摘要：水土資源生態安全是人類社會可持續發展的長久保障。該研究基于資源環境與社會經濟的視角對DPSIR模型進行改進，針對水資源系統的復雜、不確定性，運用不同年份各指標對水土資源生態安全風險值的貢獻程度確定指標權重、結合綜合評價法對黑龍江2003—2016年水土資源生態安全進行風險評價。

　　結果表明：水土資源生態安全風險等級為IV級(較高風險)，整體呈先下降后上升的發展趨勢。主因是正向指標農、工業萬元產值耗水量的降低，導致生態安全風險值的下降;后期上升趨勢是由于負向指標生態環境用水比例的降低，導致生態安全風險值的上升。2003—2016年影響系統對水土資源生態安全風險水平影響顯著，響應系統生態安全風險值最大、安全性低，驅動力系統安全性最高。生態安全建設的阻礙系統由社會經濟轉變為資源環境，主因是農業用水比例過高、嚴重制約生態安全風險值的降低。

　　關鍵詞：DPSIR模型,貢獻度,風險值,農業用水

　　生態安全最早于20世紀80年代提出，特別是20世紀90年代后跨越國界的環境公害引起聯合國和世界主要發達國家的廣泛關注，這已經成為影響聯合國宗旨的核心內容[1-2]。隨著資源短缺、環境污染等問題頻頻爆發，對水土資源生態安全進行風險管理已成為當前社會的重要問題。

　　水土資源生態安全風險評估是對區域水、土地資源特征、開發利用程度以及工農業生產、人民生活和生態環境等諸多問題分析的基礎上，綜合評估不同時期水土資源對社會經濟發展和生態環境保護的風險程度。LI等[3]與HE等[4]研究了因工業污染損害蘭州飲用水安全問題，TEKLU等[5]對埃塞俄比亞農業污染飲用水對人類造成的危害進行風險評估，HOLDING等[6]基于氣候對安德羅斯島淡水資源量的影響進行水安全風險評估。

　　LIU等[7]對吉林城市發展過程中土地資源需求增加與生態安全問題進行了研究。FAN等[8]基于景觀格局與空間統計對黑河中游的土地利用進行動態生態風險評估，XIE等[9]基于景觀格局法對潘陽湖地區土地利用進行了生態風險評價。此外有大量證據表明，近年來水、土地資源的持續過度利用和開發，使許多地區的生態系統已變得高度緊張和功能失調[10-12]。

　　綜上所述，很少有學者將區域水、土資源結合進行生態安全風險評估;而且由于人為干擾導致不同年份生態安全風險水平的主要影響因素存在差異，很少有學者對其進行研究。該研究針對上述問題，對DPSIR概念[13]模型進行改進、從資源環境與社會經濟的角度下構建水土資源生態安全風險評估指標體系，為避免運用層次分析法[14]出現評價結果主觀的問題，該研究對各評價指標進行等級劃分、采用歷年各指標間相對貢獻率確定權重，能夠真實有效的反映不同年份區域水土資源生態安全風險水平的影響因素變化。實例證明該方法對水土資源生態安全風險評估等領域探析的可行性與有效性，其評價結果可為相關部門合理制定政策、均衡發展區域水土資源生態安全提供理論指導。

　　1模型應用

　　1.1指標體系及安全等級的確定

　　指標體系的構建與等級的確立是評價模型的基礎和前提。通過查閱文獻資料[15-16]、參考標準、專家意見、研究區實際情況，構建以驅動力、壓力、狀態、影響、響應為準則層，資源環境、社會經濟為因素層的區域水土資源生態安全風險評估體系。對各指標劃分5個風險等級標度范圍、并賦以相應分值。

　　改進后的模型不僅能系統的表明驅動力、壓力、狀態、影響與響應之間層層遞進關系，也能夠有效表示資源環境與社會經濟之間的有機統一關系。指標體系中驅動力是描述與人類生活方式相關的資源、社會與經濟的改變，壓力是指自然資源與社會經濟的現狀，狀態是指特定區域自然資源與社會經濟狀況的現象與水平，影響是指由上述因素造成的資源環境、社會經濟狀態的改變而呈現出的結果，響應是指個人、社會及有關部門為適應資源環境與社會經濟狀態改變所采取的對策。

　　安全區向為正的指標與水土資源生態安全風險等級(值)正相關，如土地墾殖比例越大、生態安全風險等級越高(值越大)、生態安全狀況越差;安全趨向為負的指標與水土資源生態安全風險等級(值)負相關，如產水系數越大、生態安全風險等級越低(值越小)、生態安全狀況越優。

　　1.2確定指標權重

　　權重的合理與否與評價結果直接相關。該研究為消除指標在無量綱化處理后出現零值而影響評價結果的情況，引入新的無量綱化數據處理方法(式1)。以指標各等級取值區間均值的平均值定義指標狀態，歷年各指標偏離定義指標狀態的程度確定貢獻率，以貢獻率分配指標權重(式2)。采用變異系數表明各指標貢獻度(權重)的歷年波動狀況(式3)。

　　1.3構建評價模型

　　水土資源生態安全風險值由綜合指數qij與指標等級值pij計算得出，qij為指標數據標準化處理(消除量綱對評價結果的影響)后與權重值ωij的線性組合。

　　1.4研究區概況

　　黑龍江是我國重要的商品糧基地。改革開放以來，隨著社會經濟的發展、水資源的有限性與生態環境問題已成為制約社會經濟可持續發展的關鍵因素。據統計，2016年黑龍江水資源開發利用率為41.79%，農業、生態環境用水比例為89.00%、0.71%。全國水資源開發利用率為18.60%，農業、生態環境用水比例為62.38%、2.36%。

　　黑龍江農業萬元產值耗水量(1175.1m3)遠高于全國平均水平(591.8m3)。農業用水比例居高不下，不僅對生態環境造成傷害，也阻礙該地區社會經濟的發展。黑龍江水資源開發利用主要來源于地下水的開采(2016年比2003年增加72.90%)，地下水開采彈性系數(地下水開采比例-地下水資源比例)為23.03%、遠高于全國平均水平2.03%。

　　地下水的過度開采引起了水環境惡化、水土流失加重等生態環境問題的頻頻爆發。單位面積廢水排放量2016年比2003年增加32.24%，對水土資源系統造成重大污染;該地區的環保投資比例(2.68%)低于全國平均水平(2.78%)，對水土資源污染的治理強度低于全國平均水平。為保障水土資源生態安全健康可持續性發展，對該區域進行水土資源生態安全評價是很有必要的。

　　2結果與分析

　　2.1評價指標貢獻度分析

　　以黑龍江省實際情況為例、由式(1，2)求得2003—2016年水土資源生態安全風險評估指標權重。對水土資源生態安全風險水平影響最顯著的指標有農業用水比例(0.0473)、生態用水比例(0.0538)、農業萬元產值耗水量(0.0475)、工業萬元產值耗水量(0.0508)、農林水支出比例(0.0477)、環保投資比例(0.0539)。表明該地區應制定合理的水資源開發利用方案、提高水資源利用率、加強生態環境建設、以提高環境本身的凈化能力、降低水土資源生態安全風險。

　　對水土資源生態安全風險水平影響不顯著的指標有產水系數(0.0269)、人均濕地面積(0.0259)、人口密度(0.0264)、工業用水比例(0.0243)、自然生態面積比例(0.0234)。

　　表明該地區政策引導人口適度增長、生態建設已取得初步成效。變異系數表明指標的發展波動狀況(式3)，水土資源生態安全風險指標中農業用水比例(0.6150)、生態用水比例(0.7794)、農業萬元產值耗水量(0.7118)、工業萬元產值耗水量(0.5347)的變異系數最大;表明該地區農業、生態用水比例變化幅度大、水資源利用不規律。人口密度(0.1217)、城鄉人均收入比(0.1369)、城市化水平(0.1106)、工農技術人員比例(0.1459)的變異系數最小，表明該區域人口增長、城市發展狀況相對穩定。綜上所述，水資源配置及利用率對水土資源生態安全風險水平影響顯著，提高生態用水比例、將會加強區域生態環境建設;降低農業用水比例，將會緩解由水資源短缺對工業、社會經濟發展造成的阻礙。

　　3結論與討論

　　該研究以資源環境、社會經濟為視角改進DP-SIR概念模型，通過不同年份各指標貢獻率確定指標權重、結合綜合評價法與對黑龍江2003—2016年的水土資源生態安全風險水平進行動態評價。

　　1)農業、生態用水比例上，農、工業萬元產值耗水量，農林水支出、環保投資比例對水土資源生態安全風險水平影響顯著。農業、生態用水比例上，農、工業萬元產值耗水量等指標權重變化幅度最大、不穩定。表明水資源配置及利用率對水土資源生態安全風險水平影響顯著，該地區應制定合理的水資源開發利用方案、提高水資源利用率、加強生態環境建設、以提高環境本身的凈化能力、降低水土資源生態安全風險。

　　2)2003—2016年黑龍江水土資源生態安全風險水平整體發展不均衡，處于IV級(較高風險)、風險水平整體呈先下降后上升的趨勢。風險值降低的主因是正向指標農、工業萬元產值耗水量的減小，第3階段風險值增大的主因是負向指標生態環境用水量的降低。準則層、影響系統中農工業萬元產值耗水量，因素層、資源環境中農業用水比例，對水土資源生態安全風險水平影響顯著。

　　3)該研究選取具有代表性的28個指標、以不同年份各指標的貢獻率確定指標權重對黑龍江水土資源生態安全現狀進行動態研究。評價結果與該地區農業用水比例長期居高不下、工農業水資源利用率較低的資源利用現狀吻合[17];表明該方法同以往指標權重確定方法相比更優，評價結果更加準確合理，貼近實際情況。

　　該研究分別從準則層與因素層對水土資源生態安全風險水平進行探討，明確2003—2016年準則層中各系統權重值差異逐漸減小、因素層中各系統權重值差異逐漸增大;主因是農業用水比例較高、進而阻礙該地區社會經濟發展與生態環境建設，該結論可為區域水土資源優化配置、促進經濟發展、加強生態安全建設提供理論依據。該方法較以往基于DPSIR或基于可持續發展理念構建評價指標體系等單層次的分析討論更具有說服力，豐富了水土資源相關領域的研究。

　　由于水土資源生態安全研究中涉及評價指標較多，在指標的選擇方面尚不能全部納入考慮范圍;后續研究中應增大評價指標體系中有關水質、土質的指標比例，并選取更多的評價指標進行篩選，進一步提升評價結果的準確性與科學性。此外，不同地區的自然條件存在差異，其評價指標等級標度應依據不同區域的資源環境與社會經濟狀況進行劃分[18]。

　　參考文獻

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　　生態類論文范文：生態水文學的進展與展望

　　摘要：生態水文學是一門探索和揭示形成生態格局和過程的水文學機制的科學，它的研究應用對解決涉水的生態環境問題及由此引發的水災害問題有重要支撐作用。闡述了生態水文學的學科發展背景和需求，給出了生態水文學的概念并總結了生態水文學的研究問題，提出了生態水文學國際國內最新研究動向，展望了學科的發展與戰略。