新疆阿克蘇河流域土地生態安全預警演變與時空格局分析

楊振民, 劉新平

新疆阿克蘇河流域土地生態安全預警演變與時空格局分析

楊振民, 劉新平*

新疆農業大學管理學院, 烏魯木齊 830052

基于改進的NES—PSR模型建立預警指標體系, 并結合GIS技術平臺, 分析了阿克蘇河流域1999—2018年土地生態安全警情格局變化和區域差異特征, 最后運用障礙度模型探索其障礙因子。結果表明: (1)生態安全狀況總體呈變好趨勢。土地生態安全級別由“較不安全”提高至“較安全”, 警度亦由“重警”降至“輕警”。(2)生態安全格局差異明顯。研究期間流域生態安全高水平區呈東部—西部—南部—北部順序變化的空間演變特征。(3)生態環境改善是一個循序漸進的過程。流域依然處于“輕警”和“較安全”狀態, 流域內生態環境改善任重道遠。(4)影響阿克蘇河流域土地生態安全的障礙因子是多方面的。工業廢水排放達標率、造林面積占地區面積比重、環境污染治理投資占新疆GDP比重、水利環境和公共管理設施業投資是影響流域生態安全改善的主要障礙因子。研究結果可能為阿克蘇河流域土地生態安全改善及資源可持續利用提供科學參考。

NES—PSR模型; 土地生態安全評價; 預警; 障礙度; 阿克蘇河流域

0 前言

流域土地生態系統是一個集經濟、自然、社會為一體的復雜生態系統[1]。近年來, 隨著社會經濟的持續發展, 自然和人為風險源在流域內相互重疊, 流域生態系統因受到越來越多的外部威脅而面臨較大的生態壓力和風險。為了確保一定范圍內土地生態系統的正常運行, 實現各類資源的可持續利用, 區域的全面穩定協調發展, 要求我們對流域土地生態安全進行預警研究[2]。土地生態預警是通過建立符合研究區的評價指標體系, 對經濟發展過程中資源環境的狀態以及資源環境與經濟發展的協同程度進行定性定量化的預警分析, 目的是分析發展過程中忽視的或者需要重視的因素, 并及時采取措施調整, 以避免產生更大的危害[3]。

目前, 國內外學者對土地生態安全預警進行了探索研究。從預警的模型來看, 主要有DPSR模型[4], 懲罰型變權模型[5], RBF神經網絡模型[6], 可拓云模型[7]等；從研究區域來看, 有些學者對全國范圍[8]進行生態預警評價, 也有部分學者以省級[9]或者市縣級[10]行政單位進行研究。在建設生態文明, 實現人類環境和諧共處理念的指引下, 越來越多的學者開始對湖泊[11]、耕地[12]、森林[13]、礦山[14]等小范圍進行研究, 研究范圍也隨著研究目的細化而縮小。但研究流域的生態安全預警還比較少。鑒于此, 本研究在改進的NES—PSR模型基礎上構建了土地生態安全評價指標體系, 采用熵權法和層次分析法進行綜合權重賦值, 分析了阿克蘇河流域1999—2018年警情變化及沿河6縣市的土地生態安全空間格局, 最后運用障礙度模型分析不同年份的主要障礙因子, 以期為流域未來的調控和管理提供建議。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區域

阿克蘇河流域位于新疆維吾爾自治區西南部, 塔里木盆地西北邊緣, 范圍介于東經75°23′—81°34′, 北緯37°55′—42°34′之間[15]。托什干河、庫瑪拉克河兩大支流在溫宿縣帕哈抵村匯合成阿克蘇河, 整個流域地勢從北向南、從西向東逐漸降低。河流流經克州阿合奇縣, 阿克蘇地區的溫宿縣、阿瓦提縣、烏什縣、阿克蘇市以及新疆兵團第一師阿拉爾市, 尾端同葉爾羌河、和田河三河匯合于肖夾克處入塔里木河(圖1)。

隨著西部大開發戰略進入沖刺階段, 流域內各縣市工業化、城鎮化都得到較快發展。其發展同樣帶來了不利于社會進步的一些問題, 其中土地生態環境問題尤為突出。植被破壞導致水土流失嚴重, 濕地開墾為農田使得濕地調節氣候的功能降低, 過量的農藥使用使得流域污染等問題不容忽視。這些問題影響著流域發展的質量, 同樣也使得流域開發潛力受到不同程度的影響。因此, 通過對阿克蘇河流域土地生態安全預警研究有助于協調流域經濟快速發展與生態環境之間的關系, 為流域可持續發展提供決策依據。

1.2 數據來源

研究數據來源于《新疆統計年鑒(2000—2019)》、《新疆兵團第一師阿拉爾市統計年鑒(2014—2018)》、新疆塔里木河流域管理局、塔河流域阿克蘇管理局、《國家環境統計年鑒》、《中國城市建設統計年鑒》、《中國統計年鑒(2000—2019)》, 所轄縣地方志以及政府網站公布的經濟、社會發展統計公報提供的相關數據進行整理計算獲得。

2 研究方法

2.1 預警指標體系構建

根據相關研究結果并結合阿克蘇河流域土地生態現狀, 通過耦合PSR和NES(Nature—Economy—Social, NSE)模型, 選取21個指標構建了適用于阿克蘇河流域土地生態安全評價的NES—PSR指標體系(表1)。其中, 以PSR框架為準則層, 在每一準則下設以N(自然)E(經濟)S(社會)為框架的因素層。分別從自然經濟社會方面尋找適合的指標來分析生態系統的壓力、狀態和響應。壓力層主要分析人類的經濟活動對自然生態環境造成的負擔；狀態層主要分析了生態環境在各方面壓力下所呈現出來的狀態；響應層是分析生態系統在面臨不同的壓力下, 通過采取一些有利措施來減輕環境壓力, 改善環境在不同方面的狀態, 以達到保護生態環境, 實現可持續發展的目的。

圖1 研究區示意圖

Figure 1 Schematic diagram of the study area

2.2 預警指標標準化處理

通過建立指標體系分析復雜問題時, 所選的指標往往因為性質不同, 其數值不能直接相比較。否則就會使得研究結果偏向于數值高的指標, 而忽視低值指標的作用。因此, 需要對原始指標值進行標準化處理, 確保結果的可靠性。本文主要利用minmax標準化法[16]將原始數值換算到[0,1]之間。

正指標:

逆指標:

式(1)、(2)中為標準值；Xmax、Xmin為系統指標的最大和最小值；X為系統指標的值。

2.3 指標權重確定

本文采用熵權法和層次分析法(即兩個權重各取50%)[17]對指標權重進行賦值。

2.3.1 層次分析法(AHP法)

層次分析法(AHP), 是把各種復雜的問題進行條理化的劃分, 建立一套多層次的評價指標體系。通過基于客觀現實的主觀判斷(即兩兩比較)把專家意見以及分析者的客觀判斷結合起來, 確定指標之間的重要程度, 通過YAAHP軟件計算同一層次不同重要性指標的權重數值。

2.3.2 熵權法

熵權法是通過對評價指標的原始數據進行分析, 確定指標的客觀權重。若指標變化的幅度大, 說明其能提供的信息量就越多, 權重也就越大；反之, 則說明其在數據序列中提供的信息量較少, 權重也就越小。其一般步驟為:

①選取個評價對象個評價指標, 構成初始的數據矩陣；

②對初始數據進行標準化, 形成標準化矩陣；

③計算第個指標下第樣本的比重矩陣；

④計算第個指標的熵值；

⑤確定第個評價指標的權重。

2.4 計算預警指數

參照以往研究成果, 選用綜合指數法[18]計算研究區土地生態安全預警值。計算公式為:

表1 阿克蘇河流域土地生態安全預警指標體系及權重

式(8)、(9)中:LSE為第年第項指標的預警值；LSE為第年的綜合預警值。

2.5 警情劃分標準

當前, 土地生態安全預警等級還沒有明確劃分, 面對不同的研究區域、不同的研究內容, 學者們都有著不同的分級標準。本文根據阿克蘇河流域土地生態系統的實際情況和其他學者的研究成果, 按照等分原理[19]將研究區土地生態安全預警標準劃分為5個等級(表2)。

表2 阿克蘇河流域土地生態安全評價劃分標準

2.6 障礙度模型

在土地生態安全評價的基礎上, 需要對各指標進行更深入的分析, 提煉分析影響阿克蘇流域土地生態安全的主要障礙因子, 把有限的城市資源更精準的投入到改善單項影響因素上, 于是引入“障礙度”模型[20-22], 計算公式如下:

式(10)中:為第個指標對土地生態安全的障礙度；其中=1-X,為單項指標的標準化值；為評價指標的權重。

3 結果與分析

3.1 土地生態安全預警指數變化特征分析

由表3和圖2可知, 阿克蘇河流域土地生態安全預警值總體上呈增長態勢。1999—2018年, 安全級別由“較不安全”轉為“較安全”, 警度由“重警”降為“輕警”。由此可知, 阿克蘇河流域整體土地生態安全水平不斷好轉, 但土地生態環境狀況仍比較差, 其主要原因如下。

生態系統壓力方面, 壓力層指數總體呈先波動減小后緩慢增加趨勢。首先從1999年的0.2375下降為2006年的0.1581(生態安全壓力指數越低, 生態安全壓力就越大, 反之就越小), 2006年以后有輕微的上升一直到2012年出現一個大轉折, 使得2014年成為近20年來壓力指數最低點為0.1010, 2014年后壓力指數緩慢的提升。這說明阿克蘇河流域生態環境有所惡化。惡化的原因: 一是2006年為“十一五”規劃的開局之年, 為了有一個良好開局, 阿克蘇地區大力實施“6122”工程, 圍繞“六大產業群”, 加快推進地區工業化進程。工業總產值從1999年的193723.8萬元增加至2006年的1021398.60萬元, 增幅達到427.24%。隨著工業規模的擴大, 工業產品例如原油、天然氣、原煤等礦產資源的產出增加以及有色金屬礦藏的發掘, 不可避免毀壞周圍森林植被, 使得植被覆蓋率下降。工業二氧化硫排放量從1999年的19.79萬t增加至2006年的40.90萬t , 廢氣的廢棄排放量的增加也加重了流域土地生態環境的壓力。二是影響2014生態壓力的主要因素是人口密度從1999年87.59人·km–2增加至2014年103.78人·km–2。人口自然增長率從1999年8.53‰提升至2014年的19.58‰。同時阿克蘇河流域的生產活動以農業為主, 因此化肥使用量較多, 單位面積耕地化肥施用量從1999年的282.27 kg·hm–2增加至2014年的1040.02 kg·hm–2, 這將導致水土資源污染和土壤鹽漬化加劇, 最終加大耕地生態安全壓力, 進而影響土地生態安全。

生態系統狀態方面, 狀態層指數除去2008年受金融危機的影響, 其他年份的狀態層指數均呈現上漲趨勢。狀態層指數自1999年的0.0593增長至2018年的0.1450, 增長幅度為144.68%。其中, 農業機械化水平、森林覆蓋率和單位耕地糧食產量是影響土地狀態的關鍵。自西部大開發戰略、國家環境保護“十五”計劃、塔河流域綜合治理工程等一系列重大決策的落地, 使得各地區各部門更加重視區域生態環境的治理與保護, 并通過引進優秀人才和先進技術等方式, 農業耕作結構得到不斷改善。研究區農業機械水平由79768.80 kw·hm–2提高到314537.67 kw·hm–2, 保障了農業的生產效率, 單位耕地糧食產量由5669 kg·hm–2提高到7115.20 kg·hm–2, 保障了糧食的供給穩定；森林覆蓋率亦由1.68%上升至4.87%, 流域生態安全狀態得到了較明顯改善。同時, 流域的第三產業不斷發展, 產業的發展使得基礎設施得到建設和完善, 公共綠地面積也不斷增多, 這都在一定程度上改善了流域生態環境, 提高了流域的生態系統狀態指數。

生態系統響應方面, 響應層指數總體上呈波動上升態勢, 自1999年的0.0259增長至2018年的0.3581, 年均增長率為14.82%。增幅可分為兩個階段: 第一個階段是從1999—2009年, 生態系統響應指數緩慢的提升, 在2009年達到一個小峰值0.1558。這主要是因為2010年, 新疆維吾爾自治區環境保護廳開展了2009—2010年中央專項資金項目檢查工作, 對各地區廢棄物處理中心、開工建設項目等進行環保檢查, 對一些污染環境的單位進行管理和約束。此外, 自治區還出臺了《城市市容和環境衛生管理條例》等規章制度, 規定了不能任意焚燒樹葉或者垃圾等廢棄物、規定了生活垃圾傾倒的線路、時間、地點和方式等, 并對違反《條例》的人員進行處罰與糾正。這些措施緩解了社會發展與自然環境保護的相矛盾局面, 為持續改善生態環境打下良好的基礎。第二個階段是從2010—2018年, 這一階段生態系統響應指數增加幅度大于前一個階段, 并在2014年達到一個峰值0.3270。這主要是因為2014年, 新疆維吾爾自治區環境保護廳發布《新疆維吾爾自治區重點行業環境準入條件(試行)》的通知, 對金屬礦采選、煤炭采選、化工電力、有色金屬冶煉等行業的設置了環境準入條件。這有利于淘汰一些落后并且污染較大的企業, 引進一些清潔生產工藝和環境保護技術, 有利于建設完善環境保護的制度, 推進生態文明建設和流域經濟社會環境全面協調可持續發展。

3.2 土地生態安全預警空間格局分析

通過公式(6)、(7)分別計算烏什縣、阿瓦提縣、溫宿縣、阿合奇縣和阿克蘇市1999—2018年土地生態安全綜合預警值。土地生態安全綜合預警值越大, 說明區域生態安全狀況就越好, 預警程度就越低；綜合預警值越小, 說明區域生態安全狀況越差, 預警程度也越高。然后利用空間插值法分別得到了研究區1999、2005、2012和2018年土地生態安全狀況的空間分布(圖3)。結果表明, 流域整體呈現先東部較安全, 再西部較安全, 然后南部較安全, 最后呈現北部較安全的空間格局演變。

表3 1999-2018年新疆阿克蘇河流域土地生態安全及其子系統預警指數和警度

圖2 1999-2018年土地生態安全預警圖

Figure 2 Early warning map of land ecological security from 1999 to 2018

1999年流域各縣市生態安全都處于第二級, 即生態安全等級較低, 預警風險大, 處于較不安全階段。其中阿瓦提縣與阿克蘇市的生態安全綜合預警值相對較高, 阿合奇縣、烏什縣以及溫宿縣綜合預警值相對較低。這主要是因為阿瓦提縣與阿克蘇市處于城市化與工業化初期, 城市化擴張與工業污染速度不快有重要聯系, 同時由于農業經濟水平不高, 單位面積化肥施用量也相對較少, 這都對土地生態安全的維護起到一定的積極作用。1999年阿合奇縣的土地墾殖率為31.40%, 遠遠大于阿瓦提縣的3.45%和阿克蘇市的2.94%。使得阿合奇縣原始植被類型得到轉變, 生態環境變得更加脆弱；同時由于污染治理投資力度較小, 這都不利于維護區域的土地生態安全。

2005年土地生態安全綜合預警值表現為烏什縣最大、阿克蘇市最小, 即烏什縣土地生態安全狀況最好, 阿克蘇市土地生態安全狀況最差, 阿克蘇河流域土地生態安全空間格局表現為西部高, 東部低的態勢。阿克蘇市與溫宿縣處于“較不安全”等級, 其余三縣為“臨界安全”等級。這是因為阿克蘇市作為阿克蘇地區的中心城市首先受到了西部大開發戰略的影響。一方面阿克蘇市基礎設施不斷完善, 吸引了大量工業投資與外來勞動力, 使得土地承載力增大；另一方面, 工廠的建設及工業的迅速發展導致了大量工業廢水、廢氣的排放, 土地質量急劇下降, 土地生態安全度低。而溫宿縣抓住西部大開發和我國入世的歷史機遇, 采取有效措施, 使國民經濟總體動行保持了良好的態勢；阿合奇縣、烏什縣、阿瓦提縣的土地生態安全相對較好, 綜合預警指數明顯偏高。主要是全面落實科學發展觀, 促進經濟結構轉型, 轉變經濟增長方式。同時三縣加大防災減災能力建設, 以減輕自然災害對生態環境的影響, 這對維護流域土地生態安全具有重要意義。

2012年, 阿克蘇河流域土地生態安全預警指數呈現南部高, 北部與東部低的特征, 預警等級由“較不安全”轉為“臨界安全”。其中, 阿克蘇市與阿瓦提縣土地生態安全指數上升較快。主要是由于自2010年來, 《關于支持新疆產業健康發展的若干意見》、《阿瓦提縣2010—2012城鄉環境衛生整潔行動實施方案》、《新疆維吾爾自治區環境保護“十二五”規劃》等政策文件的頒布, 流域各縣積極推進生態城市建設, 注重保護耕地, 改善農田水利設施, 加大對環境問題的治理力度, 積極改良和修復被破壞、污染的土地, 這一系列的措施改善了流域土地生態安全狀態。

2018年各縣土地生態安全綜合值持續提高, 安全等級提高為Ⅳ級, 由“臨界安全”轉為“較安全”, 其中烏什縣土地生態安全狀態最好, 阿克蘇市土地生態安全狀態最差, 研究區安全狀態在空間上表現出北部高、中部及東南部低的態勢。這說明近幾年流域生態環境不斷好轉的同時, 其內部也在發生著強烈的變化。就農業發展而言, 綠色有機農業、智慧農業基地的建設均改善了北部區域的生態環境；就基礎設施而言, 阿克蘇市、溫宿縣等北部區域, 拆除、遷移了部分工廠, 新建了綠色公園, 增加綠地面積, 提高土地生態安全指數；就政府政策而言, 《自治區各級黨委、政府及其有關部門生態環境保護工作職責》、《新疆維吾爾自治區環境保護條例》的修正、《新疆環境保護規劃(2018—2022年)》、《關于全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰實施方案》等一系列的政策法規頒布, 有利于細化了相關部門的生態環境保護工作職責, 構建起大環保格局, 有效的推進生態文明建設, 從而努力建設美麗新疆, 決勝全面建成小康社會。

未來幾年, 隨著人們的對環境重要性的認識不斷加深以及一系列的環境保護措施與土地整治利用等重大項目的深度推進, 各類污染治理力度進一步增強, 流域土地生態安全綜合整治與保護水平將進一步提高, 流域生態響應系統趨好的態勢將繼續延續, 綜合預警指數將繼續提升, 預警狀況進一步好轉, 不僅將保持“輕警”狀態, 還將越來越趨近“無警”狀態。

綜上可知, 1999—2018年阿克蘇河流域各縣土地生態安全綜合預警值整體呈上升趨勢, 尤其是2005年后增大趨勢更顯著。2000—2005年各縣土地生態安全綜合預警值處于0.2891—0.4165之間, 土地生態安全均處于較“不安全”狀態, 警度亦為“重警”；2005—2018年各縣土地生態安全綜合預警值介于0.2891—0.6872, 土地生態安全狀態由“較不安全”轉向“較安全”, 安全等級從Ⅱ級躍升為Ⅳ級, 警度亦由“重警”轉為“輕警”(表4)。

3.3 土地生態安全預警障礙因子分析

借助障礙度模型, 計算流域1999、2005、2012和2018年影響生態環境的質量的主要障礙因子及其障礙度。由于本文選用指標較多, 因此僅選取每年障礙度最大的前五個指標(表5)。

1999年影響土地生態安全的障礙因子主要集中在壓力和響應兩方面, 前五位的障礙因子分別是工業廢水排放達標率(A16)、造林面積占地區面積比重(A21)、環境污染治理投資占新疆GDP比重(A17)、水利環境和公共管理設施業投資(A18)及經濟密度(A8)等, 由此可以看出, 改革開放后, 在以經濟建設為中心的思想指導下, 阿克蘇河流域工業化不斷發展, 但也伴隨著工業廢水排放不達標、毀壞森林建設工業體系等對生態環境造成破壞的問題, 加之對環境污染治理的投資力度不夠, 導致1999年阿克蘇河流域的土地生態處于較不安全階段。

圖3 阿克蘇河流域土地生態安全綜合預警值空間變化

Figure 3 Spatial changes in comprehensive early warning values of land ecological security in the Aksu River Basin

2005年影響土地生態安全的障礙因子分別是工業廢水排放達標率(A16)、造林面積占地區面積比重(A21)、土地墾殖率(A3)、水利環境和公共管理設施業投資(A18)及環境污染治理投資占新疆GDP比重(A17)等。2001年, 塔河治理正式被納入國家大江大河治理體系, 使得塔河源流的生態保護更加得到重視, 植被逐漸恢復, 農業用水效率不斷提高。

2012年影響生態環境質量改善的主要障礙因子包括造林面積占地區面積比重(A21)、水利環境和公共管理設施業投資(A18)、土地墾殖率(A3)、森林覆蓋率(A12)和工業廢水排放達標率(A16)等。隨著西部大開發進入快速發展階段,阿克蘇河流域的人口不斷增加, 城市化不斷推進, 沿河綠洲逐漸被開墾成耕地, 流域森林面積減少, 并且隨著造林面積的速度趕不上森林被破壞的速度, 使得阿克蘇河流域的生態環境保護形勢依然嚴峻。因此, 保護住生態環境的同時實現經濟跨越式增長依然是流域實現高質量發展急需解決的難題。應該適時采取退耕還林還草政策, 封山綠化, 培育特色生態化產業, 并搞好規劃和試點示范, 才能實現經濟增長的躍進。

2018年影響生態環境質量改善障礙因子主要集中在壓力方面, 土地墾殖率(A3)、工業廢水排放達標率(A16)、森林覆蓋率(A12)、城市化水平(A4)以及單位耕地面積化肥施用量(A1)等。隨著國家、政府對阿克蘇河流域的污染治理投資不斷增加, 不僅在阿克蘇河上游修建水利設施, 還建設了1500萬畝胡楊林為代表的塔河綜合生態系統, 使得塔河上游生態環境得到很好的改善, 阿克蘇河流域生態環境治理揭開了新的一頁。

4 結論與對策建議

4.1 結論

本文依據改進的NES—PSR模型, 選取21個評價生態環境狀況的指標, 構建土地生態安全評價指標體系, 利用熵權法和層次分析法組合賦權方式來使評價結果更科學合理, 并利用ArcGIS分析其空間分布格局, 最后運用障礙度模型分析不同年份主要影響生態質量改善的障礙因子, 主要得出以下結論。

4.1.1 生態安全狀況總體呈變好趨勢

1999—2018年間, 流域內壓力指數逐漸變小, 狀態層、響應層指數逐漸變大, 說明區域內的發展越來越重視高質量的發展, 通過合理的退耕還林還草, 以及有機肥料的使用, 減少了對環境的破壞, 促進了農業經濟的轉型發展。

4.1.2 生態安全格局差異明顯

流域整體呈現先東部較安全, 再西部較安全, 然后南部較安全, 最后北部較安全的空間格局演變。同時較危險的區域也呈現先西部危險, 再東部危險, 然后北部危險, 最后呈現出南邊危險的一種相反的空間格局演變。

4.1.3 生態環境改善是一個循序漸進的過程

近20年來, 流域內安全級別僅僅由最初的“較不安全”提升了兩個等級至“較安全”。警度也相應實現了“重警—中警—輕警”的轉變。治理環境, 轉變發展方式不是一蹴而就, 而是持續推進, 流域依然處于“輕警”和“較安全”狀態, 所以, 流域內環境改善任重道遠。

表5 1999-2018年阿克蘇河流域土地生態安全主要障礙因素排序

4.1.4 提高環境質量需要多方面共同發力

由障礙度公式計算出影響流域環境改善的主要障礙因子。其中工業廢水排放達標率、造林面積占地區面積比重、環境污染治理投資占新疆GDP比重等出現概率較高。因此, 治理環境, 不僅僅是環境部門的事, 政府財政部門如何規劃資金投入, 企業如何實現“0排放”, 如何提高水資源利用率等都是需要統籌安排的問題。

4.2 對策建議

土地生態安全預警評價是分析區域生態環境狀況的前提與基礎, 雖然阿克蘇河流域的生態環境近幾年出現好轉, 但仍存在較大的上升空間。結合阿克蘇河流域實際與相關研究, 建立評價指標體系, 難免受到主觀因素影響。所選指標集中于反映流域社會經濟情況, 而對流域生態安全自然屬性的反映不足。同時由于我國在土地生態安全預警方面仍處于探索研究期[23], 沒能形成統一的預警級別劃分標準, 這使得對區域的評價分析不夠全面和細化, 在今后的研究中需要進一步補充和完善。

4.2.1 統籌區域發展

研究結果可以看出, 阿克蘇河流域生態安全格局呈現出較大的變化, 盡管整體是朝著環境改善優化方向發展, 但有的區域依然是按照先污染再治理的理念發展經濟, 這無疑阻礙著環境質量的進一步提高。因此, 流域內各縣市要加強溝通協作, 促進流域資源的合理利用與分配以及治理流域的責任的合理分配。

4.2.2 引進先進技術, 促進地區產業轉型

流域內的工業廢水達標率是近幾十年來阻礙流域環境質量改善的重要障礙因子。發展經濟避免不了要發展工業, 但也不能僅僅重視工業發展, 而忽視環境的保護。為了獲得經濟發展與環境保護的共贏, 要求各縣市要積極引進新進技術, 淘汰落后產業, 查封重污染產業, 鼓勵新型環保產業的發展。

4.2.3 合理分配治理環境污染投資

“青山綠水就是金山銀山”。治理環境僅僅依靠企業自己的力量是完全不夠的。因此, 政府財政要適當增加對環境污染治理的投資, 加強水利設施等可再生能源投資, 對于完成環境治理的企業要給與財政補貼激勵。只有這樣, 才能形成一種人人講環保, 事事有人干的局面。

4.2.4 轉變農業發展方式, 促進農業增質增量

要想保證飯碗牢牢抓在自己手中, 屯墾耕作是必然要求。為了減少因為化肥使用或砍伐森林而導致的環境破壞, 我們可以研制有機肥料, 推廣使用農家肥和禽畜肥提高農作物品質。加大科技投入, 研制耐寒耐旱新品種, 促進糧食品種的更新換代。適當的退耕還林還草, 為農田營造一個良好的生態環境。

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Analysis of early warning evolution and spatio-temporal pattern of land ecological security in Aksu river basin in Xinjiang

YANG Zhenmin, LIU Xinping*

The Institute of Management, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China

Based on the improved NES-PSR model, this paper established an early warning indicator system and combined with the GIS technology platform to analyze the changes in the pattern of land ecological security and regional differences in the Aksu River Basin from 1999 to 2018. Finally, we used the obstacle degree model to explore obstruction factors. The results show that: (1) The overall ecological security situation is improving. The level of land ecological security has been raised from "less safe" to "safer", and the alert level has also been reduced from "heavy alert" to "light alert". (2) The ecological security pattern is obviously different. During the study period, the high-level area of ecological security in the basin showed the spatial evolution characteristics of the order of east, west, south and north. (3) Improving ecological environment is a gradual process. The basin remains light and relatively safe, and there is a long way to improve the ecological environment. (4) There are many factors affecting the ecological security of the land in the Aksu River Basin, including the compliance rate of industrial wastewater discharge, the proportion of afforestation area, the proportion of environmental pollution control investment in Xinjiang's GDP, water conservancy environment and the investment in public management facilities. The research results can provide scientific reference for the improvement of land ecological security and the sustainable utilization of resources in the Aksu River Basin.

NES-PSR model; ecological security of land evaluation; early warning; obstacle degree; Aksu river basin

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.05.017

X826；F301.2

A

1008-8873(2021)05-129-11

2020-03-11;

2020-03-26基金項目:新疆農業大學研究生科研創新項目(XJAUGRI2019031); 國家自然科學基金“塔里木河流域未利用地轉型的生態風險及其調控研究”(71663051);作者簡介:楊振民(1997—), 男, 山東濰坊人, 碩士研究生, 主要從事土地利用與土地生態研究, E-mail: yangzhenmin12@163.com

通信作者:劉新平, 男, 博士, 教授, 主要從事土地利用與土地生態研究, E-mail: lxping16@163.com

楊振民, 劉新平. 新疆阿克蘇河流域土地生態安全預警演變與時空格局分析[J]. 生態科學, 2021, 40(5): 129–139.

YANG Zhenmin, LIU Xinping. Analysis of early warning evolution and spatio-temporal pattern of land ecological security in Aksu river basin in Xinjiang[J]. Ecological Science, 2021, 40(5): 129–139.