采用PSR 模型的太姥山风景名胜区生态安全评价

陈 妍，卞莉莉，陈 凤，李 宁，王 韧，何东进*

（1.福建农林大学 林学院，福建 福州 350002；2.福建省南方森林资源与环境工程技术研究中心，福建 福州 350002；3.福鼎市林业局，福建 福鼎 355209 ）

中国于2011 年提出了生态保护红线（ecological conservation redline，ECR）战略，并在2013 年将其列为推进生态学进程的重要组成部分[1].随着ECR 的提出，各个领域的生态学安全性被关注.生态安全是指生态系统的健康和完整情况，是人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响，不仅包括食品的安全，还包含空气质量、绿色环境等基本要素[2].在可持续发展的研究中，生态安全评价（ecological security assessment，ESA）作为一个新领域，可以事先制定区域生态发展的管理政策，提前建立好生态安全的预防警示系统[3].近年来，随着当地旅游景区的迅速开发及商业化的发展，太姥山风景名胜区生态环境的负面问题越来越严重，景区内环境压力过大，再加上人口的增长、当地基础设施建设投入不足，太姥山风景名胜区的生态安全受到极大影响，而太姥山风景名胜区的生态安全是其旅游业能够持续发展的基础与前提，应引起极大的重视.

目前关于生态安全评价的方法主要有数字模型法、生态模型法，这些方法在水环境、城市、土地等方面[4-5]研究较多.生态安全评价能够提前对许多领域做好安全分析、预测和评估，提前准备好预防措施或解决对策.目前，基于驱动力-压力-状态-影响-响应（driving-force-pressure-state-impact-response，DPSIR）[6-8]、压力-状态-响应（pressure-state-response，PSR）[9-10]等模型，国内外已经有许多学者构建评价指标体系进行生态安全评价.郭文月[11]运用PSR 模型结合熵权法的计算分析了西北五省森林生态安全状况，并为西北地区提供相关发展建议；黄和平等[12]建立了基于PSR 模型结合模糊物元模型对森林生态安全进行动态评价，并取得较好的成果.以太姥山风景名胜区为研究对象，以生态安全为主题构建的安全评价体系的研究相对较少，本研究借鉴已有的相关研究构建生态化学评价体系，对其生态安全进行综合评价.

由于PSR 模型结合层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）因果关系非常清晰，方法简单，能够直接的反映出景区的生态安全情况[13-14].因而，为了解太姥山风景名胜区的生态安全程度，本研究采用PSR 模型，结合AHP 计算太姥山风景名胜区的生态安全指数，并与课题组前期研究[15]进行纵向比较，进一步评价研究区发展趋势，对太姥山风景名胜区及同类型旅游地的生态安全建设和维护起一定的指导作用，并对太姥山风景名胜区长期发展制定科学的计划.

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

太姥山风景名胜区（120°09＇E，27°04＇N）坐落于福建省宁德市福鼎市，景区总面积约100 km2，人口密度较低（393.3 人·km-2）.由于三面环海，故有“海上仙都”之称，同三高速及温福铁路均在其周围，交通便利.其地势总体西北高，东南低，大部分属于构造侵蚀剥蚀丘陵盆谷地形.相对海拔高度在200～400 m 之间，坡度在10°～30°之间，是典型的低山丘陵.太姥山风景名胜区地处东南沿海，属中亚热带海洋性季风气候，年平均气温13.6 ℃，雨量充足，年降水量1 600～2 100 mm，气候湿润舒适，干湿季节分明，但东西两麓温差大.太姥山景区内森林覆盖率达97%，林地面积和林木蓄积都非常高，自然资源十分丰富[16]；其药用种子植物比较丰富，植物区系较复杂有115 科341 属478 种[17]，利用林区干果生产油茶籽、油桐籽、乌桕籽等的历史都十分悠久，茶叶的发展更是迅速.太姥山风景名胜区旅游资源种类齐全、数量丰富、质量优秀[18]，其优美的景色及便利的交通吸引了从世界各地来的大量游客，特别是在2003 年10 月11 日被授予国家5A 级旅游景区称号后，次年游客量达35.1 万人次，在2018 年更是达到了46040.17 万人次，收入高达46040.17 万元，旅游业飞速发展.

1.2 数据来源

本研究数据来自福建省生态环境厅、福鼎市统计局、福鼎市旅游局及《2018 年中国城市统计年鉴》[19].

2 研究方法

2.1 PSR 模型及指标体系

PSR 模型是一个较为完整的体系模型，最早由加拿大统计学家David J R 和Tony F提出，现应用于各类生态问题的研究.该模型分别从压力、状态、响应3 个方面选取指标进行评价，具有清晰的框架.对本研究而言，压力指标是指人类的经济和社会环境对太姥山风景名胜区的作用，如人口的增长、有害物质的排放等；状态指标是指太姥山风景名胜区在受到压力的阶段下环境的状态及变化情况，如空气的质量、水资源总量等能够体现景区的抗压能力的指标；响应指标是指太姥山风景名胜区如何对已经发生的不利发展进行补救，如环境建设的投入、人均GDP 的增长等.

本研究依据太姥山风景名胜区的生态特点、地理位置及人文等因素，共选取了18 个指标建立了基于PSR 的太姥山生态安全评价体系（图1）.

2.2 权重的确定

层次分析法是一种生态安全评价方法，能够将定性、定量相结合.通过比较、判断、评价、决策的流程，尽可能在指标权重的确定中减少主观性.

在本研究中，使用层次分析法将太姥山风景名胜区系统化，由压力、状态、响应3 个方面分解，采用1～9 及其倒数的标度方法对指标的两两对比重要性进行赋值，得到评价体系中各个层次的判断矩阵，逐层叠加，得到总目标层的权重，综合评估太姥山风景名胜区的安全情况（表1）.

2.3 生态安全评价

本研究在基于PSR 体系模型下结合层次分析法将太姥山风景名胜区作为目标层（T），考虑太姥山风景名胜区的生态特征，构建目标层（T）、项目层（A）、指标层（I）3 个层次的太姥山风景名胜区安全评价系统（表1），确定各层次指标的权重[20].以表1 数据为依据，采用式（1）计算太姥山风景名胜区的生态安全综合指数（comprehensive ecological security index，CEI），参考卞莉莉[15]生态安全度划分表（表2）确定太姥山风景名胜区的安全评价等级.

图1 太姥山风景区生态安全体系图

表1 太姥山风景名胜区生态安全体系表

式中，CEI：太姥山风景区生态安全综合指数；Ci为第i 项指标；W(Ci)为指标Ci的权重；I(Ci)为第i 个指标的生态安全指数.属性为正的指标：指标值≥标准值，则I(Ci)=1；指标值＜标准值，则I(Ci)=指标值/标准值；属性为逆的指标：指标值≤标准值，则I(Ci)=1；指标值>标准值，则I(Ci)=标准值/指标值.

表2 生态安全度划分表

3 评价结果

由表3、图2 可知，在2018 年太姥山风景名胜区生态安全指数为0.909 5，对照生态安全度划分表（表2）可知，2018 年太姥山风景名胜区生态安全处于“很安全”的状态.与2008 年太姥山风景名胜区生态安全指数0.777 8 相比[15]，在这10 a 间太姥山风景名胜区保持着良好的自然状态，有着较强的生态活力，生态多样性丰富的生态系统及良好功能的生态环境，人类活动等外界影响对太姥山风景名胜区生态安全影响较低，整个系统处于较为稳定的状态.其中压力、状态、响应各占安全指数的60.21%、20.61%、10.13%，可以看出压力对太姥山风景名胜区生态系统的发展极为重要，在整个发展过程中，太姥山风景名胜区所承受的压力较少，而响应仅占10.13%，说明对太姥山风景名胜区生态建设投入较少，相关保护政策也不够多.

由各指标层安全指数值（表3）可知，在18 个指标中，I6（工业废水排放量）的安全指数最高，为0.171 7，说明太姥山风景名胜区内工业废水的排放量较小，污染水资源的可能性较低；而I17（环境建设投入）的安全指数最低，为0.003 2，说明对于太姥山风景名胜区的环境建设并没有引起相关政府的高度重视，对太姥山风景名胜区的环境建设投入有待加强.在压力方面的安全指数中（I1～I6）I6>I5>I2>I4>I1>I3，这表明工业废水的排放量较少，而城市建设用地也较少，有足够的空间，旅游从业人员的增长也很可观，但随着自然增长率的上升、人口密度的增加和更多的游客，对太姥山风景名胜区容量有一定的影响；在状态方面的安全指数中（I7—I12），I10>I7>I8>I9>I11>I12，说明太姥山风景名胜区的气温适宜，森林覆盖率高，空气质量高，但水资源总量较少，并且生活垃圾无害化处理率和污水处理率较低，对太姥山风景名胜区环境有一定的影响；在响应方面的安全指数中（I13—I18），I16>I13>I18>I14>I15>I17，在这一方面，总体安全指数都偏低，说明对太姥山风景名胜区的政策、经济等投入都较少，应引起重视.

表3 太姥山风景名胜区生态安全评价结果

续表3

图2 2008 年[15]与2018 年太姥山风景名胜区各类别生态安全指数对比

4 结论与讨论

研究发现，与2008 年[15]相比（图2），压力方面的安全指数提高了0.216 4，状态方面的安全指数降低了0.091 9，响应方面的安全指数提高了0.007 2，总体提高了0.131 7.在压力、状态、响应比重分布方面，2008 与2018 年压力都占最大的比重，而响应则占最低比重.说明10 a 以来，压力一直是影响太姥山风景名胜区生态安全的重要指标.基于对太姥山风景名胜区的安全评价结果显示，压力方面的指标对于太姥山风景名胜区的可持续发展有着重要的作用，当地的居住者及政府在开发旅游产业的同时对太姥山风景名胜区生态环境的安全较为重视，破坏较低，给予的压力较少；而太姥山风景名胜区的状态也较为良好，能够适应压力，虽然与2008 年相比，状态的安全值有些许的降低，但并不影响太姥山风景名胜区的可持续发展；响应的安全指数增加幅度较小，说明对太姥山风景名胜区相关保护的政策和生态建设投入力度虽然有所提高，但并没有引起足够的重视，应多关注太姥山风景名胜区相关保护政策，提高对太姥山风景名胜区生态建设的投入.总的来说，与2008 年生态安全评价结果相比，项目层生态安全指数及其所占权重呈现相同的趋势，均表现为压力>状态>响应.相比2008 年，2018 年太姥山风景名胜区总的生态安全指数有所提高，说明10 a 期间，太姥山风景名胜区的管理水平逐步提高，能够适度的开发旅游景区，把重心大部分放在了压力的解决上，今后应多注重生态安全环境的建设及对游客环境保护的宣传，减少景区内人为制造的垃圾，预防污染、保护环境，使得太姥山风景名胜区系统结构能够更加完善，更加充满活力，生态功能更加的完整.

本研究基于PSR 模型的综合性、灵活性和管理思想[21]，结合AHP，建立了关于太姥山风景名胜区的生态安全评价指标体系，得出结论为：太姥山风景名胜区生态安全综合指数为0.909 5，正处于“很安全”的状态.PSR 模型与DPSIR 等模型相比只是从3 个方面建立评价体系，相对简单，在FDA 等复合的模型面前又显得相对单一，考虑到太姥山风景名胜区样本数据的可获取性，本研究使用AHP 评价方法来确定权重，但在使用AHP 确定权重的过程中，大多基于专家的经验，存在一定的主观性[22].对于其他景区而言，PSR 模型能够简洁明了的为景区建立出评价体系，但与本研究相同，采用AHP 确定权重，其主观局限性无法消除，虽参与了数学处理，但主观局限性并未消除.对此，在今后的研究中，应加入不同研究方法及不同年限之间的比较来丰富实验结果，增加实验结果的可靠性.