基于PSR模型的河南省水生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)研究

張滿滿, 于魯冀,*, 張慧, 靖中秋

1.鄭州大學(xué)環(huán)境政策規(guī)劃評(píng)價(jià)研究中心, 河南鄭州 450002 2.鄭州大學(xué)環(huán)境技術(shù)咨詢工程公司, 河南鄭州 450002

基于PSR模型的河南省水生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)研究

張滿滿1,2, 于魯冀1,2,*, 張慧1,2, 靖中秋1,2

1.鄭州大學(xué)環(huán)境政策規(guī)劃評(píng)價(jià)研究中心, 河南鄭州 450002 2.鄭州大學(xué)環(huán)境技術(shù)咨詢工程公司, 河南鄭州 450002

基于河南省水環(huán)境現(xiàn)狀, 從“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”(PSR)指標(biāo)體系框架出發(fā), 建立河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 利用變異系數(shù)法確定各指標(biāo)權(quán)重, 運(yùn)用綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全水平予以評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:2007—2013年河南省水環(huán)境生態(tài)安全綜合指數(shù)值整體呈上升趨勢(shì), 其生態(tài)安全水平已處于預(yù)警狀態(tài); 壓力狀態(tài)曲線呈逐年下降趨勢(shì), 狀態(tài)曲線與綜合指數(shù)曲線變化趨勢(shì)基本一致, 表明河南省水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值在很大程度上是狀態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn), 此外響應(yīng)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率逐年增幅顯著, 有效促進(jìn)了河南省水環(huán)境生態(tài)安全的逐漸改善。

水環(huán)境生態(tài)安全; 評(píng)價(jià)指標(biāo); 狀態(tài)—壓力—響應(yīng)指標(biāo)體系; 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1 引言

當(dāng)前全世界許多地區(qū)面臨著水資源危機(jī), 且水環(huán)境受到嚴(yán)重污染, 且呈逐年加重趨勢(shì), 使水環(huán)境生態(tài)安全水平面臨受威脅狀態(tài)[1–3]。河南省作為我國(guó)農(nóng)業(yè)大省和經(jīng)濟(jì)大省, 2008年以來年其GDP總量均居全國(guó)第五[4], 但是河南省一直處于水資源較少且區(qū)域分布不均的狀態(tài), 近年來, 省委、省政府對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)給予高度重視, 加快城鎮(zhèn)污水處理廠及其配套設(shè)施建設(shè), 積極推進(jìn)城市河道綜合治理,并取得了顯著成效, 使得水環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。但是城市河道水污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻, 一些過城河流水質(zhì)仍為劣 V類, 生活污水直排現(xiàn)象較為凸顯, 多數(shù)河流缺少自然徑流導(dǎo)致生態(tài)功能減弱甚至缺失, 部分河流面臨著垃圾漂浮、水體顏色發(fā)黑、氣味刺鼻發(fā)臭, 尚不能滿足周圍人民群眾的環(huán)境需求。

因此, 本文結(jié)合河南省水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀, 運(yùn)用“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)(Pressure-State-Response, 簡(jiǎn)寫為PSR)”模型建立河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。PSR模型最初是為建立環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系而提出的, 旨在衡量一定狀態(tài)下生態(tài)環(huán)境所承受的壓力、狀態(tài)條件的變化以及社會(huì)對(duì)這些壓力和變化所作的響應(yīng), 隨著環(huán)境壓力的不斷增加, 基于 PSR模型的水環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)體系成為國(guó)際水環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一[5]。本文運(yùn)用PSR模型對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)研究, 確定河南省水環(huán)境生態(tài)安全等級(jí), 從而促使人們采取相應(yīng)的措施和策略, 降低水體污染、水資源利用的風(fēng)險(xiǎn), 最終能恢復(fù)、并充分發(fā)揮水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的各種服務(wù)功能,盡快落實(shí)并順利完成河南省清潔行動(dòng)計(jì)劃的目標(biāo)。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文原始數(shù)據(jù)主要來源于《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007—2014年)、《河南省水資源公報(bào)》(2006—2013年)和《河南省環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》(2006—2013年)。

2.2 評(píng)價(jià)模型選取

目前應(yīng)用最為廣泛的指標(biāo)體系的構(gòu)建模型是1990年由經(jīng)濟(jì)合作和開發(fā)組織(OECD)與聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)提出的環(huán)境P—S—R概念模型, 即壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型[6–9]。環(huán)境問題可以通過壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三個(gè)不同但又相互聯(lián)系的指標(biāo)層來表示[10–12], 壓力層表示人類活動(dòng)對(duì)于環(huán)境造成的負(fù)荷; 狀態(tài)層表示環(huán)境質(zhì)量、自然資源和生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀支持能力; 響應(yīng)層表示人類面臨環(huán)境問題所采取的對(duì)策與措施。

PSR模型能夠充分體現(xiàn)出生態(tài)安全的現(xiàn)狀和水平, 尤其能夠體現(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響層次和等級(jí), 更精確地反映生態(tài)系統(tǒng)安全的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)之間的關(guān)系, 具有綜合性、靈活性和清晰的因果關(guān)系[1,13]。因此, 本文采用PSR模型來構(gòu)建河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

3.1 構(gòu)建原則

水生態(tài)與水環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇原則可概括為如下幾點(diǎn)[9,14]: 科學(xué)性原則、代表性原則、可操作性原則、系統(tǒng)性原則、盡可能定量性原則、可發(fā)展性原則、相關(guān)性原則。

3.2 指標(biāo)框架構(gòu)建

遵循以上指標(biāo)體系構(gòu)建原則, 結(jié)合河南省水環(huán)境現(xiàn)狀及目前較為突出的水環(huán)境問題, 對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架擬構(gòu)建為三個(gè)層次,分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層, 分別選用 16、6和7個(gè)指標(biāo), 共計(jì)29個(gè)指標(biāo), 具體指標(biāo)體系構(gòu)建框架見表1。

表1中指標(biāo)性質(zhì)一列中標(biāo)出的正向和負(fù)向指標(biāo)是根據(jù)所選評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)水環(huán)境生態(tài)安全的影響作用不同做出的推斷[15–16]。正向指標(biāo)涵義: 狀態(tài)系統(tǒng)中的正向指標(biāo)值越大, 表明水環(huán)境生態(tài)安全狀況越好,如水資源總量、年降水量等; 響應(yīng)系統(tǒng)中指標(biāo)值越大, 表明維護(hù)和改善水環(huán)境生態(tài)安全的能力越強(qiáng),水環(huán)境生態(tài)安全狀況越好, 如供水總量、水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、環(huán)保投資占GDP比例等。負(fù)向指標(biāo)涵義: 負(fù)向指標(biāo)值越大, 表明水環(huán)境生態(tài)安全狀況越差, 如年末人口、有效灌溉面積、廢水排放量等。

4 河南省水環(huán)境安全評(píng)價(jià)

目前對(duì)水環(huán)境生態(tài)安全的評(píng)價(jià)并無一套相對(duì)較為公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。我國(guó)學(xué)者在生態(tài)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)研究中, 提出了多種評(píng)價(jià)方法, 如層次分析法、主成分分析法、綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法[17–20]。其中綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法是目前應(yīng)用較多的一種方法, 也是本文所采用的方法, 文中首先對(duì)所選用的各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一處理, 結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算公式最終得出各指標(biāo)權(quán)重, 對(duì)其相對(duì)重要性進(jìn)行判斷, 最后通過綜合指數(shù)評(píng)價(jià)方法予以評(píng)價(jià)。

4.1 指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和權(quán)重確定

本文對(duì)各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理及其權(quán)重的確定采用的方法如下。

表1 河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、指標(biāo)性質(zhì)及權(quán)重Tab.1 The index system, nature and weight of water environment ecological security assessment in Henan

(1) 指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

為了對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),需要對(duì)不同量綱指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將所有的指標(biāo)數(shù)值轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的含義, 即所有指標(biāo)的數(shù)值越大越反映水環(huán)境生態(tài)安全, 或反之。

本文利用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)所選指標(biāo)進(jìn)行量化統(tǒng)一[11,21–22]。而用于衡量水環(huán)境生態(tài)安全狀況的指標(biāo)分為兩種情況: 越大越安全的指標(biāo)(如水資源總量、年降水量等)和越小越安全的指標(biāo)(如有效灌溉面積、廢水排放量等)。本文采用前一種處理方法, 即將所有指標(biāo)數(shù)值統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成所有指標(biāo)數(shù)值越大越能反映出水環(huán)境的生態(tài)安全, 具體轉(zhuǎn)換的公式如下:

上述兩式中:Xij、Yij分別表示第i年第j個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)值;Xjmin、Xjmax分別表示第j個(gè)指標(biāo)的最小值和最大值。

(2) 權(quán)重的確定

在對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)中對(duì)各指標(biāo)權(quán)重的確定采用客觀變異系數(shù)法對(duì)其賦值[23], 采用公式為:

上述兩式中:δj、Dj、、Aj分別表示第j個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)、均方差、均值和權(quán)重。

4.2 評(píng)價(jià)方法

本文在指標(biāo)體系建立、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及權(quán)重確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行河南省水環(huán)境的生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià),采用水環(huán)境生態(tài)安全綜合指數(shù)來表征河南省水環(huán)境生態(tài)安全狀態(tài)[24–26], 水環(huán)境生態(tài)安全綜合指數(shù)計(jì)算公式為:

式中,Wi為第i年的綜合評(píng)價(jià)值。

4.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分

確定水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)值主要參照以下幾個(gè)方面[27–28]: ①國(guó)家、行業(yè)和地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn);②河南省河流各指標(biāo)的本底值; ③類比標(biāo)準(zhǔn), 即以某些區(qū)域的現(xiàn)狀值作為標(biāo)準(zhǔn)值, 或參考國(guó)內(nèi)區(qū)域的現(xiàn)狀值作趨勢(shì)外推; ④指標(biāo)的國(guó)內(nèi)外公認(rèn)值; ⑤專家的經(jīng)驗(yàn)值。

本文中采用標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)據(jù)計(jì)算得出水生態(tài)安全綜合指數(shù), 故該指數(shù)值無法直接反映出水環(huán)境生態(tài)安全狀況, 必須對(duì)各指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值也采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法予以處理, 將指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值及其綜合指數(shù)值轉(zhuǎn)換為等級(jí)值, 即將標(biāo)準(zhǔn)化值和綜合指數(shù)值分別和水環(huán)境生態(tài)安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)聯(lián)系起來[8,13]。因不同等級(jí)所反映的水環(huán)境生態(tài)安全狀態(tài)有跳躍式的差別, 本文結(jié)合河南省水環(huán)境現(xiàn)狀特征,運(yùn)用不均等劃分法[16], 將綜合指數(shù)值和評(píng)判等級(jí)及狀態(tài)特征的關(guān)聯(lián)性列于表2中。

表2 水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)判等級(jí)劃分Tab.2 The class of water environment ecological security assessment

4.4 河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)收集的各指標(biāo) 2007年—2013年的原始數(shù)據(jù), 采用前文介紹的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 計(jì)算得出各指標(biāo)權(quán)重(見表1)和河南省水環(huán)境生態(tài)安全綜合指數(shù)評(píng)價(jià)值(見表3)。

4.4.1 權(quán)重分析

(1) 壓力層權(quán)重分析

由表1可知, 在壓力指標(biāo)層中, 工業(yè)廢水中氨氮排放量、地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)廢水中COD排放量、單位GDP用水量、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、城鎮(zhèn)生活污水排放量、城市生活污水中氨氮排放量這8個(gè)指標(biāo)的權(quán)重均大于0.02, 表明這些壓力指標(biāo)對(duì)水資源和水質(zhì)的壓力是相對(duì)較大的, 在今后的發(fā)展過程中,這些指標(biāo)對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全存在潛在和重要的影響, 也是今后河南省在水環(huán)境生態(tài)安全建設(shè)過程中需要引起高度重視及合理建設(shè)的重要指標(biāo)。

農(nóng)藥和化肥施用量?jī)身?xiàng)壓力指標(biāo)的權(quán)重分別為0.0051和 0.0092, 這是由于近年來河南省政府加大對(duì)農(nóng)藥化肥的使用實(shí)施強(qiáng)有力控制措施, 從而導(dǎo)致這兩個(gè)壓力指標(biāo)對(duì)全省水環(huán)境生態(tài)安全的負(fù)面影響減弱; 同時(shí)河南省政府在農(nóng)田水利設(shè)施的興建加大資金投入, 導(dǎo)致有效灌溉面積指標(biāo)的權(quán)重僅有0.0024, 其對(duì)全省水生態(tài)安全產(chǎn)生的負(fù)面影響也相對(duì)較小。農(nóng)藥、化肥施用量和有效灌溉面積三個(gè)指標(biāo)的權(quán)重較小, 說明通過采取措施, 各指標(biāo)數(shù)值的年際變化幅度小, 得到了有效控制。

人均年用水量和單位 GDP用水量這兩項(xiàng)指標(biāo)是目前全國(guó)普遍采用的反映各地用水效率和水資源壓力的指標(biāo), 而河南省在 2007年—2013年期間這兩項(xiàng)用水指標(biāo)值分別介于207—256 L·d-1和64—116 t·萬元-1之間, 均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于全國(guó)平均水平441.5—455.5 L·d-1和 122—130 t·萬元-1之間, 很大程度上緩解了全省的水資源壓力, 反映在水環(huán)境生態(tài)安全壓力指標(biāo)中各自的權(quán)重都相對(duì)較小, 尤其是人均年用水量指標(biāo)權(quán)重僅有 0.0096。綜上, 這 2項(xiàng)指標(biāo)緩解了對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全的壓力。

表3 2007—2013年河南省水環(huán)境生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.3 Results of water environment ecological security assessment in Henan from 2007 to 2013

(2) 狀態(tài)層權(quán)重分析

在狀態(tài)指標(biāo)層中, 地下水資源量、全省平均年降水量和劣Ⅴ類以下河段比例這三項(xiàng)指標(biāo)由于標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)值的年際變化幅度較小, 導(dǎo)致其所占的權(quán)重也相對(duì)較小, 分別為0.0160、0.0170和0.0293, 標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)值的年際變化幅度小, 但這并不意味著這些方面對(duì)水環(huán)境生態(tài)安全的作用小, 而是在用變異系數(shù)法求權(quán)重時(shí), 這些變化幅度小的指標(biāo)相對(duì)比較穩(wěn)定, 以目前的發(fā)展趨勢(shì)還不會(huì)危及河南省的水環(huán)境生態(tài)安全, 但其前提是這些指標(biāo)必須被控制在適當(dāng)?shù)摹⑽⑿〔▌?dòng)范圍內(nèi)。而對(duì)于那些年際變化幅度大的指標(biāo)則容易對(duì)水環(huán)境生態(tài)安全產(chǎn)生震蕩影響, 在今后的建設(shè)和保護(hù)過程中必須加強(qiáng)控制, 例如酸雨平均發(fā)生率, 該項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重已經(jīng)達(dá)到 0.1830, 其數(shù)值年際變化很大, 需采取措施予以控制。

(3) 響應(yīng)層指標(biāo)分析

在響應(yīng)指標(biāo)層中, 各指標(biāo)的權(quán)重均較高, 所選用的7個(gè)指標(biāo)中, 有5個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值大于0.05, 有6個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值大于 0.02, 表明實(shí)施的措施對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全的重要改善作用, 也表明河南省在今后的發(fā)展建設(shè)過程中, 這些指標(biāo)是重要的城市競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展力的指標(biāo), 需要不斷更新完善、改造技術(shù)和提高效率; 而供水總量指標(biāo)的權(quán)重較小, 為 0.0059, 但該項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)出逐年波動(dòng)性上升趨勢(shì), 在一定程度上保障了河南省水環(huán)境生態(tài)安全的建設(shè)。

4.4.2 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

圖1 河南省水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果曲線圖Fig.1 Graph of water environment ecological security assessment in Henan from 2007 to 2013

2007—2013年間綜合指數(shù)評(píng)價(jià)值在 4—6之間(見圖1), 除2010年的數(shù)值最大為5.9572外, 其他年份基本處于改善上升趨勢(shì), 水環(huán)境狀態(tài)逐漸好轉(zhuǎn),表明全省水環(huán)境生態(tài)安全水平不斷提高。根據(jù)水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(表2), 本文研究的2007—2013年這七年河南省水環(huán)境生態(tài)安全等級(jí)為Ⅲ級(jí), 均處于預(yù)警狀態(tài)(水環(huán)境狀態(tài)一般), 表明水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能已有退化, 水環(huán)境受干擾后易惡化, 水生態(tài)問題已初步顯現(xiàn), 生態(tài)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。

從壓力系統(tǒng)來看, 2007—2013年壓力曲線呈逐年下降趨勢(shì), 表明河南省水環(huán)境承受的壓力逐年減小。從狀態(tài)系統(tǒng)來看, 河南省水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)曲線和狀態(tài)曲線變化趨勢(shì)基本一致, 均是2010年評(píng)價(jià)值最高, 表明河南省水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值在很大程度上是狀態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。狀態(tài)曲線中除2010年外, 整體呈上升趨勢(shì), 其中2007年評(píng)價(jià)值最低, 僅為0.9769,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示, 2007年劣Ⅴ類以下河段比例最高,為56.2%, 導(dǎo)致2007年水環(huán)境狀態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)評(píng)價(jià)值最小; 2010年評(píng)價(jià)值最高, 為3.2798, 所選用的六個(gè)狀態(tài)指標(biāo)中, 水資源總量、全省平均年降水量、地表水資源量、地下水資源量這四個(gè)指標(biāo)值在2010年最大, 分別為534.9 億m3、841.7 mm、415.7 億m3和214.66 億m3, 均高于全省多年平均值(即403.5 億m3、776.3 mm、313.0 億m3和204.7 億m3), 反映了2010年河南省水環(huán)境系統(tǒng)本身質(zhì)量在本文的研究年限內(nèi)最好。整體來說, 2007—2010年?duì)顟B(tài)曲線呈上升趨勢(shì), 之后2010—2013年該曲線又呈現(xiàn)出下降趨勢(shì),表明從2010年以來河南省水環(huán)境系統(tǒng)本身質(zhì)量逐漸變差, 應(yīng)加大對(duì)水環(huán)境的治理, 改善水環(huán)境質(zhì)量, 提高水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)自身應(yīng)對(duì)外界壓力脅迫的能力。

從響應(yīng)系統(tǒng)來看, 2007年響應(yīng)值較高, 主要是因?yàn)?007年城市水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、工業(yè)廢水治理投資、環(huán)境污染治理投資占GDP比重這三個(gè)指標(biāo)數(shù)值相對(duì)較高, 其中前兩個(gè)指標(biāo)在研究年限內(nèi)達(dá)到最高, 而環(huán)境污染治理投資占 GDP比重(76%)也僅次于2013年(90%)。從2008年開始整體呈上升趨勢(shì),由2008年的0.7004增加到2013年的2.1773, 環(huán)境污染治理投資該項(xiàng)指標(biāo)逐年增加, 尤其最近兩年年呈現(xiàn)更大的增幅, 2011—2013年的環(huán)境污染治理投資分別為 1401124 萬元、1782135 萬元和 2880995萬元, 2012年和2013年該項(xiàng)指標(biāo)分別增長(zhǎng)27.19%和61.66%。以上數(shù)據(jù)說明河南省政府逐漸意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性, 加大力度投入水環(huán)境的改善措施。響應(yīng)系統(tǒng)所占比例也處于快速上升趨勢(shì), 貢獻(xiàn)率不斷提高, 由2008年的13.89%逐年增加到2013年的39.91%, 增幅顯著。這些因素的提高有效促進(jìn)了河南省水環(huán)境生態(tài)安全的逐漸改善, 河南省水環(huán)境生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)值整體呈增加趨勢(shì), 在一定程度上也源自響應(yīng)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)論

本文通過建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)影響2007—2013年河南省水環(huán)境生態(tài)安全水平的指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析并對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全水平進(jìn)行評(píng)價(jià)最終得出以下結(jié)論:

(1) 2007—2013年河南省水環(huán)境生態(tài)安全綜合指數(shù)評(píng)價(jià)值整體呈上升趨勢(shì), 其生態(tài)安全等級(jí)為Ⅲ級(jí), 均處于預(yù)警狀態(tài)(水環(huán)境狀態(tài)一般), 表明水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能已有退化, 水環(huán)境受干擾后易惡化, 水生態(tài)問題已初步顯現(xiàn), 生態(tài)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。

(2) 河南省水環(huán)境壓力狀態(tài)曲線呈逐年下降趨勢(shì), 河南省水環(huán)境生態(tài)綜合評(píng)價(jià)曲線和狀態(tài)曲線變化趨勢(shì)基本一致, 表明河南省水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值在很大程度上是狀態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn); 此外響應(yīng)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率逐年提高, 增幅顯著, 有效促進(jìn)了河南省水環(huán)境生態(tài)安全的逐漸改善。

(3) 工業(yè)廢水中 COD、氨氮排放量等壓力指標(biāo)對(duì)水資源和水質(zhì)的壓力是相對(duì)較大的, 在今后的發(fā)展過程中, 這些指標(biāo)對(duì)河南省水環(huán)境生態(tài)安全存在潛在和重要的影響, 也是今后河南省在水環(huán)境生態(tài)安全建設(shè)過程中需要引起高度重視及合理建設(shè)的重要指標(biāo)。對(duì)于酸雨平均發(fā)生率等年際變化幅度大的指標(biāo)則容易對(duì)水環(huán)境生態(tài)安全產(chǎn)生震蕩影響, 在今后的建設(shè)和保護(hù)過程中必須采取措施加強(qiáng)控制。

[1]朱翔, 朱云, 翟云波, 等 長(zhǎng)株潭地區(qū)水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 1: 72–77.

[2]曾暢云.水環(huán)境安全及其指標(biāo)評(píng)價(jià)體系研究——以北京市為例[D].北京: 首都師范大學(xué), 2004.

[3]唐承佳.棗莊市水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].水土保持研究,2007, 14(6): 295–297.

[4]河南省統(tǒng)計(jì)局, 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局河南省調(diào)查總隊(duì).河南統(tǒng)計(jì)年鑒–2014年[M].中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社, 2014.

[5]邱孟龍, 王琦, 陳俊堅(jiān), 等.東莞市耕地環(huán)境質(zhì)量的壓力—狀態(tài)—響應(yīng)分析與評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015,03: 524–531.

[6]TONG C.Review on environmental indicator research[J].Research on Environmental Science, 2000, 13(4): 53–55.

[7]秦莉云, 金忠青.流域可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架設(shè)計(jì)[J].人民黃河, 2001, 2: 3–5.

[8]左偉, 王橋, 王文杰, 等.區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)研究[J].地理學(xué)與國(guó)土研究, 2002, 18(1): 67–71.

[9]王衍禎, 趙慶建.水環(huán)境安全評(píng)價(jià)方法研究及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建[J].北京城市學(xué)院學(xué)報(bào), 2014, 4: 65–70.

[10]張蓉珍, 李劍.陜西省西安市水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 25: 12129–12131.

[11]張麗, 王臘春.南京市水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2014, 10: 1–4.

[12]崔勝輝, 洪華生, 黃云鳳, 等.生態(tài)安全研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 25(4): 861–868.

[13]左偉, 周慧珍, 王橋.區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系選取的概念框架研究[J].土壤, 2003 (1): 2–7.

[14]余正, 李敏.議區(qū)域水生態(tài)與水環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立[J].河北水利, 2011, 7: 10–15.

[15]張翔、夏軍.基于壓力—狀態(tài)—響應(yīng)概念框架的可持續(xù)水資源管理指標(biāo)體系研究[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),1999, 12 (5): 23–25.

[16]賈紹鳳.區(qū)域水資源壓力指數(shù)與水環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J].地理科學(xué)進(jìn)展, 2002, 21(6): 538–545.

[17]何焰, 由文輝.水環(huán)境生態(tài)安全預(yù)警評(píng)價(jià)與分析——以上海市為例[J].安全與環(huán)境工程, 2004, 04: 1–4.

[18]周文華, 王如松.城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法研究——以北京市為例[J].生態(tài)學(xué)雜志, 2005, 24(7): 848–852.

[19]謝花林, 李波.城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004, 40(5):705–710.

[20]田炯, 王振祥, 王翠然, 等.巢湖流域生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究[J].生態(tài)科學(xué), 2011, 30(6): 650–658.

[21]陳東景, 徐中民.西北內(nèi)陸河流域生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究-以黑河流域中游張掖地區(qū)為例[J].干旱區(qū)地理, 2002, 25(3):219-224.

[22]何焰.上海市水環(huán)境生態(tài)安全與評(píng)價(jià)研究[D].上海: 華東師范大學(xué), 2004.

[23]何焰, 由文輝, 吳健.上海市水環(huán)境生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].水資源保護(hù), 2006, 6: 18–20, 27.

[24]吳承業(yè), 葉民強(qiáng).沿海開放地區(qū)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法研究[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),2000(2): 10–15.

[25]張軍以, 蘇維詞, 張婕, 等.2000—2009年重慶市土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)及趨勢(shì)分析[J].地域研究與開發(fā), 2011,30(4): 127–131, 140.

[26]吳海澤, 余紅, 胡友彪, 等.區(qū)域生態(tài)安全的組合權(quán)重評(píng)價(jià)模型[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 2: 370–375.

[27]高長(zhǎng)波, 陳新庚, 韋朝海, 等.廣東省生態(tài)安全狀態(tài)及趨勢(shì)定量評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 7: 2191–2197.

[28]高長(zhǎng)波, 陳新庚, 韋朝海, 等.珠江三角洲城市生態(tài)安全水平對(duì)比研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2006, 5: 65–66, 74,118.

Assessment of the ecological security of water environment in Henan based on PSR Model

ZHANG Manman1,2, YU Luji1,2,*, ZHANG Hui1,2, JING Zhongqiu1,2
1.Research Center for Environment Policy&Assessment of Zhengzhou University,ZhengZhou Henan450002,China2.Environment Technology and Consulting Company of Zhengzhou University,ZhengZhou Henan450002,China

Based on the pressure-state-response index system and the present status of water environment ecosystem in Henan, the ecological security assessment index systems of water environment in Henan were established.Variation coefficient method was used to determine the weight of each index, and the synthetical index evaluation method was used to evaluate the synthetical index value for security assessment.The results showed that the assessment value increased on the whole from 2007 to 2013, and the ecological security of water environment in Henan was in the early alarm.The assessment value of pressure index kept falling.The variation trends of state and comprehensive index were similar.The results indicate that comprehensive index of water environment ecological security assessment in Henan depends on the state index.In addition, there is a big rate of increase amplitude of the contribution ratio of response index, which ensures the ecological security of water environment in Henan will improve gradually.

ecological security of water environment; assessment index system; state-pressure-response index system; the assessment standards

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.05.007

X52

A

1008-8873(2017)05-049-06

張滿滿, 于魯冀, 張慧, 等.基于PSR模型的河南省水生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)研究[J].生態(tài)科學(xué), 2017, 36(5): 49-54.

ZHANG Manman, YU Luji, ZHANG Hui, et al.Assessment of the ecological security of water environment in Henan based on PSR Model[J].Ecological Science, 2017, 36(5): 49-54.

2015-10-14;

2016-07-06

2015年度河南省政府決策研究課題(2015B093); 國(guó)家自然科學(xué)基金(41272389)

張滿滿(1988年—), 女, 漢族, 碩士, 主要水資源、水環(huán)境污染及防治相關(guān)研究, E-mail: zmmcumt@163.com

*通信作者:于魯冀(1962年—), 男, 教授, 主要從事環(huán)境政策、環(huán)境規(guī)劃、水環(huán)境污染防治及環(huán)境影響評(píng)價(jià)相關(guān)研究, E-mail: 396071328@qq.com