徐 媛，鮑雅靜，李政海，張 靖，李卓玲，劉 麗

(大連民族大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧 大連 116605)

巴里坤湖流域生態(tài)安全評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)研究

徐 媛，鮑雅靜，李政海，張 靖，李卓玲，劉 麗

(大連民族大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧 大連 116605)

針對(duì)巴里坤湖流域面臨的湖泊萎縮、荒漠化和土壤鹽漬化等生態(tài)問題，采用層次分析法，選擇16個(gè)因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)巴里坤湖流域2006-2015年的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：由于經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全系統(tǒng)和自然生態(tài)安全系統(tǒng)指標(biāo)的快速下降，該流域生態(tài)安全長(zhǎng)期處于下降狀態(tài)；預(yù)測(cè)今后該流域生態(tài)安全將持續(xù)下降，2020年甚至接近很不安全狀態(tài)。若這種趨勢(shì)不能得到有效緩解，則將對(duì)巴里坤湖泊流域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

生態(tài)安全評(píng)價(jià)；指標(biāo)體系；巴里坤湖流域

Abstract:In view of the ecological problems such as lake shrinking, desertification and soil salinization in the Barkol Lake watershed, using analytic hierarchy process (AHP), 16 factors were selected as the evaluation indexes, and the ecological security status of the Barkol Lake watershed from 2006 to 2015 was evaluated and predicted. The results show that the ecological security of the watershed is declining for a long time due to the rapid decline of the economic ecological security system and the natural ecological security system. The forecast shows that the ecological security of the watershed will continue to decline or even close to the unsafe state. If this trend cannot be effectively mitigated, it will have a negative impact on the sustainable development of the Barkol Lake watershed.

Keywords:ecological security evaluation; index system; Barkol Lake watershed

生態(tài)安全同國(guó)防安全、經(jīng)濟(jì)安全一樣，是國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定的重要組成部分[1]，指國(guó)家發(fā)展以及人類和群落的持續(xù)生存所需要的生態(tài)環(huán)境處于不受或少受損害和威脅的一種狀態(tài)[2]。想達(dá)到生態(tài)安全，人類也必須保證在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，能夠遵循生態(tài)規(guī)則[3]，適量消耗資源，保持生態(tài)平衡，使人類及其后代能處在一個(gè)威脅相對(duì)較弱的安全環(huán)境下[4]。

近年來，人們逐漸意識(shí)到生態(tài)安全的重要性，尤其是對(duì)湖泊生態(tài)安全的保護(hù)格外重視，生態(tài)學(xué)者們多次提出各地區(qū)湖泊治理的方案，對(duì)湖泊保護(hù)做出了巨大貢獻(xiàn)。例如，2000年，曹建廷等提出針對(duì)東部湖泊的開發(fā)和治理對(duì)策，提高湖泊整治的戰(zhàn)略地位，促進(jìn)了東部平原地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展[5]；2008年，岳耀杰等構(gòu)建了區(qū)域安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)內(nèi)蒙古沙區(qū)湖泊風(fēng)沙災(zāi)害的危險(xiǎn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到湖泊安全評(píng)價(jià)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上提出防治湖泊風(fēng)沙的安全對(duì)策[6]；2015年，董云仙等梳理了滇池、洱海等高原湖泊的演變歷程，提出了預(yù)防型、控制型、治理型湖泊流域生態(tài)安全調(diào)控的途徑，為云南地區(qū)的湖泊生態(tài)修復(fù)和安全調(diào)控起到了重要的作用[7]。此外，國(guó)際上比較流行生態(tài)足跡法來研究和評(píng)價(jià)區(qū)域的生態(tài)安全。該方法主要是通過人類對(duì)自然資源的開發(fā)利用和釋放廢物的速度是否超過了自然的再生能力與自我凈化能力, 來研究區(qū)域發(fā)展是否處于生態(tài)安全狀態(tài)[8-10]。這些建議和對(duì)策對(duì)湖泊保護(hù)做出了重要的貢獻(xiàn)，也為有關(guān)生態(tài)安全方面的研究奠定了基礎(chǔ)。但是近幾年對(duì)東部和南部地區(qū)的湖泊安全保護(hù)更加重視，而忽略了大部分西部民族地區(qū)面臨的湖泊安全問題[11]。其中，巴里坤湖泊正面臨著湖泊萎縮、荒漠化、土壤鹽漬化等生態(tài)問題，這些問題已逐漸成為困擾國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的問題，威脅著當(dāng)?shù)馗髯迦嗣竦纳婧桶l(fā)展。因此，本文建立包括經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全系統(tǒng)、自然生態(tài)安全系統(tǒng)、社會(huì)生態(tài)安全系統(tǒng)在內(nèi)的16個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)巴里坤湖流域生態(tài)安全狀態(tài)，并對(duì)未來的發(fā)展做出預(yù)測(cè)，以期為巴里坤湖流域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

流域位于新疆哈密地區(qū)巴里坤哈薩克自治縣的巴里坤盆地，地理坐標(biāo)為：92°05′35″E～93°48′01″E，43°22′37″N～44°14′33″N，位于東天山的兩支山脈之間，其南部為巴里坤山(東天山)，北部為東天山北分支莫?dú)J烏拉山。研究區(qū)海拔1 580～2 100 m，熱量較豐富，氣候具有干旱冷涼的特點(diǎn)。四季不明顯，只有冷暖兩季，光照充足，無霜期98～104 d，年均氣溫1 ℃，年降水量202 mm，蒸發(fā)量1 638 mm[12]。

1.2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.2.1 生態(tài)安全評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

在充分研究巴里坤湖流域各類生態(tài)功能區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，從流域生態(tài)安全角度出發(fā)，按照涵蓋流域生態(tài)安全的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三個(gè)因素[13]，綜合歸納確定了16個(gè)因素作為評(píng)價(jià)因子，見表1。

表1 巴里坤湖生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重

1.2.2 數(shù)據(jù)來源及處理

人均GDP、糧食單產(chǎn)、林業(yè)單產(chǎn)、牧業(yè)單產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)密度、化肥施用量、農(nóng)藥使用量、年降水、年>10 ℃積溫、人均耕地面積、人口自然增長(zhǎng)率、城鎮(zhèn)化率、人口密度等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均來自2006-2015年巴里坤縣統(tǒng)計(jì)年鑒。林業(yè)、草地、耕地的面積比重來自于對(duì)2006、2010和2016年Landsat5 TM和Landsat 8 OLI遙感影像的解譯，成像時(shí)間主要選取植被信息比較好的7、8、9三個(gè)月，數(shù)據(jù)均來自MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品。采用“單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度”(變化率)的計(jì)算公式獲得歷年的變化，如式1。

(1)

式中，KT為研究期內(nèi)單一土地利用/覆蓋類型動(dòng)態(tài)度；Ua為研究期開始時(shí)該種土地利用/覆蓋類型的面積；Ub為研究期末該土地利用/覆蓋類型的面積。

對(duì)表1中不同安全趨向性的指標(biāo)采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法，處理成值域范圍為0～1的無量綱數(shù)據(jù)；在評(píng)價(jià)過程中采用層次分析法(AHP)建立指標(biāo)評(píng)價(jià)權(quán)重，得出各子系統(tǒng)及綜合生態(tài)安全度，最后使用GM(1,1)模型預(yù)測(cè)該流域生態(tài)安全變化情況。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)巴里坤縣的實(shí)際情況，將巴里坤湖泊流域生態(tài)安全指數(shù)等級(jí)(ESI)劃分為五個(gè)安全檔次：安全(0.80 ≤ ESI ≤1.00)；比較安全(0.60 ≤ ESI < 0.80)；一般安全(0.40 ≤ ESI < 0.60)；欠安全(0.20 ≤ ESI < 0.40)；很不安全(ESI < 0.20)。

2 結(jié)果與分析

2.1 巴里坤湖流域生態(tài)安全總體變化趨勢(shì)

巴里坤流域生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1。經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全系統(tǒng)在2006-2015年總體呈下降趨勢(shì)，2006年和2015年分別為0.22和0.16，其中2006年到2010年和2011年到2015年出現(xiàn)兩個(gè)較平穩(wěn)的階段；自然生態(tài)安全系統(tǒng)2006年到2015年則出現(xiàn)大幅度下降的趨勢(shì)，2006年和2015年分別為0.19和0.09，其中2011年到2015年波動(dòng)較為嚴(yán)重；社會(huì)生態(tài)安全系統(tǒng)從2006年到2015年也出現(xiàn)下滑趨勢(shì)，其中2006年和2015年分別為0.15和0.11，整體呈現(xiàn)較大波動(dòng)；流域生態(tài)安全也出現(xiàn)下降趨勢(shì)，2006年為0.56，2015年為0.36。

圖1 巴里坤湖泊流域生態(tài)安全現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)圖

巴里坤湖泊流域生態(tài)安全長(zhǎng)期處于一般安全(2006年、2008年、2009年、2011年和2012年)和欠安全狀態(tài)(2013-2015年)，僅2007年和2010年處于較安全狀態(tài)；2006-2015年，該流域生態(tài)安全處于下降狀態(tài)，其主要原因是經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全系統(tǒng)和自然生態(tài)安全系統(tǒng)快速下降，造成前者下降的原因是化肥施用量和農(nóng)藥使用量增加，而后者則是由于草地面積下降和耕地面積大幅度增加。

2.2 巴里坤湖泊流域生態(tài)安全預(yù)測(cè)

在對(duì)該流域生態(tài)安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，采用灰色GM(1,1)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)2020年該地區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)：經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全系統(tǒng)從2016年到2020年仍將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2020年降到0.13；自然生態(tài)安全系統(tǒng)預(yù)計(jì)到2020年降到0.04；社會(huì)生態(tài)安全系統(tǒng)雖趨于平穩(wěn)，但總體上仍有所下降，預(yù)計(jì)2020年降到0.10；流域生態(tài)安全持續(xù)下降，預(yù)計(jì)2020年降到0.26。

3 結(jié)論與政策建議

通過建立巴里坤湖流域2006-2015年的生態(tài)安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，得到結(jié)論：該流域生態(tài)安全處于下降狀態(tài)；預(yù)測(cè)表明至2020年巴里坤湖泊流域生態(tài)安全持續(xù)下降，甚至接近很不安全狀態(tài)，若這種趨勢(shì)不能得到有效地緩解，將使巴里坤湖泊流域的湖泊萎縮、荒漠化、土壤鹽漬化等問題加重，對(duì)巴里坤湖泊流域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

針對(duì)巴里坤湖面臨的問題，提出建議：(1)完善相關(guān)法規(guī)，加強(qiáng)執(zhí)法力度:各級(jí)監(jiān)管部門對(duì)環(huán)境違法行為加大執(zhí)法力度，從法律角度切實(shí)加強(qiáng)巴里坤湖流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)，規(guī)范流域內(nèi)各項(xiàng)建設(shè)活動(dòng)，為保護(hù)湖泊水資源，防止湖泊萎縮提供法律保障。(2)建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制：制定巴里坤湖生態(tài)旅游開發(fā)、區(qū)域污染治理、湖泊水環(huán)境保護(hù)、生態(tài)環(huán)境修復(fù)與建設(shè)、環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面的生態(tài)補(bǔ)償辦法、補(bǔ)償形式。(3)合理投資：支持和鼓勵(lì)將資金投向荒漠化治理、污染治理、生態(tài)建設(shè)等產(chǎn)業(yè)，建立人工濕地蘆葦床、污水廠等，改善土壤鹽漬化、水體污染等生態(tài)問題。

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(責(zé)任編輯 趙環(huán)宇)

EvaluationandPredictionofBarkolLakeWatershedEcologicalSecurity

XUYuan,BAOYa-jing,LIZheng-hai,ZHANGJing,LIZhuo-ling,LIULi

(School of Environment and Resources, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116605, China)

Q148

A

2017-04-05；

2017-05-04

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(DC201502070303,DC201501070201，DC201501070403)。

徐媛(1994-)，女，遼寧鐵嶺人，大連民族大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院碩士研究生，主要從事區(qū)域生態(tài)學(xué)研究。

鮑雅靜(1970-)，女，內(nèi)蒙古包頭人，教授，博士，主要從事草地干擾生態(tài)與生態(tài)恢復(fù)研究，E-mail: byj@dlnu.edu.cn。

2096-1383(2017)05-0442-03