基于隱患因素的生態(tài)安全機理與評價方法研究——以遼河流域為例.pdf

1、區(qū)域生態(tài)安全是國家安全的基礎(chǔ)。隨著人類活動對生態(tài)環(huán)境形成的巨大壓力，日益嚴重且類型眾多的災(zāi)害構(gòu)成生態(tài)安全的現(xiàn)實或潛在的巨大威脅。目前生態(tài)安全主要針對確定性因素，基于“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”(P-S-R)機理框架進行生態(tài)安全評價研究，評價結(jié)果反映區(qū)域總體的安全狀態(tài)。但是在實際生產(chǎn)生活中人們關(guān)注的不僅是確定性因素影響，而且是隱患因素的影響；不僅是生態(tài)安全的現(xiàn)時狀態(tài)，而且是生態(tài)安全未來發(fā)展趨勢；不僅是生態(tài)安全的總體結(jié)論，而且是生態(tài)安全的空間差異。

2、生態(tài)安全是動態(tài)性的，其演變過程、趨勢和風(fēng)險更重要。生態(tài)安全是地域性的，具體地域需要具體分析。生態(tài)安全是相對性的，不同的主體，在不同情況下，安全是不同的。針對生態(tài)安全特點和P-S-R 框架研究的不足，本文圍繞國家教育部博士點基金項目《遼河流域生態(tài)系統(tǒng)管理及生態(tài)安全》和遼寧省教育廳青年基金資助項目《基于GIS遼河流域生態(tài)安全評價與預(yù)警研究》的任務(wù)，從地理科學(xué)和安全科學(xué)視角探討了區(qū)域生態(tài)安全隱患因素、空間評價以及安全預(yù)警等問題。主要研究結(jié)果如

3、下： 1．從“生態(tài)隱患”視角提出區(qū)域生態(tài)安全概念。區(qū)域生態(tài)安全是安全狀態(tài)、隱患因素、演變趨勢、時間、空間以及安全主體的函數(shù)?！吧鷳B(tài)安全”的概念既包括相對狀態(tài)(生物與環(huán)境或與其他生物之間的相對狀態(tài))安全，又包括相互關(guān)系(生物與環(huán)境或與其他生物之間的相互關(guān)系)安全，是關(guān)于時間和空間的連續(xù)函數(shù)。生態(tài)安全是一個空間概念，又是一個過程概念。生態(tài)安全研究必須包含隱患因素分析；安全防范重點應(yīng)集中在隱患因素上；安全評價必須突出空間評價；安全預(yù)

4、警應(yīng)關(guān)注隱患因素。 2．基于隱患因素分析了生態(tài)安全狀態(tài)演變的機理。生態(tài)安全演變過程在于隱患的觸發(fā)或發(fā)展。存在隱患，就存在安全狀態(tài)或相互安全關(guān)系惡化的可能性。隱患觸發(fā)傳遞是安全的危險因素，推進安全狀況惡化的演變；隱患響應(yīng)控制是管理行為，抑制惡化態(tài)勢的演變，二者共同決定生態(tài)安全演變的結(jié)果，并根據(jù)格雷厄姆法(Graham)，提出隱患指數(shù)的度量。生態(tài)安全演變的關(guān)鍵在于隱患指數(shù)，隱患指數(shù)越大，生態(tài)安全惡化演變的可能性越大；隱患指數(shù)越小，

5、生態(tài)安全惡化演變的可能性越小。最大隱患指數(shù)指示生態(tài)安全最差(悲觀)演變狀態(tài)；最小隱患指數(shù)指示生態(tài)安全最好(樂觀)演變狀態(tài)；最可能隱患指數(shù)指示生態(tài)安全最可能演變的狀態(tài)。 3．確立生態(tài)安全狀態(tài)——隱患綜合評價指標體系。評價生態(tài)安全，不但評價安全狀態(tài)，還要評價安全隱患、針對生態(tài)安全事件的有效響應(yīng)。生態(tài)安全評價指標不僅要反映生態(tài)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的安全狀態(tài)，還要反映各子系統(tǒng)之間的隱患因素影響，以及行為主體的安全意識、應(yīng)對能力和應(yīng)對措施的效率

6、。根據(jù)評價對象各組成部分之間的相互關(guān)系與相互影響構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全狀態(tài)—隱患綜合評價指標體系。內(nèi)容包括基于P-S-R框架而構(gòu)筑的多層次狀態(tài)評價指標體系，基于五大圈層(大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈以及人類活動)結(jié)構(gòu)而構(gòu)筑的多維多層次生態(tài)安全隱患評價指標體系。評價指標充分考慮影響因子的時間和空間的差異，適合于GIS技術(shù)的空間評價。 4．提出生態(tài)安全狀態(tài)—隱患耦合評價方法。狀態(tài)指數(shù)和隱患指數(shù)作為生態(tài)安全評價的兩個目標，各有特征。狀態(tài)指

7、數(shù)越大越好(安全級別越小越安全)，而隱患指數(shù)越小越好。根據(jù)多目標決策乘法準則，提出狀態(tài)——隱患耦合指數(shù)評價方法。狀態(tài)指數(shù)評價采用陳守煜模糊隸屬度模型計算；隱患指數(shù)評價采用事故分析的格雷厄姆法(Graham)計算。評價指標因子權(quán)重均采用模糊——熵值綜合權(quán)重。耦合指數(shù)既反映隱患因素影響下的生態(tài)安全狀態(tài)，又指示生態(tài)安全演變過程可能導(dǎo)致的各種危機情形，適于作為生態(tài)安全預(yù)警指數(shù)。根據(jù)耦合指數(shù)曲線提出預(yù)警等值線的定義及創(chuàng)建方法。 5．提出

8、“行政單元——動態(tài)格網(wǎng)”交互賦值方法，應(yīng)用GIS網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)生態(tài)安全“可視化”評價。生態(tài)安全不但關(guān)注區(qū)域總體安全，更應(yīng)當關(guān)注區(qū)域內(nèi)部安全的差異以及不同安全屬性單元的相互作用，所以需要引入GIS技術(shù)。針對不同的安全影響要素空間遞變特點以及數(shù)據(jù)的來源途徑，探討了“行政單元——動態(tài)格網(wǎng)”交互賦值技術(shù)，應(yīng)用Mapbasic編寫了不同空間圖層之間交互賦值程序，并在 MapInfo、Vm26 環(huán)境下實現(xiàn)應(yīng)用。基于GIS插值功能和賦值方法實現(xiàn)生態(tài)安全

9、評價模型計算，創(chuàng)建網(wǎng)格專題地圖、預(yù)警等值線(面)以及三維專題圖，可視化展示生態(tài)安全評價與預(yù)警的空間差異。 6．以遼河流域為例進行實證研究?；陔[患因素的遼河流域生態(tài)安全機理與評價研究屬于開創(chuàng)性研究工作?；?Maplnfo 平臺建立遼河流域 2.5 Km×2.5 Km 的生態(tài)安全狀態(tài)——隱患綜合評價指標因子GRID數(shù)據(jù)庫。基于GIS網(wǎng)格技術(shù)定量評價生態(tài)安全空間差異，評價結(jié)果與實地考察基本一致，與歐盟環(huán)境綜合項目的水管理子項目結(jié)