生態(tài)軟弱性論文：河道生物生態(tài)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(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院

研究方法與步驟

1指標(biāo)體系的建立

生態(tài)脆弱性的成因復(fù)雜多樣,涉及自然生態(tài)過程和人類社會經(jīng)濟(jì)活動。指標(biāo)選取過少,不能全面準(zhǔn)確地反映生態(tài)脆弱性現(xiàn)狀;指標(biāo)選取過多,則會使評價體系過于復(fù)雜,既增加數(shù)據(jù)獲取的難度,又由于指標(biāo)間相互重疊、彼此相關(guān),反而降低評價的可靠性。本文結(jié)合石羊河流域?qū)嶋H的生態(tài)環(huán)境狀況,考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性,選取涉及生態(tài)敏感性、生態(tài)壓力、人類適應(yīng)性、生態(tài)彈性4項(xiàng)脆弱性因子的20項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建評價體系(表1)。

2指標(biāo)說明與選取依據(jù)

生態(tài)敏感性指標(biāo):生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾和自然環(huán)境變化的反映程度,表明發(fā)生區(qū)域環(huán)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(tài)敏感性越高的區(qū)域越有可能出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題。石羊河流域位于我國西北內(nèi)陸,屬溫帶大陸性干旱氣候區(qū),太陽輻射強(qiáng)、降水少、空氣干燥,主要自然災(zāi)害有干旱、大風(fēng)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(shù)、沙化土地面積比例、水土流失面積比例4項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成生態(tài)敏感性指標(biāo)。

生態(tài)壓力指標(biāo):生態(tài)環(huán)境承載的壓力來自于人類長期的社會經(jīng)濟(jì)活動。長期以來石羊河流域?qū)λY源過量開發(fā)使用,生活用水、生產(chǎn)用水、灌溉用水嚴(yán)重擠占生態(tài)用水,水資源成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)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(nóng)村飲用水安全未達(dá)標(biāo)人口比例等5項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成生態(tài)壓力指標(biāo)。人類適應(yīng)性指標(biāo):生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論指出,人類社會是生態(tài)系統(tǒng)的子系統(tǒng),人類活動必須以自然生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ),受到自然環(huán)境容量的限制,但同時以技術(shù)手段為中介,人類通過經(jīng)濟(jì)活動不斷地為自然生態(tài)系統(tǒng)輸入物質(zhì)和能量,從而增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境自我更新和資源補(bǔ)償能力。此外,技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)增長為消除污染和改善生態(tài)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件,增強(qiáng)了人類解決生態(tài)環(huán)境問題的能力。因此,社會越進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)越發(fā)展、技術(shù)越先進(jìn),生物圈和人類智慧圈之間就越能相互融合、協(xié)同發(fā)展。以此為依據(jù),選擇人均GDP、農(nóng)民人均純收入、農(nóng)村居民家庭恩格爾系數(shù)、人均農(nóng)業(yè)機(jī)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(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成人類適應(yīng)性指標(biāo)。

生態(tài)彈性指標(biāo):生態(tài)系統(tǒng)具有保持自身結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定的能力,當(dāng)受到干擾時能在一定程度上進(jìn)行自我恢復(fù)。生態(tài)彈性是指生態(tài)環(huán)境在內(nèi)外擾動或壓力不超過其彈性限度時,具有自我調(diào)節(jié)與自我恢復(fù)能力的特性。根據(jù)地理學(xué)和生態(tài)學(xué)原理,地形地貌、氣候、土壤、水文和植被狀況決定了生態(tài)系統(tǒng)的特性,也決定了生態(tài)系統(tǒng)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(jī)質(zhì)含量5項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成生態(tài)彈性指標(biāo)。

3數(shù)據(jù)來源

社會經(jīng)濟(jì)、人口數(shù)據(jù)來源于2011年《甘肅發(fā)展年鑒》和《甘肅農(nóng)村年鑒》;自然地理數(shù)據(jù)來源于石羊河流域各氣象臺站統(tǒng)計數(shù)據(jù)、《石羊河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃》、2010年《甘肅省水資源公報》、《全國第四次荒漠化和沙化監(jiān)測報告》、全國第二次土壤普查;土地利用數(shù)據(jù)來源于流域各縣(區(qū))2008)2011年土地利用調(diào)查、各縣(區(qū))政府及國土資源部門網(wǎng)站。

4數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

為消除數(shù)據(jù)量綱對計算結(jié)果的影響,采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。對于與生態(tài)脆弱度正向相關(guān)的指標(biāo)：

5指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的確定是脆弱性評價的關(guān)鍵,直接決定最終的評價結(jié)果是否合理可靠。權(quán)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(qū)尺度、指標(biāo)數(shù)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(biāo)的權(quán)重。首先劃分生態(tài)脆弱性評價的目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。在咨詢相關(guān)專家的基礎(chǔ)上,構(gòu)建各級指標(biāo)的判斷矩陣。通過計算判斷矩陣的最大特征值Kmax及其對應(yīng)的特征向量,得出各因子或指標(biāo)的權(quán)重,然后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。目標(biāo)層U:生態(tài)脆弱性評價;準(zhǔn)則層(因子層)A:A1)A4;指標(biāo)層B:B1)B20(表1)。指標(biāo)層和準(zhǔn)則層的判斷矩陣見表2)6,層次總排序權(quán)重見表7,計算結(jié)果見表8。

6計算評價單元的生態(tài)脆弱度分值

生態(tài)脆弱度是用于表征區(qū)域生態(tài)脆弱性程度的量化指標(biāo)。本文運(yùn)用綜合指數(shù)法計算各評價單元的生態(tài)脆弱度分值：式中,EVDi為第i個評價單元的生態(tài)脆弱度分值，Pij為第i個單元第j個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值,Wj為第j個指標(biāo)的權(quán)重;EVDi的值介于0)1之間,EVDi值越大,表明生態(tài)越脆弱。

計算結(jié)果與分析

1計算各評價單元的生態(tài)脆弱度

以縣(區(qū))級行政區(qū)為評價單元,計算出石羊河流域9縣(區(qū))的生態(tài)脆弱度分值(表9)。表9說明了各縣(區(qū))的生態(tài)脆弱度分值和生態(tài)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(tài)脆弱狀況,以及不同因子(生態(tài)敏感性、生態(tài)壓力、人類適應(yīng)性、生態(tài)彈性)對生態(tài)脆弱性的影響程度大小。

2對生態(tài)脆弱性劃分等級

按值大小,參考趙躍龍等人的研究,結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H狀況,對石羊河流域各縣(區(qū))生態(tài)脆弱性劃分等級,劃分標(biāo)準(zhǔn)見表10,劃分結(jié)果見圖1。

3結(jié)果分析

結(jié)果表明:¹極強(qiáng)度脆弱區(qū)包括民勤縣和景泰縣。民勤縣生態(tài)脆弱度0.643,在9縣(區(qū))中最高,同時生態(tài)敏感脆弱度和生態(tài)彈性脆弱度因子的分值也最高,分別達(dá)到0.799和0.706,表明民勤縣生態(tài)環(huán)境對干擾的敏感程度很高,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差,自我恢復(fù)能力弱。景泰縣生態(tài)脆弱度0.606,其中人類適應(yīng)脆弱度較高(0.694),表明景泰縣整體生態(tài)環(huán)境狀況較差;同時經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低,技術(shù)條件落后,人類社會同自然環(huán)境的協(xié)調(diào)程度低。º強(qiáng)度脆弱區(qū)包括涼州區(qū)和古浪縣。涼州區(qū)是石羊河流域中下游經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口集中的地區(qū)。在各指標(biāo)中,涼州區(qū)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(qū)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對資源的開發(fā)利用過度,是一種不可持續(xù)的發(fā)展。

同時,人口的急劇增長,使區(qū)域面臨較大的生態(tài)壓力。古浪縣生態(tài)脆弱度0.576,其中人類適應(yīng)脆弱度很高(0.895),表明古浪縣經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件落后,發(fā)展方式低效、粗放。»中度脆弱區(qū)包括永昌縣和山丹縣。結(jié)果顯示,兩縣的4項(xiàng)因子的脆弱度分值較平均,說明生態(tài)敏感性、生態(tài)壓力、人類適應(yīng)性和生態(tài)彈性4項(xiàng)因子對兩縣整體的生態(tài)脆弱性具有相同程度的影響。¼輕度脆弱區(qū)包括金川區(qū)、肅南縣和天祝縣。金川區(qū)生態(tài)脆弱度0.303,其中人類適應(yīng)脆弱度0.030,在各縣(區(qū))中最低。作為依靠工礦業(yè)發(fā)展興起的資源型城市,金川區(qū)的工業(yè)化和城市化水平較高,而耗水型傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟(jì)中比重相對較小,因此金川區(qū)對水資源的利用效率較高,具體表現(xiàn)在人均水資源占有量、萬元GDP用水量這兩項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值較小。肅南縣大部分位于祁連山中、高海拔山區(qū),受到溫度季風(fēng)性氣流的微弱影響,生態(tài)系統(tǒng)類型以山地森林、草原為主,因此生態(tài)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(nèi)森林和草原植被豐富,并有冰川分布;此外,天祝縣生態(tài)狀況相對較好,生態(tài)脆弱度和生態(tài)敏感脆弱度在9縣(區(qū))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(tài)地位,境內(nèi)的水源涵養(yǎng)林對維持石羊河流域乃至河西地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)揮著重要作用。

4對策建議

主要是:¹南部祁連山區(qū)以保護(hù)水源、保持水土為主要對策。低山、坡地區(qū)加大退耕還林還草力度,對放牧采取嚴(yán)格管理,防治水土流失;高山區(qū)培育和營造水源涵養(yǎng)林,保持山區(qū)水源涵養(yǎng)能力;禁止在水源區(qū)一帶進(jìn)行開墾、放牧、采挖等人類活動。由于保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)之間存在著矛盾,在生態(tài)治理的同時不能忽視區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。天祝、肅南兩縣經(jīng)濟(jì)總體水平落后,但生態(tài)地位非常重要,如大力發(fā)展工農(nóng)業(yè),必然付出巨大的生態(tài)成本,得不償失,因此可考慮將旅游業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn),利用祁連山區(qū)特有的自然景觀發(fā)展生態(tài)旅游,以生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)帶動相關(guān)服務(wù)業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長。º中部綠洲區(qū)人口密集、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá),但面臨著水資源短缺、水土流失、土地沙漠化等生態(tài)問題,保護(hù)水資源、保證生態(tài)用水是這一區(qū)域生態(tài)治理的關(guān)鍵。因此,必須限制對水資源的消耗,可通過以下途徑來實(shí)現(xiàn):一是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展非農(nóng)產(chǎn)業(yè),鼓勵引導(dǎo)資金和生產(chǎn)要素向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。二是調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu),實(shí)行退耕還草工程,減少小麥、玉米等耗水型農(nóng)作物的種植。三是實(shí)行虛擬水戰(zhàn)略,開展虛擬水貿(mào)易。對在生產(chǎn)過程中耗水量大的產(chǎn)品,本地不生產(chǎn),而由其他地區(qū)進(jìn)口。四是建立水市場和完善水權(quán)制度,以實(shí)現(xiàn)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(qū),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(yán)重超采,引起了植被退化、土壤鹽漬化、土地荒漠化等生態(tài)問題。綠洲灌區(qū)應(yīng)以節(jié)約用水、提高水資源利用率為重點(diǎn),綠洲邊緣區(qū)以防風(fēng)固沙為主。具體措施為:一是調(diào)整種植結(jié)構(gòu),推廣節(jié)水作物如棉花、籽瓜的種植,增加林草面積;二是推廣節(jié)水灌溉技術(shù);三是發(fā)展職業(yè)教育,加強(qiáng)對勞動力的技能培訓(xùn),以增加勞務(wù)輸出;四是實(shí)行生態(tài)移民政策,減緩生態(tài)壓力;五是封沙育林,加強(qiáng)防護(hù)林體系建設(shè),實(shí)現(xiàn)喬、灌、草結(jié)合,帶、片、網(wǎng)結(jié)合,加強(qiáng)護(hù)田林網(wǎng)建設(shè),保護(hù)農(nóng)田。

小結(jié)與討論

本文將生態(tài)脆弱性的成因歸結(jié)為生態(tài)敏感性、生態(tài)壓力、人類適應(yīng)性和生態(tài)彈性4個方面,體現(xiàn)了自然因素和人類活動的綜合影響。在指標(biāo)選取方面,突出了水資源對維持石羊河流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康平衡的重要作用,最終的評價結(jié)果與實(shí)際情況基本相符。采用綜合指數(shù)法得到的生態(tài)脆弱度分值是一個相對意義的值,僅反映了在一個研究區(qū)域內(nèi)不同評價單元之間生態(tài)脆弱程度的對比情況。如何建立一套適合不同區(qū)域的、對不同指標(biāo)體系都能適用的生態(tài)脆弱度評價方法有待進(jìn)一步探討。石羊河流域?qū)倏绾祬^(qū)內(nèi)陸河流域,生態(tài)薄弱、經(jīng)濟(jì)落后,發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境之間矛盾突出,長期陷入/環(huán)境惡化y經(jīng)濟(jì)落后y環(huán)境惡化0的惡性循環(huán)之中,怎樣能在改善生態(tài)的同時發(fā)展經(jīng)濟(jì),使自然生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)相互適應(yīng)、相互協(xié)調(diào),體現(xiàn)和諧的人地關(guān)系,還有待從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、法律、公共政策等領(lǐng)域進(jìn)行多學(xué)科、多角度的研究。