重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康评价

秦 趣，张美竹，杨 琴，张绪清

（六盘水师范学院a.环境与资源科学系；b.乌蒙山区发展研究院；c.政治与法律科学系，贵州六盘水 553004）

重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康评价

秦 趣a，b，张美竹a，杨 琴a，张绪清c

（六盘水师范学院a.环境与资源科学系；b.乌蒙山区发展研究院；c.政治与法律科学系，贵州六盘水 553004）

从县域生态系统健康的概念和内涵出发，以自然生态子系统、社会生态子系统和经济生态子系统构建城市生态系统健康评价指标体系，采用层次分析法和模糊数学法构建评价模型，并以重庆三峡库区生态经济区19个区县为研究对象，对其县域生态系统健康状况进行了实例研究。结果表明：奉节、巫山、巫溪和城口的生态系统健康属于“不健康”等级；万州、忠县、丰都、武隆、石柱、垫江、梁平、开县和云阳处于“亚健康”等级；秀山、酉阳、黔江和彭水处于健康等级。通过分析，明确了生态经济区的生态系统健康状况，为生态经济区的可持续发展提供了参考和借鉴意义。

县域生态系统健康；评价指标；评价模型；三峡库区；生态经济区

1 研究背景

20世纪以来，人类居住的城市发生了巨大变化。1900年，世界城市化水平大约仅为10%，而现在，已有超过50%的人口生活在城市［1－2］。据估计，到2030年，世界城市人口将超过60%［3］。中国城市化水平一直很低，但改革开放使城市取得了长足的发展，2011年城市化水平已超过50%。据预测，到2030年，我国城市化水平将超过65%。快速城市化将带来很多复杂的问题，如城市河流淤塞、洪涝灾害频繁，城市土地利用压力增大等一系列生态环境问题。因此，研究城市生态系统健康对防止区域生态环境问题具有重要的意义。

重庆三峡库区生态经济区是指三峡库区和与之毗邻的武陵山区和大巴山区，包括万州区、长寿区、黔江区、涪凌区、彭水县、酉阳县、秀山县、石柱县、巫溪县、巫山县、奉节县、云阳县、开县、忠县、武隆县、垫江县、丰都县、城口县、梁平县19个区县（自治县）。区域面积58 102 km2，占全市总面积的70.5%［4］。区域地形复杂，地表破碎，生态环境脆弱，自然灾害频繁。区内县域发展的强大驱动力和长江三峡脆弱的环境相互作用，使县域生态系统的稳定性和抗干扰能力降低，生物多样性减少，人居环境质量变坏等。当前，对其生态系统的研究多集中于环境状况和资源开发等方面，而对县域生态系统健康的研究较少。因此，对三峡库区生态经济区县域生态系统健康进行评价，摸清县域生态系统健康现状及其胁迫因子，对促进生态经济区的可持续发展和维护生态安全具有重要的实际意义。

2 县域生态系统健康的内涵

苏格兰生态学家James Hutton于1778年提出“自然健康”的概念以后［5－6］，生态系统健康的概念、理论和内涵取得到了长足发展［7］。1941年，环境保育家Aldo Leopold借鉴“自然健康”的概念提出了“土地健康”的概念，认为土地健康是指被占用而没有使其功能受到损害的状况［8］。1943年，新西兰土壤与健康学会提出“健康的土壤－健康的食品－健康的人群（Healthy Soil－Healthy Food－Healthy People）”的有机农业生活理念。1967年，Woodwell提出“胁迫生态学”［9］。1976年，Baret认为健康的生态系统能够保持内外稳定，具有恢复力，能够抵制疾病［10］。1989年，Rapport认为：人类活动不断加剧，使得生态系统遭到破坏，对破坏症状的诊断需要多学科合作，生态系统现状的综合诊断，便发展成为生态系统健康的概念和原理［11－12］。国内学者杨志锋指出，生态系统健康是指系统内的物质能量流动未遭到损害，其整体功能表现出复杂性、多样性、活力和相应的生产率［13］。学者们普遍认为：健康的生态系统应该具有生长能力、恢复能力和结构完整的特征，能为人类社会提供生态系统服务支持［14］，并具有满足人类社会合理要求的能力和生态系统本身自我更新的能力。

与自然生态系统相比，县域生态系统（Urban e cosystem）是一种自然与人工复合的生态系统，是县域内有一定经济、社会、文化与政治背景的人群和其周围环境相互作用、相互影响的复杂关系总和［15］。周文华、王如松在县域生态系统和生态系统健康的基础上进一步发展，提出了“县域生态系统健康”的概念，认为县域生态系统健康（Urban Ecosystem Health）是指县域人居环境的健康，即系统内人类生产生活通过与周围环境、各种群之间进行能量和物质交换所形成持续的良性循环，以及县域生态系统内人类种群的健康［16－17］。总之，县域生态系统健康就是在县域由自然－经济－生态复合成的生态系统内，生产生活与周围环境之间形成的能量交换和物质循环未遭到破坏，关键生态组分和有机组织无疾病，能抵御长期或突发的自然与人为扰动。

3 研究方法

3.1 指标体系构建

县域生态系统是一种高度人工化的复合生态系统，涉及到自然、社会、经济和文化等各方面因素，选取评价指标时，除了遵循科学性、客观性、代表性和完整性等共同原则外，还应遵循区域性、层次性、可比性和动态性原则。本文结合生态经济区特点和相关研究成果［18－22］，从自然生态子系统、社会生态子系统和经济生态子系统3个方面构建了县域生态系统健康评价的指标体系，共8类34项指标，能较完整地反映生态经济区县域生态系统健康状况，指标体系如表1。

部分指标的计算公式如下：①生物丰度数＝（生物物种数量／土地总面积）×100%；②水土流失指数用水土流失率代替，即水土流失指数＝（土地流失总面积／土地总面积）×100%；③城市生活污水处理率＝（经过处理的城市污水量／城市污水排放总量）×100%；④植被覆盖率指数＝当地植被覆盖率／当地植被覆盖率目标值，其中，植被覆盖率＝（有植被地面积／总土地面积）×100%，植被覆盖率目标值＝70%×当地山区面积比例＋20%×当地丘陵面积比例＋10%×当地平原面积比例；⑤自然保护区面积比＝（自然保护区面积／土地总面积）×100%。

3.2 数据来源

原始数据主要来自2010年的《重庆市统计年鉴》、《重庆市环境质量报告书》、《重庆市水土流失变化情况》、《重庆市水资源公报》，以及重庆市环保局和水利局的部分资料。

3.3 指标评价标准及权重

对县域生态系统健康状况的评价，目前学界没有统一的标准。本研究根据三峡库区生态经济区的实际情况，参考国内外公认的园林城市、生态城市、宜居城市、健康城市以及环保模范城市的最大值作为很健康的标准值，以全国的最小值作为疾病的临界值，在“很健康”的基础上逐级向下浮动20%作为“健康”和“亚健康”的标准值，在“疾病”的基础上逐级向上浮动20%作为“不健康”和“亚健康”标准值，然后调整2次“亚健康”值得到最终的标准值［23］。

3.4 建立评价模型

县域生态系统健康具有模糊性，对于具体的县域生态环境，即不能说它是绝对的很健康，也不能说它处于绝对的疾病，只能说它相对于某种健康标准而言有不同程度的隶属关系。因此，对于重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康的评价可以看作一个模糊问题来处理，首先根据各指标要素的现状值，求得其对某级健康级别的隶属度，再通过建立隶属函数得出每个指标要素对各级标准的隶属度。

指标要素分为正向指标（指标值越大，该指标的健康程度越高）和逆向指标（指标值越大，该指标的健康程度越低）2种，计算它们的隶属度公式有所变化。对正向指标的计算公式有：

式中：uij为第i个指标对第j级标准的相对隶属度；ci为第i个指标的权重系数；xi为第i个指标的现状值；rij为第i个指标的第j级质量标准值。当1≤i≤12时，uij组成矩阵u1j；当13≤i≤21时，uij组成矩阵u2j；当22≤i≤34时，uij组成矩阵u3j。

表1 县域生态系统健康评价指标体系及评价标准Table 1 Index system and standard of countyw ide ecosystem health assessment

4 结果与分析

把重庆三峡库区生态经济区19个区县的现状值代入式（1）至式（6），计算出19个区县县域生态系统健康的评价结果（见表2）。

根据隶属最大原则，把重庆三峡库区生态经济区19个区县县域生态系统健康进行等级划分，从表2中可以看出，19个区县中县域生态系统健康有4个处于健康等级，占21.05%，9个处于亚健康等级，占47.37%，6个处于不健康等级，占31.58%（各区县隶属度如图1）。这说明三峡库区生态经济区县域生态系统健康状况处于不断的变化演替过程中，如果能够减少人类活动对该地区的干扰，并积极采取有力措施加强生态经济区的县域生态系统建设，那么区域的县域生态系统健康将会越来越好，朝着正向演替的方向发展；如果不重视县域生态系统建设，对现有的生态环境问题不重视，那么县域生态系统将会发生逆向演替。

表2 重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康评价结果Table 2 Assessm ent results of ecosystem health in the Three Gorges eco econom ic region in Chongqing

图1 重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康隶属度Fig.1 Subordinate relationship of ecosystem health in the Three Gorges eco econom ic region in Chongqing

图2 重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康空间分布图Fig.2 Spatial distribution of ecosystem health in the Three Gorges eco econom ic region in Chongqing

在空间分布上，重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康处于不健康等级的城市主要分布在西部长寿和涪陵，东北部奉节、巫山、巫溪和城口；而生态经济区中部的万州、忠县、丰都、武隆、石柱、垫江、梁平、开县和云阳处于亚健康等级；在生态经济区东南部的秀山、酉阳、黔江和彭水处于健康等级。可以看出生态经济区县域生态系统健康在空间上处于极化、动荡的过渡态势，县域生态系统的生产和调节服务功能分异明显。其空间分布如图2。

生态经济区西部的涪凌和长寿属于不健康等级，这主要是因为该区靠近重庆主城区，是高污染、高能耗的传统工业区，单位GDP的能耗、物耗和水耗都比较高，产能落后，生态环境破坏严重。尤其是长寿区，重庆为改善都市区的生态环境，实施“蓝天白云”计划，把都市区内的化工厂、火电厂等高污染、高能耗的企业搬迁到长寿区，使得长寿区内自然生态子系统中的水环境质量、空气污染指数、工业固废综合利用率等人工环境状况变差，因此县域生态系统为不健康状态。在生态经济区的东北部，奉节及其以东的巫山、巫溪和城口处于不健康等级，这主要是由于奉节及其以东地区位于大巴山弧形褶皱带与第三隆起带（湘黔川鄂隆起带）等两大构造单元的汇合处，长江自西向东穿越齐耀山、巫山、黄陵背斜，地形为峡谷陡坡地，区域内植被破坏强烈，地形破碎，水土流失严重。区内多为国家级贫困县，人民生活水平低，大规模开垦荒地，破坏自然生态系统，而今退耕还林效果差，使得生态环境脆弱，生态系统处于不健康水平。

在生态经济区中部的石柱、丰都、万州、云阳和武隆等区县处于亚健康等级。该区水土流失也比较高，但与奉节、巫山、巫溪和城口相比已稍有缓和，主要是因为石柱、丰都、万州、云阳和武隆等地区位于新华夏构造体系的第三沉降带（川东褶皱带），地形起伏相对缓和；而且，该区是三峡库区生态经济区生态农业示范基地，是全国重要的柑橘、甜橙、锦橙、夏橙和脐橙等地方优势果蔬业生产基地，大量优质果树的种植，改善了该地的生态环境，维护了该地的生态系统健康，使其处于亚健康的水平。

生态经济区东南部的秀山、酉阳、黔江和彭水，生态系统处于健康等级。该区森林植被覆盖率较高，植被条件好，涵养水源功能强，地表径流较丰富，水质较好。但经济发展水平较低，人类活动频繁，土地资源后备不足，生态系统处于健康等级。

5 结 语

（1）县域生态系统是一个复杂的复合生态系统，本文以重庆三峡库区生态经济区19个区县为研究对象，通过合理选取生态系统的影响因子建立评价指标体系，构建一套较客观的分级标准，运用层次分析法得出各指标的权重，再建立模糊数学评价模型，为重庆三峡库区生态经济区县域生态系统健康分等定级，这为生态经济区的可持续发展提供了参考和借鉴意义。

（2）研究结果表明，三峡库区生态经济区县域生态系统健康状况总体上东南部地区好于中部地区，而西部地区和东北部地区最低，生态系统处于急剧变化的阶段，这与当地的自然生态子系统、社会生态子系统以及经济生态子系统的变化是分不开的。

（3）本文所建立的县域生态系统健康评价体系，是结合重庆三峡库区生态经济区的特点，从多个备选指标中选出来的，其科学性和实践意义还有待进一步研究。

［1］ GRIMM N B，FAETH SH，GOLUBIEWSKIN E，et al.Global Change and the Ecology of Cities［J］.Science，2008，319（5864）：756－760.

［2］ 李双成，赵志强，王仰麟.中国城市化过程及其资源与生态环境效应机制［J］.地理科学进展，2009，28（1）：63－70.（LI Shuang cheng，ZHAO Zhi qiang，WANG Yang lin.Urbanization and Effects of Natural Re source and Environment in China：Research Trends and Future Directions［J］.Progress in Geography，2009，28（1）：63－70.（in Chinese））

［3］ 王效科，欧阳志云，仁玉芬，等.城市生态系统长期研究进展［J］.地球科学进展，2009，24（8）：928－935.（WANG Xiao ke，OUYANG Zhi yun，REN Yu fen，et al.Perspectives in Long term Studies of Urban Ecosystem［J］.Advances in Earth Science，2009，24（8）：928－935.（in Chinese））

［4］ 秦 趣，尹纳娜，冯维波.重庆三峡库区生态经济区县域经济发展水平差异分析［J］.国土与自然资源研究，2012，38（1）：53－55.（QIN Qu，YIN Na na，FENG Wei bo.Analysis on Economic Level of County level E conomy in the Three Gorges Eco economic Region in Chongqing［J］.Territory＆Natural Resources Study，2012，38（1）：53－55.（in Chinese））

［5］ 陈克龙，苏茂新，李双成，等.西宁市城市生态系统健康评价［J］.地理研究，2010，29（2）：214－222.（CHEN Ke long，SU Mao xin，LIShuang cheng，et al.Health Assessment of the Urban Ecosystem of Xi’ning City［J］.Geographical Research，2010，29（2）：214－222.（in Chinese））

［6］ 王治良，王国祥.洪泽湖湿地生态系统健康评价指标体系探讨［J］.中国生态农业学报，2007，15（6）：152－156.（WANG Zhi liang，WANG Guo xiang.Health As sessment Index System of Hongze Lake Wetland Ecosys tem［J］.Chinese Journal of Eco agriculture，2007，15（6）：152－156.（in Chinese））

［7］ RAPPORTD J.Ecosystem Health：An Emerging Integra tive Science［C］∥Evaluating and Monitoring the Health of Large Scale Ecosystems，NATO ASISeries Vol.128.New York：Springer Verlag Berlin Heidelberg，1995：123－126.

［8］ LEOPOLD A.Wilderness as a Land Laboratory［J］.Liv ing Wilderness，1941，（6）：3.

［9］ WOODWELL GW.Radiation and the Patterns of Nature［J］.Science，1967，156（3774）：461－470.

［10］BARETGW，VAN DYNE G M，ODUM E P.Stress e cology［J］.Bio Science，1976，26（3）：192－194.

［11］RAPPORT D J.What Constitutes Ecosystem Health？［J］.Perspectives in Biology and Medicine，1989，33（1）：120－132.

［12］RAPPORT D J.COSTANZA R，MCMICHAEL A J.As sessing Ecosystem Health［J］.Trends in Ecology＆Evo lution，1998，13（10）：397－402.

［13］杨志锋，何孟常，毛显强，等.城市生态系统健康可持续发展规划［M］.北京：科学出版社，2004.（YANG Zhi feng，HE Meng chang，MAO Xian qiang，et al.Planning for the Sustainable Development of Urban Eco system Health［M］.Beijing：Science Press，2004.（in Chinese））

［14］秦 趣，冯维波，梁振民，等.我国四大直辖市生态基础设施品质评价研究［J］.华中师范大学学报（自然科学版），2008，38（3）：471－476.（QIN Qu，FENG Wei bo，LIANG Zhen min，et al.Study on Evaluation Characteristics of Ecological Infrastructure in Four Munic ipalities Directly under the Central Government of China［J］.Journal of Central China Normal University（Natu ral Sciences），2008，38（3）：471－476.（in Chinese））

［15］李 强，李武艳，赵 烨，等.农村生态系统健康的基本内涵及评价体系探索［J］.生态环境学报，2009，18（4）：1604－1608.（LIQiang，LIWu yan，ZHAO Ye，et al.Exploration on the Basic Connotation and Evalua tion System of Rural Ecosystem Health［J］.Ecology and Environmental Sciences，2009，18（4）：1604－1608.（in Chinese））

［16］周文华，王如松.基于熵权的北京城市生态系统健康模糊综合评价［J］.生态学报，2005，25（12）：3244－3251.（ZHOU Wen hua，WANG Ru song.An Entropy Weight Approach on the Fuzzy Synthetic Assessment of Beijing Urban Ecosystem Health，China［J］.Acta Eco logica Sinica，2005，25（12）：3244－3251.（in Chinese））

［17］张晓琴，石培基.基于PSR模型的兰州城市生态系统健康评价研究［J］.干旱区资源与环境，2010，24（3）：77－82.（ZHANG Xiao qin，SHIPei ji.The Assessment of Urban Ecosystem Health Based on PSRmodel：A Case Study of Lanzhou City［J］.Journal of Arid Land Re sources and Environment，2010，24（3）：77－82.（in Chinese））

［18］熊 鹰，陈昊林.基于属性理论的长株潭城市群生态系统健康评价［J］.生态环境学报，2010，19（6）：1422－1427.（XIONG Ying，CHEN Hao lin.Assessment of Changsha Zhuzhou Xiangtan Urban Agglomeration Eco system Health Based on Attribute Theory［J］.Ecology and Environmental Sciences，2010，19（6）：1422－1427.（in Chinese））

［19］颜文涛，袁兴中，邢 忠.基于属性理论的城市生态系统健康评价——以重庆市北部新区为例［J］.生态学杂志，2007，26（10）：1679－1684.（YAN Wen tao，YUAN Xing zhong，XING Zhong.Urban Ecosystem Health Assessment Based on Attribute Theory：A Case Study in the New Districtof Northern Chongqing City［J］.Chinese Journal of Ecology，2007，26（10）：1679－1684.（in Chinese））

［20］官冬杰，苏维词.城市生态系统评价方法及其应用研究［J］.环境科学学报，2006，26（10）：1716－1721.（GUAN Dong jie，SUWei ci.Study on Evaluation Meth od for Urban Ecosystem Health and Its Application［J］.Acta Scientiae Circumstantiae，2006，26（10）：1716－1721.（in Chinese））

［21］郭秀锐，杨居荣，毛显强，等.城市生态系统健康评价初探［J］.中国环境科学，2002，22（6）：525－529.（GUO Xiu rui，YANG Ju rong，MAO Xian qiang，et al.Primary Studies on Ecosystem Health Assessment［J］.China Environmental Sciences，2002，22（6）：525－529.（in Chinese））

［22］陶晓燕.我国典型资源枯竭型城市生态系统健康综合评价［J］.地域研究与开发，2010，29（1）：119－123.（TAO Xiao yan.Synthetic Assessment of Ecosystem Health on Typical Resource Exhausted Cities in China［J］.Areal Research and Development，2010，29（1）：119－123.（in Chinese））

［23］秦 趣，张美竹，冯维波.山地城市生态基础设施评价研究——以重庆都市区为例［J］.西北林学院学报，2012，27（1）：58－62.（QIN Qu，ZHANG Mei zhu，FENGWei bo.Evaluation for Ecological Infrastructure in Mountainous the City：Case of Chongqing Metropolis［J］.Journal of Northwest Forestry University，2012，27（1）：58－62.（in Chinese））

［24］李建国，刘金萍，刘丽丽.基于灰色极大原理的三峡库区（重庆段）生态系统健康评价［J］.环境科学学报，2010，30（11）：2344－2352.（LI Jian guo，LIU Jin ping，LIU Li li，et al.Ecosystem Health Evaluation of Three Gorges Reservoir Area（Chongqing）Based on the Theory of Maximum Entropy and Grey System［J］.Acta Scientiae Circumstantiae，2010，30（11）：2344－2352.（in Chinese） ）

（编辑：赵卫兵）

Health Assessment of Countyw ide Ecosystem in the Three Gorges Eco econom ic Region in Chongqing

QIN Qu1，2，ZHANG Mei zhu1，YANG Qin1，ZHANG Xu qing3
（1.School of Environmental and Resource Science，Liupanshui Normal University，Liupanshui 553004，China；2.Research Institute of Development ofWumengshan Region，Liupanshui Normal University，Liupanshui 553004，China；3.Department of Political Education and Law，Liupanshui Normal University，Liupanshui 553004，China）

The index system for urban ecosystem health assessment was established in terms of natural ecosystem，social ecosystem and economic ecosystem on the basis of the conception and connotation of urban ecosystem health.Analytic Hierarchy Process（AHP）and Fuzzy Mathematicswere applied to establish the assessmentmodel.Nine teen districts and counties in the Three Gorges Eco economic Region in Chongqingwere taken as a case study.Re sults reveal that the ecosystems in Fengjie，Wushan，Wuxi，and Chengkou were assessed to be unhealthy.The eco systems in Wanzhou，Zhongxian，Fengdu，Wulong，Shizhu，Dianjiang，Liangping，Kaixian，and Yunyan were sub healthy，and those in Xiushan，Youyang，Qianjiang，and Pengshuibelong to healthy grade.The countywide e cosystem health in the region was obtained，which provides scientific basis for its sustainable development.

countywide ecosystem health；assessment index；assessmentmodel；Three Gorges Reservoir area；eco economic region

X826

A

1001－5485（2013）12－0014－06

10.3969／j.issn.1001－5485.2013.12.003

2012－11－02；

2013－01－26

国家社会科学基金项目（12XJL013）；贵州省哲学社会科学规划课题（13GZYB27）；贵州省科学技术基金项目（黔科合J字［2012］2308号）；六盘水师范学院科研计划项目（lpssy201109）

秦 趣（1978－），男，贵州毕节人，副教授，硕士，主要从事城市规划、旅游规划及人居环境研究，（电话）18685819878（电子信箱）qinqu2008＠163.com。