我國(guó)省域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)及敏感性分析

秦會(huì)艷，劉婷婷，黃穎利

(東北林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

人類活動(dòng)和全球氣候變化加劇對(duì)人類賴以生存和發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大影響，生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性遇到重大挑戰(zhàn)。學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性研究最初聚焦于“生態(tài)安全”[1]，隨著工程力學(xué)在很多學(xué)科的應(yīng)用，脆弱性和恢復(fù)力逐漸成為可持續(xù)性科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問題和重要分析工具[2-4]，特別是隨著C S Holling將恢復(fù)力引入生態(tài)領(lǐng)域[5-6]，恢復(fù)力在生態(tài)領(lǐng)域獲得了成功應(yīng)用，為生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)研究提供一個(gè)全新思路。

恢復(fù)力和脆弱性作為一個(gè)硬幣的兩面[5]，當(dāng)前很多學(xué)者運(yùn)用多種數(shù)學(xué)和地理方法從系統(tǒng)脆弱性角度對(duì)恢復(fù)力進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]，而恢復(fù)力測(cè)度不單要考慮系統(tǒng)的脆弱性，還要考慮系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)能力即抗性，所以恢復(fù)力能更全面反映系統(tǒng)的可持續(xù)性?，F(xiàn)階段對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)力的研究仍然停留在定性描述層面[8]，一些學(xué)者嘗試運(yùn)用替代指標(biāo)法從定量角度測(cè)度系統(tǒng)恢復(fù)力，通過選擇生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵屬性，將可測(cè)量的單一生態(tài)系統(tǒng)屬性作為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的替代指標(biāo)進(jìn)行恢復(fù)力測(cè)度，但這種單一的可替代指標(biāo)存在片面性[9]，不能很好地全面測(cè)量生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力。一些研究嘗試通過影響因素測(cè)量評(píng)估系統(tǒng)恢復(fù)力，但影響因素篩選和基于影響因素的恢復(fù)力測(cè)度方法均未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威指標(biāo)體系[10]。森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力是關(guān)系到我國(guó)生態(tài)安全的熱點(diǎn)問題。隨著人類對(duì)優(yōu)美生態(tài)環(huán)境及不同層次生態(tài)產(chǎn)品的需要，森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)引起人們重視[11]。戰(zhàn)金艷等[11]從影響森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的生態(tài)存儲(chǔ)和生境條件2個(gè)方面選取森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果表明江西省蓮花縣森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力水平較低?；謴?fù)力不僅受系統(tǒng)脆弱性影響，還受系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力影響。因此，結(jié)合相關(guān)研究結(jié)果，該研究從脆弱性和應(yīng)對(duì)能力2個(gè)層面出發(fā)，基于生態(tài)壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型，構(gòu)建我國(guó)省域森林生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)體系，以期全面考察森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力影響因素。

敏感性可以用來分析不同指標(biāo)權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感程度，修正決策者對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重賦值，提醒決策者權(quán)重賦值過程中的謹(jǐn)慎性[12]。當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)的主要瓶頸之一為指標(biāo)權(quán)重的設(shè)定所引起的爭(zhēng)議和不同權(quán)重導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的不確定性。在采用線性加權(quán)法構(gòu)建森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力模型，量化森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力水平省域差異的基礎(chǔ)上，利用指標(biāo)權(quán)重敏感性分析的單因素輪換(one-at-a-time，OAT)法[12]評(píng)估各指標(biāo)權(quán)重的不確定性對(duì)我國(guó)省域尺度上森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，掌握評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的穩(wěn)定性，研究結(jié)果可為政府部門制定森林管理決策提供支撐。

1 指標(biāo)體系與研究方法

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力是森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到初始水平的能力，受脆弱性和應(yīng)對(duì)能力2個(gè)方面影響，以我國(guó)省域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象，分別建立森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和應(yīng)對(duì)能力準(zhǔn)則層，以系統(tǒng)性、科學(xué)性和數(shù)據(jù)可獲取性為基本原則，參照相關(guān)研究[12-14]，篩選了22項(xiàng)能夠影響和反映省域尺度森林生態(tài)恢復(fù)力情況的指標(biāo)(表1)，其中，11項(xiàng)指標(biāo)表征系統(tǒng)脆弱性，11項(xiàng)指標(biāo)表征系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力。

表1 森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指標(biāo)體系

森林生態(tài)脆弱性主要從森林生態(tài)壓力和森林生態(tài)狀態(tài)2個(gè)層面進(jìn)行表征。森林生態(tài)壓力包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力和自然災(zāi)害干擾2個(gè)方面因素，設(shè)7個(gè)指標(biāo)。其中，人口密度(X1)和GDP密度(X2)主要反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力；LINARES等[15]認(rèn)為在森林資源總量一定的情況下，人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)森林資源需求會(huì)不斷增加，因此，人口密度和GDP密度越大，表明作用于森林生態(tài)系統(tǒng)的壓力也越大，森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性就越高；X1和X2為正向指標(biāo)，即指標(biāo)值越大，脆弱性就越高。根據(jù)目前森林生態(tài)系統(tǒng)面臨的災(zāi)害類型[16]，自然干擾主要包括5個(gè)指標(biāo)，分別為森林火災(zāi)受害面積(X3)、森林有害生物發(fā)生率(X4)、森林病害發(fā)生率(X5)、森林蟲害發(fā)生率(X6)和森林鼠害發(fā)生率(X7)，均為正向指標(biāo)。

借鑒相關(guān)研究[1,17]，從森林資源數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)3個(gè)方面表征森林生態(tài)狀態(tài)本底情況，其中，森林覆蓋率(X8)是森林資源的數(shù)量指標(biāo)，可反映一個(gè)地區(qū)森林資源的豐富程度[15]；單位面積蓄積量(X9)是森林資源質(zhì)量指標(biāo)，是衡量森林資源質(zhì)量的重要指標(biāo)，一般來說，森林質(zhì)量越高，抵抗外界入侵的能力越強(qiáng)，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性就越低[17]；將森林起源結(jié)構(gòu)(X10)定義為區(qū)域天然林面積與森林總面積的比值，一般認(rèn)為天然林結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抵抗外界干擾能力均顯著優(yōu)于人工林[18]，因此該指標(biāo)值越大表明森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力越強(qiáng)；森林林種結(jié)構(gòu)(X11)是國(guó)家和地方生態(tài)公益林面積占森林總面積的比例，該值越大表明該地區(qū)維護(hù)生物多樣性和發(fā)揮生態(tài)功能的價(jià)值就越大[15]，森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性就越低。

森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力可從森林生態(tài)響應(yīng)層面進(jìn)行表達(dá)，主要指人類對(duì)森林生態(tài)保護(hù)所采取的應(yīng)對(duì)措施，主要包括造林綠化、森林經(jīng)營(yíng)和災(zāi)害防控3個(gè)方面內(nèi)容，其中，造林綠化和森林經(jīng)營(yíng)主要是改善森林生態(tài)本底狀況，提高森林資源面積和質(zhì)量，災(zāi)害防控主要是針對(duì)自然干擾的應(yīng)對(duì)措施。應(yīng)對(duì)能力主要指森林生態(tài)系統(tǒng)抵御干擾的能力，可以通過加強(qiáng)生態(tài)投入、改善森林質(zhì)量、提升自然災(zāi)害防止率等措施得以加強(qiáng)[14,16]，設(shè)11個(gè)指標(biāo)，其中，生態(tài)建設(shè)與保護(hù)投入(X12)、營(yíng)林撫育與質(zhì)量提升投資(X13)、造林面積(X14)、封山育林面積(X15)和退化林修復(fù)面積(X16)主要反映造林綠化及投入，分別衡量對(duì)生態(tài)建設(shè)和質(zhì)量提升的資金支持力度和森林生態(tài)恢復(fù)的保障；森林撫育面積(X17)主要反映森林經(jīng)營(yíng)情況；森林防火投入(X18)、森林有害生物防治率(X19)、森林病害防治率(X20)、森林蟲害防治率(X21)和森林鼠害防治率(X22)主要衡量應(yīng)對(duì)自然干擾的能力。這些指標(biāo)與應(yīng)對(duì)能力呈正比，均為正向指標(biāo)，且森林生態(tài)應(yīng)對(duì)能力越高，則森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力就越強(qiáng)[8]。數(shù)據(jù)來源于《第九次全國(guó)森林資源清查數(shù)據(jù)》(2019年)、《2019中國(guó)人口和就業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《2019中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2 恢復(fù)力指數(shù)計(jì)算及分級(jí)

由于所選取的指標(biāo)在數(shù)值、量綱及正負(fù)取向上均存在較大差異，因此在計(jì)算指標(biāo)權(quán)重前，首先需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理。其中，正向指標(biāo)采用式(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，逆向指標(biāo)采用式(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將其實(shí)際值映射到0～1之間，即0表示各項(xiàng)指標(biāo)最低值，1表示各項(xiàng)指標(biāo)最高值。

Si=(S-Smin)/(Smax-Smin)，

(1)

Si=1-(S-Smin)/(Smax-Smin)。

(2)

式(1)～(2)中，Si為某指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；S為指標(biāo)實(shí)際數(shù)值；Smin為指標(biāo)最小值；Smax為指標(biāo)最大值。

各指標(biāo)權(quán)重(W)采用熵值法確定，具體參照文獻(xiàn)[19-20]，此處不再贅述。由表1可知，在脆弱性準(zhǔn)則層中，反映生態(tài)恢復(fù)力的壓力指標(biāo)中，X4、X5、X6和X74項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重相對(duì)較高，其值均超過0.04；而狀態(tài)指標(biāo)中X9指標(biāo)權(quán)重明顯高于其他指標(biāo)，達(dá)到0.305；在應(yīng)對(duì)能力準(zhǔn)則層中，X14、X16、X17和X224項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值相對(duì)較大，其值均超過0.13。

森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)(IFEV)計(jì)算公式為

(3)

森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力指數(shù)(IFEC)計(jì)算公式為

(4)

因森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力受脆弱性和應(yīng)對(duì)能力的共同影響，采用熵值法確定脆弱性(w1)和應(yīng)對(duì)能力(w2)對(duì)恢復(fù)力的影響系數(shù)，計(jì)算結(jié)果表明w1和w2分別為0.280和0.720。因此，省域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力模型計(jì)算公式為

IFER=w1×IFEV+w2×IFEC。

(5)

式(5)中，IFER為森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指數(shù)。

借鑒相關(guān)研究成果[21]，分別將森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力劃為3個(gè)等級(jí)：(1)脆弱性指數(shù)在[0,0.33]之間表示系統(tǒng)脆弱性處于3級(jí)，即脆弱性高；在(0.33,0.67)之間表示處于2級(jí)，即中級(jí)狀態(tài)；在[0.67,1]之間表示處于1級(jí)，即脆弱性低。(2)應(yīng)對(duì)能力指數(shù)在[0,0.33]之間表示系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力處于3級(jí)，即應(yīng)對(duì)能力低；在(0.33,0.67)之間表示處于2級(jí)，即中級(jí)狀態(tài)；在[0.67,1]之間表示處于1級(jí)，即應(yīng)對(duì)能力高。(3)恢復(fù)力指數(shù)在[0,0.33]之間表示系統(tǒng)恢復(fù)力處于1級(jí)，即恢復(fù)力低；在(0.33,0.67)之間表示處于2級(jí)，即中級(jí)狀態(tài)；在[0.67,1]之間表示處于1級(jí)，即恢復(fù)力高。

1.3 指標(biāo)權(quán)重敏感性分析

在對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力測(cè)度中，雖然采用熵值法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重是一種客觀賦權(quán)方法，但容易因數(shù)據(jù)自身因素造成對(duì)某些指標(biāo)的有偏估計(jì)，而敏感性分析可以通過給定相關(guān)指標(biāo)權(quán)重范圍進(jìn)一步解釋恢復(fù)力指數(shù)受因素變動(dòng)影響的大小。敏感性分析在多準(zhǔn)則決策過程中是必不可少的基礎(chǔ)步驟，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到?jīng)Q策結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，但容易被相關(guān)研究忽視。

該文采用OAT法檢驗(yàn)各指標(biāo)權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感性，揭示單個(gè)指標(biāo)權(quán)重變化對(duì)森林生態(tài)恢復(fù)力的影響，進(jìn)而評(píng)估各指標(biāo)權(quán)重的不確定性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度。在敏感性分析過程中需要設(shè)置2個(gè)重要參數(shù)，一是設(shè)置權(quán)重變化范圍(range of percent change，RPC)，二是選定權(quán)重步長(zhǎng)(increment of percent change，IPC)，具體步驟[22-24]為

(1)設(shè)定權(quán)重變化范圍為指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的30%；

(2)在-30%≤RPC≤30%范圍內(nèi)，設(shè)定因子權(quán)重變化率(pc，cp)每次為2%；

(3)計(jì)算主變化因子及其他指標(biāo)權(quán)重值。遵循主變化因子權(quán)重變動(dòng)后不改變所有權(quán)重的總和的原則，即W=1。

主變化因子權(quán)重〔W(Xz)〕計(jì)算公式為

W(Xz,cp)=W(Xz,0)+W(Xz,0)×cp。

(6)

式(6)中，W(Xz,cp)為主變化因子改變后的權(quán)重；W(Xz,0)為主變化因子Xz初始權(quán)重值；cp為2%，在權(quán)重變化范圍之內(nèi)。

為確保所有因子權(quán)重和為1，其他因子權(quán)重〔W(Xi)〕根據(jù)式(6)得到的權(quán)重按比例調(diào)整權(quán)重值，其計(jì)算公式為

(7)

式(7)中，W(Xi，cp)為因子Xi改變后的權(quán)重；W(Xi，0)為因子Xi初始權(quán)重。

(4)計(jì)算每次權(quán)重改變后脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力指數(shù)：

(8)

森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)：

(9)

森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指數(shù)：

IFER(Xz，cp)=0.280×IFEV(Xz，cp)+0.720×IFEC(Xz，cp)。

(10)

當(dāng)主變化因子的權(quán)重通過IPC在RPC范圍內(nèi)變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一系列評(píng)價(jià)結(jié)果。

森林生態(tài)系統(tǒng)綜合恢復(fù)力的絕對(duì)平均變化率采用MACR(Xz，cp)表示，其計(jì)算公式為

(11)

式(11)中，IFER(Xz，cp)為權(quán)重改變時(shí)，森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果的變化率；IFER0為森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力初始評(píng)價(jià)值。森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和應(yīng)對(duì)能力的絕對(duì)平均變化率參照式(11)計(jì)算得到。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力

采用熵值法確定各因子權(quán)重，得到省域森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)值范圍為0.125～0.838，應(yīng)對(duì)能力評(píng)價(jià)值范圍為0.049～0.694，恢復(fù)力評(píng)價(jià)值范圍為0.158～0.660。在全國(guó)尺度上，森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力指數(shù)平均值分別為0.309、0.323和0.320。

由表2可知，2019年高達(dá)77%的省份森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性處于3級(jí)，即脆弱性高，其中，新疆、河南、山東、上海和重慶森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)小于0.2，進(jìn)一步分析各指標(biāo)影響因素?cái)?shù)值可發(fā)現(xiàn)，新疆脆弱性高主要是受到其自身氣候、位置等因素影響，森林資源本底情況較差，再加上自然干擾，尤其是火災(zāi)發(fā)生率和面積比例較大，導(dǎo)致其脆弱性較高；河南、山東和重慶人口密度均較高，導(dǎo)致其森林生態(tài)系統(tǒng)面臨的社會(huì)壓力較大，但其生態(tài)本底情況又屬于中等水平，社會(huì)壓力對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的沖擊較大；上海人均GDP密度較高，森林生態(tài)系統(tǒng)面臨較大經(jīng)濟(jì)壓力，該結(jié)果與米鋒等[1]研究結(jié)果一致。脆弱性較低的省份為浙江和福建，一方面福建自然資源稟賦比較好，森林覆蓋率高達(dá)66%，另一方面福建森林生態(tài)系統(tǒng)自然災(zāi)害發(fā)生率較低，2個(gè)方面共同作用使得福建森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性較低；而浙江省雖然人口和GDP密度較高，森林生態(tài)系統(tǒng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力較大，但由于其有豐富的森林資源和稟賦且自然干擾較小，抵消了社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，這一結(jié)果與顧艷紅等[17]的研究結(jié)果一致。45%的省份森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力為3級(jí)，只有內(nèi)蒙古處于1級(jí)，即有較高的應(yīng)對(duì)能力，研究期內(nèi)內(nèi)蒙古保持較高的生態(tài)建設(shè)投入和病蟲害防治率，這些因素使得內(nèi)蒙古森林生態(tài)應(yīng)對(duì)能力高；湖南、黑龍江、四川、貴州、湖北、河北、吉林、陜西、新疆、云南、廣西、重慶和青海森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力處于2級(jí)，表明大部分省份森林生態(tài)應(yīng)對(duì)能力處于中等水平，這與近年來我國(guó)大力實(shí)施的生態(tài)修復(fù)工程有很大關(guān)系。61%的省份森林生態(tài)恢復(fù)力處于3級(jí)，即恢復(fù)力非常低，59%的省份森林生態(tài)恢復(fù)力處于中級(jí)狀態(tài)。森林生態(tài)恢復(fù)力較高的省份為黑龍江、內(nèi)蒙古和吉林，通過分析可得，一方面這些省份森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性較低，資源本底情況好，社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力和自然干擾都較小，另一方面，這些省份是我國(guó)國(guó)有林分布的主要區(qū)域，可能得益于天然林保護(hù)工程等生態(tài)項(xiàng)目的實(shí)施，生態(tài)建設(shè)投入和自然災(zāi)害防治率都較高，使得其應(yīng)對(duì)能力較高。值得注意是，研究期海南省森林生態(tài)恢復(fù)力較低，雖然其資源本底較好，但由于受到森林壓力指標(biāo)，特別是自然干擾的影響，導(dǎo)致其脆弱性偏高，且治理率較低，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)對(duì)能力不足。

表2 各省域森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果、排名和級(jí)別

2.2 指標(biāo)權(quán)重敏感性

該研究得到的森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果不是唯一值，而是在采用熵值法計(jì)算得到的各指標(biāo)權(quán)重以及脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過指標(biāo)權(quán)重敏感性分析對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。RPC和IPC取值分別為±30%和±2%，依次選擇每個(gè)準(zhǔn)則因子作為主變化因子將其應(yīng)用到所有評(píng)價(jià)指標(biāo)中，其中，反映脆弱性和應(yīng)對(duì)能力的11個(gè)指標(biāo)分別產(chǎn)生330組權(quán)重值，每組權(quán)重進(jìn)行一次運(yùn)算，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)新的森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性或森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力評(píng)價(jià)結(jié)果。同理，由于恢復(fù)力由應(yīng)對(duì)能力和脆弱性線性加權(quán)構(gòu)成，故22個(gè)指標(biāo)將產(chǎn)生660組權(quán)重值，其對(duì)應(yīng)的恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果也有660個(gè)。

利用森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力絕對(duì)平均變化率公式，計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)以2%的步長(zhǎng)，由初始權(quán)重的-30%變化到+30%，分別得到省域森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的絕對(duì)平均變化率。如圖1可知，森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力絕對(duì)平均變化率值基本以指標(biāo)初始權(quán)重(即權(quán)重變化率為0)為中心呈對(duì)稱分布，但反映脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力的各指標(biāo)變化率值不同。就同一個(gè)評(píng)價(jià)因子而言，當(dāng)其權(quán)重變化率絕對(duì)值相同時(shí)，MACR值也基本一致，即同一指標(biāo)權(quán)重變化率絕對(duì)值相同時(shí)，其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感性也相同。

圖1 脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力絕對(duì)平均變化率

將脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力對(duì)應(yīng)指標(biāo)按其對(duì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的影響程度進(jìn)行排序，分別選取對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和應(yīng)對(duì)能力維度的影響程度排序?yàn)榈?、6和11的指標(biāo)，以及對(duì)恢復(fù)力的影響程度排序?yàn)榈?、8、15和22的指標(biāo)進(jìn)行分析，將選取的指標(biāo)依次作為主變化因子且pc絕對(duì)值分別為10%、20%和30%時(shí)生成的省域綜合脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果與初始省域脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較(表3)。

表3 各指標(biāo)不同權(quán)重變化率絕對(duì)值下省域綜合指數(shù)的敏感性

總體來說，就同一指標(biāo)而言，絕對(duì)平均變化率隨著權(quán)重變化率絕對(duì)值增加呈線性增長(zhǎng)或減少趨勢(shì)。此外，指標(biāo)權(quán)重與指標(biāo)敏感性有一定關(guān)系，即指標(biāo)權(quán)重變化率一定的情況下，指標(biāo)權(quán)重越大，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的平均變化率也越大，如單位面積蓄積量權(quán)重較高，其對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感性也高(斜率大)，這是由于單位面積蓄積量是衡量森林資源質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要依據(jù)，單位面積蓄積的提升或降低直接表征森林質(zhì)量，森林質(zhì)量越高,生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，故單位面積蓄積量對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的評(píng)價(jià)結(jié)果敏感性高。但權(quán)重與敏感性并不是絕對(duì)關(guān)系，性質(zhì)相同且權(quán)重相接近的指標(biāo)的敏感性也比較相近，如在森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力綜合評(píng)價(jià)中，森林有害生物防治率、森林病害防治率和森林蟲害防治率指標(biāo)的敏感性接近，但其敏感性都高于生態(tài)建設(shè)投入、生態(tài)防火投入等初始權(quán)重更高的指標(biāo)。相較于病蟲有害生物干擾防治的直接效應(yīng)，生態(tài)建設(shè)投入和生態(tài)防火投入對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響具有明顯的滯后性。如表3所示，當(dāng)權(quán)重變化率相同時(shí)，脆弱性和恢復(fù)力按影響程度選取的指標(biāo)權(quán)重越大，省域脆弱性指數(shù)和恢復(fù)力指數(shù)的變化比率越高。森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力受生態(tài)脆弱性和應(yīng)對(duì)能力的綜合影響，敏感性最高的指標(biāo)為脆弱性中狀態(tài)類指標(biāo)的單位面積蓄積量，敏感性最低的指標(biāo)為應(yīng)對(duì)能力中的防火投入，表明森林質(zhì)量對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響較大，而防火投入對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的敏感性較低，這主要是由于防火投入屬于前期投入，只是減輕發(fā)生火災(zāi)后面臨的損失，不能如病蟲害防治率直接作用于森林生態(tài)系統(tǒng)中病蟲害。

3 結(jié)論

以31個(gè)省域森林生態(tài)恢復(fù)力為研究對(duì)象，通過脆弱性和恢復(fù)力構(gòu)建森林生態(tài)恢復(fù)力模型，采用OAT方法分析指標(biāo)權(quán)重敏感性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果穩(wěn)定性的影響。主要結(jié)論如下：

(1)全國(guó)各省份森林生態(tài)恢復(fù)力處于中低水平，恢復(fù)力指數(shù)較高的為內(nèi)蒙古、黑龍江和湖南，但其森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指數(shù)仍小于0.67，處于恢復(fù)力中級(jí)狀態(tài)；相較于脆弱性，應(yīng)對(duì)能力對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響更大?？傮w來看，全國(guó)各省域恢復(fù)力水平較低，但應(yīng)對(duì)能力對(duì)提升森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力有很大空間。

(2)將權(quán)重敏感性分析引入森林生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)，生態(tài)投入類指標(biāo)權(quán)重比森林干擾類指標(biāo)大，但敏感性小。當(dāng)生態(tài)建設(shè)投入權(quán)重變化率為30%時(shí)，森林生態(tài)應(yīng)對(duì)能力和森林生態(tài)恢復(fù)力平均變化率分別為0.14%和0.09%，當(dāng)森林病害防治率權(quán)重變化率為30%時(shí)，森林生態(tài)應(yīng)對(duì)能力和森林生態(tài)恢復(fù)力平均變化率分別為0.79%和0.58%，各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的平均絕對(duì)綜合指數(shù)值遠(yuǎn)小于其權(quán)重變化率大小，這說明該文采用熵值法確定的初始指標(biāo)權(quán)重相對(duì)合理，評(píng)價(jià)結(jié)果總體相對(duì)穩(wěn)定，能夠客觀反映各省份森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力狀況。

(3)相較于生態(tài)投入類指標(biāo)，森林生態(tài)干擾類防治指標(biāo)對(duì)森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)力的影響更為敏感，故在指標(biāo)權(quán)重確定中，對(duì)干擾類指標(biāo)權(quán)重要適當(dāng)放大，因?yàn)楦蓴_類指標(biāo)或者治理干擾類指標(biāo)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞和恢復(fù)均有著立竿見影的作用，即使森林本底狀況好，如受到火災(zāi)等足夠大的外部干擾，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響也是巨大的。

根據(jù)以上分析，提出進(jìn)一步提高各省份森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的對(duì)策及建議：(1)在森林生態(tài)本底狀況的基礎(chǔ)上，繼續(xù)加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)能力，以提高本區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力；(2)森林干擾類指標(biāo)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響具有直接性，一方面需要降低各省份森林干擾的發(fā)生率，以降低森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性，另一方面需要增強(qiáng)各省份對(duì)森林干擾的應(yīng)對(duì)能力；(3)單位面積蓄積對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的敏感性最大，進(jìn)一步提升單位面積蓄積，可以加強(qiáng)森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升，增加森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力；(4)目前生態(tài)建設(shè)投入對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的敏感性較低，生態(tài)投入類指標(biāo)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響具有滯后性，側(cè)面說明生態(tài)建設(shè)投入力度不足，要繼續(xù)增加生態(tài)建設(shè)投入。

與其他有關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究相比，采用敏感性評(píng)價(jià)不僅可以進(jìn)一步調(diào)整指標(biāo)權(quán)重，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更科學(xué)，而且權(quán)重敏感性分析在評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上能識(shí)別出評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感因子，有助于決策者在提升森林生態(tài)系統(tǒng)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注敏感性因子，通過改善敏感性因子提升森林生態(tài)系統(tǒng)。此外，該研究在構(gòu)建恢復(fù)力模型時(shí)采用熵值法確定影響系數(shù)，而進(jìn)一步采用權(quán)重敏感性分析判斷準(zhǔn)則層影響系數(shù)將成為后續(xù)研究的思路。