秦會艷,劉婷婷,黃穎利
(東北林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)
人類活動和全球氣候變化加劇對人類賴以生存和發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大影響,生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性遇到重大挑戰(zhàn)。學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性研究最初聚焦于“生態(tài)安全”[1],隨著工程力學(xué)在很多學(xué)科的應(yīng)用,脆弱性和恢復(fù)力逐漸成為可持續(xù)性科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題和重要分析工具[2-4],特別是隨著C S Holling將恢復(fù)力引入生態(tài)領(lǐng)域[5-6],恢復(fù)力在生態(tài)領(lǐng)域獲得了成功應(yīng)用,為生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)研究提供一個全新思路。
恢復(fù)力和脆弱性作為一個硬幣的兩面[5],當(dāng)前很多學(xué)者運用多種數(shù)學(xué)和地理方法從系統(tǒng)脆弱性角度對恢復(fù)力進(jìn)行評價[7],而恢復(fù)力測度不單要考慮系統(tǒng)的脆弱性,還要考慮系統(tǒng)的應(yīng)對能力即抗性,所以恢復(fù)力能更全面反映系統(tǒng)的可持續(xù)性。現(xiàn)階段對系統(tǒng)恢復(fù)力的研究仍然停留在定性描述層面[8],一些學(xué)者嘗試運用替代指標(biāo)法從定量角度測度系統(tǒng)恢復(fù)力,通過選擇生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵屬性,將可測量的單一生態(tài)系統(tǒng)屬性作為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的替代指標(biāo)進(jìn)行恢復(fù)力測度,但這種單一的可替代指標(biāo)存在片面性[9],不能很好地全面測量生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力。一些研究嘗試通過影響因素測量評估系統(tǒng)恢復(fù)力,但影響因素篩選和基于影響因素的恢復(fù)力測度方法均未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威指標(biāo)體系[10]。森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力是關(guān)系到我國生態(tài)安全的熱點問題。隨著人類對優(yōu)美生態(tài)環(huán)境及不同層次生態(tài)產(chǎn)品的需要,森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價引起人們重視[11]。戰(zhàn)金艷等[11]從影響森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的生態(tài)存儲和生境條件2個方面選取森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價指標(biāo),結(jié)果表明江西省蓮花縣森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力水平較低?;謴?fù)力不僅受系統(tǒng)脆弱性影響,還受系統(tǒng)應(yīng)對能力影響。因此,結(jié)合相關(guān)研究結(jié)果,該研究從脆弱性和應(yīng)對能力2個層面出發(fā),基于生態(tài)壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型,構(gòu)建我國省域森林生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)體系,以期全面考察森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力影響因素。
敏感性可以用來分析不同指標(biāo)權(quán)重對評價結(jié)果的敏感程度,修正決策者對評價指標(biāo)的權(quán)重賦值,提醒決策者權(quán)重賦值過程中的謹(jǐn)慎性[12]。當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價的主要瓶頸之一為指標(biāo)權(quán)重的設(shè)定所引起的爭議和不同權(quán)重導(dǎo)致評價結(jié)果的不確定性。在采用線性加權(quán)法構(gòu)建森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力模型,量化森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力水平省域差異的基礎(chǔ)上,利用指標(biāo)權(quán)重敏感性分析的單因素輪換(one-at-a-time,OAT)法[12]評估各指標(biāo)權(quán)重的不確定性對我國省域尺度上森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價結(jié)果的影響,掌握評價指標(biāo)權(quán)重對評價結(jié)果的影響,驗證評價指標(biāo)對評價結(jié)果的穩(wěn)定性,研究結(jié)果可為政府部門制定森林管理決策提供支撐。
森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力是森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到初始水平的能力,受脆弱性和應(yīng)對能力2個方面影響,以我國省域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)為對象,分別建立森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和應(yīng)對能力準(zhǔn)則層,以系統(tǒng)性、科學(xué)性和數(shù)據(jù)可獲取性為基本原則,參照相關(guān)研究[12-14],篩選了22項能夠影響和反映省域尺度森林生態(tài)恢復(fù)力情況的指標(biāo)(表1),其中,11項指標(biāo)表征系統(tǒng)脆弱性,11項指標(biāo)表征系統(tǒng)應(yīng)對能力。
表1 森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指標(biāo)體系
森林生態(tài)脆弱性主要從森林生態(tài)壓力和森林生態(tài)狀態(tài)2個層面進(jìn)行表征。森林生態(tài)壓力包括社會經(jīng)濟(jì)壓力和自然災(zāi)害干擾2個方面因素,設(shè)7個指標(biāo)。其中,人口密度(X1)和GDP密度(X2)主要反映社會經(jīng)濟(jì)壓力;LINARES等[15]認(rèn)為在森林資源總量一定的情況下,人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對森林資源需求會不斷增加,因此,人口密度和GDP密度越大,表明作用于森林生態(tài)系統(tǒng)的壓力也越大,森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性就越高;X1和X2為正向指標(biāo),即指標(biāo)值越大,脆弱性就越高。根據(jù)目前森林生態(tài)系統(tǒng)面臨的災(zāi)害類型[16],自然干擾主要包括5個指標(biāo),分別為森林火災(zāi)受害面積(X3)、森林有害生物發(fā)生率(X4)、森林病害發(fā)生率(X5)、森林蟲害發(fā)生率(X6)和森林鼠害發(fā)生率(X7),均為正向指標(biāo)。
借鑒相關(guān)研究[1,17],從森林資源數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)3個方面表征森林生態(tài)狀態(tài)本底情況,其中,森林覆蓋率(X8)是森林資源的數(shù)量指標(biāo),可反映一個地區(qū)森林資源的豐富程度[15];單位面積蓄積量(X9)是森林資源質(zhì)量指標(biāo),是衡量森林資源質(zhì)量的重要指標(biāo),一般來說,森林質(zhì)量越高,抵抗外界入侵的能力越強(qiáng),生態(tài)系統(tǒng)脆弱性就越低[17];將森林起源結(jié)構(gòu)(X10)定義為區(qū)域天然林面積與森林總面積的比值,一般認(rèn)為天然林結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抵抗外界干擾能力均顯著優(yōu)于人工林[18],因此該指標(biāo)值越大表明森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力越強(qiáng);森林林種結(jié)構(gòu)(X11)是國家和地方生態(tài)公益林面積占森林總面積的比例,該值越大表明該地區(qū)維護(hù)生物多樣性和發(fā)揮生態(tài)功能的價值就越大[15],森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性就越低。
森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力可從森林生態(tài)響應(yīng)層面進(jìn)行表達(dá),主要指人類對森林生態(tài)保護(hù)所采取的應(yīng)對措施,主要包括造林綠化、森林經(jīng)營和災(zāi)害防控3個方面內(nèi)容,其中,造林綠化和森林經(jīng)營主要是改善森林生態(tài)本底狀況,提高森林資源面積和質(zhì)量,災(zāi)害防控主要是針對自然干擾的應(yīng)對措施。應(yīng)對能力主要指森林生態(tài)系統(tǒng)抵御干擾的能力,可以通過加強(qiáng)生態(tài)投入、改善森林質(zhì)量、提升自然災(zāi)害防止率等措施得以加強(qiáng)[14,16],設(shè)11個指標(biāo),其中,生態(tài)建設(shè)與保護(hù)投入(X12)、營林撫育與質(zhì)量提升投資(X13)、造林面積(X14)、封山育林面積(X15)和退化林修復(fù)面積(X16)主要反映造林綠化及投入,分別衡量對生態(tài)建設(shè)和質(zhì)量提升的資金支持力度和森林生態(tài)恢復(fù)的保障;森林撫育面積(X17)主要反映森林經(jīng)營情況;森林防火投入(X18)、森林有害生物防治率(X19)、森林病害防治率(X20)、森林蟲害防治率(X21)和森林鼠害防治率(X22)主要衡量應(yīng)對自然干擾的能力。這些指標(biāo)與應(yīng)對能力呈正比,均為正向指標(biāo),且森林生態(tài)應(yīng)對能力越高,則森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力就越強(qiáng)[8]。數(shù)據(jù)來源于《第九次全國森林資源清查數(shù)據(jù)》(2019年)、《2019中國人口和就業(yè)統(tǒng)計年鑒》和《2019中國統(tǒng)計年鑒》。
由于所選取的指標(biāo)在數(shù)值、量綱及正負(fù)取向上均存在較大差異,因此在計算指標(biāo)權(quán)重前,首先需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理。其中,正向指標(biāo)采用式(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,逆向指標(biāo)采用式(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將其實際值映射到0~1之間,即0表示各項指標(biāo)最低值,1表示各項指標(biāo)最高值。
Si=(S-Smin)/(Smax-Smin),
(1)
Si=1-(S-Smin)/(Smax-Smin)。
(2)
式(1)~(2)中,Si為某指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值;S為指標(biāo)實際數(shù)值;Smin為指標(biāo)最小值;Smax為指標(biāo)最大值。
各指標(biāo)權(quán)重(W)采用熵值法確定,具體參照文獻(xiàn)[19-20],此處不再贅述。由表1可知,在脆弱性準(zhǔn)則層中,反映生態(tài)恢復(fù)力的壓力指標(biāo)中,X4、X5、X6和X74項指標(biāo)權(quán)重相對較高,其值均超過0.04;而狀態(tài)指標(biāo)中X9指標(biāo)權(quán)重明顯高于其他指標(biāo),達(dá)到0.305;在應(yīng)對能力準(zhǔn)則層中,X14、X16、X17和X224項指標(biāo)權(quán)重值相對較大,其值均超過0.13。
森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)(IFEV)計算公式為
(3)
森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力指數(shù)(IFEC)計算公式為
(4)
因森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力受脆弱性和應(yīng)對能力的共同影響,采用熵值法確定脆弱性(w1)和應(yīng)對能力(w2)對恢復(fù)力的影響系數(shù),計算結(jié)果表明w1和w2分別為0.280和0.720。因此,省域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力模型計算公式為
IFER=w1×IFEV+w2×IFEC。
(5)
式(5)中,IFER為森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指數(shù)。
借鑒相關(guān)研究成果[21],分別將森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力劃為3個等級:(1)脆弱性指數(shù)在[0,0.33]之間表示系統(tǒng)脆弱性處于3級,即脆弱性高;在(0.33,0.67)之間表示處于2級,即中級狀態(tài);在[0.67,1]之間表示處于1級,即脆弱性低。(2)應(yīng)對能力指數(shù)在[0,0.33]之間表示系統(tǒng)應(yīng)對能力處于3級,即應(yīng)對能力低;在(0.33,0.67)之間表示處于2級,即中級狀態(tài);在[0.67,1]之間表示處于1級,即應(yīng)對能力高。(3)恢復(fù)力指數(shù)在[0,0.33]之間表示系統(tǒng)恢復(fù)力處于1級,即恢復(fù)力低;在(0.33,0.67)之間表示處于2級,即中級狀態(tài);在[0.67,1]之間表示處于1級,即恢復(fù)力高。
在對森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力測度中,雖然采用熵值法確定評價指標(biāo)體系權(quán)重是一種客觀賦權(quán)方法,但容易因數(shù)據(jù)自身因素造成對某些指標(biāo)的有偏估計,而敏感性分析可以通過給定相關(guān)指標(biāo)權(quán)重范圍進(jìn)一步解釋恢復(fù)力指數(shù)受因素變動影響的大小。敏感性分析在多準(zhǔn)則決策過程中是必不可少的基礎(chǔ)步驟,因為它直接關(guān)系到?jīng)Q策結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,但容易被相關(guān)研究忽視。
該文采用OAT法檢驗各指標(biāo)權(quán)重對評價結(jié)果的敏感性,揭示單個指標(biāo)權(quán)重變化對森林生態(tài)恢復(fù)力的影響,進(jìn)而評估各指標(biāo)權(quán)重的不確定性對評價結(jié)果的影響程度。在敏感性分析過程中需要設(shè)置2個重要參數(shù),一是設(shè)置權(quán)重變化范圍(range of percent change,RPC),二是選定權(quán)重步長(increment of percent change,IPC),具體步驟[22-24]為
(1)設(shè)定權(quán)重變化范圍為指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的30%;
(2)在-30%≤RPC≤30%范圍內(nèi),設(shè)定因子權(quán)重變化率(pc,cp)每次為2%;
(3)計算主變化因子及其他指標(biāo)權(quán)重值。遵循主變化因子權(quán)重變動后不改變所有權(quán)重的總和的原則,即W=1。
主變化因子權(quán)重〔W(Xz)〕計算公式為
W(Xz,cp)=W(Xz,0)+W(Xz,0)×cp。
(6)
式(6)中,W(Xz,cp)為主變化因子改變后的權(quán)重;W(Xz,0)為主變化因子Xz初始權(quán)重值;cp為2%,在權(quán)重變化范圍之內(nèi)。
為確保所有因子權(quán)重和為1,其他因子權(quán)重〔W(Xi)〕根據(jù)式(6)得到的權(quán)重按比例調(diào)整權(quán)重值,其計算公式為
(7)
式(7)中,W(Xi,cp)為因子Xi改變后的權(quán)重;W(Xi,0)為因子Xi初始權(quán)重。
(4)計算每次權(quán)重改變后脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力綜合評價結(jié)果。
森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力指數(shù):
(8)
森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù):
(9)
森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指數(shù):
IFER(Xz,cp)=0.280×IFEV(Xz,cp)+0.720×IFEC(Xz,cp)。
(10)
當(dāng)主變化因子的權(quán)重通過IPC在RPC范圍內(nèi)變化時,就會產(chǎn)生一系列評價結(jié)果。
森林生態(tài)系統(tǒng)綜合恢復(fù)力的絕對平均變化率采用MACR(Xz,cp)表示,其計算公式為
(11)
式(11)中,IFER(Xz,cp)為權(quán)重改變時,森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價結(jié)果的變化率;IFER0為森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力初始評價值。森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和應(yīng)對能力的絕對平均變化率參照式(11)計算得到。
采用熵值法確定各因子權(quán)重,得到省域森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價值范圍為0.125~0.838,應(yīng)對能力評價值范圍為0.049~0.694,恢復(fù)力評價值范圍為0.158~0.660。在全國尺度上,森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力指數(shù)平均值分別為0.309、0.323和0.320。
由表2可知,2019年高達(dá)77%的省份森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性處于3級,即脆弱性高,其中,新疆、河南、山東、上海和重慶森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)小于0.2,進(jìn)一步分析各指標(biāo)影響因素數(shù)值可發(fā)現(xiàn),新疆脆弱性高主要是受到其自身氣候、位置等因素影響,森林資源本底情況較差,再加上自然干擾,尤其是火災(zāi)發(fā)生率和面積比例較大,導(dǎo)致其脆弱性較高;河南、山東和重慶人口密度均較高,導(dǎo)致其森林生態(tài)系統(tǒng)面臨的社會壓力較大,但其生態(tài)本底情況又屬于中等水平,社會壓力對森林生態(tài)系統(tǒng)的沖擊較大;上海人均GDP密度較高,森林生態(tài)系統(tǒng)面臨較大經(jīng)濟(jì)壓力,該結(jié)果與米鋒等[1]研究結(jié)果一致。脆弱性較低的省份為浙江和福建,一方面福建自然資源稟賦比較好,森林覆蓋率高達(dá)66%,另一方面福建森林生態(tài)系統(tǒng)自然災(zāi)害發(fā)生率較低,2個方面共同作用使得福建森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性較低;而浙江省雖然人口和GDP密度較高,森林生態(tài)系統(tǒng)社會經(jīng)濟(jì)壓力較大,但由于其有豐富的森林資源和稟賦且自然干擾較小,抵消了社會經(jīng)濟(jì)壓力對森林生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響,這一結(jié)果與顧艷紅等[17]的研究結(jié)果一致。45%的省份森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力為3級,只有內(nèi)蒙古處于1級,即有較高的應(yīng)對能力,研究期內(nèi)內(nèi)蒙古保持較高的生態(tài)建設(shè)投入和病蟲害防治率,這些因素使得內(nèi)蒙古森林生態(tài)應(yīng)對能力高;湖南、黑龍江、四川、貴州、湖北、河北、吉林、陜西、新疆、云南、廣西、重慶和青海森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力處于2級,表明大部分省份森林生態(tài)應(yīng)對能力處于中等水平,這與近年來我國大力實施的生態(tài)修復(fù)工程有很大關(guān)系。61%的省份森林生態(tài)恢復(fù)力處于3級,即恢復(fù)力非常低,59%的省份森林生態(tài)恢復(fù)力處于中級狀態(tài)。森林生態(tài)恢復(fù)力較高的省份為黑龍江、內(nèi)蒙古和吉林,通過分析可得,一方面這些省份森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性較低,資源本底情況好,社會經(jīng)濟(jì)壓力和自然干擾都較小,另一方面,這些省份是我國國有林分布的主要區(qū)域,可能得益于天然林保護(hù)工程等生態(tài)項目的實施,生態(tài)建設(shè)投入和自然災(zāi)害防治率都較高,使得其應(yīng)對能力較高。值得注意是,研究期海南省森林生態(tài)恢復(fù)力較低,雖然其資源本底較好,但由于受到森林壓力指標(biāo),特別是自然干擾的影響,導(dǎo)致其脆弱性偏高,且治理率較低,進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)對能力不足。
表2 各省域森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力評價結(jié)果、排名和級別
該研究得到的森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力的綜合評價結(jié)果不是唯一值,而是在采用熵值法計算得到的各指標(biāo)權(quán)重以及脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力綜合評價結(jié)果的基礎(chǔ)上,通過指標(biāo)權(quán)重敏感性分析對評價結(jié)果進(jìn)行驗證。RPC和IPC取值分別為±30%和±2%,依次選擇每個準(zhǔn)則因子作為主變化因子將其應(yīng)用到所有評價指標(biāo)中,其中,反映脆弱性和應(yīng)對能力的11個指標(biāo)分別產(chǎn)生330組權(quán)重值,每組權(quán)重進(jìn)行一次運算,進(jìn)而產(chǎn)生一個新的森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性或森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力評價結(jié)果。同理,由于恢復(fù)力由應(yīng)對能力和脆弱性線性加權(quán)構(gòu)成,故22個指標(biāo)將產(chǎn)生660組權(quán)重值,其對應(yīng)的恢復(fù)力評價結(jié)果也有660個。
利用森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力絕對平均變化率公式,計算各評價指標(biāo)以2%的步長,由初始權(quán)重的-30%變化到+30%,分別得到省域森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力綜合評價結(jié)果的絕對平均變化率。如圖1可知,森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力絕對平均變化率值基本以指標(biāo)初始權(quán)重(即權(quán)重變化率為0)為中心呈對稱分布,但反映脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力的各指標(biāo)變化率值不同。就同一個評價因子而言,當(dāng)其權(quán)重變化率絕對值相同時,MACR值也基本一致,即同一指標(biāo)權(quán)重變化率絕對值相同時,其對評價結(jié)果的敏感性也相同。
圖1 脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力絕對平均變化率
將脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力對應(yīng)指標(biāo)按其對綜合評價指數(shù)的影響程度進(jìn)行排序,分別選取對森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和應(yīng)對能力維度的影響程度排序為第1、6和11的指標(biāo),以及對恢復(fù)力的影響程度排序為第1、8、15和22的指標(biāo)進(jìn)行分析,將選取的指標(biāo)依次作為主變化因子且pc絕對值分別為10%、20%和30%時生成的省域綜合脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力評價結(jié)果與初始省域脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力綜合評價結(jié)果進(jìn)行比較(表3)。
表3 各指標(biāo)不同權(quán)重變化率絕對值下省域綜合指數(shù)的敏感性
總體來說,就同一指標(biāo)而言,絕對平均變化率隨著權(quán)重變化率絕對值增加呈線性增長或減少趨勢。此外,指標(biāo)權(quán)重與指標(biāo)敏感性有一定關(guān)系,即指標(biāo)權(quán)重變化率一定的情況下,指標(biāo)權(quán)重越大,綜合評價結(jié)果的平均變化率也越大,如單位面積蓄積量權(quán)重較高,其對森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性綜合評價結(jié)果的敏感性也高(斜率大),這是由于單位面積蓄積量是衡量森林資源質(zhì)量優(yōu)劣的重要依據(jù),單位面積蓄積的提升或降低直接表征森林質(zhì)量,森林質(zhì)量越高,生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定,故單位面積蓄積量對森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的評價結(jié)果敏感性高。但權(quán)重與敏感性并不是絕對關(guān)系,性質(zhì)相同且權(quán)重相接近的指標(biāo)的敏感性也比較相近,如在森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對能力綜合評價中,森林有害生物防治率、森林病害防治率和森林蟲害防治率指標(biāo)的敏感性接近,但其敏感性都高于生態(tài)建設(shè)投入、生態(tài)防火投入等初始權(quán)重更高的指標(biāo)。相較于病蟲有害生物干擾防治的直接效應(yīng),生態(tài)建設(shè)投入和生態(tài)防火投入對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響具有明顯的滯后性。如表3所示,當(dāng)權(quán)重變化率相同時,脆弱性和恢復(fù)力按影響程度選取的指標(biāo)權(quán)重越大,省域脆弱性指數(shù)和恢復(fù)力指數(shù)的變化比率越高。森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力受生態(tài)脆弱性和應(yīng)對能力的綜合影響,敏感性最高的指標(biāo)為脆弱性中狀態(tài)類指標(biāo)的單位面積蓄積量,敏感性最低的指標(biāo)為應(yīng)對能力中的防火投入,表明森林質(zhì)量對森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響較大,而防火投入對森林生態(tài)系統(tǒng)的敏感性較低,這主要是由于防火投入屬于前期投入,只是減輕發(fā)生火災(zāi)后面臨的損失,不能如病蟲害防治率直接作用于森林生態(tài)系統(tǒng)中病蟲害。
以31個省域森林生態(tài)恢復(fù)力為研究對象,通過脆弱性和恢復(fù)力構(gòu)建森林生態(tài)恢復(fù)力模型,采用OAT方法分析指標(biāo)權(quán)重敏感性對評價結(jié)果穩(wěn)定性的影響。主要結(jié)論如下:
(1)全國各省份森林生態(tài)恢復(fù)力處于中低水平,恢復(fù)力指數(shù)較高的為內(nèi)蒙古、黑龍江和湖南,但其森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力指數(shù)仍小于0.67,處于恢復(fù)力中級狀態(tài);相較于脆弱性,應(yīng)對能力對森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響更大??傮w來看,全國各省域恢復(fù)力水平較低,但應(yīng)對能力對提升森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力有很大空間。
(2)將權(quán)重敏感性分析引入森林生態(tài)系統(tǒng)評價后發(fā)現(xiàn),生態(tài)投入類指標(biāo)權(quán)重比森林干擾類指標(biāo)大,但敏感性小。當(dāng)生態(tài)建設(shè)投入權(quán)重變化率為30%時,森林生態(tài)應(yīng)對能力和森林生態(tài)恢復(fù)力平均變化率分別為0.14%和0.09%,當(dāng)森林病害防治率權(quán)重變化率為30%時,森林生態(tài)應(yīng)對能力和森林生態(tài)恢復(fù)力平均變化率分別為0.79%和0.58%,各指標(biāo)對應(yīng)的平均絕對綜合指數(shù)值遠(yuǎn)小于其權(quán)重變化率大小,這說明該文采用熵值法確定的初始指標(biāo)權(quán)重相對合理,評價結(jié)果總體相對穩(wěn)定,能夠客觀反映各省份森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力狀況。
(3)相較于生態(tài)投入類指標(biāo),森林生態(tài)干擾類防治指標(biāo)對森林生態(tài)脆弱性、應(yīng)對能力和恢復(fù)力的影響更為敏感,故在指標(biāo)權(quán)重確定中,對干擾類指標(biāo)權(quán)重要適當(dāng)放大,因為干擾類指標(biāo)或者治理干擾類指標(biāo)對森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞和恢復(fù)均有著立竿見影的作用,即使森林本底狀況好,如受到火災(zāi)等足夠大的外部干擾,對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響也是巨大的。
根據(jù)以上分析,提出進(jìn)一步提高各省份森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的對策及建議:(1)在森林生態(tài)本底狀況的基礎(chǔ)上,繼續(xù)加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)對能力,以提高本區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力;(2)森林干擾類指標(biāo)對森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響具有直接性,一方面需要降低各省份森林干擾的發(fā)生率,以降低森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性,另一方面需要增強(qiáng)各省份對森林干擾的應(yīng)對能力;(3)單位面積蓄積對森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的敏感性最大,進(jìn)一步提升單位面積蓄積,可以加強(qiáng)森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升,增加森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力;(4)目前生態(tài)建設(shè)投入對森林生態(tài)系統(tǒng)的敏感性較低,生態(tài)投入類指標(biāo)對森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響具有滯后性,側(cè)面說明生態(tài)建設(shè)投入力度不足,要繼續(xù)增加生態(tài)建設(shè)投入。
與其他有關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)評價研究相比,采用敏感性評價不僅可以進(jìn)一步調(diào)整指標(biāo)權(quán)重,使得評價結(jié)果更科學(xué),而且權(quán)重敏感性分析在評價森林生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上能識別出評價結(jié)果的敏感因子,有助于決策者在提升森林生態(tài)系統(tǒng)時重點關(guān)注敏感性因子,通過改善敏感性因子提升森林生態(tài)系統(tǒng)。此外,該研究在構(gòu)建恢復(fù)力模型時采用熵值法確定影響系數(shù),而進(jìn)一步采用權(quán)重敏感性分析判斷準(zhǔn)則層影響系數(shù)將成為后續(xù)研究的思路。