黔东南生态安全评价分析

2016-05-30蒋瑶陈文波李传月

安徽农学通报 2016年13期

蒋瑶陈文波李传月

摘要：为了测试黔东南州生态安全状况，研究采用实地考察和统计分析的方法，构建黔东南州16县市P-S-R生态安全体系，结合熵权法及综合指数法计算各县市综合生态安全指数。结果表明，黔东南州16县市生态安全综合平均指数为0.47，生态安全压力平均指数为1.0，生态安全状态平均指数仅为0.18，生态安全响应平均指数为0.19；并且提出了加强生态安全观培养、减缓人口增长、加强土地资源保护的几点建议。

关键词：生态安全评价；P-S-R模型；黔东南

中图分类号 F301 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）13-0093-04

1 序言

随着科学技术的不断发展，人类适应自然和改造自然的能力逐渐增强，但与此同时，由于违背了人与自然和谐发展的准则，使得环境遭受了严重破坏，引起资源浪费、环境污染等问题。生态环境问题已经逐渐向生态安全问题发展，已经引到了人们的高度重视，成为国内外研究的热点。所谓生态安全，是指一个国家或地区生存和发展的生态环境处于不受或少受破坏和威胁的状态[1]。

黔东南苗族侗族自治州简称黔东南州，位于云贵高原东南边缘，随着农村经济的不断发展，环境污染和生态效益下降的问题也日益严重，如农药化肥污染、农民生活污染以及环保基础设施建设等一系列亟待解决的难题。基于黔东南州目前生态环境的现状，进行科学合理的生态治理刻不容缓，但在治理前须对其生态安全进行系统地分析与评价。

近年来，国内外学者对生态安全就生态安全的研究范围、研究方法等方面进行了相应的探讨。生态安全评价的主要研究范围包括区域（包括热带雨林、北方针叶林、疏林与灌丛等）、省域（不同省）、地区（各县市）、乡镇范围[2-4]等。毛旭鹏[5]研究了长株潭地区范围内森林生态安全动态评价；生态安全评价的方法主要有P-S-R模型法、生态足迹法、景观格局分析法等[6-10]；尹娟等[11]采用P-S-R模型法对潼南县22小城镇进行了用地生态安全评价。

目前，以自治州为对象的生态安全评价研究甚少，评价指标体系、具体评价模型及其方式处于探索阶段，而以山地生态安全为主的研究未见报道。因此，本研究以黔东南州凯里（简称KL）、黎平（简称LP）、榕江（简称RJ）、剑河（简称JH）四县市16乡镇为研究对象，应用P-S-R指标体系模型结合熵权法（Entropy mothod）及综合指数法（The comprehensive index method）对其生态安全进行评价，旨在探索山地生态安全评价的理论与方法，并试图为黔东南州解决环境与经济发展的矛盾问题、恢复退化的生态环境和合理利用现有的资源，为其生态开发提供科学依据。

2 资料与方法

2.1 研究区概况黔东南州位于中国贵州省东南部，境内下辖17个县市，首府为凯里市，地理位置为东经107°17′20″～109°35′24″，北纬24°19′20″～27°31′40″。总面积30 337.1km2，地势东高西低，境内人口441.72万。该区域内喀斯特面积分布广泛，自然和人类活动的影响易造成水土流失导致石漠化的发生，对生态安全性有很大的影响。该区域内自然灾害频繁，在群众中流传着“无灾不成年”的说法[12]。由于地势影响，可使用的耕地面积十分稀少，导致人多地少，加之石漠化较为严重，农业生态安全矛盾十分尖锐。

2.2 数据来源查阅相关文献，参考前人的研究成果，并结合研究区域概况，制定了由黔东南州生态环境压力、生态环境质量和生态环境响应3个方面共17个指标构成的黔东南州生态安全指标体系。文中所涉及的数据主要来源于《黔东南州统计年鉴》（2013—2014）、《黔东南州水资源公报》（2014）、《黔东南州环境状况公报》（2014）、KL、LP、RJ、JH等各县市公报以及各县2014年国民经济和社会发展统计公报，黔东南州国土部门的相关资料等。

2.3 研究方法 P-S-R模型是联合国经济合作开发署建立的压力-状态-响应框架模型[13-16]。压力表征人类活动对环境造成影响的直接的压力因素，如废弃物排放、垃圾处理、过度捕捞等；状态表征当前环境所表现出的状态或发展趋势，如水体污染程度、空气质量、污染物浓度等；响应表征改善环境的政策中可量化的部分，如保护区的建立情况、污水处理的力度、自然资源的收税水平等。

2.3.1 评价指标的选取由于不同地域生态环境问题侧重的差异，指标的选取在遵循科学性、代表性、实用性和可获性原则的同时[17]，应结合研究区域的实际情况选择。本研究在收集了相关研究成果，并结合当地专家的意见，构建了基于P-S-R框架的黔东南州生态安全评价体系。（1）目标层。本研究的总目标层为生态安全综合指数，对黔东南州生态安全从总体上进行研究，明确其目前的生态安全现状，为生态治理和经济发展提供理论基础对策。（2）准则层。本文以黔东南州生态安全环境压力、黔东南州生态安全状态、黔东南州生态安全响应为准则层，分析黔东南州地区生态问题出现的原因、目前的状况所采取的措施，针对性的提出解决对策。（3）指标层。指标层选用可直接度量的数据组成，主要包括土地人口密度、人口自然增长率、土地人口承载力、人均耕地、灾害天气危害、水体污染危害、大气污染危害、固废污染危害、乡镇规划的开展、环境污染的治理措施、用地安全的宣传等。

2.3.2 数据的标准化处理由于研究所采集的数据具有不同的量纲，为了使各项指标区统一标准，具有可比性，需要将数据进行标准化处理。本文采用最小-最大规范法（Max-Min Normalization）对原始数据进行处理，具体做法为将黔东南州KL、LP、JH、RJ4县市17个指标构成原始数据矩阵Yij={aij}17×4，根据指标的正向性和负向性，采用下列公式进行标准化处理：

式中：Yij是第i个县市第j项指标标准值，aij是第i个县市第j项指标的原始数据值，min（aij）是第j个评价指标的最小值，max（aij）第j个评价指标的最大值。

2.3.3 评价指标权重的确定本研究采用熵权法来确定评价指标的权重，熵权法是一种综合考虑各指标值的基础上计算出其所占权重的一种数学方法，按照指标的信息熵越小，其提供的信息量越大，权重值越高的理论，根据计算出的权重值传递给决策者信息[18-21]。熵权法能客观反映出黔东南目前的生态安全各指标的所包含的信息量，可解决主观经验不足、指标信息数据庞大、难以量化的问题。

按照熵的思想，人们在决策中获得信息的多少和质量，是决策精度和可靠性大小的决定因素，而熵就是一个理想的尺度[21]。本研究将熵的思想引入到黔东南州生态安全评价中，根据各指标的标准值客观确定其权重。在根据公式（1）将原始数据一次标准化之后就可以计算出各指标的信息熵。

信息熵的计算公式为：

进行黔东南州生态安全评价时，根据权重值重点统计数据差异较大的指标，对差异较小或者不明显的指标进行剔除。之后将权重值采用综合指数法，并结合国内外综合指数分级方法，划分生态安全综合指数。

2.3.4 综合评价指数的确定根据以上计算出来的各指标的标准值和权重，采用线性加权法（The linear weighting method）计算出黔东南州生态安全综合评价指数，计算公式为：

3 结果与分析

3.1 综合分析由公式（1）、（2）、（3）得到的结果如表1所示，由表1可知，在压力、状态和响应层中，所占权重最大的指标分别是城市化水平、单位面积化肥使用量以及环保投资占GDP比例，反映出这三个指标包含的信息量最大。

在国内外综合指数分级方法中生态安全综合指数从高到低分为以下5级：生态安全程度很高（0.90～1），较高（0.75～0.90），一般（0.50～0.75），较低（0.20～0.50），很低（0～0.20）。

由公式（4）、（5）得到的结果如表2所示，由表2可知，KL、LP、JH、RJ四县市16个镇的生态安全综合指数低，其生态安全水平较低，四县市综合平均指数仅为0.47。只有LC1、LS、LL、HZ、LC2、CS的生态安全综合评价指数高于0.5，即处于一般安全状态，其余10个镇的生态安全程度均较低，占研究区域的62.5%，可见黔东南州大部分地区生态安全水平均有待提高。

3.2 压力分析本研究中压力指数越小，则生态安全压力就越大。在16个乡镇中，压力指数最高的是CS，为0.19，最低的是仅为0.04的LL，平均指数是1.0。说明在研究区域内生态安全压力指数普遍偏低，生态压力较大。而其中人口增长速度快，人均耕地面积较小以及失业率较高是其主要原因。

3.3 状态分析黔东南州生态安全状态差，平均值仅为0.18，指数超过0.20的只有LC1、LS、ZX、LD、SZ、CS，最高的也仅为0.28，而指数最低的HZ只有0.13。近年来，贵州省普遍采取“工业兴省”的战略措施，在提高人均GDP的同时，给生态环境造成了很大的负面影响[22]。尤其是很多工厂废弃物的排放未能严格执行国家的相关规定，未经过完全处理就将废气、烟尘排放到大气中，造成大气质量急剧下降，雾霾天增多；另外，排放的废水以及固体废弃物没有专门的处理场所，废水一般直接进入河道，污染水源，固体废弃物多采用焚烧、填埋的方法，又进一步加剧了大气污染。在污染物大量排放的同时，污染物处理并没有同时跟进，技术不到位，设备不齐全导致环境质量不断恶化。

3.4 响应分析黔东南州生态安全响应弱。生态安全响应表征政府对区域生态安全质量变化所作出的其他反应[9]，生态安全响应指数越小，则表示区域抵抗生态风险的能力越弱，区域生态越不安全。表2显示16个乡镇的生态安全响应平均数为0.19，属于生态安全响应很低的范围，指数最高的SK也只有0.25，最低的LS则只有0.11。在生态安全响应的各指标中，环保投资占GDP比率这个指标所占的权重最大，表明其提供的信息量最丰富。在实地调查中发现，16个乡镇中修建垃圾池、定期请专业技术人员宣传讲解环保知识的乡镇只有XS、GZ和ZC，其余乡镇基础环保设施建设都存在欠缺，乡镇干部的环保意识尚待加强。

4 结论与讨论

4.1 综合评价位于贵州省东南部的黔东南州属于生态环境比较脆弱的地区，生态安全的测度尤为重要[18]。本研究以P-S-R模型为基本框架，从压力、状态、响应三个角度出发对黔东南州16县市的生态安全进行了系统的比较与分析，结果表明，黔东南州生态安全综合平均指数较低，为0.47；生态安全压力平均指数为1.0，反映出其生态安全压力比较大；生态安全状态平均指数仅为0.18，急需改善；生态安全响应平均指数为0.19，政府部门需尽快拿出相应措施解决生态环境问题。

4.2 建议针对以上研究所呈现的问题，在参考查阅大量文献的基础上，结合黔东南州实际的地理环境和人文因素，建议以下几个方面出发维护该区域的生态安全：

4.2.1 加强生态安全观培养要想生态环境从根本上得到治理，最基本的是加强民众以及其他社会主体的生态安全意识。从加强生态道德教育入手，让群众了解到生态安全对自身及他人的重要意义，充分利用媒体力量和各种社会资源，向公众普及生态知识教育，引导公众自觉参与，共同营造生态环境。如果加强生态安全观培养，让村民意识到保护生态环境的重要性，普及生态环境治理措施并引导村民积极参与环境治理，将维护和改善生态环境作为一切经济和社会活动的基本准则[23]。

4.2.2 减缓人口增长在本研究中造成生态环境压力的两个重要因素就是人口增长速度快，导致土地人口承载力较高，人均耕地面积减小，致使人地矛盾加剧。而土地资源是固定且不可再生的，因此只有减缓人口增长，控制人口数量，才能有效地缓解人地矛盾。

4.2.3 加强土地资源保护土地资源是人类生存与发展的基本，而土地资源又是极其有限的，尤其是耕地资源。合理利用土地资源是缓解生态压力的重要举措，首先要合理利用已有的耕地资源，加大资金技术投入，提高农业用地单位面积产量，合理开发闲置土地，扩大可利用耕地面积；其次是制定详细的耕地保护措施，提高耕地质量，以确实保证土地的可持续利用。

参考文献

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