脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
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可用于省、区大范围脆弱生态环境脆弱度评价, 也可用于县( 市) 、乡( 镇) 小范围的脆弱生态环境脆 弱度评价, 计算方法简单易行。缺点是采用均匀分布函数进行各指标的脆弱隶属度计算, 对指标的脆弱 度反映不很敏感。 3. 2 脆弱生态环境脆弱度定量评价法
充分考虑数据取得的难易程度和可靠性, 选择主要的成因指标和表现特征指标建立指标体系, 并赋
域外联系( L)
货运周转量( L1 ) 客运周转量( L2 ) 邮政业务总量( L3 )
社会发展水平( P)
群体知识水平( P1 ) 营养状况( P2 )
直接由统计资料得到 直接由统计资料得到 直接由统计资料得到
以具有大中专学历以上人口占总人口之比表示 以恩格尔系数表示
3 脆弱生态环境脆弱度的评价方法
关键词: 脆弱生态环境; 脆弱度; 评价方法 中国分类号: X171. 1 文献标识码: A
Research Progress in Evaluation of Fragile Degrees of Fragile Ecological Environment
CAI Hai- sheng, CHEN Mei- qiu, ZHAO Xiao- min
雅鲁藏布江 河谷及其主要支流年楚河、拉萨 黄河中下游 地区
主要 成因 土地耕垦、过牧 、樵采 水资源短缺 土层薄、肥力低 、水土易流失 流水侵蚀及干旱
气象灾害频繁
1. 2 脆弱生态环境脆弱性特征分析 脆弱生态环境脆弱性特征主要有: 沙化、石砾化、盐碱化、水土流失、肥力下降、旱化、石质化、植被退
化、土地适宜性降低、灾害频度和强度增大等[8] 。不同生态环境的生态阀限不同, 其脆弱程度也不同, 根 据对脆弱生态环境的定义, 综合各种典型脆弱生态环境可得出以下特点[ 7, 8, 14] :
蔡海生, 陈美球, 赵小敏
( 江西农业大学 国土资源与环境学院, 江西 南昌 330045)
摘要: 对脆弱生态环境脆弱度进行科学评价, 不仅对脆弱生态区 的可持续 发展具有重 要意义, 而且 对于非 脆
弱生态区的可持续发展同样具有借鉴作用。对我国脆弱生态环境脆弱度评价的脆弱性机理、评价指标的选择 以及脆弱度评价方法等研究情况进行了简要的综述。
收稿日期: 2002- 09- 09 修回日期: 2003- 01- 10 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 30060020) 作者简介: 蔡海生( 1972- ) , 男, 在 读硕士研究生, 主要从事土地资源管理、土地生态等方面的研究。
第 2期
蔡海生等: 脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
第 2期
蔡海生等: 脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
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生态环境脆弱性与自然条件的恶劣直接相关, 但自然条件的不利只决定了环境脆弱存在的潜在性, 而将这潜在危害激化为生态环境脆弱的则是人类的破坏活动[7] 。值得注意的是, 并不是有环境脆弱因 子, 生态环境就一定脆弱, 因为生态环境不仅可以通过人类的合理调节和建设而得到改良, 而且其自身 也有自我调节和修复功能[8] 。只是当自然脆弱因子和人为的不利影响程度超过了生态环境的承受能力 和自我修复能力( 生态阀限) , 才导致脆弱生态环境出现。根据/ 八五0国家攻关项目/ 生态环境综合整治 和恢复技术研究0成果表明, 我国主要的 5 个典型脆弱生态区成因见表 1[ 13] 。
对评价体系的建立, 许多科研人员开展了大量研究[ 5, 6, 8, 10,14~ 24] 。结合国内外研究进展, 并考虑到有 关数据的来源和可靠性, 比较常见且实用的评价脆弱生态环境指标体系[6, 21] 如表 2( 其中二级指标可根
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江 西农 业大 学学 报
第 25 卷
据研究需要和脆弱生态环境特征增减) 。
为评价某生态环境脆弱度, 利用模糊综合评价原理和方法[ 6, 22] : 选择最能反映脆弱生态环境特征的 指标体系( 可为一级或二级) 形成指标集 X ; 确定指标体系评判集 Y, Y = { 1( 极脆弱区) , 2( 强脆弱区) , 3 ( 中脆弱区) , 4( 轻脆弱区) } ; 通过专家咨询、频度统计等方式确定指标权重集 A; 选用均匀分布函数进行 隶属度计算, 得到 X y Y 的模糊映射并导出评判矩阵R ; 最后得到本地区生态环境脆弱度的模糊综合评 判 B : B = A#R。
表 2 脆弱生态环境评价指标
指标( 代码) 环境资源( E)
分指标( 代码) 林木覆盖率( E1 ) 湿润指数( E2 ) 水资源人均占有量( E3 )
资料来源或计算公式 直接由统计资料得到 KM = PPEp 直接由统计资料得到
农业生产潜力指数( E4 )
D = 2$PSJP2 ( YSJ# RJ )
第 25 卷第 2 期 2003 年 4 月
江西 农 业大 学 学 报 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis
Vol. 25, No. 2 Apr. , 2003
文章编号: 1000- 2286( 2003) 02- 0270- 06
Fra Baidu bibliotek
脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
2 脆弱生态环境评价指标的选择
选择脆弱生态环境评价指标主要存在两个问题: 一为追求评价指标体系的完备性而不断提出新的 指标, 使指标种类和数目过多, 导致实际评价工作困难; 二是缺乏科学有效的定量筛选方法, 往往依靠评 价者个人的经验, 评价指标体系普遍存在指标信息覆盖不全和指标间信息重叠, 影响评价的科学性。
1 脆弱生态环境脆弱性机理分析
任何生态环境经长期的演化发展, 其人地关系都会逐渐稳定下来, 只有大规模的人类经济开发活动 或严重的自然灾害影响才会导致这种平衡状态的破坏, 而使生态环境处于脆弱状态, 并不断朝生态环境 恶化的方向发展[ 4] 。生态环境脆弱性是生态系统在特定时空尺度相对于外界干扰所具有的敏感反应和 自恢复能力, 是自然属性和人类经济行为共同作用的结果[ 5] 。即脆弱生态环境是个宏观概念, 无论其成 因、内部环境结构、外在表现形式和脆弱度如何, 只要它在外界的干扰下易于向环境恶化的方向发展, 就 都应该视为脆弱生态环境[ 6] 。
环境质量指标( E5 )
直接由统计资料得到
备注
P 为年降水量, EP 为可能蒸散量
$PSJ 、YSJ 、RJ 分 别为 第 j 种作 物 产值 潜力、土地生产力、不变价格比
经济发展水平( M )
人均国内生产总值( M 1) 人均收入( M 2) 农业现代化程度( M 3)
直接由统计资料得到 直接由统计资料得到 机耕( 播) 地面积P总耕地面积
脆弱生态环境脆弱度评价方法很多[ 5, 6, 8,14, 20~ 25] , 评价区域涉及到干旱地区、江河流域、山区、湖泊、 湿地等, 但目前尚未形成一种大家一致认可的评价方法。无论评价采用何种方法, 都必须经过三个步 骤: ¹ 选择建立评价指标体系; º 确定指标体系中各因子权重; » 利用数学原理分析计算。数学原理( 数 学统计模型) 包括模糊分析法[ 6, 22] 、定量分析法[8] 、EFI 法[20] 、AHP 法[ 21] 、集合论法和信息度量法[ 25] 等。 为满足自然资源开发利用、土地适宜性评价、土地资源评价、社会经济可持续发展等不同评价目标的需 要, 可选择不同的评价模型, 下面依据有关资料[ 6, 8, 14,21, 22, 24, 25] 简要说明。 3. 1 脆弱生态环境脆弱模糊评价法
经济技术替代能力 对农业的依赖程度( T 1)
( T)
经济活动多样化指数( T 2)
直接由统计资料得到 X1 = 2 [ Y1+ ( Y1+ Y2 ) + ,
+ ( Y1+ Y2+ , YN ) ] ; X2 = ( X 1- X 0 )P( X max - X 0 )
X 1、X 0 、Xmax 为原始多样化指数 Y1 , YN 为各工业部门产值比重
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1. 1 脆弱生态环境脆弱性成因分析 脆弱生态环境形成因素可归纳为自然因素和人为因素两大类[7~ 12] 。自然因素包括基质、动能两大
因素, 基质因素主要由地质构造、地貌特性、地表组成物质、地域水文特性、生物群体类型等因子构成, 是 生态环境构成的物质基础; 动能因素主要由气候因子构成, 是生态环境形成演替的能量基础。由自然因 素引起的脆弱因子包括地质脆弱因子、地貌脆弱因子、水文脆弱因子、气候脆弱因子、植被脆弱因子等。 人为因素即人类对环境资源的不合理开发利用, 如过度垦殖、过度放牧、过度樵采、不合理灌溉、超标污 染物排放以及人口过度膨胀而远远超出生态环境的承载能力所造成的环境脆弱。
表 1 我国典型脆弱生态区脆弱性主要成因及分布
类型
分布
北方半干旱农牧交错脆弱生态区
河北、内蒙古、山西、陕西、宁夏
北方干旱绿洲 ) 沙漠过度脆弱生态区 塔克拉玛干 沙漠、塔里木盆地、河西走廊
南方石灰岩山地脆弱生态区
贵州、广西
西南山地河谷脆弱生态区
云南、四川( 云贵高原 和横断山区的南部)
藏南山地脆弱生态区
( 1) 环境容量低下: 生态资源匮乏, 土地生产力偏低, 人口承载量小, 物质能力交换在低水平下进行, 当人口密度超过允许的人口承载量时, 极易引起资源量失衡和土地退化, 甚至环境恶化。如森林过度砍 伐、草原过牧、水资源短缺等。( 2) 抵御外界干扰能力差: 在外界干扰时, 极易发生生态变化甚至环境突 变。如陡坡山地的滑坡及泥石流、干旱地区的沙尘暴、江河流域的洪涝灾害等。( 3) 敏感性强, 稳定性 差: 脆弱生态环境由于其调节生态平衡的功能差, 对外界干扰表现出较大的敏感性, 其生态系统的稳定 性易于破坏。( 4) 自然恢复能力差: 生态系统一般都潜育着脆弱性和再生性比重功能, 但脆弱生态环境 在外界破坏其生态平衡后, 往往失去其生物再生能力( 自我恢复能力) , 使生态环境进一步恶化, 若恢复 其稳定的生态功能, 要投入巨大的人力、物力、财力和漫长的时间, 难度极大。
( College of Land Resource and Environment , JAU, Nanchang 330045, China) Abstract: There are many types of fragile ecological environments with fast evolement in many regions in Ch-i na. The limiting factors of these fragile ecological environments have brought about many obstacles to sustainable development in there regions in the 21st century. The assessment of fragile degrees of fragile ecological environments is important to sustainable development in these regions and in other regions as well. Key words: fragile ecological environment; fragile degrees; assessment method 脆弱生态环境是在特定地理背景下, 生态系统物质、能量分配不协调的产物, 自美国学者 Clements 提出生态过渡带之后, 关于脆弱生态环境的研究逐渐展开。1972 年斯德哥尔摩/ 联合国人类环境会议0 以来, 联合国环境小组便开始协调国际环境监测活动; 1989 年布达佩斯召开第七届 SCOPE 会议上, 重新 确认了生态过渡区的概念, 脆弱生态环境领域的研究愈加活跃[ 1] 。如美国学者 Daniel 等[ 2] 探讨了荒漠 生态系统的脆弱问题、俄罗斯学者 Kovshar 等[ 3] 研究了干旱环境生态脆弱问题等。事实上, 进行脆弱生 态环境脆弱度评价, 不仅对保护生态资源及生态环境有重要意义, 同时对土地经营、资源合理利用及国 家经济建设也有重要指导意义。
充分考虑数据取得的难易程度和可靠性, 选择主要的成因指标和表现特征指标建立指标体系, 并赋
域外联系( L)
货运周转量( L1 ) 客运周转量( L2 ) 邮政业务总量( L3 )
社会发展水平( P)
群体知识水平( P1 ) 营养状况( P2 )
直接由统计资料得到 直接由统计资料得到 直接由统计资料得到
以具有大中专学历以上人口占总人口之比表示 以恩格尔系数表示
3 脆弱生态环境脆弱度的评价方法
关键词: 脆弱生态环境; 脆弱度; 评价方法 中国分类号: X171. 1 文献标识码: A
Research Progress in Evaluation of Fragile Degrees of Fragile Ecological Environment
CAI Hai- sheng, CHEN Mei- qiu, ZHAO Xiao- min
雅鲁藏布江 河谷及其主要支流年楚河、拉萨 黄河中下游 地区
主要 成因 土地耕垦、过牧 、樵采 水资源短缺 土层薄、肥力低 、水土易流失 流水侵蚀及干旱
气象灾害频繁
1. 2 脆弱生态环境脆弱性特征分析 脆弱生态环境脆弱性特征主要有: 沙化、石砾化、盐碱化、水土流失、肥力下降、旱化、石质化、植被退
化、土地适宜性降低、灾害频度和强度增大等[8] 。不同生态环境的生态阀限不同, 其脆弱程度也不同, 根 据对脆弱生态环境的定义, 综合各种典型脆弱生态环境可得出以下特点[ 7, 8, 14] :
蔡海生, 陈美球, 赵小敏
( 江西农业大学 国土资源与环境学院, 江西 南昌 330045)
摘要: 对脆弱生态环境脆弱度进行科学评价, 不仅对脆弱生态区 的可持续 发展具有重 要意义, 而且 对于非 脆
弱生态区的可持续发展同样具有借鉴作用。对我国脆弱生态环境脆弱度评价的脆弱性机理、评价指标的选择 以及脆弱度评价方法等研究情况进行了简要的综述。
收稿日期: 2002- 09- 09 修回日期: 2003- 01- 10 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 30060020) 作者简介: 蔡海生( 1972- ) , 男, 在 读硕士研究生, 主要从事土地资源管理、土地生态等方面的研究。
第 2期
蔡海生等: 脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
第 2期
蔡海生等: 脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
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生态环境脆弱性与自然条件的恶劣直接相关, 但自然条件的不利只决定了环境脆弱存在的潜在性, 而将这潜在危害激化为生态环境脆弱的则是人类的破坏活动[7] 。值得注意的是, 并不是有环境脆弱因 子, 生态环境就一定脆弱, 因为生态环境不仅可以通过人类的合理调节和建设而得到改良, 而且其自身 也有自我调节和修复功能[8] 。只是当自然脆弱因子和人为的不利影响程度超过了生态环境的承受能力 和自我修复能力( 生态阀限) , 才导致脆弱生态环境出现。根据/ 八五0国家攻关项目/ 生态环境综合整治 和恢复技术研究0成果表明, 我国主要的 5 个典型脆弱生态区成因见表 1[ 13] 。
对评价体系的建立, 许多科研人员开展了大量研究[ 5, 6, 8, 10,14~ 24] 。结合国内外研究进展, 并考虑到有 关数据的来源和可靠性, 比较常见且实用的评价脆弱生态环境指标体系[6, 21] 如表 2( 其中二级指标可根
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江 西农 业大 学学 报
第 25 卷
据研究需要和脆弱生态环境特征增减) 。
为评价某生态环境脆弱度, 利用模糊综合评价原理和方法[ 6, 22] : 选择最能反映脆弱生态环境特征的 指标体系( 可为一级或二级) 形成指标集 X ; 确定指标体系评判集 Y, Y = { 1( 极脆弱区) , 2( 强脆弱区) , 3 ( 中脆弱区) , 4( 轻脆弱区) } ; 通过专家咨询、频度统计等方式确定指标权重集 A; 选用均匀分布函数进行 隶属度计算, 得到 X y Y 的模糊映射并导出评判矩阵R ; 最后得到本地区生态环境脆弱度的模糊综合评 判 B : B = A#R。
表 2 脆弱生态环境评价指标
指标( 代码) 环境资源( E)
分指标( 代码) 林木覆盖率( E1 ) 湿润指数( E2 ) 水资源人均占有量( E3 )
资料来源或计算公式 直接由统计资料得到 KM = PPEp 直接由统计资料得到
农业生产潜力指数( E4 )
D = 2$PSJP2 ( YSJ# RJ )
第 25 卷第 2 期 2003 年 4 月
江西 农 业大 学 学 报 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis
Vol. 25, No. 2 Apr. , 2003
文章编号: 1000- 2286( 2003) 02- 0270- 06
Fra Baidu bibliotek
脆弱生态环境脆弱度评价研究进展
2 脆弱生态环境评价指标的选择
选择脆弱生态环境评价指标主要存在两个问题: 一为追求评价指标体系的完备性而不断提出新的 指标, 使指标种类和数目过多, 导致实际评价工作困难; 二是缺乏科学有效的定量筛选方法, 往往依靠评 价者个人的经验, 评价指标体系普遍存在指标信息覆盖不全和指标间信息重叠, 影响评价的科学性。
1 脆弱生态环境脆弱性机理分析
任何生态环境经长期的演化发展, 其人地关系都会逐渐稳定下来, 只有大规模的人类经济开发活动 或严重的自然灾害影响才会导致这种平衡状态的破坏, 而使生态环境处于脆弱状态, 并不断朝生态环境 恶化的方向发展[ 4] 。生态环境脆弱性是生态系统在特定时空尺度相对于外界干扰所具有的敏感反应和 自恢复能力, 是自然属性和人类经济行为共同作用的结果[ 5] 。即脆弱生态环境是个宏观概念, 无论其成 因、内部环境结构、外在表现形式和脆弱度如何, 只要它在外界的干扰下易于向环境恶化的方向发展, 就 都应该视为脆弱生态环境[ 6] 。
环境质量指标( E5 )
直接由统计资料得到
备注
P 为年降水量, EP 为可能蒸散量
$PSJ 、YSJ 、RJ 分 别为 第 j 种作 物 产值 潜力、土地生产力、不变价格比
经济发展水平( M )
人均国内生产总值( M 1) 人均收入( M 2) 农业现代化程度( M 3)
直接由统计资料得到 直接由统计资料得到 机耕( 播) 地面积P总耕地面积
脆弱生态环境脆弱度评价方法很多[ 5, 6, 8,14, 20~ 25] , 评价区域涉及到干旱地区、江河流域、山区、湖泊、 湿地等, 但目前尚未形成一种大家一致认可的评价方法。无论评价采用何种方法, 都必须经过三个步 骤: ¹ 选择建立评价指标体系; º 确定指标体系中各因子权重; » 利用数学原理分析计算。数学原理( 数 学统计模型) 包括模糊分析法[ 6, 22] 、定量分析法[8] 、EFI 法[20] 、AHP 法[ 21] 、集合论法和信息度量法[ 25] 等。 为满足自然资源开发利用、土地适宜性评价、土地资源评价、社会经济可持续发展等不同评价目标的需 要, 可选择不同的评价模型, 下面依据有关资料[ 6, 8, 14,21, 22, 24, 25] 简要说明。 3. 1 脆弱生态环境脆弱模糊评价法
经济技术替代能力 对农业的依赖程度( T 1)
( T)
经济活动多样化指数( T 2)
直接由统计资料得到 X1 = 2 [ Y1+ ( Y1+ Y2 ) + ,
+ ( Y1+ Y2+ , YN ) ] ; X2 = ( X 1- X 0 )P( X max - X 0 )
X 1、X 0 、Xmax 为原始多样化指数 Y1 , YN 为各工业部门产值比重
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1. 1 脆弱生态环境脆弱性成因分析 脆弱生态环境形成因素可归纳为自然因素和人为因素两大类[7~ 12] 。自然因素包括基质、动能两大
因素, 基质因素主要由地质构造、地貌特性、地表组成物质、地域水文特性、生物群体类型等因子构成, 是 生态环境构成的物质基础; 动能因素主要由气候因子构成, 是生态环境形成演替的能量基础。由自然因 素引起的脆弱因子包括地质脆弱因子、地貌脆弱因子、水文脆弱因子、气候脆弱因子、植被脆弱因子等。 人为因素即人类对环境资源的不合理开发利用, 如过度垦殖、过度放牧、过度樵采、不合理灌溉、超标污 染物排放以及人口过度膨胀而远远超出生态环境的承载能力所造成的环境脆弱。
表 1 我国典型脆弱生态区脆弱性主要成因及分布
类型
分布
北方半干旱农牧交错脆弱生态区
河北、内蒙古、山西、陕西、宁夏
北方干旱绿洲 ) 沙漠过度脆弱生态区 塔克拉玛干 沙漠、塔里木盆地、河西走廊
南方石灰岩山地脆弱生态区
贵州、广西
西南山地河谷脆弱生态区
云南、四川( 云贵高原 和横断山区的南部)
藏南山地脆弱生态区
( 1) 环境容量低下: 生态资源匮乏, 土地生产力偏低, 人口承载量小, 物质能力交换在低水平下进行, 当人口密度超过允许的人口承载量时, 极易引起资源量失衡和土地退化, 甚至环境恶化。如森林过度砍 伐、草原过牧、水资源短缺等。( 2) 抵御外界干扰能力差: 在外界干扰时, 极易发生生态变化甚至环境突 变。如陡坡山地的滑坡及泥石流、干旱地区的沙尘暴、江河流域的洪涝灾害等。( 3) 敏感性强, 稳定性 差: 脆弱生态环境由于其调节生态平衡的功能差, 对外界干扰表现出较大的敏感性, 其生态系统的稳定 性易于破坏。( 4) 自然恢复能力差: 生态系统一般都潜育着脆弱性和再生性比重功能, 但脆弱生态环境 在外界破坏其生态平衡后, 往往失去其生物再生能力( 自我恢复能力) , 使生态环境进一步恶化, 若恢复 其稳定的生态功能, 要投入巨大的人力、物力、财力和漫长的时间, 难度极大。
( College of Land Resource and Environment , JAU, Nanchang 330045, China) Abstract: There are many types of fragile ecological environments with fast evolement in many regions in Ch-i na. The limiting factors of these fragile ecological environments have brought about many obstacles to sustainable development in there regions in the 21st century. The assessment of fragile degrees of fragile ecological environments is important to sustainable development in these regions and in other regions as well. Key words: fragile ecological environment; fragile degrees; assessment method 脆弱生态环境是在特定地理背景下, 生态系统物质、能量分配不协调的产物, 自美国学者 Clements 提出生态过渡带之后, 关于脆弱生态环境的研究逐渐展开。1972 年斯德哥尔摩/ 联合国人类环境会议0 以来, 联合国环境小组便开始协调国际环境监测活动; 1989 年布达佩斯召开第七届 SCOPE 会议上, 重新 确认了生态过渡区的概念, 脆弱生态环境领域的研究愈加活跃[ 1] 。如美国学者 Daniel 等[ 2] 探讨了荒漠 生态系统的脆弱问题、俄罗斯学者 Kovshar 等[ 3] 研究了干旱环境生态脆弱问题等。事实上, 进行脆弱生 态环境脆弱度评价, 不仅对保护生态资源及生态环境有重要意义, 同时对土地经营、资源合理利用及国 家经济建设也有重要指导意义。