基于生态安全视角的宜都市生态环境承载力研究

邱婧雯

摘 要：该文基于生态安全的视角，评价了宜都市生态安全承载力状况。运用层次分析法，从生态限制因子、生态弹性指数，资源环境承载力、社会经济协调力等4个方面选择15个指标，构建评价指标系统。经评价得出：宜都市整体生态安全承载力较好，但乡镇之间差距大，大部分区域处于中等承载和较高承载，这些区域都有较高的潜力可挖掘；弱承载区域零星分布。总体来说，南部生态安全承载力优于北部，沿江地带承载力优于非沿江地带。

关键词：层次分析法；生态环境承载力；生态限制因子；生态弹性指数；资源环境承载力；社会经济协调力

中图分类号 F301.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）08-0090-04

Abstract：This article evaluated the ecological environmental carrying capacity of Yidu City based on ecological security perspective.With the method of AHP，this article choosed 15 indicators from 4 aspects of ecological restriction factor，ecological elastic index，resource environmental bearing-capacity and ordination capability of social economy.The sesults showed that，the holistic ecological environmental carrying capacity of Yidu City is good but there are big differences between villages.Most regions have high carrying capacity and regions with low carrying capacity distributed sporadically.On the whole，the ecological environmental carrying capacity of the south arebetter than north and the riparian areas along river are better than other areas.

Key words：AHP；Ecological environmental carrying capacity；Ecological restriction factor；Ecological elastic index；Resource environmental bearing-capacity；Ordination capability of social economy

1 引言

伴随着经济的飞速发展，工业化、城市化迅速推进，人类活动对生态环境影响的深度和广度也空前加大。如今，生态环境问题已成为生态安全问题。将发展限制于资源和环境的承载能力之内，即保障资源和环境的可持续承载，是保障发展可持续性的前提。1798年，英国著名经济学家马尔萨斯出版了《人口原理》，讨论了人口增长的极限问题，提供了研究承载力的基本框架[1]；1972年，罗马俱乐部发表《增长的极限》，在马尔萨斯理论的基础上，将限制因子增加到了粮食、资源和环境，着重讨论了不可再生资源消费的问题[2]；1986年，Catton提出了“环境承载力”的概念[3]；20世纪90年代初，加拿大生态经济学家William和Wackernagel提出“生态足迹”的概念，使生态环境承载力的研究从生态单一要素转向整个生态系统[4]；郭娜等从榆林市的实际情况出发，选取资源和环境要素，采用承载指数法，建立生态环境承载力指标体系，评价了榆林市生态环境承载力[5]；王奎峰等利用层次分析法选取自然环境、生态环境、人口环境和污染环境4类一级指标对山东半岛6个城市生态环境承载力做出了评价[6]；张引等采用耦合分析法，通过分析新型城镇化质量和生态环境承载力主要指标，评价了重庆市新型城镇化质量和生态环境承载力耦合阶段及水平[7]；金悦等以唐山市为例，从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力3个方面对生态承载力进行量化，指出唐山市资源依赖型的发展模式是制约其提高的主要因素[8]等等。不同领域的专家和学者们，都对生态承载力的评价方法都进行了较为深入的研究，如生态足迹[9]、生态系统服务价值[10]及其他多种方法[11-12]。本文遵循保护和改善生态环境的原则，围绕保障土地资源可持续利用的目标，基于生态安全视角，评价宜都市生态安全承载力状况。

2 研究区概况与研究方法

2.1 研究区自然经济概况 宜都市位于鄂西南部，隶属宜昌市，属于湖北省县级市。地处长江中游南岸，地跨东经111°05′51″～111°36′40″、北纬30°05′54″～30°35′56″，系鄂西山区向江汉平原过渡地带。市域气候属中亚热带向北温带过渡性特点的大陆季风湿润气候；四季分明，春季气温回升快，夏季炎热多雨，秋爽冬无寒。年平均气温16.7℃。市域地质发育比较齐全，地質覆盖以沉积岩为主。平原区主要分布于境内东北部，面积为90.92km2，占全市总面积的6.8%；丘陵区主要分布于境内中部，面积1 094.63km2，占总面积的80.5%；山区主要分布境内西南部，面积为171.29km2，占总面积的12.7%。全市土壤质地以中性为主，共有红壤土、黄壤土、黄棕壤土、石灰岩土、紫色土、潮土、水稻土7个土类。植被类型属亚热带常绿阔叶林，主要有杉木、马尾松、油桐、茅草和蕨类等。矿产资源贮藏丰富。

宜都市隶属于三峡宜昌“半小时经圈”，经济主体为工业，占2/3以上；建材、化工、医药、电子及农副产品加工是其主导产业。2014年，全年完成地区生产总值4 549 251万元，比上年增长10.8%。一、二、三次产业结构比例从2012年的9.7：63.1：27.2变为9.0：62.6：28.4。

2.2 土地生态安全承载力评价

2.2.1 生态安全承载力评价指标体系构建 根据科学性、系统性、可操作性原则，以及动态与稳定性、区域与普遍性相结合原则，从生态限制因子、生态弹性指数，资源环境承载力、社会经济协调力等4个方面共选择15个指标，构建体系如表1。

2.2.2 指标获取及数据处理 （1）数据的采集：收集2014年宜都市各乡镇土地、环境、社会经济统计数据，建立评价指标数据表。（2）指标数据标准化处理：评价指标可分为正向指标、负向指标，正向指标值越大，生态承载力越高；负向指标值越大，生态承载力越低。通过正，负向指标标准化计算，消除不同指标之间量纲的影响，建立统一标准。（3）指标权重（Wi）的确定：本研究对生态安全承载力的分析采用基于“目标—准则—指标”的多因素综合评价模型，并采用层次分析法（AHP）对指标权重进行计算。经各判断矩阵的随机一致性比例CR的计算，结果均小于0.10，故认为判断矩阵具有令人满意的一致性。即总权重和各子系统权重的分配是合理的。

2.2.3 生态安全承载力子系统评价 （1）生态弹性指数：

生态弹性指数可用下式表示：

[CSIela=i=1nSielaWiela]

式中，[Selai]为生态系统特征要素；n=1，2，3，...，分别代表生态弹性力各评价指标，[Welai]为要素i对应的权重值。

（2）资源环境承载力指数：

资源环境承载力指数可表示为：

[CSIcar=i=1nSicarWicar]

式中，[Scari]为资源组成要素；n=1，2，3，...，分别代表资源环境承载力各评价指标；[Wcari]为要素i对应的权重值。

（3）社会经济协调指数：

社会经济协调指数可表示为：

[CSIcor=i=1nSicorWicor]

式中，[Scori]为社会经济协调性组成要素；n=1，2，3，...，分别代表社会经济协调性各评价指标，[Wcori]为要素i对应的权重值。

3 研究结果与分析

3.1 生态安全承载力综合评价指标体系权重计算结果 计算结果如表2，其中目标层（A）已省略。

3.2 生态弹性指数与资源环境承载指数计算结果与分析 按照2.2.4节所述方法，计算得宜都市2014年各乡镇生态弹性指数与资源环境承载指数如表3所示。从表3可以看出：宜都市红、聂、潘、王、松生态弹性指数高，均大于0.1，这些区域远离主城区，生态环境受人为干扰小，主要是林地和草地，植被覆盖率、生物丰富度较大；高、五、枝生态弹性指数较高，均大于0.05，说明区域生态环境较好；姚、陆生态弹性指数较低，均小于0.05，由于临近主城区，植被覆盖率、生物丰富度较小，影响了生态弹性指数。聂、潘、王、松资源环境承载指數高，均大于0.1，存在较大的资源环境承载潜力；红、高、姚、五、枝的资源环境承载指数均大于0.05，存在一定的资源环境承载潜力；陆城办事处资源环境承载指数为0，由于其为宜都市城区所在地，人口密度大，与其他乡镇相比可挖掘的资源环境承载力小。

3.3 社会经济协调指数计算结果与分析 按照2.2.4节所述方法，计算得宜都市2014年各乡镇社会经济协调指数如表4所示。从表4可以看出：社会经济协调指数最高为0.0935，是由于其为宜都市主城区，经济发展密集度、集中程度更高；其次是枝城镇等四镇，协调指数均大于0.02，多为工厂企业所在地，经济较为发达；高坝洲镇等四镇，协调指数均大于0.01，这些区域面积较大，工厂企业较小，主要是林地、草地，经济发展落后；王家畈乡协调指数最小为0.0095，该乡面积大，离主城区远，经济落后且发展集中度低。

3.4 生态限制因子评价结果与分析

3.4.1 高程和坡度 高程越高，生态安全承载力越低。市域高程按照小于100m、100～200m、200～300m、300～400m、400m以上进行分级，分别对应高承载、较高承载、中等承载、低承载和弱承载。经分析得：宜都市大部处于中高承载力，仅有西部和南部少部处低承载力，总体较优。

坡度越大，生态安全承载力越低。市域坡度按照6°以下、6°～10°、10°～15°、15°～25°、25°以上范围进行分级，生态安全承载力分别对应高承载、较高承载、中等承载、低承载和弱承载。总体上看，沿江城镇带大部分坡度不超过6°，高程多在100m以下，从地形上看用地条件较为适宜；而外围山区大部分坡度在15°以上，用地条件较差。

3.4.2 土地利用类型及地质灾害 林地草地主要集中在西北、西南部，分布面积较大；耕地、建设用地主要集中在东北部，分布面积较小。宜都市无地质灾害低易发区。其中，王家畈乡和松木坪镇属于地质灾害高易发区，其他乡镇都属于地质灾害中易发区。地质灾害低承载力地区面积96 524.95hm2，占市域面积的71%；地质灾害弱承载地区面积38 727.36hm2，占比29%。

3.5 生态安全承载力结果与综合分析 以图斑为评价单元，对宜都市生态安全承载力进行综合评价，根据上节指标权重以及指标评分，计算出宜都市生态安全承载力范围在0.3 303～0.6 178，利用自然断裂法将宜都市生态安全承载力分为5级，分别为弱承载、低承载、中等承载、较高承载和高承载，评价结果如图5所示。从图5可知，宜都市生态安全承载力可分为5级，分别为弱承载、低承载、中等承载、较高承载和高承载。宜都市整体生态安全承载力状况较好，但乡镇之间差距较大，大部分区域处于中等承载和较高承载，这些区域都有较高的潜力可以挖掘；弱承载区域零星分布在红花套镇、高坝州镇、姚家店镇和松木坪镇。总体来说南部生态安全承载力优于北部，沿江地带承载力优于非沿江地带。

4 结论与讨论

（1）通过借鉴前人对于生态环境承载力的研究经验，依据指标体系的原则，建立了由4类一级指标和15个二级指标构成的指标体系，采用AHP法确定指标权重，较大程度地保证了评价结果的科学性和准确性。

（2）在生态环境承载力体系指标的设计中，每个指标都融合了各个区域自身的特点和发展趋势，所以在采取生态保护及整治措施时要因地制宜，充分参考当地的实际情况和生态环境承载力特点。

（3）通过本次综合评价，发现宜都市整体生态安全承载力较好，但乡镇之间差距大，大部分区域处于中等承载和较高承载，这些区域都有较高的潜力可挖掘；弱承载区域零星分布在红花套镇、高坝州镇、姚家店镇和松木坪镇。总体来说南部生态安全承载力优于北部，沿江地带承载力优于非沿江地带。

（4）生态环境建设的关键在于植被，弱承载力区的植被覆盖度往往不高，所以要推行生态建设，促进生态恢复。人为过度毁林开荒、城镇化等因素都会使植被覆盖度降低，在生态恢复和建设中，可以实行适当的搬迁工程，将生态退化严重地区的部分农民集中搬迁到生态条件较好的地区，减轻区域生态压力，使其逐渐进入良性循环[15]。

（5）生态环境的保护与经济的发展应该同时协调进行，不可顾此失彼。要寻求合理的发展模式，在最大限度发挥资源环境效益的同时，也要实现经济效益的最大化。

参考文献

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[15]李金海.区域生态承载力与可持续发展[J].中国人口资源与环境，2001，11（3）：76-78. （责编：张宏民）