第３３卷第１０期 ２０１３年１０月 中南林业科技大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ＿０１．３３ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．２０１３ 洞庭湖区生态安全评价及预警分析 熊建新，彭保发，陈端吕，王亚力 （湖南文理学院资源环境与旅游学院，湖南常德４１５０００） 摘 要：生态安全评价及预警是判定生态系统可持续承载和制定预防措施的重要依据。采用层次模糊综合评价 模型对洞庭湖区２００１～２０１０生态安全进行评价，利用状态预警和动态预警模型进行预警分析。结果表明： （１） 洞庭湖区３个时相的生态安全综合指数介于０．４～０．６之问，安全等级均属一般，且呈下降趋势。（２）静态上， 洞庭湖区３个时相的生态安全处于轻警状态，但各因素层的警情差异明显，其中恶化最明显的是低生态组分覆 盖率、气候变化指数、水土流失率和区域开发指数，均处于中警状态。 （３）动态上，生态安全综合指数２００５ 年相对于２００１年下降了０．０６，进入恶化趋势和速度预警状态，２０１０年相对于２００５年下降Ｏ．０２２，进入恶化趋势 预警状态，２０１５年相对于２０１０下降０．００９，尚未进入恶化趋势和速度预警状态；气候变化指数、水土流失率、 人口密度和区域开发指数一直处于恶化趋势预警状态。 （４）洞庭湖区气候异常变化与人类社会经济活动对生态 系统的双重胁迫作用明显，且不断增强，是导致生态安全警情变化的最直接驱动因素。 关键词：生态安全；评价；预警；层次模糊综合模型；洞庭湖区 中图分类号：￥７１８．５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３．９２３Ｘ（２０１３）１０．０１１４—０６ Ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ ＸＩＯＮＧ Ｊｉａｎ—ｘｉｎ，ＰＥＮＧ Ｂａｏ—ｆａ，ＣＨＥＮ Ｄｕａｎ—ｌｖ，ＷＡＮＧ Ｙａ—ｌｉ （Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｏｕｒｉｓｍ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｒｔｓ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｄｅ ４１５０００，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｅｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｌｏａｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａｔｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｆｕｚｚｙ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ ｆｒｏｍ ２００１ ｔｏ ２０１０ ｗａｓ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅｄ，ａｎｄ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ ｗａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｗａｒｎｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ（１）Ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｙ ｔｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｔｉｍｅ ｐｈａｓｅｓ ｂｅｌｏｎｇｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ，ｔｈｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｔｔｒｉｙ ｗｅｒｅ ｂｅｔｔｗｅｅｎ ０．４ ａｎｄ ０．６． （２）Ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｙ ｔｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｔｉｍｅ ｐｈａｓｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎ ｌｏｗｅｒ ａｌｅｒｔ ｓｔａｔｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ａｌｅｒｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒ ｌａｙｅｒｓ ｈａｓ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ，ｏｆ ｔｈｅｍ，ｔｈｅ ｌｏｗ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃｏｖｅｒａｇｅ，ｌａｋｅ ｗｅｔｌａｎｄ ａｒｅａ ｒａｔｉｏ，ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎｄｅｘ，ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｗａｓｔａｇｅ ｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｗｏｒｓｅｎｅｄ ｍｏｓｔ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ａｎｄ ｗｅｒｅ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ａｌｅｒｔ ｓｔａｔｅ．（３） Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｙ ｔｉｎｄｅｘ ｉｎ ２００５ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｉｎ ２００１ ｄｒｏｐｐｅｄ ｂｙ Ｏ．０６，ａｎｄ ｅｎｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆｗｏｒｓｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｔａｔｅ；ｔｈａｔ ｉｎ ２０１０ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｉｎ ２００５ ｄｅｃｌｉｎｅｄ Ｏ．０２２．ｅｎｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆｗｏｒｓｅｎｉｎｇ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｔａｔｅ；２０１５ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ２０１０ ｆｅｌｌ Ｏ．００９，ｄｉｄｎ’ｔ ｅｎｔｅｒ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｗｏｒｓｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｔａｔｅ；ｔｈｅ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎｄｅｘ，ｓｏｉｌ ｎｄ ａｗａｔｅｒ ｗａｓｔａｇｅ ｒａｔｅ，ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｄｅｎｓｉｙ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎａｌｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｎ ａ ｗｏｒｓｅｎｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ａｌｅｒｒ ｓｔａｔｕｓ．（４１ Ｔｈｅ ｄ０ｕｂｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ａｂｎｏｒｍａｌ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｏｎｓｔｎｔａｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｒｅ ａｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｃａｕｓｉｎｇ ｈｅ ｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ；ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｆｕｚｚｙ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｏｄｅｌ；Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌｋｅ ａｒｅｇｉｏｎ 自１９８９年ＩＡＳＡ首次提出生态安全概念以来， 国内关于生态安全的研究较短，但发展较快，已成 为环境科学、地理学、生态学等相关学科研究的热 点。专家与学者在生态安全评价体系构建１４－５ｌ－，评 价方法选择［６－８］和评价模型构建 “ 等方面取得了 一国内外学者围绕生态安全的概念及生态安全与国 家安全、可持续发展和全球化的相互关系展开了广 泛研究［１－３］ｏ国外研究主要从宏观上围绕环境变化 开展了生态的经验性、综合性以及内在关系的研究。 定研究成果，但对生态安全评价与预警的研究 收稿日期：２０１３ ０３—０４ 基金项目：教育部人文社科规划基金项目（１２ＹＪＡＺＨ１６６、 １２ＹＪＡＺＨ１４６）；湖南省哲学社会科学基金项目（１ｌＪＤ５３）；湖南省科技厅计 划项目（２０１ｌＮＫ３Ｏ４７） 作者简介：熊建新（１９７０一），男，湖南常德人，副教授， 硕士，主要从事区域可持续发展和学科教学论的教学科研工作 Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｊｘｌ１０８＠１６３．ｃｏｒｎ 第３３卷 中南林业科技大学学报 １１５ 还相当薄弱［１２－１３］０因此，对生态安全评价与预警进 续发展的重要因素。 行研究，可以客观地反映人类社会经济活动对生态 系统的干扰、预测及治理，促进区域可持续发展具 有重要的现实意义和学术价值。洞庭湖区生态安全 ２指标选取及数据预处理 ２．１指标选取 已成为学术界和各级最为关注的热点和重点。 目前，湖南、省已经提出，在“十二五” 根据生态安全评价的整体性原则、层次性原 则和区域性原则 ，参考中国科学院可持续发展 期间将环洞庭湖区打造为国家级生态经济圈 ４］；学 术界在洞庭湖区农业生态安全评价［１ 、生态系统能 指标体系【２”，结合洞庭湖区自然和社会经济概况， 运用层次分析法建立生态安全评价与预警指标体 系（表１）。其中，高生态组分要素为林地、牧 草地和沼泽地，重要值＝（频度＋密度＋比例） ／３×１００，频度＝林地、牧草地和沼泽地的样方数 ／总样方数，采用１ ｋｍ×１ ｋｍ的样方进行采样计 值演变和服务价值评估 、生态足迹评价 等 方面进行了相应研究，而洞庭湖区的生态安全预警 则鲜见报道。因此，对洞庭湖区生态安全进行预警 分析，客观反映洞庭湖区生态系统运行与发展中的 可持续性，为洞庭湖区生态、经济和社会可持续发 展提供决策依据和参考价值。 算，密度＝林地、牧草地和沼泽地的斑块数／总斑 块数，比例＝林地、牧草地和沼泽地的面积／土地 总面积［】 ；低生态组分要素为沙地、裸岩、石砾 地及其他未利用土地，覆盖率＝（沙地面积＋裸 岩面积＋石砾地面积＋未利用土地面积）／土地总 面积×１００；生态组分活力指数为归一化植被指 数（ＮＤＶＩ）的平均值［２ ，时间选择均为每年植被 １研究区域概况 洞庭湖区地江中游荆江南岸，地跨湘、 鄂两省，地理坐标约为２８。４４＇Ｎ～２９。３５，Ｎ、 １１ ｏ５３ Ｅ～１１３。０５ Ｅ，介于长江东西不同景观生 态的过渡地带，占据长江中下游最敏感又最脆弱 的生态区位，大部分地区的海拔高度不到５０ ｍ， 土地面积的８５％以上在湖南省辖境内［１９］ｏ本文 研究范围界定为岳阳、常德和益阳３个地级市的 ２１个县市、区，其土地面积３．２×１０ ｋｍ２，人口 】．５×１０ ，分别占湖南省的１５％和２１％以上。湖 覆盖信息较好的夏秋季；生物丰度指数根据《生 态环境状况评价技术规范（试行）》（ＨＪ／Ｔ１９２— ２００６）来确定［２ ，指数值＝（０．３５×林地＋０．２１× 草地＋０．２８×湖泊湿地＋０．１１×耕地＋Ｏ．０４×建筑 用地＋０。０】×未利用土地）；气候变化指数＝评 区属于典型的亚热带季风气候，处在东南季风与 西南季风交错地带，年平均降雨量１ ２００～１ ４５０ ｌｎｍ，年平均气温ｌ６．５℃～１７．０￣Ｃ。河网密布，湘、资、 沅、澧四水流经，水、土、生物等资源要素丰富。 价年平均气温一多年平均气温；景观破碎化指数＝ 平均斑块数×（斑块数一１）／总面积；区域开发 指数：（农田＋居民点用地＋工交建设用地）／土 地总面积×１００。生态安全评价因素等级采用五级 制Ｉ１ ，结合专家打分，令评语集 ｛ ， ， ， ， 多年来，由于湖区自然环境的变迁和人类高强度 持续开发利用，造成区域内湖泊湿地萎缩严重， ｝，分别代表｛良好，较好，一般，较差， 水体富营养化日趋明显，水土流失、土地退化等 生态环境问题突显［２们，已成为制约洞庭湖区可持 恶劣｝，由高到低表示生态安全程度，其限值如表１。 表１ 洞庭湖区生态安全评价与预警指标体系 Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｏｒ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ 标 （Ｏ ） （ ） 因素层（Ｆ）… 评价等级（ ） 良好 较好 一般 较差 恶劣 ５０ ４０ ３Ｏ ２０ ｌ０ 高生态组分重要值（Ｆ。。） 低生态组分覆盖率（ ） 生态结构与功能 （ ．） ０．５ ０．８ １ ０．６ １．５ ０．４ ２ ０．２ ５ ０ 生态组分活力指数（ ） 生物丰度指数（，。 ） 洞庭湖区生态安全评价 与预警指标体系 湖泊湿地面积比例（ ） ０．２５ ５０ ０．２ ４０ ０．１ ２５ ０．０５ １５ Ｏ ０ 气候变化指数（ 。） 水土流失率（ ：） 生态胁迫 （＆） 人口密度（ ，） 景观破碎度指数（ ） 区域开发指数（ ） ｌｌ６ 熊建新，等：洞庭湖区生态安全评价及预警分析 第１０期 ２．２数据预处理 利用ＥＲＤＡＳ和ＡｒｃＧＩＳ软件对洞庭湖区２００１ ～２０１０年遥感影像进行解译和信息处理，提取洞 庭湖区各地类空间分布信息，涉及人类社会经济的 指标数据主要通过统计年鉴、气象局、林业局等 职能部门提供的数据获得。采用层次分析法，通 过发放专家调查表，计算出权值，确立各评价因 素的权重集 ，结果为：因素层对准则层的权重 集 ｌ＝（０．２０５，０．１６３，Ｏ．２１２，０．１９７，０．２２３）， ２＝（Ｏ．２３４，０．１８５，０．１９１，０．１９１，０．１９９）， 准 则层对目标层的权重集 ＝（０．５０，０．５０）。 ３研究模型与方法 ３．１层次模糊综合评价模型 层次模糊综合评价是建立在层次分析法和模 糊数学理论基础上的一种预测和评价方法，特别 适合解决既有模糊性、随机性，又有可确定性的 实际问题。基于层次分析所确定的评价因素等级 标准和权值，运用模糊数学原理，构建模糊评价 矩阵，通过多层次的隶属函数运算，最终确定评 价对象的所属等级。构建层次结构模型时，要求 各层中所考虑的因素必须满足性，不存在依 赖关系，评价模型为：Ｂ＝Ｗ．Ｒ，式中，Ｂ为模糊评 价集，“・”是模糊综合运算符，模糊数学中称为 模糊算子，本文采取“乘与加算子”［２ 。为了能 够对生态安全做出定量评价，把评语集定量化为 （０．９，０．７，０．５，０．３，０．１）。利用２００１～２０１０年数据， 经过多层模糊计算，依次得到因素层、准则层和 目标层的模糊评价集，最后采用Ｊ＝ＢＶ算出生态安 全综合指数，指数值越大，安全性越好。２０１５年 值采用时问序列（２００１～２０１０）进行自回归预测。 ３．２预警模型 （１）状态预警 状态预警是根据生态安全综合评价所得到的 生态安全综合指数界定其安全等级，据此对不良 生态安全状态进行预警，它是一种对生态安全警 情的静态描述与定位。其数学表述为［１ ３１：Ｊ， ＜ Ｊ（ｔ）＜ ｝≥ ，式中Ｊ（ ）为生态安全指数值， 参数 表示状态预警时生态安全等级的临界值， 预警约束条件一般规定ａ＝８０％。生态安全综合指 数与预警等级关系见表２，共分为五个警区Ｌｌ ， 综合指数越高，表明生态系统的自我调节能力越 强，生态状况越安全；反之越恶劣。 表２生态安全综合指数与预警等级关系 Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ ｇｒａｄｅ （２）动态预警 动态预警是指在具有一定时间跨度的不同时 段内，生态安全状况即使尚未达到恶化或危害程 度，但其动态变化状况发生了相对异常，需引起 警戒的情况，包括恶化趋势预警和恶化速度预警。 其数学表述为ｌｌ ： 恶化趋势预警（ ：ｙ｛ ７）＜ ，），Ｉ —Ｊ（Ｏｌ ＞ ）≥６ｃ，恶化速度预警（ ：】，｛ ＜Ｊ（Ｏ， ｌ —Ｊ（ｔ）ｌ／（Ｚ－ｔ）＞△ ｝≥６ｃ。式中， 和 Ｄ分 别为不同预警时段的生态安全指数， 和 分 别表示恶化趋势预警和恶化速度预警时生态安全 指数值在时段△ｆ内变化速率的临界值，根据预警 时问间隔、区域差异和环境管理要求分别确定为 ０．Ｏ２和０．０１，ａ＝８０％为预警约束条件。 ４结果及分析 ４．１生态安全评价 运用层次模糊综合评价模型计算的生态安全 综合指数见图ｌ。为了便于对比分析，选取研究时 段中２００１年、２００５年和２０１０年３个典型年份的 因素层模糊评价集Ｒ，（表３），准则层模糊评价集 Ｒ （表４）、目标层模糊评价集Ｂ（表５）及生态 安全综合指数（表６）。由表６、图１可知： （１） 从目标层来看，洞庭湖区２００１年、２００５年和 ２０１０年的生态安全综合指数分别为０．５９４、Ｏ．５３４ 和０．５１２，生态安全等级均属一般，且呈下降趋势， 生态安全状况不容乐观，必须引起高度重视。（２） 从准则层来看，２００１～２０１０年生态结构与功能的 安全等级属于较好，生态胁迫的安全等级属于一 般，并且两者的安全指数均呈现明显下降趋势， 分别由２００１年的０．６８４和０．５０４下降为２０１０年的 ０．６２２和０．４０５。可见，洞庭湖区生态系统的结构 遭受了破坏、功能日趋衰退，生态系统外界环境 的胁迫作用正在不断加强，这与湖区工业化和城 市化进程加速，以及人类不合理利用方式所造成 的生态环境问题紧密相关［２ｏ］ｏ（３）从因素层来看， ２００１～２０１０年ｌ０个评价因子中没有出现恶劣等 级，并且有生态组分活力指数呈现小幅上升，这 第３３卷 中南林业科技大学学报 １１７ 与区域内实施“退耕还林还草”等措施有关；但 是不容忽视的是其它９个因子的安全指数均呈现 下降趋势，其中低生态组分覆盖率、水土流失率 ４．２生态安全预警 在洞庭湖区２００１～２０１０年生态安全评价的 基础上，根据预警模型分别进行状态预警和动态 预警分析，结果见表７。 和区域开发指数等因子下降幅度较大，均达３Ｏ％ 以上，验证了湖区社会经济活动对土地利用类型 和利用方式不尽合理，水土流失和湖泊湿地功能 退化等生态破坏现象仍然相当严重［２ 。同时，也 （１）状态预警。从目标层来看，２００１年、 ２００５年和２０１０年３个时相的生态安全处于轻警状 态，尚未出现重警状况；从准则层来看，生态结 说明所选取的指标具有代表性，计算方法可行。 藏 避 姻 图１洞庭湖区生态安全综合指数（２００１～２０１０） Ｆｉｇ．１ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ ｆｒｏｍ ２００１ ｔｏ ２０１０） 表３因素层模糊评价集Ｒ： Ｔａｂｌｅ ３ Ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｅｔ Ｒ２ ｏｆ ｆａｃｔｏｒ ｌａｙｅｒ 指标模糊评价集Ｒ２（２００１）模糊评价集Ｒ２（２ｏ０５）模糊评价集Ｒ２（２ｏｌｏ） 指标模糊评价集Ｒ２（２０ｏ１）模糊评价集Ｒ２（２０ｏ５）模糊评价集Ｒ２（２０１０） ｌ （Ｏ．７，０．３，０，０，０） （０．３，０．７，０，０，ｏ） （０．２，０．８…０ ０ ０） 】 （０，０，０．２，０．８，ｏ） （０，０，０．５，０．５，０） （０，０，０．８，０．２，０） Ｆｌ２ （０，０．０５２，０．９４８，０，０） （０，０，０．４１７，０．５８３，Ｏ） （０，０，０．３０９，０．６９１，Ｏ） ２ （０，０．０８７，０．９１３，Ｏ） （０，０，０．４１６，０．５８４，Ｏ） （０，０，０．２６５，０．７３５，０） Ｆｔ３ （０．５，０．５，０，０，Ｏ） （１，０，０，０，０） （１，０，０，０，Ｏ） ３ （０，０，０．９，０．１，０） （０，０，０．８２，０．１ ８，０） （０，０，０．６２，０．３８，０） Ｅ （Ｏ．８，０．２，０，０，Ｏ） （Ｏ．８，０．２，０，０，ｏ） （Ｏ．６，０．４，０，０，Ｏ） （Ｏ，０．８，０．２，０，ｏ） （Ｏ，０．４，０．６，０，０） （０，０．２，０．８，０，ｏ） Ｆｌ ５ （０，０，０．５，０．５，Ｏ） （０，０，０，０．９３，０．０７） （０，０，０，０．８７，０．１３） ５ （０，０．２５１，０．７４９，０，０） （０，０，０．０５，０．９５，０） （０，０，０１２１，０．８７９，０） 表４准则层模糊评价集Ｒ Ｔａｂｌｅ ４ Ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｅｔ Ｒｌ ｏｆ ｓｔａｎｄａｒｄ ｌａｙｅｒ 表５目标层模糊评价集Ｂ Ｔａｂｌｅ ５ Ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｅｔ Ｂ ｏｆ ｏｂｊｅｃｔ ｌａｙｅｒ 算式 模糊评价集Ｂ（２００１） 模糊评价集Ｂ（２００５） 模糊评价集Ｂ（２０１０） ＸＲｔ （０．２０３６，０．２１７０，０．４２０５，０．１５８９，Ｏ） （０．２１５６，０．１２９６，０．２７１６，０．３７５４，０．００７８） １ｌ８ 熊建新，等：洞庭湖区生态安全评价及预警分析 表６洞庭湖区３个时相的生态安全综合指数及安全等级 Ｔａｂｌｅ ６ Ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｙ ｔｇｒａｄｅ ｆｏｒ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ（３ ｔｉｍｅ ｐｈａｓｅ） ＋＾ 第１０期 安全指数 ２００１ ２００５ ２０１０ ２００１ 安全级别 ２００５ ２０１０ ２００１ 安全指数 ２００５ ２０１０ ２００１ 安全级别 ２００５ ２０１０ 叭 Ｆ。。 ０．８４０ Ｏ．７６０ ０．７４０ ０．５１０ ０．３８３ ０．３６２ 良好 较好 较好 一般 较差 较差 良好 良好 良好 因素层 良好 良好 良好 一般 较差 较差 ｌ ： Ｏ．４６０ Ｏ．４００ ０．３４０ ０．５１７ Ｏ．３８３ Ｏ．３５３ ０．４８０ ０．４５４ Ｏ．４２４ 一般 一般 较差 一般 较差 较差 一般 一般 一般 较好 一般 一般 一般 较差 较差 因素层 Ｆ１ ３ Ｆ。 Ｏ．８００ Ｏ．９００ Ｏ．９００ ０．８６０ Ｏ．８６０ ０．８２０ ０．４１０ ０．３８６ ０．３６４ Ｆ２４ ０．６６０ Ｏ．５８０ Ｏ．５４０ Ｏ．５３４ ０．３７４ ０．３２４ 准则层 目标层 Ｓ， Ｄ Ｏ．６８４ ０．６４２ ０．６２２ Ｏ．５９４ Ｏ．５３４ ０．５１２ 较好 较好 较好 准则层 一般 一般 一般 ０．５０４ Ｏ．４４６ ０．４０５ 一般 一般 一般 表７洞庭湖区生态安全状态预警和动态预警警情 Ｔａｂｌｅ ７ Ａｌｅｒｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｓｔａｔｅ ｗａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｒ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ ｌｆａｋｅ ｒｅｇｉｏｎ 构与功能处于较安全状态，生态胁迫处于轻警状 态；从因素层来看，３个时相评价因素处于安全 指数下降最快，均达０．１以上；湖泊湿地面积比例 和人口密度出现了恶化趋势预警，其它２个因素 未出现警情。相对于２００５年，２０１０年生态安全综 状态个数比为３：２：２，较安全状态个数比为 １：１：ｌ，轻警状态个数比为６：３：２，中警 合指数下降０．０２２，进入恶化趋势预警状态。其中， 生态结构与功能和生态胁迫指数分别下降０．０２和 ０．０２１，均出现了恶化趋势预警；除生态组分活力 指数以外，其它９个因素均出现了恶化趋势预警， 并且气候变化指数和区域开发指数出现了恶化速 度预警。相对于２０１０年，２０１５年生态安全综合指 状态的个数比为０：４：５。由此可以看出，２００５ 年相对于２００１年生态安全指数下降的比较快，中 警个数增至４个，警情恶化明显；２０１０年相对于 ２００５年，气候变化指数出现中警，其它９个因子 的警情没有发生变化，但是它们的生态安全指数 仍呈下降趋势，与近些年洞庭湖区气候变化异常 数下降０．００９，尚未进入恶化趋势和速度预警状态。 其中，生态胁迫指数下降０．０２４，出现了恶化趋势 预警，气候变化指数、水土流失率、人口密度和 区域开发指数出现恶化趋势预警，其它６个因素 均未出现警情。分析表明，从２００１年到２０１５年， 洞庭湖区生态安全警情呈现不同程度的恶化趋势， 尤其是气候变化指数、水土流失率、人１５１密度和 区域开发指数一直处于恶化趋势预警状态，可以 看出气候变化异常和人类社会经济活动对生态系 统的胁迫作用明显。因此，应及时调整土地利用 和生态系统遭受人为干扰加深的现实相符口 。 （２）动态预警。相对于２００１年，２００５年生 态安全综合指数下降了０．０６，进入恶化趋势和速 度预警状态。其中，生态结构与功能和生态胁迫 指数分别下降了０．０４２和０．０７８，生态结构与功能 出现了恶化趋势预警，生态胁迫出现了恶化趋势 预警和恶化速度预警；高生态组分重要值等６个 因素同时出现了恶化趋势预警和恶化速度预警， 其中低生态组分覆盖率、水土流失率和区域开发 第３３卷 中南林业科技大学学报 １１９ 类型和改变利用方式，控制人口增长和提高人口 素质，合理布局开发，优化产业结构，继续推进“退 耕还林还草”、“退田还湖平垸”等生态治理和 恢复措施，降低生态环境压力。 ５结论与讨论 （１）２００１年、２００５年和２０１０年３个时相的 洞庭湖区生态安全等级均属一般，且呈下降趋势； 生态结构与功能的安全等级属于较好，生态胁迫 的安全等级属于一般，但是两者的安全指数均呈 现明显下降趋势；ｌ０个评价因子中有９个因子的 安全指数呈现下降趋势，可见生态的可持续性受 到挑战。造成这种现象的主要原因是区域开发进 程加快，人类不合理的土地利用类型和利用方式， 加之气候的异常变化，构成了湖区生态危害。 （２）从静态上来看，洞庭湖区生态安全处于 轻警状态，尚未出现重警状况，生态胁迫和生态 结构与功能分别处于轻警和较安全状态；但３个 时相的各个因素层的警情差异明显，警情恶化最 明显的是低生态组分覆盖率、气候变化指数、水 土流失率和区域开发指数。从动态上来看，洞庭 湖区生态安全２００５年相对于２００１年进入恶化趋 势和速度预警；２０１０年相对于２００５年进入恶化趋 势预警；预测２０１５年不会进入恶化趋势和速度预 警。综合来看，气候变化指数、水土流失率、人 口密度和区域开发指数一直处于恶化趋势预警状 态，表明洞庭湖区气候异常变化与人类社会经济 活动对生态系统的胁迫作用明显，是导致生态安 全警情变化的最直接驱动因素。 （３）采用层次模糊综合评价模型对洞庭湖区 生态安全进行评价，并利用状态预警和动态预警 模型进行预警分析，能够客观地反映和预测出洞 庭湖区的生态环境状况。这种方法适应面广、科 学可行，但由于洞庭湖区生态系统复杂，生态安 全的影响因素较多，从长时间尺度、多评价指标 和更适宜的评价和预警方法去研究生态安全，将 具有更为重大的影响力和现实意义，成为课题进一 步深入研究的方向。 参考文献： ［１】 邹长新，沈渭寿．生态安全研究进展［Ｊ］＿农村生态环境，２００３， ｌ９（１）：５６—５９， ［２］ 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