森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)的安全評價——以吉林省長嶺縣為例

劉巧輝，李紅勛，祝凌云

（北京林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，北京　100083）

理論研究

森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)的安全評價——以吉林省長嶺縣為例

劉巧輝，李紅勛，祝凌云

（北京林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，北京100083）

通過對吉林省長嶺縣森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)進行安全評價，分析當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境狀況，對改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境提出相關(guān)建議，以增強研究地區(qū)生態(tài)安全健康。研究方法沿用PSR模型和廣義生態(tài)安全的概念，并結(jié)合生態(tài)承載力三個指標群，采取“熵權(quán)法”建立評價體系。結(jié)果表明：1）長嶺縣整體生態(tài)安全狀況有所下降；2）森林和荒漠生態(tài)安全指數(shù)分別上升和下降。因此需著重加強荒漠化治理等工作以提高抵御能力。

生態(tài)安全評價；混合型生態(tài)系統(tǒng)；熵權(quán)法

生態(tài)安全分為廣義生態(tài)安全和狹義生態(tài)安全。1989年國際應用系統(tǒng)分析研究所（IASA）提出的廣義生態(tài)安全得到了國際范圍的廣泛認可，它指人的生活健康以及適應環(huán)境變化的能力等方面不受威脅的狀態(tài)。狹義生態(tài)安全指生態(tài)系統(tǒng)的健康。

我國生態(tài)安全評價始于20世紀90年代，主要以生態(tài)承載力理論［1-2］，運用生態(tài)足跡［3-4］、GIS和RS技術(shù)［5-6］等多種方式進行評價。森林和荒漠是林業(yè)兩大生態(tài)系統(tǒng)。目前，森林生態(tài)安全評價發(fā)展的較為完善，研究領(lǐng)域相對廣泛且較為深入。森林生態(tài)安全評價的方法主要包括GIS與RS技術(shù)、層次分析法、綜合指數(shù)法等方法。陳宗鑄，黃國寧以區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，采用PSR模型對區(qū)域森林進行生態(tài)安全評價［7］。黃莉莉，米鋒等通過對森林生態(tài)安全問題的研究，提出PSR框架模型在構(gòu)建指標體系的概念框架中使用最為廣泛［8］。楊伶，王金龍等采用PSR模型對我國5省15個縣的森林生態(tài)安全狀況進行了評價［9］。荒漠與干旱區(qū)生態(tài)安全評價主要集中在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、寧夏等地區(qū)，針對干旱區(qū)生態(tài)安全進行評價也比較完善，其研究方法與森林生態(tài)安全評價比較類似。地處我國東北地區(qū)的吉林省雖以森林生態(tài)系統(tǒng)為主，但仍存在著森林和荒漠生態(tài)系統(tǒng)并存的地域，比如長嶺縣。在我國的內(nèi)蒙古、新疆、青海、甘肅、陜西、寧夏及西藏等地區(qū)都存在森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)?；诖?，本文從森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)安全出發(fā)，以吉林省長嶺縣為例，沿用PSR模型與廣義生態(tài)安全概念，并與生態(tài)承載力相結(jié)合，通過三個指標群（自然生態(tài)狀況、先天生態(tài)稟賦以及發(fā)展過程中受到的壓力）針對森林和荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)建立生態(tài)安全評價體系，以吉林省長嶺縣為研究對象，分析當?shù)厣鷳B(tài)承載狀況，并對改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境提出相關(guān)建議。

1　研究區(qū)概況

長嶺縣位于吉林省西部，科爾沁沙地東部，地處東經(jīng)123°6′至124°45′、北緯43°59′至44°42′之間。最重要的生態(tài)特點是處于降水量的分水嶺，長嶺以東降水量在350mm以上，氣候較為濕潤，長嶺以西降水量在350mm以下，氣候干旱。長嶺縣東部以平原為主，西北部以荒漠為主，具有草原、沙丘交替出現(xiàn)的特點。

2　研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

本研究選取吉林省長嶺縣1999—2013年《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展情況統(tǒng)計資料匯編》和《森林資源檔案統(tǒng)計年報》以及吉林省農(nóng)情調(diào)查系統(tǒng)、環(huán)境統(tǒng)計系統(tǒng)等相關(guān)資料查找的森林面積、森林蓄積量等數(shù)據(jù)，進行森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)安全的評價，包括森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)、森林生態(tài)安全指數(shù)（其中包括狀態(tài)指數(shù)和壓力指數(shù)）和荒漠生態(tài)安全指數(shù)（其中包括狀態(tài)指數(shù)和壓力指數(shù)）。

2.2評價方法

2.3評價指標體系

本文沿用OECD倡導的PSR模型，根據(jù)承載對象所受的三方面因素影響，將森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)指標體系內(nèi)部分為狀態(tài)指標子系統(tǒng)和壓力指標子系統(tǒng)，分別從森林和荒漠生態(tài)系統(tǒng)的自身狀況和所承載的壓力兩方面進行評價。

森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)指標體系及各自生態(tài)系統(tǒng)指標體系由表1可知，森林狀態(tài)指標子系統(tǒng)（C1）包括資源量指標（D1）、復雜性指標（D2）和災害性指標（D3）3個狀態(tài)層。資源量指標（D1）包括三個正指標：森林單位面積蓄積量（E1）、活立木單位面積蓄積量（E2）和森林覆蓋率（E3）。E1、E2、E3的增加會明顯改善森林生態(tài)系統(tǒng)狀況，增加NPP、NEP等森林生產(chǎn)力。復雜性指標（D2）包括兩個正指標：天然林比重（E5）和公益林比重（E6）。E5和E6的增加會提高森林生態(tài)系統(tǒng)抵御氣候變化、自然災害、極端天氣事件等不利影響能力，增強森林生態(tài)系統(tǒng)的安全。災害性指標（D3）包括兩個逆指標：森林火災受災率（E7）和森林病蟲鼠害發(fā)生率（E8）。E7和E8上升均會威脅到森林生態(tài)系統(tǒng)，甚至造成毀滅性的傷害。

森林壓力指標子系統(tǒng)（C2）包括綜合壓力指標（D4）、人類占用森林資源的壓力（D5）和人類維護森林資源及強度（D6）三個狀態(tài)層。開發(fā)程度越高，表示人類活動對森林生態(tài)系統(tǒng)的干擾越強，森林生態(tài)系統(tǒng)受破壞的程度就越深。

荒漠狀態(tài)指標子系統(tǒng)（C3）包括土壤量指標（D7）、災害性指標（D8）2個狀態(tài)層?；哪畨毫χ笜俗酉到y(tǒng)（C4）包括綜合壓力指標（D9）、人類占用荒漠資源的壓力（D10）和人類維護荒漠資源的強度（D11）三個狀態(tài)層。

3　評價結(jié)果

3.1森林、荒漠混合型生態(tài)安全綜合指數(shù)

森林、荒漠混合型生態(tài)安全指數(shù)是對森林生態(tài)安全指數(shù)和荒漠生態(tài)安全指數(shù)的綜合。由圖2可知，長嶺縣生態(tài)安全指數(shù)總體呈逐年遞減趨勢，2003年最大值為0.421 83，2012年最小值為0.361 54。

1999—2009年森林生態(tài)安全指數(shù)基本保持不變，2009年之后森林生態(tài)綜合指數(shù)呈上升趨勢，表明長嶺縣森林生態(tài)穩(wěn)定性增強，森林生態(tài)安全向利好形勢發(fā)展。2010—2013年森林生態(tài)安全指數(shù)達最大值0.49，表明這幾年長嶺縣森林生態(tài)安全狀況與研究期基年相比發(fā)生了顯著變化。長嶺縣每年森林生態(tài)安全評估值的增長幅度不大，但這種穩(wěn)定且持續(xù)的增長積累到2013年時，森林生態(tài)安全狀況比1999年有了較大的改善。

長嶺縣荒漠生態(tài)安全指數(shù)大體呈逐年下降的趨勢，2012年達到最小值0.26，原因在于該年長嶺縣發(fā)生了2次沙塵暴，且水資源總量逐漸減少。長嶺縣荒漠生態(tài)安全評估值穩(wěn)定持續(xù)的下降，長嶺縣荒漠生態(tài)安全穩(wěn)定性有所降低，林業(yè)生態(tài)安全狀況較以往有所惡化。

3.2森林和荒漠生態(tài)安全狀態(tài)和壓力指數(shù)

森林生態(tài)安全指數(shù)是由狀態(tài)指標和壓力指標共同影響下得到的結(jié)果。狀態(tài)評估值反映林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)本身的安全狀況。狀態(tài)評估值越大，表示該地區(qū)林業(yè)生態(tài)安全狀況越好。從時間維度上看，長嶺縣森林狀態(tài)指數(shù)隨時間變化而波動，2013年時達到最大值0.3313，在2002年和2009年兩年間呈現(xiàn)出下降的趨勢，以后開始上升，中間有一些小波動，幅度不大。

長嶺縣荒漠生態(tài)安全狀態(tài)評估值呈現(xiàn)上下波動的趨勢，表明荒漠生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定，總體上呈現(xiàn)波動下降趨勢，體現(xiàn)了長嶺縣荒漠系統(tǒng)的脆弱性。1999年到2011年荒漠狀態(tài)評估值波動范圍較小，2012年評估值下降幅度較大，表明該年長嶺縣荒漠生態(tài)安全狀況發(fā)生了惡化。

4　結(jié)論與討論

①森林、荒漠混合型生態(tài)系統(tǒng)安全指數(shù)呈下降趨勢，表明長嶺縣生態(tài)脆弱性上升，生態(tài)安全狀況下降。2013年森林達到峰值0.487 3，但明顯低于全國平均值0.546，表明長嶺縣森林生態(tài)承載力狀況較差；荒漠呈遞減趨勢，表明荒漠生態(tài)系統(tǒng)安全性降低。

②森林和荒漠生態(tài)安全指數(shù)由狀態(tài)指標和壓力指標共同影響，森林狀態(tài)指數(shù)＞荒漠狀態(tài)指數(shù)。森林狀態(tài)指數(shù)在2002年和2009年兩年間呈現(xiàn)出下降的趨勢，主要是由于單位面積蓄積量、森林覆蓋率等資源量指標大幅下降，森林病蟲鼠害成災率呈上升趨勢，大體增加了10個百分點。此外，長嶺縣天然林匱乏，目前所有林區(qū)基本都為人工林，天然林的缺少在一定程度上降低了長嶺縣生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力，威脅到生態(tài)安全。而個別年份荒漠狀態(tài)指數(shù)下降主要是由于沙塵暴的出現(xiàn)。

③森林和荒漠壓力指數(shù)一直保持較低水平，森林壓力指數(shù)<荒漠壓力指數(shù)。前者隨時間呈現(xiàn)出遞減趨勢，2009年后有所增加，但增幅小，這與長嶺縣經(jīng)濟發(fā)展緩慢、第一產(chǎn)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)有關(guān)；后者隨時間遞增，表示長嶺縣荒漠生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，且受人類活動和經(jīng)濟壓力影響程度較大。

針對長嶺縣生態(tài)安全性整體下降的狀況，在今后生態(tài)環(huán)境保護中應當注重加大荒漠化治理投資與力度，防止荒漠化加??；引進優(yōu)勢樹種，增強生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和抵御能力；加強森林病蟲害、火災等自然災害的預警和防護；積極建設(shè)林場，提高全民植樹造林和保護環(huán)境的參與意識。

［1］Wackernagel M，et al.，National natural capital accounting with the ecological footprint concept.Ecologiccd Economics，1999（29）:375-390.

［2］王家驥，等，黑河流域生態(tài)承載力估測.環(huán)境科學研究，2000（2）:44-48.

［3］Ek，L.U.，et al.，Significance of environmental footprints for evaluating sustainability and security of development.Clean Technologiesand Environmental Policy，2015，17（8）:2 125-2 141.

［4］Hao，H.，et al.，Impact of livelihood diversification of rural households on their ecological footprint in agro-pastoral areas of northern China.Journal of Arid Land，2015，7（5）:653-664.

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［6］徐明德等，基于RS和GIS的生態(tài)系統(tǒng)健康評價.生態(tài)環(huán)境學報，2010（8）:1 809-1 814.

［7］陳宗鑄與黃國寧，基于PSR模型與層次分析法的區(qū)域森林生態(tài)安全動態(tài)評價.熱帶林業(yè)，2010（03）:42-45.

［8］黃莉莉，米鋒與孫豐軍，森林生態(tài)安全評價初探.林業(yè)經(jīng)濟，2009（12）:64-68.

［9］楊伶等，中國縣域森林生態(tài)安全評價研究——以5省15縣為例.生態(tài)經(jīng)濟，2015（12）:120-124.

［責任編輯：鄭德勝］

Forest and desert hybrid ecosystem safety assessment——Acase studyofChanglingcountyin Jilin province

LIUQiao-hui，LI Hong-xun，ZHULing-yun
（College ofEconomics and Management，BeijingForestryUniversity，Beijing100083，China）

Through the safety evaluation of the forest and the desert mixed ecosystem in Changling County，Jilin Province，analyze the local ecological environment and put forward some proposals for improving local ecological environment as well as strengthen its ecological safety and health.Research method has used the means PSR model as well as the concept ofgeneralized ecological security.In addition，it has combined with the three indexes of ecological carrying capacity and has taken"the entropy weight method"to establish assessment system.The results revealed that:1.The overall ecological security status has showed the worse somewhat of Changling county.2.The ecosystem indexs of forest and desert are in the condition of vulnerability and instability.Therefore，the desertification and other jobs should be paid more attention in order toimprove resistance ability.

Ecological SecurityEvaluation；Hybrid Ecosystem；EntropyWeight Method

F323.22

A

1673-5919（2016）05-0005-04

10.13691/j.cnki.cn23-1539/f.2016.05.002

2016-07-20

劉巧輝（1989-），女，甘肅隴南人，碩士研究生。

簡介：李紅勛（1969-），男，河南虞城人，教授，博士生導師。研究方向：林業(yè)經(jīng)濟與林業(yè)管理。