葉均艷

（寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川750021）

限制開發(fā)生態(tài)區(qū)生態(tài)風(fēng)險評價
——以寧夏同心縣為例

葉均艷

（寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川750021）

采用實(shí)地考察與統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法，運(yùn)用PSR模型、主成分分析法和K－means聚類分析法計算生態(tài)風(fēng)險度，研究限制開發(fā)生態(tài)區(qū)同心縣生態(tài)環(huán)境狀況。結(jié)果顯示：2006—2015年的同心縣生態(tài)風(fēng)險度總體趨高，生態(tài)安全問題突出。

生態(tài)風(fēng)險評價；PSR模型；主成分分析；限制開發(fā)生態(tài)區(qū)

生態(tài)風(fēng)險評價是伴隨著環(huán)境管理的目標(biāo)和環(huán)境觀念的轉(zhuǎn)變而興起并逐漸發(fā)展起來的一個新的研究領(lǐng)域[1-2]。目前，生態(tài)風(fēng)險評價研究主要是運(yùn)用模型法[3]、暴露—反應(yīng)法[4]等方法，結(jié)合遙感和GIS技術(shù)[5-6]，對流域[3，7]、礦區(qū)[8]、自然保護(hù)區(qū)[9]等開展風(fēng)險源、風(fēng)險受體、危害表征以及暴露—效益等要素的度量和識別，并制定相應(yīng)的管理模式和策略[10]，其日臻完善的評價理論和方法為生態(tài)移民生態(tài)風(fēng)險評價提供了有力的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持[11]。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，區(qū)域發(fā)展差距逐漸引發(fā)了一系列社會問題[12-13]。為協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境、人口、資源的關(guān)系，國際和國內(nèi)都將區(qū)域和空間規(guī)劃提上日程[14-15]。國內(nèi)對限制開發(fā)區(qū)的研究主要集中在限制開發(fā)區(qū)域類型和特征的闡述、限制開發(fā)區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及限制開發(fā)區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面，也有利用景觀分類法構(gòu)建了限制開發(fā)區(qū)主體功能細(xì)分的指標(biāo)體系，對限制開發(fā)區(qū)的研究較多。限制開發(fā)生態(tài)區(qū)生態(tài)較脆弱，目前雖對限制開發(fā)區(qū)的研究較多，但是對限制開發(fā)生態(tài)區(qū)景觀格局的尺度效應(yīng)研究較少。

1 研究區(qū)概況

同心縣位于寧夏回族自治區(qū)中南部，隸屬吳忠市管轄。地理位置介于36°34′～37°28′N，105° 33′～106°41′E之間。同心縣地處黃土高原與內(nèi)蒙古高原的交界地帶，南部屬于中溫帶半干旱大陸性氣候，北部屬中溫帶干旱大陸性氣候地勢由南向北逐漸傾斜（南高北低）。海拔高度1 260～2 625m，縣城所在地海拔1 344 m，屬丘陵溝壑區(qū)，以山地為主，地型復(fù)雜，溝壑縱橫。寧夏的重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)總面積為38 072 km2，占國土空間比重的57.3%，同心縣是其中之一。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

本研究運(yùn)用多層次的評價方法，首先利用PSR模型選取評價指標(biāo)，然后結(jié)合PCA和K-MEANS聚類分析方法進(jìn)行城市生態(tài)風(fēng)險度的計算和等級劃分。PSR（Pressure－State－Response，即壓力－狀態(tài)－響應(yīng)）模型以因果關(guān)系為基礎(chǔ)，常用于評估資源利用和生態(tài)風(fēng)險以及可持續(xù)發(fā)展研究。

2.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于統(tǒng)計年鑒以及對同心縣的實(shí)地考察。通過實(shí)地考察和走訪同心縣相關(guān)部門，咨詢城市相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人士，搜集各相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，獲取了近10年同心縣發(fā)展的基礎(chǔ)資料。本研究數(shù)據(jù)主要來自2007—2016年的寧夏統(tǒng)計年鑒。

3 同心縣生態(tài)風(fēng)險評價

3.1 評價指標(biāo)的確定

通過實(shí)地調(diào)查城市的具體狀況，比較分析各類風(fēng)險源和風(fēng)險受體的特點(diǎn)，綜合國內(nèi)外學(xué)者構(gòu)建的評價指標(biāo)體系，并結(jié)合各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在PSR模型框架下，選取了18個指標(biāo)作為整個城市生態(tài)風(fēng)險評價的指標(biāo)（如表1）。

表1 同心縣生態(tài)風(fēng)險評價指標(biāo)體系

表2 同心縣生態(tài)風(fēng)險評價原始指標(biāo)數(shù)據(jù)Z-score標(biāo)準(zhǔn)化值

3.2 綜合評價過程

3.2.1 原始數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)主要來自寧夏回族自治區(qū)統(tǒng)計年鑒、吳忠市環(huán)境質(zhì)量公報等資料。通過運(yùn)用SPSS21軟件將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行Z-SCORE標(biāo)準(zhǔn)化處理，處理后如表2所示。

3.2.1 主成分m的確定

利用主成分分析方法，將Z-score標(biāo)準(zhǔn)化值進(jìn)行因子分析，最終確定m個特征值，m就是因子變量個數(shù)，其數(shù)值確定見SPSS輸出結(jié)果圖1和表3。

圖1 因子得分碎石圖

表3 解釋的總方差

從表3中可以得出前5個公共因子對原來變量總體的刻畫程度達(dá)到92.665%。另外，從圖1可以很直觀地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)提取前5個公因子時，特征值變化明顯，當(dāng)提取5個之后的公因子時，特征值變化很小，基本趨向平緩。這5個因子基本反映了指標(biāo)變量的絕大部分信息，因此m的取值為5。

3.2.2 因子得分函數(shù)

本研究是根據(jù)回歸法來計算的，計算出相應(yīng)的因子得分，得分方程如下：

式中Li（i=1，2，3，…，18）代表2006—2015年的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3.3 風(fēng)險等級劃分

在上述因子分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用5個因子的方差貢獻(xiàn)率作為各自權(quán)重，計算同心縣的生態(tài)風(fēng)險度，公式如下：

S=0.37F1+0.23F2+0.13F3+0.1F4+0.07F5

表4 2006—2015各年份5個因子的得分

據(jù)此得到同心縣近10年的各個年份的生態(tài)風(fēng)險度。為了分析研究時段的生態(tài)風(fēng)險特征，運(yùn)用SPSS軟件對各年份生態(tài)風(fēng)險度進(jìn)行K-MEANS快速聚類。一般生態(tài)風(fēng)險等級劃分為5等級：Ⅰ-高風(fēng)險、Ⅱ-中等風(fēng)險、Ⅲ-低風(fēng)險、Ⅳ-良好級和Ⅴ-安全級，每個等級具有不同的系統(tǒng)特征。根據(jù)SPSS算出的最終聚類中心，并結(jié)合同心縣的實(shí)際情況，將風(fēng)險度、風(fēng)險等級、狀態(tài)、系統(tǒng)特征對應(yīng)關(guān)系概述為表5所示。

表5 同心縣生態(tài)風(fēng)險等級劃分標(biāo)準(zhǔn)及系統(tǒng)特征

3.4 結(jié)果與分析

3.4.1 評價結(jié)果

根據(jù)各個年份計算出的不同生態(tài)風(fēng)險值，結(jié)合每個等級的風(fēng)險系統(tǒng)特征，評定出同心縣2006—2015年的風(fēng)險狀況，如表6所示。

3.4.2 評價結(jié)果分析

通過分析各個年份的風(fēng)險狀態(tài)，結(jié)合各個狀態(tài)下的系統(tǒng)特征，可以發(fā)現(xiàn)：（1）同心縣的移民是從2007年開始的，同心縣2009年生態(tài)風(fēng)險度開始升高，生態(tài)移民對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)風(fēng)險有很大影響；（2）移民是從一個地方遷入另一個地方，理論上會給遷入?yún)^(qū)帶來風(fēng)險，通過分析可知，生態(tài)移民造成了同心縣整體生態(tài)風(fēng)險度上升，所以應(yīng)該注意在移民過程中的各種問題。

表6 同心縣生態(tài)風(fēng)險評價結(jié)果

4 結(jié)語

本研究通過分析不同年份的生態(tài)風(fēng)險度的高低，為限制開發(fā)生態(tài)區(qū)的選擇與建設(shè)提供理論支持和決策依據(jù)。在限制開發(fā)生態(tài)區(qū)風(fēng)險指標(biāo)的選取上，采用了分析與實(shí)地考察相結(jié)合的方法，保證指標(biāo)的合理，運(yùn)用PSR（壓力－狀態(tài)－響應(yīng)）模型，選擇有代表性的指標(biāo)參與評價，這是對生態(tài)風(fēng)險評價的有益探討。但是本研究的主成分分析方法在風(fēng)險等級的劃定上有一定的主觀性，尋找更加科學(xué)合理的方式確定權(quán)重是今后研究的一個方向。

[1]張小飛，王如松，李正國，等.城市綜合生態(tài)風(fēng)險評價——以淮北市城區(qū)為例[J].生態(tài)學(xué)報，2011，31（20）：6204-6214.

[2]陳江，蔡楨.甲魚養(yǎng)殖底泥中重金屬含量及生態(tài)風(fēng)險評價[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2015，25（3）：87-89.

[3]彭建，黨威雄，劉焱序，等.景觀生態(tài)風(fēng)險評價研究進(jìn)展與展望[J].地理學(xué)報，2015，70（4）：664-677.

[4]戴彬，呂建樹，戰(zhàn)金成，等.山東省典型工業(yè)城市土壤重金屬來源、空間分布及潛在生態(tài)風(fēng)險評價[J].環(huán)境科學(xué)，2015，36（2）：507-515.

[5]毛齊正，羅上華，馬克明，等.城市綠地生態(tài)評價研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報，2012，32（17）：5589-5600.

[6]穆學(xué)英，任建蘭.新型城鎮(zhèn)化背景下山東省土地生態(tài)安全空間格局研究[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2016，26（3）：28-32.

[7]張學(xué)斌，石培基，羅君，等.基于景觀格局的干旱內(nèi)陸河流域生態(tài)風(fēng)險分析——以石羊河流域?yàn)槔齕J].自然資源學(xué)報，2014，29（3）：410-419.

[8]許妍，曹可，李冕，等.海岸帶生態(tài)風(fēng)險評價研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2016，31（2）：137-146.

[9]潘雅婧，王仰麟，彭建，等.礦區(qū)生態(tài)風(fēng)險評價研究述評[J].生態(tài)學(xué)報，2012，32（20）：6566-6574.

[10]王斌，王靜.TCLP法評價鋼鐵工業(yè)區(qū)周邊土壤重金屬生態(tài)環(huán)境風(fēng)險[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2013，23（4）：23-25.

[11]鄧飛，于云江，全占軍.區(qū)域生態(tài)風(fēng)險評價研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，37（6G）：141-147.

[12]朱媛媛，余斌，曾菊新，等.國家限制開發(fā)區(qū)“生產(chǎn)—生活—生態(tài)”空間的優(yōu)化——以湖北省五峰縣為例[J].經(jīng)濟(jì)地理，2015，35（4）：26-32.

[13]肖長江，歐名豪，李鑫.基于生態(tài)-經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)勢視角的建設(shè)用地空間優(yōu)化配置研究——以揚(yáng)州市為例[J].生態(tài)學(xué)報，2015，35（3）：696-708.

[14]米楠，楊美玲，樊新剛，等.主體功能區(qū)劃中限制開發(fā)生態(tài)區(qū)的細(xì)分方法——以寧夏回族自治區(qū)為例[J].生態(tài)學(xué)報，2016，36（16）：5058-5066.

[15]秦賢宏.蘇南發(fā)達(dá)地區(qū)限制開發(fā)區(qū)域的范圍劃定與規(guī)劃對策——以江陰市南部六鎮(zhèn)不開發(fā)區(qū)規(guī)劃為例[J].地理研究，2014，33（9）：1728-1735.

（編輯：周利海）

Ecological Risk Assessment of Restricted Development Ecological Zone——A Case Study of Tongxin County,Ningxia

Ye Junyan
（College of Resources and Environment,Ningxia University,Yinchuan Ningxia 750021,China）

This article adopted themethod of field investigation and statistical analysis,using PSR model,principal component analysis and the K-means clustering analysismethod to research the ecological environment condition of restricted development of ecological zone.The results showed that:the ecological risk of Tongxin County in 2006～2015 was generally higher,the environmental quality was declining and the ecological security problem has becomemore andmore prominent.

ecological risk assessment,PSRmodel,principal componentanalysis,restricted development ecological zone

X820.4

A

1008-813X（2017）02-0014-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.02.04

2017-03-15

葉均艷（1993-），女，湖北襄陽人，寧夏大學(xué)人文地理專業(yè)碩士研究生在讀，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)評估的研究。