龔新蜀， 韓美玲

(石河子大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，新疆石河子 832003)

通信作者：韓美玲，碩士研究生，研究方向?yàn)閰^(qū)域經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。E-mail：630837357@qq.com。

生態(tài)環(huán)境是一定區(qū)域內(nèi)氣候、地貌、土壤、水文、動(dòng)植物及人類活動(dòng)等的綜合，它既受人類活動(dòng)的影響，又是人類賴以生存的基礎(chǔ)[1-3]。隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，全球環(huán)境、氣候發(fā)生一系列深刻而顯著的變化，對(duì)生態(tài)環(huán)境脆弱性的研究也逐漸提上日程[4]。新疆地處我國(guó)西北邊陲，是我國(guó)典型的干旱區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)，在國(guó)家“兩屏三帶”為主體的生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中，新疆作為北方防沙帶生態(tài)功能區(qū)，肩負(fù)著“三北”地區(qū)生態(tài)安全屏障的重任，承擔(dān)著加強(qiáng)防護(hù)林建設(shè)、草原保護(hù)和防風(fēng)固沙的生態(tài)職責(zé)，對(duì)于新疆生態(tài)脆弱度的研究顯得十分必要。已有研究多是對(duì)河流流域、綠洲城市、區(qū)際范圍的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行比較和分析，鮮有把新疆作為整體研究對(duì)象，對(duì)生態(tài)脆弱度的動(dòng)態(tài)變化和驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行分析[5-10]。因此，本研究以新疆維吾爾自治區(qū)生態(tài)環(huán)境為研究對(duì)象，從自然因子、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展4個(gè)層面構(gòu)建生態(tài)脆弱度指標(biāo)體系，找到影響生態(tài)脆弱度的主要驅(qū)動(dòng)因子為緩解生態(tài)惡化提供對(duì)策，以期為新疆的可持續(xù)發(fā)展提供新的思路。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究以2001—2014年為研究時(shí)段，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)來(lái)源于新疆維吾爾自治區(qū)統(tǒng)計(jì)局編寫的相關(guān)年份《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2 生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)價(jià)生態(tài)脆弱度是一個(gè)復(fù)雜的的過程，造成區(qū)域生態(tài)脆弱的原因眾多，主要包括自然因素和人為因素。本研究評(píng)價(jià)新疆生態(tài)脆弱性兼顧可表征性、易獲取性、動(dòng)態(tài)性、相關(guān)性等原則，在參考已有相關(guān)研究成果[4-5]的基礎(chǔ)上，結(jié)合本研究目的、范圍以及研究區(qū)域的自然地理背景和特征，建立一套科學(xué)完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，指標(biāo)體系共涵蓋3個(gè)層次：一是目標(biāo)層，二是系統(tǒng)層，三是指標(biāo)層。如表1所示，x1、x2、x3為表征自然因子的3個(gè)指標(biāo)，x4、x5、…、x13為表征資源環(huán)境現(xiàn)狀的10個(gè)指標(biāo)，x14、x15、x16、x17為表征經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的4個(gè)指標(biāo)，x18、x19、x20為表征社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r的3個(gè)指標(biāo)。除x8、x11、x15、x17為正向指標(biāo)外，其余均為逆向指標(biāo)。為消除指標(biāo)的量綱和統(tǒng)一指標(biāo)值的變化范圍，對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，分別采用如下公式進(jìn)行處理[11-12]。

正向指標(biāo)：

逆向指標(biāo)：

式中：minj(Xij)和maxj(Xij)分別表示第j個(gè)指標(biāo)數(shù)列的最小值和最大值；Xij表示第j個(gè)指標(biāo)第i年的變量值；Zij為第j個(gè)指標(biāo)第i年的變量值的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果，變化范圍在0～1之間。

脆弱度：

Di=∑Zij×wj。

式中：Di表示第i年新疆生態(tài)環(huán)境脆弱度；wj表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

基于系統(tǒng)性和可操作性原則，本研究使用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重由樣本數(shù)據(jù)計(jì)算獲得，能消除人為確定權(quán)重的主觀性，計(jì)算公式如下：

gi=1-ej；

表1 新疆生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3 生態(tài)脆弱度與各指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)度分析

本研究使用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，測(cè)度各指標(biāo)與生態(tài)脆弱度之間的關(guān)聯(lián)程度，把每個(gè)指標(biāo)對(duì)生態(tài)脆弱度的影響程度進(jìn)行量化，以便找出影響區(qū)域生態(tài)脆弱性的主要因素，灰色關(guān)聯(lián)分析具體計(jì)算步驟如下：(1)確定參考數(shù)列和比較數(shù)列；(2)對(duì)參考數(shù)列和比較數(shù)列構(gòu)成的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行無(wú)量綱化數(shù)據(jù)處理，以消除不同種類數(shù)據(jù)無(wú)法比較和計(jì)算造成的誤差；(3)求參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)；(4)求灰關(guān)聯(lián)度；(5)按灰關(guān)聯(lián)度大小排序，在得到各個(gè)比較數(shù)列與參考數(shù)列的灰關(guān)聯(lián)度的基礎(chǔ)上，關(guān)聯(lián)度越大，說明影響程度也越大。

Xm={xm(1),xm(2),…,xm(n)}，m=1,2,…,20。

式中：n表示時(shí)刻，m表示指標(biāo)個(gè)數(shù)；X0={x0(1),x0(2),…,x0(n)}，n=1,2,…,14為數(shù)據(jù)參考數(shù)列，X1={x1(1),x1(2),…,x1(n)}、…、Xi={xi(1),xi(2),…,xi(n)}、…、Xm={xm(1),xm(2),…,xm(n)}，m=1,2,…,20為數(shù)據(jù)比較數(shù)列。

關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式為：

1.4 貢獻(xiàn)度計(jì)算

把因子障礙度模型改造為因子貢獻(xiàn)度模型，用來(lái)分析歷年生態(tài)脆弱度的主要貢獻(xiàn)因子[7]，計(jì)算公式如下：

式中：Cj、wj、Ij分別表示第j項(xiàng)指標(biāo)對(duì)脆弱度的貢獻(xiàn)度、第j項(xiàng)指標(biāo)對(duì)脆弱度的權(quán)重、第j項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，m表示指標(biāo)個(gè)數(shù)。

2 實(shí)證結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)脆弱度變化趨勢(shì)分析

參考趙躍龍等的分類方法，按脆弱度z的大小把新疆生態(tài)環(huán)境脆弱性劃分為4類，即z>0.65為極強(qiáng)度脆弱，0.5

表2 新疆2001—2014年生態(tài)脆弱度評(píng)價(jià)結(jié)果

表2顯示，縱觀時(shí)間序列變化趨勢(shì)，西部大開發(fā)以來(lái)新疆生態(tài)脆弱度年際變化有波動(dòng)，總體呈顯著下降的趨勢(shì)，即新疆生態(tài)脆弱性有逐漸消減的趨勢(shì)。生態(tài)脆弱性的變化大致可以劃分為3個(gè)階段：第1個(gè)階段，生態(tài)脆弱高度預(yù)警階段(2001—2005年)。在此期間，生態(tài)脆弱值介于0.532 9～0.657 0 之間，脆弱度等級(jí)處于極強(qiáng)度脆弱與強(qiáng)度脆弱狀態(tài)且脆弱度呈下降趨勢(shì)。由于西部大開發(fā)戰(zhàn)略剛剛落實(shí)，各項(xiàng)社會(huì)事業(yè)處于起步階段，西北地區(qū)迫于對(duì)中東部發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)趕超，在權(quán)衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)治理時(shí)偏重經(jīng)濟(jì)建設(shè)，在承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的過程中大力發(fā)展石油化工工業(yè)，加快資源耗竭速度。同時(shí)，由于新疆是少數(shù)民族聚居區(qū)，寬松的人口政策造成人口自然增長(zhǎng)率居高不下，沉重的人口負(fù)擔(dān)加重了資源環(huán)境壓力，給原本脆弱的生態(tài)系統(tǒng)“雪上加霜”。與此同時(shí)，在這個(gè)階段，生態(tài)脆弱性也有明顯的改善和好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，生態(tài)脆弱度由2001年的0.657 0下降到2005年的0.532 9，這與退耕還林工程和“三北”防護(hù)林工程在新疆的有效落實(shí)、環(huán)境污染治理、水土流失治理等環(huán)境整治措施有關(guān)，森林覆蓋率由2001年的1.92%上升到2005年的2.94%，累計(jì)造林面積90.1萬(wàn)hm2，環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。第2個(gè)階段，生態(tài)脆弱度徘徊階段(2006—2009年)。生態(tài)脆弱度處在中、強(qiáng)度脆弱狀態(tài)，生態(tài)脆弱度介于0.416 1～0.520 5之間，較上一階段生態(tài)環(huán)境有明顯的改善，這與人均能源消費(fèi)量的大幅縮減、環(huán)境污染治理投資加大、農(nóng)民人均純收入提高關(guān)系密切，能源消費(fèi)量的下降，能緩解氣溫上升對(duì)區(qū)域干旱氣候的影響。農(nóng)民收入水平提高能減輕農(nóng)民對(duì)土地的過度依賴，減少放牧、樵采等對(duì)自然資源過度開發(fā)利用的行為。第3個(gè)階段，生態(tài)脆弱度良性波動(dòng)階段(2010—2014年)。在此期間，生態(tài)脆弱度處在中、輕度脆弱狀態(tài)，年際變化相對(duì)平穩(wěn)，生態(tài)脆弱度介于 0.354 2～0.419 8之間，這一階段生態(tài)環(huán)境趨向好轉(zhuǎn)是多方面因素作用的結(jié)果。首先，農(nóng)業(yè)占GDP比重下降了3.2百分點(diǎn)，環(huán)境污染治理投資占GDP比重上升了2.7百分點(diǎn)，農(nóng)業(yè)有效灌溉程度上升明顯。水土流失治理面積由2010年的35.9萬(wàn)hm2上升到2014年的84.2萬(wàn)hm2，年均增長(zhǎng) 12.1萬(wàn)hm2?！叭薄狈雷o(hù)林造林工程與防沙治沙工程的實(shí)施，使全區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體保持穩(wěn)定，呈現(xiàn)部分改善與局部惡化的態(tài)勢(shì)。

綜合來(lái)看，新疆維吾爾自治區(qū)生態(tài)環(huán)境有著先天的脆弱性，盡管近年來(lái)環(huán)保投入力度不斷加大，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)局部好轉(zhuǎn)，但新疆仍是全國(guó)面積最大的干旱半干旱荒漠區(qū)，土地沙化、干旱依然是現(xiàn)階段以及將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間新疆生態(tài)環(huán)境治理的難題。隨著區(qū)域資源開發(fā)力度的不斷深入，環(huán)境污染治理的難度也將提高。

2.2 生態(tài)脆弱度與指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度分析

運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析模型，通過公式計(jì)算出各指標(biāo)與生態(tài)脆弱度之間的關(guān)聯(lián)度，排序獲得影響生態(tài)脆弱度的主要因素，結(jié)果見表3。從新疆生態(tài)脆弱度與各指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果來(lái)看，各指標(biāo)與生態(tài)脆弱度的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、人口自然增長(zhǎng)率、環(huán)境污染投資總額占GDP比重、有效灌溉程度、年平均降水量、人均能源消耗量、農(nóng)民人均純收入、水土流失治理面積、自然保護(hù)區(qū)面積占轄區(qū)面積比重、人均GDP。新疆生態(tài)脆弱度與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、人口自然增長(zhǎng)率、環(huán)境污染投資總額占GDP比重、有效灌溉程度的關(guān)聯(lián)程度最高，關(guān)聯(lián)度均達(dá)到了0.9以上，表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比重大、人口增長(zhǎng)率高是造成生態(tài)脆弱性提高的驅(qū)動(dòng)因素，加大環(huán)境污染治理投資力度、提高有效灌溉面積是減緩區(qū)域生態(tài)脆弱性的有效途徑；年均降水量、人均能源消耗量、農(nóng)民人均純收入、水土流失治理面積、自然保護(hù)區(qū)面積占轄區(qū)面積比重、人均GDP對(duì)新疆生態(tài)脆弱性的影響次之，與之關(guān)聯(lián)度均達(dá)到0.8以上，表明加快農(nóng)民收入水平提高、加大環(huán)境建設(shè)投入力度有利于提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，而能源消耗量的提高會(huì)加重生態(tài)脆弱性，應(yīng)倡導(dǎo)節(jié)能減排的消費(fèi)觀念。

2.3 生態(tài)脆弱度與指標(biāo)之間的貢獻(xiàn)度分析

選擇每年生態(tài)脆弱貢獻(xiàn)度最大的2個(gè)指標(biāo)作為主要貢獻(xiàn)指標(biāo)，其貢獻(xiàn)度如表4所示。由此可以看出，各年影響生態(tài)脆弱的主要貢獻(xiàn)因子變化較大，因子貢獻(xiàn)度也有所差異。2010年生態(tài)脆弱的主要貢獻(xiàn)因子為環(huán)境污染投資總額占GDP比重、人均耕地面積，2013年生態(tài)脆弱的主要貢獻(xiàn)因子為人均能源消耗量、自然保護(hù)區(qū)面積占轄區(qū)面積比重，2014年生態(tài)脆弱的主要貢獻(xiàn)因子為人均能源消耗量、人均水資源量。

表3 新疆生態(tài)脆弱度與各指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度

表4 新疆各指標(biāo)與生態(tài)脆弱度的貢獻(xiàn)度

注：表中所選變量為生態(tài)脆弱度貢獻(xiàn)最大的2個(gè)變量。

2.4 生態(tài)脆弱度的預(yù)測(cè)分析

本研究基于灰色系統(tǒng)理論，使用灰色預(yù)測(cè)模型，依據(jù)預(yù)測(cè)問題的特征，揭示中短期內(nèi)新疆生態(tài)環(huán)境脆弱性演變趨勢(shì)，以2001—2014年新疆生態(tài)環(huán)境脆弱度作為原始數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)中短期2018、2020年生態(tài)脆弱度的可能性變化，預(yù)測(cè)結(jié)果和誤差檢驗(yàn)如表5所示。

表5 2018、2020年新疆生態(tài)脆弱度預(yù)測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論與對(duì)策

本研究從自然因子、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展4個(gè)方面構(gòu)建了新疆生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)體系，使用灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)新疆2018、2020年生態(tài)脆弱度進(jìn)行預(yù)測(cè)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，新疆生態(tài)脆弱性與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、人口自然增長(zhǎng)率、環(huán)境污染投資總額占GDP比重、有效灌溉程度的關(guān)聯(lián)程度最大，關(guān)聯(lián)度均達(dá)到0.9以上。因此，應(yīng)從以下4個(gè)方面提高新疆生態(tài)環(huán)境質(zhì)量：第一，在本研究得到農(nóng)業(yè)占GDP比重是影響生態(tài)脆弱性的首要因素，農(nóng)業(yè)用水是新疆第一用水大戶，新疆生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)較弱，農(nóng)業(yè)用水比例過大勢(shì)必會(huì)擠占其他部門用水份額，不利于部門間的協(xié)同發(fā)展。因此，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，提高二、三產(chǎn)業(yè)在新疆國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重從而引導(dǎo)自然資源重新配置是改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要手段。第二，人口數(shù)量增長(zhǎng)會(huì)提高資源消耗量和廢物排放量，加大環(huán)境承載壓力，造成環(huán)境質(zhì)量下降。因此，在可持續(xù)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，新疆應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃生育政策，鼓勵(lì)晚婚晚育少生優(yōu)生，有效控制人口增長(zhǎng)，促進(jìn)人口與環(huán)境良性發(fā)展。第三，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，減少污染物排放，改變以往資源-產(chǎn)品-廢物的發(fā)展模式為資源-產(chǎn)品-再生資源的發(fā)展路徑，堅(jiān)持走經(jīng)濟(jì)高增長(zhǎng)，環(huán)境低污染的新型工業(yè)化發(fā)展道路。第四，加快科技研發(fā)和創(chuàng)新步伐，進(jìn)而提高資源利用效率，推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)。對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施加強(qiáng)建設(shè)和管理，提高水利設(shè)施抗災(zāi)減災(zāi)能力。

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