南疆资源型城市生态安全评价

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  摘要 在新疆资源型城市GDP快速增长的同时,资源枯竭、环境污染越来越成为资源型城市实现可持续发展的瓶颈因素。尤其是以油气为主要资源支持经济发展的城市,因油田的开采、油气运输和利用而引起的环境污染和生态破坏是无法避免的。选择位于新疆中部的库尔勒市为研究对象,运用生态安全评价PSR概念模型构建生态安全指标体系,结合均方差权值法和综合指数评价法,从时间尺度上评价城市生态安全和发展趋势,针对城市生态安全问题提出了调控对策。
  关键词 资源型城市;城市生态安全评价;PSR模型;综合指数分析法
  中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611(2014)30-10693-05
  作者简介阿衣努热·艾则孜(1988- ),女,维吾尔族,新疆阿克苏人,硕士研究生,研究方向:城市与区域规划。*通讯作者,副教授,从事城市与区域规划、农业区域规划等方面的研究。
  随着人类社会、经济的全面快速发展,人与自然的关系呈现越来越恶化的趋势,典型的例子是在我国传统的城镇化发展过程中暴露了严重的人与自然发展失衡的生态问题,特别是资源型城市面临生态环境破坏、资源枯竭、发展不可持续等亟待解决的问题。为应对此难题,我国提出走新型城镇化道路,强调生态环境的建设与治理,重视自然资源的合理利用与保护,积极推进生态城市建设,全面实现城市经济与生态环境协调发展、人与自然和谐共生。城市生态环境安全评价是协调城市发展与环境保护关系的需要,也是进行城市生态环境综合整治、促进城市生态系统良性循环的需要[1]。因此,在新型城镇化背景下,为实现资源型城市的可持续发展,对城市进行生态安全评价十分必要。库尔勒市位于新疆中部,是南疆最大的资源型城市,随着近几年社会、经济、旅游业快速发展,面临的生态环境压力也日益增加。该研究以资源型城市库尔勒市为研究对象,以2006~2011年为时间序列,选取城市资源环境压力、资源环境状态和社会经济响应3个目标层共22个指标,对城市生态安全状况进行评价,旨在为库尔勒市等资源型城市生态环境的可持续发展提供借鉴和指导。
  1研究区域概况
  库尔勒市的地理坐标为85°14′10″~ 86°34′21″ E,41°10′48″~ 42°21′36″ N,是新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州的首府,位于新疆中部,是南疆最大的城市(图1)。库尔勒市行政区面积约为7 219 km2,城市建成区面积110 km2。属于典型的暖温带大陆干旱气候,四季分明,市区年平均气温12.7 ℃,年降水量 25.5~58.6 mm。区内少雨、干旱、酷热、多风特征。
  2城市生态安全评价指标体系的确定
  2.1评价指标体系的构建城市生态安全也可以理解为城市生态系统的健康和稳定,它已经超越了保护环境即城市建设与环境保持协调性的层次,它融合了社会、文化、经济等因素,体现的是一种广义的生态观。目前还没有完整的城市生态安全评价指标体系、明确的可定量指标以及相应的评价模型。现在较为常用的生态安全评价方法有综合指数法、层次分析法、模糊综合法、生态足迹、景观生态格局法、数字安全生态法等,这些研究方法都不同程度上考虑了人类环境对环境的压力、自然资源的质量变化和人类活动的响应,在不同程度上借鉴了PSR模型[3]。
  该研究选择PSR模型进行生态安全评价,模型中压力指标反映了由人类活动引起的生态环境问题;状态指标衡量人类行为导致的自然环境状态与生态系统的变化;响应指标则显示人类为减缓、预防生态安全危机所采取的对策与措施。在PSR概念模型框架下,遵循科学性和可操作性的原则,并借鉴目前国内有关新疆城市安全评价的各种方法,拟构建3个层次的城市生态安全综合评价指标体系(表1),共22个指标,其中压力指标9个,状态指标6个,响应指标7个。考虑到库尔勒市作为资源型城市的特殊性,在构建评价指标体系时,考虑与其他城市不同的指标,如工业废气固体排放量、工业氮氧化物排放量、工业烟尘排放量等。
  2.1.1资源环境压力指标。C1人口密度,即人口承载力。以每平方公里国土的人口数表示。表征人口对生态环境的压力,其值越大,人口因素对生态环境的压力就越大。C2人均GDP,即人均生产总值。以人均GDP来表示区域经济实力的高低,人均GDP越高,生态环境建设能力越强。C3人均拥有铺装道路面积,指市区拥有的道路面积与市区人口的比值。是生态安全正向指标,该值越大,生态环境的压力越大。C4人口自然增长率,即年内净增加人口数占年初总人口数的百分比,增长率越高,资源生态环境压力越大。C5工业二氧化硫排放量,指报告期内企业在燃料燃烧和生产工艺过程中排入大气的SO2总量。该值越大,资源生态环境压力就越大。C6工业废气排放量,指燃料燃烧和产生工艺过程中排放的各种废气总量。排放量越大,环境质量越差,对环境的压力越大。C7工业固体废物排放量,指将所产生的固体废物排到固体废物污染防治设施、场所以外的数量。工业固体废物对环境的压力影响很大,数值越大,环境压力就越大。C8工业烟尘排放量,指生产工艺过程中排放的能在空气中悬浮一定时间的固体颗粒和燃料燃烧产生的烟气中夹带的颗粒物的总量。排放量越大,对资源环境的压力就越大。C9工业氮氧化物排放量,指燃料燃烧和产生工艺过程中排放的氮、氧两种元素组成的化合物(NO2等)的总排放量。该数值越大,环境质量越差,资源环境压力越大。
  2.1.2资源环境状态指标。C10人均耕地面积。人均耕地越少,对环境的压力就越大。C11全年供水总量,指公用自来水厂和自备水源的社会单位全年的供水总量,包括有效水量及损失水量。此指标对干旱区的城市生态环境具有相当大的意义。C12人均日生活用水量。人均用水量越少,对水资源压力就越大。C13建成区绿化覆盖率。反映城市的绿化情况,是体现城市环境质量、表明居民居住环境改善的重要指标。C14城市人均居住面积。反映城市居民生活质量水平及区域经济发展水平。该值越大,对城市环境的压力就变大。C15空气质量达标天数比例。反映城市空气质量水平,该数值越大,城市空气质量越好,对资源环境的压力就越小。   2.1.3社会经济响应指标。C16在岗职员平均工资,指报告期实际支付的全部职工工资总额与报告期全部职工平均人数的比重。表征区域经济发展水平,该值越大,地区经济水平越高,居民生活水平越好,对生态环境的影响变小。C17农牧民人均收入。农牧民是农业生产的主体,也是生态环境保护和建设的主体,以农牧民人均收入的高低来表示农牧民在生态环境建设中的投入能力,农牧民收入越高,投入能力越强。C18第二产业产值占GDP的比重,即第二产业产值占地区生产总值的比重。第二产业比重越高,该地区受工业污染的影响越大。C19第二三产业产值占GDP的比重,即第二三产业产值占地区生产总值的比重。占的比重越高,经济的聚集程度越高,城镇化水平就越高,生态环境建设能力越强。C20城镇居民人均可支配收入,城镇居民人均可支配收入越高,经济压力越小,城镇生态压力越小。C21天然气供应总量。反映资源型城市自然资源的稀缺量,供应总量越多,城市能耗量越多,对资源的生态环境压力就越大。C22城市园林绿地面积。园林绿地面积是表示生态资源质量的一个重要指标,比率越大,生态环境质量越好。
  2.2数据来源该研究采用的数据均来自于《巴音郭楞蒙古自治州统计年鉴(2008~2012年)》,《中国城市统计年鉴(2006~2012年)》,新疆巴音郭楞蒙古自治州2006~2010年《环境质量报告》,《库尔勒统计年鉴(2008~2011)年》,及政府工作报告。
  2.3城市生态安全等级划分城市生态安全评价等级的划分是为了确定评价工作的深度和广度,体现生态建设与环境开发项目对生态安全的影响程度和保护的要求程度[4]。研究中城市生态安全等级划分为生态安全、较生态安全、预警状态、生态较差和生态恶劣5个等级。各等级的评价指标值和表征状态如表2所示,据此可以对城市生态安全进行综合判别。
  3城市生态安全评价方法与步骤
  目前定量评价生态系统安全的方法还处于探索之中,每种方法均具有一定的局限性。综合指数评价法是目前应用较多的一种方法,该方法可以体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性。反映对城市生态安全有潜在影响的重要因素的变化以及人类活动的影响,着重体现城市生态安全评价的地域特征。因此,笔者选择综合指数评价法进行库尔勒市的生态安全进行评价。城市生态安全综合指数表述评价对象现状与目标的符合程度和向目标接近的速度,指数越接近1,就越安全,越接近0,就越不安全[5]。
  综合指数分析法计算步骤[4]:①分析研究评价的生态安全因子的程度与变化规律;②建立表征各生态因子特征的指标体系;③确定评价标准。该研究结合区域实际情况和借鉴相关研究,生态安全评价标准划分为5个等级,具体等级的划分标准如表2所示。④根据各评价因子的相对重要性赋予权重;⑤将各因子的变化值综合,得出综合影响评价值,即:
  在对生态安全的综合评价中涉及到各指标权重的确定问题,这里采用均方差权值法来确定。指标权重确定方法如下[6]:①对原始数据进行标准化。为了消除不同量纲和量级导致的各种不同属性指标的不可比性,需要对原始数据进行标准化处理。此处采用极差标准化方法,对于正向指标(Ⅰ),指标值越大,对评价结果的正向作用越大。负向指标(Ⅱ),指标值越大,对评价结果的反向作用越大。
  4库尔勒市城市生态安全评价结果分析
  4.1生态安全评价指标的变化根据综合评价方法可以得出影响库尔勒市城市生态安全的3个方面指标的时间变化图(图 2)。从资源环境压力上看,库尔勒市城市资源环境压力2009年和2010年有较大幅度的下降,这是因为这两年库尔勒市加大了工业投资,大量开采油田,导致了这两年的NO2和SO2等污染物、工业废水排放量的剧增,严重影响了城市的空气环境质量,能源消耗量的急剧增加,对资源的生态环境带来更大的压力。同时房地产行业的发展以及建设用地的增加占用了大量土地,缩小了绿地面积,给周边服务行业带来了环境压力。
  从资源环境状态方面,2006年和2010年城市资源环境状态较低,2008年最高,2007年和2011年有所上升,资源环境压力波动比较大。尽管城市的发展给资源和环境带来一定的压力,但随着相关部门对环保事业投资的加大,工业污染逐步得到了有效控制,城市生活环境也有了较大的改善。
  从社会经济响应综合指标来看,它的变化与城市生态安全综合值的演变趋势总体上保持一致,均呈现出上升的趋
  从生态安全综合值来看,2006年至2011年库尔勒市生态安全综合指数依次为0.502 1、0.554 7、0.645 8、0.436 7、0398 7和0.562 0,大致呈现出上升的趋势,但是2009年和2010年生态安全综合值呈现出下降的态势。由于资源型城市资源消耗量大,污染排放量多,对环境治理投入不足,导致工业废水、废气、烟尘等污染物排放量增加,使空气质量安全和城市生态安全水平有所下降。由以上分析可知,库尔勒市城市生态安全水平下降的原因可以归结于人为因素,因此要提高库尔勒市的生态安全质量,亟需采取人为调控措施,减少因人为因素导致的城市生态安全问题。
  4.2生态安全综合评价结果分析根据以上方法对库尔勒市生态安全进行评价,结果如表5所示。库尔勒市的安全等级2006年和2009年处于生态较差状态,2007年和2011年处于预警状态,2008年处于较安全状态,2010年处于生态恶劣状态。可见2006年至2011年库尔勒市生态安全状况波动较大并反复出现环境恶劣状态。2008年状态最好,2010年又返回生态严重恶劣状态,2011年又有所提升。由此可推测2006~2008年生态环境逐渐改善,2008~2010年生态环境受到严重破坏,出现恶劣状态。分析各个指数影响因素,主要是社会经济响应影响最大。显然,在城市发展过程中,生态环境环境面临严重的威胁。工业污染、生活垃圾和工业废弃物排放量的剧增,影响着城市生态环境的可持续发展。   4.3生态安全指标相关性分析该研究运用数理统计的方法,对库尔勒市环境安全综合评价指标进行相关性分析,反映各指标与库尔勒市环境安全之间关系的强弱度及安全程度,更直接地指出各指标的影响程度。如图3所示,C5工业二氧化硫排放量、C8工业烟尘排放量、C9工业氮氧化物排放量、C15空气质量达标天数比等指标安全性较差。这是5结论
  (1)库尔勒社会经济的快速发展和城市功能的不断完善为城市带来繁荣的同时也造成了一系列的环境问题。例如,因油田的开采、运输和利用而引起的环境污染和生态破坏影响当地经济和社会的可持续发展。因为属于干旱区城市,生态环境比较脆弱,在城镇化进程中生态环境遭到了一定程度的压力。因此需要对城市的生态环境现状进行分析,找出不足,加以改善,使其各个方面协调发展。
  (2)2006年至2011年库尔勒城市生态安全评价指数值分别为0.502 1、0.554 7、0.645 8、0.436 7、0.398 7 及 0.562 0。这些数字表明城市生态安全状况具有较大的波动性和不稳定性。由于工业在城市发展中的比重较大,因此工业污染、生活垃圾和工业废弃物成为影响城市生态环境可持续发展的主要因素。因此要采取措施改善库尔勒市生态环境发展的不稳定性,如相关部门在发展经济的同时,需要配备有系统的应对环境污染与生态破坏的策略,增加环保投资,大力发展环保产业和绿色产品,积极倡导生态旅游,加强城市生态建设工作。
  参考文献
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