摘要: 生態(tài)安全是國家安全體系的重要基石，自然保護區(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，可有效緩解社會快速發(fā)展對自然環(huán)境的破壞，是維持區(qū)域生物多樣性的重要安全屏障。九寨溝自然保護區(qū)地處生態(tài)脆弱敏感區(qū)，在自然災(zāi)害和人類活動疊加影響下的生態(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、社會經(jīng)濟等方面選取23項指標構(gòu)建評價體系，綜合評價九寨溝保護區(qū)20年來的生態(tài)安全動態(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，從0.7933增加至0.8623，其中壓力和狀態(tài)安全指數(shù)呈波動下降趨勢，響應(yīng)指數(shù)呈逐年波動上升趨勢。（2）總體而言，保護區(qū)處于"安全"狀態(tài)，僅個別年份受地質(zhì)災(zāi)害影響，降至"臨界安全"水平，安全等級演變歷程為"安全-臨界安全-安全-臨界安全-安全"。（3）保護區(qū)生態(tài)安全的障礙主要來自于響應(yīng)層，主要障礙指標為保護區(qū)居民數(shù)年增長率（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）、保護區(qū)居民數(shù)年增長率（C2）的變化。未來需加大環(huán)境保護投入力度、提升災(zāi)害防治技術(shù)和保護管理應(yīng)對措施，進一步優(yōu)化社區(qū)共管體制，探索自然保護與社區(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)濟活動規(guī)模不斷擴大, 人類社會對自然資源進行著前所未有的開發(fā)利用, 生活品質(zhì)得到顯著提升。與此同時, 全球氣候變化、生物多樣性喪失、土地荒漠化等一系列環(huán)境問題爆發(fā)[1]。生態(tài)環(huán)境的劇烈變化對人類生存和社會發(fā)展造成了不同程度的影響, 國際社會對安全的關(guān)注重點已逐漸轉(zhuǎn)變[2]。1987年, 世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》報告中明確指出, 安全的定義已超出國家主權(quán)和政治軍事威脅范圍, 逐漸擴展至自然環(huán)境的惡化和社會發(fā)展條件的破壞[3]。自然保護區(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]。近年來自然保護區(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, 促進了當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟的發(fā)展[5]。同時, 自然保護區(qū)生態(tài)環(huán)境壓力加劇, 部分保護區(qū)出現(xiàn)天然林破壞、河流污染和資源退化等問題[6-7]。因此, 科學(xué)評估自然保護區(qū)生態(tài)安全狀況, 探明保護區(qū)生態(tài)安全與自然、社會、經(jīng)濟的關(guān)系, 反映自然保護區(qū)管理與游客活動對區(qū)域生態(tài)安全的影響, 對促進區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和科學(xué)價值[8-9]。

1989年, 國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所首次從廣義的自然、經(jīng)濟和社會生態(tài)安全和狹義的生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康程度兩個層面定義生態(tài)安全[10]。2000年, 國務(wù)院發(fā)布《全國生態(tài)環(huán)境保護綱要》指出, 生態(tài)保護對維護國家生態(tài)環(huán)境安全的重要作用。近年來更是將生態(tài)安全納入總體國家安全觀的一個重要議題。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)安全的識別、輔助決策技術(shù)方法的完善, 以社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為前提[9, 11], 從城市發(fā)展[12-13]、農(nóng)業(yè)活動[14-15]、耕種用地[16-17]等角度, 分析氣候變化和人口增長對某些特定地區(qū)糧食安全、資源變化和生態(tài)環(huán)境狀況[18], 現(xiàn)有研究對自然保護區(qū)生態(tài)安全評價關(guān)注較少[19-21]。此外, 各評價體系中指標差異性較大、針對性較強, 以城鎮(zhèn)化水平、農(nóng)業(yè)財政收支、人均耕地為側(cè)重點的評價體系[22-24], 不適用于以旅游活動和自然環(huán)境為主的保護區(qū)生態(tài)安全評價[21, 25]。研究指出, 導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)劇變的風(fēng)險因素(如地震、火災(zāi)、臺風(fēng)等)是生態(tài)系統(tǒng)形成與發(fā)展的重要組成部分[26-27], 已有研究對自然保護區(qū)突發(fā)性自然災(zāi)害的關(guān)注不足[7, 28-29]。

九寨溝國家級自然保護區(qū)內(nèi)蘊藏有豐富的動植物資源, 是我國生物多樣性保護的關(guān)鍵地段之一, 先后獲得“世界自然遺產(chǎn)”、“人與生物圈保護區(qū)”等榮譽[30]。同時, 九寨溝地處青藏高原植被區(qū)與季風(fēng)濕潤森林區(qū)的過渡帶, 對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), 亟需對該區(qū)域生態(tài)安全進行研究[6, 31]。有學(xué)者采用生態(tài)足跡法對九寨溝2004年生態(tài)安全進行評價, 但較少考慮自然環(huán)境、管理措施等因素對保護區(qū)的影響[32], 且僅為一年的靜態(tài)數(shù)據(jù)測評, 無法準確反映長時間序列的動態(tài)變化。因此, 本研究在參考國內(nèi)外指標體系的基礎(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)建評價體系, 分析近20年來九寨溝自然保護區(qū)的生態(tài)安全變化趨勢, 探明生態(tài)安全的主要影響因素, 探討地質(zhì)災(zāi)害對保護區(qū)生態(tài)安全的影響, 為保護管理工作提供科學(xué)指導(dǎo), 為九寨溝保護區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供有效對策, 為中國自然保護區(qū)生態(tài)安全評價提供參考案例。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源1.1 研究區(qū)概況

九寨溝國家級自然保護區(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所[5, 27]。隨著旅游業(yè)迅猛發(fā)展, 保護區(qū)年均游客量超百萬人次, 對區(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、土壤營養(yǎng)元素流失等環(huán)境問題[6, 31, 33]。基于此, 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)境與旅游活動之間的矛盾, 提升保護區(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)來源

研究期內(nèi)(2001—2019年)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來自《阿壩藏族羌族自治州國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》、《九寨溝縣年鑒》、《阿壩州年鑒》和《四川九寨溝自然保護區(qū)綜合科學(xué)考察報告》, 輔以九寨溝國家級自然保護區(qū)管理局提供的各年份生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計報告。

2 研究方法2.1 評價模型的選擇及指標體系的構(gòu)成

九寨溝保護區(qū)旅游業(yè)發(fā)展迅速, 旅游活動對生態(tài)環(huán)境和自然資源具不同程度的影響。PSR模型由經(jīng)濟合作發(fā)展組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署共同提出, 能客觀反映人類活動、社會經(jīng)濟與自然環(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)建九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全評價體系(表 1)。

表 1 生態(tài)安全評價指標體系及量化Table 1 The evaluation index system and quantification of ecological security

目標層
Object layer 準則層
Criteria layer 要素層
Factor layer 指標層
Index layer 指標極性
Index polarity 權(quán)重(排序)
Weight (sort) 生態(tài)安全 生態(tài)安全壓力P 社會經(jīng)濟壓力(0.5453) C1游客數(shù)量年增長率 逆 0.0535 (3) Ecological security (0.2794) C2保護區(qū)居民數(shù)年增長率 逆 0.0352 (21) C3區(qū)域開發(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 社會經(jīng)濟狀態(tài)(0.1321) C8居民人均收入年增長率 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)境保護投入強度 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 指標的篩選及權(quán)重的確定

基于文獻調(diào)研和歷史數(shù)據(jù)分析, 從社會經(jīng)濟、自然環(huán)境、管理政策等方面預(yù)選28項指標組成評價初體系。采用經(jīng)典的Delphi法[20], 對評價指標進行兩輪專家意見征詢。第一輪, 刪除、修正代表性較差指標, 最終確定含23項指標的九寨溝生態(tài)安全評價總體系(表 1)。第二輪, 打分記錄各項指標重要性值并計算其權(quán)重(圖 2), 其處理方法如下：

圖 2 各項評價指標權(quán)重值Fig. 2 The weight value of each evaluation index C1：游客數(shù)量年增長率Annual growth rate of tourists；C2：保護區(qū)居民數(shù)年增長率Annual growth rate of residents in nature reserve；C3：區(qū)域開發(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)境保護投入強度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為專家對該指標所打的權(quán)重, bi為專家對該指標的得分, m為指標數(shù), E為該指標的最終權(quán)重。

2.3 評價指標的標準化

各指標間量綱單位不同, 需對其進行標準化處理, 具體處理方法如下：

設(shè)Xi(i=1, 2, …, 23)為第i個評價指標的現(xiàn)狀值, Ni為評價指標的標準值, P(Ci)(Ci為指標編號, i=1, 2, …, 23)為第i個指標的安全指數(shù), 其取值范圍為[0, 1]。

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

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

2.4 基準來源及標準值的確定

生態(tài)安全評價中, 評價指標類型繁多、單位各異, 無法對其實測值直接進行對比, 需依據(jù)不同基準確定各項指標的標準值, 根據(jù)標準來源不同分以下四類：①國家、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)驗值。

2.5 生態(tài)安全指數(shù)的計算

采用線性加權(quán)法對九寨溝生態(tài)安全進行綜合評分, 計算公式為：

式中, P為安全指數(shù), Ei為第i項指標權(quán)重, pi為第i項指標安全指數(shù), m為指標數(shù)。

2.6 生態(tài)安全等級劃分

根據(jù)保護區(qū)生態(tài)安全綜合評價分值高低將生態(tài)安全指數(shù)劃分為4個級等級, 如表 2所示, 其值越大表示九寨溝自然保護區(qū)生態(tài)安全度越高。

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

生態(tài)安全等級
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

由于評價體系準則層和指標間權(quán)重不同, 無法準確反映各指標對生態(tài)安全的影響程度。因此, 引入因子貢獻度Eij、指標偏離度Vij和障礙度(mij, Mij)指標, 分析影響生態(tài)安全的主要障礙因子, 其計算公式如下：

式中, Eij為第i年單項指標j的權(quán)重, Xij為第i年單項指標j的標準化值, mij第i年單項指標j的障礙度, Mij為第i年準則層指標的障礙度。

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, 在準則層中, 生態(tài)安全壓力指數(shù)最低且呈波動下降趨勢, 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%, 說明保護區(qū)所面臨的威脅和壓力逐年增加。究其原因, 主要包括如下兩個方面：在社會經(jīng)濟壓力方面, 保護區(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, 保護區(qū)居民逐漸加入到保護管理工作中, 居民保護意識增強, 居民人數(shù)年增長率趨于穩(wěn)定。與此同時, 九寨溝旅游業(yè)不斷發(fā)展, 年游客數(shù)從119萬(2001年)增加至509萬(2015年), 觀光車數(shù)量為過去的一倍, 使2015年社會環(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)是制約保護區(qū)壓力安全的主要指標。

圖 3 2001—2019年九寨溝國家級自然保護區(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年狀態(tài)指數(shù)變化略微明顯。其中, 社會經(jīng)濟狀態(tài)指數(shù)受旅游業(yè)市場影響較大, 隨著游客量逐年增加, 居民通過參股的形式投入到保護區(qū)建設(shè)、運營和收益分配中, 成為保護區(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, 游客量增加對自然保護區(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, 地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)造成保護區(qū)森林植被大面積破壞, 園區(qū)施行暫停開放等政策導(dǎo)致狀態(tài)指數(shù)個別年份波動異常。

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)總體呈逐年波動上升趨勢, 變幅為0.2412—0.3580, 年均增長率為2.55%。研究期間, 旅游者及政策制定者環(huán)境保護意識增加, 并依托環(huán)境監(jiān)測站定期開展水文、氣象、旅游監(jiān)測以及火災(zāi)、地震、病蟲害日常巡查與防治工作, 是保護區(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, 主要原因為管理部門對生態(tài)環(huán)境保護重視程度減弱, 環(huán)境保護投入由2010年的1337萬減少至2011年的391萬元, 較上年減少241.94%。此后, 隨著災(zāi)后應(yīng)急等項目的開展, 保護投入增加響應(yīng)指數(shù)呈反彈增長。

3.1.4 綜合安全指數(shù)變化分析

2001—2019年, 九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全指數(shù)總體呈曲折上升趨勢, 如圖 3所示, 變幅為0.7108—0.8786, 年均增長率為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), 僅個別年份(2008年、2017年)受自然災(zāi)害影響, 安全等級降至“臨界安全”水平, 表明九寨溝自然保護區(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)對突發(fā)性自然災(zāi)害對區(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年達歷史最高為0.8786, 分別較災(zāi)害發(fā)生當(dāng)年增長19.18%、21.77%。值得注意的是, 2018年的激增態(tài)勢受人為管控、旅游發(fā)展、保護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, 隨著保護區(qū)的逐步開放, 生態(tài)安全指數(shù)會呈略微下降的趨勢, 但區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平增加, 保護區(qū)生態(tài)安全狀況穩(wěn)步向好發(fā)展, 未來需進一步跟蹤調(diào)查, 探明區(qū)域可持續(xù)發(fā)展對生態(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 準則層障礙因子分析

九寨溝生態(tài)安全準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年九寨溝國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全的準則層障礙度/%Fig. 4 Obstacle degree of rule hierarchy in Jiuzhaigou National Nature Reserve from 2001 to 2019

3.2.2 指標層障礙因子分析

由于指標層因子較多, 僅列出障礙度排名前5的指標(累計障礙度超過50%), 并統(tǒng)計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)、保護區(qū)居民數(shù)年增長率(C2)、居民人均收入年增長率(C8)和生態(tài)環(huán)境保護投入占GDP比例(C21)成為主要障礙因子。

表 3 2001—2019年九寨溝國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全指標層障礙因子障礙度/%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(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年九寨溝國家級自然保護區(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)頻率最高的指標是保護區(qū)居民數(shù)年增長率(C2), 達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)對措施, 加大地質(zhì)災(zāi)害隱患點的排查力度, 完善保護管理措施, 開展水體保護研究, 實施游客限流政策, 以減緩旅游活動對自然資源的影響, 提升九寨溝保護區(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)害對九寨溝生態(tài)安全的影響

研究期內(nèi), 九寨溝自然保護區(qū)先后在2008年、2017年經(jīng)歷過兩次較大強度地震, 生態(tài)安全等級驟降至“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, 九寨溝管理部門對生態(tài)環(huán)境保護意識不斷增強, 保護區(qū)率先引入全自動環(huán)保型生態(tài)廁所, 并積極搭建水文、水質(zhì)和氣象監(jiān)測站點, 推行“溝內(nèi)游, 溝外住”政策, 以減少游客食宿對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響, 但旅游開發(fā)行為和經(jīng)營模式較為粗放, 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, 游客年均增長率達20.05%, 2007年游客數(shù)超250萬人次, 旅游活動對保護區(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, 保護區(qū)地質(zhì)災(zāi)害達40余次, 是汶川地震前期的20余倍[35-36], 突發(fā)性自然災(zāi)害擾動是潛在地震、泥石流發(fā)生的重要誘因, 并進一步引起湖泊水質(zhì)沉積物變化[36], 導(dǎo)致2008年九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全指數(shù)達歷史低值。

2009—2016年, 九寨溝保護區(qū)積極開展旅游承載力評估工作, 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樣點和生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測大樣地, 實行常規(guī)化科研與監(jiān)測活動, 先后推行各項管理規(guī)范與方法, 堅持開展地質(zhì)災(zāi)害群監(jiān)測和應(yīng)急監(jiān)測工作, 生態(tài)安全得到穩(wěn)步提升。2017年, 九寨溝保護區(qū)發(fā)生里氏7.0級地震, 保護區(qū)植被大面積破壞、保護區(qū)暫停開放、居民收入驟減, 由于經(jīng)歷了汶川地震后, 保護區(qū)應(yīng)對突然性自然災(zāi)害的能力增強, 生態(tài)安全等級雖有所下降, 尚未對保護區(qū)生態(tài)安全構(gòu)成威脅性影響。研究表明, 隨著災(zāi)后重建項目有效推進, 綜合性監(jiān)測平臺建設(shè)完善, 保護區(qū)生態(tài)環(huán)境逐漸恢復(fù), 2018年生態(tài)安全指數(shù)達到歷史最高值0.8786, 較地震發(fā)生當(dāng)年增長21.77%, 說明保護區(qū)具有一定的自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力, 通過科學(xué)有效管理與防治預(yù)警體系, 九寨溝保護區(qū)可較好應(yīng)對自然災(zāi)害對其生態(tài)安全的影響, 也從側(cè)面反映了該評價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模型是目前評估生態(tài)安全變化的最為廣泛的方法之一, 本研究以保護區(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、社會和經(jīng)濟角度選取23項指標, 構(gòu)建九寨溝自然保護區(qū)生態(tài)安全評價體系, 對2001—2019年生態(tài)安全狀況進行時間序列的動態(tài)評價, 識別九寨溝生態(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, 保護區(qū)整體處于“安全”狀態(tài)。章錦河等[32]研究認為, 2004年九寨溝處于生態(tài)安全狀態(tài), 保護區(qū)旅游發(fā)展對自身生態(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, 說明該評價體系可較好的反映不同年份生態(tài)安全狀況及其動態(tài)變化, 為九寨溝保護管理規(guī)劃提供科學(xué)方向, 為我國自然保護區(qū)生態(tài)安全評價提供參考案例。然而, 評價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)劃的角度分析保護區(qū)內(nèi)生態(tài)安全狀況, 未來仍需研究者結(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區(qū)生態(tài)安全評價體系, 從空間格局角度反映九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全動態(tài)變化。

4.2 結(jié)論

2001—2019年, 九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全指數(shù)由0.7933升至0.8623, 呈曲折上升趨勢, 其中壓力和狀態(tài)安全指數(shù)呈波動下降趨勢, 響應(yīng)指數(shù)呈逐年波動上升趨勢。安全等級演變歷程為“安全-臨界安全-安全-臨界安全-安全”, 總體而言, 保護區(qū)處于“安全”狀態(tài), 僅個別年份受地質(zhì)災(zāi)害影響, 安全等級降至“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)害后一年保護區(qū)達“安全”水平, 較上年分別提升19.18%、21.77%, 說明保護區(qū)具有一定的自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力, 以應(yīng)對自然災(zāi)害對區(qū)域生態(tài)安全的影響。

通過障礙因子診斷可知, 2001—2019年, 九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全障礙主要來自響應(yīng)層, 主要障礙指標為保護區(qū)居民數(shù)年增長率(C2), 達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)、保護區(qū)居民數(shù)年增長率(C2)、居民人均收入年增長率(C8)和生態(tài)環(huán)境保護投入占GDP比例(C21)成為保護區(qū)的主要障礙因子。因此, 需進一步提升災(zāi)害防治技術(shù)和保護管理應(yīng)對措施、優(yōu)化社區(qū)共管制度, 探索自然保護與社區(qū)居民和諧可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)路徑, 以穩(wěn)步提升九寨溝保護區(qū)生態(tài)安全水平。

相關(guān)知識

Analysis of body composition and influencing factors of lean non
環(huán)境健康與生態(tài)安全系
Health Impact Assessment of Air Pollution from Road Traffic Sources in China
暴露組學(xué)在識別環(huán)境污染物及其健康危害中的應(yīng)用進展
情感體驗維度下在線健康社區(qū)用戶參與行為影響因素研究
積極推進兒童多源環(huán)境暴露的健康影響研究
The Health Benefits of Dietary Fibre
代謝健康肥胖：從流行病學(xué)、機制到臨床意義
環(huán)境污染物聯(lián)合暴露的人體健康累積風(fēng)險評估研究進展
瘦型非酒精性脂肪性肝病的研究進展

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