同時也提出了目前存在的生態問題，人均水資源少，水污染嚴重；高能耗、高耗水、重污染行業比重較高，二氧化硫、COD等排放強度大；環境保護投入仍然不足，自然保護區保護力度不夠。針對目前存在的問題提出了相對的生態安全保護對策，包括構建生態安全預警體系、合理開發利用水資源、減少二氧化硫排放和實施生態修復工程；通過這些途徑，秦皇島的生態將向更安全的生態水平邁進。