文章信息
- 米锋, 黄莉莉, 孙丰军
- Mi Feng, Huang Lili, Sun Fengjun
- 北京鹫峰国家森林公园生态安全评价
- Evaluation of Ecological Security for the Jiufeng National Forest Park in Beijing
- 林业科学, 2010, 46(11): 52-58.
- Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46(11): 52-58.
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文章历史
- 收稿日期:2009-10-13
- 修回日期:2010-06-22
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作者相关文章
2. 中国林业科学研究院林业科技信息研究所 北京 100091;
3. 北京林业大学实验林场 北京 100095
2. Research Institute of Forestry Policy and Information, CAF Beijing 100091;
3. Fieldwork Forest Farm, Beijing Forestry University Beijing 100095
生态安全,是指一个区域生存和发展所需的生态环境处于不受或少受破坏与威胁的状态,即自然生态环境能满足人类和群落的持续生存与发展需求,而不损害自然生态环境的潜力(Rogers,1997)。随着经济发展和工业化进程的加快,人类活动对生态环境造成的压力不断增加,环境污染与生态破坏日益严重,人类生存和发展已受到严重威胁。当前,生态安全已引起国内外的高度关注,也成为学术界研究的前沿和热点。目前对于生态安全的研究主要集中于:生态安全的定义(高长波,2006; 肖荣波等,2004),生态安全的政策,生态安全的监测、预测(高香玲等,2009; 李玉平,2009; 张军以等,2009; 张宁红,2008),对于生态安全研究方法的探索(李刚等,2004; 陆均良等,2009; 张鹏等,2009; 张勇等,2009),对于区域(如地区、省份、城市、城镇等)生态安全、区域内某种资源(如水、土地、大气等)的生态安全状况以及某些特殊区域(如旅游地、自然保护区、湿地生态系统等)生态安全评价的研究(丁辉等,2009; 黄妮等,2008; 彭伟功等,2009; 张蓉珍等,2009; 章锦河等,2008; 周万东等,2009)等方面。森林作为地球上最大的初级生产者,其生态安全问题也日益受到关注。森林生态安全作为表征森林生态系统功能与作用的全新概念(洪伟等,2003),学术界对此的专项研究较少,大多是侧重于相关领域森林生态系统健康方面的研究(陈高等,2002; 甘敬,2008; 鲁绍伟等,2006; 肖风劲等,2003; 朱俊等,2004),主要包括:森林健康综合评价、森林健康评价指标体系研究、森林生态监测、森林有害生物防治、森林景观生态健康、森林生态系统景观格局分析、国内外森林健康经营对比研究等。关于森林生态安全方面的研究无论是在研究的角度还是研究的深度方面都尚未成熟,仅局限于对某个地区森林生态系统进行生态安全现状分析并提出对策(房用等,2007; 洪伟等,2003)。对森林公园生态安全方面的研究更是凤毛麟角。
20世纪80年代以来,随着旅游事业的发展和人们生态意识的提高,我国森林旅游业得到迅猛发展,数量众多的森林旅游目的地已在我国悄然兴起。至2008年底,我国共建立各级各类森林公园2 277处,总面积达1 629.83万hm2,占全国林业用地面积5%以上。其中,国家级森林公园总数达709处,面积为1 143.26万hm2。目前,已有11处被联合国列入世界自然文化遗产保护名录,7处被列为世界地质公园。由此可见,森林公园建设已成为我国自然文化遗产保护体系中的重要组成部分。据相关资料显示,到2010年北京市将建成环京城的117个森林公园,这对于改善北京市城市生态环境将起到不可替代的作用。但是,随着森林公园数量的增加,给建设和管理带来很多亟待解决和研究的问题,特别是近年来随着森林旅游的兴起,在经济利益的驱动下,某些旅游管理者和经营者因缺乏合理规划和盲目开发森林旅游资源而造成森林公园生态破坏加剧、环境污染日益严重、环境承载力超载的现象,这使森林公园的生态安全受到巨大威胁,若解决不力会严重影响森林公园各项功能的正常发挥。综上所述,森林公园同样面临着严重的生态安全危机(陈大为,2007)。鹫峰国家森林公园是目前距北京市城区最近的国家级森林公园,保护其生态安全对于减少北京城区环境污染、吸收二氧化碳、去除大气粉尘、降低城市噪音以及涵养首都地下水源等方面都起着至关重要的作用。因此,鹫峰国家森林公园的生态安全状况务必引起高度重视。本文通过实际数据首次对鹫峰国家森林公园生态安全进行评价,反映了鹫峰国家森林公园的生态安全状况,为保障鹫峰森林生态安全、实现鹫峰可持续发展提供了重要依据; 同时也可为今后相关领域的生态安全研究提供参考。
1 研究区概况与研究方法 1.1 研究区概况鹫峰国家森林公园隶属于北京林业大学,1992年经原林业部批准成立森林公园,2003年升格为国家级森林公园,目前为国家“AA”级风景区。森林公园位于北京市海淀区西北部苏家坨镇(原北安河)境内,横跨海淀和门头沟2个区,地理坐标为116°28′ E,39°54′ N,是整个西山山地最临近平原且海拔较低的区域。公园现有面积832.04 hm2,森林覆盖率为96.2% 1)。
1) 数据引用于鹫峰国家森林公园简介和北京林业大学妙峰山教学实验林场概况。
1.2 研究方法 1.2.1 生态安全评价指标体系在构建生态安全评价指标体系的过程中,根据工作的目的、指标选择方法和侧重点的不同,其指标体系的构建所选用的方法也不同。本文选取压力-状态-响应(P-S -R)模型来建立评价指标体系。该模型在一定程度上反映人类的经济、社会活动对自然环境的影响和环境对人类活动的反馈。人类向环境施加压力(pressure),生态系统的状态(state)必然发生变化,面对环境的变化,人类采取措施(response)防止系统的恶化或采取措施使生态系统恢复到未被破坏时的状态,这构成了压力-状态-响应(P-S-R)模型的基本内涵(范弢等,2008)。
1.2.2 指标权重的确定方法在生态安全评价中,有一种重要信息需要考虑,即指标的相对重要性,其相对重要性的度量值称为权重或权系数。指标权重的确定在评价问题的求解过程中具有举足轻重的地位,如何科学、合理地确定指标的权重,直接关系到评价结果的可靠性与准确性(高长波,2006)。根据鹫峰国家森林公园的特点和可获得数据情况,本文采用层次分析法确定各项指标的权重。
1.2.3 生态安全评价标准的确定本研究采用的标准主要来源于以下几方面: 1)国家、行业和地方规定的标准。国家已发布的环境质量标准,如环境空气质量标准(GB3095-1996),地表水环境质量标准(GB3838-2002)等; 行业标准指行业发布的环境安全评价规范、规定与设计要求等; 地方政府颁布的标准和规划区目标,例如北京市森林资源二类技术规程等。2)背景与本底值,以研究区域生态环境的背景值和本底值作为评价标淮。3)类比标准,以未受人类严重干扰的相似生态环境或以相似自然条件下的原生态系统作为类比标淮; 以类似条件的生态因子和功能作为类比标准。类比标准须根据评价内容和要求科学地选取。4)科学研究已判定的生态效应,通过当地或相似条件下科学研究已判定的保障森林资源的土壤厚度、物种多样性、病虫危害程度等作为评价参考标准。
1.2.4 评价指标值规范化处理对于与生态安全正相关的指标,即越大越安全的指标(如人口密度),如果以“安全”为标准值:若某项指标值Xi等于或大于其标准值Si,则该指标安全指数Pi = 0;若某项指标值小于标准值,则该指标值安全指数Pi=1-Xi/Si; 如果以“不安全”为标准值:若某项指标值Xi等于或小于其标准值Si,则该指标安全指数Pi = 1;若某项指标值大于标准值,则该指标值安全指数Pi= Si /Xi。
对于与生态安全负相关的指标,即越小越安全的指标(如森林资源火险指数),如果以“安全”为标准值:若某项指标值Xi等于或小于其标准值Si,则该指标安全指数Pi= 0;若某项指标值大于标准值,则该指标值安全指数Pi= 1-Si /Xi; 如果以“不安全”为标准值:若某项指标值Xi等于或大于其标准值Si,则该指标安全指数Pi= 1;若某项指标值小于标准值,则该指标值安全指数Pi= Xi /Si (高娟,2006; 杨京平等,2002)。
1.2.5 生态安全度的计算采用指数和法(李刚等,2004)对鹫峰国家森林公园生态安全状况进行综合评分。计算公式为
式中: P′(O)为生态安全度; P′(Ci)为单个指标量化值,即单个指标的安全指数; Wci为各单项指标权重。本文在参考相关研究成果和本研究计算结果(高娟,2006; 韩瑞波,2006)的基础上,将生态安全度划分为5个等级,各等级所代表生态安全状态如表 1所示。
通过对鹫峰国家森林公园的实地调研,在参考前人关于森林公园研究的基础上,广泛征求专家意见,确定鹫峰国家森林公园生态安全评价体系; 采用层次分析法确定各指标权重,设计调查问卷征询专家意见,调查对象包括:北京林业大学及中国林业科学研究院相关研究领域专家、博士生以及鹫峰国家森林公园领导及管理人员等51人; 确定各项指标值及相应的标准值(表 2)。
通过计算得出鹫峰国家森林公园2007年生态安全指数为0.842 1(数据见表 3),
通过对鹫峰国家森林公园2007年生态安全状况的综合评价,结合生态安全评判标准表(表 1),可以发现: 2007年鹫峰国家森林公园的生态安全度(0.842 1),处于一种安全状态。虽然总体处于安全状态,但离理想状态还有一定距离,因此对评价结果作出如下分析。
2.2.1 生态环境压力系统根据表 3,生态环境压力系统的生态安全指数为0.823 8,处于安全状态。在此系统的B层指标中,人口压力指标的安全指数为0.645 8,处于较不安全状态。人口压力指标由4个C层指标构成,从这个4个C层指标的安全指数可以看出,导致人口压力处于较不安全的主要原因是由于鹫峰国家森林公园所处地域的人口密度过大造成。C1人口密度指标的安全指数只有0.138 7,已经到了极不安全的状态。说明2007年鹫峰国家森林公园生态环境压力主要来自于人口方面的压力,同时也说明鹫峰国家森林公园在人口压力方面存在着极大的生态安全隐患。土地压力、水资源压力、旅游资源压力、污染负荷几项指标的生态安全指数较高,但是从可持续发展的角度考虑,未来土地压力和水资源压力都有可能成为影响鹫峰国家森林公园生态安全状况的重要因素。
2.2.2 生态环境状态系统根据表 3,生态环境状态系统的生态安全指数为0.777 4,处于较不安全状态。生态环境状态系统由环境状况和生态状况两方面组成。其中,环境状况的安全指数为0.697 3,处于较不安全状态; 生态状况的安全指数为0.875 3,处于安全状态。环境状况由5个指标构成,其中,空气质量的安全指数仅为0.150 0,处于极不安全状态,说明鹫峰国家森林公园处于北京市的大环境状态下,北京市的空气质量直接影响着森林公园的空气质量,北京市在经济飞速发展的同时,已经对环境产生很大的负面影响; 年降水量指标的安全指数为0.722 8,处于较不安全状态,这与地理位置、气候特征等因素有关。生态状况由4个指标构成,其中,森林覆盖率、森林公园物种多样性、森林公园病虫危害程度目前都处于理想状态,而森林公园火险指数的安全指数为0.286 5,处于不安全状态。说明防火问题应该成为鹫峰国家森林公园管理人员重点考虑的问题之一。据了解,2007年,鹫峰国家森林公园添置了广播宣传系统; 2008年,购置了最新的防火及灭火器材,而且更新了园内的供电系统,将地上的电线系统更新为地下电缆系统。以上措施都说明管理人员对防火问题十分重视。
2.2.3 生态环境保护整治及建设能力系统根据表 3,生态环境保护整治及建设能力系统的生态安全指数为0.945 5,处于理想状态。鹫峰国家森林公园地处北京,二类调查数据显示,2007年的游客中99.96%是北京市市民,89.45%的游客的受教育程度达到高中或高中以上。2007年北京市人口受教育程度在初中及初中以上的人数占北京市6岁及以上人口总数的比例为83.8%,比全国平均水平高出23.1%。而鹫峰国家森林公园管理部门的管理有效性生态安全指数达到了0.892 5,接近理想状态。由于以上的原因,使得2007年鹫峰国家森林公园生态环境保护整治及建设能力处于理想状态。
3 促进鹫峰国家森林公园可持续发展的生态安全对策 3.1 严格控制人口密度,开展宣传教育由评价结果可知,鹫峰国家森林公园生态环境压力主要来自于人口压力,应该进行科学的人口控制以达到减缓人口压力的目的。根据鹫峰的实际情况本文认为应从流动人口和常住人口2个方面控制人口密度,并分别对其积极开展不同的宣传教育。1)对于流动人口来说,应该对景区进行生态系统等级划分,生态脆弱地区实行季节性开放; 科学规划旅游线路,严格控制线路上单位里程内的游客容量,且道路沿线建设严密的防护措施; 向游客发放园内重要资源的简介及防护措施,沿旅游线路建设环保警示牌。2)对于常住人口来说,应该向上级主管部门提议,禁止在辖区内以及缓冲地带内大规模兴建住房、办公楼以及商业活动场所; 与有关部门共同规划建设配套的生活垃圾、污水等处理设施; 提高在媒体上的曝光度,树立环保优先形象,提高鹫峰周边常住人口的主人翁意识,以达到主动保护环境的目的。
3.2 科技推动和观念培养相结合,提高水资源利用率,缓解水资源压力鹫峰国家森林公园年降水量指标安全指数较低,从可持续发展角度考虑,水很可能成为影响鹫峰国家森林公园生态安全状况的重要因素之一。因此提高水资源利用率,缓解水资源压力成为当务之急。滴灌、微喷、再生水的循环利用都是水资源利用方面的先进技术,目前北京市农田灌溉上已经基本普及滴灌、微喷,水的利用率大大提高,节水效果明显。建议鹫峰国家森林公园也可以利用这些先进技术进行节水。另外,培养节约用水的观念,是节水最有效的内在动力。因此,建议鹫峰国家森林公园应定期对工作人员和游客进行节水的观念培养。
3.3 增加政策支持力度,提倡低碳旅游,改善空气质量从评价结果来看,鹫峰国家森林公园空气质量的安全指数极低,因此为了改善鹫峰及其周边的空气质量,建议政府从政策支持方面既要增加森林植被的资金投入,还要降低鹫峰周边的环境污染,诸如控制工业废气、废物、废水的污染排放,提倡清洁能源; 另外,低碳旅游(例如徒步旅游、单车旅游等)是一种集健康、环保、时尚为一体的旅游方式,对于改善鹫峰内部的空气质量,降低碳排放量有着不可忽视的作用,为鹫峰国家森林公园可持续发展提供保障。因此,低碳旅游应该作为鹫峰旅游倡导的理念。
3.4 加强火灾和病虫害防治,提高资源保护力度鹫峰国家森林公园的地形及植被构成使它的火险生态安全状态很不乐观,防火问题应该成为鹫峰国家森林公园管理人员重点考虑的问题之一。希望管理部门要更加注重对于防火、防病虫害工作的开展。要完善防火设施,建立防火隔离带,在适当的位置设置瞭望塔及火警监测点,防火期要特别加强巡逻,同时加强林木病虫害的预测预报和防治。鹫峰国家森林公园拥有丰富的物种,是很多动植物的栖息地,对科学研究以及生物多样性保护有着重要意义。因此,公园应该禁止在旅游线路以外的区域开展非科研活动,确保公园内的生物资源得到保护。对于距离近、游人多的林分,通过清理、抚育、改造等方式逐步提高景观质量,吸引游人,减轻森林的压力; 同时合理处理保护与开发的矛盾,探讨经营管理模式,保护森林生态系统的健康和生物多样性。
3.5 完善鹫峰国家森林公园生态安全评价标准体系,建立生态安全监测与预警系统根据鹫峰国家森林公园生态安全中存在的问题和隐患,今后,应该不断完善生态安全评价指标体系,形成一个完整的、适合本区域的生态安全评价指标体系。为了保持鹫峰国家森林公园生态环境的良好状况,实现生态安全,必须建立生态安全监测与预警系统,及时跟踪生态安全变化情况。目前,应加强对于鹫峰国家森林公园生态环境动态监测与管理信息系统研发。鹫峰国家森林公园隶属于北京林业大学,拥有先进的科研条件,应充分利用遥感、地理信息系统等科学技术,对森林公园的物种、动植物种质资源消长动态变化、气候、土壤等因子实施定期动态监测,定期进行分析,提出预警并找出警源。长期跟踪生态安全变动状况,为防止生态环境的恶化以及为生态恢复提供科学依据。
4 小结本文根据鹫峰国家森林公园相对于其他旅游景区的独特性,结合其实际情况,依据“压力-状态-响应”模型建立鹫峰国家森林公园生态安全综合评价指标体系,并构建相应的评价标准体系。在此基础上,利用层次分析法和综合指数法,对鹫峰国家森林公园2007年的生态安全状况进行评价。由于生态安全是一个动态变化的过程,随着鹫峰国家森林公园的不断发展,其生境状况以及周边环境等各个方面都会发生改变,那么相应的生态安全评价指标体系也应进行修改或补充,这样才能够保证鹫峰森林生态安全的实现。希望此次研究能为鹫峰的生态安全后续研究提供借鉴和参考,有助于鹫峰国家森林公园的建设和可持续发展。
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