摘要: 生態(tài)安全是國(guó)家安全體系的重要基石，自然保護(hù)區(qū)在涵養(yǎng)水源、維持生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要作用，可有效緩解社會(huì)快速發(fā)展對(duì)自然環(huán)境的破壞，是維持區(qū)域生物多樣性的重要安全屏障。九寨溝自然保護(hù)區(qū)地處生態(tài)脆弱敏感區(qū)，在自然災(zāi)害和人類活動(dòng)疊加影響下的生態(tài)安全狀況備受各界關(guān)注?；诖?，采用PSR模型和障礙因子分析法，從資源環(huán)境、人類活動(dòng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面選取23項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，綜合評(píng)價(jià)九寨溝保護(hù)區(qū)20年來(lái)的生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化，探明主要影響因素。研究表明：（1）2001-2019年九寨溝生態(tài)安全指數(shù)呈曲折上升趨勢(shì)，從0.7933增加至0.8623，其中壓力和狀態(tài)安全指數(shù)呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，響應(yīng)指數(shù)呈逐年波動(dòng)上升趨勢(shì)。（2）總體而言，保護(hù)區(qū)處于"安全"狀態(tài)，僅個(gè)別年份受地質(zhì)災(zāi)害影響，降至"臨界安全"水平，安全等級(jí)演變歷程為"安全-臨界安全-安全-臨界安全-安全"。（3）保護(hù)區(qū)生態(tài)安全的障礙主要來(lái)自于響應(yīng)層，主要障礙指標(biāo)為保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率（C2）、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)（C6）和法律完善程度（C22），障礙度分別為12.63%、10.53%和9.47%。（4）隨著災(zāi)害防治措施和管理體制的不斷優(yōu)化完善，最大障礙因子經(jīng)歷了由法律完善程度（C22）、污水處理設(shè)施完善程度（C20）和地質(zhì)災(zāi)害防控措施完善程度（C17）到地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)（C6）、保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率（C2）的變化。未來(lái)需加大環(huán)境保護(hù)投入力度、提升災(zāi)害防治技術(shù)和保護(hù)管理應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)一步優(yōu)化社區(qū)共管體制，探索自然保護(hù)與社區(qū)居民和諧可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)路徑，穩(wěn)步提升九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全水平。

Ecological security dynamic assessment and obstacle factors analysis in Jiuzhaigou National Nature Reserve

Abstract: Ecological security is an important cornerstone of the national security system. Nature reserves are important safety barriers to maintain regional biodiversity, which play an important role in water conservation and ecological balance, and can effectively alleviate the damage of social development to the natural environment. Jiuzhaigou National Nature Reserve is located in a sensitive area, the ecological security status of the Jiuzhaigou Nature Reserve under the impact of natural disasters and human activities has attracted much attention. On the basis of comprehension and analysis of eco-security, 23 assessment indexes were selected by the Pressure-State-Response (PSR) model and obstacle factors analysis from the aspects of natural environment, human activities and social economy to evaluate the ecological security status of Jiuzhaigou National Nature Reserve and identify the main obstacle index of Jiuzhaigou from 2001 to 2019. The results show that (1) the level of ecological security in Jiuzhaigou National Nature Reserve has been gradually improved from 2001 to 2019, with the index increasing from 0.7933 to 0.8623. Among them, the pressure and state index indicated a downward trend of fluctuations, and the response index presented an upward trend. (2) In general, Jiuzhaigou National Nature Reserve was in a safety state, and only a few years were affected by geological disasters and fell to the critical safety level. The evolution of the safety level is in the order of safety, critically safety, safety, critically safety and safety. (3) In criteria layer, the main obstacle of the ecological security came from the pressure layer, and the main obstacle index were the annual growth rate of residents in nature reserve (C2), the frequency of geological disasters (C6) and the degree of legal revision (C22), with the degree of obstacles 12.63%, 10.53% and 9.47%, respectively. (4) With the improvement of disaster prevention and management system, the main obstacle factors changed from the degree of legal revision (C22), the degree of sewage treatment (C20) and the degree of geological disaster prevention (C17) to the frequency of geological disasters (C6) and the annual growth rate of residents in nature reserve (C2). To improve the ecological security, the environmental investment should be increased, environmental protection intensified, prevention of natural disasters improved. At the same time, measures should be taken to optimize the system of community co-management, explore the scientific path for harmonious and sustainable development of natural protection and community residents, and steadily improve the level of ecological safety of Jiuzhaigou National Nature Reserve.

Key Words: ecological security    PSR model    obstacle factors    assessment    Jiuzhaigou    nature reserve    

隨著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大, 人類社會(huì)對(duì)自然資源進(jìn)行著前所未有的開(kāi)發(fā)利用, 生活品質(zhì)得到顯著提升。與此同時(shí), 全球氣候變化、生物多樣性喪失、土地荒漠化等一系列環(huán)境問(wèn)題爆發(fā)[1]。生態(tài)環(huán)境的劇烈變化對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展造成了不同程度的影響, 國(guó)際社會(huì)對(duì)安全的關(guān)注重點(diǎn)已逐漸轉(zhuǎn)變[2]。1987年, 世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)在《我們共同的未來(lái)》報(bào)告中明確指出, 安全的定義已超出國(guó)家主權(quán)和政治軍事威脅范圍, 逐漸擴(kuò)展至自然環(huán)境的惡化和社會(huì)發(fā)展條件的破壞[3]。自然保護(hù)區(qū)作為維持區(qū)域生物多樣性最有效的措施, 在涵養(yǎng)水源、維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面發(fā)揮重要作用[4]。近年來(lái)自然保護(hù)區(qū)得到快速發(fā)展, 區(qū)域生態(tài)安全狀況得到改善, 優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境吸引了眾多游客參觀游覽, 促進(jìn)了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[5]。同時(shí), 自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力加劇, 部分保護(hù)區(qū)出現(xiàn)天然林破壞、河流污染和資源退化等問(wèn)題[6-7]。因此, 科學(xué)評(píng)估自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況, 探明保護(hù)區(qū)生態(tài)安全與自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的關(guān)系, 反映自然保護(hù)區(qū)管理與游客活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)安全的影響, 對(duì)促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和科學(xué)價(jià)值[8-9]。

1989年, 國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所首次從廣義的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)安全和狹義的生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康程度兩個(gè)層面定義生態(tài)安全[10]。2000年, 國(guó)務(wù)院發(fā)布《全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》指出, 生態(tài)保護(hù)對(duì)維護(hù)國(guó)家生態(tài)環(huán)境安全的重要作用。近年來(lái)更是將生態(tài)安全納入總體國(guó)家安全觀的一個(gè)重要議題。生態(tài)安全逐漸受到生態(tài)學(xué)領(lǐng)域關(guān)注, 研究熱點(diǎn)從概念與學(xué)科體系的構(gòu)建轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)安全的識(shí)別、輔助決策技術(shù)方法的完善, 以社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為前提[9, 11], 從城市發(fā)展[12-13]、農(nóng)業(yè)活動(dòng)[14-15]、耕種用地[16-17]等角度, 分析氣候變化和人口增長(zhǎng)對(duì)某些特定地區(qū)糧食安全、資源變化和生態(tài)環(huán)境狀況[18], 現(xiàn)有研究對(duì)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)關(guān)注較少[19-21]。此外, 各評(píng)價(jià)體系中指標(biāo)差異性較大、針對(duì)性較強(qiáng), 以城鎮(zhèn)化水平、農(nóng)業(yè)財(cái)政收支、人均耕地為側(cè)重點(diǎn)的評(píng)價(jià)體系[22-24], 不適用于以旅游活動(dòng)和自然環(huán)境為主的保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)[21, 25]。研究指出, 導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)劇變的風(fēng)險(xiǎn)因素(如地震、火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等)是生態(tài)系統(tǒng)形成與發(fā)展的重要組成部分[26-27], 已有研究對(duì)自然保護(hù)區(qū)突發(fā)性自然災(zāi)害的關(guān)注不足[7, 28-29]。

九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)蘊(yùn)藏有豐富的動(dòng)植物資源, 是我國(guó)生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵地段之一, 先后獲得“世界自然遺產(chǎn)”、“人與生物圈保護(hù)區(qū)”等榮譽(yù)[30]。同時(shí), 九寨溝地處青藏高原植被區(qū)與季風(fēng)濕潤(rùn)森林區(qū)的過(guò)渡帶, 對(duì)氣候和降水格局的變化敏感, 夏秋之際常發(fā)生自然災(zāi)害, 屬生態(tài)脆弱敏感地區(qū), 亟需對(duì)該區(qū)域生態(tài)安全進(jìn)行研究[6, 31]。有學(xué)者采用生態(tài)足跡法對(duì)九寨溝2004年生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià), 但較少考慮自然環(huán)境、管理措施等因素對(duì)保護(hù)區(qū)的影響[32], 且僅為一年的靜態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)評(píng), 無(wú)法準(zhǔn)確反映長(zhǎng)時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)變化。因此, 本研究在參考國(guó)內(nèi)外指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上, 采用PSR模型和障礙因子法, 從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)維度構(gòu)建評(píng)價(jià)體系, 分析近20年來(lái)九寨溝自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)安全變化趨勢(shì), 探明生態(tài)安全的主要影響因素, 探討地質(zhì)災(zāi)害對(duì)保護(hù)區(qū)生態(tài)安全的影響, 為保護(hù)管理工作提供科學(xué)指導(dǎo), 為九寨溝保護(hù)區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供有效對(duì)策, 為中國(guó)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)提供參考案例。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源1.1 研究區(qū)概況

九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處103°46′—104°03′E、32°54′—33°16′N, 如圖 1所示, 屬高山峽谷區(qū), 地勢(shì)南高北低, 海拔1996—4764 m, 年均溫6—14℃, 年降水量600—840 mm, 是大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)、川金絲猴(Rhinopithecus roxellana)、四川紅杉(Larix mastersiana)等多種珍稀物種生息繁衍場(chǎng)所[5, 27]。隨著旅游業(yè)迅猛發(fā)展, 保護(hù)區(qū)年均游客量超百萬(wàn)人次, 對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的影響, 表現(xiàn)為生物多樣性降低、土壤營(yíng)養(yǎng)元素流失等環(huán)境問(wèn)題[6, 31, 33]?；诖? 九寨溝管理局先后推行“溝內(nèi)游, 溝外住”、“限量旅游”、“生態(tài)公廁”等措施, 以緩解生態(tài)環(huán)境與旅游活動(dòng)之間的矛盾, 提升保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況。

圖 1 研究區(qū)域示意圖Fig. 1 The location of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究期內(nèi)(2001—2019年)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來(lái)自《阿壩藏族羌族自治州國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《九寨溝縣年鑒》、《阿壩州年鑒》和《四川九寨溝自然保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察報(bào)告》, 輔以九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局提供的各年份生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

2 研究方法2.1 評(píng)價(jià)模型的選擇及指標(biāo)體系的構(gòu)成

九寨溝保護(hù)區(qū)旅游業(yè)發(fā)展迅速, 旅游活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境和自然資源具不同程度的影響。PSR模型由經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署共同提出, 能客觀反映人類活動(dòng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境的相互制約、相互依存的關(guān)系[34]。因此, 本研究遵循科學(xué)性、客觀性原則, 以PSR模型為基本框架構(gòu)建九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系(表 1)。

表 1 生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及量化Table 1 The evaluation index system and quantification of ecological security

目標(biāo)層
Object layer 準(zhǔn)則層
Criteria layer 要素層
Factor layer 指標(biāo)層
Index layer 指標(biāo)極性
Index polarity 權(quán)重(排序)
Weight (sort) 生態(tài)安全 生態(tài)安全壓力P 社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力(0.5453) C1游客數(shù)量年增長(zhǎng)率 逆 0.0535 (3) Ecological security (0.2794) C2保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率 逆 0.0352 (21) C3區(qū)域開(kāi)發(fā)指數(shù) 逆 0.0337 (22) C4旅游交通工具數(shù)量 逆 0.0300 (23) 自然環(huán)境壓力(0.4547) C5病蟲害發(fā)生面積 逆 0.0397 (18) C6地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù) 逆 0.0474 (7) C7火災(zāi)發(fā)生次數(shù) 逆 0.0400 (17) 生態(tài)安全狀態(tài)S 社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)(0.1321) C8居民人均收入年增長(zhǎng)率 正 0.0414 (14) (0.3137) 自然環(huán)境狀態(tài)(0.4467) C9地表水質(zhì)量 正 0.0529 (4) C10空氣質(zhì)量 正 0.0506 (5) C11聲環(huán)境質(zhì)量 正 0.0366 (20) 生物狀態(tài)(0.4212) C12森林覆蓋率 正 0.0433 (11) C13生物入侵程度 逆 0.0421 (13) C14生物物種多樣性 正 0.0467 (8) 生態(tài)安全響應(yīng)R 管理力度(0.6397) C15水質(zhì)監(jiān)測(cè)措施完善程度 正 0.0411 (15) (0.4069) C16火災(zāi)防控措施完善程度 正 0.0436 (10) C17地質(zhì)災(zāi)害防控措施完善程度 正 0.0410 (16) C18病蟲害防控力度 正 0.0426 (12) C19氣象監(jiān)測(cè)措施完善程度 正 0.0373 (19) C20污水處理設(shè)施完善程度 正 0.0548 (1) 科技投入(0.1177) C21生態(tài)環(huán)境保護(hù)投入強(qiáng)度 正 0.0479 (6) 法律支持(0.1091) C22法律制度完善程度 正 0.0444 (9) 智力支持(0.1335) C23旅游者素質(zhì) 正 0.0543 (2)

2.2 指標(biāo)的篩選及權(quán)重的確定

基于文獻(xiàn)調(diào)研和歷史數(shù)據(jù)分析, 從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境、管理政策等方面預(yù)選28項(xiàng)指標(biāo)組成評(píng)價(jià)初體系。采用經(jīng)典的Delphi法[20], 對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行兩輪專家意見(jiàn)征詢。第一輪, 刪除、修正代表性較差指標(biāo), 最終確定含23項(xiàng)指標(biāo)的九寨溝生態(tài)安全評(píng)價(jià)總體系(表 1)。第二輪, 打分記錄各項(xiàng)指標(biāo)重要性值并計(jì)算其權(quán)重(圖 2), 其處理方法如下：

圖 2 各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值Fig. 2 The weight value of each evaluation index C1：游客數(shù)量年增長(zhǎng)率Annual growth rate of tourists；C2：保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率Annual growth rate of residents in nature reserve；C3：區(qū)域開(kāi)發(fā)指數(shù)Regional development index；C4：旅游交通工具數(shù)量Number of tourist vehicles；C5：病蟲害發(fā)生面積Area of pest；C6：地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)Frequency of geological disasters；C7：火災(zāi)發(fā)生次數(shù)Frequency of wildfires；C8：居民人均收入年增長(zhǎng)率Annual growth rate of per residents income；C9：地表水質(zhì)量Surface water quality；C10：空氣質(zhì)量Air quality；C11：聲環(huán)境質(zhì)量Sound environmental quality；C12：森林覆蓋率Forest coverage；C13：生物入侵程度Degree of biological invasion；C14：生物物種多樣性Species diversity；C15：水質(zhì)監(jiān)測(cè)措施完善程度Degree of water quality monitoring；C16：火災(zāi)防控措施完善程度Degree of fire prevention；C17：地質(zhì)災(zāi)害防控措施完善程度Degree of Geological disaster prevention；C18：病蟲害防控力度Degree of pest prevention；C19：氣象監(jiān)測(cè)措施完善程度Degree of weather monitoring；C20：污水處理設(shè)施完善程度Degree of sewage treatment；C21：生態(tài)環(huán)境保護(hù)投入強(qiáng)度Investment of ecological environment protection；C22：法律制度完善程度Degree of legal revision；C23：旅游者素質(zhì)Tourist behavior

式中, n為打分專家數(shù), ai為專家對(duì)該指標(biāo)所打的權(quán)重, bi為專家對(duì)該指標(biāo)的得分, m為指標(biāo)數(shù), E為該指標(biāo)的最終權(quán)重。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

各指標(biāo)間量綱單位不同, 需對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理, 具體處理方法如下：

設(shè)Xi(i=1, 2, …, 23)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的現(xiàn)狀值, Ni為評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值, P(Ci)(Ci為指標(biāo)編號(hào), i=1, 2, …, 23)為第i個(gè)指標(biāo)的安全指數(shù), 其取值范圍為[0, 1]。

(1) 對(duì)于生態(tài)安全的正指標(biāo), 其值越大表示越安全的指標(biāo)。①當(dāng)Xi, Ni>0且Xi≥Ni或當(dāng)Xi, Ni<0且︱Xi︱≤︱Ni︱時(shí), P(Ci)=1；②當(dāng)Xi, Ni>0且Xi<Ni時(shí), P(Ci)=Xi/Ni；③當(dāng)Xi, Ni<0且︱Xi︱>︱Ni︱時(shí), P(Ci)=Ni/Xi；④當(dāng)Xi<0<Ni時(shí), P(Ci)=0；

(2) 對(duì)于生態(tài)安全的逆指標(biāo), 其值越大表示越不安全的指標(biāo)。①當(dāng)Xi, Ni>0且Xi≤Ni或當(dāng)Xi, Ni<0且︱Xi︱≥︱Ni︱時(shí), P(Ci)=1；②當(dāng)Xi, Ni>0且Xi>Ni時(shí), P(Ci)=Ni/Xi；③當(dāng)Xi, Ni<0且︱Xi︱<︱Ni︱時(shí), P(Ci)=Xi/Ni；④當(dāng)Xi>0>Ni時(shí), 則P(Ci)=0。

2.4 基準(zhǔn)來(lái)源及標(biāo)準(zhǔn)值的確定

生態(tài)安全評(píng)價(jià)中, 評(píng)價(jià)指標(biāo)類型繁多、單位各異, 無(wú)法對(duì)其實(shí)測(cè)值直接進(jìn)行對(duì)比, 需依據(jù)不同基準(zhǔn)確定各項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值, 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源不同分以下四類：①國(guó)家、行業(yè)和地方規(guī)定值；②背景或本底數(shù)據(jù)值；③類比數(shù)據(jù)值；④專家經(jīng)驗(yàn)值。

2.5 生態(tài)安全指數(shù)的計(jì)算

采用線性加權(quán)法對(duì)九寨溝生態(tài)安全進(jìn)行綜合評(píng)分, 計(jì)算公式為：

式中, P為安全指數(shù), Ei為第i項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重, pi為第i項(xiàng)指標(biāo)安全指數(shù), m為指標(biāo)數(shù)。

2.6 生態(tài)安全等級(jí)劃分

根據(jù)保護(hù)區(qū)生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)分值高低將生態(tài)安全指數(shù)劃分為4個(gè)級(jí)等級(jí), 如表 2所示, 其值越大表示九寨溝自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全度越高。

表 2 生態(tài)安全指數(shù)劃定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The standard of ecological security index

生態(tài)安全等級(jí)
Security level 安全
Safety 臨界安全
Critically safety 臨界不安全
Critically unsafety 不安全
Unsafety 生態(tài)安全指數(shù)Security index 0.75≤P≤1 0.50≤P<0.75 0.25≤P<0.50 0.00≤P<0.25

2.7 障礙度因子分析

由于評(píng)價(jià)體系準(zhǔn)則層和指標(biāo)間權(quán)重不同, 無(wú)法準(zhǔn)確反映各指標(biāo)對(duì)生態(tài)安全的影響程度。因此, 引入因子貢獻(xiàn)度Eij、指標(biāo)偏離度Vij和障礙度(mij, Mij)指標(biāo), 分析影響生態(tài)安全的主要障礙因子, 其計(jì)算公式如下：

式中, Eij為第i年單項(xiàng)指標(biāo)j的權(quán)重, Xij為第i年單項(xiàng)指標(biāo)j的標(biāo)準(zhǔn)化值, mij第i年單項(xiàng)指標(biāo)j的障礙度, Mij為第i年準(zhǔn)則層指標(biāo)的障礙度。

3 結(jié)果與分析3.1 九寨溝生態(tài)安全指數(shù)變化分析3.1.1 壓力指數(shù)變化分析

2001—2019年九寨溝生態(tài)安全壓力指數(shù)如圖 3所示, 在準(zhǔn)則層中, 生態(tài)安全壓力指數(shù)最低且呈波動(dòng)下降趨勢(shì), 變幅為0.1770—0.2650, 兩次波谷分別出現(xiàn)在2008年、2017年, 年均下降率0.72%, 說(shuō)明保護(hù)區(qū)所面臨的威脅和壓力逐年增加。究其原因, 主要包括如下兩個(gè)方面：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力方面, 保護(hù)區(qū)建立早期, 管理建設(shè)與社區(qū)發(fā)展矛盾突出, 居民人數(shù)增長(zhǎng)尚未得到有效控制導(dǎo)致壓力不斷增大。2004年后, 社區(qū)參與模式不斷發(fā)展, 保護(hù)區(qū)居民逐漸加入到保護(hù)管理工作中, 居民保護(hù)意識(shí)增強(qiáng), 居民人數(shù)年增長(zhǎng)率趨于穩(wěn)定。與此同時(shí), 九寨溝旅游業(yè)不斷發(fā)展, 年游客數(shù)從119萬(wàn)(2001年)增加至509萬(wàn)(2015年), 觀光車數(shù)量為過(guò)去的一倍, 使2015年社會(huì)環(huán)境壓力指數(shù)最低, 為0.0928。在自然環(huán)境壓力中, 受汶川地震和九寨溝地震影響, 2008年、2017年自然環(huán)境壓力指數(shù)急劇下降, 分別為0.0731、0.0722, 較上年下降58.28%、16.90%, 地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)是制約保護(hù)區(qū)壓力安全的主要指標(biāo)。

圖 3 2001—2019年九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)、響應(yīng)指數(shù)和綜合指數(shù)的變化Fig. 3 Variations of pressure index, state index, response index and comprehensive index of Jiuzhaigou National Nature Reserve ecological security from 2001 to 2019

3.1.2 狀態(tài)指數(shù)變化分析

研究期間, 九寨溝生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)呈波浪式交替遞減(圖 3), 變幅為0.2417—0.3096, 年均下降率為0.33%, 僅2008年、2017年?duì)顟B(tài)指數(shù)變化略微明顯。其中, 社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)指數(shù)受旅游業(yè)市場(chǎng)影響較大, 隨著游客量逐年增加, 居民通過(guò)參股的形式投入到保護(hù)區(qū)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和收益分配中, 成為保護(hù)區(qū)旅游發(fā)展的最大受益者, 居民人均收入不斷提高。另一方面, 游客量增加對(duì)自然保護(hù)區(qū)承載能力具較大影響, 繼而影響自然環(huán)境狀態(tài)指數(shù), 導(dǎo)致各狀態(tài)指數(shù)內(nèi)部變化明顯。同時(shí), 地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)造成保護(hù)區(qū)森林植被大面積破壞, 園區(qū)施行暫停開(kāi)放等政策導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)指數(shù)個(gè)別年份波動(dòng)異常。

3.1.3 響應(yīng)指數(shù)變化分析

九寨溝生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)如圖 3所示, 響應(yīng)指數(shù)總體呈逐年波動(dòng)上升趨勢(shì), 變幅為0.2412—0.3580, 年均增長(zhǎng)率為2.55%。研究期間, 旅游者及政策制定者環(huán)境保護(hù)意識(shí)增加, 并依托環(huán)境監(jiān)測(cè)站定期開(kāi)展水文、氣象、旅游監(jiān)測(cè)以及火災(zāi)、地震、病蟲害日常巡查與防治工作, 是保護(hù)區(qū)響應(yīng)指數(shù)穩(wěn)步提高的主要原因。在2011—2017年響應(yīng)指數(shù)出現(xiàn)小幅度回落, 主要原因?yàn)楣芾聿块T對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)重視程度減弱, 環(huán)境保護(hù)投入由2010年的1337萬(wàn)減少至2011年的391萬(wàn)元, 較上年減少241.94%。此后, 隨著災(zāi)后應(yīng)急等項(xiàng)目的開(kāi)展, 保護(hù)投入增加響應(yīng)指數(shù)呈反彈增長(zhǎng)。

3.1.4 綜合安全指數(shù)變化分析

2001—2019年, 九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全指數(shù)總體呈曲折上升趨勢(shì), 如圖 3所示, 變幅為0.7108—0.8786, 年均增長(zhǎng)率為0.46%。九寨溝生態(tài)安全演變歷程為“安全-臨界安全-安全-臨界安全-安全”。總體而言, 生態(tài)安全處于“安全”狀態(tài)(0.75≤P≤1), 僅個(gè)別年份(2008年、2017年)受自然災(zāi)害影響, 安全等級(jí)降至“臨界安全”水平, 表明九寨溝自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境良好, 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定, 具有一定的自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力, 以應(yīng)對(duì)突發(fā)性自然災(zāi)害對(duì)區(qū)域生態(tài)安全的影響。受汶川地震和九寨溝地震影響, 2008年生態(tài)安全指數(shù)為0.7108, 達(dá)歷史最低, 2017年為0.7215, 隨著自然環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn), 2009年升至0.8471, 并于2018年達(dá)歷史最高為0.8786, 分別較災(zāi)害發(fā)生當(dāng)年增長(zhǎng)19.18%、21.77%。值得注意的是, 2018年的激增態(tài)勢(shì)受人為管控、旅游發(fā)展、保護(hù)投入及管理防控措施的影響較大, 僅為短期不可持續(xù)發(fā)展下的安全水平, 隨著保護(hù)區(qū)的逐步開(kāi)放, 生態(tài)安全指數(shù)會(huì)呈略微下降的趨勢(shì), 但區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平增加, 保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況穩(wěn)步向好發(fā)展, 未來(lái)需進(jìn)一步跟蹤調(diào)查, 探明區(qū)域可持續(xù)發(fā)展對(duì)生態(tài)安全的影響。

3.2 九寨溝生態(tài)安全障礙因子分析3.2.1 準(zhǔn)則層障礙因子分析

九寨溝生態(tài)安全準(zhǔn)則層阻礙度變化如圖 4所示, 總體上看, 響應(yīng)層是九寨溝生態(tài)安全主要影響層, 隨著管理體制的完善和保護(hù)投入的增加, 阻礙度由80.14%(2001年)以年均6.61%的速度逐年下降, 至2019年達(dá)35.52%, 障礙度降至第二。壓力層以年均9.70%的速度, 由15.99%逐步增加至45.47%, 受地質(zhì)災(zāi)害和旅游發(fā)展的共同影響, 至2019年逐漸成為九寨溝保護(hù)區(qū)主要影響層。狀態(tài)層障礙度總體呈震蕩變化, 位居第三, 峰值出現(xiàn)在2008年和2017年, 分別為24.8%、24.79%, 分別較上年增加50.33%、264.73%。

圖 4 2001—2019年九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全的準(zhǔn)則層障礙度/%Fig. 4 Obstacle degree of rule hierarchy in Jiuzhaigou National Nature Reserve from 2001 to 2019

3.2.2 指標(biāo)層障礙因子分析

由于指標(biāo)層因子較多, 僅列出障礙度排名前5的指標(biāo)(累計(jì)障礙度超過(guò)50%), 并統(tǒng)計(jì)了主要障礙因子出現(xiàn)頻次, 如表 3、表 4所示。2001—2007年, 九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全主要的障礙因子依次是法律完善程度(C22)、污水處理設(shè)施完善程度(C20)和地質(zhì)災(zāi)害防控措施完善程度(C17)。2008—2019年, 保護(hù)區(qū)管理體制和災(zāi)害防治措施的不斷完善, 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)(C6)、保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率(C2)、居民人均收入年增長(zhǎng)率(C8)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)投入占GDP比例(C21)成為主要障礙因子。

表 3 2001—2019年九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全指標(biāo)層障礙因子障礙度/%Table 3 Obstacle degree of main index hierarchy of cological security in Jiuzhaigou National Nature Reserve from 2001 to 2019

年份
Year 指標(biāo)(障礙度)排序Index(obstacle degree) sort NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 NO.5 2001 C20(13.25) C22(12.88) C1(10.69) C18(10.29) C15(9.93) 2002 C20(15.70) C22(15.26) C17(11.74) C18(9.75) C15(9.41) 2003 C22(14.00) C20(12.57) C16(12.51) C18(12.20) C17(11.75) 2004 C2(16.19) C22(11.42) C20(11.28) C16(8.97) C17(8.43) 2005 C2(14.81) C9(12.08) C22(10.13) C20(10.01) C16(7.96) 2006 C9(16.54) C2(11.12) C22(10.40) C20(10.28) C17(7.68) 2007 C9(14.36) C22(12.04) C17(8.89) C19(8.09) C2(7.64) 2008 C6(14.61) C8(14.32) C9(9.15) C23(9.06) C2(6.44) 2009 C6(13.78) C22(11.62) C19(9.76) C23(8.68) C16(8.56) 2010 C6(15.10) C8(12.14) C22(10.37) C19(8.71) C23(7.56) 2011 C21(12.69) C2(12.23) C8(12.02) C19(7.22) C6(6.56) 2012 C23(14.43) C2(13.92) C21(13.51) C19(7.98) C4(7.44) 2013 C2(13.55) C9(12.95) C21(9.04) C4(8.10) C6(6.62) 2014 C1(15.57) C21(15.26) C4(8.91) C5(7.11) C23(6.98) 2015 C8(16.77) C2(14.26) C21(13.62) C6(12.79) C4(6.71) 2016 C6(15.99) C2(15.11) C21(14.46) C23(11.08) C4(7.38) 2017 C6(16.42) C21(14.92) C8(14.87) C2(12.65) C20(5.90) 2018 C6(21.30) C8(10.17) C18(9.47) C19(9.22) C20(8.58) 2019 C6(20.07) C2(14.51) C18(9.27) C19(8.12) C8(7.65)

表 4 2001—2019年九寨溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全主要障礙因子的出現(xiàn)頻次Table 4 Frequency of main obstacle factors of ecological security in Jiuzhaigou National Nature Reserve from 2001 to 2019

年份
Year 障礙因子
Obstacle factor C2 C6 C8 C17 C19 C20 C21 C22 C23 2001—2019 出現(xiàn)次數(shù) 12 10 7 5 7 8 7 9 6 出現(xiàn)頻率/% 12.63 10.53 7.37 5.26 7.37 8.42 7.37 9.47 6.32 2001—2007 出現(xiàn)次數(shù) 4 0 0 5 1 6 0 7 0 出現(xiàn)頻率/% 11.43 0.00 0.00 14.29 2.86 17.14 0.00 20.00 0.00 2008—2019 出現(xiàn)次數(shù) 8 10 7 0 6 2 7 2 6 出現(xiàn)頻率/% 13.33 16.67 11.67 0.00 10.00 3.33 11.67 3.33 10.00

2001—2019年, 障礙因子出現(xiàn)頻率最高的指標(biāo)是保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率(C2), 達(dá)12.63%, 其次是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)(C6)和法律完善程度(C22), 分別為10.53%、9.47%。因此, 需要提高病蟲害、地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)和應(yīng)對(duì)措施, 加大地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的排查力度, 完善保護(hù)管理措施, 開(kāi)展水體保護(hù)研究, 實(shí)施游客限流政策, 以減緩旅游活動(dòng)對(duì)自然資源的影響, 提升九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全狀況。

4 討論與結(jié)論4.1 討論4.1.1 地質(zhì)災(zāi)害對(duì)九寨溝生態(tài)安全的影響

研究期內(nèi), 九寨溝自然保護(hù)區(qū)先后在2008年、2017年經(jīng)歷過(guò)兩次較大強(qiáng)度地震, 生態(tài)安全等級(jí)驟降至“臨界安全”水平, 分別為0.7108、0.7215。研究發(fā)現(xiàn), 兩次地震前后生態(tài)安全指數(shù)的變化原因各不相同。

2001—2007年, 九寨溝管理部門對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng), 保護(hù)區(qū)率先引入全自動(dòng)環(huán)保型生態(tài)廁所, 并積極搭建水文、水質(zhì)和氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn), 推行“溝內(nèi)游, 溝外住”政策, 以減少游客食宿對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響, 但旅游開(kāi)發(fā)行為和經(jīng)營(yíng)模式較為粗放, 尚未形成系統(tǒng)性、數(shù)字化的監(jiān)督管理體系[35]。隨著九寨溝旅游業(yè)發(fā)展, 游客年均增長(zhǎng)率達(dá)20.05%, 2007年游客數(shù)超250萬(wàn)人次, 旅游活動(dòng)對(duì)保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力不斷增加[36], 生態(tài)安全狀況逐年下降。2008年, 受汶川地震影響, 保護(hù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害達(dá)40余次, 是汶川地震前期的20余倍[35-36], 突發(fā)性自然災(zāi)害擾動(dòng)是潛在地震、泥石流發(fā)生的重要誘因, 并進(jìn)一步引起湖泊水質(zhì)沉積物變化[36], 導(dǎo)致2008年九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全指數(shù)達(dá)歷史低值。

2009—2016年, 九寨溝保護(hù)區(qū)積極開(kāi)展旅游承載力評(píng)估工作, 科學(xué)核算單日游客最大容量, 布設(shè)生物多樣性野外巡護(hù)樣點(diǎn)和生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)大樣地, 實(shí)行常規(guī)化科研與監(jiān)測(cè)活動(dòng), 先后推行各項(xiàng)管理規(guī)范與方法, 堅(jiān)持開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害群監(jiān)測(cè)和應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作, 生態(tài)安全得到穩(wěn)步提升。2017年, 九寨溝保護(hù)區(qū)發(fā)生里氏7.0級(jí)地震, 保護(hù)區(qū)植被大面積破壞、保護(hù)區(qū)暫停開(kāi)放、居民收入驟減, 由于經(jīng)歷了汶川地震后, 保護(hù)區(qū)應(yīng)對(duì)突然性自然災(zāi)害的能力增強(qiáng), 生態(tài)安全等級(jí)雖有所下降, 尚未對(duì)保護(hù)區(qū)生態(tài)安全構(gòu)成威脅性影響。研究表明, 隨著災(zāi)后重建項(xiàng)目有效推進(jìn), 綜合性監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)完善, 保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境逐漸恢復(fù), 2018年生態(tài)安全指數(shù)達(dá)到歷史最高值0.8786, 較地震發(fā)生當(dāng)年增長(zhǎng)21.77%, 說(shuō)明保護(hù)區(qū)具有一定的自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力, 通過(guò)科學(xué)有效管理與防治預(yù)警體系, 九寨溝保護(hù)區(qū)可較好應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害對(duì)其生態(tài)安全的影響, 也從側(cè)面反映了該評(píng)價(jià)體系的精確性和敏感性。

4.1.2 研究方法的可行性和局限性

PSR模型是目前評(píng)估生態(tài)安全變化的最為廣泛的方法之一, 本研究以保護(hù)區(qū)可持續(xù)發(fā)展為視角, 結(jié)合Delphi-PSR法和障礙因子分析法, 從自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)角度選取23項(xiàng)指標(biāo), 構(gòu)建九寨溝自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系, 對(duì)2001—2019年生態(tài)安全狀況進(jìn)行時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià), 識(shí)別九寨溝生態(tài)安全的主要限制因素。

九寨溝生態(tài)安全指數(shù)總體呈曲折上升趨勢(shì), 保護(hù)區(qū)整體處于“安全”狀態(tài)。章錦河等[32]研究認(rèn)為, 2004年九寨溝處于生態(tài)安全狀態(tài), 保護(hù)區(qū)旅游發(fā)展對(duì)自身生態(tài)安全影響較小。本文研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似, 說(shuō)明該評(píng)價(jià)體系可較好的反映不同年份生態(tài)安全狀況及其動(dòng)態(tài)變化, 為九寨溝保護(hù)管理規(guī)劃提供科學(xué)方向, 為我國(guó)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)提供參考案例。然而, 評(píng)價(jià)體系涉及因素較為復(fù)雜, 現(xiàn)有歷史數(shù)據(jù)、資料受可獲得性限制, 本文未能從不同功能區(qū)劃的角度分析保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)安全狀況, 未來(lái)仍需研究者結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和空間分析技術(shù), 構(gòu)建更為全面的九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系, 從空間格局角度反映九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化。

4.2 結(jié)論

2001—2019年, 九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全指數(shù)由0.7933升至0.8623, 呈曲折上升趨勢(shì), 其中壓力和狀態(tài)安全指數(shù)呈波動(dòng)下降趨勢(shì), 響應(yīng)指數(shù)呈逐年波動(dòng)上升趨勢(shì)。安全等級(jí)演變歷程為“安全-臨界安全-安全-臨界安全-安全”, 總體而言, 保護(hù)區(qū)處于“安全”狀態(tài), 僅個(gè)別年份受地質(zhì)災(zāi)害影響, 安全等級(jí)降至“臨界安全”水平。隨著自然環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)、旅游壓力緩減, 災(zāi)害后一年保護(hù)區(qū)達(dá)“安全”水平, 較上年分別提升19.18%、21.77%, 說(shuō)明保護(hù)區(qū)具有一定的自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力, 以應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害對(duì)區(qū)域生態(tài)安全的影響。

通過(guò)障礙因子診斷可知, 2001—2019年, 九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全障礙主要來(lái)自響應(yīng)層, 主要障礙指標(biāo)為保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率(C2), 達(dá)12.63%, 其次為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)(C6)和法律完善程度(C22), 分別為10.53%、9.47%。隨研究時(shí)間不同, 障礙因子在數(shù)量、類型及障礙度大小上均有一定變化。2001—2007年保護(hù)區(qū)主要障礙因子依次是法律完善程度(C22)、污水處理設(shè)施完善程度(C20)和地質(zhì)災(zāi)害防控措施完善程度(C17)。隨著災(zāi)害防治措施和管理體制的不斷優(yōu)化完善, 2008—2019年, 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)(C6)、保護(hù)區(qū)居民數(shù)年增長(zhǎng)率(C2)、居民人均收入年增長(zhǎng)率(C8)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)投入占GDP比例(C21)成為保護(hù)區(qū)的主要障礙因子。因此, 需進(jìn)一步提升災(zāi)害防治技術(shù)和保護(hù)管理應(yīng)對(duì)措施、優(yōu)化社區(qū)共管制度, 探索自然保護(hù)與社區(qū)居民和諧可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)路徑, 以穩(wěn)步提升九寨溝保護(hù)區(qū)生態(tài)安全水平。

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代謝健康肥胖：從流行病學(xué)、機(jī)制到臨床意義
環(huán)境污染物聯(lián)合暴露的人體健康累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展
瘦型非酒精性脂肪性肝病的研究進(jìn)展

網(wǎng)址: Ecological security dynamic assessment and obstacle factors analysis in Jiuzhaigou National Nature Reserve http://www.u1s5d6.cn/newsview114209.html