区域生态安全调控与政策协调研究——以湘西自治州为例

邵 佳

（湖南第一师范学院商学院，湖南长沙410000）

一、引言

区域生态安全调控是针对区域发展过程中可能出现的各种生态问题提出可供选择的调控方案和措施，以排除隐患，保证区域生态系统健康运行。生态安全调控强调人的积极主导作用，从分析研究区域生态系统的要素和功能出发，探索提高区域生态安全等级的关键性要素，并据此制定有针对性的调控对策，对区域生态系统的运行过程与发展方向进行调节与控制，确保在不断变化的内、外部环境下，生态系统的发展演变不超出其本身的承载能力，从而实现区域生态系统的良性循环与可持续发展。

近年来，国内外学者高度重视区域生态问题研究，研究视角主要聚焦在生态风险测度[1-3]、区域生态安全等级的时空演变[4-7]等主题上，以生态安全调控为主题的文献较少，且涉及该主题的文献常常直接以调控对策的形式出现在生态安全评价与分析的文章中。现有文献对生态安全调控的对策主要围绕加快产业结构升级、提高资源利用效率[8-11]、建立生态补偿机制[12]、完善生态立法、强化环保执法[13]、加强宣传教育、提高全民环保意识[14]、加大环保投资力度[15]等方面展开。然而，由于缺乏对区域生态安全的重要系统和关键因子的分析，所提出的促进区域生态文明建设的政策仍缺乏实质性关注，使现有研究流于表面描述、适用性较差。有鉴于此，本文以湘西自治州为例，运用情景模拟法设定不同情景，引入敏感变化度计算公式，计算不同情景下区域生态安全敏感变化度，找出影响区域生态安全的重要因素，从而有针对性地制定调控对策，以期实现对区域生态安全的有效调控。

二、研究区域概况及方法

（一） 研究区域概况

湘西自治州位于湖南省西北部，是湘鄂渝黔四省市交界地，总面积1.55 万平方公里，总人口268万人。湘西地形地貌复杂，武陵山脉自东北向西南斜贯全境，气候湿润，降水充沛，水能、森林、矿产、生物等资源富集程度高，生态系统功能十分重要。在国家主体功能区划中，湘西自治州被归为禁限开发区，其中所辖七县一市，除吉首市被定位为省级重点生态功能区，其余七县均被定位为国家级重点生态功能区。此外，作为我国著名的 “ 老、少、边、山、穷 ” 地区，湘西自治州经济发展水平相对落后，是湖南省唯一进入国家西部开发区的地市，因此在经济社会发展过程中，如何有效地通过区域生态安全调控，把经济社会发展与生态环境保护有机结合起来，实现扶贫开发与生态建设的良性互动，将显得至关重要。

（二） 研究方法

构建区域生态安全影响指标体系是实现生态安全调控的基础。首先，基于DPSR 模型构建生态安全评价指标体系，并运用主成分分析、独立性分析方法对指标体系进行完善；然后，运用情景模拟法设定不同情景，假设影响区域生态系统安全的相关指标的变动幅度；再运用变权与灰色关联模型计算生态安全综合指数，引入敏感度分析方法对不同情景下区域生态安全综合指数变化的敏感性进行分析；最后，在此基础上做出模拟调控，实现区域生态系统的良性循环。

1.生态安全评价指标体系构建

在指标构建过程中，本文将PSR（Pressure-State-Response）（压力-状态-响应）[16，17]模型与DSR（Driving-State-Response）（驱动力-状态-响应）[18]模型的特点相结合，构建DPSR（Driving-Pressure-State-Response）（驱动力-压力-状态-响应） 模型。该模型有效地整合了影响区域生态系统的各类要素，并能较合理地反映社会、环境、资源等子系统之间的内在影响与因果关系。DPSR 模型中驱动力（Driving） 是指推动区域生态系统变化的各类因素；压力（Pressure） 是指人类的生产、生活对区域生态系统产生的潜在威胁；状态（State） 是指各类活动对生态系统带来的可观测的变化结果、特定时间段的区域生态系统状况及其变化情况；响应（Response） 是指为降低区域生态风险、预防人类活动对生态系统产生的负面影响、实现区域可持续发展所采取的措施。

本文以DPSR 模型框架为基础，参考国内外生态安全评价指标体系[3-5，8，15]，结合湘西自治州的具体情况，初步确定区域生态安全评价指标体系，采用主成分分析、独立性分析方法对初选指标进行筛选与完善，最终构建湘西自治州生态安全评价指标体系（见表1）。

2.生态安全综合指数与调控系统敏感度计算

（1） 生态安全综合指数计算

设定不同的情景，并假设影响区域生态系统安全相关指标的变动幅度，据此进行敏感度分析，首先要计算生态安全综合指数。我们借鉴前人研究经验，运用变权与灰色关联模型计算生态安全综合指数[19]。

①确定指标变权向量矩阵

构建多属性评价矩阵（aij）m×n，采用极差法对评价矩阵中的指标数据进行无量纲化处理，得到归一化评价矩阵X：

对于正向指标：

表1 区域生态安全评价指标体系

对于逆向指标：

采用指数型状态变权向量，构造状态变权向量公式[21]：

S（X）=（S1（xi），…，Sn（xi）），j=1，…，n；α≥0；0＜β≤1。

其中，β 为否定因子，当状态值xij不高于β 时，由变权增大其权重值，以实现惩罚的目的；α 为惩罚因子，惩罚效果会随着α 的增大而增大，指标间表现均衡的对象的综合评判值会更大。在应用时，可针对具体问题自行设定α、β 的值。本文取α=0.5，β=0.6。

常权权重是变权理论运用的基础，它反映了评价主体在单一考虑各指标时对其所采取的偏好程度。本文采用熵权法确定各因素的常权W=（w1，w2，…，wn），具体过程可参考文献[8]。

结合状态变权向量S（X）以及常权向量W，可求得变权向量矩阵为：

②构建灰色关联评价模型

在多因素综合评价问题中，灰色关联分析所依据的评价原理是，选取虚拟安全对象，当评价对象与虚拟的安全对象越接近时，则两者之间的关联程度就越大，此对象与安全对象越贴近，否则两者之间的关联程度就越小，评价对象就越偏离安全对象。

将归一化评价矩阵X 与变权向量矩阵W（X）的相应项相乘，得到加权标准化评价矩阵C：

表2 生态安全分级评价标准

评价对象Vi与正安全对象V+和负安全对象V-关于第j 个指标的灰色关联系数分别为：

由正、负安全关联系数计算求得各评价对象与正、负安全对象间的灰色关联度为

则评价对象Vi的灰色关联贴近度Ri，即生态安全综合指数为：

上式中，Ri越大，则目标对象越接近安全对象。

③设定生态安全分级评价标准

在参考现有研究成果的基础上[3]，通过咨询有关方面的专家，设定了区域生态安全分级标准（见表2）。

（2） 计算敏感变化度

2.1.2 小麦次生根多。2月20日考察结果详见表2，分析可知施用磷肥处理的小麦的次生根单株平均12.1条，比未施用磷肥处理的单株次生根10.7条多1.4条。在磷肥用量在0-60 kg范围内，小麦单株次生根数则随着磷肥的用量增加而增加，呈显著线性关系。

引入敏感变化度计算公式，根据不同情景下计算所得的区域生态安全综合指数，进一步计算特定情景下敏感变化度v 值。该值越高，此情景下所设定的相关指标值的变动对区域生态安全综合指数的变化影响越大，反之则影响越小。在制定区域生态安全调控措施时，应重点关注对区域生态安全综合指数影响较大的相关指标，从而实现对区域生态系统科学有效控制。

式中，v 是敏感变化度，R 是设定情景下区域生态安全综合评价指数，R0是基年区域生态安全综合评价指数。

（三） 数据来源

本文研究基础数据从相关统计资料中直接获取，或基于相关材料通过整理计算得到。具体的数据来源包括《湘西自治州国民经济与社会发展统计公报》《湘西自治州统计年鉴》和湘西自治州统计局以及环保局收集的相关资料等。

三、区域生态安全调控模拟

区域生态安全调控的关键，是要识别出对区域生态安全产生影响的各项因素，采取必要干预措施，强化有利因素对区域生态安全的积极影响，控制和弱化不利因素的消极作用，从而实现生态环境的有效调控，推动区域生态系统向着理想状态发展，为区域生态环境保护与社会经济发展指明方向。在区域生态安全调控过程中，我们既要遵循区域生态系统演变规律，又要综合考虑区域社会经济发展目标和生态系统保护要求，制定适当的政策举措，对区域生态系统的运行过程与发展方向进行调节与控制，确保其演变程度不超出生态系统本身的承载范围，从而实现生态系统的良性循环与可持续发展。

（一） 情景模拟过程

依据情景模拟法要求，以湘西自治州2015 年（基年） 19 个生态安全评价指标统计数据为基础，设定不同情景，对子系统、总系统进行调控，即在2022 年（预期目标年） 将各系统中相关正向指标提高20%，相关逆向指标降低20%，并运用变权与灰色关联模型计算基年的生态安全综合指数，考察在不同的调控情景下区域生态安全综合指数的变化情况，运用敏感变化度计算公式，计算不同情景下区域生态安全综合指数变化的敏感程度。具体设定了14 个不同情况（见表3）。

表3 湘西自治州生态安全系统模拟

表4 湘西自治州生态安全系统模拟调控结果

按变权与灰色关联模型计算基年的区域生态安全综合指数及各情景设置下的区域生态安全综合指数，在此基础上，运用式（11） 计算敏感变化度。考虑文章篇幅限制，省略其具体计算过程，计算结果如表4 所示。

（二） 情景模拟结果分析

根据模拟调控计算结果，我们可以发现：在生态安全驱动力、压力、状态、响应四个子系统中，单独改变其中一个子系统指标值，对湘西自治州区域生态安全敏感变化度的影响依次为响应子系统（9.677%）、压力子系统（8.065%）、驱动力子系统（5.444%）、状态子系统（2.621%），改善单一子系统均不能有效提高区域生态安全等级。改变其中任意两个子系统指标值，对湘西自治州区域生态安全敏感变化度的影响居于前三者为压力- 响应子系统（30.645%）、驱动力- 响应子系统（28.024%）、驱动力- 压力子系统（24.395%），生态安全等级有所提升，生态环境从较差改变为一般。改变其中任意三个子系统指标值，对湘西自治州区域生态安全敏感变化度的影响依次为驱动力- 压力- 响应子系统（49.798%），压力- 状态- 响应子系统（46.371%），驱动力- 压力- 状态子系统（32.056%），湘西自治州生态安全状态进一步改善，生态环境从一般逐步改变为良好。改变四个子系统指标值，湘西自治州区域生态安全敏感变化度达到最高值（71.169%），生态安全达到最高等级，生态环境优越。从前述模拟调控的分析结果可看出：

第一，每个子系统对湘西自治州区域生态安全等级的影响程度不一，单独改变其中任意子系统均无法改变生态安全等级，任意改变两个及以上子系统，敏感变化度随之提高，生态系统质量得到明显改善，生态系统安全等级逐步提升，直至达到最高等级。这说明在生态安全调控过程中，头痛医头，脚痛医脚的调控策略难以实现区域生态系统良性循环，必须要坚持统筹兼顾的原则，综合运用各项政策工具，促进区域生态保护与经济社会可协调发展。

第二，响应子系统和压力子系统对湘西自治州区域生态安全等级的影响最为明显和直接，无论单独或组合改善这两个子系统的指标值，较之其他子系统而言，生态安全综合指数变化更为显著。这说明湘西自治州在未来经济社会发展中，坚持正确的发展理念，重视区域生态的潜在威胁，走一条符合基本州情的发展道路至关重要。近年来，湘西自治州虽然经济社会取得了长足发展，但仍面临诸多潜在威胁，比如矿区生态修复任重道远，生态系统脆弱、石漠化日趋严重等等。秉承绿色发展理念，坚持走经济社会和生态环境协调可持续的发展道路，是湘西自治州未来发展的必然选择。

第三，从近年来湘西自治州生态安全等级变化趋势来看，情景模拟结果总体上与湘西自治州实际发展情况相符。近年来，湘西自治州积极落实 “ 生态州建设战略 ” ，坚持绿色发展理念，淘汰落后产能和高能耗、高污染的矿业产业，不断推进县域产业结构优化升级，大力发展 “ 生态工业、生态农业、生态旅游业 ” 等循环经济，生态环境得到明显改善，区域生态安全等级得到很大程度提升。

四、结论及建议

基于以上分析，区域生态安全调控是一项重大且复杂的系统工程，在子系统调节中，响应子系统对区域生态安全综合指数影响程度最大，状态子系统影响程度最小。此外，每个子系统对区域生态安全等级的影响程度不一，单独改变其中任意子系统均无法改变生态安全等级，任意改变两个及以上子系统，敏感变化度随之提高，生态系统安全等级逐步提升，生态系统质量得到明显改善。因此，为了进一步改善湘西自治州区域生态环境质量，实现环境与经济协调发展，我们应该统一思想，强化人们生态环保意识教育，从产业结构调整、环境保护、资源合理利用等方面进一步加强调控。

第一，优化产业结构，加快新型城镇化，促进人与自然和谐发展。产业结构不合理，城乡发展差距扩大是抑制生态安全等级升级的重要驱动性因素，控制区域生态安全的驱动因素，能够引导生态系统恢复到安全状态。特色突出、有竞争力的产业发展能够为落后地区的长期发展提供物质保障，湘西自治州要充分利用区域比较优势，积极发展生态农业、生态工业和生态旅游业，不断优化产业结构，提高落后地区整体的经济发展水平，借力精准扶贫，解决深度贫困区的贫困问题，加快新型城镇化进程，改善各项基础设施，不断缩小城乡发展差距，构建和谐社会，为保护生态环境、实现人与自然的和谐发展注入新的动力。

第二，引进先进科技，倡导清洁生产，缓解区域生态系统的外在压力。人类的生产、生活等各项活动给生态系统不断地带来压力。针对人类生产生活对资源环境产生压力的相关指标进行调节，可以有效缓解区域生态系统所承受的外在压力。积极提倡清洁生产方式，通过利用先进的科学技术，从生产源头上严格控制对环境产生不利影响的各种有害物质的使用量，从而减少生产对环境产生的压力，实现对环境的有效保护。在生产过程中，将生产技术范式从 “ 资源- 产品- 废弃物 ” 的单向物质流动模式转变为 “ 资源- 产品- 再生资源 ” 的循环物质流动模式，将工、农业生产过程中产生的各种废弃物转变为可再次投入使用的各种资源，从而实现资源的高效利用。

第三，因势利导，推进绿化工程建设，补齐生态劣势短板。修复生态状态系统中处于劣势的因子，改善区域生态系统的整体状态，可以提高区域生态安全等级，维护区域生态系统健康发展。根据区域自然历史条件，不断推动各项绿化工程顺利实施。首先要加大森林保护力度，不断提高森林覆盖率，充分发挥森林在涵养水源、净化空气、保持水土、调节气温、改善气候、保护物种等方面的作用；其次是严格保护耕地，提高耕地的物质生产能力，防治耕地的环境污染，保证土地永续、合理使用；最后要加大城市绿化资金投入，稳步推进城市绿化建设，合理分布绿地，科学配置植物种类，不断丰富城市景观，努力打造城市绿化精品。

第四，加强生态环境监测，建立生态补偿机制，加大生态保护力度。维护区域生态系统的安全运行，关键是缓解各类活动对生态系统带来的压力，改善生态环境状态，采取各项积极有效应对措施。政府要落实打好污染防治的攻坚战，加大环境保护的投资力度，加强环保资金的管理，提高环保资金投入使用的效率；建立健全环保法规，建立合理的、可操作的绿色导向机制，鼓励企业采取更高标准的污染物排放控制措施，对零排放、闭路循环和资源再生的企业在环境税费方面给予政策支持，最终实现环境资源的优化配置；建立健全生态评估、生态认证和生态审计制度，减少政府与企业在微观层面的博弈；利用现代信息技术，建立区域生态风险动态监测系统，实时监测水土流失，土壤污染，废水、废气、固体废弃物排放等生态安全隐患的时空变化与发展程度，提高区域生态问题监测的质量和精度，为环境应急管理及相关环境调控措施的制定提供信息支撑。

五、结束语

本文基于DPSR 模型构建生态安全评价指标体系，依据情景模拟法设定不同情景假设，运用变权与灰色关联模型计算研究区域基准年度生态安全综合指数，然后引入敏感度分析方法对目标年度不同情景下生态安全综合指数变化的敏感性进行预测分析和模拟调控。由于缺乏区域生态安全调控的实践经验，在敏感性分析过程中更多地依赖经验与主观判断，可能缺乏适应性。在今后的研究中，应进一步深入分析区域生态安全等级变化机理，尝试建立基于多种方法和技术的复合模型，提高模拟调控的精度，为生态安全调控方案的制定提供更有价值的依据。