齊鵬, 王曉嬌, 樊偉, 焦亞鵬, 王雅芝

基于物元模型的嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)

齊鵬1, 王曉嬌2, *, 樊偉1, 焦亞鵬1, 王雅芝1

1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730070 2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院, 蘭州 730070

生態(tài)安全評(píng)價(jià)對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)和經(jīng)濟(jì)落后區(qū)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)有重要意義, 亦可為城市生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)參考。以嘉峪關(guān)市為例, 采用DPSIR模型和層次分析法構(gòu)建嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系, 通過(guò)物元分析法對(duì)嘉峪關(guān)市2010—2018年的生態(tài)安全狀況進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明: (1)2010—2018年嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)逐步上升, 其生態(tài)安全等級(jí)從“不安全”上升到“較安全”。(2)人均水資源量、環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率、人均耕地面積、第一、二產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率、環(huán)境保護(hù)投資、森林覆蓋率等指標(biāo)是影響嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平進(jìn)一步提升的制約因素。(3)嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平雖逐步好轉(zhuǎn), 但生態(tài)安全水平總體不高, 還需在鞏固現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步加大生態(tài)文明建設(shè)的力度。該結(jié)論可為嘉峪關(guān)市發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、建設(shè)生態(tài)文明提供理論依據(jù)。

生態(tài)安全; 物元模型; 層次分析法; DPSIR模型; 嘉峪關(guān)市

0 前言

生態(tài)安全是指一個(gè)國(guó)家或人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展所需的生態(tài)環(huán)境處于不受或少受資源和生態(tài)環(huán)境制約與威脅的狀態(tài), 即指生態(tài)系統(tǒng)的完整性和健康的整體水平[1–2]?！耙粠б宦贰卑l(fā)展戰(zhàn)略的提出, 為我國(guó)西北地區(qū)城市的發(fā)展帶來(lái)了新機(jī)遇, 面對(duì)西北地區(qū)生態(tài)安全問(wèn)題的日益加劇, 綠色發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)成為“一帶一路”建設(shè)的重要命題; 生態(tài)安全屏障構(gòu)建是國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)不可或缺的戰(zhàn)略舉措, 西北地區(qū)作為我國(guó)主要的江河發(fā)源地, 是全國(guó)重要的生態(tài)安全屏障, 對(duì)保障國(guó)家生態(tài)安全具有重要作用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn), 如水土流失、草場(chǎng)退化、土壤沙漠化、濕地破壞、溫室效應(yīng)、臭氧層空洞等生態(tài)安全問(wèn)題日益突出, 生態(tài)安全作為人與自然和諧統(tǒng)一發(fā)展的焦點(diǎn), 是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和前提保障, 解決生態(tài)安全問(wèn)題迫在眉睫[3-4]。

目前生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是建立科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)體系, 相關(guān)學(xué)者從省級(jí)尺度、地市級(jí)尺度以及生態(tài)敏感區(qū)等不同尺度對(duì)生態(tài)安全狀況開(kāi)展了大量研究[5-8]。李?lèi)俒9]等構(gòu)建基于PSR模型的評(píng)價(jià)體系, 運(yùn)用綜合指數(shù)法對(duì)青島市濕地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià); 張松男[10]等采用PSR模型建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 基于物元模型對(duì)四平市的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià); 匡麗華[11]等運(yùn)用改進(jìn)的TOPSIS法對(duì)耕地系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià), 并對(duì)影響耕地系統(tǒng)生態(tài)安全的障礙因子進(jìn)行分析; 榮慧芳[12]等運(yùn)用熵權(quán)物元模型對(duì)皖江城市帶的土地生態(tài)安全及影響因子進(jìn)行了分析。總體來(lái)看, 在評(píng)價(jià)方法方面大多運(yùn)用綜合指數(shù)法、TOPSIS法、物元模型等研究方法, 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建大多以PSR(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))、DPSIR(驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng))等模型為主[13-15]。但由于研究區(qū)域和視角的不同, 以上研究仍存在一些不足, 如: 研究區(qū)域大多集中在東部, 對(duì)西北地區(qū)的研究較少; DPSIR模型是PSR和DSR模型的發(fā)展與補(bǔ)充, 但目前在生態(tài)安全評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用較少。物元模型能夠有效處理指標(biāo)間不相容的問(wèn)題, 可以將復(fù)雜問(wèn)題抽象為形象化模型, 并能以定量的數(shù)值表示生態(tài)安全水平, 可以更準(zhǔn)確的反映事物的實(shí)際情況[16-18]。

“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略的提出, 為絲綢之路沿線城市的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。嘉峪關(guān)市自古以來(lái)就是絲綢之路的重要節(jié)點(diǎn), 同時(shí)也是河西祁連山內(nèi)陸河生態(tài)安全屏障區(qū)的重要組成部分, 嘉峪關(guān)市作為西北地區(qū)一座新興的工業(yè)城市, 其特殊的自然狀況決定了其生態(tài)環(huán)境較為脆弱和敏感, 目前對(duì)嘉峪關(guān)市的生態(tài)安全評(píng)價(jià)的研究較少。鑒于此, 本文在充分考慮DPSIR模型優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上, 結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況構(gòu)建了嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 運(yùn)用物元分析法和層次分析法對(duì)嘉峪關(guān)市2010—2018年生態(tài)安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià), 并對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析, 探究制約嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平提升的影響因素, 以期為嘉峪關(guān)市推動(dòng)綠色發(fā)展提供相關(guān)建議, 并對(duì)絲綢之路其他城市的生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

嘉峪關(guān)市(98°17′E, 39°47′N(xiāo))位于甘肅省西北部, 河西走廊的中部, 城市的中西部多為戈壁, 是市區(qū)和工業(yè)區(qū)所在地, 東南、東北為綠洲農(nóng)業(yè)區(qū), 是古絲綢之路的交通要道。嘉峪關(guān)市是依托“酒泉鋼鐵公司”的建設(shè)而新興的工業(yè)旅游城市, 是我國(guó)內(nèi)地通往新疆、中亞的咽喉要道, 新亞歐大陸橋上的中轉(zhuǎn)重鎮(zhèn)。嘉峪關(guān)市境內(nèi)地勢(shì)平坦, 土地類(lèi)型多樣, 年均氣溫在6.7 ℃—7.7 ℃之間, 年日照時(shí)數(shù)3000.2 h, 全年無(wú)霜期130 d, 屬典型的溫帶大陸性荒漠氣候。討賴(lài)河橫穿嘉峪關(guān)市境內(nèi), 年均徑流量6.58×107m3, 地下水年凈儲(chǔ)量7.32×107m3。森林覆蓋率13.1%, 城市建成區(qū)綠化覆蓋率為38.8%, 自然環(huán)境嚴(yán)酷、植物覆蓋度低、生態(tài)環(huán)境脆弱。截止2018年末, 嘉峪關(guān)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值299.62億元, 三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為1.3: 61.1: 37.6; 常住人口25.2萬(wàn)人, 其中城鎮(zhèn)人口23.6萬(wàn)人, 城鎮(zhèn)化率為93.65%。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的數(shù)據(jù)主要來(lái)自于《甘肅統(tǒng)計(jì)年鑒》(2011—2018)、《嘉峪關(guān)市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2011—2018)以及嘉峪關(guān)市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)(2010—2018)等。因考慮到數(shù)據(jù)的可得性以及資料的局限性, 本文選擇了17個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析, 其中部分指標(biāo)可直接從統(tǒng)計(jì)年鑒中查到, 其余指標(biāo)則根據(jù)已有數(shù)據(jù)計(jì)算得到。

2.2 研究方法

2.2.1 DPSIR模型

DPSIR模型是作為衡量環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系概念模型, 它能夠反映出生態(tài)環(huán)境與人類(lèi)活動(dòng)的因果關(guān)系, 為生態(tài)安全評(píng)價(jià)與可持續(xù)發(fā)展研究提供一個(gè)基本框架[19-21]。本文基于DSPIR模型結(jié)合研究區(qū)域的具體情況構(gòu)建嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 綜合相關(guān)研究成果[22-26], 選取17項(xiàng)反映生態(tài)安全評(píng)價(jià)主要特征的因子作為具體評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.2.2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

層次分析法是將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng), 進(jìn)而將目標(biāo)分解成多指標(biāo)的若干層次, 并在此基礎(chǔ)上將定性分析轉(zhuǎn)化成定量計(jì)算。該方法把定性方法與定量方法結(jié)合起來(lái), 利用較少的定量信息把多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的復(fù)雜決策問(wèn)題化為多層次單目標(biāo)問(wèn)題[27-28]。本文根據(jù)層次分析法確定嘉峪關(guān)市各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重, 結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2.3 生態(tài)安全評(píng)價(jià)的物元模型

物元分析是由我國(guó)蔡文教授提出的一種數(shù)據(jù)分析方法, 可以將復(fù)雜問(wèn)題抽象為形象化模型, 并以定量的數(shù)值表示評(píng)價(jià)結(jié)果, 從而能夠較客觀的反映事物質(zhì)量的綜合水平, 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、農(nóng)業(yè)資源評(píng)價(jià)、土地適宜性評(píng)價(jià)以及土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)等方面[29-33]。利用物元模型進(jìn)行評(píng)價(jià)嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)的具體步驟如下:

(1)確定嘉峪關(guān)市生態(tài)安全物元。將生態(tài)安全、特征向量和特征量值以有序三元組()作為描述生態(tài)安全水平的生態(tài)安全現(xiàn)狀物元。則生態(tài)安全物元R表示為:

(2)確定經(jīng)典域與節(jié)域物元矩陣。生態(tài)安全的經(jīng)典域物元矩陣可表示為:

生態(tài)安全的節(jié)域物元矩陣可表示為:

表1 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

(4)關(guān)聯(lián)函數(shù)及關(guān)聯(lián)度的確定。根據(jù)可拓集合的關(guān)聯(lián)函數(shù), 各評(píng)估指標(biāo)關(guān)于各類(lèi)別等級(jí)的關(guān)聯(lián)度為:

其中:

則待評(píng)對(duì)象第指標(biāo)屬于生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。

3 結(jié)果與分析

3.1 基于物元模型的嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)

3.1.1 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)經(jīng)典域、節(jié)域的確定

3.1.2 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全待評(píng)物元的確定

3.2 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全時(shí)間變化分析

3.2.1 嘉峪關(guān)市綜合關(guān)聯(lián)度及安全等級(jí)確定

將嘉峪關(guān)市2010—2018年待評(píng)物元的具體數(shù)據(jù)輸入物元模型, 根據(jù)公式(1)—(10), 即可計(jì)算出嘉峪關(guān)市2010—2018年生態(tài)安全評(píng)價(jià)綜合關(guān)聯(lián)度(表2)以及各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度(表3)。由表2可以看出, 嘉峪關(guān)市2010—2018年的生態(tài)安全等級(jí)總體上從“不安全”到“較安全”逐漸轉(zhuǎn)化, 呈現(xiàn)上升趨勢(shì), 表明嘉峪關(guān)市生態(tài)安全狀況在逐步改善。9年間嘉峪關(guān)市綜合關(guān)聯(lián)度處于[-1,0], 表明期間嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平不符合相對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象要求, 但具備轉(zhuǎn)化為該等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的條件。

2010—2012年嘉峪關(guān)市安全等級(jí)由“不安全”上升到“較不安全”, 且-1＜K4(2011)＜K4(2012)＜0, 表明2012年嘉峪關(guān)市生態(tài)安全狀況較2011年有所改善, 生態(tài)安全水平轉(zhuǎn)化為相應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的能力逐漸增強(qiáng); 2013—2015年安全等級(jí)從“臨界安全”提升到“較安全”, -1＜K3(2013)＜K3(2014)＜0, 說(shuō)明嘉峪關(guān)市對(duì)生態(tài)環(huán)境的治理成效顯著; 由2016—2018年綜合關(guān)聯(lián)度可以看出, K2(2018)＜K2(2017), 這一時(shí)期嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平雖處于“較安全”, 但生態(tài)安全水平向相應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象轉(zhuǎn)化的能力逐漸有所減弱, 因此嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平仍有向低水平轉(zhuǎn)化的可能。

3.2.2 綜合關(guān)聯(lián)度變化分析

如圖1所示, 2010—2012年嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)雖有所上升但仍處于較低等級(jí), 這與當(dāng)時(shí)嘉峪關(guān)市的政策是息息相關(guān)的?！笆濉币?guī)劃前期, 嘉峪關(guān)市全面貫徹省委“四抓三支撐”總體工作思路和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略, 以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為主線, 以?xún)?yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為重點(diǎn), 著力推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)跨越發(fā)展, 這一時(shí)期嘉峪關(guān)市第二產(chǎn)業(yè)所占比重上升, 第一、三產(chǎn)業(yè)所占比重下降, 呈現(xiàn)出“工業(yè)獨(dú)大”的局面, 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)過(guò)于單一, 這一時(shí)期嘉峪關(guān)市的生態(tài)問(wèn)題比較嚴(yán)重, 因此生態(tài)安全等級(jí)處于“不安全-較不安全”。

2013—2018年嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)處于“臨界安全-較安全”水平, 可見(jiàn)嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平穩(wěn)步提升。這是因?yàn)椤笆濉焙笃? 嘉峪關(guān)市意識(shí)到了生態(tài)保護(hù)的重要性, 除了繼續(xù)鞏固工業(yè)的主體地位外, 嘉峪關(guān)市以落實(shí)環(huán)保目標(biāo)責(zé)任制為抓手, 加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管, 強(qiáng)化污染治理, 著力解決制約經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的突出問(wèn)題, 注重走綠色發(fā)展之路, 在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)更重視生態(tài)文明建設(shè), 環(huán)境質(zhì)量保持良好。截止2018年, 嘉峪關(guān)市城市污水集中處理率96%, 城市生活垃圾無(wú)害化處理率100%, 三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為1.3: 61.1: 37.6, 嘉峪關(guān)市第一、三產(chǎn)業(yè)所占比重上升, 第二產(chǎn)業(yè)所占比重下降, 第二產(chǎn)業(yè)一直都是作為嘉峪關(guān)市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱產(chǎn)業(yè), 但隨著嘉峪關(guān)市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整, 第三產(chǎn)業(yè)比重的上升, 其第二產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度逐漸減慢, 因此要在保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的同時(shí)降低單位GDP能耗、提高環(huán)境質(zhì)量任重道遠(yuǎn)。

總體來(lái)看, 2010—2018年嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)逐漸向“較安全”水平提升（表2）。2010—2012年綜合關(guān)聯(lián)度由-0.332提升至-0.287, 安全等級(jí)由“不安全”上升到“較不安全”, 表明期間嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)具備轉(zhuǎn)化為相應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的條件, 且轉(zhuǎn)化能力逐漸增強(qiáng), 但由于生態(tài)文明建設(shè)剛起步, 這一時(shí)期嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平仍處于“不安全”; 2013—2018年綜合關(guān)聯(lián)度由-0.308降至-0.342, 安全等級(jí)由“臨界安全”提升至“較安全”, 說(shuō)明隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施以及生態(tài)文明建設(shè)力度的加大, 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全狀況逐漸好轉(zhuǎn), 但其生態(tài)安全等級(jí)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的能力有所下降, 表明嘉峪關(guān)市生態(tài)安全總體狀況依然存在變差的風(fēng)險(xiǎn)。

表2 嘉峪關(guān)市綜合關(guān)聯(lián)度和評(píng)價(jià)級(jí)別

圖1 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)綜合關(guān)聯(lián)度及變化趨勢(shì)

Figure 1 Comprehensive correlation and change trend of ecological safety evaluation in Jiayuguan City

3.2.3 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全影響因子分析

制約嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平提升的因素主要有11個(gè)指標(biāo)（表3）。人均水資源量由較安全下降到較不安全, 第一產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率、第二產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率由安全下降到不安全, 環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率由臨界安全下降至較不安全, 這4個(gè)指標(biāo)的生態(tài)安全水平不斷惡化。人均耕地面積、人均林地面積均一直處于不安全等級(jí), 森林覆蓋率、環(huán)境保護(hù)投資一直處于較不安全等級(jí), 這4個(gè)指標(biāo)生態(tài)安全水平均一直處于不安全等級(jí)。水資源利用率、固定資產(chǎn)投資、第三產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率分別從較不安全等級(jí)上升為較安全、臨界安全、安全等級(jí)。表明嘉峪關(guān)市還需提升環(huán)境保護(hù)意識(shí), 積極推進(jìn)大氣污染防治工作, 此外加大在環(huán)境保護(hù)方面的投資, 提升該區(qū)域的生態(tài)安全水平。

嘉峪關(guān)市的人口自然增長(zhǎng)率、城市化率、城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)、農(nóng)村居民恩格爾系數(shù)、人均GDP、污水處理率等指標(biāo)均呈現(xiàn)不同程度的上升趨勢(shì), 并且出現(xiàn)跨等級(jí)好轉(zhuǎn)趨勢(shì), 說(shuō)明嘉峪關(guān)市的生態(tài)安全水平得益于這些指標(biāo)的支撐作用。人口自然增長(zhǎng)率雖一直處于較安全水平, 但嘉峪關(guān)市人口在2013年急劇增加, 人口增多同樣帶來(lái)了一些生態(tài)問(wèn)題, 其人均耕地面積和人均林地面積處于不安全等級(jí), 成為影響生態(tài)安全的制約因素; 城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)、人均GDP上升到安全等級(jí), 說(shuō)明嘉峪關(guān)市居民的生活水平顯著提高。污水處理率由較不安全上升到安全等級(jí)水平, 這是因?yàn)榧斡P(guān)市制定了《嘉峪關(guān)市2013年主要污染物減排計(jì)劃》, 通過(guò)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)減排、工程減排和管理減排, 嚴(yán)格控制污染物增量, 至2018年, 嘉峪關(guān)市城市污水集中處理率96%, 說(shuō)明嘉峪關(guān)市的污染物減排計(jì)劃取得了較好的成果, 使污水的處理率有所提升, 但是工業(yè)型城市的生態(tài)環(huán)境對(duì)“三廢”的影響較為敏感, 因此嘉峪關(guān)市還需控制“三廢”的排放, 提高生態(tài)安全水平。

總體來(lái)看, 2010—2012年嘉峪關(guān)市生態(tài)文明建設(shè)剛起步, 處于探索階段且對(duì)環(huán)境保護(hù)投資較少, 并且嘉峪關(guān)市的生態(tài)環(huán)境非常脆弱, 社會(huì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響很大, 可以看到嘉峪關(guān)市2010—2012年的生態(tài)安全等級(jí)處于低水平。2013—2018年嘉峪關(guān)市加大了生態(tài)文明建設(shè)的力度, 這一時(shí)期嘉峪關(guān)市加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè), 加大園林綠化力度, 不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 堅(jiān)持轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展戰(zhàn)略, 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著“一帶一路”和國(guó)家生態(tài)安全屏障戰(zhàn)略的提出與實(shí)施, 河西走廊開(kāi)展生態(tài)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合治理工程, 并重點(diǎn)實(shí)施封山育林、濕地保護(hù)、沙漠化土地治理等生態(tài)工程, 生態(tài)環(huán)境得到有效改善, 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平顯著提升。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文基于DPSIR模型構(gòu)建嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系, 運(yùn)用層次分析法和物元模型對(duì)嘉峪關(guān)市2010—2018年生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。主要得到以下結(jié)論:

(1)嘉峪關(guān)市生態(tài)安全整體上呈現(xiàn)出“不安全”到“臨界安全”的上升趨勢(shì), 2010—2012年生態(tài)安全水平較低, 2013—2018年生態(tài)安全水平良好且增速平穩(wěn), 并有向更好等級(jí)發(fā)展的趨勢(shì)?！笆濉焙笃? 嘉峪關(guān)市開(kāi)始重視生態(tài)保護(hù), 其生態(tài)安全水平隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整, 大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)而表現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)。

(2)制約嘉峪關(guān)市生態(tài)安全水平進(jìn)一步提升的環(huán)境因素主要包括人均水資源量、環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率、人均耕地面積、人均林地面積、森林覆蓋率; 制約嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)提升的經(jīng)濟(jì)因素主要包括第一產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率、第二產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率、環(huán)境保護(hù)投資。

表3 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)結(jié)果

(4)自2013年起, 嘉峪關(guān)市生態(tài)安全等級(jí)達(dá)到“臨界安全”水平, 其生態(tài)安全水平雖有所好轉(zhuǎn), 但整體生態(tài)安全狀況仍有待提高。

4.2 建議

基于以上研究結(jié)論, 對(duì)嘉峪關(guān)市存在的生態(tài)安全問(wèn)題提出以下幾點(diǎn)建議:

(1)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè), 加強(qiáng)污染防治工作。政府下一階段工作的重點(diǎn)應(yīng)合理配置水資源, 加強(qiáng)地下水管理與保護(hù), 并加大對(duì)空氣污染物排放的監(jiān)管力度; 此外, 嚴(yán)格保護(hù)耕地和林地、合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu), 加大城市綠化、提高森林覆蓋率。

(2)調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 增強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的支撐力。今后要立足于嘉峪關(guān)的地域特點(diǎn), 強(qiáng)化第一、二、三產(chǎn)業(yè)合理配置, 降低能耗, 提高資源利用率; 此外加大在環(huán)境保護(hù)方面的投資, 保障該區(qū)域的生態(tài)安全。

(3)扎實(shí)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè), 走綠色發(fā)展之路。嘉峪關(guān)市的生態(tài)文明建設(shè)還需進(jìn)一步加大工作力度, 完善綠色產(chǎn)業(yè)體系, 促進(jìn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展, 努力將嘉峪關(guān)市建設(shè)成為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型城市。

(4)嘗試將物元分析法運(yùn)用到生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)中, 通過(guò)對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)量化處理, 比較全面、客觀的反映了嘉峪關(guān)市生態(tài)安全狀況。但評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇、經(jīng)典域以及節(jié)域范圍的界定等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。

[1] 張小虎, 雷國(guó)平, 袁磊, 等. 黑龍江省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境, 2009, 19(1): 88–93.

[2] 余健, 房莉, 倉(cāng)定幫, 等. 熵權(quán)模糊物元模型在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2012, 28(5): 260– 266.

[3] 鄒長(zhǎng)新, 徐夢(mèng)佳, 高吉喜, 等. 全國(guó)重要生態(tài)功能區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 30(6): 688– 693.

[4] 劉心竹, 米鋒, 張爽, 等. 基于有害干擾的中國(guó)省域森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(11): 3115–3127.

[5] 王曉嬌, 張仁陟, 齊鵬, 等. Meta分析有機(jī)肥施用對(duì)中國(guó)北方農(nóng)田土壤CO2排放的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2019, 35(10): 99–107.

[6] 李巖, 王珂, 劉巍, 等. 江蘇省縣域森林生態(tài)安全評(píng)價(jià)及空間計(jì)量分析[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2019, 39(1): 202–215.

[7] 陳伊多, 楊慶媛, 楊人豪, 等. 基于熵權(quán)物元模型的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)——重慶市江津區(qū)實(shí)證[J]. 干旱區(qū)地理, 2018, 41(1): 185–194.

[8] 何珍珍, 王宏衛(wèi), 楊勝天, 等. 塔里木盆地中北部綠洲生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 干旱區(qū)研究, 2018, 35(4): 963–970.

[9] 李?lèi)? 袁若愚, 劉洋, 等. 基于綜合權(quán)重法的青島市濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2019, 38(3): 847–855.

[10] 榮慧芳, 張樂(lè)勤, 嚴(yán)超. 基于熵權(quán)物元模型的皖江城市帶土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 水土保持研究, 2015, 22(3): 230–235.

[11] 匡麗花, 葉英聰, 趙小敏, 等. 基于改進(jìn)TOPSIS方法的耕地系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)及障礙因子診斷[J]. 自然資源學(xué)報(bào), 2018, 33(9): 1627–1641.

[12] 張松男, 雷國(guó)平, 李秀霞, 等. 基于PSR模型的城市生態(tài)安全模糊物元評(píng)價(jià)——以吉林省四平市為例[J]. 水土保持研究, 2013, 20(2): 170–175.

[13] 林棟, 馬暉玲, 柳小妮. 基于PSR模型的蘭州都市農(nóng)業(yè)生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2015, 31(20): 119– 125.

[14] 朱蓮蓮, 謝永宏, 宋冰冰, 等. 基于DPSIR模型的湖南省生態(tài)安全評(píng)價(jià)及安全格局分析[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2016, 37(6): 1084–1090.

[15] 張鳳太, 王臘春, 蘇維詞. 基于物元分析—DPSIR概念模型的重慶土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2016, 36(10): 3126–3134.

[16] 盧濤, 王占岐, 魏超, 等. 基于DPSIR模型的合肥市土地生態(tài)安全物元分析評(píng)價(jià)[J]. 水土保持研究, 2015, 22(4): 221–227+231.

[17] 齊鵬, 張仁陟, 王曉嬌, 等. 基于物元模型的民勤綠洲土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)沙漠, 2012, 32(5): 1495–1498.

[18] 劉蕾, 姜靈彥, 高軍俠. 基于P-S-R模型的土地生態(tài)安全物元評(píng)價(jià)——以河南省為例[J]. 地域研究與開(kāi)發(fā), 2011, 30(4): 117–121.

[19] 劉志明, 周召紅, 王永強(qiáng), 等. 區(qū)域水資源承載力及可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)研究[J]. 人民長(zhǎng)江, 2019, 50(3): 145– 150.

[20] 周政達(dá), 王辰星, 付曉, 等. 基于DPSIR模型的國(guó)家大型煤電基地生態(tài)效應(yīng)評(píng)估指標(biāo)體系[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(11): 2830–2836.

[21] 張繼權(quán), 伊坤朋, Hiroshi Tani, 等. 基于DPSIR的吉林省白山市生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2011, 22(1): 189–195.

[22] 邢廣君, 趙孟偉. 基于綜合權(quán)重灰色關(guān)聯(lián)分析法的千鶴湖生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2019, 38(3): 121– 128.

[23] 黃和平, 楊宗之. 基于PSR—熵權(quán)模糊物元模型的森林生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)——以中部6省為例[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃, 2018, 39(11): 42–51.

[24] 孫德亮, 張鳳太. 基于DPSIR—灰色關(guān)聯(lián)模型的重慶市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 水土保持通報(bào), 2016, 36(5): 191–197.

[25] 徐海鵬, 焦亞鵬, 張紅艷, 等. 基于物元模型的高寒草原生態(tài)安全評(píng)價(jià)——以天祝牧區(qū)為例[J]. 草原與草坪, 2018, 38(6): 12–18.

[26] 李玉照, 劉永, 顏小品. 基于DPSIR模型的流域生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J]. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 48(6): 971–981.

[27] 高俊剛, 吳雪, 張鐿鋰, 等. 基于等級(jí)層次分析法的金沙江下游地區(qū)生態(tài)功能分區(qū)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 36(1): 134–147.

[28] 劉孝富, 邵艷瑩, 崔書(shū)紅, 等. 基于PSFR模型的東江湖流域生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2015, 24(1): 197–205.

[29] 楊斌, 王占岐, 胡學(xué)東. 基于改進(jìn)可拓物元模型的土地整治項(xiàng)目績(jī)效評(píng)價(jià)及影響因素分析[J]. 中國(guó)土地科學(xué), 2018, 32(7): 66–73.

[30] 齊鵬, 王曉嬌, 徐海鵬, 等. 甘肅省城市飲用水安全綜合評(píng)價(jià)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(9): 268–271.

[31] 劉婷婷, 孔越, 吳葉, 等. 基于熵權(quán)模糊物元模型的我國(guó)省域森林生態(tài)安全研究[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 37(15): 4946– 4955.

[32] 解雪峰, 蔣國(guó)俊, 肖翠, 等. 基于模糊物元模型的西苕溪流域生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 35(4): 1250–1258.

[33] JIANG Qinglong, ZHANG Yinglong, XIE Yongsheng, et al. Evaluation and analysis of land suitability based on matter element analysis and GIS technology: An case study at Dongbeigou small watershed of Pingquan county in the water resource area of Beijing and Tianjin[R]. Wuhan: Mechanic Automation and Control Engineering (MACE), 2011: 20–50.

Evaluation of ecological security in Jiayuguan City based on Matter Element Model

QI Peng1, WANG Xiaojiao2, *, FAN Wei1, JIAO Yapeng1, WANG Yazhi1

1. College of Resources and Environment Sciences, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China 2. College of Management, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China

Evaluation of ecological security is of great significance to developgreen economy in ecological fragile andbackward areas, which also can provide a scientific reference for theecological civilization. This research constructed ecological security evaluation system based on DPSIR model and analytic hierarchy process, and comprehensively evaluated the ecological security status from 2010 to 2018 through matter-element analysis method in Jiayuguan City. The results showed that: (1) The ecological security level of Jiayuguan City had gradually increased from 2010 to 2018, and its ecological security level had risen from “unsafe” to “safer”. (2) Per capita water resources, excellent rate of ambient air quality,per capita arable land area,growth rate of the primary and secondary industries, environmental protection investment, and forest coverage ratewere the key factors that affected ecological security in Jiayuguan City.(3) Although the ecological security level of Jiayuguan City was improved, the overall level of ecological security was relatively poor. Therefore, it is necessary to further strengthen the construction of ecological civilization on the basis of consolidating existing achievements. The results can provide a theoretical basis for Jiayuguan City to develop a green economy and ecological civilization construction.

ecological security; Matter Element Model; analytic hierarchy process; DPSIR model; Jiayuguan City

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.04.032

齊鵬, 王曉嬌, 樊偉, 等. 基于物元模型的嘉峪關(guān)市生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2020, 39(4): 259–267.

QI Peng, WANG Xiaojiao, FAN Wei, et al. Evaluation of ecological security in Jiayuguan City based on Matter Element Model[J]. Ecological Science, 2020, 39(4): 259–267.

X826

A

1008-8873(2020)04-259-09

2019-08-14;

2019-12-11

省社科聯(lián)和甘肅社會(huì)科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)基金會(huì)項(xiàng)目(19ZZ12); 甘肅省社科項(xiàng)目規(guī)劃(14YB053); 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)科建設(shè)基金(GSAU-STS-1706)

齊鵬(1979—)，男, 甘肅武威人, 博士, 副教授, 主要從事生態(tài)學(xué)研究, E-mail:gsauqip@163.com

王曉嬌, 女, 在讀博士, 講師, 主要從事土地生態(tài)學(xué)研究, E-mail: 42321946@qq.com