宁夏人类活动生态系统胁迫分析及对策研究

摘要：本文以宁夏各市县为对象，选取社会经济活动强度、开发建设活动强度、农业活动强度、污染物排放强度四大类14个指标，运用SPSS 20的主成分分析法将2005、2010和2014年各种胁迫要素间相互作用关系矩阵化，分析它们之间的联系，并计算出各市（县）人类胁迫综合指数（HPI），进行排序。结果表明，不同时期对宁夏生态系统胁迫最大的因子也不同。

关键词：生态系统胁迫 人类活动胁迫指数 主成分分析方法

生态系统胁迫是指各种自然和人类活动因素对生态系统的干扰和破坏作用，是导致区域生态系统格局、质量、服务功能和生态问题变化的原因和外在驱动因素，虽然近年来对生态系统的保护有所加强，但各种人类活动对生态系统的胁迫仍然存在，而且这种胁迫性具有迅速、直接、作用强、持久等特点。

本文选取了宁夏2005年、2010年、2014年的社会经济活动强度（以人口密度、单位国土面积GDP、三次产业增加值密度等为评价指标）、开发建设活动强度（以建设用地强度、水利开发强度、交通网络密度、水资源利用强度为评价指标）、农业活动强度（以化肥施用强度、农用地开发强度为评价指标）、污染物排放强度（以污水排放强度、SO2排放强度、COD排放强度）四大类14个指标，建立人类活动胁迫综合指数，利用主成分分析方法，分析宁夏人类活动多因子胁迫的生态系统时空强度及变化特征。

一、研究区概况

（一）自然概况

宁夏地处东经104°17’―109°39’、北纬35°14’-39°14’，北起石嘴山市头道坎，南迄泾源县六盘山的中嘴梁，南北距离456 公里，东西距离250 公里，总面积5.19万平方公里。宁夏处在黄土高原和内蒙古高原的过渡地带，被腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠包围，形成典型的沙漠绿洲地区。地势南高北低，呈梯状下降，全境由北向南分别为贺兰山山地，银川平原、灵盐台地、卫宁平原、黄土丘陵和六盘山山地六个地貌区，山地和丘陵占全区面积53.8%，平原占26.8%。

宁夏属于典型大陆性气候，冬无严寒，夏无酷暑，春暖秋凉，气候宜人，日照充足，昼夜温差大，全年日照达3000 小时，无霜期150 天左右，是中国日照和太阳辐射最充足的地区之一。气象灾害相对较少，以旱灾危害最为严重。宁夏自然植被以草原植被为主体，草原面积占全区面积近50%，耕地次之，林灌草沙多样分布，林地主要分布于六盘山、罗山、贺兰山等山区。农业生产资源优势明显，人均土地、人均耕地、人均灌溉耕地均高于全国平均水平，

（二）社会经济概况

宁夏地处我国西北、黄河中上游，海拔1090米―2900米，现辖银川、石嘴山、吴忠、固原、中卫5个地级市，22个县（市、区），首府银川市，是宁夏政治、经济、文化中心。2014年末，宁夏总人口661.54万人，其中回族236.14万人，占总人口的35.7%；2014年实现地区生产总值2752.1亿元，其中第一产业为216.99亿元，第二产业为1341.24亿元，第三产业为1193.87亿元，地方公共财政预算收入339.8亿元。

二、研究数据与方法

（一）数据来源

遥感数据采用分辨率为30 m的2005年和2010年TM影像及解译数据、2014年采用资源三号10米分辨率多光谱数据及解译数据、宁夏各市统计年鉴（2005年、2010年、2014年）、宁夏环境统计数据及相关部门统计数据。

（二）研究方法

将2005年、2010年和2014年卫星影像数据进行辐射纠正与几何纠正，利用ArcGIS10对影像进行判读，解译得到宁夏土地利用类型矢量数据，然后切割出各市、县土地利用数据，可以获取建设用地强度、农用地开发强度等数据，结合统计数据计算各市县人口密度、单位国土面积GDP、三次产业增加值密度、水利开发强度、交通网络密度、水资源利用强度、化肥施用强度、单位面积污水排放强度、SO2排放强度、COD排放强度等数据。利用SPSS20软件将某一年各地区某一指标原始值为一列，录入各地区以上14项指标数据，运用主成分分析法（Principal components），设置需要提取的主成分数目，得到各个变量的特征值、累计贡献率和主成分中各变量的得分系数，计算各年度人类胁迫综合指数。评估各单元、不同时段人类活动胁迫的相对大小，确定人类综合胁迫指数。通过分析人类活动胁迫因子、胁迫强度及空间分布特征提出改善生态环境的对策措施。

三、结果与分析

（一）人类活动胁迫因子分析

通过对2005年、2010年、2014年人口密度（X1）、GDP密度（X2）、第一产业增加值密度（X3）、第二产业增加值密度（X4）、第三产业增加值密度（X5）、建设用地强度（X6）、水利开发强度（X7）、交通网络密度（X8）、水资源利用强度（X9）、化肥施用强度（X10）、农用地开发强度（X11）、污水排放强度（X12）、COD排放强度（13）、SO2排放强度（X14）等14个胁迫因子进行标准化处理后计算，得出宁夏各市（县）2005年、2010年、2014年胁迫因子值，见表1。

从结果可以看出，2005年人类活动对生态系统胁迫最大的因子是污水排放强度，其次分别为建设用地强度、人口密度，胁迫较小的因子为水利开发强度和农用地开发强度；2010年胁迫最大的因子为建设用地强度，其次为污水排放强度和人口密度，胁迫较小的是水利开发强度和农用地开发强度；2014年胁迫最大的因子为污水排放强度，其次为建设用地强度和第二产业增加值密度，胁迫较小的是水利开发强度和农用地开发强度。从胁迫因子可以看出，人口的集聚导致人口密度、污水排放和开发建设活动等因子胁迫的增强，成为人类活动对生态系统胁迫影响较大的胁迫因子；而水利开发和农用地开发强度等因子对生态系统的胁迫轻微。

（二）人类活动胁迫区域分析

人类活动胁迫综合指数见表2。总体来看，人类活动胁迫综合影响较大的地区在宁夏北部的银川平原，这里城市化率较高，人口集聚，工业相对发达，开发强度大；而中、南部地区的国家重点生态功能区涉及的盐池、同心、泾源、海原、彭阳等县人类活动胁迫综合影响较小。

2005年、2010年、2014年宁夏各市（县）受人类活动胁迫综合影响最大的是银川市，三个时段的HPI为1.17、1.18、1.21，排序均为1，对生态系统胁迫有加重的趋势；其次是利通区，三个时段的HPI为1.11、1.17、1.19，排序均为2，对生态系统胁迫明显加重；其他受人类活动胁迫综合影响较大的有永宁县、贺兰县、平罗县和青铜峡市等沿黄城市，这些城市共同的特点是污水排放量较大，人口集聚，建设用地强度大。受人类活动胁迫综合影响最小的地区是盐池县、同心县和泾源县。

2005年―2010年宁夏人类活动对生态系统胁迫综合影响加重趋势最明显的地区是中卫市中宁县，HPI由2005年的-0.42上升到-0.26，全区排名上升了两位，人类活动对生态系统胁迫综合影响减轻趋势最明显的地区是海原县，全区排名下降了两位。2010年―2014年宁夏人类活动对生态系统胁迫综合影响趋于平稳，加重趋势明显的地区是银川市、吴忠市利通区、青铜峡市和石嘴山市，人类活动对生态系统胁迫综合影响减轻趋势的有泾源县、彭阳县、同心县等。

四、对策与措施

针对以上人类活动胁迫分析，制定以下对策措施。

（一）优化国土空间开发格局

宁夏生态环境脆弱，在生态文明建设过程中，必须按照人口资源和环境相均衡、经济社会生态效益相统一的原则，对不同区域实施主体功能区制度，控制开发强度，调整空间结构。对划为禁止开发区的自然保护区、国家森林公园、地质公园、湿地公园、风景名胜区等进行有效保护，划为限制开发区的重点生态功能区以恢复生态环境质量、加强以自然修复为主的生态建设作为第一要务；对划为限制开发区的农产品主产区要大规模建设高标准基本农田，促进农业生产空间集约高效，发挥农用地的生态功能；对于重点开发区也要协调好工业化、城镇化建设与生态环境保护的关系，推进绿色发展、循环经济、低碳发展，形成节约资源、保护环境的空间格局、产业结构、生活和生产方式。对不同类型的主体功能区建立各具特点的评价体系、考核办法、奖惩机制，完善不同级别、不同功能区的生态补偿机制和相应的财政转移支付制度。

（二）划定生态保护红线

实行严格的耕地保护制度、水资源管理制度、环境保护制度，划定生产空间、生活空间、生态空间开发界限，划定禁止进行大规模工业化和城镇化开发建设活动的禁止开发区生态保护红线，划定禁止随意侵占的基本农田、基本林地、基本草地，落实用途管制，划定城镇规划区的控制边界，严控城乡建设用地的无序扩张，保证为农业留下更多农田，为自然留下更多修复空间。

强化生态环境保护、修复、建设的管理、监督机制。把生态环境保护、修复、建设贯穿于经济建设、城乡建设的全过程，融入经济社会文化发展的各方面，健全促进资源节约、生态保护、绿色发展的系列化激励政策。特别是加强生态系统保护、环境污染防控、资源保护节约、灾害防治的监测、预报、预警的能力建设和提高资金投入、科技投入、人才投入的支撑体系建设。

宁夏生态环境保护及建设的投入水平应高于GDP增长率和一般省区的投入水平，政府应建立专门的生态环境保护、建设的管理、督查、执法制度和队伍，独立行使环境管理、监督、执法职能。

同时还要加强生态文明宣传教育，形成人人关心、监督生态环境保护的氛围，构建政府、企业、公众、媒体共同监督生态文明建设的社会环境。

（三）开展水污染防治专项行动

对水环境采取强化源头控制，水陆统筹、河海兼顾，对区域内河流、湖泊和排水沟实施分流域、分区域、分阶段科学治理，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理，采取控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生态修复等措施，整治城市黑臭水体；重点推广饮用水净化、节水、水污染治理及循环利用、城市雨水收集利用、再生水安全回用、水生态修复、畜禽养殖污染防治等适用技术，开展节水诊断、水平衡测试、用水效率评估，严格用水定额管理，提升监管水平。

进一步深化污染物排放总量控制，完善污染物统计监测体系和流域协作机制；坚持政府市场协同，注重改革创新，严格考核问责，形成“政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与”的水污染防治新机制，实现环境效益、经济效益与社会效益多赢的局面。

五、结束语

（一）宁夏人类活动对生态系统胁迫最大的因子在2005年和2010年是污水排放强度、建设用地强度、人口密度，2014年是污水排放强度、建设用地强度和第二产业增加值；胁迫较小的因子均为水利开发强度和农用地开发强度。说明城市开发建设和人口的集聚对生态系统胁迫较大。

（二）从多因子生态系统胁迫的时空强度分析，人类活动对生态系统胁迫严重的地区集中在银川市、吴忠市、永宁县、贺兰县和青铜峡市等沿黄城市，这些城市的特点是人口集聚、城市化水平高、污水排放量大，对生态系统的综合影响较高。而中、南部地区的国家重点生态功能区涉及的盐池、同心、泾源、海原、彭阳等县人类活动胁迫综合影响较小。

（三）宁夏生态胁迫综合影响变化特征为：总体上生态胁迫综合影响呈现上升的趋势，尤其是2005年―2010年，这五年是宁夏房地产开发强度较大也是宁夏经济快速发展的时期，生态胁迫明显上升，2010年―2014年趋于平稳，上升趋势明显的以银川市、吴忠市、中卫市为首；而盐池县、彭阳县和泾源县随着退耕还林还草工程的实施，生态胁迫综合影响逐渐减轻。

（四）通过生态治理和污染防治可以增强生态系统服务功能，减轻生态胁迫综合影响。

参考文献：

[1] 王继伟，刘康等.关中地区人类活动对生态系统胁迫变化影响评估[J].安徽农业科学，2014，42（11）：27- 29.

[2] 柏超，陈敏，肖荣波，庄长伟等.广东省生态环境胁迫综合评价研究[J].广东农业科学，2014（14）：144- 147.