基于PSR-ESV模型的生态安全评价研究——以祁连山国家公园为例

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生态安全是国家安全和可持续发展的重要基础,生态安全评价对保障国家乃至全球可持续发展有重大意义。近些年来,祁连山国家公园在全球气候变暖,非法探矿采矿、大量违规水电站建设、过度放牧等压力下,冰川消融、雪线上移,林地、草地和湿地退化日益严重,生态系统服务功能下降,生态安全受到威胁。为维护区内自然生态系统原真性和完整性、维持生态系统平衡、生态系统健康和生物多样性保护,于2017年启动祁连山国家公园体制试点。因此,对其进行生态安全评价可以明确掌握区内生态安全状况,摸清区内自然资源数量及生态环境状态;有利于生物多样性维护和生态系统服务功能价值的提升,推动人与自然和谐生存进程;为生态文明建设决策的制定提供一定的理论依据,对国家公园管理方面具有实际指导意义。目前对祁连山国家公园的生态安全评价研究匮乏,且现有的大多研究是以PSR模型为基础,探讨生态安全与社会经济发展之间的联系,忽略了生态系统本身及其功能与生态安全间的内在关系。基于此,本研究在前人研究的基础上,将压力-状态-响应体系(PressureState-Response,PSR)和生态系统安全体系(Ecological Security Value,ESV)相结合,构建了PSR-ESV指标体系构建模型,通过熵权和层次分析法确定权重,运用模糊综合评价法结合地理信息系统技术(Arc Gis软件)对祁连山国家公园在试点期间(2017-2020)的生态安全进行了评价,采用障碍度模型分析影响祁连山国家公园生态安全的主要障碍因子,并提出具有针对性、细节性的建议,基于GM(1,1)模型对未来五年的生态安全情况进行预测,主要结果和结论如下:(1)试点期间,祁连山国家公园生态安全等级分别为2017年较不安全、2018-2019年临界安全、2020年较安全,单值依次为0.43、0.65、0.69、0.73,生态安全等级有所提高且有向安全等级过渡趋势,生态环境趋好。其中PSR体系研究期生态安全状况与综合评价结果一致,说明该体系指标在很大程度上决定着祁连山国家公园的生态安全状况。P、S、R体系生态安全指数均有上升趋势,压力体系(P)逐渐上升且上升速率较快,状态体系(S)上升缓慢,响应体系2017-2018快速上升后趋于平稳。(2)祁连山国家公园生态系统的生态安全整体变化较小,ESV指数总体分布呈由东向西逐渐递减趋势,中东段ESV指数主要以“临界安全”和“较安全”为主,“较安全”等级分布面积逐年增加,面积占比分别为2.19%、1.81%、2.89和3.92%,西部主要以“不安全”和“较不安全”为主。(3)生态系统服务功能指数由0.41增加到0.57,生态系统健康始终处于“临界安全”,二者及其对应指标在空间上均呈现出东高西低分布特征,而生态系统组织力指标则为中段>东段>西段,且都有向较好等级过渡趋势,整体发展较稳定。(4)影响祁连山国家公园生态安全的主要障碍因子是D8(叶面积指数)、D1(人口密度)、D22(组织力)、D21(恢复力)和D16(水源涵养),障度分别为14.40%、11.83%、11.16%、9.66%和7.54%。(5)本研究指标体系适用于与祁连山国家公园土地利用类型分布相似的研究区域,也适用于同一区域时空变化的生态安全评价研究。综上所述:祁连山国家公园内虽然生态安全有所缓解,但实际上生态系统仍很脆弱。为了进一步提高生态安全等级:一、应提高区内生态移民搬迁效率,减少人为干扰程度;二、中东段坚持以自然恢复为主、人工修复为辅的生态建设策略,西部草地退化土地上可通过堆肥、土壤改良等方式,改变土壤质地,为植被生长营造良好环境,从而提高植被覆盖度和质量,以此来提高景观连通性,降低破碎程度,并加大区内生态建设投资和从业人员数量;三、对国家公园监测体系中各项指标进行及时监测和调查,为祁连山国家公园的理论研究提供基础数据,提高科学研究的实际有效性。在遵循上述生态保护建议条件下,祁连山国家公园生态安全预测将于2024年时达到“安全”等级,之后以安全状态稳定发展。
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