基于PSR模型的四川省升鐘水庫(kù)生態(tài)安全評(píng)價(jià)

王文敬，任德有，李鐵松，黃波，李成柱

(1.西華師范大學(xué) 國(guó)土資源學(xué)院，四川南充637009;2.四川省環(huán)境工程評(píng)價(jià)中心南充分中心，四川南充637000)

目前，生態(tài)安全評(píng)價(jià)常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系有PSR模型、生態(tài)足跡法等;常用的評(píng)價(jià)方法有綜合指數(shù)法、層次分析法、熵權(quán)法、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法和灰色理論評(píng)價(jià)法等。PSR(Pressure—State—Response)模型是1994年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)提出的，在資源、環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，以壓力、狀態(tài)和響應(yīng)為表征，指標(biāo)體系較完整，可更清晰地表達(dá)出資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的關(guān)聯(lián)[1]。四川省庫(kù)容最大的升鐘水庫(kù)，以灌溉為主兼有防洪、發(fā)電、飲用、游覽、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、土壤持留等綜合效益。從1992年起，四川省政府將升鐘水庫(kù)的水域功能區(qū)劃定為Ⅱ類，升鐘水庫(kù)是南充市740多萬(wàn)人的第二水源地，對(duì)其生態(tài)安全方面的評(píng)價(jià)具有現(xiàn)實(shí)意義[2]。

1 研究區(qū)概況

四川升鐘水庫(kù)1977年12月8日正式動(dòng)工，1984年下閘蓄水，1998年底一期工程全面竣工，控灌面積9.23×104hm2，二期工程正在審批中，二期控灌4.86×104hm2?？値?kù)容1.34×109m3，常年蓄水量7.64×108m3。水庫(kù)地理坐標(biāo)的范圍為東經(jīng) 105°05′—105°43′，北緯 31°31′—32°04′，入庫(kù)河流主要是西河，庫(kù)區(qū)面積517 km2，地形屬低山丘陵，在流域上屬嘉陵江流域。

在行政單元上，升鐘水庫(kù)地跨廣元的劍閣縣、南充的南部縣、閬中市，控灌廣元、南充、廣安 3個(gè)地級(jí)市的9個(gè)縣市區(qū)縱橫5 500 km2的1.39×105hm2耕地。在飲用水方面，涉及飲用水人口150多萬(wàn)人，牲畜180萬(wàn)頭[3]，水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)涉及10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，104個(gè)村，近10萬(wàn)人的土地、房屋被淹沒(méi)、拆遷。由于當(dāng)時(shí)移民安置采取“就近后靠，就地上移”的辦法，淹沒(méi)區(qū)群眾生產(chǎn)生活條件沒(méi)有得到及時(shí)改善，逐漸出現(xiàn)了許多特殊的困難，庫(kù)區(qū)成為遠(yuǎn)近聞名的貧困地區(qū)。

2 生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

2.1 升鐘水庫(kù)PSR模型指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)郭樹宏等人[1]建立的指標(biāo)體系，結(jié)合升鐘水庫(kù)的實(shí)際情況，選取并制定了“壓力”指標(biāo)6個(gè)，“狀態(tài)”指標(biāo)7個(gè)，“響應(yīng)”指標(biāo)4個(gè)，涵蓋了水庫(kù)生態(tài)安全的資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)方面，具有一定的代表性和普遍適用性(表1)。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定[4-5]

“熵權(quán)”理論是一種客觀賦權(quán)方法，熵是系統(tǒng)無(wú)序程度的度量，它可以度量數(shù)據(jù)所提供的有效信息量，引用它來(lái)確定水庫(kù)生態(tài)安全系統(tǒng)中各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重(表2)，方法步驟為:

(1)構(gòu)建m個(gè)樣本，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣R=(vij)nm(i=1 ，2，…，n;j=1，2，…，m)。

(2)對(duì)判斷矩陣做歸一化處理，得到歸一化判斷矩陣A:對(duì)極大型指標(biāo)(即大者為優(yōu))的指標(biāo)而言，有

對(duì)極小型指標(biāo)(即小者為優(yōu))而言，有

表1 2004—2007年升鐘水庫(kù)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)[6-7]

(3)定義熵。在有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，m個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)估問(wèn)題中，可以確定第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵為:

(i=1，2 ，…，n;j=1，2 ，…，m);k=1/lnm

(4)定義熵權(quán)w。定義了第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵之后，可得到第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)定義，即:

(5)計(jì)算生態(tài)安全得分ESI=∑Wi×aij(i=1，…，17)。

ESI的分值在0到1之間，分5個(gè)等級(jí):0≤ESI≥0.2，很不安全;0.2≤ESI≥0.4，不安全;0.4≤ESI≥0.6;0.6≤ESI≥0.9;0.9≤ESI≥1.0，很安全。

3 結(jié)論與討論

由表3可見，升鐘水庫(kù)在2004—2007年期間，其生態(tài)處于不安全的狀態(tài)，同時(shí)，生態(tài)安全狀態(tài)逐年有所好轉(zhuǎn)，從表1模型的各指標(biāo)數(shù)值可知，“狀態(tài)指標(biāo)”方面的DO，CODMn，TN指標(biāo)等均為2006年最差，因庫(kù)區(qū)失地農(nóng)民網(wǎng)箱養(yǎng)魚、肥水養(yǎng)魚，嚴(yán)重超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的1‰養(yǎng)殖面積(按水庫(kù)面積應(yīng)控制在1 600口以內(nèi))，突破了升鐘水庫(kù)水環(huán)境容量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，網(wǎng)箱養(yǎng)殖年產(chǎn)成魚8 500 t，每年平均投放配合飼料約20 000 t，魚藥3.2 t，魚排泄物達(dá) 4 000 t。截至目前，南部縣投入資金4600萬(wàn)元取締升鐘水庫(kù)養(yǎng)魚網(wǎng)箱6882口。2008年11月四川省政府辦公廳在升鐘水庫(kù)組織召開了升鐘水庫(kù)水污染綜合整治工作現(xiàn)場(chǎng)會(huì)。省環(huán)保局組織專家編制了《升鐘水庫(kù)生態(tài)環(huán)境污染與防治規(guī)劃》、《升鐘水庫(kù)環(huán)境保護(hù)管理辦法》，并多次派出工作組現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。

表2 升鐘水庫(kù)生態(tài)安全評(píng)價(jià)各指標(biāo)權(quán)重

表3 升鐘水庫(kù)生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果

從表1—2還可以看出，“響應(yīng)”指標(biāo)中的“人均GDP”、“狀態(tài)”指標(biāo)中的“森林覆蓋度”和“壓力”指標(biāo)中的“城鎮(zhèn)化率”權(quán)重較大?？梢妿?kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是制約水庫(kù)生態(tài)安全的關(guān)鍵。由于庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)是復(fù)種指數(shù)高的傳統(tǒng)種植業(yè)，化肥、農(nóng)藥施用頻繁和過(guò)度施用，必然會(huì)使水庫(kù)污染加重，庫(kù)區(qū)釣魚盛行，有各類機(jī)動(dòng)船舶160艘，缺乏必要的環(huán)保條件和措施，船舶污染將會(huì)對(duì)水庫(kù)生態(tài)有重要影響，2006年，四川省政府以“千畝桑園，萬(wàn)里湖面，核桃長(zhǎng)廊，生態(tài)旅游”的思路，引導(dǎo)庫(kù)區(qū)農(nóng)民從事旅游接待、栽桑、養(yǎng)殖等，逐步促進(jìn)了庫(kù)區(qū)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)科學(xué)發(fā)展[8]。

投資200多萬(wàn)元的升鐘湖風(fēng)景區(qū)內(nèi)首個(gè)旅游碼頭于2009年9月底前完工并投入使用，結(jié)束了升鐘湖無(wú)碼頭的歷史，從而減少小型船舶污染。2009年入汛以來(lái)，升鐘水庫(kù)蓄水量比汛期前凈增1.684×108m3，達(dá)到 1.020×109m3，水位達(dá)到 426.55 m，僅比1988年同期最高水位低0.87 m，比1989年同期高出1.11 m，創(chuàng)20 a來(lái)新高，也結(jié)束了連續(xù)15 a未泄洪的歷史，對(duì)2009年10月在升鐘水庫(kù)舉行的首屆“中國(guó)?升鐘湖釣魚節(jié)”產(chǎn)生了積極影響。

本研究通過(guò)PSR模型建立升鐘水庫(kù)生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，應(yīng)用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重并對(duì)水庫(kù)的生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，所選取的指標(biāo)還有待完善，還需要調(diào)研，找出新出現(xiàn)的水庫(kù)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，并把這些重要因素也加入到評(píng)價(jià)體系中，更能切實(shí)評(píng)價(jià)出水庫(kù)的生態(tài)安全狀況。

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