林业生态安全评价研究综述

摘 要：本文对生态安全评价进行了研究综述，从评价对象，评价模型，评价方法，评价标准方面分别进行归纳分类。阐述了林业在生态安全方面的重要性，对林业与生态关系方面的文献进行综述，在林业生态安全评价现有研究的基础上，提出林业生态安全评价方面所面临的的问题并对其未来发展趋势给出一定建议。

关键词：林业；生态安全；生态安全评价；发展趋势

1 引言

生态安全对于国家、地区的经济发展和未来的资源合理利用起着至关重要的作用，认识和了解生态安全的状况有非常重要的现实意义。自生态安全的概念提出以来，已经被应用到区域土地、农业、湿地、自然保护区、城市等方面，研究内容主要集中在生态安全的评述与生态安全的评价等方面。而生态安全评价是生态安全的核心，有效的生态安全评价能够及时提出减少不利影响或改善环境质量的对策、措施，从而避免严重的环境与经济发展问题，保护地球和区域环境。目前，生态安全评价的理论与方法得到了很好的发展，评价对象广泛，但涉及林业生态安全评价的学者不多，因此对生态安全评价及林业生态安全评价的文献进行归纳，以期对林业生态安全评价的方法、理论方面起到借鉴作用。

2 林业生态安全相关定义

2.1 生态安全的内涵

生态安全是国家乃至人类安全的重要内容，它是支持社会、经济、自然发展的生态与环境的安全状态，包括土地、森林、湿地、水、大气和生物物种等方面的生态安全。但一个国家或地区所处的自然生态坏境状况能够支撑其经济与社会的可持续发展时，其生态就是安全的，反之，则是不安全的[1]。

生态安全概念最早由L.R.Brown于1977年提出[2]。对于生态安全的定义，大体可分为广义狭义两种：广义上，它包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全；狭义指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康的整体水映[3]。

2.2 生态安全评价

生态安全评价（Ecological Security Assessment，ESA）是生态安全的核心，是对生态系统完整性以及各种风险下维持其健康的可持续能力的识别与判断研究[4]。不同学者开始将生态安全应用于某一领域或地区进行生态安全现状分析。生态安全评价开始成为了国内外学者研究的又一热点。

3 生态安全评价研究综述

3.1 主要研究对象

由于生态安全包含对象的层次广，范围大，包含旅游城市，湿地，城市，土地，草原，水环境等[4-9]。其中，对城市的生态安全评价最多，有从评价方法角度切入，比如赵维良等人[6]以上海为例，从一定时间尺度上评价了城市生态安全状况，探求了影响城市生态安全的关键要素。有从区域角度研究，比如王振祥等人对安徽秦淮地区经济、社会、坏境等特点，提出社会经济作为模型组成部分的区域生态安全综合评价模型及指标体系。

3.2 主要研究模型

3.2.1 P-S-R模型

P-S-R模型即“压力-状态-响应”（Press-State-Response）该模型体现了人类与环境之间的相互作用关系，在模型中，某一类问题可以由3个不同类型但又相互联系的指标来表达：P（Press）压力指标反映人类活动给系统造成的负荷，S（State）状态指标表征环境质量，自然资源与生态系统的状况，R（Response）响应指标表示人类面临环境问题时所采取的对策与措施。这种模型是目前国内外生态安全评价中最为常见的，主要应用于三个方面：

⑴生态安全评价指标体系：郭数红等人[10]通过P-S-R模型建立福建山仔水库生态安全评价的指标体系。

⑵区域生态安全评价：主要表现为构建城市生态安全评价指标体系和综合评价模型，并针对不同城市进行生态安全评价或者根据压力态P-S-R模型选取指标，再进行指标维度的权重设定，得出城市的生态安全指数值。比如曾翠萍，邱慧珍[11]等人基于PSR模型建立生态安全评价体系，采用层次分析法（AHP）和综合指数法对其生态安全进行评价，得出结论庆阳市的生态安全度处于危险，各县生态安全状况不平衡。

⑶生态环境评价：分析存在的生态问题，对其危险性，敏感性以及环境质量进行研究。如李春晖等人[12]对衡水湖流域生态安全系统健康评价，包括功能评价，稳定性和持续性评价。

3.2.2 D-P-S-I-R模型

D-P-S-I-R模型，在P-S-R模型中增添了D（Drive）人类的经济活动和自然灾变驱动力和I状态的改变对人类或生态系统产生影响（Influence）。D-P-S-I-R模型能够弥补P-S-R模型的缺陷，表达清晰的逻辑关系，同时为我们提供了解决方案，因此DPSIR模型得到众多学者的偏爱。如今，D-P-S-I-R模型在水资源，城市生态安全，土地安全方面都有应用。如邵超峰，鞭美庭[13]选取能够反映区域驱动力、压力、状态、影响和响应的32个指标构建评价指标体系，对天津滨海新区生态环境安全状态进行了评估。

3.2.3 其他模型

除了上述模型，左伟[14]提出了D-PSR模型即驱动力（Driving Force）-PSR模型，该模型添设了生态环境驱动力，使压力类指标含义更广泛、中性化，而且首次引入了生态环境服务功能，取代了简单的生态支持作用。王耕[15]等提出的状态-隐患-响应（S-D-R）是生态机理框架，可以反应出生态安全的动态变化及Corvalan提出的D-P-S-E-E-A模型（驱动力-压力-状态-暴露-影响-响应）模型等。

3.3 主要评价方法

生态安全评价方法方面，代表性的的方法是基于P-S-R数学模型的层次分析法，综合指数法，灰色关联法，主成分投影法。模糊综合法近年来也有不少学者运用。此外，生态足迹法和景观生态模型法以及数字地面模型也是学者偏爱的评价方法。国外学者用的颇多的是暴露-响应概念性框架模式。

3.3.1 基于P-S-R数学模型的代表性方法

⑴层次分析法：（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。

⑵综合指数法：指在确定一套合理的经济效益指标体系的基础上，对各项经济效益指标个体指数加权平均，计算出经济效益综合值，用以综合评价经济效益的一种方法。如Peiliang[16]等人构建了基于P-S-R模型北京的生态安全评价指标体系，采用综合指数法评价北京的生态安全状况，并取得了良好的效果。

⑶灰色关联法：对各子系统进行灰色关联度分析，通过一定的方法，寻求系统中各子系统（或因素）之间的数值关系。因此，灰色关联度分析为一个系统发展变化态势提供了量化的度量，非常适合动态历程分析。如张凤太等人[17]在重庆市的生态安全评价中应用指标值与理想值差值来计算关联度，使分散的信息综合，从而比较其生态安全状况。

⑷主成分投影法：该方法是在对指标值进行无量纲化和适当加权处理的基础上，通过正交变换将原有的指标转换为彼此正交的综合指标，消除指标间的信息重叠问题，并利用各主成分设计一个理想决策变量，以各被评价对象相应的决策向量在该理想决策向量方向上的投影作为一维的综合评价指标。

3.3.2 生态足迹模型

是近年评价生态系统持续性及安全性的一种简单可行的方法。但由于过于简单化与静态化的缺陷，在生态安全定量评估中还未得到广泛的运用。如XiaoBingli等人[18]针对内蒙古草原的生态安全，开发了一个于生态足迹的概念消费的足迹压力指数（CFPI）和生产足迹压力指数（PFPI），并制定了生态足迹贡献指数（EFCI），结果表明内蒙古草原自2005年处于严重危险。

3.3.3 景观生态模型

ZhaoLing[19]基于景观格局指数，通过破碎，隔离性和显性指标构造，土壤侵蚀指数，利用GIS和RS方法在沅水流域的生态安全特性进行了分析。张继权等人[20]对白山市土地覆被进行景观分类，借助Fragstats分析景观指数，提取重要的生态安全评价指标，对白山市所辖各区县进行生态安全综合评价。

3.3.4 其他方法

数字地面模型法，能将区域各因素系统化，构成完整的分析体系来进行区域生态环境系统安全的综合评价。暴露-响应概念性框架模式，是国外区域生态安全评价研究最为常用的方法，不仅可以直接获得区域生态安全状况，还可以输出相应的生态风险管理与安全维护策略。

3.4 评价标准

评价标准的设定，是要构建一套衡量生态环境质量的定量参考体系，它决定着人们对区域生态环境状况的认识和价值取向[21]，体现生态建设与环境开发项目生态、安全的影响程度和保护的要求程度[22]。目前国内外尚无统一的生态安全评价标准，目前最为常用的方法结合其他方法，采用等级划分[23]。颇为学者喜爱的是基于数学模型的方法，而确定等级最主要的就是确定权重，运用定性与定量综合集成方法来确定权重，即采用AHP法、结合专家咨询，确定项目层、因素层、指标层各指标的权重[24]。还有熵权法确定评价指标权重[8][10][19]，复相关系数法对指标赋权[25]等方法。

4 林业与生态

4.1 林业生态内涵

林业生态安全的内涵应当包括以下3个方面：1、森林生态安全，是指森林生态系统自身的健康性、完整性和可持续性；2、林业产业生态安全，是森林生态系统的安全性对林业产业系统的威胁或保障的安全程度的林业生态3、产业共生关系安全，是指森林生态系统与林业产业系统相互作用关系的安全性。

4.2 林业生态的研究综述

对林业生态的研究，国内基本集中在：（1）针对林业的健康状况，对林业及相关领域发展提出对策，如陈继红[26]针对目前城市生态环境建设中存在的问题提出了具有可行性的发挥林业主体作用的林业发展对策和建议。（2）探讨林业对生态环境的作用及战略地位，指出林业是生态建设的主体，并且林业也是国民建设的重要组成部分，因此加强林业生态建设势在必行。（4）针对某一区域的林业特点进行研究。通常集中在林业相对发达的区域，如吉林、海南、陕西等地[27-31]，因其林业对生态的作用举足轻重。外文文献研究主要从：（1）林业风险及管理方面研究，如Borys Tkacza[32]通过对北美榆树林的侵入性森林害虫和病原体的研究，长期监测北美森林的健康指标，促进其可持续发展。（2）林业危险预测方面，例如Anne Oxbrough[33]用观察和实验的方法来确定森林生态变化的机制，以及使用指标来预测当前和未来生物多样性的变化的模式。（3）林业生态的补偿机制，基于林业生态服务的重要性突出却因工业等原因污染，需要治理，主要方法有政府直接补偿，如造林基金，投资，税费减免等[34-35]。

5 林业生态安全评价

目前，林业生态安全评价方法基本是指标体系法，生态安全测度的“指标体系法”通过多层次指标体系对林业生态安全问题进行全面评价[1]。

如房用[36]从不同方面对山东省山地丘陵区、平原地区、盐碱地区以及沙区等生态系统进行了生态安全现状分析，对每个生态系统都设立二级指标，通过理论分析、资料调查和分级等方法制定各评价指标的权重和分级标准，将分级标准和相应权重经过系统化处理即建立完整评价指标体系。罗露[37]用熵权法对舟山海岛林业的森林覆盖率，林地利用率水平，单位面积森林蓄积量，生态公益林比例确定权重，用综合指数法对各项经济效益指标个体指数加权平均，计算出经济效益综合值。

由于其中各单项指标具有明确的生态经济意义，因此便于分析导致生态安全问题的原因。但为了得到综合评价值，该方法需要对各指标计算权重，因而可能导致其综合指标失去生态经济意义，且在确定指标权重时，通常主观性较大，不便于准确理解和运用。

张智光[1]针对林业生态安全评价指标体系的不足，提出FES-PSIR结构模型，在PSR的模型基础上引入了I（影响因素），并将该系统分为四个子系统，分别是社会经济压力（FES-P）子系统，包含社会经济和林业产业发展对森林资源需求和对生态环境破坏等压力；资源与环境状态（FES-S）子系统，包含森林资源总量、质量、覆盖率、分布、类型结构以及温室气体浓度等状态；生态影响（FES-I）子系统，包含森林生态系统健康与活力、生态系统生产力、森林调节力、森林灾害发生率、生物多样性、水土流失、空气质量、气候变暖等影响；人类响应（FES-R）子系统，包含人类改善生态状态的投入、人工造林、林工一体化、循环经济、科技支撑、法律政策保障、生态文明意识、应对危机机制等响应。

并根据FES-PSIR模型，建立林业生态安全测度的结构方程模型（SEM）。最后还提出了构建整体的运作框架，包括该方法整体的目标-手段树和技术路线。但该方法虽然能客服特征指数法的一些缺点，但仍然存在理论不足，指标权重主观性大等问题。目前，针对林业生态安全评价，还没有一套可行系统的研究方法。

6 林业生态安全评价的发展趋势及建议

6.1 完善安全评价指标体系

目前评价指标体系太过单一，缺乏统一的准则，由于林业生态安全是一门综合性很强的学问，因此需要一套完整的指标体系，并且设置指标体系时不能有失偏颇。根据不同的对象，有针对性的建立指标体系，当今的生态安全的广义概念已经被普遍接受，生态安全不再是单纯的自然环境，还必须考虑经济、社会生态安全，建立林业生态安全评价体系时，就必须设置经济社会类指标，再根据各个大类考虑相应因素制定小的指标，从而使林业生态安全评价体系更加完整。

6.2 加强动态演变规律研究

现在的绝大部分的研究都集中在静态因素的研究，没有考虑动态因素的影响。林业生态安全的预警能够有效的及时掌握生态安全的动态，及时采取相应的措施，及时调整国家政策，经济发展政策，及时改善生态坏境结构等，使林业生态坏境能够支持经济可持续发展，使林业生态处于一个安全的状态。

6.3 与其他领域和现代科学技术相结合

目前大部分的林业生态安全评价研究是都定性的，然而林业生态安全的动因大部分来自人的活动，很多定性方法也不成系统，所以定性研究并不一定适用。因此定量的研究是未来的趋势，加之影响林业生态安全的因素千变万化，因此要根据不同的情况结合不同的领域知识制定指标体系、研究方法。例如已经有学者将GIS、RS及GPS技术使人们可以利用卫星的光谱资料信息和数字化的环境资料对广大地区自然社会经济要素进行识别，使得大范围长时间对生态系统进行检测成为可能。林业生态安全评价方法，也可以结合其他领域，比如结合科技对林业进行火灾报警，例如利用3S技术与评价模型结合，对林业生态进行动态分析和预警。因此，将其他领域与林业生态安全评价结合是今后的一个趋势。

7 结论

生态安全并不否认经济增长，但它更强调既要满足人类需要，又不损害生态环境系统健康及其可持续性。随着生态安全被普遍接受，生态安全评价也被广泛运用，而林业生态安全评价目前研究的学者不多，研究的程度也低。大部分研究都是以区域为评价对象，林业生态安全评价并未形成系统。而由于林业在生态中的重要性，加强林业生态安全评价是必然趋势，包括对林业生态安全评价的方法、指标、标准等。另外，加强动态预警及动态监测研究，结合其他领域的知识都是林业生态安全评价未来的发展趋势。

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