限制开发生态区生态风险评价——以宁夏同心县为例

叶均艳

（宁夏大学资源环境学院，宁夏银川750021）

限制开发生态区生态风险评价
——以宁夏同心县为例

叶均艳

（宁夏大学资源环境学院，宁夏银川750021）

采用实地考察与统计分析相结合的方法，运用PSR模型、主成分分析法和K－means聚类分析法计算生态风险度，研究限制开发生态区同心县生态环境状况。结果显示：2006—2015年的同心县生态风险度总体趋高，生态安全问题突出。

生态风险评价；PSR模型；主成分分析；限制开发生态区

生态风险评价是伴随着环境管理的目标和环境观念的转变而兴起并逐渐发展起来的一个新的研究领域[1-2]。目前，生态风险评价研究主要是运用模型法[3]、暴露—反应法[4]等方法，结合遥感和GIS技术[5-6]，对流域[3，7]、矿区[8]、自然保护区[9]等开展风险源、风险受体、危害表征以及暴露—效益等要素的度量和识别，并制定相应的管理模式和策略[10]，其日臻完善的评价理论和方法为生态移民生态风险评价提供了有力的科学依据和技术支持[11]。

随着经济的不断发展，区域发展差距逐渐引发了一系列社会问题[12-13]。为协调经济发展与生态环境、人口、资源的关系，国际和国内都将区域和空间规划提上日程[14-15]。国内对限制开发区的研究主要集中在限制开发区域类型和特征的阐述、限制开发区的经济发展及限制开发区的产业结构调整等方面，也有利用景观分类法构建了限制开发区主体功能细分的指标体系，对限制开发区的研究较多。限制开发生态区生态较脆弱，目前虽对限制开发区的研究较多，但是对限制开发生态区景观格局的尺度效应研究较少。

1 研究区概况

同心县位于宁夏回族自治区中南部，隶属吴忠市管辖。地理位置介于36°34′～37°28′N，105° 33′～106°41′E之间。同心县地处黄土高原与内蒙古高原的交界地带，南部属于中温带半干旱大陆性气候，北部属中温带干旱大陆性气候地势由南向北逐渐倾斜（南高北低）。海拔高度1 260～2 625m，县城所在地海拔1 344 m，属丘陵沟壑区，以山地为主，地型复杂，沟壑纵横。宁夏的重点生态功能区总面积为38 072 km2，占国土空间比重的57.3%，同心县是其中之一。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

本研究运用多层次的评价方法，首先利用PSR模型选取评价指标，然后结合PCA和K-MEANS聚类分析方法进行城市生态风险度的计算和等级划分。PSR（Pressure－State－Response，即压力－状态－响应）模型以因果关系为基础，常用于评估资源利用和生态风险以及可持续发展研究。

2.2 数据来源

数据主要来源于统计年鉴以及对同心县的实地考察。通过实地考察和走访同心县相关部门，咨询城市相关领域的专业人士，搜集各相关统计数据，获取了近10年同心县发展的基础资料。本研究数据主要来自2007—2016年的宁夏统计年鉴。

3 同心县生态风险评价

3.1 评价指标的确定

通过实地调查城市的具体状况，比较分析各类风险源和风险受体的特点，综合国内外学者构建的评价指标体系，并结合各种统计数据，在PSR模型框架下，选取了18个指标作为整个城市生态风险评价的指标（如表1）。

表1 同心县生态风险评价指标体系

表2 同心县生态风险评价原始指标数据Z-score标准化值

3.2 综合评价过程

3.2.1 原始数据处理

原始数据主要来自宁夏回族自治区统计年鉴、吴忠市环境质量公报等资料。通过运用SPSS21软件将原始数据进行Z-SCORE标准化处理，处理后如表2所示。

3.2.1 主成分m的确定

利用主成分分析方法，将Z-score标准化值进行因子分析，最终确定m个特征值，m就是因子变量个数，其数值确定见SPSS输出结果图1和表3。

图1 因子得分碎石图

表3 解释的总方差

从表3中可以得出前5个公共因子对原来变量总体的刻画程度达到92.665%。另外，从图1可以很直观地发现，当提取前5个公因子时，特征值变化明显，当提取5个之后的公因子时，特征值变化很小，基本趋向平缓。这5个因子基本反映了指标变量的绝大部分信息，因此m的取值为5。

3.2.2 因子得分函数

本研究是根据回归法来计算的，计算出相应的因子得分，得分方程如下：

式中Li（i=1，2，3，…，18）代表2006—2015年的指标数据。

3.3 风险等级划分

在上述因子分析的基础上，应用5个因子的方差贡献率作为各自权重，计算同心县的生态风险度，公式如下：

S=0.37F1+0.23F2+0.13F3+0.1F4+0.07F5

表4 2006—2015各年份5个因子的得分

据此得到同心县近10年的各个年份的生态风险度。为了分析研究时段的生态风险特征，运用SPSS软件对各年份生态风险度进行K-MEANS快速聚类。一般生态风险等级划分为5等级：Ⅰ-高风险、Ⅱ-中等风险、Ⅲ-低风险、Ⅳ-良好级和Ⅴ-安全级，每个等级具有不同的系统特征。根据SPSS算出的最终聚类中心，并结合同心县的实际情况，将风险度、风险等级、状态、系统特征对应关系概述为表5所示。

表5 同心县生态风险等级划分标准及系统特征

3.4 结果与分析

3.4.1 评价结果

根据各个年份计算出的不同生态风险值，结合每个等级的风险系统特征，评定出同心县2006—2015年的风险状况，如表6所示。

3.4.2 评价结果分析

通过分析各个年份的风险状态，结合各个状态下的系统特征，可以发现：（1）同心县的移民是从2007年开始的，同心县2009年生态风险度开始升高，生态移民对当地生态风险有很大影响；（2）移民是从一个地方迁入另一个地方，理论上会给迁入区带来风险，通过分析可知，生态移民造成了同心县整体生态风险度上升，所以应该注意在移民过程中的各种问题。

表6 同心县生态风险评价结果

4 结语

本研究通过分析不同年份的生态风险度的高低，为限制开发生态区的选择与建设提供理论支持和决策依据。在限制开发生态区风险指标的选取上，采用了分析与实地考察相结合的方法，保证指标的合理，运用PSR（压力－状态－响应）模型，选择有代表性的指标参与评价，这是对生态风险评价的有益探讨。但是本研究的主成分分析方法在风险等级的划定上有一定的主观性，寻找更加科学合理的方式确定权重是今后研究的一个方向。

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（编辑：周利海）

Ecological Risk Assessment of Restricted Development Ecological Zone——A Case Study of Tongxin County,Ningxia

Ye Junyan
（College of Resources and Environment,Ningxia University,Yinchuan Ningxia 750021,China）

This article adopted themethod of field investigation and statistical analysis,using PSR model,principal component analysis and the K-means clustering analysismethod to research the ecological environment condition of restricted development of ecological zone.The results showed that:the ecological risk of Tongxin County in 2006～2015 was generally higher,the environmental quality was declining and the ecological security problem has becomemore andmore prominent.

ecological risk assessment,PSRmodel,principal componentanalysis,restricted development ecological zone

X820.4

A

1008-813X（2017）02-0014-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.02.04

2017-03-15

叶均艳（1993-），女，湖北襄阳人，宁夏大学人文地理专业硕士研究生在读，主要从事生态经济与生态评估的研究。