黃和平，楊宗之

(1.江西財(cái)經(jīng)大學(xué)生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究院，南昌 330013； 2.江西財(cái)經(jīng)大學(xué)旅游與城市管理學(xué)院，南昌 330032)

0 引言

近年來，隨著人口和經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的迫切需要，以資源和環(huán)境為代價(jià)的粗獷型經(jīng)濟(jì)發(fā)展隨處可見。木材需求量的不斷增加，忽視自然規(guī)律選擇的經(jīng)濟(jì)發(fā)展活動(dòng)，導(dǎo)致水、土地和臭氧層等一系列生態(tài)資源的過度消損，引發(fā)的生態(tài)安全問題日益威脅著人類的基本生存環(huán)境[1]。森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的碳儲(chǔ)集層、儲(chǔ)能區(qū)和生物基因庫，其安全狀況與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著密切的關(guān)聯(lián)[2]。由于粗放經(jīng)營管理和高強(qiáng)度的工業(yè)污染排放等，森林生態(tài)系統(tǒng)在很大程度上受到前所未有的威脅：森林面積的減少、質(zhì)量的不斷惡化，大幅消弱了其原有的基礎(chǔ)生態(tài)功能，引發(fā)的全球變暖效應(yīng)致使生物多樣性消減增速，森林生態(tài)環(huán)境問題開始制約著人類的生存和發(fā)展。

Norman Myer在《最后的安全》中率先提出生態(tài)安全這一概念，認(rèn)為生態(tài)環(huán)境的退化會(huì)威脅經(jīng)濟(jì)和政治的安全[3]。隨后，Mack Halle進(jìn)一步將人類安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)細(xì)分為包括人口、政治、文化和生態(tài)在內(nèi)的多個(gè)子系統(tǒng)[4-5]。Rapport[6]認(rèn)為，生態(tài)安全應(yīng)該為人類的生存和發(fā)展提供良好的生態(tài)服務(wù)功能并且穩(wěn)定地供給各種資源。陳利頂?shù)戎胤治隽宋覈坝^生態(tài)學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r，系統(tǒng)地闡述了我國景觀生態(tài)學(xué)研究的特點(diǎn)，從學(xué)科發(fā)展和理論研究、重點(diǎn)研究領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用3個(gè)方面分析了我國景觀生態(tài)學(xué)未來發(fā)展的關(guān)鍵方向[7]。對(duì)于生態(tài)安全評(píng)價(jià)，一般以指標(biāo)體系、模型的使用和評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)(UN Commission on Sustainable Development)在1989年7國集團(tuán)(G7)峰會(huì)上首次啟動(dòng)的生態(tài)環(huán)境指標(biāo)項(xiàng)目的理念基礎(chǔ)上，開創(chuàng)了一種壓力—狀態(tài)—響應(yīng)(PSR)模型，并基于此構(gòu)建了相應(yīng)的指標(biāo)體系，用于評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力、壓力對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及人類對(duì)影響的積極反饋幾個(gè)方面。從生態(tài)安全評(píng)價(jià)的角度來看，系統(tǒng)評(píng)價(jià)的模式和方法逐漸從單個(gè)維度的評(píng)價(jià)模型和方法轉(zhuǎn)向多維度的評(píng)價(jià)。

近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者使用PSR、PSIR、DSR、DPSIR、DPSER等模型構(gòu)建理論框架，運(yùn)用主成分分析、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法和生態(tài)足跡評(píng)價(jià)模型對(duì)生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中，廖冰等在工業(yè)和生態(tài)相互共生、林業(yè)產(chǎn)業(yè)壓力與森林生態(tài)的交互基礎(chǔ)上，通過Lotka-Volterra方法計(jì)算出林業(yè)生態(tài)安全共生度指數(shù)及其判斷依據(jù)，由指標(biāo)向指數(shù)耦合集成，最后對(duì)省域尺度的林業(yè)生態(tài)安全進(jìn)行了實(shí)證測(cè)度[8]。根據(jù)傳統(tǒng)的PSR模型，米鋒等以森林生態(tài)承載力和人類行為對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行了全方位的剖析，并基于此對(duì)中國31個(gè)省(市)的森林生態(tài)安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)[9]。劉心竹等在分析森林生態(tài)安全與森林健康概念的基礎(chǔ)上，基于有害干擾原則，通過主成分分析、聚類分析和模糊評(píng)價(jià)等方法，對(duì)不同省份森林生態(tài)安全水平進(jìn)行實(shí)證分析[10]。顧艷紅等基于森林生態(tài)系統(tǒng)與自然、人類社會(huì)系統(tǒng)的相互作用，從森林資源、地理和氣候條件、區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力和人類管理響應(yīng)狀態(tài)4個(gè)方面建立了森林生態(tài)安全指數(shù)模型，進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià)與比較[11]。王金龍等基于森林生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)系統(tǒng)相互作用的內(nèi)在機(jī)制，從生態(tài)狀態(tài)指數(shù)(ECI)和人類活動(dòng)(生態(tài)壓力指數(shù)EPI)的角度考慮了森林生態(tài)系統(tǒng)的安全，設(shè)計(jì)了森林生態(tài)安全指數(shù)的方法體系[12]。馮彥[13]以湖北省85個(gè)區(qū)、縣為研究對(duì)象，根據(jù)綜合指數(shù)法計(jì)算湖北省森林生態(tài)安全指數(shù)，在GIS的技術(shù)下，對(duì)縣級(jí)森林生態(tài)模式的空間尺度進(jìn)行了深層次的分析。李國偉等評(píng)價(jià)了森林生態(tài)系統(tǒng)的5個(gè)方面，并量化實(shí)施天然林保護(hù)項(xiàng)目對(duì)長(zhǎng)白山森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)量和價(jià)值的影響[14]。魯莎莎等建立了基于森林生態(tài)安全情景分析和控制的SD模型，并設(shè)計(jì)了4種開發(fā)場(chǎng)景，對(duì)每個(gè)場(chǎng)景的森林生態(tài)安全進(jìn)行了仿真和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)[15]。譚明亮[16]基于蘭州市南部和北部山區(qū)的環(huán)境綠化項(xiàng)目區(qū)域的GIS衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，從研究區(qū)域的實(shí)際情況出發(fā)，應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)方法，對(duì)城市人工森林生態(tài)系統(tǒng)研究區(qū)的服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

目前森林生態(tài)安全的研究規(guī)模主要集中在國家、省市、縣級(jí)尺度，在經(jīng)濟(jì)區(qū)域化水平上對(duì)省級(jí)森林生態(tài)安全動(dòng)態(tài)的研究較少。在此基礎(chǔ)上，文章從森林生態(tài)系統(tǒng)安全的概念出發(fā)，考量人類社會(huì)系統(tǒng)與森林生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部交互機(jī)制，綜合考慮影響森林生態(tài)安全元素間的相互作用，采用森林生態(tài)安全的PSR模型，以客觀評(píng)價(jià)研究區(qū)2005—2015年中部6省森林生態(tài)安全的時(shí)空變化及其壓力、狀態(tài)和響應(yīng)等幾方面的影響因素和干擾程度。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

中部地區(qū)，包含江西、湖南、湖北、安徽、河南、山西6個(gè)省份，東部臨海，西接內(nèi)陸。截止2016年底，中部地區(qū)人口約3.67億人，面積約1.028 0億hm2，GDP總量約15.910 0萬億元，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值約4.33萬元。中原地區(qū)土地面積占全國總量的10.7%左右，并承載著26.5%的人口，創(chuàng)造全國約21.4%左右的生產(chǎn)總值[17]。林地面積為48.86萬hm2(占全國15.63%)，森林蓄積量為1 475萬hm2(占全國9.74%)，天然林面積20.1萬hm2(占全國16.5%)。中部地區(qū)森林生態(tài)環(huán)境資源富饒，在全國有著非常重要的森林生態(tài)地位，但省域間森林覆蓋率及森林資源分布極不均衡，且各省面臨著較大差異的森林生態(tài)安全問題。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來自2006年、2011年、2016年的《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，各省環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)、環(huán)境狀況公報(bào)、統(tǒng)計(jì)年鑒等相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料。同時(shí)，用相關(guān)部門網(wǎng)站所公布的數(shù)據(jù)以及其他有關(guān)資料的數(shù)據(jù)來補(bǔ)充部分?jǐn)?shù)據(jù)。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1.1 選取原則和依據(jù)

為了體現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)自身的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，并更加真實(shí)、系統(tǒng)地反映人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)森林生態(tài)安全的影響，該文從中央及地方政策出發(fā)，考慮各區(qū)域發(fā)展的特點(diǎn)，以科學(xué)性、系統(tǒng)性、針對(duì)性、真實(shí)性、可操作性原則為導(dǎo)向建立PSR評(píng)價(jià)模型，通過文獻(xiàn)綜述，充分借鑒相關(guān)研究領(lǐng)域的成果[18-21]，結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙庖妼?duì)指標(biāo)體系進(jìn)行整合，從森林生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)、壓力和響應(yīng)3個(gè)不同的角度，最終選取了18個(gè)指標(biāo)構(gòu)建中部地區(qū)森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其中，壓力指標(biāo)反映森林生態(tài)系統(tǒng)中人類活動(dòng)的有害干擾； 狀態(tài)指標(biāo)反映森林生態(tài)系統(tǒng)的資源情況及自然災(zāi)害對(duì)其所造成的影響； 響應(yīng)指標(biāo)反映森林生態(tài)系統(tǒng)中人類活動(dòng)的有益干擾。

2.1.2 指標(biāo)含義

表1 中部地區(qū)森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

子系統(tǒng)層要素層指標(biāo)層單位公式類型系統(tǒng)狀態(tài)(A1)資源狀況(B1)森林覆蓋率(C1)%森林面積/地區(qū)面積*100%+森林單位面積蓄積量(C2)m3/hm2森林蓄積量/森林面積+林分結(jié)構(gòu)(C3)%天然林面積/森林面積+生物干燥指數(shù)(C4)見指標(biāo)說明+自然災(zāi)害(B2)森林火災(zāi)受災(zāi)率(C5)‰森林火災(zāi)受害面積/森林面積*100%-森林病蟲鼠害致災(zāi)率(C6)%森林病蟲鼠害發(fā)生面積/森林面積*100%-系統(tǒng)壓力(A2)一般壓力(B3)人口密度(C7)人/hm2年末人口數(shù)/地區(qū)面積-城鎮(zhèn)化率(C8)%城鎮(zhèn)人口數(shù)/省年末人口數(shù)*100%-單位GDP能耗(C9)億元/hm2GDP/地區(qū)面積-能源消耗指數(shù)(C10)萬t/hm2地區(qū)能源總消耗量/森林面積-行為壓力(B4)SO2排放強(qiáng)度(C11)萬t/hm2二氧化硫排放量/地區(qū)面積-工業(yè)廢水排放強(qiáng)度(C12)萬t/hm2工業(yè)廢水排放量/地區(qū)面積-人類干擾指數(shù)(C13)%建設(shè)用地面積/地區(qū)面積-森林采伐強(qiáng)度(C14)%木材產(chǎn)品采伐量/森林蓄積量-森林旅游開發(fā)強(qiáng)度(C15)%已開發(fā)的森林公園面積/森林面積-系統(tǒng)響應(yīng)(A3)態(tài)修復(fù)(B5)新增造林比例(C16)%造林面積/森林面積*100%+單位森林面積林業(yè)投資完成額(C17)元/hm2林業(yè)投資完成額/森林面積+單位GDP工業(yè)污染治理投資額(C18)%工業(yè)污染治理完成投資/GDP+

狀態(tài)類指標(biāo)以森林資源的物質(zhì)情況來反映森林的生態(tài)安全狀況，主要從其數(shù)量、質(zhì)量、變化情況和自身及外界的有害干擾程度來衡量。其中資源狀況選取森林覆蓋率、森林單位面積蓄積量、林分結(jié)構(gòu)、生物干燥指數(shù)多項(xiàng)指標(biāo)表征森林的面積、蓄積能力和其維持自身結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性等方面的能力。自然災(zāi)害分別選取森林火災(zāi)受災(zāi)率和森林病蟲害致災(zāi)率兩項(xiàng)指標(biāo)來表示地區(qū)森林資源受各類災(zāi)害威脅的程度，災(zāi)害的發(fā)生率越高森林生態(tài)系統(tǒng)則越不安全。壓力類指標(biāo)包括影響森林生態(tài)作用的一般壓力和行為壓力，一般壓力從人口密度、城鎮(zhèn)化率、單位GDP能耗和能源消耗指數(shù)幾個(gè)方面考慮，表示施加在森林資源上的人類社會(huì)需求。行為壓力從SO2排放強(qiáng)度、工業(yè)廢水排放強(qiáng)度、人類干擾指數(shù)、森林采伐強(qiáng)度、森林旅游開發(fā)強(qiáng)度幾個(gè)方面考慮，其中包括工業(yè)廢氣廢水排放對(duì)森林資源的威脅，以及人類開發(fā)利用自然資源、改造生態(tài)系統(tǒng)水平的程度。響應(yīng)類指標(biāo)指對(duì)森林資源的生態(tài)修復(fù)，從新增造林比例、單位森林面積林業(yè)投資完成額、單位GDP工業(yè)污染治理投資額幾個(gè)方面考慮，反映了政府部門對(duì)林業(yè)建設(shè)的重視程度，以及為森林資源保護(hù)提供的資金支持，體現(xiàn)森林資源長(zhǎng)久發(fā)展的能力。

指標(biāo)說明：生物干燥指數(shù)BK用于描述森林的生境潮濕和干燥條件。BK值越大，相應(yīng)的生境就越潮濕，同時(shí)濕度的增加也能促進(jìn)植被的生長(zhǎng)。因此，生物干燥指數(shù)BK值越大，森林的生態(tài)環(huán)境就越好。生物干燥指數(shù)BK計(jì)算如公式(1)：

(1)

式(1)中，P表示年降水量(mm)，BWI為植物溫暖指數(shù)。植物溫暖指數(shù)BWI可通過公式(2)計(jì)算得出：

(2)

其中T為10℃以上的月均氣溫(℃)，n為月均氣溫大于10℃的月數(shù)。

2.2 熵權(quán)法

該文采用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，采用模糊物元法和歐式貼近度法對(duì)森林生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。熵權(quán)法彌補(bǔ)了專家學(xué)者對(duì)指標(biāo)權(quán)重主觀賦權(quán)打分的不足，基于各指標(biāo)數(shù)據(jù)提供的信息量來進(jìn)行權(quán)重的計(jì)算，是一種客觀的數(shù)學(xué)加權(quán)方法[22]。權(quán)重的計(jì)算步驟如下：

(1)設(shè)共有m個(gè)研究樣本，每個(gè)樣本中存在n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，則其判斷矩陣為：

(3)

(2)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

正向指標(biāo)的處理：

(4)

其中，xmax、xmin分別為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)中的最大和最小值；

負(fù)向指標(biāo)的處理：

(5)

其中，xmax、xmin分別為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)中的最大和最小值；

(3)計(jì)算第j評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息熵(Hj)：

(6)

(4)計(jì)算第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重(Wj)：

(7)

其中，Hj為第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵。

2.3 模糊物元法

根據(jù)模糊物元法，構(gòu)建中部地區(qū)各省森林生態(tài)安全的復(fù)合物元Rmn：

(8)

式(8)中，Mi表示第i個(gè)事物(i=1， 2,…,m)，Cj表示第i個(gè)事物的第j項(xiàng)特征值(j=1， 2,…,n)，xij(i=1， 2,…,m；j=1， 2,…,n)為該事物的特征量值。

首先，計(jì)算從優(yōu)隸屬度。事物的特征值Cj，包含正向與逆向值，對(duì)于這些指標(biāo)需要計(jì)算其相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)事物的從優(yōu)隸屬度u(xij)(i=1， 2,…,m；j=1， 2,…,n)，計(jì)算方法為：

越大越優(yōu)型指標(biāo)：

(9)

越小越優(yōu)型指標(biāo)：

(10)

式中，maxxij和minxij分別表示Cj中的最大值和最小值。然后計(jì)算新的模糊物元Rmn：

(11)

標(biāo)準(zhǔn)模糊物元R0n由u(xij)的最大值推導(dǎo)：

(12)

計(jì)算差平方Δij：

Δij=(ux0j-uxij)2

(13)

計(jì)算差平方模糊物元RΔ：

(14)

2.4 歐式貼近度

復(fù)合模糊物元RρH由歐式貼近度M(*，+)方法計(jì)算求得：

(15)

ρHj即為森林生態(tài)安全值。

2.5 森林生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

該文中子系統(tǒng)層的系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果由其2項(xiàng)要素層(資源狀況、自然災(zāi)害)計(jì)算結(jié)果得到； 系統(tǒng)壓力評(píng)價(jià)結(jié)果由其2項(xiàng)要素層(一般壓力、行為壓力)計(jì)算結(jié)果得到； 系統(tǒng)響應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果由其1項(xiàng)要素層(生態(tài)修復(fù))計(jì)算得到。森林生態(tài)安全的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果由其3項(xiàng)子系統(tǒng)層(系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)響應(yīng))計(jì)算結(jié)果得到。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

通過熵權(quán)法對(duì)中部各省的森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分配，得到指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果(表2)。

表2 中部地區(qū)森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)各指標(biāo)權(quán)重

系統(tǒng)層子系統(tǒng)層要素層指標(biāo)層森林生態(tài)安全系統(tǒng)狀態(tài)(A1)(0.386 7)資源狀況(B1)(0.082 1)森林覆蓋率(C1)(0.030 9)森林單位面積蓄積量(C2)(0.009 6)林分結(jié)構(gòu)(C3)(0.007 9)生物干濕度指數(shù)(C4)(0.033 7)自然災(zāi)害(B2)(0.304 7)森林火災(zāi)受災(zāi)率(C5)(0.252 1)森林病蟲鼠害致災(zāi)率(C6)(0.052 6)系統(tǒng)壓力(A2)(0.305 6)一般壓力(B3)(0.093 3)人口密度(C7)(0.016 5)城鎮(zhèn)化率(C8)(0.003 2)單位GDP能耗(C9)(0.053 3)能源消耗指數(shù)(C10)(0.020 3)行為壓力(B4)(0.212 3)SO2排放強(qiáng)度(C11)(0.028 1)工業(yè)廢水排放強(qiáng)度(C12)(0.015 9)人類干擾指數(shù)(C13)(0.017 5)森林采伐強(qiáng)度(C14)(0.082 5)森林旅游開發(fā)強(qiáng)度(C15)(0.068 3)系統(tǒng)響應(yīng)(A3)(0.307 7)生態(tài)修復(fù)(B5)(0.307 7)新增造林比例(C16)(0.087)單位森林面積林業(yè)投資完成額(C17)(0.157 3)單位GDP工業(yè)污染治理投資額(C18)(0.063 4)

由表2可知，指標(biāo)權(quán)重表中3項(xiàng)子系統(tǒng)層的權(quán)重值較為接近，該指標(biāo)體系可以較為客觀地反映中部地區(qū)的森林生態(tài)安全情況。子系統(tǒng)層中，生態(tài)修復(fù)指標(biāo)(0.307 7)所占權(quán)重值最大，說明森林生態(tài)安全主要取決于人類對(duì)森林資源的投資修復(fù)，其次為自然災(zāi)害指標(biāo)(0.304 68)，說明森林所處地理位置的氣候、干燥程度及人類的破壞活動(dòng)也是影響森林生態(tài)安全的重要因素。指標(biāo)層中森林火災(zāi)受災(zāi)率和單位森林面積林業(yè)投資完成額兩項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值較大，進(jìn)一步說明了人類活動(dòng)和森林自身狀態(tài)對(duì)其生態(tài)安全的影響程度巨大，其中森林生態(tài)安全的壓力主要來源于森林旅游開發(fā)及森林采伐強(qiáng)度。

3.2 各省森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)模糊物元法，計(jì)算中部地區(qū)各省森林生態(tài)安全的復(fù)合物元，采用歐式貼近度方法求得最終復(fù)合模糊物元值。如表3所示，評(píng)價(jià)結(jié)果為各省子系統(tǒng)層得分、綜合評(píng)價(jià)得分及排名。為了評(píng)價(jià)結(jié)果的直觀及統(tǒng)一，對(duì)其中系統(tǒng)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)向處理，其分?jǐn)?shù)結(jié)果越高，森林系統(tǒng)壓力則越小； 綜合評(píng)價(jià)得分越高，森林生態(tài)安全水平則越高。依據(jù)表3評(píng)價(jià)中部地區(qū)森林生態(tài)安全狀況。

表3 2005年、2010年、2015年中部地區(qū)森林安全生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果

省份系統(tǒng)狀態(tài)2005排名2010排名2015排名河南0.435 7 50.434 050.735 9 1山西0.41860.430 3 60.432 1 6湖北0.463 5 30.469 5 30.562 2 2安徽0.453 4 40.455 8 40.523 5 3湖南0.475 5 20.480 6 20.497 7 5江西0.497 1 10.491 010.504 2 4省份系統(tǒng)壓力2005排名2010排名2015排名河南0.592 6 60.555 8 60.551 2 6山西0.716 3 10.687 7 10.641 8 2湖北0.647 5 50.612 9 50.611 6 4安徽0.663 6 40.623 8 40.606 5湖南0.690 9 30.637 3 30.629 6 3江西0.698 6 20.665 4 20.644 3 1省份系統(tǒng)響應(yīng)2005排名2010排名2015排名河南0.585 5 20.589 1 20.602 3 2山西0.674 9 10.8510.861 4 1湖北0.532 7 30.557 5 30.548 9 4安徽0.502 8 50.508 7 40.619 5 3湖南0.522 1 40.502 8 50.558 3 5江西0.489 4 60.495 60.498 4 6省份綜合評(píng)價(jià)2005排名2010排名2015排名河南0.189 9 50.171 5 60.344 8 1山西0.275 4 10.333 2 10.314 4 2湖北0.206 0 40.208 1 30.261 1 4安徽0.188 1 60.176 050.274 03湖南0.226 1 20.194 7 40.235 4 5江西0.222 5 30.208 7 20.210 1 6

3.2.1 森林生態(tài)安全狀態(tài)評(píng)價(jià)

在2000—2005年區(qū)間，各省森林生態(tài)安全壓力評(píng)價(jià)中，河南、山西、安徽省得分較低，森林資源狀態(tài)較差。2015年，各省生態(tài)安全狀態(tài)值都有所增加，其中河南、湖北兩省資源狀態(tài)提升迅猛，且歸咎于河南過高的安全狀態(tài)值，同年只有河南、湖北兩省達(dá)到地區(qū)平均值(0.542 6)。

結(jié)果表明，評(píng)價(jià)期內(nèi)森林生態(tài)安全狀態(tài)提升較為緩慢，且近年來省份之間的森林生態(tài)安全狀態(tài)存在較大差別。進(jìn)一步分析可知，森林火災(zāi)受災(zāi)率、森林病蟲鼠害致災(zāi)率兩值表現(xiàn)優(yōu)良致使河南、湖北兩省生態(tài)安全狀態(tài)提升穩(wěn)健。森林覆蓋率、單位面積蓄積量、林分結(jié)構(gòu)等指標(biāo)成為阻礙地區(qū)平衡的關(guān)鍵因素。

3.2.2 森林生態(tài)安全壓力評(píng)價(jià)

在2000—2005年區(qū)間，各省森林生態(tài)安全壓力評(píng)價(jià)中，河南、湖北、安徽得分較低，森林資源承受的壓力較大。2015年，江西省壓力評(píng)價(jià)值超越山西省，但同年各省壓力評(píng)價(jià)值存在整體下降趨勢(shì)。

結(jié)果表明，河南、湖北、安徽3省承受了較大的森林生態(tài)安全壓力，并且壓力評(píng)價(jià)結(jié)果值逐年下降。通過對(duì)具體指標(biāo)的分析可知，3省擁有較大的人口密度，人均森林及土地資源量不足，人類干擾指數(shù)也處于地區(qū)平均水平之上，同時(shí)快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)致了工業(yè)廢水排放量大、GDP能耗高等問題，使得這些地區(qū)森林生態(tài)安全壓力較大。

3.2.3 森林生態(tài)安全響應(yīng)評(píng)價(jià)

在各省森林生態(tài)安全響應(yīng)評(píng)價(jià)中，北部地區(qū)(河南、山西、安徽)得分較高，響應(yīng)度較好，南部地區(qū)(湖北、湖南、江西)評(píng)價(jià)期內(nèi)響應(yīng)等級(jí)平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)大幅度的提升。同時(shí)地區(qū)內(nèi)省份差異比較大。

結(jié)果表明，河南、山西兩省優(yōu)勢(shì)在于新增造林面積、單位森林面積林業(yè)投資完成額兩項(xiàng)指標(biāo)良好，但是單位GDP工業(yè)污染治理投資額普遍偏低，成為阻礙地區(qū)森林生態(tài)安全響應(yīng)的主要因素。

3.2.4 森林生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

通過GIS技術(shù)分析模塊，將森林生態(tài)安全指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果分為優(yōu)秀(0.30～0.35)、良好(0.25～0.30)、一般(0.20～0.25)、和較差(0.15～0.20)4個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)(表4)，并制成空間分布圖(圖1)。

表4 中部地區(qū)森林安全生態(tài)安全評(píng)價(jià)等級(jí)

等級(jí)森林生態(tài)安全狀況特征0.15～0.20較差森林生態(tài)功能開始退化森林生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)0.20～0.25一般森林生態(tài)系統(tǒng)尚穩(wěn)定可以發(fā)揮基本的森林生態(tài)功能0.25～0.30良好森林生態(tài)系統(tǒng)處于較穩(wěn)定狀態(tài)0.30～0.35優(yōu)秀森林生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)

圖1 2005年、2010年和2015年中部地區(qū)森林生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化

如圖1所示， 2005年各省森林生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)中，處于良好等級(jí)的省份有山西、湖南省，處于一般等級(jí)的省份有湖北、江西省，處于較差等級(jí)的省份有安徽、河南省。該年綜合評(píng)價(jià)平均值為0.218，高于平均值的省份有山西、湖南、江西省。低于平均值的省份中，河南省的限制因素為森林生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，安徽省3項(xiàng)系統(tǒng)排名均靠后，其中影響最大的因素為系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)。

2010年各省森林生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)中，處于優(yōu)秀等級(jí)的省份有山西省，處于一般等級(jí)的省份有湖北、江西省，處于較差等級(jí)的省份有河南、安徽、湖南省，較2005年增長(zhǎng)1個(gè)優(yōu)秀等級(jí)省份，河南、安徽、湖北、江西4省評(píng)價(jià)等級(jí)不變，較差等級(jí)增加1個(gè)省份，湖南省由一般等級(jí)降至較差等級(jí)。山西省等級(jí)提升原因在于系統(tǒng)狀態(tài)和系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)，湖南省等級(jí)降低的原因在于系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)。

2015年各省森林生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)中，處于優(yōu)秀等級(jí)的省份有山西省、河南省，處于良好等級(jí)的省份有湖北省、安徽省，處于一般等級(jí)的省份有湖南省、江西省，較2010年增長(zhǎng)1個(gè)優(yōu)秀等級(jí)省份，增長(zhǎng)2個(gè)良好等級(jí)省份，其中江西省評(píng)價(jià)等級(jí)保持不變，河南省由良好等級(jí)提升至優(yōu)秀等級(jí)，湖北省、安徽省分別由一般、較差等級(jí)提升至良好等級(jí)，湖南省由較差等級(jí)提升至一般等級(jí)。河南省等級(jí)提升原因在于系統(tǒng)狀態(tài)指標(biāo)，湖北省等級(jí)提升原因在于系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)壓力指標(biāo)，安徽省等級(jí)提升原因在于系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)，湖南省提升原因在于系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)。

總體來看，從2005—2015期間，中部地區(qū)森林生態(tài)安全等級(jí)提升穩(wěn)健，大部分地區(qū)均有提升，但湖南、江西兩省安全等級(jí)提升不明顯； 由地理位置來看，北部省份(山西、河南省)處于優(yōu)秀等級(jí)，中部省份(湖北、安徽省)處于良好等級(jí)，南部省份(湖南、江西省)處于一般等級(jí)。今后南部省份提升安全等級(jí)的方向主要在于系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)，要逐步提高造林面積，加大工業(yè)污染治理投資額。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論與建議

該文首先在PSR模型的基礎(chǔ)上，建立中部地區(qū)森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其中包含5類指標(biāo)，共18項(xiàng)具體指標(biāo)。然后運(yùn)用熵權(quán)法對(duì)每個(gè)指標(biāo)賦予權(quán)重，最后森林生態(tài)安全指數(shù)運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算，得出結(jié)論。

(1)新增造林比例、林業(yè)投資完成額、森林火災(zāi)受災(zāi)率、森林旅游開發(fā)、森林采伐強(qiáng)度等指標(biāo)擁有較大權(quán)重值，因此，減輕人類活動(dòng)對(duì)森林環(huán)境的負(fù)面干擾，提高森林資源的質(zhì)量和數(shù)量，增強(qiáng)森林的營造、管護(hù)力度是提升中部地區(qū)森林生態(tài)安全的重要途徑。

(2)評(píng)價(jià)期內(nèi)中部地區(qū)森林生安全水平總體上呈現(xiàn)良好的狀況，并且提升較為穩(wěn)健，但南部地區(qū)(安徽、江西省)提升不明顯，限制因素在于系統(tǒng)相應(yīng)指標(biāo)，要增加對(duì)森林的投入和養(yǎng)育； 安全狀態(tài)方面，中部地區(qū)森林生態(tài)安全狀態(tài)提升緩慢，且省份之間差異較大。河南、湖北兩省生態(tài)安全狀態(tài)優(yōu)勢(shì)在于森林火災(zāi)受災(zāi)率、森林病蟲鼠害致災(zāi)率。阻礙地區(qū)平衡的關(guān)鍵因素在于森林覆蓋率、單位面積蓄積量、林分結(jié)構(gòu)。在森林狀態(tài)方面，加大對(duì)森林資源保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的公眾教育工作，樹立全民護(hù)林的安全意識(shí)，對(duì)于濫砍濫伐及惡意破壞森林資源的行為進(jìn)行嚴(yán)格打擊和懲處，鼓勵(lì)植樹植草等行為活動(dòng)； 安全壓力方面，人口密度較大導(dǎo)致人均資源量的相對(duì)不足，同時(shí)人類干擾指數(shù)強(qiáng)，并且較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和發(fā)達(dá)的工業(yè)導(dǎo)致GDP能耗高，工業(yè)廢水排放大是中部地區(qū)森林安全壓力的主要來源。在森林壓力方面，努力控制對(duì)森林資源的過度需求，鼓勵(lì)支持研發(fā)新技術(shù)來替代森林資源的大量消耗； 安全響應(yīng)方面，問題在于整體單位GDP工業(yè)污染治理投資額普遍偏低。在森林響應(yīng)方面，加強(qiáng)對(duì)森林資源的保護(hù)，繼續(xù)護(hù)林造林工作。對(duì)于森林資源相對(duì)薄弱地區(qū)，重點(diǎn)提高其森林資源水平和質(zhì)量，培育林業(yè)發(fā)展的可持續(xù)能力。

(3)中部地區(qū)森林生態(tài)安全等級(jí)發(fā)展不均衡，具體而言，中部各省的森林生態(tài)安全呈現(xiàn)不同的區(qū)域特點(diǎn)，北部及中部省份的森林生態(tài)安全狀態(tài)較好，南部省份森林生態(tài)安全狀態(tài)有待提升。南部省份雖然擁有較強(qiáng)的森林資源，但是缺乏后期的管護(hù)和投入，需要權(quán)衡經(jīng)濟(jì)利益與生態(tài)效益、生態(tài)建設(shè)與基礎(chǔ)建設(shè)的關(guān)系，防止以犧牲森林資源環(huán)境為代價(jià)換取經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的短期行為。各省還要加強(qiáng)森林地區(qū)人類活動(dòng)的控制管理，約束非法采伐和毀林行為； 積極培育新興技術(shù)及替代性產(chǎn)品，加大維護(hù)管理力度，增強(qiáng)森林抗蟲害能力，完善森林生態(tài)安全預(yù)警機(jī)制。

4.2 討論

該文基于森林生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)系統(tǒng)的交互關(guān)系，考量森林資源自身的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，從資源狀況、自然災(zāi)害、一般壓力、行為壓力、生態(tài)修復(fù)5個(gè)方面構(gòu)建了森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，包含18項(xiàng)具體的相關(guān)指標(biāo)。指標(biāo)體系全面考慮了森林生態(tài)安全狀況的影響因素，同時(shí)較為精簡(jiǎn)，保證了數(shù)據(jù)的可獲取性。今后可以加強(qiáng)對(duì)更小尺度范圍區(qū)域的研究，并對(duì)具體研究對(duì)象探討其不同時(shí)間段的森林生態(tài)安全，同時(shí)平衡各地區(qū)間森林生態(tài)安全的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，使研究結(jié)果具有更加針對(duì)性的應(yīng)用價(jià)值。

該文采用熵權(quán)法對(duì)各指標(biāo)客觀地賦予權(quán)重，一定程度上降低了人為賦權(quán)的主觀性。在此基礎(chǔ)上使用模糊物元模型得到的評(píng)價(jià)結(jié)果與相關(guān)研究較為吻合，表明該方法具有一定的科學(xué)性和可行性，能夠較好地適應(yīng)研究區(qū)的森林生態(tài)安全研究。今后可以加入對(duì)同一研究區(qū)域，不同研究方法間的橫向比較，增加評(píng)價(jià)結(jié)果的全面性及參考性。