区域生态安全评价研究

武靓靓

(河北省秦皇岛水文勘测研究中心，河北 秦皇岛 066000)

1 引言

人类社会的发展需要建立可持续的安全生态系统，生态安全已经引起了人们的高度重视[1-2]。生态系统是生态健康、生态风险和生态服务的基本出发点，整体侧重于生态系统安全的研究，生态安全的研究核心即为生态系统安全研究。生态风险、生态健康和生态服务三者相互融合、相互依存，形成生态安全的核心。生态服务功能主要包括三个方面内容，生态系统结构是否完整合理，生态健康参考功能是否正常，以及生态风险的不确定性。当三个指标在一定阈值内满足三个子集的交集时，即为生态安全。只有当生态系统结构具有较好的协调性和完整性，生态系统结构功能正常，潜在威胁较小时，生态系统的安全才能够得到保障[3-4]。

在以往的研究中，很多专家学者都提出生态系统安全评价的方法，具有代表性的是，土地利用/土地覆盖矩阵法被用于量化生态系统服务平衡，这不仅反映了生态系统服务的剩余或不足，还反映了区域生态安全。与土地利用/土地覆盖矩阵法相比，我们的评价方法是从多个指标影响的完整性出发的，更有说服力；生态安全属性是连续的。此外，与采用单向指标评价体系的评价方法相比，该方法可以提供更全面、更有针对性的管理指导。

2 评价方法

本文采用综合指数法对秦皇岛市生态安全进行评价。综合指数法是在确定合理的指标体系的基础上，对各因子指数的单项指数进行加权平均，最后计算出各因子综合评价的综合值。

2.1 秦皇岛市生态安全评价体系建设

为了能够满足秦皇岛市生态管理的需求，以压力-状态-反应(P-S-R)框架模型为基础，建立了市生态安全评价体系。PSR模型深刻地反映了自然生态系统与社会经济系统之间的相互作用机制，体现了可持续发展、扰动响应、人与自然和谐的整体理念。此次研究一共选取9个指标因子(见表1)对秦皇岛市生态安全状况进行综合评价。中国国土面积人均水资源、森林覆盖率和重点生态功能保护区所占比例是秦皇岛市生态系统的主要制约因素，在自然成分指数的选取上需要重点考虑。而人口密度、环境保护投资占GDP的比重、人均GDP、工业固体废物利用率、二氧化硫排放强度和COD排放强度等都需要在人类社会影响指数中集中考虑。指标选择原则主要是前瞻性、综合性、要素优势性、敏感性、客观性、技术进步性等原则，指标体系包括三个子系统和九个指标，见表1。

表1 秦皇岛市生态安全指标体系及权重

2.2 秦皇岛市生态安全指数计算

(1)指标标准化处理

生态安全评价指标可分为正向指标和反向指标。

正向指数标准化公式：

(1)

反向指数标准化公式：

(2)

该公式中的xi(i=1,2,3…,n)是指数i的实际值，Si(i=1,2,3…,n)是指数i的标准值，P(xi)是对应评价指标的标准值。

(2)秦皇岛市生态安全指数标准的确定

生态安全评价的主要工作内容是计算个指标的安全标准值，所谓评价标准的确定，就是建立一套衡量生态安全的定量参考体系，通过与参考体系的比较确定生态安全水平，从而能够制定其发展目标。本研究对评价标准的选择采取了以下具体措施。

表2 秦皇岛市生态安全评价指标以及对应的安全值

①政府制定标准；相关标准主要由国家、地方政府以及行业内进行制定，包括国家统一制定的环境质量标准，行业内颁布的设计规范要求，以及地方政府根据本地区提出的具有针对性的环境保护要求等等，所有这些标准都是可选的评估标准。

②背景标准；将研究区生态环境背景作为主要评价标准。

③类比标准；将原生自然生态系统作为类比标准，并且该生态系统在自然条件下没有受到人类的严重破坏。

生态安全评价指数可分为五个不同等级，具体见表3。

表3 生态安全等级标准

3 秦皇岛市生态安全保护对策

为提高生态系统的承压能力，国内修建了众多大规模生态修复工程。然而，一些政策缺乏对当地生态压力的考虑，导致部分政策僵化。尽管政府在生态保护方面做出了巨大的努力，并尝试了多种生态规划，但我国生态系统管理仍存在许多不适当和薄弱环节。研究结果表明，人类社会系统和自然系统共同影响着生态安全状况，生态保护日益需要与社会经济发展相联系。因此，评价区域生态系统安全性对于提高研究区生态政策的制定以及实施具有重要意义。依据上述的评价结果，提出了以下相关政策以供相关部门参考。

(1)构建生态安全预警体系

以生态区的安全评价结果为基础，分析了不同时间空间下生态干扰因子在整体生态效应和风险中的分布，阐述了生态系统的退化机制，计算了各生态服务功能区的参考值，从而构建了生态安全预警体系。同时，利用3S技术、信息技术、专家系统技术，构建生态安全管理信息系统、决策支持系统和改进的预测预警系统，为区域生态安全管理和环境政策提供科学依据。

(2)合理开发利用水资源

适度开发隐伏层地下水资源，引进水循环利用模式，引进先进加工设备，推广和鼓励节水技术、节水产业和节水产品，对于高耗水产业应当严格管控，进一步推广水资源循环利用技术，提高水资源利用率，高度开发二元供水和水资源优化技术。

(3)减少二氧化硫排放

一是推进清洁能源利用；二是全面实施综合治理；三是推进产业结构和布局调整；四是加强重点行业和重点污染源管理。

(4)实施生态修复工程

提高植被覆盖率，充分发挥植被的保水功能，建设林业重点生态工程。要落实水土保持、林业建设、沿海生态隔离带建设、少弃耕地建设、秸秆和畜禽粪便资源化利用等方面的工作。加强生态工程建设力度，积极推进生态示范区的建设。

4 结语

评价结果表明，秦皇岛市生态安全价值为0.633，处于相对安全状态的下限，生态安全程度相对较安全。秦皇岛市生态安全的现状是，秦皇岛市生态环境破坏较轻，生态系统服务功能相对完善，生态破坏问题不明显，生态灾害发生概率小，生态恢复重建相对容易。同时也提出了目前存在的生态问题，人均水资源少，水污染严重；高能耗、高耗水、重污染行业比重较高，二氧化硫、COD等排放强度大；环境保护投入仍然不足，自然保护区保护力度不够。针对目前存在的问题提出了相对的生态安全保护对策，包括构建生态安全预警体系、合理开发利用水资源、减少二氧化硫排放和实施生态修复工程；通过这些途径，秦皇岛的生态将向更安全的生态水平迈进。