基于組合賦權(quán)法的焦作礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)與時(shí)空分異

司錦錦, 王世東

(河南理工大學(xué) 測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院， 河南 焦作 454000)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求也越來(lái)越高，生態(tài)安全問(wèn)題特別是礦區(qū)生態(tài)安全問(wèn)題受到了越來(lái)越多人的重視。采礦業(yè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展提供有力支持，給國(guó)家?guī)?lái)了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但是與此同時(shí)日益增速的礦山開(kāi)發(fā)造成的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)重，并且產(chǎn)生了一系列的污染問(wèn)題。焦作因其煤礦資源數(shù)量大、質(zhì)量好，給人們帶來(lái)了巨大的物質(zhì)財(cái)富，但是受到的環(huán)境威脅也日益嚴(yán)重，因此進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)越發(fā)重要。與其他生態(tài)安全相比，礦區(qū)生態(tài)安全是一個(gè)多層次、復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，集自然環(huán)境、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、人類(lèi)和生物活動(dòng)于一體，各個(gè)內(nèi)部因素之間相互作用、相互聯(lián)系。本文通過(guò)討論研究區(qū)產(chǎn)生的生態(tài)問(wèn)題以及產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因，對(duì)存在的生態(tài)問(wèn)題進(jìn)行定性及定量研究，以期為焦作礦區(qū)更好發(fā)展提供參考依據(jù)。

近年來(lái)，生態(tài)安全在國(guó)際上得到了越來(lái)越廣泛的認(rèn)可[1]，一般而言，生態(tài)安全有廣義和狹義兩種理解，狹義的生態(tài)安全是指自然和非自然生態(tài)系統(tǒng)的安全，即生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康的整體水平反映。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)安全方面展開(kāi)了一系列的研究，取得了一定的研究成果。例如，Lester R.Brown[2]最先提出環(huán)境變化和生態(tài)安全之間的關(guān)系。中國(guó)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始重視生態(tài)安全方面的內(nèi)容，越來(lái)越多的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)生態(tài)安全進(jìn)行研究，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，關(guān)于生態(tài)安全的研究、與生態(tài)安全相關(guān)的著作在逐漸增多，其中肖篤寧、郭中偉、鄒長(zhǎng)新等[3-5]在其各自的著作《論生態(tài)安全的基本概念和研究?jī)?nèi)容》、《建設(shè)國(guó)家生態(tài)安全預(yù)警系統(tǒng)與維護(hù)體系》、《生態(tài)安全研究進(jìn)展》中對(duì)生態(tài)安全的定義進(jìn)行了描述并對(duì)它做了概括，生態(tài)系統(tǒng)的逐漸退化帶來(lái)了越來(lái)越多的生態(tài)威脅，這已經(jīng)引起了國(guó)家的高度重視。周榮等[6]采用PSR建立指標(biāo)體系，利用灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)湖北省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)；孫禮娜等[7]基于模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)安徽省縣域開(kāi)放水平進(jìn)行分析；解進(jìn)飛等[8]采用熵值模糊物元分析法對(duì)皖江地區(qū)土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)；王雨琪等[9]基于徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)中國(guó)的31個(gè)省、自治區(qū)和直轄市進(jìn)行生態(tài)壓力指數(shù)評(píng)價(jià)；邢廣君等[10]基于DPSIR模構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用綜合權(quán)重灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)千鶴湖生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)；孫從建等[11]基于不同時(shí)段遙感影像信息對(duì)呂梁山貧困區(qū)進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià)；陳蓓[12]基于生態(tài)足跡模型對(duì)川西南高原地區(qū)進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià)。綜上所述，目前對(duì)于生態(tài)安全評(píng)價(jià)的方法有很多，每種方法各有利弊，例如物元評(píng)價(jià)法有助于從變化的角度識(shí)別變化因子，具有較好的直觀性，但是關(guān)聯(lián)函數(shù)形式確定不規(guī)范，通用性有待提高。生態(tài)安全問(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的綜合性問(wèn)題，目前的生態(tài)安全問(wèn)題尚未形成統(tǒng)一參考標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型過(guò)程中涉及眾多方法的選擇，需要綜合考慮各方因素進(jìn)行評(píng)價(jià)[13]。

本文基于PSR模型，構(gòu)建生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用組合賦權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，采用綜合指數(shù)法對(duì)焦作礦區(qū)1999年、2008年以及2018年的生態(tài)安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，分析研究區(qū)的生態(tài)安全演變規(guī)律，以期為焦作市生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于焦作市中東部地區(qū)以及新鄉(xiāng)市西南部地區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°13′—113°34′，北緯35°11′—35°27′，研究區(qū)總面積為354.66 km2，跨一市一縣二區(qū)，135個(gè)行政村，采礦歷史悠久，尤其是在20世紀(jì)60年代和70年代。焦作煤礦多年來(lái)在國(guó)內(nèi)創(chuàng)造了煤礦的安全性，成本和效率等多項(xiàng)第一。從1990年之后開(kāi)始進(jìn)入衰減階段，小馬礦和馮營(yíng)礦已先后關(guān)閉，中馬礦，韓王礦山和演馬礦山等其他礦山也已枯竭。

焦作煤礦為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但同時(shí)也帶來(lái)了巨大的損失。其中最嚴(yán)重的是對(duì)土地資源的破壞，例如地面塌陷、挖掘和壓占，其中損毀面積最大是塌陷地。煤礦的塌陷區(qū)主要分布在解放區(qū)、山陽(yáng)區(qū)、馬村區(qū)和修武縣，在某些地區(qū)還形成了塌陷盆地，大片土地不能耕種，破壞耕地嚴(yán)重，部分公路因?yàn)樗荻M(jìn)行多次修復(fù)，個(gè)別廠礦、村莊被迫搬遷，造成直接經(jīng)濟(jì)損失3 000多萬(wàn)元。同時(shí)地面塌陷伴有地裂縫，分布在北中部山前地帶的中站區(qū)、解放區(qū)、山陽(yáng)區(qū)、馬村區(qū)和修武縣煤礦采空區(qū)，地裂縫造成房屋墻體開(kāi)裂，迫使村民部分搬遷或全村搬遷，公路部分地段開(kāi)裂或沿裂縫處形成帶狀凸起，如解放區(qū)森林公園北等。由于大氣降水沿裂縫滲漏，造成雨季淹井，多次使有關(guān)礦山被迫停產(chǎn)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本研究所使用的數(shù)據(jù)主要有：(1) 焦作礦區(qū)3個(gè)時(shí)期的Landsat系列衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)：1999-05-29的TM影像、2008-05-05的TM影像和2018-05-01的OLI影像；(2) 焦作礦區(qū)的DEM數(shù)據(jù)，空間分辨率為30 m；(3) 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于焦作市以及輝縣市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒以及統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

在ENVI和ArcGIS中對(duì)遙感影像進(jìn)行鑲嵌、裁剪，并采用監(jiān)督分類(lèi)中支持向量機(jī)的方法對(duì)影像進(jìn)行分類(lèi)，將研究區(qū)分為林草地、耕地、水域、建筑物以及未利用地5類(lèi)。

2 研究方法

本文以焦作礦區(qū)小馬礦、韓王礦、演馬礦、馮營(yíng)礦、九里山礦、白莊礦、古漢山礦、方莊一礦、中馬礦、方莊二礦，這十個(gè)礦為基礎(chǔ)，以礦區(qū)1.5 km緩沖區(qū)內(nèi)所包含的村級(jí)行政單元為研究區(qū)域，依據(jù)三期遙感影像數(shù)據(jù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)或資料，對(duì)煤炭開(kāi)采以及人類(lèi)與生物活動(dòng)影響下的生態(tài)安全時(shí)空演變規(guī)律進(jìn)行重點(diǎn)討論。根據(jù)PSR模型以及焦作礦區(qū)的實(shí)際情況，構(gòu)建礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立PSR模型，利用熵值法和層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，基于綜合指數(shù)法對(duì)1999年、2008年、2018年的礦區(qū)生態(tài)安全狀況分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析焦作礦區(qū)的生態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，揭示其時(shí)空演變規(guī)律。

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)指標(biāo)體系選取的如下原則：科學(xué)性原則、動(dòng)態(tài)性原則、可靠性原則、代表性原則、可操作性原則[14]，依據(jù)PSR模型構(gòu)建礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，PSR模型是基于因果關(guān)系而建立的，它突出反映了評(píng)價(jià)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力—壓力下所產(chǎn)生的狀態(tài)—人們積極做出的響應(yīng)這3個(gè)環(huán)節(jié)之間相互影響，相互制約的關(guān)系[15]。本文從礦區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境響應(yīng)3個(gè)方面構(gòu)建焦作礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)充分考慮研究區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、生態(tài)環(huán)境狀況、土地利用變化特征等實(shí)際情況，選取了19個(gè)反映礦區(qū)生態(tài)安全的指標(biāo)體系，進(jìn)而從時(shí)間和空間兩個(gè)方面對(duì)焦作礦區(qū)生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析。指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

2.2 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理

因?yàn)橹笜?biāo)數(shù)據(jù)之間有不同單位，因此數(shù)據(jù)之間沒(méi)有可比性，所以需要對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本文采用最大離差法對(duì)礦區(qū)生態(tài)安全指標(biāo)體系進(jìn)行變換處理，處理公式如下:

正向指標(biāo)：

(1)

負(fù)向指標(biāo)：

(2)

表1 PSR模型下的礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 組合賦權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重

將兩種或兩種以上的權(quán)重確定方法結(jié)合，得到新的權(quán)重方法即為組合賦權(quán)，本文將層次分析法和熵值法結(jié)合，進(jìn)行組合賦權(quán)。由于層次分析法得到的指標(biāo)權(quán)重，往往存在很強(qiáng)的主觀性與偶然性，難以準(zhǔn)確的反映礦區(qū)的生態(tài)安全狀況，而熵值法雖然可以客觀的確定指標(biāo)權(quán)重，但是缺乏各指標(biāo)直接的橫向比較，樣本的影響因素較大[16]，因此對(duì)層次分析法和熵值法分別計(jì)算權(quán)重再進(jìn)行處理得出最優(yōu)解，可以為后續(xù)分析做出更準(zhǔn)確的判斷。

2.3.1 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重 層次分析法是一種層次權(quán)重決策分析方法，該方法是將與決策相關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，將復(fù)雜的決策思維進(jìn)行條理化，將決策過(guò)程中的定性與定量的因素有機(jī)的結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析[17-18]，由專(zhuān)家對(duì)各個(gè)層次的指標(biāo)的重要程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到準(zhǔn)則層和各指標(biāo)的判斷矩陣，得出最大特征根λmax對(duì)應(yīng)的特征向量W，對(duì)特征向量歸一化處理后，得到各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 層次分析法確定的指標(biāo)權(quán)重值

2.3.2 熵值法確定指標(biāo)權(quán)重 熵值法能夠客觀的計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，受到人為因素的影響較小。其計(jì)算過(guò)程如下：

(1) 計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)下第j個(gè)樣本的比重：

(3)

(2) 計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)的熵值：

(4)

(3) 計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gi：

gi=1-ei

(5)

(4) 定義第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重：

(6)

依據(jù)熵值法的原理與步驟，根據(jù)公式(3—6) ，以研究區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，得到指標(biāo)權(quán)重值見(jiàn)表3。

表3 熵值法確定的指標(biāo)權(quán)重值

2.3.3 確定組合向量權(quán)重 組合后的權(quán)重向量與以上兩種方法確定的向量存在偏差，構(gòu)造最優(yōu)化模型，求得唯一解，即為優(yōu)化組合權(quán)重向量，即：

Wi=δ1W1+δ2W2

(7)

2.4 生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法

2.4.1 評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?評(píng)價(jià)單元的劃分會(huì)直接影響到后續(xù)的評(píng)價(jià)工作，因此合理劃分評(píng)價(jià)單元極其重要。在劃分評(píng)價(jià)單元時(shí)，我們常用的主要有矢量評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐址ê蜄鸥裨u(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐址╗20]。為了使礦區(qū)生態(tài)安全狀況的評(píng)價(jià)結(jié)果具有準(zhǔn)確性和客觀性，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，本文選用矢量評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐址▽?duì)研究區(qū)進(jìn)行劃分，研究區(qū)域涉及135個(gè)行政村，故本研究區(qū)域共劃分為135個(gè)評(píng)價(jià)單元。

表4 指標(biāo)體系綜合權(quán)重值

2.4.2 評(píng)價(jià)模型 綜合指數(shù)法是將各指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，即將每一項(xiàng)歸一化處理后的指標(biāo)數(shù)據(jù)與其對(duì)應(yīng)的權(quán)重值相乘來(lái)表示各指標(biāo)得分，然后將各指標(biāo)得分相加，得到評(píng)價(jià)區(qū)域的生態(tài)安全指數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)定量化評(píng)價(jià)。該方法體現(xiàn)了生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的綜合性、整體性和層次性，綜合考慮研究區(qū)生態(tài)安全影響因素的多樣性，因此選擇綜合指數(shù)法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。具體計(jì)算公式如下：

(8)

式中:Fj為第j村的生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)指數(shù);Wi為指標(biāo)i的最優(yōu)組合權(quán)重;Xij為指標(biāo)i的標(biāo)準(zhǔn)值。

2.4.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果通常以安全等級(jí)的形式來(lái)表現(xiàn)，即在計(jì)算其生態(tài)安全綜合指數(shù)后，依據(jù)相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)。但是礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果分級(jí)目前還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，為了更好的對(duì)研究區(qū)生態(tài)安全進(jìn)行分析，參照相關(guān)研究成果[15]，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，根據(jù)計(jì)算得到研究區(qū)生態(tài)安全綜合指數(shù)，將礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果分為5個(gè)等級(jí)，不同的安全等級(jí)代表著不同的生態(tài)狀態(tài)，劃分結(jié)果分別代表生態(tài)惡劣、生態(tài)較差、生態(tài)預(yù)警、生態(tài)良好和生態(tài)安全，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 生態(tài)安全等級(jí)

3 結(jié)果與分析

一般而言，區(qū)域的生態(tài)安全處于不斷的變動(dòng)之中，即礦區(qū)生態(tài)安全狀況隨著時(shí)間不斷推移發(fā)生變化，對(duì)礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析是非常重要的。本文選取1999年、2008年以及2018年3個(gè)時(shí)間點(diǎn)，利用上述評(píng)價(jià)模型對(duì)焦作礦區(qū)生態(tài)安全進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，得出的結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 焦作礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 時(shí)間變化分析

由表6可以看出，1999—2018年焦作礦區(qū)生態(tài)安全狀況呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，說(shuō)明焦作礦區(qū)生態(tài)安全狀況在逐漸改善。其中，1999—2008年呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，2008—2018年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，從1999年的29.63上升到2008年的52.39再下降到2018年的50.26,20 a來(lái)，礦區(qū)生態(tài)安全綜合指數(shù)上升了20.63。除1999年整體處于生態(tài)惡劣狀態(tài)之外，其余兩年均處于生態(tài)預(yù)警狀態(tài)。根據(jù)上述計(jì)算與分析結(jié)果，得到每一年生態(tài)狀況對(duì)比，見(jiàn)表7。

表7 研究區(qū)生態(tài)狀況占比 %

1999—2008年，研究區(qū)生態(tài)安全指數(shù)呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)。這主要是因?yàn)椋簽榱藬[脫資源型城市“礦竭城衰”的命運(yùn)，1999年焦作市政府做出了第二次轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略決策，開(kāi)始把目光由地下礦產(chǎn)資源轉(zhuǎn)向地上山水資源，提出要把人文、自然、社會(huì)景觀相結(jié)合，主打山水，為此，焦作對(duì)城市環(huán)境進(jìn)行大力治理，在這期間植被覆蓋度、人均GDP、人均糧食產(chǎn)量以及土地復(fù)墾治理率等指標(biāo)持續(xù)上升，城鎮(zhèn)化率隨之上升。

2008—2018年，研究區(qū)生態(tài)安全指數(shù)稍有下降。這主要是因?yàn)椋?002—2012年被稱(chēng)為煤炭產(chǎn)業(yè)的“黃金十年”，在這期間焦作礦區(qū)仍然在大力開(kāi)采煤炭，并且隨著時(shí)間的推移煤礦塌陷區(qū)面積逐漸增大。此外，焦作市于2008年被列為首批資源枯竭城市，并進(jìn)行資源型城市轉(zhuǎn)型試點(diǎn)，到2018年轉(zhuǎn)型已經(jīng)初見(jiàn)成效，在這期間，工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的水土污染也愈發(fā)嚴(yán)重，單位耕地農(nóng)藥以及化肥負(fù)荷加大，交通網(wǎng)密度也逐漸加大，這些都對(duì)礦區(qū)生態(tài)安全狀況帶來(lái)了一定的影響。

綜上，1999—2018年，焦作礦區(qū)生態(tài)安全綜合指數(shù)總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，由生態(tài)惡劣到生態(tài)預(yù)警，但是離生態(tài)良好以及生態(tài)安全狀態(tài)仍有一定的距離，仍然需要加大力度治理生態(tài)問(wèn)題。

3.2 空間格局變化分析

為了探究焦作礦區(qū)生態(tài)安全空間格局的演變情況，對(duì)全區(qū)4個(gè)縣區(qū)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，以此了解不同區(qū)域的生態(tài)安全演變趨勢(shì)。根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程，結(jié)合礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以縣區(qū)為單位，并利用Excel表格統(tǒng)計(jì)，得出每個(gè)縣區(qū)不同村莊的生態(tài)安全值對(duì)比圖，見(jiàn)圖1。

圖1 修武縣、輝縣市、馬村區(qū)以及山陽(yáng)區(qū)生態(tài)安全對(duì)比

20 a來(lái)，研究區(qū)北部地區(qū)生態(tài)安全指數(shù)高于其他區(qū)域，東北和西南地區(qū)生態(tài)安全指數(shù)低于其他區(qū)域。4個(gè)縣區(qū)中，修武縣生態(tài)安全指數(shù)高于其他3個(gè)區(qū)域，山陽(yáng)區(qū)生態(tài)安全指數(shù)較低，輝縣市一直處于生態(tài)較差狀態(tài)，山陽(yáng)區(qū)一直處于生態(tài)較差與生態(tài)惡劣狀態(tài)，但生態(tài)惡劣狀態(tài)區(qū)域在逐漸減少。整體來(lái)看生態(tài)良好以及生態(tài)預(yù)警區(qū)域逐年增多，生態(tài)安全指數(shù)由外向內(nèi)逐漸增大。

(1) 1999年，修武縣和輝縣市均處于生態(tài)較差狀態(tài)，而馬村區(qū)均處于生態(tài)惡劣狀態(tài)，山陽(yáng)區(qū)76.92%處于生態(tài)惡劣狀態(tài)，23.08%處于生態(tài)較差狀態(tài)，修武縣和輝縣市的生態(tài)安全狀況整體高于馬村區(qū)和山陽(yáng)區(qū)。

(2) 2008年，修武縣92.85%處于生態(tài)良好狀態(tài)，7.15%處于生態(tài)預(yù)警狀，馬村區(qū)12.73%處于生態(tài)良好狀態(tài)，29.09%處于生態(tài)預(yù)警狀態(tài)，58.18%生態(tài)較差狀態(tài)，輝縣市4.00%處于生態(tài)預(yù)警狀態(tài)，96.00%處于生態(tài)較差狀態(tài)，山陽(yáng)區(qū)84.62%處于生態(tài)較差狀態(tài)，15.38%處于生態(tài)惡劣狀態(tài)，修武縣的生態(tài)安全狀況整體高于馬村區(qū)、輝縣市和山陽(yáng)區(qū)。

(3) 2018年，修武縣14.29%處于生態(tài)良好狀態(tài)，76.19%處于生態(tài)預(yù)警狀態(tài)，9.52%處于生態(tài)較差狀態(tài)，馬村區(qū)29.09%處于生態(tài)良好狀態(tài)，65.46%處于生態(tài)預(yù)警狀態(tài)，5.45%處于生態(tài)較差狀態(tài)，輝縣市全部處于生態(tài)較差狀態(tài)，山陽(yáng)區(qū)84.62%處于生態(tài)較差狀態(tài)，15.38%處于生態(tài)惡劣狀態(tài)，修武縣和馬村區(qū)生態(tài)安全狀況整體高于輝縣市和山陽(yáng)區(qū)。

焦作礦區(qū)生態(tài)安全狀況發(fā)展不均，不同區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r不同。其中，修武縣和輝縣市生態(tài)安全綜合指數(shù)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，馬村區(qū)生態(tài)安全綜合指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，山陽(yáng)區(qū)53.96%呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，46.04%呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。根據(jù)礦區(qū)位置分布圖以及縣區(qū)生態(tài)安全對(duì)比圖，可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已關(guān)停的小馬礦和馮營(yíng)礦位于修武縣和馬村區(qū)以及山陽(yáng)區(qū)；資源枯竭的中馬礦、韓王礦和演馬礦位于山陽(yáng)區(qū)和馬村區(qū)；目前仍在開(kāi)采的九里山礦和古漢山礦位于馬村區(qū)和輝縣市，礦區(qū)開(kāi)采情況一定程度上影響了礦區(qū)生態(tài)狀況。此外，人口密度、土地利用強(qiáng)度、塌陷區(qū)面積等等以及人類(lèi)與生物活動(dòng)都影響著礦區(qū)的生態(tài)安全狀況。

4 結(jié) 論

(1) 1999—2018年焦作礦區(qū)生態(tài)安全綜合指數(shù)呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)，1999年處于生態(tài)惡劣狀態(tài)，2008年以及2018年均處于生態(tài)預(yù)警狀態(tài)。

(2) 1999—2018年的生態(tài)安全狀況不同區(qū)縣有不同的變化特征，位于修武縣的方莊一礦和方莊二礦變化幅度較大，位于輝縣市和修武縣的古漢山礦變化幅度最小，資源環(huán)境壓力、研究區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)響應(yīng)等是生態(tài)安全產(chǎn)生變化的主要影響因素。

(3) 由于礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建涉及眾多的學(xué)科，盡管借助PSR模型構(gòu)建了礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，但受限于資料和指標(biāo)數(shù)據(jù)可獲取性的局限，以及自身水平的限制，礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系仍需進(jìn)一步完善。