合肥市城市化进程中生态安全评价研究

吕 达

（安徽工业经济职业技术学院地质学院，合肥230051）

随着城市化进程的加快，生态安全逐步成为国内外研究的热点。生态安全是指在生态系统尺度上的自然和半自然生态系统的安全，是生态系统的结构不受到破坏，生态功能不受到损害的状态，是生态系统完整性和健康的整体水平反映［1］。笔者在前人研究的基础上进行了大胆尝试，分别从2个领域去评价合肥市2005年—2011年间的生态安全，通过比较、分析和研究，动态地展现了合肥市7年来的生态安全变化。

生态安全以区域自然—社会—经济复合生态系统为研究对象［2］，笔者根据其特点首次采用了数学模型与生态模型相结合的方法对合肥市近7年来的生态安全状况进行评价，在数学模型评价法中采用PSR概念模型，用熵权法筛选评价指标层，运用综合指数法评价生态安全；在生态模型评价法中建立生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数3个指标体系，根据3个指数变化范围和划分标准对生态安全进行评价。最后结合2种不同的评价模型结果，较为准确地把握了近年来合肥市城市化进程中的生态安全状态。

1 生态安全评价数学模型

根据PSR 压力（pressure）、状态（state）、响应（response）概念模型［3］，构建合肥市生态安全评价指标体系。体系分为：目标层、准则层和指标层。其中目标层为合肥市生态安全综合指标，准则层为压力、状态、响应，指标层为合肥市自然、社会、经济等方面的15项指标，分别是人均耕地面积（X1）、人均公共绿地面积（X2）、农村居民人均住房面积（X3）、人口自然增长率（X4）、人均GDP（X5）、城镇居民恩格尔系数（X6）、建成区绿化覆盖率（X7）、城镇登记失业率（X8）、第三产业产值比重（X9）、城乡居民人均可支配收入比（X10）、工业固废综合利用率（X11）、工业废水排放达标率（X12）、万人在校大学生人数（X13）、环保投资污染治理资金占GDP比重（X14）、万人拥有公交车数标台（X15）。

1.1 熵权筛选指标

熵权法是根据信息量大小确定权重，剔除权重较小的指标，排除了人为主观性，较为精准［4］。采取熵权法优化15项指标，在用熵权筛选指标之前，首先进行数据的标准化处理，消除数据量纲的影响，文章采用极差标准化对合肥市2005年—2011年的15项指标数据进行无量纲化处理，将原始数据转化为0～1区间的无量纲可比数据。其中在标准化处理中，将15项指标数据分为正项和负项，正项指标数据采用公式（1），负项指标数据采用公式（2）。式（1）～（2）如下：

合肥市15项指标数据来源于《合肥市年鉴》［5－11］的统计数据，15项指标数据的标准化结构见表1。标准化后用熵值公式、熵权公式（式（3）～（4））［12］计算熵权重。筛选出权重大于0.02的7个评价指标作为最终所需的评价指标层（见表2）。

表1 合肥市15项指标数据的标准化值

计算第j个指标的熵值ej，

式中：k＝1／lnm；0≤ej≤1。

计算第j个指标的熵权wj，

表2 合肥市生态安全指标体系

1.2 综合指数评价方法

综合指数评价方法在生态安全评价中广泛应用，在对合肥市2005年—2011年指标层数据分析的基础上，对各项指标进行线性加权，应用公式（5），得到合肥市2005年—2011年间的综合指数。对比评价指标标准阈值（见表3），得出7年间的生态安全等级（见表4）。在2005年—2011年间，合肥市生态安全的综合评价指数分别是0.49、0.50、0.52、0.53、0.56、0.58、0.64，数据按年稳步递增，尤其是2011年较以往有跳跃趋势。根据评价指标标准阈值，认为2005年—2010年期间合肥市生态安全为临界安全，2011年为较安全。

1.3 数学模型评价结果

采用数学模型法评价合肥市2005年—2011年间的生态安全，结果表明在2005年—2010年间合肥市基本处于临界安全状态，且生态安全在相对范围内逐年呈现好转势态（如图1），到2011年由原来的临界安全跃居为较安全状态。总之这7年随着合肥市城市化进程步伐的加快，生态安全总体来说较为乐观，体现了政府在发展经济的同时对环境保护的力度和投入也没有放松，但是力度仍显得不足，需要进一步加大，这样合肥市的生态安全才能达到安全的状态。

表3 评价指标标准阈值

表4 合肥市2005年—2011年间生态安全评价等级

图1 合肥市2005年—2011年间生态安全动态图

2 生态安全评价生态模型

生态模型是基于生态足迹法的评价指标体系，该体系由3个指数构成，分别是生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数。生态压力指数（ETI）是由区域人均生态足迹（Ef）与区域人均生态承载力（Ec）之间的比值构成（式（6））；生态占用指数（EQI）是由区域人均生态足迹（Ef）与全球人均生态足迹（Efw）的比值构成（式（7）），其中全球平均人均生态足迹采用2010年WWF发布的最近数据；生态经济协调指数（EECI）是由生态压力指数和生态占用指数比值构成（式（8））。

2.1 生态模型评价

对2005年 —2011年《合肥市年鉴》［5－11］的统计数据进行计算分析，得出7年间区域人均生态足迹（Ef）、区域人均生态承载力（Ec）、生态压力指数（ETI）、生态占用指数（EQI）、生态经济协调指数（EECI）的变化状态（如图2），其中合肥市区域人均生态足迹、区域人均生态承载力计算方法、依据与计算结果参见文献［13］。结果表明，生态压力指数（ETI）在2005年—2006年出现了增长趋势，但是随之2007年—2008年又有所下降，2009年—2011年又出现稳步增长；生态占用指数（EQI）在2005年—2011年间较为平稳，其间出现少许波动，但是还是基本保持稳定在0.64；生态经济协调指数（EECI）在2005年—2006年期间没有超过1.00，但是随后的5年总体呈现增长趋势。

依据合肥市2005年—2010年期间ETI、EQI、EECI指数状态数据，比较2004年Word Wide Fund For Nature发布的ETI、EQI、EECI计算数据变化范围和评价等级划分（见表5），得出近7年来合肥市的生态安全评价结果。

图2 合肥市2005年—2011年间ETI、EQI、EECI指数动态图

2.2 生态模型评价结果

根据生态模型评价法将合肥市2005年—2011年间的生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数计算分析，比较评价等级，结果表明（见表6），2005年—2011年间合肥市生态环境处于较安全的状态，但是人均消费水平和经济社会发展水平同世界水平相比差异较大，呈现较贫穷状态，经济发展需要进一步加强。同时生态环境与社会经济协调度在2005年—2006年间呈现很差势态，但是从2007年开始到2011年逐步转好，期间虽有小幅下降但是基本保持1.01值以上，生态环境与经济建设之间出现轻度失调的势态。

3 结语

用数学模型评价法建构合肥市生态安全评价指标体系，评价合肥市近7年来的生态安全变化，数据表明合肥市自2011年之后，生态呈现较安全的状态；用生态模型法构建3个指标体系，得出合肥近年来处于生态较安全的状态，正好吻合了数学模型评价法的结论，使得合肥市生态安全的评价结果更为精准。此外生态模型法还分析了合肥市的经济发展水平远远落后于世界平均水平，合肥市生态环境与经济发展协调度较差。

表5 ETI、EQI、EECI指数变化范围及划分标准

表6 合肥市2005年—2011年间ETI、EQI、EECI指数变化

动态分析合肥市2005年—2011年的生态安全状态，所得结论可以看出2011年合肥新的行政区划调整对其生态安全的影响，2011年新合肥市辖区调整为4区（瑶海区、庐阳区、蜀山区、包河区）、4县（长丰县、肥东县、肥西县、庐江县）、1市（巢湖市），经济技术开发区面积扩大到11 408.48km2，其中水域面积占825km2。水域是生态系统的重要组成部分，水域在维护生态多样性、调节气候、净化空气、美化环境、降低城市污染等多方面起着不可忽视的作用，在维持生态环境和进行经济生产的过程中起着不可替代的作用。由于2011年五大淡水湖之一的巢湖的加入，合肥市生态安全有了明显的好转。

虽然近7年来合肥市城市化进程动力强劲，经济发展稳步，但是要和世界平均水平比还是远远不够的。合肥市在今后的建设与发展中仍然要坚持生态和经济双线并重，在保护好生态环境和自然资源的同时，大力发展经济。笔者在前人基础上对于提高生态安全水平有以下几点建议：首先从思想上全民动员，人人树立生态城市的理念，改变传统不合理的观点，生态城市是随着人类文明的不断发展而日益丰富的，要用发展的眼光去看待生态城市；其次将生态城市的要求贯穿于合肥建设的总体规划中，同时充分利用自然水系统的调控功能，减轻生态干扰，保证生态蓄水量，提高合肥市城市协调能力；最后严格监督管理合肥市建设的实施情况，坚持贯彻生态与经济相协调发展战略，树立生态城市观念，才能使城市生态安全彻底好转。

［1］刘红，田萍萍，张兴卫.我国生态安全研究述评［J］.国土与自然资源，2006（1）：57－58.

［2］曹鼎新.生态安全研究进展［J］.江西化工，2008（4）：54－56.

［3］Peter C Schnlze.Overview：measures of enviromental perfor manceand ecosystem condition［M］.Washington DC：National Academy Press，1999：23－67.

［4］张凤太，苏维词，周继霞.基于熵权灰色关联分析的城市生态安全评价 ［J］.生态学杂志，2008，27（7）：1249－1254.

［5］合肥统计局.合肥统计年鉴2006［M］.合肥：中国统计出版社，2006：41－200.

［6］合肥统计局.合肥统计年鉴2007［M］.合肥：中国统计出版社，2007：41－200.

［7］合肥统计局.合肥统计年鉴2008［M］.合肥：中国统计出版社，2008：41－200.

［8］合肥统计局.合肥统计年鉴2009［M］.合肥：中国统计出版社，2009：41－200.

［9］合肥统计局.合肥统计年鉴2010［M］.合肥：中国统计出版社，2010：41－200.

［10］合肥统计局.合肥统计年鉴2011［M］.合肥：中国统计出版社，2011：41－200.

［11］合肥统计局.合肥统计年鉴2012［M］.合肥：中国统计出版社，2012：41－200.

［12］张继权，伊坤朋，Hiroshi Tani，等.基于 DPSIR的吉林省白山市生态安全评价［J］.应用生态学报，2011，22（1）：189－195.

［13］吕达.合肥市城市化进程中生态承载力分析与预测［J］.资源开发与市场，2013 29（4）：363－367.