生態軟弱性論文：河道生物生態軟弱性評定范文

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作者：石惠春何劍劉偉單位：西北師范大學地理與環境科學學院

研究方法與步驟

1指標體系的建立

生態脆弱性的成因復雜多樣,涉及自然生態過程和人類社會經濟活動。指標選取過少,不能全面準確地反映生態脆弱性現狀;指標選取過多,則會使評價體系過于復雜,既增加數據獲取的難度,又由于指標間相互重疊、彼此相關,反而降低評價的可靠性。本文結合石羊河流域實際的生態環境狀況,考慮到數據的可獲取性,選取涉及生態敏感性、生態壓力、人類適應性、生態彈性4項脆弱性因子的20項指標構建評價體系(表1)。

2指標說明與選取依據

生態敏感性指標:生態敏感性是指生態系統對人類活動干擾和自然環境變化的反映程度,表明發生區域環境問題的難易程度和可能性大小。面臨同等程度的干擾,生態敏感性越高的區域越有可能出現生態環境問題。石羊河流域位于我國西北內陸,屬溫帶大陸性干旱氣候區,太陽輻射強、降水少、空氣干燥,主要自然災害有干旱、大風沙塵、土壤鹽堿化和水土流失等,因此選取干燥度、年平均沙塵暴天數、沙化土地面積比例、水土流失面積比例4項指標構成生態敏感性指標。

生態壓力指標:生態環境承載的壓力來自于人類長期的社會經濟活動。長期以來石羊河流域對水資源過量開發使用,生活用水、生產用水、灌溉用水嚴重擠占生態用水,水資源成為制約當地經濟社會發展的最主要因素。選取墾殖率、人口密度、人均水資源占有量、萬元GDP用水量、農村飲用水安全未達標人口比例等5項指標構成生態壓力指標。人類適應性指標:生態經濟學理論指出,人類社會是生態系統的子系統,人類活動必須以自然生態系統為基礎,受到自然環境容量的限制,但同時以技術手段為中介,人類通過經濟活動不斷地為自然生態系統輸入物質和能量,從而增強生態環境自我更新和資源補償能力。此外,技術進步、經濟增長為消除污染和改善生態創造了經濟技術條件,增強了人類解決生態環境問題的能力。因此,社會越進步、經濟越發展、技術越先進,生物圈和人類智慧圈之間就越能相互融合、協同發展。以此為依據,選擇人均GDP、農民人均純收入、農村居民家庭恩格爾系數、人均農業機械動力、有效灌溉面積占耕地面積比重、高中以上文化程度的人口比例6項指標構成人類適應性指標。

生態彈性指標:生態系統具有保持自身結構和功能穩定的能力,當受到干擾時能在一定程度上進行自我恢復。生態彈性是指生態環境在內外擾動或壓力不超過其彈性限度時,具有自我調節與自我恢復能力的特性。根據地理學和生態學原理,地形地貌、氣候、土壤、水文和植被狀況決定了生態系統的特性,也決定了生態系統的彈性程度。因此,選取\10e積溫、年平均降水量、森林覆蓋率、水域占地面積比例、土壤平均有機質含量5項指標構成生態彈性指標。

3數據來源

社會經濟、人口數據來源于2011年《甘肅發展年鑒》和《甘肅農村年鑒》;自然地理數據來源于石羊河流域各氣象臺站統計數據、《石羊河流域重點治理規劃》、2010年《甘肅省水資源公報》、《全國第四次荒漠化和沙化監測報告》、全國第二次土壤普查;土地利用數據來源于流域各縣(區)2008)2011年土地利用調查、各縣(區)政府及國土資源部門網站。

4數據的標準化處理

為消除數據量綱對計算結果的影響,采用極差標準化法對原始數據進行標準化處理。對于與生態脆弱度正向相關的指標：

5指標權重的確定

指標權重的確定是脆弱性評價的關鍵,直接決定最終的評價結果是否合理可靠。權重的確定方法很多,常用的有層次分析法、模糊綜合評判法、灰色聚類法、主成分分析法等。本文從研究區尺度、指標數量、計算難易程度等方面綜合考慮,采用層次分析法(AHP)確定指標的權重。首先劃分生態脆弱性評價的目標層、準則層和指標層。在咨詢相關專家的基礎上,構建各級指標的判斷矩陣。通過計算判斷矩陣的最大特征值Kmax及其對應的特征向量,得出各因子或指標的權重,然后進行一致性檢驗。目標層U:生態脆弱性評價;準則層(因子層)A:A1)A4;指標層B:B1)B20(表1)。指標層和準則層的判斷矩陣見表2)6,層次總排序權重見表7,計算結果見表8。

6計算評價單元的生態脆弱度分值

生態脆弱度是用于表征區域生態脆弱性程度的量化指標。本文運用綜合指數法計算各評價單元的生態脆弱度分值：式中,EVDi為第i個評價單元的生態脆弱度分值，Pij為第i個單元第j個指標的標準化數值,Wj為第j個指標的權重;EVDi的值介于0)1之間,EVDi值越大,表明生態越脆弱。

計算結果與分析

1計算各評價單元的生態脆弱度

以縣(區)級行政區為評價單元,計算出石羊河流域9縣(區)的生態脆弱度分值(表9)。表9說明了各縣(區)的生態脆弱度分值和生態脆弱性各個因子的脆弱度分值,因此可反映各評價單元整體的生態脆弱狀況,以及不同因子(生態敏感性、生態壓力、人類適應性、生態彈性)對生態脆弱性的影響程度大小。

2對生態脆弱性劃分等級

按值大小,參考趙躍龍等人的研究,結合研究區域實際狀況,對石羊河流域各縣(區)生態脆弱性劃分等級,劃分標準見表10,劃分結果見圖1。

3結果分析

結果表明:¹極強度脆弱區包括民勤縣和景泰縣。民勤縣生態脆弱度0.643,在9縣(區)中最高,同時生態敏感脆弱度和生態彈性脆弱度因子的分值也最高,分別達到0.799和0.706,表明民勤縣生態環境對干擾的敏感程度很高,生態系統穩定性差,自我恢復能力弱。景泰縣生態脆弱度0.606,其中人類適應脆弱度較高(0.694),表明景泰縣整體生態環境狀況較差;同時經濟發展水平較低,技術條件落后,人類社會同自然環境的協調程度低。º強度脆弱區包括涼州區和古浪縣。涼州區是石羊河流域中下游經濟發達、人口集中的地區。在各指標中,涼州區的水土流失面積、墾殖率、人口密度、人均GDP、年平均降水量、森林覆蓋率的分值較大(大于0.80),表明涼州區在經濟發展過程中對資源的開發利用過度,是一種不可持續的發展。

同時,人口的急劇增長,使區域面臨較大的生態壓力。古浪縣生態脆弱度0.576,其中人類適應脆弱度很高(0.895),表明古浪縣經濟技術條件落后,發展方式低效、粗放。»中度脆弱區包括永昌縣和山丹縣。結果顯示,兩縣的4項因子的脆弱度分值較平均,說明生態敏感性、生態壓力、人類適應性和生態彈性4項因子對兩縣整體的生態脆弱性具有相同程度的影響。¼輕度脆弱區包括金川區、肅南縣和天祝縣。金川區生態脆弱度0.303,其中人類適應脆弱度0.030,在各縣(區)中最低。作為依靠工礦業發展興起的資源型城市,金川區的工業化和城市化水平較高,而耗水型傳統農業在經濟中比重相對較小,因此金川區對水資源的利用效率較高,具體表現在人均水資源占有量、萬元GDP用水量這兩項指標的標準化值較小。肅南縣大部分位于祁連山中、高海拔山區,受到溫度季風性氣流的微弱影響,生態系統類型以山地森林、草原為主,因此生態敏感脆弱度較低(0.180)。天祝縣位于流域上游、祁連山東部,境內森林和草原植被豐富,并有冰川分布;此外,天祝縣生態狀況相對較好,生態脆弱度和生態敏感脆弱度在9縣(區)中為最低,分別為0.284和0.076。天祝縣在石羊河流域中居于特殊的生態地位,境內的水源涵養林對維持石羊河流域乃至河西地區的生態系統平衡發揮著重要作用。

4對策建議

主要是:¹南部祁連山區以保護水源、保持水土為主要對策。低山、坡地區加大退耕還林還草力度,對放牧采取嚴格管理,防治水土流失;高山區培育和營造水源涵養林,保持山區水源涵養能力;禁止在水源區一帶進行開墾、放牧、采挖等人類活動。由于保護環境和發展經濟之間存在著矛盾,在生態治理的同時不能忽視區域社會經濟的發展。天祝、肅南兩縣經濟總體水平落后,但生態地位非常重要,如大力發展工農業,必然付出巨大的生態成本,得不償失,因此可考慮將旅游業作為發展重點,利用祁連山區特有的自然景觀發展生態旅游,以生態旅游產業帶動相關服務業的發展,實現區域經濟增長。º中部綠洲區人口密集、工農業生產發達,但面臨著水資源短缺、水土流失、土地沙漠化等生態問題,保護水資源、保證生態用水是這一區域生態治理的關鍵。因此,必須限制對水資源的消耗,可通過以下途徑來實現:一是調整產業結構,發展非農產業,鼓勵引導資金和生產要素向第二、三產業轉移。二是調整農作物種植結構,實行退耕還草工程,減少小麥、玉米等耗水型農作物的種植。三是實行虛擬水戰略,開展虛擬水貿易。對在生產過程中耗水量大的產品,本地不生產,而由其他地區進口。四是建立水市場和完善水權制度,以實現對水資源的合理配置,提高用水效率。»流域北部包括民勤綠洲以及綠洲外圍荒漠區,其中民勤綠洲占民勤縣面積的11%,集中了全縣90%的人口。由于對地下水的嚴重超采,引起了植被退化、土壤鹽漬化、土地荒漠化等生態問題。綠洲灌區應以節約用水、提高水資源利用率為重點,綠洲邊緣區以防風固沙為主。具體措施為:一是調整種植結構,推廣節水作物如棉花、籽瓜的種植,增加林草面積;二是推廣節水灌溉技術;三是發展職業教育,加強對勞動力的技能培訓,以增加勞務輸出;四是實行生態移民政策,減緩生態壓力;五是封沙育林,加強防護林體系建設,實現喬、灌、草結合,帶、片、網結合,加強護田林網建設,保護農田。

小結與討論

本文將生態脆弱性的成因歸結為生態敏感性、生態壓力、人類適應性和生態彈性4個方面,體現了自然因素和人類活動的綜合影響。在指標選取方面,突出了水資源對維持石羊河流域生態經濟系統健康平衡的重要作用,最終的評價結果與實際情況基本相符。采用綜合指數法得到的生態脆弱度分值是一個相對意義的值,僅反映了在一個研究區域內不同評價單元之間生態脆弱程度的對比情況。如何建立一套適合不同區域的、對不同指標體系都能適用的生態脆弱度評價方法有待進一步探討。石羊河流域屬跨寒旱區內陸河流域,生態薄弱、經濟落后,發展經濟與保護環境之間矛盾突出,長期陷入/環境惡化y經濟落后y環境惡化0的惡性循環之中,怎樣能在改善生態的同時發展經濟,使自然生態系統和經濟社會系統相互適應、相互協調,體現和諧的人地關系,還有待從生態、經濟、法律、公共政策等領域進行多學科、多角度的研究。