張 頻，張邦文 ，蔡海生，金蘇蓉，韓天一

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌330045;2.江西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究院，江西 南昌330046;3.中國林業(yè)科學(xué)研究院 亞熱帶林業(yè)實驗中心，江西 分宜336600)

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，大氣污染、森林植被退化、水土流失等生態(tài)安全問題日益凸顯，嚴重影響人類的生存環(huán)境和制約經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。近年來，生態(tài)安全問題已經(jīng)上升到?jīng)Q定地區(qū)發(fā)展和國家安全的高度，成為生態(tài)學(xué)研究的新熱點［1］。林業(yè)是區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)的主體，更是區(qū)域生態(tài)安全的重要保障［2］。目前，國內(nèi)外生態(tài)安全研究主要集中區(qū)域土地、水環(huán)境、農(nóng)業(yè)及濕地等領(lǐng)域［3－9］，而區(qū)域林業(yè)生態(tài)安全研究處于起步階段，其概念也尚在探討之中。洪偉、鄧鑒鋒等［10－13］就區(qū)域林業(yè)生態(tài)安全體系建設(shè)進行了一些定性探討;魏彬、毛旭鵬等［2，14－16］采用綜合指數(shù)分析法對區(qū)域林業(yè)生態(tài)安全進行定量評價，但綜合指數(shù)法存在無法判別單個指標(biāo)與評價結(jié)果之間的隸屬關(guān)系、易遺漏指標(biāo)間的一些評價信息、根據(jù)綜合評價值人為主觀劃定評價等級等缺陷，物元分析法能很好的解決這些問題［17］。本文從林業(yè)生態(tài)安全內(nèi)涵出發(fā)，構(gòu)建了林業(yè)生態(tài)安全評價指標(biāo)體系;運用物元分析法對江西省林業(yè)生態(tài)安全狀況進行評價，并對評價結(jié)果進行分析，找出影響江西林業(yè)生態(tài)安全的關(guān)鍵因素，為江西省林業(yè)生態(tài)建設(shè)和森林可持續(xù)經(jīng)營決策提供一定的參考依據(jù)。

1 林業(yè)生態(tài)安全的內(nèi)涵

林業(yè)生態(tài)安全是生態(tài)學(xué)界最近提出的一個表征林業(yè)功能與作用的全新概念，其具體概念，國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)自身研究的需要，從不同的角度有不同的理解。歸納起來主要有以下兩種認識［18］:一種認為林業(yè)生態(tài)安全是指從森林生態(tài)系統(tǒng)和林業(yè)開發(fā)、建設(shè)、生產(chǎn)、管理和維護等多個方面，為人民生活、資源與環(huán)境保護、社會發(fā)展、經(jīng)濟建設(shè)等提供生態(tài)安全保障;另一種認為林業(yè)生態(tài)安全是指森林生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康的整體水平。兩種認識的差異實際是研究尺度的差異:第一種是從區(qū)域尺度，包括區(qū)域自然、社會、經(jīng)濟復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的安全;第二種是從生態(tài)系統(tǒng)尺度，包括自然和半自然生態(tài)系統(tǒng)的安全。但是無論哪種理解，其核心都是建立在人類社會與森林生態(tài)系統(tǒng)相互作用的基礎(chǔ)之上的理想狀態(tài)。

綜合前人研究［2－16］，本文認為林業(yè)生態(tài)安全是指在一定區(qū)域范圍內(nèi)，在生態(tài)風(fēng)險的威脅下，森林生態(tài)系統(tǒng)能夠維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)力的可持續(xù)性，其多種功能滿足人類生存和可持續(xù)發(fā)展的需求，并通過采取積極的生態(tài)修復(fù)措施，使人類生存和發(fā)展環(huán)境不受或者少受威脅的一種理想狀態(tài)。

2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

2.1 指標(biāo)的選擇

評價指標(biāo)的選擇直接關(guān)系到評價結(jié)果的合理性［19］。本研究從林業(yè)生態(tài)安全內(nèi)涵出發(fā)進行評價指標(biāo)選擇。參考文獻［19 －23］，在理論分析法和頻度統(tǒng)計法的基礎(chǔ)上，結(jié)合專家咨詢法，遵循科學(xué)性、可操作性、代表性、可獲取性等原則，最終形成總目標(biāo)層、約束層和指標(biāo)層3 個層次結(jié)構(gòu)共計18 個指標(biāo)的林業(yè)生態(tài)安全評價指標(biāo)體系(表1)。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

在20 位專家打分的基礎(chǔ)上，采用層次分析法，分別對林業(yè)生態(tài)安全評價指標(biāo)體系3 個層次所列評價指標(biāo)采用1 ～9 標(biāo)度法，通過兩兩比較重要程度構(gòu)建判斷矩陣并逐層進行判斷評分，計算出各層次的權(quán)重值，再通過公式Wi=Wb×Wc得到各指標(biāo)總排序權(quán)重值［24］。各層次都通過了一致性檢驗，總排序權(quán)重值見表1。

3 江西省林業(yè)生態(tài)安全物元分析評價

3.1 研究區(qū)概況

江西省位于長江中下游南岸，地處東經(jīng)113°35' ～118°29'，北緯24°29' ～30°05'，國土面積16.69 萬km2。地貌類型以山地丘陵為主，東、南、西三面群山環(huán)繞，中南部丘陵、盆地相間，北部平原坦蕩，地勢南高北低。土壤以紅壤為主，境內(nèi)大小河流2 400 余條，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，動植物種類豐富。江西是我國南方重點林業(yè)大省，林地面積占國土面積的64.07%，森林覆蓋率60.01%，林業(yè)在江西的經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)中具有十分重要的地位和作用。

3.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究采用的森林資源數(shù)據(jù)來源于第七、八次全國森林資源清查江西省森林資源清查成果報告，其它經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)來源于江西省統(tǒng)計年鑒(2006 年)、江西省統(tǒng)計年鑒(2010 年)，以反映“十一五”期間(2006—2010 年)江西林業(yè)生態(tài)安全動態(tài)變化狀況。數(shù)據(jù)處理主要運用Excel2003。

3.3 評價方法

3.3.1 物元的建立 對于林業(yè)生態(tài)安全評價樣本A，描述林業(yè)生態(tài)安全的18 個評價指標(biāo)Ci(i=1，2…18)，指標(biāo)量值為Vi，以有序三元組R=(A CiVi)作為描述林業(yè)生態(tài)安全的基本元，稱為物元。

表1 林業(yè)生態(tài)安全評價指標(biāo)體系及權(quán)重Tab.1 Hierarchies of evaluation index system and index weight

3.3.2 經(jīng)典域與節(jié)域的確定 指標(biāo)的等級量值范圍稱為經(jīng)典域，由經(jīng)典物元加上可轉(zhuǎn)化為經(jīng)典物元的事物及其指標(biāo)和此指標(biāo)相應(yīng)擴寬的量值范圍組成的物元矩陣稱為節(jié)域［22］。經(jīng)典域和節(jié)域的確定是一項非常具有探索性的工作，也是物元分析評價的基礎(chǔ)［17，21］。根據(jù)林業(yè)生態(tài)安全評價的可拓性，將指標(biāo)量值范圍劃分為安全、較安全、臨界安全和不安全4 個等級。等級的劃分在參考《國家級生態(tài)縣、市、省建設(shè)指標(biāo)》、《江西省森林資源二類調(diào)查操作細則(2009 年)》、全國平均水平、相關(guān)研究文獻［22 －25］標(biāo)準值的基礎(chǔ)上，結(jié)合江西省實際并咨詢專家，以最大限度地保證評價標(biāo)準值的準確度和應(yīng)用性，最終確定江西省林業(yè)生態(tài)安全經(jīng)典域R1、R2、R3、R4及節(jié)域，見表2。

表2 林業(yè)生態(tài)安全評價經(jīng)典域取值范圍Tab.2 Evaluation index system，index division standard

3.3.3 距與關(guān)聯(lián)度的計算 距(Dij)指單項評價指標(biāo)Di具體量值Vi 與該指標(biāo)j 等級經(jīng)典域區(qū)間的距離，距(Dab)指單項評價指標(biāo)Di 具體量值Vi 與該指標(biāo)節(jié)域有限區(qū)間的距離;關(guān)聯(lián)度(Kij)指單項評價指標(biāo)Di 具體量值Vi 與該指標(biāo)各等級的隸屬程度。Dij、Dab、Kij分別用公式(1)、(2)、(3)計算［17］，將江西省2006 年、2010 年指標(biāo)量值輸入計算，結(jié)果見表3。

表3 江西省2006 年和2010 年林業(yè)生態(tài)安全指標(biāo)關(guān)聯(lián)度Tab.3 Relevancy of forestry ecological security of Jiangxi Province in 2006 and 2010

3.3.4 綜合關(guān)聯(lián)度的計算及評價等級的確定 綜合關(guān)聯(lián)度Aj就是關(guān)聯(lián)度Kij與權(quán)重Wi的乘積，計算公式(4)，從指標(biāo)隸屬關(guān)系以及某因子對整個評價對象的影響程度兩個方面充分反映了林業(yè)生態(tài)安全狀態(tài)，因此其評價結(jié)果更客觀、準確［22］，計算結(jié)果見表4。

表4 2006 年、2010 年江西省林業(yè)生態(tài)安全評價綜合關(guān)聯(lián)度比較Tab.4 Comparison of forestry ecological security of Jiangxi Province in 2006 and 2010

3.4 結(jié)果分析

通過2006 年、2010 年指標(biāo)量值為輸入計算，結(jié)果見表3、表4。從表4 來看，2006 年綜合關(guān)聯(lián)度A1= －0.306 2、A2=0. 219 5、A3= －832 4、A4= －0. 523 9，2010 年綜合關(guān)聯(lián)度A1= －0. 306 7、A2=0.217 8、A3= －0.836 5、A4= －0.504 0。根據(jù)最大隸屬度原則［18］，2006 與2010 年，江西省林業(yè)生態(tài)安全等級均屬較安全狀態(tài)，但2010 年比2006 年略有下降，從2006 年的0.219 5 下降到2010 年的0.217 8。

從表3 林業(yè)生態(tài)安全指標(biāo)關(guān)聯(lián)度Kij來看，在生態(tài)風(fēng)險方面，病蟲害發(fā)生率C2在2006 年和2010 年都是制約江西林業(yè)生態(tài)安全的一個因素，雖經(jīng)過治理，取得一定的成效，不安全關(guān)聯(lián)度K24由2006 年的－1.430 0 增大到2010 年的－1.300 0，仍是制約江西林業(yè)生態(tài)安全的一個主要因素。

在森林結(jié)構(gòu)方面，齡級結(jié)構(gòu)是制約江西林業(yè)生態(tài)安全的主要因素，2006 年不安全關(guān)聯(lián)度K54由2006年的0.349 5 變?yōu)?010 年的0.368 0，這表明，江西省喬木林林齡結(jié)構(gòu)很不合理，中幼齡林占絕大部分，因此，封山育林勢在必行;此外，樹種結(jié)構(gòu)處在臨界安全的狀態(tài)，其臨界安全關(guān)聯(lián)度K43由2006 年的0.291 7增大到2010 年的0.454 7，這表明，經(jīng)過5 年的調(diào)整，江西省喬木林樹種結(jié)構(gòu)得到一定的改善，但仍有進一步改善的空間。

在森林生產(chǎn)力方面，單位面積蓄積量C8在2006 年和2010 年均處于臨界安全狀態(tài)，其臨界安全關(guān)聯(lián)度K83由2006 年的0.048 7 增加到2010 年的0.056 7，這表明江西森林資源的質(zhì)量正在不斷的改善中，年均單位面積生長量C92006 與2010 年均處于臨界安全狀態(tài)，且2010 年較2006 年稍有下降，這主要是受2008 年初雨雪冰凍災(zāi)害影響。年均森林消長比C11由2006 年的較安全狀態(tài)向2010 年的不安全方向逆轉(zhuǎn)，主要是因為2008 年初雨雪冰凍災(zāi)害損失了部分林木，以及近年來木材市場需求旺盛導(dǎo)致各地采伐量增加，以至于江西省林木年均總消耗量大幅增加;這也是導(dǎo)致林業(yè)生態(tài)較安全等級綜合關(guān)聯(lián)度2010 年比2006 年略微下降的主要原因。

從森林功能來看，各指標(biāo)均處于安全或較安全狀態(tài)，這表明其基本能滿足江西經(jīng)濟社會發(fā)展對森林功能的需求。從生態(tài)保護修復(fù)方面來看，自然保護區(qū)占國土面積比C15、造林面積C16指標(biāo)關(guān)聯(lián)度都處在安全或較安全狀態(tài)，且指標(biāo)關(guān)聯(lián)度值2010 年都比2006 年要大，這主要是隨著省委省政府“生態(tài)立省”發(fā)展戰(zhàn)略的實施，自然保護區(qū)、森林公園、濕地公園建設(shè)也在以前所未有的規(guī)模和速度推進;隨著江西省林權(quán)制度改革完成，林農(nóng)造林積極性高漲，年造林面積逐年增加。但林業(yè)人才數(shù)C172006 年和2010 年均處于臨界安全狀態(tài)，這表明林業(yè)科技人才缺乏仍然是江西林業(yè)生態(tài)建設(shè)的一個限制因素。

4 結(jié)論與討論

(1)從綜合關(guān)聯(lián)度來看，2006 年與2010 年，江西省林業(yè)生態(tài)安全水平都處于較安全等級，2010 年綜合關(guān)聯(lián)度比2006 年略微下降，即2010 年江西省林業(yè)生態(tài)安全等級比2006 年稍低。從評價指標(biāo)關(guān)聯(lián)度來看，病蟲害發(fā)生率、樹種結(jié)構(gòu)、齡級結(jié)構(gòu)、單位面積蓄積量、年均森林消長比等指標(biāo)在“十一五”期間是影響江西林業(yè)生態(tài)安全的主要限制因子。

(2)從評價方法來看，物元分析法能夠很直觀的判別單個指標(biāo)與評價結(jié)果之間的隸屬關(guān)系，同時其關(guān)聯(lián)函數(shù)擴展到(－∞，+∞)整個實數(shù)軸不易遺漏指標(biāo)評價信息，適用于對區(qū)域林業(yè)生態(tài)安全這種復(fù)雜的多指標(biāo)進行定量評價。其最后的評價等級確定雖不像綜合指數(shù)法一樣人為的根據(jù)經(jīng)驗對指數(shù)值進行劃分，但經(jīng)典域與節(jié)域的確定是關(guān)鍵，經(jīng)典域、節(jié)域的科學(xué)性和合理性直接影響著評價結(jié)果。

(3)隨著對區(qū)域林業(yè)生態(tài)安全研究的深入，評價指標(biāo)體系的選擇以及權(quán)重的確定及經(jīng)典域、節(jié)域劃分標(biāo)準也需不斷的調(diào)整與完善。此外，區(qū)域林業(yè)生態(tài)安全評價應(yīng)從區(qū)域的實際情況出發(fā)，根據(jù)區(qū)域的特點，選擇適合的評價指標(biāo)體系并采取適合的評價標(biāo)準。

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