云南省宣威市城市生态安全评价研究

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【摘要】本文以云南省宣威市为研究对象，运用联合国环境规划署（UNEP）和经济合作发展组织（OECD）提出的“压力（Press）－状态（State）－响应（Response）”模型，遵循适用性、科学性、层次性和可操作性等原则的前提下，构建了包括3个层次、24个指标的城市生态安全评价指标体系，运用主成分分析法对宣威市2004～2008年城市生态安全的现状和发展趋势进行了评价，评价结果表明宣威市城市生态安全综合得分逐年下降。

【关键词】城市生态安全评价；主成分分析；宣威市

生态安全（Ecological Security）是指某一国家（或区域），人类赖以生存发展的生态环境系统不受或少受各系统及组分间的破坏或威胁，所呈现出的整体健康与可持续发展状态的保障程度。生态安全就是要使生态环境能够有利于经济增长及经济活动效率的提高，有利于人类健康状况的改善和生活质量的提高，避免因资源衰竭、环境污染和退化给社会生活和生产造成的不利影响[1]。生态安全评价指标体系的构建是生态安全综合评估的前提，如何选取合适的评价指标及有效的定量化评价方法，建立实用性和可操作性较强的评价指标体系，综合评价研究对象的生态安全状态，使生态安全评价更具有可衡量性和可操作性，已成为今后实现区域可持续发展目标的重要研究之一。

本文以宣威市为研究对象，以生态安全、生态学、地理学、资源与环境科学及相关的安全评价理论为基础，在综合分析各种评价模型特点的基础上，采用目前主要应用于区域流域生态安全评价的能很好地反映可持续发展机理的“压力（Press）－状态（State）－响应（Response）”概念模型（简称PSR模型），依据适用性、代表性和可操作性性等原则构建了包括3个层次，共24个指标的生态安全评价指标体系。并应用主成分分析法，对云南省宣威市2004～2008年的生态安全情况进行评价。这将有助于加深对宣威市城市生态安全状况的了解，为实现区域可实现发展提供应对策略，达到生态预警、调节和最大限度地减少环境退化提供科学依据，对宣威市的生态环境保护及生态安全建设有着重大作用。

1.城市生态安全评价的模型框架

1.1 PSR模型

目前对生态安全的定量评价中，由于人们对生态安全的内涵认识不足，以及缺乏长期定点监测的数据，尚未形成系统综合的评价指标体系及其研究方法[2-4]。指标体系的展开是在一系列概念框架下实现的，目前被国内学者广泛应用的是联合国经济合作开发署最初针对环境问题提出的表征人类与环境系统的压力－状态－响应（PSR）框架模型。在该模型中，某一类环境问题可以由3个不同但又相互联系的指标类型来表达：压力指标反映人类活动对环境造成的负荷；状态指标表征自然资源、环境质量和生态系统的状况；响应指标则表征人类面临环境问题所采取的对策与措施。PSR概念模型从人类与环境系统的相互作用与影响出发，对环境指标进行组织分类，具有较强的系统性。PSR模型框架的本质是为了在压力和状态、状态和响应、压力和响应之间偶然的关系上建立联系。

1.2 城市生态安全评价指标体系的构建

城市是一个由“社会－经济－自然”组成的综合生态系统，对其进行生态安全评价涉及的影响因子非常多，是一项复杂的系统工程。依据PSR模型的基本框架，并参考国内外有关生态安全评价和相关研究，拟建了3个层次的宣威市城市生态安全指标体系。第一层为目标层，即评价目标城市生态安全评价的综合指数；第二层为项目层，包括城市生态系统压力、状态和响应；第三个层次为指标层，即表达评价因素的具体指标（见表1）。

1.3 数据获取与处理

数据主要来源于2005～2009年《曲靖市统计年鉴》和《宣威市统计年鉴》，依据资料和数据的可得性及代表性，遴选了24个用于宣威市城市生态安全评价指标，并选择主成分分析方法对数据进行处理和分析。利用主成分分析可以从反映城市生态安全综合特征的众多变量中提取几个主成分，分析出影响城市生态安全水平的不宜观测的主要影响因素，确定综合评价模型的权重，计算出综合评价值。主成分分析法克服了主观赋权易受评价人主观影响的不足，提高了评价的客观性和质量，处理可信度高[3-5]。

2.城市生态安全评价结果

按照表1所列出的城市生态安全评价指标体系，使用TANAGRA1.4.3.5统计软件对数据进行主成分分析，得出宣威市城市生态安全综合指数及各准则层指数的度量结果，如图1所示。

2.1 综合指标

表2显示了原始变量的总方差解释分析结果，前2个因素的累计贡献率已达92.65%，即可以解释所有原始变量的92.65%的内容。因此，仅选取前2个主成分作进一步分析。

注：Y1、Y2分别表示第1、第2主成分；Tot.列前面的数据表示该指标在所在主成分轴上所占的百分比，括号内的数据表示该指标在所有主成分轴上所占的累计百分比。

为使初始因子对所有变量的解释更加突出，对初始两种主成分因子进行最大方差旋转，得出旋转因子载荷矩阵图（见表3），来反映各个变量可以由哪些主要解释因素。分析表3可知，对于第一主成分[Y1]，影响变量主要反映了资源环境压力指标（人口密度、人口总数、人口自然增长率、人均水资源量、城市化水平、污水年排放量）和资源环境状态指标（绿化覆盖面积、人均GDP、每万人拥有公交车辆、建成区绿化覆盖率、最低生活保障人数）。第二主成分[Y2]，影响变量主要有降水量和科技拨款占地方财政支出比重。

由图1可知，宣威市城市生态安全综合指标得分从2004年的4.93下降到2008年的-2.87，表明2004～2008年时段内宣威市的生态安全状况在持续下降，尤其是2005年下载速率最快。由表3可以看出，引起宣威市生态安全下降的主要因子是第一主成分[Y1]中的资源环境压力中的人口密度因素导致的，宣威市人口密度由2004年的875人/平方公里迅速增加到2008年度920人/平方公里，再加上污水年排放量增长速率较快，同时也造成了人均水资源量的下降；同时城市化水平也在迅速加快，由2004年的22.89%提高到2008年的33.2%，工业废水和废气排放量也在逐年增多，5年平均增长率为1.82%。

2.2 压力指标

压力指标得分由2004年的-2.41上升到2008年2.55，反映出宣威市面临的资源环境压力在逐年增加。主要原因是由于市区人口基数大且呈增长趋势，且人均道路面积也在逐年增加，道路建设造成了路面硬化，对地区的环境和气候也造成了一些负面影响；在城市化水平迅速增加的同时，工业和生活污水年排放量增长也较快，从2004年的2335万吨到2008年的2505万吨。

2.3 状态指标

状态指标得分由2004年的-2.87上升到2008年的2.34，年平均上升率为132.5%。整体情况良好。主要表现为：城市绿化面积由2004年的412公顷增加到2008年的518公顷，建成区绿化覆盖率由5.97%增加到8.33%，每万人拥有公交车辆数由2.42增加到3.19，同时人均GDP和城镇居民最低收入年平均增加值分别为36.43%和7.84%。

2.4 响应指标

响应指标得分从2004年的1.97下降到2006年的-0.67，但从2006年开始呈现出增加的趋势，从-0.67上升到2008年的-0.22。由此可见，响应指标在5年的时段内波动较大，在2004-2005年份内下滑最快，并在2006年下滑到最低点，然后从2007年出现缓慢上升。在2007年政府比较关注环境问题，并加大了投资力度。如人均GDP由2007年的0.71万元/人增加到2008年的0.86万元/人，污水处理总量由2007年的2398万立方米上升到2008年的2505万立方米，科技拨款每年都有所增加，2006～2007年增长速率开始加快，2007～2008年几乎增长了一倍，由2007年的0.15%增加到2008年的0.29%。各年的资源环境响应得分排序为：20042008200520072006。

3.结论

宣威市是云南省人口最多的县级市，多年来人口增加率均较高，但水资源严重不足，人均水资源占有量仅有云南省人均占有量的1/4，耕地资源质量差，造成粮食与水资源的人口压力较大。近年来大力开发煤矿资源、建设水泥厂、发电厂、兴建氮肥、磷肥长等工业项目，在推动宣威市经济发展的同时也造成了对环境的严重污染，使得环境容纳量和承载力不断下降[9]。通过对宣威市2004～2008年生态安全状况的评价与分析，也进一步印证了宣威市生态安全的总体状况持续下降的趋势。本文通过PSR概念模型研究了宣威市多个生态安全指标与综合指标的关系，可为宣威市今后经济转型、产业结构调整及资源高效利用和环境综合整治提供一定的借鉴依据。

参考文献：

[1]周旭.我国生态安全评价研究综述[J].西华师范大学学报(自然科学版),2007(3):200-206.

[2]和春兰,饶辉,赵筱青.中国生态安全评价研究进展[J].云南地理环境研究,2010(3):104-110.

[3]廖霞.新疆城市生态安全评价指标体系及方法研究[D].新疆大学,2008.

[4]吴杰,崔维军.城市生态安全模型及评价研究[J].干旱区资源与环境,2009,23(3):20-23.

[5]陈涛.中部六省经济发展状况分析――基于SPSS主成分分析方法[J].湖南工业职业技术学院学报,2008,8(4):29-30.

[6]朱海燕.试论云南省宣威市的可持续发展[J].曲靖师范学院学报,2005(05):68-72.

项目基金：曲靖师范学院基金资助项目“近30年来曲靖市景观格局动态分析（编号：2009QN019）”。

作者简介：马美，硕士研究生，曲靖师范学院助教，主要从事区域发展研究。

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