大連市自然資源生態(tài)安全評價

尤 飛, 薛 文 平, 閻 振 元,2, 崔 杰

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034; 2.大連市環(huán)境科學(xué)設(shè)計研究院, 遼寧 大連 116023 )

0 引 言

區(qū)域自然資源生態(tài)安全即指區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展不受或少受自然資源與生態(tài)環(huán)境的制約與威脅的狀態(tài)[1]。當(dāng)區(qū)域內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)受到破壞,生態(tài)功能受到損害,自然資源和生態(tài)環(huán)境不能滿足區(qū)域當(dāng)前和未來發(fā)展需要的發(fā)展?fàn)顩r,則表明自然資源的生態(tài)安全受到了威脅[2]。因此,生態(tài)安全已成為衡量滿足人類社會發(fā)展所必須要考慮的生物和環(huán)境、資源及生態(tài)平衡的主要度量,對區(qū)域內(nèi)自然資源的生態(tài)安全評價日趨重要。

大連市屬沿海低山丘陵地貌區(qū), 濱海城市,其自然資源的規(guī)模構(gòu)成和分布具有特殊性,動植物及海水資源豐富,大多數(shù)自然保護區(qū)都位于濱海地區(qū)。但由于城市與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和長期不合理的開發(fā)利用,本區(qū)自然生態(tài)遭到了不同程度的破壞。本研究基于全球總體水平,對該區(qū)域自然資源進行生態(tài)安全評價,量化自然資源與生態(tài)環(huán)境變化的驅(qū)動力,找出主要的人為因子,以期為大連市自然資源的合理與可持續(xù)利用提供理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗。

1 研究方法

研究過程采用數(shù)學(xué)模型法中的綜合指數(shù)法與組合賦權(quán)法對大連市自然資源進行生態(tài)安全評價,對評價指標(biāo)體系的構(gòu)建借鑒了由歐洲環(huán)境署建立的D-P-S-I-R(驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng))框架模型,該模型是對聯(lián)合國經(jīng)濟合作開發(fā)署建立的P-S-R(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))框架模型的擴展和修正,能更好地揭示資源、人類活動與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系。

1.1 評價指標(biāo)體系的確定

評價應(yīng)用的指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。指標(biāo)層的選取考慮了對自然資源生態(tài)安全狀況有重要影響的自然、經(jīng)濟、社會各方面的因素,同時兼顧數(shù)據(jù)的可獲取性,共選取19個評價指標(biāo),由此構(gòu)建了評價指標(biāo)體系,具體見表1。其中C9、C12、C13、C14、C16等指標(biāo)突出了該區(qū)域動植物資源、水資源、地形地貌的影響。

表1 大連市自然資源生態(tài)安全評價指標(biāo)體系

Tab.1 Ecological safety evaluation index system of Dalian nature resources

1.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)體系中指標(biāo)權(quán)重的確定是基于評價人對賦權(quán)方法的偏好和賦權(quán)方法一致性的組合賦權(quán)法[3],這種方法既減少賦權(quán)時對指標(biāo)的偏好,又減少主觀隨意性。其中主觀賦權(quán)法采用層次分析法[4]、客觀賦權(quán)法采用熵權(quán)法[5-6],最終求出大連市自然資源生態(tài)安全評價的指標(biāo)權(quán)重Wi。

1.3 指標(biāo)基準(zhǔn)值確定及標(biāo)準(zhǔn)化

本研究將區(qū)域自然資源生態(tài)安全狀況放在全球背景下,所以基準(zhǔn)值的來源主要采用目前國際公認(rèn)值和世界平均值,部分表征自然資源生態(tài)安全狀態(tài)的基準(zhǔn)值采用了環(huán)境背景值。

采用“自然資源生態(tài)安全指數(shù)Pi”數(shù)學(xué)模型對指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)Xi為第i個評價指標(biāo)的實際值,Yi為第i個指標(biāo)的基準(zhǔn)值,Pi為第i個指標(biāo)的安全指數(shù),0≤Pi≤1,則:(1)安全正向性和正向趨勢的中性指標(biāo),當(dāng)Xi≥Yi時,Pi=1;當(dāng)XiYi時,Pi=Yi/Xi。

1.4 自然資源生態(tài)安全值的計算

1.5 評價標(biāo)準(zhǔn)

大連市自然資源生態(tài)安全評價采用5級評價標(biāo)準(zhǔn),采取非等間距法劃分標(biāo)準(zhǔn)值[7],詳見表2。

表2 大連市自然資源生態(tài)安全評價等級標(biāo)準(zhǔn)

Tab.2 Ecological security level standard of Dalian nature resources

安全綜合值區(qū)間評價等級表征狀態(tài)安全[0,0.4]Ⅰ惡劣級巨警(0.4,0.6]Ⅱ風(fēng)險級中警(0.6,0.8]Ⅲ敏感級預(yù)警(0.8,0.9]Ⅳ良好級較安全(0.9,1.0]Ⅴ理想級安全

2 評價結(jié)果與分析討論

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)(Xi)主要來自大連市統(tǒng)計年鑒、大連市環(huán)境狀況公報、大連市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報、大連市水資源公報,個別缺失數(shù)據(jù)來源于其他文獻或根據(jù)近幾年變化趨勢預(yù)測獲得。基準(zhǔn)值(Yi)中的國際公認(rèn)值及平均值來源于相關(guān)的文獻資料。

2.2 評價結(jié)果

對大連市區(qū)域自然資源2005—2010年生態(tài)安全狀況按上述評價方法進行生態(tài)安全評價,將生態(tài)安全綜合值Q與評價標(biāo)準(zhǔn)對照得出生態(tài)安全評價等級,并做出各安全指數(shù)的變化趨勢圖,具體見表3及圖1～5。

2.3 結(jié)果分析與討論

2.3.1 結(jié)果分析

(1)由表3評價綜合值可以看出,2005—2010年大連市自然資源生態(tài)安全總體上屬“敏感級”,說明大連市自然資源與生態(tài)環(huán)境受到一定破壞,資源結(jié)構(gòu)有變化但尚可維持基本功能,自然資源服務(wù)功能已有退化,生態(tài)問題顯著且受干擾后易惡化,處于預(yù)警狀態(tài)；維持大連市生態(tài)安全綜合值的主要準(zhǔn)則層為驅(qū)動力和壓力層。由圖1可以看出,2005—2010年影響自然資源生態(tài)安全水平變化的主要是驅(qū)動力值和壓力值。

(2)維護大連市自然資源生態(tài)安全主要驅(qū)動力指標(biāo)為C2和C4,對驅(qū)動力層貢獻較大的指標(biāo)為C4、C5,優(yōu)勢指標(biāo)有C3、C4、C5,限制指標(biāo)為C2。引起生態(tài)安全狀況變化的主要驅(qū)動力指標(biāo)為C1和C4。

表3 大連市2005—2010年自然資源生態(tài)安全評價

圖1 大連市自然資源生態(tài)安全狀況變化圖

Fig.1 Ecological security situation variation of Dalian natural resources

圖2 大連市自然資源生態(tài)安全驅(qū)動力值變化圖

Fig.2 Ecological safety driving force value variation of Dalian natural resources

圖3 大連市自然資源生態(tài)安全壓力值變化圖

Fig.3 Ecological safety pressure value variation of Dalian natural resources

圖4 大連市自然資源生態(tài)安全狀態(tài)值變化圖

Fig.4 Ecological safety state value variation of Dalian natural resources

圖5 大連市自然資源生態(tài)安全響應(yīng)值變化圖

Fig.5 Ecological security response value variations of Dalian natural resources

(3)維持大連市自然資源生態(tài)安全的起重要作用的壓力指標(biāo)為C6、C7,面臨來自人類活動的主要壓力指標(biāo)為C6、C7,3項壓力指標(biāo)均為限制指標(biāo)。影響壓力值變化的主要指標(biāo)是C6。

(4)維護大連市自然資源生態(tài)安全的主要狀態(tài)指標(biāo)為C9、C10、C12,對狀態(tài)層貢獻較大的指標(biāo)為C9、C10,優(yōu)勢指標(biāo)有C10、C14、C15,限制指標(biāo)為人均耕地面積C11、C12和C13。引起狀態(tài)值變化的主要指標(biāo)為C13。

(5)維護大連市自然資源生態(tài)安全的主要響應(yīng)指標(biāo)為C17和C19,對響應(yīng)值貢獻較大的指標(biāo)為C16和C19,優(yōu)勢指標(biāo)有C16、C18,限制指標(biāo)為C17和C19。影響響應(yīng)值變化的主要指標(biāo)為C19。

2.3.2 結(jié)果討論與對策

綜上所述,并結(jié)合大連市自然資源特點、社會經(jīng)濟實際情況,對本市自然資源狀況及自然生態(tài)體系建設(shè)提出以下結(jié)論和建議：

(1)人口威脅。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2006—2010年大連市人口增長率以機械增長為主,流動人口及外地遷入人口的增加是限制生態(tài)安全值及引起生態(tài)安全狀況下降的主要原因。

(2)合理利用土地資源。目前大連市對土地開發(fā)利用程度較高,還有不斷上升趨勢,主要為建設(shè)用地和耕地,為保證人均耕地面積及耕地后備資源,建議要嚴(yán)格保護耕地及基本農(nóng)田,嚴(yán)格控制新增建設(shè)用地規(guī)模。

(3)合理利用水資源。大連市水資源總量變化受到年降水量的影響,除采取水利工程建設(shè)、加強水循環(huán)利用與水資源管理等措施,可繼續(xù)加強海水直接利用和海水淡化,大力發(fā)展海水利用,切實解決流域水資源面臨的主要問題。

(4)控制污染物排放。目前大連市對工業(yè)三廢的治理水平較高,但污染負(fù)荷仍有較大降低空間,這需要從污染源上加以控制,通過防治措施、清潔生產(chǎn)審核等控制或降低污染物的排放量。

(5)加強治理水土流失。區(qū)域平均每年治理水土流失面積約150 km2,總體均趨于好轉(zhuǎn),但土壤侵蝕現(xiàn)狀仍不容樂觀,隨著土壤侵蝕強度與面積的新增,要對全區(qū)域繼續(xù)加強水土保持工作,最大限度地抑制邊治理邊破壞現(xiàn)象的發(fā)生。

(6) 加強環(huán)保投資力度。大連市環(huán)境保護投資額每年都有所提升,2010年已達到113.99億元,但與發(fā)達國家水平相比仍有較大差距,需繼續(xù)加大保護性投資尤其是對生態(tài)建設(shè)的投入。

3 結(jié)束語

(1)對區(qū)域自然資源生態(tài)安全的研究,相對單純的土地資源、水資源生態(tài)安全更具綜合性,相對整個區(qū)域的生態(tài)安全研究又體現(xiàn)了傾向于自然資源的特點,對維護自然資源安全更有針對性。

(2)采用D-P-S-I-R框架模型建立指標(biāo)體系,是對P-S-R模型的擴展和修正,將生態(tài)安全驅(qū)動力與直接壓力分為兩項,使間接的經(jīng)濟社會壓力與人類活動的直接壓力與生態(tài)安全的因果關(guān)系更加明確,有利于指導(dǎo)生態(tài)建設(shè)。

(3)評價標(biāo)準(zhǔn)主要采用國際公認(rèn)值和世界平均值,將大連市自然生態(tài)狀況放在全球背景下進行評價,利于區(qū)域與全球大尺度區(qū)域的對比與接軌。但在自然資源生態(tài)安全評價指標(biāo)的選用與權(quán)重確定方法上目前并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),還有待于繼續(xù)深入研究。

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