束方玉

（上海師范大學(xué)，上海 200234）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口問題逐漸突出，資源消耗嚴(yán)重，使得生態(tài)問題開始大幅度地顯現(xiàn)出來。這些問題十分不利于人類的可持續(xù)發(fā)展，也對人類的生產(chǎn)生活也造成了很大的阻礙，因此國內(nèi)外專家正在從不同角度來分析問題出現(xiàn)的原因，尋求改善生態(tài)環(huán)境的方法。

生態(tài)脆弱性（Ecological Vulnerability）概念源于美國學(xué)者Clements提出的生態(tài)過渡帶（Eco tone）[1]。對生態(tài)脆弱性的評價即對地區(qū)環(huán)境質(zhì)量的評估，生態(tài)系統(tǒng)在特定環(huán)境條件下表現(xiàn)出的敏感反應(yīng)和承受能力，是自然條件和人文因素共同作用的結(jié)果，最終利用數(shù)值或者圖像的形式將生態(tài)質(zhì)量實例化，可以更加直觀地對某個區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評價，這對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與保護(hù)以及城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要的意義?，F(xiàn)國際上提出的南太平洋應(yīng)用地理科學(xué)委員會所發(fā)展的環(huán)境脆弱性指標(biāo)（Environment Vulnerability Index，EVI）、耶魯及哥倫比亞大學(xué)合作發(fā)展的環(huán)境永續(xù)性指標(biāo)（Environment Sustainability Index， ESI）等均是用于評估環(huán)境安全性以及生態(tài)環(huán)境脆弱性的指標(biāo)[2]。

在這些研究過程中，誕生出了許多用于生態(tài)環(huán)境評價的模型與方法，并且不斷推陳出新，爭取獲得能夠全面統(tǒng)籌各種影響因子的評價方法。當(dāng)前，脆弱性評價的概念模型主要有自然/生態(tài)/社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)方法、社會/生態(tài)系統(tǒng)方法、影響/表現(xiàn)/脅迫因子方法、生態(tài)敏感性/恢復(fù)力/壓力度等評價模型方法；計算方法主要有綜合評價法、景觀生態(tài)學(xué)法、層次分析法、加權(quán)指數(shù)和法、灰色評價方法等[3-7]。本文建立了基于主要驅(qū)動因子的城市脆弱性模型，利用模型公式結(jié)合GIS技術(shù)，可以提供一個平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，將研究結(jié)果進(jìn)行空間可視化。

理論上，生態(tài)脆弱性的研究可以更加明確脆弱性概念，完善現(xiàn)有理論，有助于分析該城市近年來的空間分布情況。此外，模型共識與GIS技術(shù)相結(jié)合，不僅可以為數(shù)據(jù)的集成管理提供平臺，還可以整合空間和時間，利用從中獲取的信息進(jìn)行趨勢分析，幫助人們應(yīng)對現(xiàn)有的威脅[8]。實際上，從自然因素和人為因素分析城市生態(tài)脆弱性有助于了解城市生態(tài)問題的成因?，F(xiàn)實意義上，從自然因素和人為因素兩個方面對城市的生態(tài)脆弱性分析可以幫助了解城市的生態(tài)問題產(chǎn)生的原因，有助于城市生態(tài)有理有序的治理，減少城市建設(shè)和管理中與環(huán)境相矛盾的問題，為該地區(qū)的人口、環(huán)境、資源的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)的方法，促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1 研究區(qū)域

蘇州市的地理坐標(biāo)是北緯31°19'，東經(jīng)120°37'。它位于江蘇省南部，四季分明，降水充沛，氣候宜人。北鄰上海，西鄰太湖，南鄰浙江。地形平坦，主要在平原上，海拔3～4 m。西部山區(qū)和太湖周圍還有一些高低的山丘，高度在100～350 m，河流交錯，河網(wǎng)密集。蘇州古鎮(zhèn)如同里、山塘，水鄉(xiāng)氣息十分濃郁，也有陽澄湖、金雞湖、獨墅湖等具有觀賞價值的湖泊，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體比較優(yōu)秀，十分適宜居住或觀光。此外，以工業(yè)化為主導(dǎo)的蘇州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)造成了對能源資源的過度依賴，經(jīng)濟(jì)的快速增長與資源的節(jié)約利用成為越來越突出的矛盾，資源短缺制約著蘇州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源消耗對蘇州市的生態(tài)環(huán)境也造成了很大的影響，嚴(yán)重阻礙了城市的可持續(xù)發(fā)展。

2 研究方法

2.1 評價指標(biāo)體系的建立

將生態(tài)脆弱性的研究細(xì)分為不同層次進(jìn)行分析。包括總目標(biāo)層，即生態(tài)脆弱度，或稱為生態(tài)質(zhì)量；分目標(biāo)層，分為自然生態(tài)脆弱度和人為生態(tài)脆弱度兩方面；準(zhǔn)則層，分別分析自然因素為主的生態(tài)敏感力、生態(tài)恢復(fù)力兩類以及以人為因素帶來的生態(tài)壓力；指標(biāo)層，為每個準(zhǔn)則層選取相應(yīng)判定指標(biāo)，如表1所示。

2.2 數(shù)據(jù)來源及處理

2.2.1 數(shù)據(jù)來源

依據(jù)指標(biāo)選取原則選取具有代表性的10個指標(biāo)，數(shù)據(jù)均來源于2014年《蘇州統(tǒng)計年鑒》，選取了蘇州市六區(qū)四市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.2.2 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)工作，不同指標(biāo)具有不同的量綱和單位，為了消除量綱的影響，統(tǒng)一為同一數(shù)量級，就必須對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本文采用Min-Max標(biāo)準(zhǔn)化方法，具體計算方法如下。

正向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方法：

負(fù)向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方法：

式中，i為指標(biāo)個數(shù)；Xi為第i項指標(biāo)的數(shù)據(jù)；Ximin為第i項指標(biāo)的最大值；Ximin為第i項指標(biāo)的最小值；X'i為該地區(qū)i指標(biāo)的生態(tài)脆弱度。其中，正向指標(biāo)有人均日生活用水量、工業(yè)二氧化硫排放量以及人口自然增長率，其余都是負(fù)向指標(biāo)。X'i越小，生態(tài)脆弱性越小，環(huán)境質(zhì)量越高。

2.3 評價指標(biāo)權(quán)重計算

目前，評價因子定權(quán)方法主要包括主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度法、特爾斐測定法、層次分析法和變異系數(shù)法[8]。本文采用了基于專家打分的層次分析法得出如下指標(biāo)權(quán)重，如表1所示。

2.4 生態(tài)脆弱度計算

本文選擇了綜合指數(shù)法來計算脆弱度，首先是計算生態(tài)敏感性以及生態(tài)恢復(fù)力共同作用下形成的自然脆弱度，再計算人為因素引起的脆弱度（即人為生態(tài)脆弱度）和自然因素引起的脆弱度（即自然生態(tài)脆弱度），得出各地區(qū)的生態(tài)脆弱程度。生態(tài)脆弱度計算公式為：

式中，Li為第i個評價單元的生態(tài)脆弱度；Wj為第j個評價指標(biāo)的權(quán)重；Pij為第i個評價單元第j項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值；j為指標(biāo)的個數(shù)。

Li越大，則生態(tài)脆弱性越大，生態(tài)質(zhì)量越差。為了使評價結(jié)果更加直觀，可以將生態(tài)脆弱度由低到高劃分為三個等級：0.30～0.40為輕度脆弱區(qū)，0.41～0.53為中度脆弱區(qū)，0.53～0.66為重度脆弱區(qū)。

表1 生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系權(quán)重

表2 蘇州市各區(qū)市生態(tài)脆弱度

3 蘇州市生態(tài)脆弱性評價

圖1 蘇州市各市區(qū)生態(tài)脆弱度等級圖

由表2可知，蘇州市的生態(tài)脆弱度在0.333～0.655，吳江區(qū)屬于輕度脆弱，常熟市屬于重度脆弱，其他地區(qū)為中度脆弱。在Arcgis中繪制生態(tài)脆弱度專題圖，如圖1所示，自然脆弱度最高為常熟市，其次為昆山市，最低為吳江市；人為脆弱度最高為張家港市，其次為昆山市、虎丘區(qū)（高新區(qū)），最低為姑蘇區(qū)。地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及人類的活動對人為生態(tài)脆弱度具有很大的影響，常熟市、昆山市人口較多，地區(qū)國民生產(chǎn)總值在蘇州市內(nèi)也位于前列，因此其人為生態(tài)脆弱度較高，但昆山市毗鄰上海，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，其受人為活動的影響較常熟略低，張家港是沿海和長江兩大經(jīng)濟(jì)開發(fā)帶交匯處的新興港口工業(yè)城市，工業(yè)生產(chǎn)與交通運輸給環(huán)境帶來了極大的壓力，但由于其位于沿海地區(qū)，自然條件優(yōu)渥，其整體上生態(tài)脆弱性一般，為中度脆弱?；⑶饏^(qū)為蘇州市高新區(qū)，聚集多種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，加之旅游景點眾多，其人口流動量較大，因而人為生態(tài)脆弱度較高，由于景點的存在，其更加注重自然環(huán)境的整治，從而達(dá)到了一定的平衡，生態(tài)脆弱度較低。吳江區(qū)為距離蘇州市區(qū)較遠(yuǎn)的地區(qū)，其城鎮(zhèn)化率相對較低，其環(huán)境質(zhì)量在蘇州市內(nèi)為最佳，生態(tài)脆弱度為最低。因此，對蘇州市的生態(tài)脆弱度評價需從人為和自然兩個層面進(jìn)行分析，才能做到全面系統(tǒng)的評價。

4 結(jié)論

本文采用生態(tài)/自然潛在/人為干擾的脆弱性評價體系，綜合選取了10項評價指標(biāo)，運用層次分析法以及綜合指數(shù)法計算得到各指標(biāo)的權(quán)重值，確定了影響生態(tài)脆弱度的主導(dǎo)影響因子，這對于政府決策具有重要的輔助作用。整體而言，蘇州市各區(qū)縣呈現(xiàn)出不同的生態(tài)、人為、自然脆弱度，生態(tài)脆弱度以中度脆弱為主，但其承受的人為干擾以及自然條件影響不同，需結(jié)合各區(qū)縣的社會經(jīng)濟(jì)狀況、人類活動、自然條件進(jìn)行綜合分析，并且應(yīng)針對脆弱度較高的地區(qū)因地制宜地采取治理措施。本文評價體系適用于市級、縣級地區(qū)的生態(tài)脆弱性評價，對于不同的研究區(qū)域可考慮采用不同的影響因子進(jìn)行分析，對降低區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱度有借鑒作用，對各地區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。