大连市自然资源生态安全评价

尤 飞, 薛 文 平, 阎 振 元,2, 崔 杰

( 1.大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034; 2.大连市环境科学设计研究院, 辽宁 大连 116023 )

0 引 言

区域自然资源生态安全即指区域内社会经济发展不受或少受自然资源与生态环境的制约与威胁的状态[1]。当区域内自然生态系统的结构受到破坏,生态功能受到损害,自然资源和生态环境不能满足区域当前和未来发展需要的发展状况,则表明自然资源的生态安全受到了威胁[2]。因此,生态安全已成为衡量满足人类社会发展所必须要考虑的生物和环境、资源及生态平衡的主要度量,对区域内自然资源的生态安全评价日趋重要。

大连市属沿海低山丘陵地貌区, 滨海城市,其自然资源的规模构成和分布具有特殊性,动植物及海水资源丰富,大多数自然保护区都位于滨海地区。但由于城市与产业经济的发展和长期不合理的开发利用,本区自然生态遭到了不同程度的破坏。本研究基于全球总体水平,对该区域自然资源进行生态安全评价,量化自然资源与生态环境变化的驱动力,找出主要的人为因子,以期为大连市自然资源的合理与可持续利用提供理论基础与实践经验。

1 研究方法

研究过程采用数学模型法中的综合指数法与组合赋权法对大连市自然资源进行生态安全评价,对评价指标体系的构建借鉴了由欧洲环境署建立的D-P-S-I-R(驱动力-压力-状态-影响-响应)框架模型,该模型是对联合国经济合作开发署建立的P-S-R(压力-状态-响应)框架模型的扩展和修正,能更好地揭示资源、人类活动与社会经济发展之间的关系。

1.1 评价指标体系的确定

评价应用的指标体系分为目标层、准则层和指标层。指标层的选取考虑了对自然资源生态安全状况有重要影响的自然、经济、社会各方面的因素,同时兼顾数据的可获取性,共选取19个评价指标,由此构建了评价指标体系,具体见表1。其中C9、C12、C13、C14、C16等指标突出了该区域动植物资源、水资源、地形地貌的影响。

表1 大连市自然资源生态安全评价指标体系

Tab.1 Ecological safety evaluation index system of Dalian nature resources

1.2 指标权重的确定

指标体系中指标权重的确定是基于评价人对赋权方法的偏好和赋权方法一致性的组合赋权法[3],这种方法既减少赋权时对指标的偏好,又减少主观随意性。其中主观赋权法采用层次分析法[4]、客观赋权法采用熵权法[5-6],最终求出大连市自然资源生态安全评价的指标权重Wi。

1.3 指标基准值确定及标准化

本研究将区域自然资源生态安全状况放在全球背景下,所以基准值的来源主要采用目前国际公认值和世界平均值,部分表征自然资源生态安全状态的基准值采用了环境背景值。

采用“自然资源生态安全指数Pi”数学模型对指标进行标准化,设Xi为第i个评价指标的实际值,Yi为第i个指标的基准值,Pi为第i个指标的安全指数,0≤Pi≤1,则:(1)安全正向性和正向趋势的中性指标,当Xi≥Yi时,Pi=1;当XiYi时,Pi=Yi/Xi。

1.4 自然资源生态安全值的计算

1.5 评价标准

大连市自然资源生态安全评价采用5级评价标准,采取非等间距法划分标准值[7],详见表2。

表2 大连市自然资源生态安全评价等级标准

Tab.2 Ecological security level standard of Dalian nature resources

安全综合值区间评价等级表征状态安全[0,0.4]Ⅰ恶劣级巨警(0.4,0.6]Ⅱ风险级中警(0.6,0.8]Ⅲ敏感级预警(0.8,0.9]Ⅳ良好级较安全(0.9,1.0]Ⅴ理想级安全

2 评价结果与分析讨论

2.1 数据来源

研究数据(Xi)主要来自大连市统计年鉴、大连市环境状况公报、大连市国民经济和社会发展统计公报、大连市水资源公报,个别缺失数据来源于其他文献或根据近几年变化趋势预测获得。基准值(Yi)中的国际公认值及平均值来源于相关的文献资料。

2.2 评价结果

对大连市区域自然资源2005—2010年生态安全状况按上述评价方法进行生态安全评价,将生态安全综合值Q与评价标准对照得出生态安全评价等级,并做出各安全指数的变化趋势图,具体见表3及图1～5。

2.3 结果分析与讨论

2.3.1 结果分析

(1)由表3评价综合值可以看出,2005—2010年大连市自然资源生态安全总体上属“敏感级”,说明大连市自然资源与生态环境受到一定破坏,资源结构有变化但尚可维持基本功能,自然资源服务功能已有退化,生态问题显著且受干扰后易恶化,处于预警状态；维持大连市生态安全综合值的主要准则层为驱动力和压力层。由图1可以看出,2005—2010年影响自然资源生态安全水平变化的主要是驱动力值和压力值。

(2)维护大连市自然资源生态安全主要驱动力指标为C2和C4,对驱动力层贡献较大的指标为C4、C5,优势指标有C3、C4、C5,限制指标为C2。引起生态安全状况变化的主要驱动力指标为C1和C4。

表3 大连市2005—2010年自然资源生态安全评价

图1 大连市自然资源生态安全状况变化图

Fig.1 Ecological security situation variation of Dalian natural resources

图2 大连市自然资源生态安全驱动力值变化图

Fig.2 Ecological safety driving force value variation of Dalian natural resources

图3 大连市自然资源生态安全压力值变化图

Fig.3 Ecological safety pressure value variation of Dalian natural resources

图4 大连市自然资源生态安全状态值变化图

Fig.4 Ecological safety state value variation of Dalian natural resources

图5 大连市自然资源生态安全响应值变化图

Fig.5 Ecological security response value variations of Dalian natural resources

(3)维持大连市自然资源生态安全的起重要作用的压力指标为C6、C7,面临来自人类活动的主要压力指标为C6、C7,3项压力指标均为限制指标。影响压力值变化的主要指标是C6。

(4)维护大连市自然资源生态安全的主要状态指标为C9、C10、C12,对状态层贡献较大的指标为C9、C10,优势指标有C10、C14、C15,限制指标为人均耕地面积C11、C12和C13。引起状态值变化的主要指标为C13。

(5)维护大连市自然资源生态安全的主要响应指标为C17和C19,对响应值贡献较大的指标为C16和C19,优势指标有C16、C18,限制指标为C17和C19。影响响应值变化的主要指标为C19。

2.3.2 结果讨论与对策

综上所述,并结合大连市自然资源特点、社会经济实际情况,对本市自然资源状况及自然生态体系建设提出以下结论和建议：

(1)人口威胁。调查数据显示,2006—2010年大连市人口增长率以机械增长为主,流动人口及外地迁入人口的增加是限制生态安全值及引起生态安全状况下降的主要原因。

(2)合理利用土地资源。目前大连市对土地开发利用程度较高,还有不断上升趋势,主要为建设用地和耕地,为保证人均耕地面积及耕地后备资源,建议要严格保护耕地及基本农田,严格控制新增建设用地规模。

(3)合理利用水资源。大连市水资源总量变化受到年降水量的影响,除采取水利工程建设、加强水循环利用与水资源管理等措施,可继续加强海水直接利用和海水淡化,大力发展海水利用,切实解决流域水资源面临的主要问题。

(4)控制污染物排放。目前大连市对工业三废的治理水平较高,但污染负荷仍有较大降低空间,这需要从污染源上加以控制,通过防治措施、清洁生产审核等控制或降低污染物的排放量。

(5)加强治理水土流失。区域平均每年治理水土流失面积约150 km2,总体均趋于好转,但土壤侵蚀现状仍不容乐观,随着土壤侵蚀强度与面积的新增,要对全区域继续加强水土保持工作,最大限度地抑制边治理边破坏现象的发生。

(6) 加强环保投资力度。大连市环境保护投资额每年都有所提升,2010年已达到113.99亿元,但与发达国家水平相比仍有较大差距,需继续加大保护性投资尤其是对生态建设的投入。

3 结束语

(1)对区域自然资源生态安全的研究,相对单纯的土地资源、水资源生态安全更具综合性,相对整个区域的生态安全研究又体现了倾向于自然资源的特点,对维护自然资源安全更有针对性。

(2)采用D-P-S-I-R框架模型建立指标体系,是对P-S-R模型的扩展和修正,将生态安全驱动力与直接压力分为两项,使间接的经济社会压力与人类活动的直接压力与生态安全的因果关系更加明确,有利于指导生态建设。

(3)评价标准主要采用国际公认值和世界平均值,将大连市自然生态状况放在全球背景下进行评价,利于区域与全球大尺度区域的对比与接轨。但在自然资源生态安全评价指标的选用与权重确定方法上目前并没有统一的标准,还有待于继续深入研究。

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