程?hào)|亞, 李旭東

畢節(jié)市生態(tài)壓力評(píng)價(jià)及影響因素探究

程?hào)|亞, 李旭東*

貴州師范大學(xué), 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴陽 550025

畢節(jié)市地處云貴高原, 生態(tài)環(huán)境脆弱, 生態(tài)承載力相對(duì)有限。研究畢節(jié)市生態(tài)壓力對(duì)高原山地生態(tài)保護(hù)具有重要意義。研究選取了畢節(jié)市(地區(qū))統(tǒng)計(jì)年鑒的相關(guān)數(shù)據(jù), 利用因子分析、聚類分析等方法探究畢節(jié)市生態(tài)壓力變化規(guī)律及影響因素。結(jié)果: 2005、2010和2015年七星關(guān)生態(tài)壓力得分最高, 得分分別為0.12、0.85、0.91。2005—2010年大方生態(tài)壓力得分上升最高(0.75), 2010—2015年威寧生態(tài)壓力得分上升最高(0.41)。結(jié)論: ①2005—2015年畢節(jié)市生態(tài)壓力總體呈現(xiàn)先升后降的態(tài)勢(shì), 2005—2010年以上升為主, 2010—2015年以下降為主; ②2005—2015年畢節(jié)市西部縣區(qū)生態(tài)壓力總體高于東部縣區(qū); ③2005—2010年畢節(jié)市西部縣區(qū)生態(tài)壓力上升快于東部縣區(qū), 2010—2015年東部縣區(qū)生態(tài)壓力下降快于西部縣區(qū); ④2005—2015年隨著海拔升高, 畢節(jié)市生態(tài)壓力總體處于上升的趨勢(shì); ⑤人類污染物排放與自然開發(fā)強(qiáng)度是影響畢節(jié)市生態(tài)壓力變化的重要因素。

生態(tài); 生態(tài)壓力; 相關(guān)分析; 因子分析; 畢節(jié)市

0 引言

生態(tài)保護(hù)是人與自然和諧相處的重要途徑, 也是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成。生態(tài)一詞在《現(xiàn)代漢語詞典》解釋為: “生態(tài)指生物在一定的自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài), 也指生物生理特性和生活習(xí)性”[1]。隨著人類文明的發(fā)展, 生態(tài)一詞在更多領(lǐng)域得到使用, 如生態(tài)經(jīng)濟(jì)[2-3]、生態(tài)城市[4-5]、生態(tài)旅游[6-7]等。2018年5月全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)在北京召開, 大會(huì)中提到保護(hù)生態(tài)環(huán)境是高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分[8]。同時(shí), 建設(shè)“美麗中國(guó)”“綠色中國(guó)”“幸福中國(guó)”也離不開生態(tài)環(huán)境健康可持續(xù)發(fā)展。

生態(tài)環(huán)境是自然環(huán)境的有機(jī)組成部分, 與人類生存發(fā)展密切相關(guān)。伴隨著城市化與工業(yè)化進(jìn)程, 很多地區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到破壞, 生態(tài)壓力上升, 承載力下降, 給人類生產(chǎn)生活帶來較為嚴(yán)重的影響。保護(hù)生態(tài)環(huán)境已成為社會(huì)共識(shí), 生態(tài)研究成為學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。對(duì)此, 國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行較多角度探討。如: 生態(tài)價(jià)值視角, 王嬌[9]探究阿克蘇等南疆地區(qū)農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的生態(tài)價(jià)值; Popov I等[10]探究了Sorokaoziorki濕地草原的生態(tài)價(jià)值; 以及王磊等[11]、吳昊怡等[12]和Milne R J 等[13]對(duì)草原和農(nóng)業(yè)等生態(tài)價(jià)值的相關(guān)研究。從生態(tài)承載力視角切入研究, 如: 河流、湖泊等區(qū)域生態(tài)承載力研究[14-16], 城市、大區(qū)域和國(guó)家生態(tài)(環(huán)境)承載力研究[17-21]等。采用生態(tài)足跡視角研究生態(tài)發(fā)展問題, 如Wei Jing等[22]和周寧[23]對(duì)博鰲、重慶等地區(qū)生態(tài)及承載力的探究。另外, 還有學(xué)者探究城市公共綠地生態(tài)[24]、水資源生態(tài)承載力[25], 等等。以上文獻(xiàn)可見, 目前研究尺度城市-國(guó)家, 山地-湖泊-河流均有涉及, 研究視角涉及生態(tài)價(jià)值、生態(tài)承載力、生態(tài)保護(hù)等多個(gè)維度, 生態(tài)研究蓬勃發(fā)展，但對(duì)于西部欠發(fā)達(dá)高原山區(qū)城市的研究相對(duì)缺乏。

畢節(jié)市地處貴州高原西北部，生態(tài)環(huán)境脆弱，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)。對(duì)于畢節(jié)市來講, 開展生態(tài)研究意義獨(dú)特。主要表現(xiàn)在: ①貴州喀斯特面積較大(畢節(jié)境內(nèi)也有分布), 探究畢節(jié)生態(tài)壓力, 有利于優(yōu)化國(guó)土開發(fā), 加強(qiáng)喀斯特高原山地生態(tài)保護(hù); ②畢節(jié)市地理環(huán)境復(fù)雜, 屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū), 全市海拔落差超過1000 m。探究畢節(jié)生態(tài)壓力, 有利于了解地理環(huán)境與生態(tài)壓力的關(guān)系, 深刻把握山地對(duì)區(qū)域發(fā)展的影響; ③畢節(jié)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá), 人口眾多, 多個(gè)縣區(qū)屬烏蒙山貧困區(qū), 發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)生態(tài)任務(wù)艱巨。探究畢節(jié)生態(tài)壓力變化, 有利于協(xié)調(diào)高原“人地關(guān)系”, 尋求人口、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的合理途徑。

因此, 文章借鑒以往研究, 探究畢節(jié)市生態(tài)壓力變化規(guī)律和影響因素, 以期研究結(jié)果為區(qū)域生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

畢節(jié)市位于貴州省西北部, 云貴高原中部, 屬于烏蒙山腹地(圖1); 畢節(jié)市南部毗鄰貴州六盤水市、安順市, 東部接壤遵義市和貴陽市, 北部與四川省瀘州市、云南省昭通市接壤; 畢節(jié)市國(guó)土面積約26853 km2, 下轄7縣1區(qū)(以上資料由畢節(jié)市政府網(wǎng)站及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資料整理)。畢節(jié)市以高原山地為主, 西部山地多在2000 m以上, 主要分布在威寧和赫章境內(nèi), 中部七星關(guān)至納雍海拔處于過渡地區(qū), 海拔在1000—2000 m左右, 東部縣區(qū)海拔相對(duì)較低, 多在1000 m以下。畢節(jié)市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū), 降水相對(duì)豐沛, 氣溫總體較為適宜。西部高山地區(qū), 氣溫較低。畢節(jié)市多縣區(qū)屬于烏蒙山國(guó)家集中連片貧困地區(qū), 區(qū)域經(jīng)濟(jì)總體欠發(fā)達(dá)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源: 相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于《畢節(jié)地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2005—2010)、《畢節(jié)市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2016)[26]。NDVI和DEM數(shù)據(jù)來源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn), NDVI分辨率為500 m, DEM分辨率為30 m, 各縣區(qū)NDVI數(shù)值取平均值。

數(shù)據(jù)處理: 由于畢節(jié)市與畢節(jié)地區(qū)區(qū)劃調(diào)整, 文章采用2015年行政區(qū)劃。原畢節(jié)地區(qū)畢節(jié)市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)納入七星關(guān), 原畢節(jié)地區(qū)畢節(jié)市文中均稱為七星關(guān)。參考以往學(xué)者[27-28]研究, 據(jù)研究實(shí)際情況, 選取16個(gè)指標(biāo)(表1)探究畢節(jié)生態(tài)壓力, 將16個(gè)指標(biāo)劃分為減壓體系(7個(gè))和加壓體系(9個(gè))。文章探究生態(tài)壓力多采用總體指標(biāo), 總體指標(biāo)更能反映生態(tài)整體壓力水平。為保證指標(biāo)屬性一致, 因子分析過程中將xx取倒數(shù)處理。由于畢節(jié)市屬于內(nèi)陸高原, 降水、氣溫等少于省內(nèi)多數(shù)區(qū)域, 對(duì)生態(tài)壓力影響較大, 將該類自然指標(biāo)納入到正向指標(biāo)（即減壓體系）。

圖1 畢節(jié)市位置和海拔

Figure 1 Location and elevation of Bijie City

表1 畢節(jié)市生態(tài)壓力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3 研究方法

(1)因子分析(Factor Analysis)。因子分析的思想是用較少獨(dú)立變量代替原有信息, 設(shè): 有個(gè)變量i, i, i, ……, i, i。將原有變量用m個(gè)因子f, f, f, ……, f, f進(jìn)行表示, 則因子分析模型可以表示為[29]:

(1)

(2)相關(guān)分析(Correlation Analysis)。研究采用簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)確定聚類分析權(quán)重,相關(guān)系數(shù)的表達(dá)式為[29-30]:

(3)聚類分析(Cluster Analysis)。聚類分析通過個(gè)體之間的相似程度或差異程度進(jìn)行分類, 差異程度一般使用距離來測(cè)量, 由于計(jì)算距離的方式較多, 以卡方距離(Chi-Square Distance)為例, 表達(dá)式為[29]:

1.2.2 經(jīng)會(huì)陰盆底超聲檢查 檢查前囑受檢者排空膀胱及直腸，取仰臥截石位，探頭表面涂耦合劑，外覆探頭套，探頭套外層再涂以較多的無菌耦合劑。將探頭與受檢者會(huì)陰部緊貼適度加壓探頭，靜息狀態(tài)以探頭距恥骨聯(lián)合的距離<1 cm 為宜，以能夠清晰顯示恥骨聯(lián)合、尿道、陰道及直腸肛管連接部的矢狀面為基礎(chǔ)平面，調(diào)節(jié)增益等參數(shù)獲得滿意圖像，動(dòng)態(tài)觀察病例組及對(duì)照組婦女在靜息狀態(tài)及Valsalva動(dòng)作時(shí)膀胱頸位置及BND。

2 因子分析與評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

2.1 因子分析前提檢驗(yàn)

由于指標(biāo)計(jì)量單位不同, 為消除量綱影響, 研究采用SPSS默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)化方式處理量綱影響。因子分析需要進(jìn)行前提檢驗(yàn), 才能保證計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性、可靠性。研究中KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)取樣適切性量數(shù)為0.543(表2), 由于某些自然指標(biāo)變化不太明顯, 對(duì)因子分析有較大影響, 可認(rèn)為此檢驗(yàn)結(jié)果通過。巴特利特球形度檢驗(yàn)(Bartlett Test of Sphericity)值(上次讀取的卡方)為299.754, 其自由度為120, 對(duì)應(yīng)的顯著性為0.000, 檢驗(yàn)通過。因子提取率中, 即公因子方差, 大多數(shù)指標(biāo)都超過了0.800(表3), 提取效果較好。16個(gè)指標(biāo)中, 多數(shù)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值超過0.300(表4), 較適合進(jìn)行因子分析。綜上所述, 研究指標(biāo)選取具有科學(xué)性, 適合進(jìn)行因子分析。

表2 KMO和巴特利特檢驗(yàn)

表3 公因子方差

提取方法: 主成分分析

表4 指標(biāo)相關(guān)系數(shù)表

2.2 因子分析提取結(jié)果分析

研究提取6個(gè)因子作為新變量, 新因子變量代表了原數(shù)據(jù)86.002%的信息量(旋轉(zhuǎn)載荷平方和)(表5)。提取的6個(gè)新因子中, 第一因子方差貢獻(xiàn)率為23.945%, 第二因子方差貢獻(xiàn)率為18.880%, 第三因子方差貢獻(xiàn)率為17.990%, 第一至三因子間方差貢獻(xiàn)率差異較小, 代表較多的信息量, 第四至第六因子的方差貢獻(xiàn)率均在10%以下。在第一因子上載荷(表6)較高(0.700以上)的主要為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人類活動(dòng)等指標(biāo), 主要包括x(GDP)、x(城鎮(zhèn)化率)、x(木材采伐量)這些指標(biāo)對(duì)第一因子均為正向作用。在第二因子上載荷較高(0.700以上)主要為x(1/年日照時(shí)間)、x(公路里程)、x(農(nóng)用塑料薄膜使用量), 這些指標(biāo)對(duì)第二因子正負(fù)向作用均有。在第三因子上載荷較高(0.700以上)的主要為x(年底常住人口)、x(糧食產(chǎn)量), 這兩個(gè)指標(biāo)主要反映人口與農(nóng)業(yè)活動(dòng)因子。第四因子上載荷超過0.700以上的僅有x(1/人工造林面積)。在第六因子的載荷上超過0.700的僅有x(農(nóng)藥使用量), 該因子主要反映人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)污染排放, 該指標(biāo)與因子呈現(xiàn)正向關(guān)系。

2.3 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

根據(jù)成分得分系數(shù)矩陣(表6), 可得新因子(A-A)與原有指標(biāo)關(guān)系的表達(dá)式為(以下x均為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)):

(4)

設(shè)提取新因子的方差貢獻(xiàn)率為C%,,據(jù)公式A-A, 以及表3中方差貢獻(xiàn)率, 可定義生態(tài)壓力(Ecological Stress, 簡(jiǎn)稱)的計(jì)算公式為:

表5 總方差解釋

提取方法: 主成分分析

表6 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣和成分得分系數(shù)矩陣

注: (A)提取方法: 主成分分析; 旋轉(zhuǎn)方法: Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化最大方差法; a. 旋轉(zhuǎn)在13次迭代后已收斂。(B)提取方法: 主成分分析; 旋轉(zhuǎn)方法: Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化最大方差法; 組件評(píng)分。

3 畢節(jié)市生態(tài)壓力特征分析

3.1 生態(tài)壓力總體特征

生態(tài)壓力總分反映區(qū)域生態(tài)壓力基本情況。從畢節(jié)全市來講, 生態(tài)壓力總體呈現(xiàn)先上升后下降的態(tài)勢(shì)(圖2)。2005年畢節(jié)市生態(tài)壓力(全市平均值)為-0.37, 2010年上升到0.25, 2015年又出現(xiàn)下降, 達(dá)到0.12。從具體縣區(qū)來看, 2005年生態(tài)壓力最高縣區(qū)為七星關(guān), 該年七星關(guān)生態(tài)壓力得分達(dá)到0.12, 該年生態(tài)壓力較低的區(qū)域?yàn)楹照? 得分為-0.78。七星關(guān)生態(tài)壓力較高與經(jīng)濟(jì)、人口活動(dòng)關(guān)系較大, 七星關(guān)屬于畢節(jié)市域中心城市, 人口與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度較高。2010年畢節(jié)市很多縣區(qū)生態(tài)壓力都有不同程度的上升, 該年生態(tài)壓力最高仍為七星關(guān)(0.85), 最低為赫章(-0.09)。雖然2010年赫章在全市中生態(tài)壓力最低, 但其生態(tài)壓力得分仍高于2005年。2015年畢節(jié)市多縣區(qū)(5個(gè)縣區(qū)下降, 3個(gè)縣區(qū)上升)生態(tài)壓力均有不同程度下降, 該年生態(tài)壓力得分最高為七星關(guān)(0.91)。為了更加清楚的探究東西部縣區(qū)生態(tài)壓力差異, 研究將8個(gè)縣區(qū)分為西部四個(gè)縣區(qū)(七星關(guān)、赫章、威寧、納雍), 東部四縣區(qū)(金沙、大方、黔西、織金)。2005年西部四個(gè)縣區(qū)生態(tài)壓力得分均值為-0.33, 東部四個(gè)縣區(qū)生態(tài)壓力得分均值為-0.40, 西部縣區(qū)高于東部0.07。2010年西部四個(gè)縣區(qū)生態(tài)壓力得分均值為0.29, 東部四個(gè)縣區(qū)生態(tài)壓力得分均值為0.20, 西部縣區(qū)高于東部0.09。2015年西部四個(gè)縣區(qū)生態(tài)壓力得分均值為0.37, 東部四個(gè)縣區(qū)生態(tài)壓力得分均值為-0.13, 西部縣區(qū)高于東部0.50。因此, 從以上分析來看, 2005—2015年畢節(jié)生態(tài)壓力總體呈現(xiàn)一升一降態(tài)勢(shì), 即2005—2010年總體上升, 2010—2015年總體下降。2005—2015年畢節(jié)市西部縣區(qū)生態(tài)壓力總體高于東部縣區(qū), 得分差距并有擴(kuò)大的趨勢(shì)。

圖2 2005—2015年畢節(jié)市各縣區(qū)生態(tài)壓力得分

Figure 2 Ecological stress scores of counties and districts in Bijie City from 2005 to 2015

3.2 生態(tài)壓力類型空間分布特征

為了更好的探究畢節(jié)市生態(tài)壓力空間變化規(guī)律, 以等間距進(jìn)行斷點(diǎn), 將畢節(jié)市生態(tài)壓力區(qū)分類。其分類為: 生態(tài)高壓力區(qū)(高于0.35), 生態(tài)中壓力區(qū)(-0.21—0.35), 生態(tài)低壓力區(qū)(小于-0.21)。2005年畢節(jié)市屬于生態(tài)低壓力區(qū)有6個(gè)縣區(qū), 分別為赫章、織金、威寧等(圖3)。2010年生態(tài)低壓力區(qū)數(shù)量為0個(gè), 2015年屬于生態(tài)低壓力區(qū)有2個(gè)縣區(qū)。2005—2015年全市生態(tài)低壓力區(qū)數(shù)量先下降后上升, 但2015年數(shù)量未恢復(fù)到2005年水平。2005年畢節(jié)市屬于生態(tài)中壓力區(qū)的縣區(qū)僅有2個(gè)(七星關(guān)和黔西),2010年該類縣區(qū)數(shù)量上升至5個(gè)縣區(qū), 2015年該類縣區(qū)數(shù)量又下降至4個(gè)縣區(qū), 這種變化趨勢(shì)與生態(tài)低壓力區(qū)基本一致。同樣2005—2015年生態(tài)高壓力區(qū)數(shù)量變化與生態(tài)中低壓力區(qū)趨勢(shì)基本相同, 期間數(shù)量依次為0個(gè)、3個(gè)、2個(gè)。2005—2010年總體是生態(tài)中低壓力區(qū)向中高壓力區(qū)變化, 例如威寧升高至生態(tài)高壓力區(qū), 金沙升高至生態(tài)中壓力區(qū)。2010—2015年生態(tài)中高壓力區(qū)出現(xiàn)下降, 逐漸變?yōu)橹械蛪毫^(qū), 例如黔西下降到生態(tài)中壓力區(qū), 赫章下降到生態(tài)低壓力區(qū)。出現(xiàn)這種變化可能有以下原因: ①這種變化趨勢(shì)與生態(tài)環(huán)境重視程度有較大關(guān)系。2010前后貴州省甚至全國(guó)對(duì)生態(tài)的重視程度提升到新的高度, 生態(tài)環(huán)境保護(hù)深入人心; ②畢節(jié)市西部部分縣區(qū)人口相對(duì)較多, 對(duì)生態(tài)壓力產(chǎn)生較大影響; ③自然條件較差的區(qū)域, 生態(tài)壓力降低慢且上升快, 因此2015年東部地區(qū)生態(tài)壓力稍低于西部縣區(qū)?？傮w來看, 2010年后畢節(jié)市多縣區(qū)生態(tài)壓力出現(xiàn)下降, 東部縣區(qū)生態(tài)壓力總體低于西部縣區(qū)。

圖3 2005—2015年畢節(jié)市生態(tài)壓力類型空間變化

Figure 3 Spatial change of ecological pressure zone in Bijie City from 2005 to 2015

3.3 生態(tài)壓力距平變化特征

3.4 生態(tài)壓力時(shí)段變化特征

生態(tài)壓力的階段變動(dòng), 反映了區(qū)域生態(tài)壓力增減水平。2005—2010年畢節(jié)市所有縣區(qū)生態(tài)壓力均表現(xiàn)上升趨勢(shì), 其中大方和七星關(guān)屬于上升最高的兩個(gè)縣區(qū), 上升得分分別為0.75、0.73, 說明該階段畢節(jié)市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)度超過自然環(huán)境支撐能力(圖5)。2005—2010年畢節(jié)市各縣區(qū)生態(tài)壓力上升與經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快密切相關(guān), 經(jīng)濟(jì)發(fā)展快對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力加大, 生態(tài)壓力上升。2010—2015年畢節(jié)市多縣區(qū)(3個(gè)縣區(qū)上升, 5個(gè)縣區(qū)下降)生態(tài)壓力都在下降, 這說明該階段經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)性正在增強(qiáng)。期間生態(tài)壓力下降最高的為黔西(-0.50), 上升最高的為威寧(0.41)。威寧、七星關(guān)、納雍等西部縣區(qū)生態(tài)壓力上升, 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素是重要原因。同時(shí)與自然因素密切相關(guān), 高海拔高寒特性對(duì)生態(tài)壓力降低極為不利。降水偏少、氣溫偏低的地區(qū), 生態(tài)環(huán)境脆弱, 則生態(tài)壓力降低較緩慢。與此同時(shí), 自然條件相對(duì)較差的區(qū)域, 容易產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境破壞, 生態(tài)壓力上升較快。故2010—2015年整體生態(tài)壓力在下降的同時(shí), 西部部分縣區(qū)生態(tài)壓力卻為上升狀態(tài)。如2005—2015年西部四個(gè)縣區(qū)與東部四個(gè)縣區(qū)對(duì)比, 2005—2010年西部四縣區(qū)生態(tài)壓力得分平均上升0.63, 東部四縣區(qū)平均上升0.60, 2010—2015年西部四縣區(qū)生態(tài)壓力得分平均上升0.08, 而東部四縣區(qū)平均下降0.33。從總體看, 2005—2010年畢節(jié)市生態(tài)壓力在上升, 2010—2015年生態(tài)壓力在下降。同時(shí)東部地區(qū)生態(tài)壓力上升慢于西部地區(qū), 東部地區(qū)生態(tài)壓力減弱快于東部縣區(qū)。這種特征也符合自然條件, 即自然條件越好, 生態(tài)壓力較低, 生態(tài)壓力下降比較快。自然條件相對(duì)脆弱地區(qū), 生態(tài)壓力相對(duì)較高, 容易產(chǎn)生生態(tài)壓力增高, 生態(tài)壓力下降比較困難。但自然環(huán)境僅僅是部分基礎(chǔ)因素, 經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的影響仍然不可忽視。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí), 畢節(jié)市生態(tài)壓力降低, 是較好的變化趨勢(shì), 特別是生態(tài)壓力較高的西部縣區(qū)。綜合來說, 2005—2010年畢節(jié)市西部縣區(qū)生態(tài)壓力上升稍快, 2010—2015年東部縣區(qū)生態(tài)壓力下降稍快。

圖4 2005—2015年畢節(jié)市生態(tài)壓力距平變化特征

Figure 4 Characteristics of ecological pressure anomalies in Bijie City from 2005 to 2015

圖5 2005—2015年畢節(jié)市生態(tài)壓力時(shí)段變化特征

Figure 5 Characteristics of ecological stress period in Bijie City from 2005 to 2015

4 畢節(jié)市生態(tài)壓力影響因素分析

4.1 海拔影響因素分析

由于畢節(jié)市海拔高低懸殊, 最高與最低海拔差距超過1000 m, 特殊的地理環(huán)境對(duì)畢節(jié)市生態(tài)壓力影響深遠(yuǎn)。因此單獨(dú)分析海拔與生態(tài)壓力之間的關(guān)系十分必要, 海拔采用《畢節(jié)地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》2010年數(shù)據(jù)。2005年畢節(jié)市海拔與生態(tài)壓力得分的擬合系數(shù)R為0.0183(圖6), 擬合優(yōu)度相對(duì)較小。但總體擬合曲線來說, 隨著海拔升高生態(tài)壓力得分在上升。2005年海拔每升高100 m, 生態(tài)壓力得分上升0.01。2010年海拔與生態(tài)壓力得分的擬合系數(shù)R達(dá)到0.0712, 相對(duì)于2005年來說, 擬合優(yōu)度出現(xiàn)小幅度提高。2010年海拔上升100 m, 生態(tài)壓力得分上升0.02。2015年海拔與生態(tài)壓力得分的擬合系數(shù)R為0.3206, 擬合效果較好。到2015年, 畢節(jié)市海拔每升高100 m, 生態(tài)壓力得分上升0.07。在畢節(jié)市來說, 高海拔對(duì)生態(tài)壓力降低極為不利, 低海拔縣區(qū)降低生態(tài)壓力更占優(yōu)勢(shì)。盡管2005和2010年擬合優(yōu)度R值較低, 但總的來說海拔對(duì)生態(tài)壓力的影響越來越大, 兩者呈現(xiàn)正關(guān)聯(lián)。隨著區(qū)域海拔上升, 生態(tài)壓力總體出現(xiàn)上升趨勢(shì)。

4.2 其他影響因素分析

一般來說, 氣溫、降水條件較好, 對(duì)生態(tài)壓力降低是有幫助。計(jì)算生態(tài)壓力的過程中, 將自然因素納入降低壓力因素更為合理(此處不考慮異常自然因素影響, 如干旱、洪水等情況)。研究將自然因素考慮為降低壓力體系, 計(jì)算畢節(jié)區(qū)域生態(tài)壓力得分。將16個(gè)指標(biāo)(此章節(jié)x—x為未求取倒數(shù)之前的原始指標(biāo))與生態(tài)壓力得分進(jìn)行相關(guān)性分析, 得出生態(tài)壓力與原始指標(biāo)相關(guān)性系數(shù)。由于實(shí)際數(shù)據(jù)趨勢(shì)關(guān)系, 特別某些是自然因素和社會(huì)因素可能并不具有很強(qiáng)的趨勢(shì)。故指標(biāo)與生態(tài)壓力得分之間的正負(fù)相關(guān)系數(shù)作為權(quán)重, 實(shí)際意義不易解釋。研究采用相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值大小作為權(quán)重, 探究影響生態(tài)壓力的驅(qū)動(dòng)因素。為了保證提取指標(biāo)的科學(xué)性, 將顯著性未通過0.05(即95%的置信度水平)檢驗(yàn)的指標(biāo)進(jìn)行剔除, 見表7。從相關(guān)性大小來看, 相關(guān)性絕對(duì)值較高的主要是社會(huì)類經(jīng)濟(jì)要素, 例如x(城鎮(zhèn)化率)、x(公路里程)、x(糧食產(chǎn)量)、x(農(nóng)業(yè)化肥施用量)等, 這在一定程度上說明社會(huì)因素與生態(tài)壓力密切相關(guān), 甚至是決定性作用。氣溫降水等自然要素中, 多數(shù)要素與生態(tài)壓力得分均未通過顯著性檢驗(yàn), 這也說自然要素雖對(duì)生態(tài)壓力具有影響, 但社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素更為重要。

圖6 2005—2015年畢節(jié)市生態(tài)壓力與海拔關(guān)系圖

Figure 6 Relationship between ecological stress and altitude in Bijie City from 2005 to 2015

通過系統(tǒng)聚類(圖7), 研究將指標(biāo)分為三個(gè)類別, 第一個(gè)類別主要反映人類對(duì)自然開發(fā)強(qiáng)度, 例如城市化率、公路里程、糧食產(chǎn)量等。人類對(duì)自然開發(fā)強(qiáng)度為高驅(qū)動(dòng)因素, 說明人類對(duì)自然環(huán)境的開發(fā)強(qiáng)度越大, 對(duì)生態(tài)環(huán)境影響越大。人類對(duì)自然開發(fā)強(qiáng)度越大, 生態(tài)壓力越高。因此, 降低人類對(duì)自然的開發(fā)強(qiáng)度, 有利于生態(tài)壓力降低與生態(tài)環(huán)境保護(hù)。中等驅(qū)動(dòng)要素主要為人口、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、環(huán)境污染等指標(biāo), 這類因素對(duì)生態(tài)壓力影響處于中等水平。較低驅(qū)動(dòng)因素僅有x(草地面積), 該要素屬于權(quán)重較低的影響因素, 但也要積極控制。綜合來看, 降低區(qū)域生態(tài)壓力的重點(diǎn)在于控制污染物排放與降低人類對(duì)自然的開發(fā)強(qiáng)度。

表7 權(quán)重系數(shù)表

注: 此處權(quán)重為相關(guān)性絕對(duì)值, 顯著性0.05通過檢驗(yàn)。

圖7 指標(biāo)分類譜系圖

Figure 7 Indicator classification pedigree

5 結(jié)論與討論

文章利用2005—2015年畢節(jié)市(地區(qū))統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 測(cè)度了其生態(tài)壓力變化特征和影響因素。研究結(jié)果可為區(qū)域生態(tài)保護(hù)政策制定提供科學(xué)參考，也可為相關(guān)研究提供一定的借鑒?；谝陨戏治鎏骄? 文章初步得出以下結(jié)果:

①2005—2015年畢節(jié)市生態(tài)壓力總體呈現(xiàn)先升后降的態(tài)勢(shì), 2005—2010年以上升為主, 2010—2015年以下降為主。

②2005—2015年畢節(jié)市西部縣區(qū)生態(tài)壓力總體高于東部縣區(qū)。

③2005—2010年畢節(jié)市西部縣區(qū)生態(tài)壓力上升快于東部縣區(qū), 2010—2015年東部縣區(qū)生態(tài)壓力下降快于西部縣區(qū)。

④2005—2015年隨著海拔升高, 畢節(jié)市生態(tài)壓力總體處于上升的趨勢(shì)。

⑤人類污染物排放與自然開發(fā)強(qiáng)度是影響畢節(jié)市生態(tài)壓力變化的重要因素。

生態(tài)壓力是一個(gè)較大的范疇, 其包括諸多要素, 例如人口生態(tài)壓力、農(nóng)業(yè)生態(tài)壓力、資源生態(tài)壓力等諸多方面。因此選取指標(biāo)不同, 對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力的測(cè)算結(jié)果具有影響。在生態(tài)壓力測(cè)算中, 不同學(xué)者根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)選擇相應(yīng)指標(biāo)。如高振斌等[31]對(duì)黃河口臨近海域生態(tài)壓力分析中采用災(zāi)害、污染、海洋捕撈等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià); 趙先貴等[27]對(duì)陜西省資源環(huán)境壓力評(píng)價(jià)中, 采用林地、草地、水域、城鎮(zhèn)建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)度; 余愛蓮等[32]對(duì)海島生態(tài)壓力測(cè)算過程中, 采用空氣、水質(zhì)、植被等進(jìn)行評(píng)價(jià); 賈馮睿等[28]對(duì)資源型重工業(yè)城市生態(tài)壓力分析中側(cè)重于資源與污染, 等等。文章對(duì)內(nèi)陸高原城市畢節(jié)市的生態(tài)壓力評(píng)價(jià)中將自然(氣溫、降水等)和社會(huì)指標(biāo)(人類活動(dòng)和污染等)相結(jié)合, 一定程度上能反映區(qū)域生態(tài)壓力的基本狀況。但文章選擇縣區(qū)較少, 缺少水域等數(shù)據(jù)指標(biāo), 仍需更進(jìn)一步探究。另外，選擇更為科學(xué)合理的生態(tài)壓力評(píng)價(jià)體系也是今后需要思考之處。文章畢節(jié)市生態(tài)壓力影響因素探究中, 基于相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值作為權(quán)重, 雖可以反映不同指標(biāo)的影響程度, 但必然與前文評(píng)價(jià)存在交互影響, 也是本文的不足之處。

[1] 蔣高明. 生態(tài)與生態(tài)系統(tǒng)[J]. 綠色中國(guó), 2017(5): 76–79.

[2] 薛智鍵, 劉肇軍. 基于DEA-Malmquist指數(shù)的貴州生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展效率評(píng)價(jià)[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014,32(4): 9–15.

[3] 劉宗碧. 清水江流域“人工林”的資源稟賦和生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式初探[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版), 2015(5): 69–75.

[4] 沈清基, 安超, 劉昌壽. 低碳生態(tài)城市的內(nèi)涵、特征及規(guī)劃建設(shè)的基本原理探討[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊, 2010(5): 48–57.

[5] 張馨, 裴成榮. 大遺址片區(qū)的特色生態(tài)城市建設(shè)研究—以西安市為例[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì), 2018(5): 160–165.

[6] 鐘林生, 馬向遠(yuǎn), 曾瑜皙. 中國(guó)生態(tài)旅游研究進(jìn)展與展望[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2016, 35(6): 679–690.

[7] 宋曉虹, 歐敏. 生態(tài)旅游與貴州旅游開發(fā)[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2002(3): 44–47.

[8] 謝曉剛. 保護(hù)生態(tài)環(huán)境建設(shè)美麗中國(guó)[N]. 陜西日?qǐng)?bào), 2018-05-22(004).

[9] 王嬌. 南疆農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)生態(tài)價(jià)值及環(huán)境成本研究—以典型區(qū)域?yàn)槔齕D]. 阿拉爾:塔里木大學(xué), 2016.

[10] POPOV I, SINELSHIKOVA A, MARKOVETS M, et al. Ecological value of the Sorokaoziorki wetland complex in the steppe of Central Eurasia (Khakassia, Russian Federation)[J]. Wetlands, 2018: 1–10.

[11] 王磊, 胡韻菲, 崔淳熙, 等. 北京市農(nóng)業(yè)生態(tài)價(jià)值評(píng)價(jià)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃, 2015, 36(7): 58–62.

[12] 吳昊怡, 李文軍, 莊明浩, 等. 從“草–畜–人”完整的社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)視角評(píng)估天然草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值—基于青海省海南藏族自治州貴南縣的案例研究[J]. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 53(6): 1133–1142.

[13] MILNE R J, BENNETT L P. Biodiversity and ecological value of conservation lands in agricultural landscapes of southern Ontario, Canada[J]. Landscape Ecology, 2007, 22(5): 657–670.

[14] 劉婷, 趙偉, 黃婧, 等. 三峽庫區(qū)重慶段生態(tài)承載力時(shí)空演變研究[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2018, 40(1): 115–125.

[15] 王虹, 權(quán)曉燕. 和田河流域生態(tài)環(huán)境承載力分析[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018, 24(3): 59–65+81.

[16] 熊建新, 陳端呂, 彭保發(fā), 等. 洞庭湖區(qū)生態(tài)承載力時(shí)空動(dòng)態(tài)模擬[J]. 經(jīng)濟(jì)地理, 2016, 36(4): 164–172.

[17] 王瑤. 基于可持續(xù)發(fā)展的上海市生態(tài)承載力研究[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2016, 34(2): 13–18.

[18] 劉東, 封志明, 楊艷昭. 基于生態(tài)足跡的中國(guó)生態(tài)承載力供需平衡分析[J]. 自然資源學(xué)報(bào), 2012, 27(4): 614– 624.

[19] 王維, 張濤, 王曉偉, 等. 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)承載力時(shí)空格局研究[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2017, 26(12): 1963–1971.

[20] 田玲玲, 羅靜, 董瑩, 等. 湖北省生態(tài)足跡和生態(tài)承載力時(shí)空動(dòng)態(tài)研究[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2016, 25(2): 316–325.

[21] 向秀容, 潘韜, 吳紹洪, 等. 基于生態(tài)足跡的天山北坡經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)承載力評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)[J]. 地理研究, 2016, 35(5): 875–884.

[22] WEI Jing, ZENG Weihua, WU Bo. Dynamic analysis of the virtual ecological footprint for sustainable development of the Boao special planning area[J]. Sustainability Science, 2013,8(4): 595–605.

[23] 周寧. 基于改進(jìn)生態(tài)足跡方法的重慶市生態(tài)承載力時(shí)空動(dòng)態(tài)研究[D]. 重慶:重慶師范大學(xué), 2017.

[24] DANESHVAR M R M, KHATAMI F, ZAHED F. Ecological carrying capacity of public green spaces as a sustainability index of urban population: a case study of Mashhad city in Iran[J]. Modeling Earth Systems& Environment, 2017, 3(3): 1161–1170.

[25] 程超, 童紹玉, 彭海英, 等. 滇中城市群水資源生態(tài)承載力的平衡性研究[J]. 資源科學(xué), 2016,38(8): 1561–1571.

[26] 畢節(jié)市統(tǒng)計(jì)局. 畢節(jié)市統(tǒng)計(jì)年鑒2016年[M]. 北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社, 2016.

[27] 趙先貴, 馬彩虹, 趙晶, 等. 生態(tài)文明視角的陜西省資源環(huán)境壓力評(píng)價(jià)[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2016, 30(10): 19–25.

[28] 賈馮睿, 吳明, 邵令東, 等. 資源型重工業(yè)城市生態(tài)壓力分析[J]. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 32(1): 36–40.

[29] 薛薇. SPSS統(tǒng)計(jì)分析及應(yīng)用[M]. 第3版, 北京:電子工業(yè)出版社, 2013.

[30] 龍成昌, 陳訓(xùn). 花江峽谷地區(qū)頂壇花椒生長(zhǎng)狀況與土壤條件相關(guān)分析[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2003(3): 102–104.

[31] 高振斌, 萬鵬, 郭菲, 等. 黃河口鄰近海域主要生態(tài)壓力分析[J]. 人民黃河, 2018, 40(7): 63–67.

[32] 余愛蓮, 鄧一兵, 桂峰, 等. 海島生態(tài)壓力定量評(píng)估模型構(gòu)建[J]. 海洋通報(bào), 2014, 33(6): 676–682.

Research on ecological stress assessment and its influencing factors in Bijie City

CHENG Dongya, LI Xudong*

School of Geography and Environmental Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550025, China

Bijie City is located in the Yunnan-Guizhou Plateau, with fragile ecological environment and relatively limited ecological carrying capacity. Studying the ecological stress in Bijie City is of great significance to the ecological protection of plateau and mountains. The research selected the relevant data of Bijie City (Region) Statistical Yearbook, and used factor analysis and cluster analysis to explore the changes and driving factors of ecological pressure in Bijie City. Results indicated that in 2005, 2010 and 2015, Qixingguan had the highest ecological stress scores of 0.12, 0.85 and 0.91. The ecological stress score of Dafang increased the highest (0.75) from 2005 to 2010, and the Weining ecological stress score increased the highest (0.41) from 2010 to 2015.In 2005-2015, the ecological stress in Bijie City showed a trend of rising first and then decreasing. In 2005-2010, the main trend was to increase, and the decline was mainly in 2010-2015. The western counties of Bijie City ecological pressure was higher than the eastern counties in 2005-2015. (3) In 2005-2010, the ecological pressure in the western counties of Bijie City increased faster than that in the eastern counties. From 2010 to 2015, the ecological pressure in the eastern counties fell faster than that in the western counties. (4) With increasing altitude in 2005-2015, the ecological pressure was generally on the rise in Bijie City. (5) The emission of human pollutants and the intensity of natural development were important factors for affecting the changes of ecological pressure in Bijie City.

ecology; ecological stress; correlation analysis; factor analysis; Bijie City

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.04.022

K921

A

1008-8873(2019)04-158-11

2018-06-20;

2018-09-17

國(guó)家自然科學(xué)基金(41261039)

程?hào)|亞(1994—), 男, 安徽亳州人, 在讀碩士研究生, 研究方向?yàn)橘Y源利用與低碳發(fā)展, E-mail: wwwcdongya@yeah.net

李旭東(1969—), 男, 湖南邵東人, 教授, 研究方向?yàn)槿丝诘乩砼c區(qū)域發(fā)展, 應(yīng)對(duì)氣候變化與低碳經(jīng)濟(jì), E-mail: 616507732@qq.com

程?hào)|亞, 李旭東. 畢節(jié)市生態(tài)壓力評(píng)價(jià)及影響因素探究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(4): 158-168.

CHENG Dongya, LI Xudong.Research on ecological stress assessment and its influencing factors in Bijie City[J]. Ecological Science, 2019, 38(4): 158-168.