張 霞， 周忠發(fā)， 朱昌麗， 馬國璇， 陳 全

(1.貴州師范大學(xué) 喀斯特研究院/地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 貴州 貴陽 550001； 2.貴州省喀斯特山地生態(tài)環(huán)境國家重點實驗室培育基地， 貴州 貴陽 550001； 3.國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心， 貴州 貴陽 550001)

2011年11月國務(wù)院頒布的《中國農(nóng)村扶貧開發(fā)綱要(2011—2020年) 》中明確提出要“堅持扶貧開發(fā)與生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護相結(jié)合，促進經(jīng)濟社會發(fā)展與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào)”[1]。在此背景下，對區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的保護之間關(guān)系的研究引起了學(xué)者們的關(guān)注。生態(tài)環(huán)境脆弱性受自然屬性和人類活動行為的影響，是指生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾時的敏感反應(yīng)和恢復(fù)能力[2]。在生態(tài)脆弱性的相關(guān)研究中，學(xué)者們主要從不同的地理單元和研究尺度對生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的程度進行定量評價，并對脆弱性的成因進行分析[3-4]。從貧困方面來看，有關(guān)學(xué)者對建立貧困指標(biāo)體系進行研究[5-6]，針對貧困指標(biāo)體系的建立進行了較為詳細(xì)地介紹，也考慮了環(huán)境要素在貧困成因中的重要性，但大多是從社會學(xué)角度進行定性分析，或僅僅從經(jīng)濟貧困的角度出發(fā)進行分析，而對生態(tài)脆弱性與多維貧困耦合關(guān)系以及兩者耦合機理的研究明顯較少[7]。國內(nèi)少數(shù)有關(guān)學(xué)者對生態(tài)環(huán)境與貧困間的研究表明貧困與脆弱生態(tài)環(huán)境具有一定的相關(guān)性[8]。例如，國內(nèi)學(xué)者祈新華認(rèn)為扶貧與生態(tài)環(huán)境存在博弈作用，其結(jié)果決定了扶貧以及生態(tài)環(huán)境保護的效果[9]。劉耀彬等[10]以政府給定的生態(tài)環(huán)境脆弱縣和貧困縣為研究對象，得出了城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合分布關(guān)系。劉晶晶等[11]采用RS和GIS技術(shù)，對大別山區(qū)的生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的耦合關(guān)系進行了研究，結(jié)果表明研究區(qū)的大部分地區(qū)的生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟建設(shè)沒有做到同步發(fā)展。Oliveira[12]從經(jīng)濟學(xué)角度，通過建立經(jīng)濟能源環(huán)境模型來評估相應(yīng)環(huán)境影響。Barbier[13]研究認(rèn)為氣候變化會增強某些家庭面臨的貧困環(huán)境陷阱。從研究尺度來看，關(guān)于生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟貧困的關(guān)系研究主要是從國家尺度[14]、省域[15]、市域[7]，但是針對縣域的研究尺度較少，并且對于喀斯特山區(qū)的生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困研究較少，當(dāng)前中國的扶貧開發(fā)正處于關(guān)鍵的階段，對小尺度的精細(xì)化研究生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟貧困的相互關(guān)系提出了更高的要求[16-17]，對縣域內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境脆弱性與經(jīng)濟貧困進行研究是非常有必要的。

貴州省荔波縣屬于喀斯特山區(qū)，是生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，其生態(tài)環(huán)境脆弱性與經(jīng)濟貧困的研究具有一定的特殊性。研究兩者之間的關(guān)系，探索生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的成因機制對于改善荔波縣的生態(tài)環(huán)境、促進經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。本研究通過建立生態(tài)脆弱性和經(jīng)濟貧困的兩個評價指標(biāo)體系，并結(jié)合這兩個體系建立耦合模型，分析生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困耦合協(xié)調(diào)度及其空間分布，為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供建議。

1 研究區(qū)概況

荔波縣位于黔南布依族苗族自治州，東經(jīng)107°37′—108°18′，北緯25°7′—25°39′之間，地處貴州省南部，云貴高原向廣西丘陵過渡地帶，珠江流域上游。荔波縣的土壤主要有石灰土、紅壤、黃壤、水稻土等，區(qū)域內(nèi)的植被覆蓋良好。全縣國土面積2 431.8 km2，94個行政村，總?cè)丝跒?.80×105人，其中少數(shù)民族人口占92.7%。

荔波縣位于中國14個集中連片特困地區(qū)的滇黔貴石漠化片區(qū)，珠江上游，是建設(shè)和保護珠江流域重要水源涵養(yǎng)區(qū)，維護著珠江流域的生態(tài)安全，其地理位非常重要。同時荔波縣屬于國家重點生態(tài)功能區(qū)，是“兩江”上游重要的生態(tài)安全屏障[18]。但荔波縣的生態(tài)環(huán)境較為敏感，地形破碎，水土流失和石漠化問題突出，抵御干擾能力較為脆弱，總體上屬于高度敏感區(qū)域。

2 數(shù)據(jù)來源與處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文所采用的數(shù)據(jù)主要包括遙感數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)由地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)30 m空間分辨率的柵格數(shù)據(jù)獲得，行政村的社會數(shù)據(jù)和經(jīng)濟數(shù)據(jù)由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府統(tǒng)籌轄區(qū)內(nèi)各村域的村委會收集而來，石漠化數(shù)據(jù)來自荔波縣石漠化數(shù)據(jù)庫。土壤數(shù)據(jù)來自中國土壤科學(xué)數(shù)據(jù)庫(http:∥vdb3.soil.csdb.cn/)，降雨量和氣溫數(shù)據(jù)來自于國家氣象信息中心(http:∥data.cma.cn/)。

2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

研究區(qū)域的歸一化植被指數(shù)通過2018年Landsat影像的6—9月最大的NDVI值合成而來[2]，NPP通過2018年MODIS影像的6—9月最大值合成而來[4]；高程、坡度和地形起伏度通過DEM數(shù)據(jù)在ArcGIS 10.2中提取得到；降雨量和氣溫數(shù)據(jù)在ArcGIS 10.2軟件中，通過克里金插值法(Kriging)實現(xiàn)其空間化；土地利用類型、土壤類型和石漠化程度數(shù)據(jù)通過計算不同村域所占不同等級的面積比例得到；路網(wǎng)密度通過計算村域內(nèi)的道路長度比村域的面積得到的；社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)通過ArcGIS 10.2軟件進行屬性數(shù)據(jù)的空間化。

3 研究方法

3.1 生態(tài)脆弱性評價體系

3.1.1 指標(biāo)選取 SRP概念模型以生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定為前提，具有清晰的因果關(guān)系，能夠較全面的分析生態(tài)脆弱性的各個方面，被廣泛應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境評價[3]。結(jié)合研究區(qū)的實際情況，根據(jù)荔波縣的生態(tài)環(huán)境脆弱性的表現(xiàn)和主要成因，遵循科學(xué)性、可行性、可操作性、適應(yīng)性和定性與定量相結(jié)合的原則，并結(jié)合已有的相關(guān)研究[19-20]，根據(jù)SRP概念模型，從敏感性、恢復(fù)力、壓力度3個層面選取了13個評價指標(biāo)構(gòu)建荔波縣生態(tài)環(huán)境脆弱性的評價指標(biāo)體系(見表1)。

生態(tài)敏感性反映了生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾時，發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的概率大小[21]，這里從地形因子、氣象因子和地表因子3個方面來構(gòu)建[22-24]。生態(tài)恢復(fù)力是指生態(tài)系統(tǒng)在遭受外界干擾或破壞時，具有的自我恢復(fù)能力[4]。生態(tài)壓力度主要是指生態(tài)系統(tǒng)受到外界擾動的壓力[25]，一般為人口活動壓力和經(jīng)濟活動壓力，壓力度越大，生態(tài)環(huán)境越脆弱。

3.1.2 體系構(gòu)建 通過比較各種生態(tài)脆弱性的評價方法，最終選取熵權(quán)法進行生態(tài)敏感性、恢復(fù)力和壓力度的權(quán)重因子的計算，本文有m個評價指標(biāo)，n個評價單元，計算公式如下：

(1) 計算第i個指標(biāo)的信息熵：

(1)

(2) 計算第i個指標(biāo)的信息熵冗余度：

Di=1-Ei

(2)

(3) 計算第i個指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重：

(3)

式中：Ei為第i個指標(biāo)的信息熵；Di為第i個指標(biāo)的信息熵冗余度；Wi為各指標(biāo)的權(quán)重值，確定完指標(biāo)權(quán)重后，通過計算評價值來最終反映生態(tài)脆弱性的高低以及區(qū)域脆弱性的空間分布狀況，本文以生態(tài)脆弱性指數(shù)(ecological vulnerability index，EVI)[26]來反映生態(tài)脆弱性的高低，計算公式如下：

(4)

式中：EVI為生態(tài)脆弱度；Li為第i個指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值；Wi為第i個指標(biāo)的權(quán)重值。

表1 荔波縣生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系

3.2 經(jīng)濟貧困評價體系

3.2.1 指標(biāo)選取 通過經(jīng)濟維度和社會維度兩個方面構(gòu)建了荔波縣的經(jīng)濟貧困評價指標(biāo)體系(見表2)，借鑒已有的相關(guān)研究[27-34]，根據(jù)指標(biāo)選取的科學(xué)性、可獲得性、典型性等原則來構(gòu)建經(jīng)濟貧困指標(biāo)體系。

表2 荔波縣經(jīng)濟貧困評價指標(biāo)體系

3.2.2 體系構(gòu)建 采用經(jīng)濟貧困指數(shù)(poverty index， PI)[34]定量評價荔波縣各個行政村的經(jīng)濟貧困程度，計算公式如下：

(5)

式中：S，E分別表示社會維度和經(jīng)濟維度的貧困指數(shù)；WS，WE為各自的權(quán)重。其中經(jīng)濟貧困的各個指標(biāo)權(quán)重是由主觀層次分析(AHP)得到的權(quán)重與熵權(quán)法得到的客觀權(quán)重計算得來的。

3.3 生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困耦合模型

耦合是指兩個或兩個以上的要素相互作用相互影響[17]。考慮到研究區(qū)生態(tài)脆弱性指數(shù)EVI與經(jīng)濟貧困指數(shù)PI存在量綱上的差異，因此，研究采用標(biāo)準(zhǔn)化后的排名計算兩者同步性及整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平[17]。計算公式如下:

C=f(x)k×g(y)k/〔af(x)+bg(y)〕2k

(6)

T=af(x)+bg(y)

(7)

(8)

式中：C為耦合度；T為生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困綜合性指數(shù)；D為耦合協(xié)調(diào)度；f(x)為標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)脆弱性指數(shù)排名；g(y)為標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)濟貧困指數(shù)排名；k為調(diào)節(jié)系數(shù)，k取3以增加區(qū)分度a和b均為待定系數(shù)，由于生態(tài)脆弱性和經(jīng)濟貧困同等重要，所以本文兩者均取0.5；協(xié)調(diào)度在0～1之間，值越大，表示協(xié)調(diào)發(fā)展程度越好。通過借鑒曹詩頌[14]、李靜怡[17]和王昭[22]的相關(guān)研究成果，將D分成4類，最終將耦合協(xié)調(diào)度分為6種差異類型(見表3)。

表3 生態(tài)環(huán)境與貧困耦合協(xié)調(diào)度分類和判別依據(jù)

4 結(jié)果與分析

4.1 生態(tài)脆弱性分析

根據(jù)生態(tài)脆弱度值，結(jié)合相關(guān)研究成果，借助ArcGIS軟件，采用自然斷點法[6]，根據(jù)生態(tài)脆弱度值將研究區(qū)劃分為5類，分別為微度脆弱、輕度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和極度脆弱，結(jié)果如圖1所示。荔波縣的輕度脆弱行政村的數(shù)量最多，共包括34個行政村，所占行政村比例為36.2%，中度脆弱包括32個行政村，所占行政村比例為34.0%，重度脆弱包括14個行政村，微度脆弱包括13個行政村，極度脆弱有1個行政村。荔波縣的中度脆弱、重度脆弱和極度脆弱行政村比例為50.0%，說明荔波縣生態(tài)環(huán)境較為脆弱，一旦破壞，難以恢復(fù)。

微度脆弱零星分布在研究區(qū)的各處，無明顯的集中分布區(qū)域。從生態(tài)敏感性方面來看，這些村域的海拔較低，坡度小。從生態(tài)恢復(fù)力上看，這些村域植被覆蓋率高，生態(tài)恢復(fù)力強。從生態(tài)壓力度上看，這一區(qū)域的大多數(shù)村域的人口密度和人均耕地面積較低，生態(tài)壓力度相對較低。處于輕度脆弱的行政村數(shù)量最多，同時分布范圍最廣，分布遍及荔波縣的各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中佳榮鎮(zhèn)分布的行政村最多。從生態(tài)敏感性上看，這些村域的人口密度較低，水熱條件好。從其他方面看，這些村域的生態(tài)恢復(fù)力較好，生態(tài)環(huán)境受干擾程度小。中度脆弱主要分布在荔波縣的中部，各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有此類型，其中黎明關(guān)水族鄉(xiāng)和甲良鎮(zhèn)分布的行政村的數(shù)量最多。從生態(tài)敏感性上看，這些村域的海拔較高，地形起伏度較大，地形條件是影響這一區(qū)域的生態(tài)脆弱的重要因素。重度和極度脆弱分布在荔波縣的南部，黎明關(guān)水族鄉(xiāng)、瑤山瑤族鄉(xiāng)和玉屏街道為主要分布鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些行政村海拔較高，地形起伏度較大，生態(tài)環(huán)境敏感性高，生態(tài)環(huán)境遭受到破壞后的恢復(fù)能力弱。

圖1 荔波縣生態(tài)脆弱性分布

4.2 經(jīng)濟貧困分析

本文以行政村為評價單元計算荔波縣的每個村的經(jīng)濟貧困指數(shù)，并在ArcGIS 10.2上，利用自然斷點法將荔波縣的94個行政村經(jīng)濟貧困指數(shù)劃分為5種類型，分別是非貧困、輕度貧困、中度貧困、較重度貧困和重度貧困(見圖2)，所占行政村的比例分別為5.3%、17.0%、43.6%、29.8%和4.3%。非貧困和輕度貧困共包括21個行政村，主要分布在玉屏街道和甲良鎮(zhèn)，該區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施、生活水平、資源數(shù)量狀況、交通優(yōu)勢和經(jīng)濟發(fā)展水平比較好。中度貧困的行政村數(shù)量最多，共有41個，主要分布在小七孔鎮(zhèn)、茂蘭鎮(zhèn)和黎明關(guān)水族鄉(xiāng)和甲良鎮(zhèn)，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有零星分布，該區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟發(fā)展水平相對較好。較重度和重度貧困共包括32個行政村，主要分布在荔波縣的東北部和南部，分布在佳榮鎮(zhèn)的行政村數(shù)量較多，該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展水平與其他區(qū)域相比相對較低，基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，缺乏資金、技術(shù)和人才。

圖2 荔波縣行政村經(jīng)濟貧困分布

4.3 耦合關(guān)系分析

采用上述耦合模型，通過設(shè)置分類標(biāo)準(zhǔn)，對生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的耦合協(xié)調(diào)度D進行計算并分類，得到了荔波縣耦合協(xié)調(diào)度差異分類(見圖3)。其中，協(xié)調(diào)發(fā)展類中有協(xié)調(diào)同步型、協(xié)調(diào)環(huán)境滯后型和協(xié)調(diào)經(jīng)濟滯后型，所占行政村的比例分別為10.6%，25.5%和14.9%，失調(diào)發(fā)展類中有失調(diào)共損型、失調(diào)環(huán)境滯后型、失調(diào)經(jīng)濟滯后型，所占行政村的比例分別為3.2%，21.3%，24.5%。

協(xié)調(diào)同步型的行政村數(shù)量較少，共有10個，處于這一類型的行政村分布較為分散，無明顯的集中分布區(qū)域，這一類型行政村的生態(tài)脆弱性和經(jīng)濟貧困程度相對較低，在未來的發(fā)展中要繼續(xù)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢，發(fā)展當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)業(yè)，如種桑養(yǎng)蠶產(chǎn)業(yè)和精品水果的種植等。協(xié)調(diào)環(huán)境滯后型主要分布在荔波縣的西部，從整體上看，這些村域是處于協(xié)調(diào)發(fā)展類，但是經(jīng)濟的發(fā)展是略快于生態(tài)環(huán)境的保護的，在未來的發(fā)展過程中，要繼續(xù)加強村莊的環(huán)境治理，做到環(huán)境與經(jīng)濟兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展。協(xié)調(diào)經(jīng)濟滯后型的行政村共有14個，分布較為分散，該類型的行政村處于協(xié)調(diào)發(fā)展類，生態(tài)脆弱相對較低，但是經(jīng)濟的發(fā)展落后于生態(tài)環(huán)境的保護，這些村域缺乏資金的投入，缺乏技術(shù)和人才，在今后的發(fā)展過程中，當(dāng)?shù)鼐用褚淖儌鹘y(tǒng)的思想觀念，政府可以通過招商引資，推動經(jīng)濟發(fā)展，加強村民就業(yè)培訓(xùn)，鼓勵返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)人士在資金上得到相應(yīng)的支持，在政策得到相應(yīng)扶持。

失調(diào)共損型的行政村有3個，處于這一類型的行政村的生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的耦合協(xié)調(diào)度較低，村域的基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，缺乏資金，在未來發(fā)展過程中要加強交通方面的建設(shè)，改變傳統(tǒng)的守舊的思想觀念，積極地引進資金、技術(shù)和人才，同時要重視對生態(tài)環(huán)境的保護。失調(diào)環(huán)境滯后型的主要分布在荔波縣的中部和南部，導(dǎo)致這一類型的主要原因是這些村域的生態(tài)脆弱度相對較高，在未來的發(fā)展過程中要加強生態(tài)環(huán)境的保護，積極地發(fā)展旅游業(yè)和村集體經(jīng)濟。失調(diào)經(jīng)濟滯后型共有23個行政村，此類型行政村主要分布在荔波縣的東北部和西南部，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，有些村民的觀念落后，還存在等靠要的思想，由于村民的思想意識不夠，導(dǎo)致發(fā)展生產(chǎn)和就業(yè)創(chuàng)業(yè)內(nèi)生動力不足，部分村域還存在生活污水和生活垃圾處理問題。在今后的發(fā)展中，可以通過相關(guān)的政策宣講提高居民的思想意識，改變傳統(tǒng)守舊思想，積極地引進資金、技術(shù)和人才，同時要結(jié)合自身的優(yōu)勢，因地制宜的發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，增加當(dāng)?shù)鼐用竦氖杖耄岣呔用竦纳钏?，加強村域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

圖3 荔波縣行政村單元生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困耦合協(xié)調(diào)度差異分類

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié) 論

荔波縣輕度脆弱的行政村比例最大，主要分布在東北部和西北部，重度脆弱和極度脆弱主要分布在南部。生態(tài)脆弱性較高區(qū)域的生態(tài)環(huán)境敏感，生態(tài)環(huán)境遭到破壞后難以恢復(fù)。荔波縣的中度貧困及以上的行政村的比例為77.66%，貧困程度較深，空間分布上，較重度貧困和重度貧困主要分布荔波縣的東北部和南部，非貧困和輕度貧困主要分布在交通區(qū)位優(yōu)勢明顯，資源數(shù)量狀況較好，貧困發(fā)生率較低的區(qū)域。通過所構(gòu)建的生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的耦合模型計算及分析，荔波縣的生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的耦合協(xié)調(diào)度較低，協(xié)調(diào)同步型行政村比例僅占10.6%，分布較為分散，失調(diào)環(huán)境滯后型和失調(diào)經(jīng)濟滯后型行政村的比例較多，有明顯的集中分布區(qū)域，主要分布在荔波縣的中部和東北部，協(xié)調(diào)環(huán)境滯后型行政村比例最多，主要分布在荔波縣的西部，協(xié)調(diào)經(jīng)濟滯后型分布較為分散，無明顯的集中分布區(qū)域。

5.2 建 議

通過對荔波縣生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困及其耦合協(xié)調(diào)度的分析，提出以下建議：荔波縣生態(tài)環(huán)境敏感性高，保護工作任務(wù)重，要不斷加強對生態(tài)環(huán)境的保護。對于經(jīng)濟發(fā)展較為緩慢的區(qū)域，當(dāng)?shù)鼐用褚淖儌鹘y(tǒng)的等靠要思想，政府應(yīng)積極地引進先進的技術(shù)、人才和資金，增加當(dāng)?shù)鼐用竦木蜆I(yè)機會，同時要不斷加強村域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。對于生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展沒有做到同步發(fā)展的區(qū)域，要合理的進行土地規(guī)劃，引進先進的技術(shù)，因地制宜的發(fā)展本地的特色農(nóng)業(yè)，如水果種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等，不同村域要結(jié)合自身的優(yōu)勢發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)。