陳曉雨婧 馮舒芮 夏建新

摘 要：為探究甘肅省各地區(qū)資源保障能力、生態(tài)承載能力和生態(tài)安全水平的現(xiàn)狀及其影響因素，運用P?S?R模型構(gòu)建生態(tài)安全評價指標體系，根據(jù)綜合評價模型對86個縣級行政區(qū)生態(tài)安全進行了全面分析研究。結(jié)果表明：甘肅省平均生態(tài)安全指數(shù)為0.416 2，處于臨界安全、預(yù)警狀態(tài)。在空間維度上具有東部低于中部，中東部低于西部;少數(shù)民族地區(qū)低于漢族地區(qū)的特征。在各子系統(tǒng)中，社會壓力占壓力子系統(tǒng)主導(dǎo)地位，人口密度平均貢獻率最大;生態(tài)安全屏障指數(shù)占狀態(tài)子系統(tǒng)的第一主要地位;響應(yīng)子系統(tǒng)中，經(jīng)濟響應(yīng)平均貢獻率>文化響應(yīng)>環(huán)境響應(yīng)。研究結(jié)果表明甘肅省生態(tài)環(huán)境受到一定破壞，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有變化，但尚可維持基本功能，需要進行生態(tài)保護與恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)安全評價;壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型;層次分析;空間變化

中圖分類號：X 826

文獻標志碼：ADOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0125文章編號：1672-9315（2019）01-0175-07

Ecological security assessment in Gansu

Province based on P?S?R model

CHEN Xiao?yu?jing，F(xiàn)ENG Shu?rui，XIA Jian?xin

（1.College of Life and Environmental Science，Minzu University of China，Beijing 100081，China;

2.Collaborative Innovation Center of Ethnic Affairs，Minzu University of China，Beijing 100081，China）

Abstract：In order to research the status and influential factors of resources guarantee ability，ecological carrying capacity and ecological security level in Gansu Province，the P?S?R model was applied to construct the evaluation index system of ecological security.Based on the comprehensive evaluation model，the ecological security of 86 county?level administrative regionsis analyzed.The results show that：The average ecological security index of Gansu is 0.416 2，which is in a critical safety and early warning state.Viewing from spatial dimension，the eastern part is lower than the central part，the eastern part is lower than the western part，and the minority areas are lower than the Han areas.Among all subsystems，social pressure dominates the pressure subsystem，the average contribution rate of population density is the largest;the index of ecological security barrier occupies the first major position of the state subsystem;in the response subsystem，the average contribution rate of economic response is larger than that of cultural response，while cultural response is larger than environmental response.The results show that the ecological environment in Gansu Province has been damaged to a certain extent，but it can maintain basic functions，ecological protection，and restoration measures are needed.

Key words：ecological security assessment;P?S?R model;analytic hierarchy process;spatial change

0?引?言

改革開放以來，隨著人口的增長以及城鎮(zhèn)化進程加快，加大了對自然資源保障能力和生態(tài)環(huán)境承載能力的需求，使原本就緊張的資源生態(tài)環(huán)境形勢愈加嚴峻，生態(tài)安全問題日益凸顯。在此背景下，黨的十八大做出“大力推進生態(tài)文明建設(shè)”的戰(zhàn)略決策，并從10個方面繪出生態(tài)文明建設(shè)的宏偉藍圖?！笆濉逼陂g國家提出構(gòu)建全國“兩屏三帶”生態(tài)安全戰(zhàn)略格局，其中甘肅省處于關(guān)鍵的位置。做好甘肅省生態(tài)安全保護工作，不僅有利于自身的可持續(xù)發(fā)展，也對西北乃至全國生態(tài)環(huán)境具有全局性的意義。近年來，由于受到自然條件的約束以及人類活動因素的干擾，甘肅原本就脆弱的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷下降，這嚴重影響到了該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，因此有必要研究其生態(tài)安全，從而尋求兼容經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)文明的綠色發(fā)展道路。

生態(tài)安全包括人類生存安全和可持續(xù)發(fā)展2部分，涉及自然、經(jīng)濟和社會的生態(tài)安全[1]。目前，國外生態(tài)安全評價研究主要涉及生態(tài)風(fēng)險和生態(tài)系統(tǒng)健康評價[2-3];國內(nèi)生態(tài)安全評價大多從區(qū)域、資源、景觀等角度出發(fā)，建立數(shù)學(xué)、生態(tài)、景觀等模型[4-7]。朱衛(wèi)紅等應(yīng)用P?S?R模型構(gòu)建了圖們江流域生態(tài)環(huán)境的生態(tài)安全評價指標體系對圖們江流域時空維度的生態(tài)安全變化進行研究[8]。Yang Gao等選取景觀破碎度、景觀形狀指數(shù)、景觀多樣性指數(shù)、景觀脆弱指數(shù)等利用投影追蹤模型對珠江三角洲9個城市的生態(tài)安全進行了評價[9]。一些生態(tài)學(xué)家采用生態(tài)足跡理論和方法或結(jié)合3S技術(shù)對區(qū)域生態(tài)安全評價，并提出了生態(tài)安全預(yù)測模型[10-12]。但由于研究對象的復(fù)雜性和特殊性，以及人們對生態(tài)安全認識的不足，在評價指標體系和研究方法上還沒有形成共識，缺乏一致的綜合指標體系和評價模型，對定量評價結(jié)果定性化缺乏統(tǒng)一的標準[13-17]，到目前為止還缺乏對區(qū)域生態(tài)安全做微觀的分析研究。

文中基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型（Press?State?Response，簡稱P?S?R模型），提出了一套基于縣域的生態(tài)安全指標體系和綜合評價方法，并以甘肅省為例，以2015年數(shù)據(jù)為基準，對14個地州（市）86個縣級行政區(qū)進行評估，旨在為促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展提供新思路、新舉措。

1?研究區(qū)域概況

甘肅位于黃土高原、青藏高原、內(nèi)蒙古高原3大高原和西北干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)、東部季風(fēng)區(qū)3大自然區(qū)域的交匯處，地貌復(fù)雜多樣，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁，類型齊全，交錯分布，是西北乃至全國的重要生態(tài)屏障，也是全國自然生態(tài)類型最為復(fù)雜和脆弱的地區(qū)之一。近年來，由于氣候變化和人為因素的干擾與破壞，甘肅省生態(tài)環(huán)境日趨惡化，生態(tài)安全的問題迫在眉睫。如今甘肅經(jīng)濟發(fā)展迅速，GDP不斷攀升，經(jīng)濟實力明顯增強，但這種增長是以資源過度消耗和生態(tài)環(huán)境惡化為代價的，其負面影響難以在短期內(nèi)改變。根據(jù)第五次荒漠化沙化監(jiān)測結(jié)果，甘肅省有11個市的38個縣存在著荒漠化沙化及潛在危險，全省荒漠化土地面積比例高達45.8%，接近一半，沙化土地面積比例為28.6%;全省濕地面積169.39萬公頃，濕地率為3.98%.據(jù)第7次甘肅省森林資源清查，全省林地面積1 042.65萬公頃，森林面積507.45萬公頃，森林覆蓋率僅為11.28%.

2?評價指標體系及評價方法

2.1?評價指標體系

生態(tài)安全研究的核心內(nèi)容包括構(gòu)建評價指標體系。P?S?R概念模型由經(jīng)濟合作和開發(fā)組織（OECD）與聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同提出[18-19]，它是將生態(tài)環(huán)境問題，由壓力-狀態(tài)-響應(yīng)3個不同但又相互聯(lián)系的系統(tǒng)來表達。文中根據(jù)P?S?R概念模型，通過對比近年來國內(nèi)相關(guān)文獻所選取的基本指標，參照自“十一五”以來頒布相關(guān)政策文件中強調(diào)的約束性指標，以及結(jié)合研究區(qū)域（甘肅?。┥鷳B(tài)環(huán)境的實際情況，選取針對性強、便于統(tǒng)計和獲取的指標，構(gòu)建包含評價層、目標層、準則層、指標層共4個層次21個具體指標的評價指標體系（見表1）。

2.2?數(shù)據(jù)處理

2.2.1?數(shù)據(jù)的標準化處理

對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，是生態(tài)安全評價的基礎(chǔ)。當(dāng)指標值越小對生態(tài)安全越好時，采用負向指標計算公式進行標準化處理;指標值越大對生態(tài)安全越有利時，采用正向指標計算公式[20]。

（2）

式中?xij和yij為i地區(qū)第j指標的原始值和標準化后的數(shù)值;min（xij）和max（xij）分別為i地區(qū)第j指標的最小值、最大值。

2.2.2?指標權(quán)重的確定

采用層次分析法，咨詢20位專家學(xué)者對生態(tài)安全評價指標中每2個指標的相對重要性做出評價。經(jīng)過構(gòu)建判斷矩陣、層次單排序、層次總排序以及一致性檢驗確定各指標的權(quán)重值，結(jié)果見表1.

2.2.3?生態(tài)安全綜合指數(shù)計算

式中?wj為第j指標的權(quán)重;yij為i地區(qū)j指標標準化數(shù)值;JP為壓力指數(shù);JS為狀態(tài)指數(shù);JR為響應(yīng)指數(shù);J為生態(tài)安全指數(shù)。

2.3?數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2015年《甘肅省發(fā)展年鑒》、甘肅省國土資源公報、甘肅省環(huán)境狀況公報以及遙感數(shù)據(jù)等。

2.4?區(qū)域綜合生態(tài)安全指數(shù)判定標準

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究[21-25]，生態(tài)安全指數(shù)值在0～1之間，因此文中擬定用5個等級采用等分法來評價生態(tài)安全指數(shù)所表達的生態(tài)安全狀況（表2）。生態(tài)安全指數(shù)越高，表示區(qū)域生態(tài)安全狀況就越好，反之，則越差。

3?結(jié)果分析

3.1?生態(tài)安全壓力指數(shù)分析

通過分析壓力指數(shù)中各因子貢獻率得到，社會壓力的平均貢獻率（70.9%）遠大于資源壓力（29.1%），即社會壓力占主導(dǎo)地位;從圖1可以看出，人口密度平均貢獻率最大，為26.9%，人均草地面積平均貢獻率最小，為0.45%.甘肅省人口密度較大區(qū)域來自蘭州市城關(guān)區(qū)、安寧區(qū)、七里河區(qū)以及臨夏回族自治州臨夏市，即核心城市的人口密度大于非核心城市。甘肅省大部分地區(qū)人均耕地面積較少，且主要農(nóng)耕區(qū)人均耕地面積也較少，人地關(guān)系緊張。

從空間分布來說，甘肅省各縣（市、區(qū)）壓力指數(shù)平均值為0.129 5，最大值為0.167 0（酒泉市肅北蒙古族自治縣），最小值為0.084 5（蘭州市城關(guān)區(qū)）。根據(jù)所得壓力指數(shù)將其分為3類（高等>0.15，中等0.1～0.15，低等<0.1），得出6%的縣市屬高壓力指數(shù)，分別是酒泉市肅北蒙古族自治縣、慶陽市華池縣、定西市漳縣、隴南市康縣、隴南市兩當(dāng)縣;90%縣市屬于中等壓力指數(shù);4%縣市屬低壓力指數(shù)，分別是蘭州市城關(guān)區(qū)、武威市涼州區(qū)、甘南藏族自治州瑪曲縣、臨夏回族自治州臨夏市。

3.2?生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)分析

通過分析壓力指數(shù)中各因子貢獻率得到，地形地貌指數(shù)的平均貢獻率（18.1%）<土地覆蓋特征（20.4%）<景觀生態(tài)指數(shù)（30.7%）<生態(tài)安全屏障指數(shù)（30.8%）;從圖2可以看出，沙化土地面積比例平均貢獻率最大，為22.7%，濕地面積比例平均貢獻率最小，為1.74%.甘肅省自然環(huán)境本底值較低，2015年甘肅省沙化面積為1 217萬公頃，主要集中在河西走廊地區(qū)，酒泉市沙化面積最大為956萬公頃;且水土流失嚴重，水資源量少，濕地面積較少，全省濕地面積僅有169.4萬公頃，主要在甘南地區(qū)。

從空間分布來說，甘肅省各縣（市、區(qū)）狀態(tài)指數(shù)平均值為0.223 7，最大值為0.272 3（甘南藏族自治州舟曲縣），最小值為0.181 6（武威市天祝藏族自治縣）。根據(jù)所得狀態(tài)指數(shù)將其分為3類（高等>0.25，中等0.2～0.25，低等<0.2），得出7%縣（市、區(qū)）環(huán)境狀態(tài)較好，分別是甘南藏族自治州舟曲縣、隴南市徽縣、隴南市康縣、白銀市平川縣、臨夏回族自治州永靖縣、天水市麥積區(qū);85%縣（市、區(qū)）環(huán)境狀態(tài)處于中等水平;8%縣（市、區(qū)）環(huán)境狀態(tài)較差，分別是武威市天祝藏族自治縣、酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣、定西市渭源縣、定西市漳縣、酒泉市瓜州縣、白銀市會寧縣、酒泉市金塔縣。

3.3?生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)分析

通過分析響應(yīng)指數(shù)中各因子貢獻率得到，經(jīng)濟響應(yīng)平均貢獻率（39.5%）>文化響應(yīng)（36.9%）>環(huán)境響應(yīng)（23.7%）;從圖3可以看出，貧困人口比例平均貢獻率最大，為20.4%，封山育林禁牧面積比例平均貢獻率最小為4.34%.由環(huán)境響應(yīng)貢獻最低可見甘肅省對環(huán)保的意識以及投資力度都不夠，雖然近年來隨著生態(tài)文明建設(shè)的提出，當(dāng)?shù)卣M行了各種生態(tài)保護建設(shè)，如濕地退化修復(fù)與保護、水土保持治理、退耕還林還草工程等，但絕大部分都是局部的、短期的治理行為，無法保證生態(tài)建設(shè)的長久性、持久性。

從空間分布來說，甘肅省各縣（市、區(qū)）2015年的響應(yīng)指數(shù)平均值為0.063 1，最大值為0.141 7（武威市涼州區(qū)），最小值為0.033 9（慶陽市環(huán)縣）。根據(jù)所得響應(yīng)指數(shù)將其分為3類（高等>0.1，中等0.1～0.05，低等<0.05），得出有8%縣（市、區(qū)）響應(yīng)較好，分別是武威市涼州區(qū)、武威市古浪縣、張掖市甘州區(qū)、張掖市民樂縣、臨夏回族自治州臨夏市;55%縣（市、區(qū)）響應(yīng)處于中等水平;37%縣（市、區(qū)）響應(yīng)較差，主要集中在天水市、定西市、隴南市。

3.4?生態(tài)安全綜合評價

通過分析生態(tài)安全指數(shù)中壓力-狀態(tài)-響應(yīng)貢獻率得，狀態(tài)指數(shù)平均貢獻率（53.8%）>壓力指數(shù)（31.2%）>響應(yīng)指數(shù)（15.0%），甘肅省本底自然因子對生態(tài)安全影響最大，同時人類活動加劇了自然狀態(tài)的惡化，雖然隨著“一帶一路建設(shè)”、“兩屏三帶”的生態(tài)建設(shè)工程如退耕還林還草、荒漠化與沙化綜合治理、水土保持治理等，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展起到了一定的積極作用，但生態(tài)安全依舊處于警戒狀態(tài)。由狀態(tài)指數(shù)可以看出，甘肅整體自然生態(tài)本底較為脆弱，首先濕地面積比例最小，全省濕地面積比例為3.98%;其次森林面積比例、林地面積比例較低，森林覆蓋率11.28%，遠低于全國21.66%的平均水平;并且土地荒漠化、沙化面積大，水土流失嚴重，全省荒漠化土地面積占全省總土地面積的45.8%，接近一半，全省沙化土地比例達28.6%.從壓力指數(shù)來說，生態(tài)環(huán)境的壓力主要來源于人類活動，人口的不斷增長，使生態(tài)承載力加重;人均耕地面積、草地面積的減少，造成人地矛盾突出，土地資源壓力增大。從響應(yīng)指數(shù)來說，經(jīng)濟發(fā)展也是制約生態(tài)安全的重要因素，甘肅貧困人口較多，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，GDP不斷攀升，城鄉(xiāng)居民人均收入比也逐漸擴大;相對落后的經(jīng)濟也導(dǎo)致了文化教育的落后，人口素質(zhì)提高的緩慢，使得人們環(huán)保意識落后;同時政府對環(huán)保的認知不夠，大多生態(tài)建設(shè)沒有從可持續(xù)角度考慮，并且投資力度有待提高。

從空間分布來說（圖4，圖5），甘肅省綜合生態(tài)安全指數(shù)平均值為0.416 2，生態(tài)安全總體處于臨界安全、預(yù)警狀態(tài)，最值出現(xiàn)在張掖市民樂縣（0.494 2）、

甘南藏族自治州瑪曲縣（0.350 1），極差為0.144 1.全省64%的縣級行政區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)為臨界安全、預(yù)警狀態(tài);其中張掖市（0.457 5）>金昌市（0.429 0）>平?jīng)鍪校?.417 0）生態(tài)安全指數(shù)較高;三市所有縣級行政區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)均處于臨界安全、預(yù)警狀態(tài)，平均值為0.434 5.有36%的縣級行政區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)處于較不安全、中警狀態(tài);其中生態(tài)安全指數(shù)較低的地區(qū)有定西市（0.393 1）<天水市（0.393 4）<嘉峪關(guān)市（0.397 6）;其中定西市7個縣級行政區(qū)中只有通渭縣和隴西縣處于臨界安全、預(yù)警狀態(tài);天水市7個縣級行政區(qū)中只有麥積區(qū)和清水縣處于臨界安全、預(yù)警狀態(tài)。從整體來看，甘肅省生態(tài)安全在空間維度上具有以下特征：①整體范圍上具有東部低于中部，中東部低于西部的態(tài)勢;②地區(qū)范圍上為河西走廊祁連山脈地區(qū)明顯生態(tài)安全水平較高，黃土高原地區(qū)生態(tài)安全水平較差;③城鄉(xiāng)范圍上具有非核心城鎮(zhèn)生態(tài)安全高于核心城鎮(zhèn)的特征，如蘭州市區(qū)、嘉峪關(guān)市、天水市區(qū)都低于省平均水平;④漢族地區(qū)生態(tài)安全水平高于少數(shù)民族地區(qū)，其中天祝藏族自治縣、臨夏2個自治縣以及甘南藏族自治州都處于生態(tài)安全較低層次。

4?結(jié)?論

1）從空間分布來說，甘肅省綜合生態(tài)安全指數(shù)平均值為0.416 2，總體處于臨界安全、預(yù)警狀態(tài);其中64%的地區(qū)屬于臨界安全、預(yù)警狀態(tài)，36%的地區(qū)屬于較不安全、中警狀態(tài)。張掖市民樂縣生態(tài)安全指數(shù)最高（0.494 2），甘南藏族自治州瑪曲縣生態(tài)安全指數(shù)最低（0.350 1）;

2）甘肅省生態(tài)安全在空間維度上具有以下特征：東部低于中部，中東部低于西部;黃土高原地區(qū)生態(tài)安全水平低，河西地區(qū)明顯生態(tài)安全水平高;非核心城鎮(zhèn)生態(tài)安全水平高于核心城鎮(zhèn);漢族地區(qū)生態(tài)安全水平高于少數(shù)民族地區(qū);

3）通過對壓力—狀態(tài)—響應(yīng)指數(shù)貢獻率進行分析，得到狀態(tài)指數(shù)平均貢獻率（53.8%）>壓力指數(shù)（31.2%）>響應(yīng)指數(shù)（15.0%）。狀態(tài)指數(shù)中，生態(tài)安全屏障指數(shù)平均貢獻率占第一主要地位;壓力指數(shù)中，社會壓力占主導(dǎo)地位，其中人口密度平均貢獻率最大;響應(yīng)指數(shù)中，經(jīng)濟響應(yīng)平均貢獻率>文化響應(yīng)>環(huán)境響應(yīng)（23.7%），其中貧困人口比例平均貢獻率最大。

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