甘肅省生態(tài)安全時(shí)空演變特征及影響因素解析

楊雪荻,白永平,*,車 磊,喬富偉,周 亮

1 西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 蘭州 730070

2 南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院, 南京 210093

3 蘭州交通大學(xué)測(cè)繪與地理信息學(xué)院, 蘭州 730070

生態(tài)安全是國家安全體系的重要基石。黃河流域是我國重要的生態(tài)屏障和經(jīng)濟(jì)地帶,其河源流域位于西北生態(tài)脆弱地區(qū)。因此,西北地區(qū)的生態(tài)安全狀態(tài)將對(duì)我國主要河流及流經(jīng)省份的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響[1]。西北地區(qū)尤其是西北干旱內(nèi)陸地區(qū)在追逐城市化和工業(yè)化帶來經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí),逐漸加重了生態(tài)安全的壓力。由于自然資源開采消耗導(dǎo)致的一系列環(huán)境污染問題不斷威脅著人類生存空間和人體健康,因此,如何防止生態(tài)環(huán)境惡化,減少自然資源消耗,平衡生態(tài)保護(hù)—經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為了生態(tài)安全的關(guān)注重點(diǎn)。

生態(tài)安全是基于“土地健康”的概念延伸出來的評(píng)價(jià)指標(biāo)[2]。隨著生態(tài)安全研究的不斷深入,其研究方法在結(jié)合相關(guān)學(xué)科的研究成果上日益完善,已從簡(jiǎn)單的定性描述,發(fā)展到現(xiàn)在的定量評(píng)價(jià)[3]。傳統(tǒng)上研究學(xué)者往往基于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià),通過建立景觀生態(tài)模型評(píng)價(jià)生態(tài)脆弱性[4- 6],利用遙感手段檢測(cè)生態(tài)系統(tǒng)變化[7- 8]。然而,關(guān)注生態(tài)變化割裂了人與自然的耦合關(guān)系,生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系人民福祉的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì),應(yīng)以人為本考慮生態(tài)安全問題。近年來,一些研究開始將人類活動(dòng)納入生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系中,基于人地關(guān)系的分析逐漸受到關(guān)注。有學(xué)者從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度量化生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值,并基于人類福祉角度建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模型,刻畫生態(tài)安全空間異質(zhì)性[9- 10],也有學(xué)者構(gòu)建PSR模型識(shí)別引起生態(tài)安全變化的驅(qū)動(dòng)因素[11- 13]。但較少學(xué)者考慮生態(tài)空間供給與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求之間的聯(lián)系及其在區(qū)域生態(tài)安全中的作用,基于此,本文旨在通過資源供給能力和人類消耗總量分析,有機(jī)鏈接生態(tài)脆弱區(qū)和人類需求空間,直觀分析生產(chǎn)生活對(duì)生態(tài)壓力狀況的影響。

目前,基于供需視角評(píng)價(jià)生態(tài)安全應(yīng)用最廣泛的是生態(tài)足跡法[14-17],該方法側(cè)重于研究自然資源供給與利用問題產(chǎn)生的資源性短缺,以及由此帶來的生態(tài)安全問題。甘肅省地處我國西北干旱內(nèi)陸地區(qū),且位于長(zhǎng)江、黃河上游地區(qū)[18],不僅是《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》確定的“兩屏三帶”區(qū),在全國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中又是“青藏高原生態(tài)屏障”、“黃土高原—川滇生態(tài)屏障”和“北方防沙帶”的重要組成部分,也是國家重要生態(tài)功能區(qū),在西北乃至全國有非常重要位置。由于特殊的地理位置導(dǎo)致的資源稀缺和資源利用不當(dāng)導(dǎo)致的生態(tài)脆弱,使得甘肅省成為生態(tài)足跡研究最早的區(qū)域,已有了大量研究結(jié)果：包括基于能值足跡的可持續(xù)研究、基于水足跡的植被研究、基于碳足跡的農(nóng)業(yè)發(fā)展研究[19- 22]等。與已有研究不同的是,本文基于傳統(tǒng)生態(tài)足跡對(duì)甘肅省的產(chǎn)量因子和均衡因子進(jìn)行了本地化修正,以“省公頃”為計(jì)量單位,立足于區(qū)域生態(tài)足跡的時(shí)空演變特征,建立生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系,進(jìn)而把握影響區(qū)域生態(tài)安全的因素,從理論上補(bǔ)充、完善生態(tài)足跡在大尺度、時(shí)空分析方面的不足。以期為甘肅省生態(tài)安全提供決策支撐,對(duì)干旱區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)借鑒與理論指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文涉及甘肅省86個(gè)縣(市、區(qū))生物資源消費(fèi)和能源資源消費(fèi)共選取小麥、玉米、油料等21種生物資源消費(fèi)項(xiàng)目以及原煤、石油、天然氣、電力4種能源消費(fèi)項(xiàng)目,數(shù)據(jù)均來自《甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006、2011、2016年)和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006、2011、2016年)。由于使用“省公頃”需要對(duì)因子重新計(jì)算,涉及生物產(chǎn)品單位熱值均來自《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(cè)(修訂本)》,個(gè)別沒有的生物產(chǎn)品單位熱值以近似生物產(chǎn)品的熱值代替。影響機(jī)制中涉及的數(shù)據(jù)均來源于《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006、2011、2016年)。

1.2 研究方法

本文基于“省公頃”對(duì)傳統(tǒng)的生態(tài)足跡方法進(jìn)行改進(jìn),重新計(jì)算研究區(qū)的產(chǎn)量因子和均衡因子,能更準(zhǔn)確地反映生態(tài)盈虧情況[23- 24]。對(duì)甘肅省2005年、2010年和2015年的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行空間分析和空間統(tǒng)計(jì)分析,得到生態(tài)壓力標(biāo)準(zhǔn)差橢圓,并對(duì)研究區(qū)壓力中心的空間動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析,并結(jié)合地理探測(cè)器[25]解析甘肅省生態(tài)安全變化的驅(qū)動(dòng)力。甘肅省生態(tài)安全的測(cè)度方法包括：人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力、生態(tài)盈虧、生態(tài)可持續(xù)(Ecological sustainability index,ESI)、生態(tài)壓力指數(shù)(Ecological tension index,ETI)這5個(gè)指標(biāo) 。具體計(jì)算方法如表1所示。

表1 生態(tài)安全計(jì)算方法

j為所消費(fèi)商品的生產(chǎn)土地類型,cj第j類產(chǎn)品人均年消費(fèi)量,pj為i種消費(fèi)商品平均生產(chǎn)力,aj為人均某類生產(chǎn)性土地面積,pi為全國第i類生物生產(chǎn)性土地的平均生產(chǎn)能力,p為全國生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力,-pi為地區(qū)第i類生產(chǎn)性土地生產(chǎn)力

采用上述均衡因子和產(chǎn)量因子的計(jì)算方法,對(duì)“省公頃”生態(tài)足跡法中的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)均衡因子和產(chǎn)量因子進(jìn)行本地化處理,最終得到甘肅省耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和化石能源用地的修正結(jié)果,詳見表2。

表2 省公頃生態(tài)足跡均衡因子和產(chǎn)量因子

根據(jù)本文計(jì)算結(jié)果并參考以往資料文獻(xiàn)將安全等級(jí)T分為7個(gè)級(jí)別[26]：很安全(<0.50)、安全(0.51—1.00)、較安全(1.01—1.50)、稍不安全(1.51—2.00)、不安全(2.01—2.50)、很不安全(2.51—3.00)、惡劣(>3.01)六個(gè)等級(jí)。

2 結(jié)果與分析

2.1 人均生態(tài)足跡

甘肅省人均生態(tài)足跡變化較顯著。從生態(tài)足跡構(gòu)成上來看(圖1),2005—2015年化石能源及建筑用地比重逐漸上升,分別從9.6%和11.13%上升至13.87%和15.62%。生態(tài)用地比重總體呈下降趨勢(shì),其中林地降幅最大(3.11%),草地次之(2.1%),耕地降幅最小(1.8%)。從生態(tài)足跡總體變化趨勢(shì)來看(圖2),2005—2010年全省人均生態(tài)足跡由0.51hm2/人上升至0.62 hm2/人,漲幅21.5%。2010—2015年人均生態(tài)足跡漲幅11.4%,上漲至0.69hm2/人。從區(qū)域來看,2005—2010年,四大區(qū)域生態(tài)足跡漲幅大小依此為“高原邊緣地區(qū)>隴中地區(qū)>隴東南地區(qū)>河西地區(qū)”,其中僅河西地區(qū)呈下降趨勢(shì),下降至0.32 hm2；2010—2015年各區(qū)域人均生態(tài)足跡中高值區(qū)整體增多,漲幅變化明顯,呈現(xiàn)出“河西地區(qū)>隴東南地區(qū)>隴中地區(qū)>高原邊緣地區(qū)”的特征。

圖1 甘肅省生態(tài)足跡構(gòu)成

圖2 2005—2015年人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力變化

2.2 人均生態(tài)承載力

甘肅省人均生態(tài)承載力變化整體也呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)(圖2)。2005—2010年甘肅省人均生態(tài)承載力由0.29 hm2/人上升至0.38 hm2/人,漲幅31.8%。2010—2015年人均生態(tài)承載力漲幅23.7%,上升至0.47hm2/人。四大區(qū)域人均生態(tài)承載力差異明顯。2005—2010年,生態(tài)承載力漲幅大小依次為“隴東南地區(qū)>隴中地區(qū)>高原邊緣地區(qū)>河西地區(qū)”,與生態(tài)足跡變化相同,僅河西地區(qū)呈下降狀態(tài)；2010—2015年各區(qū)域生態(tài)人均承載力整體呈上升趨勢(shì),漲幅變化依次為“高原邊緣地區(qū)>河西地區(qū)>隴東南地區(qū)>隴中地區(qū)”。2010年以后,可更新資源提高,導(dǎo)致人均生態(tài)承載力有所上升且在一定時(shí)間內(nèi)逐漸恢復(fù)。

2.3 生態(tài)安全評(píng)價(jià)2.3.1 時(shí)空分布特征

利用生態(tài)盈虧狀況和生態(tài)壓力可以共同反映出生態(tài)安全狀況。研究期內(nèi),甘肅省生態(tài)盈虧狀態(tài)一直呈赤字,較不安全狀態(tài)且時(shí)空變化明顯(圖3)。具體表現(xiàn)為：2005—2010年甘肅省生態(tài)赤字從-0.20變至-0.23,2010—2015年全省生態(tài)赤字程度進(jìn)一步加深至-0.33。這表明隨著城市化的發(fā)展,研究區(qū)能源消耗速度較快,可利用資源減少,生態(tài)恢復(fù)較慢,造成生態(tài)需求和供給不平衡。這一現(xiàn)象也可從甘肅省生態(tài)足跡的構(gòu)成比重得到印證,即能源化石用地、建設(shè)用地比重不斷上升,生物資源用地比重不斷下降。2005—2015年,甘肅省建設(shè)用地增加較多,增幅高達(dá)1.59倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國平均增幅(1.48)。研究區(qū)年均人口增長(zhǎng)3.85%,低于全國增長(zhǎng)水平(4.99%),空間的城市化速度快于人口的城市化,大量建筑用地占用生態(tài)用地,導(dǎo)致生態(tài)生產(chǎn)性土地生產(chǎn)力直接損失。能源化石用地比重在研究期間上漲了42.3%,人均生態(tài)足跡從人均生態(tài)承載力的1.16倍增加到3.12倍,而人均生態(tài)承載力變化較小,導(dǎo)致生態(tài)赤字加劇?？梢娀茉创蠓鲩L(zhǎng)是導(dǎo)致生態(tài)赤字增加的主要原因。特別是河西地區(qū)的酒泉市和隴中大部分地區(qū)生態(tài)赤字均呈較快上漲趨勢(shì),生態(tài)赤字逐年加深,主要是由于其作為工業(yè)發(fā)展的核心區(qū)域,煤炭、天然氣、石油等能源的消耗都會(huì)向自然環(huán)境排放CO2,而這需要大量相應(yīng)的化石能源用地來“吸收”。同時(shí),工業(yè)化程度的不斷加深導(dǎo)致占用生態(tài)用地不斷減少,依靠能源消耗和工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式也嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境,且區(qū)域內(nèi)環(huán)境承載力與開發(fā)強(qiáng)度的矛盾十分突出。

圖3 2005—2015年生態(tài)盈余和生態(tài)壓力變化

為了直觀反映生態(tài)安全狀態(tài),利用生態(tài)壓力對(duì)甘肅省生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)比分析2005—2010年甘肅省生態(tài)壓力指數(shù),可知全省生態(tài)壓力雖然區(qū)域性明顯(圖3),分布不均但整體呈上升趨勢(shì),生態(tài)壓力從1.27升至1.40,生態(tài)安全等級(jí)仍為不安全；2010—2015年生態(tài)壓力變化至1.64,處于很不安全狀態(tài)。即人類活動(dòng)超過了自然環(huán)境的承載能力,其中高原邊緣地區(qū)影響顯著,生態(tài)壓力從1.42升至1.97,屬于快速增長(zhǎng),高原邊緣地區(qū)雖然有太子山自然保護(hù)區(qū)、祁連山自然保護(hù)區(qū)、尕?！?jiǎng)t岔自然保護(hù)區(qū)等14個(gè)自然保護(hù)區(qū),但是保護(hù)區(qū)周圍的生態(tài)壓力相反高于其他地區(qū),生態(tài)安全較差。主要由于保護(hù)區(qū)周圍人口密集程度高于其他地區(qū),傳統(tǒng)放牧業(yè)導(dǎo)致草場(chǎng)退化嚴(yán)重,生產(chǎn)生活對(duì)自然生態(tài)資源依賴較大,自然保護(hù)區(qū)就成為了當(dāng)?shù)鼐用竦摹吧鷳B(tài)銀行”。

2.3.2 時(shí)空轉(zhuǎn)移特征

利用安全重心對(duì)2005、2010和2015年甘肅省生態(tài)變化軌跡進(jìn)行空間分布制圖(圖4)。由此可知,安全重心在空間分布上較集中,總體呈現(xiàn)“西南—東北”走向的空間分布格局,重心轉(zhuǎn)移距離12.9 km。受人類活動(dòng)的影響,重心逐漸向西北方轉(zhuǎn)移,2010—2015年標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的短軸與長(zhǎng)軸均有所增加,且短軸增長(zhǎng)幅度大于長(zhǎng)軸,這表明研究區(qū)生態(tài)安全范圍在東西方向和南北方向延伸,橫向延伸趨勢(shì)強(qiáng)于縱向延伸趨勢(shì)。生態(tài)安全重心在2010—2015年向西南轉(zhuǎn)移了7.2 km,這種轉(zhuǎn)移趨勢(shì)說明生態(tài)安全后期變化程度比前期明顯。由于2005—2010年研究區(qū)西南部遭到大量開墾,耕林地面積明顯減少,農(nóng)田和建筑面積逐漸增加,同時(shí)隨著機(jī)械化程度的提高與交通條件的發(fā)展,生態(tài)壓力和人為活動(dòng)成正相關(guān)關(guān)系,人類活動(dòng)頻繁導(dǎo)致生態(tài)壓力不斷增高,從而致使生態(tài)安全等級(jí)降低。2010—2015年研究區(qū)西南部圍繞建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì),開展了一系列節(jié)約生態(tài)資源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,抓好生態(tài)文明等措施,西南部生態(tài)得到了極大恢復(fù)。相比于此,研究區(qū)西北部自然生態(tài)環(huán)境問題本就突出,外加長(zhǎng)期過度開采,使得西北部人地環(huán)境破壞嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境問題顯著,生態(tài)安全等級(jí)降低。因此造成甘肅省西北部的生態(tài)壓力指數(shù)超過東南部,生態(tài)安全重心向西北移動(dòng)。

圖4 甘肅省生態(tài)安全重心移動(dòng)軌跡

2.3.3 驅(qū)動(dòng)因素

生態(tài)安全變化不僅是生態(tài)問題,經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素也是其動(dòng)態(tài)演變的深層驅(qū)動(dòng)因素。同時(shí),由于自然因素的變化具有剛性,短期內(nèi)影響生態(tài)足跡變化的主要是經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素,因此,本文從經(jīng)濟(jì)社會(huì)角度對(duì)生態(tài)安全的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行研究。自變量選取考慮了以下三個(gè)方面：首先,由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境有很強(qiáng)的依賴性,從而會(huì)對(duì)生態(tài)安全變化產(chǎn)生重要影響?；诖?選取城鎮(zhèn)化率和人均GDP,分別表示經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)狀況。其次,人口數(shù)量決定了生態(tài)需求的高低[27],故選取人口密度作為代表。最后,“資源—生產(chǎn)—消費(fèi)—廢物—資源”不僅是生態(tài)足跡的研究視角還是一個(gè)連鎖反應(yīng),會(huì)對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響[28]。選取第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重,科教支出占總支出比和人均能源消費(fèi),分別代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平[29]和消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化。地理探測(cè)器的結(jié)果顯示,各因子的決定力有明顯差異,由高到低依次為：人均GDP(0.62)、人均能源消費(fèi)(0.60)、第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重(0.55)、城鎮(zhèn)化率(0.51)、人口密度(0.35)、科教支出占總支出比(0.31)。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展(GDP)是影響生態(tài)安全的主要因素,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致建設(shè)用地需求增加,引起大規(guī)模土地開發(fā)。同時(shí),甘肅省經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依靠傳統(tǒng)化工企業(yè),以隴中地區(qū)為例,作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū),蘭石、蘭化等企業(yè)2018年底帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)環(huán)比增長(zhǎng)5.4%,成為經(jīng)濟(jì)總量擴(kuò)張的龍頭企業(yè)。傳統(tǒng)化工企業(yè)資源回收利用程度很低,污染物生產(chǎn)量和排放量較多,對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大。能源消費(fèi)對(duì)生態(tài)安全影響次之,原因主要體現(xiàn)兩方面,一方面是甘肅省重利用輕建設(shè)的生產(chǎn)方式,作為傳統(tǒng)的資源型工業(yè)發(fā)展地區(qū),高能耗產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。另一方面是居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)也逐漸向高耗能方向發(fā)展,各種家用電器、私人交通工具數(shù)量大幅增長(zhǎng)都使能源消耗增加,生態(tài)壓力不斷加深。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可以體現(xiàn)自然資源的利用程度。第二產(chǎn)業(yè)會(huì)排放大量CO2、廢水和消耗一定數(shù)量的不可再生能源,因此第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重的變化,特別是重化工行業(yè)的發(fā)展可以直接導(dǎo)致化石能源用地和污染物排放量增加,進(jìn)而影響生態(tài)環(huán)境,威脅生態(tài)安全。

甘肅省城鎮(zhèn)化率從2005年的28.61%增長(zhǎng)至2015年的43.19%,建筑業(yè)總產(chǎn)值增加7%。隨著城市化規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,人類對(duì)自然資源空間占用增多,再加上甘肅省前期以占用犧牲自然資源為代價(jià)推動(dòng)城鎮(zhèn)化發(fā)展,都促使了生態(tài)環(huán)境惡化,這也與甘肅省生態(tài)壓力研究結(jié)果相一致。人口密度對(duì)甘肅省生態(tài)安全影響較小,主要是由于人口密度不是直接影響區(qū)域生態(tài)安全的因素,多以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展等間接對(duì)區(qū)域產(chǎn)生影響?？平讨С稣急葘儆凇败洰a(chǎn)業(yè)”主要依靠技術(shù)信息,對(duì)生態(tài)安全影響最小。但研究期內(nèi)甘肅省對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新扶持力度較小,對(duì)生態(tài)產(chǎn)業(yè)重視程度較弱,總體成果較不顯著。

3 討論

3.1 生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)

實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是21世紀(jì)全球發(fā)展的共識(shí),也是全球需要面臨的重要挑戰(zhàn)之一?？沙掷m(xù)發(fā)展意味著自然資本存量不能減少,因此為了進(jìn)一步刻畫甘肅省全省資源利用狀況,本文運(yùn)用可持續(xù)指數(shù)(Ecological sustainability index,ESI)進(jìn)一步分析地區(qū)生態(tài)可持續(xù)利用程度,并對(duì)可持續(xù)程度進(jìn)行劃分[29- 31],其結(jié)果如表3所示。2005—2010年甘肅省4個(gè)地區(qū)生態(tài)可持續(xù)程度不同：隴東南地區(qū)上漲幅度最大,上升24%,呈不可持續(xù)狀態(tài)；其次是隴中地區(qū)上升幅度較大,上升14%,呈弱不可持續(xù)狀態(tài)；河西地區(qū)上升幅度最小同樣也處于弱不可持續(xù)狀態(tài)；高原邊緣地區(qū)不增反降,下降6%,呈中等不可持續(xù)狀態(tài)。2010—2015年甘肅省部分地區(qū)生態(tài)可持續(xù)性趨好,隴中地區(qū)和隴東南地區(qū)略有上升,但仍處于弱不可持續(xù)狀態(tài)；河西地區(qū)和高原邊緣地區(qū)則均有下降,呈中等不可持續(xù)狀態(tài)。這表明甘肅省在2005—2010年的城市化發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成了較大壓力,即城市或城鎮(zhèn)擴(kuò)大侵占了大量的綠色生態(tài)空間,但資源和能源消耗持續(xù)增加,自然環(huán)境很難代謝掉工業(yè)化、城市化產(chǎn)生污染導(dǎo)致生態(tài)不可持續(xù)。而2010—2015年,隨著“堅(jiān)持人與自然和諧共生”這一科學(xué)自然觀的不斷深化,城市化發(fā)展中對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注不斷提升,自然資源的承載壓力有所減輕,生態(tài)可持續(xù)度逐漸提高。

表3 生態(tài)可持續(xù)性等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

3.2 不確定性和局限性

從生態(tài)足跡法的視角探討生態(tài)安全問題,在自然資源需求與供給兩方面評(píng)估區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和過程,可以從宏觀上對(duì)西北干旱區(qū)整體生態(tài)狀況進(jìn)行了解。因此,進(jìn)一步的研究應(yīng)集中在以下三個(gè)方面。首先,基于“省公頃”的生態(tài)足跡相比傳統(tǒng)的生態(tài)足跡已經(jīng)在算法上有所提升,但是由于資料限制以及甘肅省原本的產(chǎn)業(yè)情況,對(duì)水產(chǎn)品的討論較少,使得生態(tài)足跡的水域部分有一定影響；另外,生態(tài)足跡中建設(shè)用地的部分僅用電力數(shù)據(jù)代表,建設(shè)用地部分?jǐn)?shù)值可能偏小。其次,生態(tài)足跡可以揭示自然資源的消耗和供給,有利于加深對(duì)生態(tài)安全狀況的認(rèn)識(shí)。但研究方法側(cè)重于地球陸地生物生產(chǎn)量而忽略了地下水資源、全球氣候變化、臭氧層破壞等一系列其他生態(tài)效應(yīng)對(duì)生態(tài)安全的影響,應(yīng)加入水足跡、能源足跡等全面量化分析,以表征人類活動(dòng)對(duì)不同自然資源的影響。最后,論文采用地理探測(cè)器探尋生態(tài)安全,由于影響因子的可獲取性,對(duì)驅(qū)動(dòng)力分析不夠全面。此外,通過模擬未來生態(tài)狀況有效預(yù)防和保證生態(tài)安全、在不同環(huán)境政策視角下制定多樣的生態(tài)保護(hù)工程、以生態(tài)可持續(xù)為前提尋求經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的新方案等均是未來研究需要關(guān)注與克服的領(lǐng)域。

4 結(jié)論

生態(tài)安全和人類生活聯(lián)系緊密,在改善傳統(tǒng)生態(tài)足跡的基礎(chǔ)上對(duì)甘肅省15年生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)估,并引入地理探測(cè)器定量探究不同經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素和自然基底要素對(duì)生態(tài)安全的影響,對(duì)比不同區(qū)域差異,深入解析其驅(qū)動(dòng)機(jī)理。研究結(jié)論如下：1)2005—2015年,甘肅省生態(tài)壓力指數(shù)從1.18升至1.54,變化幅度較大,生態(tài)安全形勢(shì)呈現(xiàn)惡化趨勢(shì),生態(tài)安全問題亟待解決；2010—2015年生態(tài)壓力指數(shù)下降為1.44,雖得到了緩解,但生態(tài)安全等級(jí)依舊屬于較不安全狀態(tài),生態(tài)安全問題依然突出,不容樂觀。2)隨著“一體兩翼”發(fā)展工業(yè)空間布局發(fā)展,生態(tài)不安全區(qū)域從甘肅省的南部邊緣地區(qū),逐漸擴(kuò)展至西北部邊緣地區(qū),15年間生態(tài)安全重心也呈“西北—東南”分布。因此,應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先,做好河西和高原邊緣地區(qū)的生態(tài)建設(shè)工作,提高生態(tài)安全程度。3)研究期內(nèi),除了GDP增長(zhǎng)引起的生態(tài)安全隱患外,能源消費(fèi)、第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重、城鎮(zhèn)化率、人口密度、科技支出占總支出的比重等也不同程度的影響了生態(tài)安全,為了有效的改善甘肅省生態(tài)環(huán)境,進(jìn)而減少生態(tài)隱患,加快甘肅省經(jīng)濟(jì)和生態(tài)共同發(fā)展,可以建立多樣的生態(tài)工程系統(tǒng),差別化制定管理措施。