（环境科学专业论文）哈尔滨都市圈生态安全系统分析.pdf

a b s t r a c t i nm o d e mt i m e s ，t h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dt h ea d v a n c e m e n to ft e c h n o l o g yh a v e m a d el r e n a e n d o u sc h a n g e s ，h u m a ns o c i e t yh a v es t e p p e di n t oaf a s ts p e e dd e v e l o p i n gp e r i o d ， b u tt h ep r o g r e s si nt e c h n i q u ea n de c o n o m yb r i n g st h ed e t e r i o r a t i o no fs u r v i v a le n v i r o n m e n t a n dt h ec r i s i so fe c o l o g y w eh a v et of a c et h eb a l a n c eo fd e v e l o p i n ge c o n o m ya n dp r o t e c t i n g e n v i r o n m e n t g o v e r n m e n t sh a v et a k e ng r e a tr e c o g n i t i o n st ot h es h i f to fe c o l o g ya n d e n v i r o n m e n t ，t h ee c o l o g i c a ls e c u r i t yh a sb e e nt h ef o r w a r do fa c a d e m i cr e s e a r c h e so fc u r r e n t s u b j e c t s t om a k et h ee n v i r o n m e n tw e l lp r o t e c t e di nt h ee c o n o m yd e v e l o p i n gp r o c e s s ，a n dt o m a k eh u m a n ss u r v i v a le c o l o g yt ob eas a f ea n ds u s m i n a b l es t a t e ，w em u s tu s et h ea d v a n c e d c o u n t r i e s m a t u r ee x p e r i e n c ea n ds y s t e mf o rr e f e r e n c e ，a n da d e q u a t e l yu s em o d e r ns c i e n c ea n d t e c h n o l o g yi nf u t u r e h a r b i ni st h ep r i m a r yc e n t r a lc i t yi nt h en o r t ho fn o r t h e a s tc h i n a , i nt h ep r o c e s so f i n d u s t r i a l i z a t i o na n dc i v i l i z a t i o n ，t h ei n c r e a s eo f p o p u l a t i o ni n c r e a s e dt h ed e m a n do f r e s o u r c e s a n de n v i r o n m e n t , a n da g g r a v a t e dt h ep r e s s u r eo f e c o l o g ya n de n v i r o n m e n t a c c o r d i n gt ot h ep r o g r a m m i n go fh e i l o n g j i a n gt o w ns y s t e m ，t h et e x ta s s e s s e dt h ee c o s e c u r i t yo fh a r b i nc i t ya r e aa n ds u i h u ac i t ya r e ai nh a r b i nm e g a l o p o l i s b a s e do nt h ep r e v i o u s r e s e a r c h e sa b o u te c o l o g i c a ls e c u r i t y , w eu s et h ep r i n c i p l eo fa n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s st o s y s t e m i c a l l ya n a l y z et h ee c o l o g ya n de n v i r o n m e n to fh a r b i nm e g a l o p o l i s f r o mt h ea n g l eo f a c c e l e r a t i n gt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h ec i t y , w ed e s i g n e dt h ee c o - s e c u r i t ye v a l u a t i o n i n d e xs y s t e ma n ds e l e c t e dp r o p e ri n d e xt oa n a l y z e w es e n ds o m eq u e s t i o n n a i r e st oe x p e r t sa n d 峨t h ed e l p h im e t h o dt oc a l c u l a t ee a c hi n d e x sa t t r i b u t ew e i g h t s a n dw e i g h t e de v e r yi n d e x s c o o - s e c u r i t yd e g r e em u l t i p l i c a t i o n ，f i n a l l yw ed r e wt h er e g i o ne c o s e c u r i t ys t a t e t h er e s u l t s h o w st h a t , i nh a r b i nm e g a l o p o l i s ，t h ee c o s e c u r i t yo fh a r b i nc i t ya r e ai so 6 4 8 2 ，f a i r l y9 0 0 d t h a n0 4 7 18o fs u i h u aa r e a b a s e do nt h ec a l c u l a t er e s u l t w eb r i n gf o r w a r dt h ei d i o g r a p h i c m e a s u r et om a i n t a i nt h ec o o - s e c u r i t yo fh a r b i nc i t y , a n dh o p e dt h a tt h et e x tw i l lb eh e l p f u lf o r t h ef u t u r ee o d s e c u r i t yc o n s t r u c t i o na n de c o n o m i cd e v e l o p m e n t k e y w o r d se c o l o g i c a ls e c u r i t y ；e c o s e c u r i t ye v a l u a t i o n ；h a r b i nc i t ye c o l o g y ；a h p ( a n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s s ) ；i n d e xs y s t e m 1 i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盎j 垦盎些盘生或其他教甍 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期：扫7 年月膳日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞些盎些盘堂有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权盎些叠些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字嗍词年6 月f 扣 导师签名： 签字日期：占h 7 年朗亨日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：舅秘江吨觎够电话：孵啪口d 班 通讯地址：绵淳印葫角百汉水努；嬲邮编：妒 l 绪论 1 绪论 1 1 研究背景 从2 0 世纪下半叶以来，随着各国社会经济快速发展和人口迅速增长，人类对自然 资源的开发加快、消耗飙升，对生态的破坏越来越严重。水士流失、干旱洪涝、沙尘 暴、泥石流、水污染、大气污染、垃圾污染等都在威胁着人类的健康和发展，威胁着我 们生存的环境，也严重威胁着各国经济、社会的可持续发展。 我国生态环境基础比较脆弱，庞大的人口对生态环境形成了重大而又持久的压力， 加上过去相当长的时间内以牺牲环境求发展的传统发展模式对生态环境造成很大冲击和 破坏。到现阶段，我国生态安全问题已经在国土、水、生命健康和生物等多方面突显出 来。如水土流失严重，湖泊退化萎缩江河断流，水资源严重短缺，水体、大气污染、 食品污染严重，土地荒漠化加剧，土壤质量变差和非农业建设用地大幅度增加使耕地资 源不断减少等【l l 。到目前为止，生态环境和资源退化带来的生态威胁，已经在我国引起 高度警觉l “j 。 工业社会的发展使人类一直陶醉在对自然的征服中，然而人类是自然的一部分，人 类的存在和发展离不开自然，只有遵循人与自然和谐发展的思想，人类社会才能健康持 续地发展。随着全球气候变暖、臭氧层空洞、土地荒漠化、生物多样性锐减等全球性生 态环境问题的加剧，对于生态系统功能、生态安全和生态风险评价等方面的研究越来越 受到重视【5 7 l 。人们逐渐意识到生态安全问题是整个生态经济系统可持续发展的生存保 障，是区域或国家其他生态安全的载体和基础。人类社会发展需要建立可持续的安全生 存体系，因此，生态安全问题研究成为备受关注的领域1 ”。 生态安全也是国家安全体系中的重要环节之一，是与军事安全、经济安全等国家传 统安全同等重要而且相对独立的一个因素，也是其它安全的基础和载体 9 , 1 0 】。如果一个 国家生态安全阂值较低，生态资源储备比较匮乏，必然会影响整个国家的持续发展，甚 至动摇国家稳定的基础i l l 】。目前，发达国家的生态安全阈值一般都较高，已将确保健康 的环境和充足的自然资源纳入其国家利益和国家安全范畴，在外交、军事、贸易等政策 之中把生态安全看作一种新的意识形态工具和与国家利益密切关联的新的安全概念，并 已达成共识。 1 1 1 生态安全理论的提出 随着人类活动深度和广度的加剧，各类灾害性的生态问题一次次地向人类发出警 告，使人类认识到生态环境的重要性。生态环境恶化所引发的各种问题，不仅影响经济 的持续发展，更关系到人类的生命与健康，也引发不同生活习惯、宗教信仰、发展水平 人们的强烈关注。人们迫切地感受到生态对经济发展所带来的重大影响及其存在的安全 i 绪论 性问题陋1 4 l 。随着经济的发展和生态危机的出现，人类对环境问题的认识和研究也经历 了一个逐渐深刻的过程。 1 9 7 7 年美国世界观察研究所所长菜斯特r 布朗在建设一个持续发展的社会 一书中，对环境安全进行了号门阐述，并在此基础上提出了国家安全的新的内涵l l ”。布 朗指出了环境安全对国家安全的威胁还没有引起人们重视的原因是因为“最终导致生物 系统崩溃的过程是逐步的和积累的，在它们进入困境或发生灾难之前，很少为人们所考 虑到”。世界环境与发展委员会1 9 8 7 年发表的正式报告我们共同的未来，引起了对 环境安全问题的世界性关注，并在其报告中正式使用了“环境安全”这一名词【1 6 】。国际 应用系统分析研究所于1 9 8 9 年提出生态安全一词，指在人的生活、健康、安乐、基本 权利、生活保障来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁 的状态【1 7 】。生态安全的研究则始于2 0 世纪9 0 年代初期，研究内容集中在基因工程、 农药、化肥的生态影响和安全方面，后来扩展到与生态系统安全有关的生态环境监测和 预警方面【1 8 】。美国在新世纪国家安全战略中对资源安全，生态安全进行了描述，制 定了国家生态安全战略，生态完整成为美国国家安全的核心。 近年来，随着全球气候变暖、土地荒漠化、海平面升高、生物多样性锐减等全球性 生态环境问题的加剧，对于生态系统功能、生态安全和生态风险评价等方面的研究越来 越受到重视。国内外的学者从生念系统过程、生叁服务功能的维持、提高生态系统价 值、生态安全指标体系的构建、生态安全评价的方法、生态风险评价的内容、方法和步 骤等多方面开展了研究【1 9 - 2 引，并取得了一些成果。 生态安全的研究发展经历了两个阶段：第一阶段局限于国内环境保护：第二阶段则 扩大到国际范围，其重要性不亚于传统国家安全中的军事安全。目前许多国家包括美 国、英国、德国、加拿大等国以及北约、欧洲安全与合作组织和欧盟、联合国等国际组 织均开展了大量研究，发表了一批代表性研究报告及文献，并将生态安全列入国家、全 球安全战略目标。 过去的对全球变化风险的科学评价大都集中在剖析发生的全球变化上，而很少关注 这些变化可能对生态系统和社会带来的危险。随后的研究逐渐深入到影响环境安全的具 体因素，如人e 1 2 9 3 0 、传染病【3 1 1 和资源【3 2 】等。自2 0 世纪8 0 年代始，国外一些专家和学 者从不同角度关注和探讨生态安全问题，在具体工作中也有不少卓有成效的实践。 我国在2 0 0 0 年颁布的国家生态环境保护纲要中首次明确提出“维护国家生态 环境安全”的目标，从战略的高度明确提出了“国家生态安全”的概念。 人类正不断面临着新的威胁，影响国家安全的因素已不再仅仅是国防安全、政治安 全和经济安全，学者们相继扩充了“国家安全”的概念，同时提出了“生态安全”、 “环境安全”、“资源安全”等新的概念和问题，使生态安全研究成为当前地学、资源 与环境科学以及生态学研究的前沿任务和重要领域。 l 绪论 1 1 2 生态安全的摄念 安全是主体存在的种不受威胁、没有危险的状态。生态安全是源于生态与安全交 叉领域的新概念。这一概念的提出反映了人类对由生态问题引起的安全问题以及安全问 题所涉及的生态问题的深切关注，它拓展了生态观和安全观的内涵【3 3 l 。但是到目前为 止，对这一概念尚没有一个准确、公认的界定。不同的学者从多学科、多层次出发，提 出了许多各自不同的表述，其中有的侧重人文社会科学，有的从经济学的角度出发，但 更多的是基于生态学的基础，从生态系统的层面去了解和认识。 从“生态安全”一词的提出至今，其概念存在诸多说法，不同学者因不同的研究对 象与研究尺度对生态安全的概念有不同的理解。从国家或全球尺度提出的生态安全概念 认为，生态安全是维护一个地区或国家乃至全球的生态环境不受威胁，能为整个经济社 会可持续发展提供保障。从生态系统尺度提出的生态安全概念认为，生态安全是指一个 生态系统的结构是否受到破坏，其生态功能是否受到损害。 在我国，生态安全问题已引起高度重视。全国人大通过的“十五”计划，把生态建 设和环境保护列为现代化建设过程中必须着重研究和解决的重大战略性问题。理论界， 部分学者站在维护国家安全的高度，阐述了保障生态安全的重要意义。“军事安全、政 治安全和经济安全是致力于生态安全的良好环境，生态安全是其他方面安全的载体和基 础”。国家安全的这四种因素相互联系、相互影响。 尽管不同学者对生态安全的概念给予了不同的表述，通常情况下我们认为，当一个 国家或地区所处的自然生态环境状况能够维系其经济社会可持续发展时，它的生态就是 安全的；反之，就不安全。从系统的研究角度来分，可以将生态安全分为自然生态系统 的生态安全和人类系统的生态安全。所谓“生态系统”的生态安全就是指一个生态系统 的结构是否受到破坏，其生态功能是否受到损害。由水、土、大气、森林、草地、海 洋、生物组成的自然生态系统是人类赖以生存、发展的物质基础。自然生态系统的“生 态安全”的显性特征是生态系统所提供的服务的质量或( 和) 数量的状态。当一个生态 系统所提供的服务的质量或数量出现异常时，则表明该系统的生态安全受到了威胁，即 处于“生态不安全”状态。而所谓“人类系统”的生态安全国际上一般认为他的涵义是 指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要的资源、社会秩序、人类 适应环境变化的能力等方面不受到威胁。综合两者，所谓生态安全，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【3 4 1 。因此生态安全具有两 重含义：其一是生态系统自身是否安全，即自身结构是否受到破坏；其二是生态系统对 于人类是否安全，即生态系统所提供的服务是否满足人类的生存需要。显然前者是后者 实现的基础。 生态安全的概念是在过去已有生态胁迫、生态退化和生态破坏等概念中提取出来 的，是在生态问题直接且较普遍、较大规模威胁到人类自身的生存与安全之后才提出 的。因此，从一定意义上说，生态安全指的就是人类生态安全。 绪论 按这种理解，生态安全是指人类赖以生存的生念与环境，包括聚落、聚区、区域、 国家乃至全球，不受生态条件、状态及其变化的胁迫、威胁、危害、损害乃至毁灭，能 处于正常的生存和发展状态。换句话说，生态安全是人类生存生态处于健康可持续发展 的状态。生态安全的对立面是生态破坏、生态压迫、生态灾害。 1 1 3 生态安全的特点 作为国家安全中的新重心，区别于传统安全概念，生态安全有其不同于传统的军事 安全、政治安全、经济安全的特点： 首先，生态安全具有基础性。人类的一切活动都是以环境为依托的，因而，环境问 题是人类面临的最基本的问题。如果环境出了问题，威胁到人类的生存，那么国家、军 队、经济、发展等等都无从谈起。 其次，生态安全具有主体的多样性。生态安全的状况不是由国家行为直接决定的， 影响生态安全的行为主体常常是各类非国家行为主体，是生活在地球上的每一个人，每 一个群体。一个地区不合理的土地开发利用或是由人口和经济的压力而对资源的过度开 发，都有可能会使区域的生态安全状况急转直下。 第三，整体性和全球性。生态安全问题的整体性也可以理解为局部影响性，即生态 环境中的任何一个局部部分出了问题可能对整个生态循环系统产生重大影响。生态安全 问题一旦发生将不仅仅是局部地区的问题，而有可能最终发展为全球性的生态安全问 题，它的全球性在于，一方面，现实世界是一个“人一社会一自然”符合生态系统，这 一系统是一种有机整体，人和其它生命共同享用同一个地球，地球上所发生的一切，同 所有的人和人以外的所有生命都息息相关：另一方面，当今世界已经处于全球化时代， 环境问题成为重要的全球性问题，生态安全问题的影响已经具有全球的规模，像臭氧层 破坏、污染物转移、气温升高、酸雨等都是全球性的体现。 第四，战略性。对于某个国家或地区乃至全球来讲，生态安全是关系国计民生的大 事，具有重要的战略意义。只有维持生态安全，才可能实现经济持续发展，社会稳定、 进步，人民安居乐业；反之则经济衰退、社会动荡、生态难民流离失所。因此，在制定 重大方针政策和建设项目的同时应该把生态安全作为一个前提。 第五，难可逆性。生态安全具有难可逆性甚至是不可逆性，对于一些生态破坏，恢 复其原生环境是非常困难的，例如滇池、淮河等的治理既需要大量的财力还需要长期的 恢复和控制。虽然通过自然界自我恢复和人类合理整治，能够在一定程度上减轻、缓解 环境灾难，维持生态平衡。但生态系统的支撑能力极其有限，生态破坏一旦超过环境自 身修复的“闽值”，就会造成不可逆转的后果。对于物种灭绝和矿产资源开采等生产过 程，这类生态破坏就是不可逆的。因此，生态安全具有不可逆性。 第六，滞后性，或称隐蔽性。生态安全问题主要方面市由于人和社会活动 起的， 与这种活动产生的经济价值相比较，它的不良后果会在过了很久才表现出来，具有滞后 性和不确定性。生态安全问题的滞后性实际上是生态环境问题累加性的具体表现，生态 i 绪论 问题通常对生态环境的破坏是一步一步渐渐产生的，各类生态问题在出现的过程中具有 相互累加的特性，在这种累加的前期，生态安全受到破坏的迹象并不明显，当这种累加 值达到一定的阂值之后，其危害将最终爆发出来。人们通常是在生态威胁对人类发展产 生重大影响时，才会对生态安全给予高度的重视。 1 。2 研究的意义 东北地区将成为继珠三角、长三角和京津唐之后的中国经济第四极，东北城市经济 圈( 哈尔滨都市圈、长春都市圈、沈阳都市圈、大连都市圈) 将成为东北经济发展和经 济振兴的主体。哈尔滨是东北北部的区域中心，是以哈尔滨市为核心的单一中心型都市 圈( 包括周边的五常市、双城市、阿城市、尚志市、宾县、肇东市等) ，是我国对外开 放的北大门，是东北地区参与东北亚经济合作以及开展中饿贸易的前沿，在对俄罗斯和 独联体及东欧国家的经济合作中，居重要的战略地位 3 5 】。 哈尔滨大都市圈是指黑龙江省城镇体系规划中所确定的以哈尔滨为核心的哈尔 滨城市经济区的范围，包括哈尔滨市区、呼兰区、阿城区、双城市，尚志市、五常市、 宾县、方正县、依兰县、巴彦县、木兰县，通河县、延寿县、绥化市区、肇东市、望奎 县，兰西、青冈、庆安、明水、绥棱、海伦市，共2 2 个市县，总面积8 4 4 3 0 平方公 里，1 9 9 9 年人口1 4 2 0 万。 哈尔滨都市圈是黑龙江省的综合性中心区域，也是东北北部经济发展的发动机和核 心。目前，哈尔滨都市圈处于工业化的中期阶段，产业结构层次较低，为加工与资源开 发并重型，多为低层次的初中级产品。周边卫星城市尚为技术含量不高的资源开发型、 农产品加工型产业，且各卫星城市产业同构现象严重，难以形成都市圈内的集群效应， 也是生态环境质量不高的根源所在。 随着城市化进程的加快，计划经济时期形成的中心城区的一些制造业，其负面效应 已经显现，如环境污染、能源紧缺、水资源不足、人居环境质量差、人均生产力水平不 蔚、经济的集约化水平低等。特别是中心城市外围的卫星城市为了加快经济发展，引进 项目的门槛较低，重污染型项目引进产业园区，加剧了区域资源、环境、生态与经济发 展的矛盾，区域可持续发展面临威胁。 对哈尔滨都市圈进行生态安全研究，能够为东北北部的经济崛起提供生态理论保 障，有利于系统分析哈尔滨大都市圈的生态状况，提高都市圈整体的竞争力，并使资源 和要素向中心城区集聚，有利于资源的优化配置；通过研究，将有助于对圈内产业结构 进行分析，为产业结构的调整和升级提供参考；对都市圈的生态安全评价，将帮助分析 城市圈内的人类生存生态，有利于改善社会福利和人民的生活水平，对其经济、社会和 生态环境的可持续发展将起到催化剂的作用。 2 牛，苏奠伞评价的理论探讨 2 生态安全评价的理论探讨 生态安全是一个新型的研究课题，仍处于探索期，没有形成一个统一的研究模式和 研究思路。不同研究领域的人针对各自的课题，提出了不同切入点，但以定性分析为 主，定量分析较少。通过在线检索结果显示，截止到2 0 0 6 年初，国内与“生态安全” 相关的专著有3 9 本，如曲格平的关注中国生态安全等，期刊数据库中与生态安全 相关的论文有1 8 0 0 余篇，且大都是近年来的研究，主要涉及生物保护，区域景观规 划，农业生态安全评价，监测预警体系研究等内容。国外有关生态安全的著作大都是关 于农业、生物物种、转基因等领域。 2 1 生态安全评价的研究进展 对于生态安全问题的研究经历了一个由环境问题到环境安全再到生态安全的渐进过 程。1 9 6 2 年，美国著名学者r 卡逊( r a c h e lc a r s o n ) 的寂静的春天( s i l e n ts p r i n g ) 的出版，第一次向人类敲响了生态危机的警钟。2 0 世纪9 0 年代以来，国外研究主要围 绕生态安全的概念及生态安全与国家安全、民族问题、军事战略、可持续发展和全球化 的相互关系而展开。1 9 9 6 年地球公约的面对全球生态安全的市民条约中，约有 1 0 0 多个国家的2 0 0 多万人签字。该条约建立在生态安全、可持续发展和生态责任的基 础之上，要求各成员国和各团体组织互相协调利益，履行责任和义务。1 9 9 8 年发表的 生态安全与联合国体系中，各国专家就生态安全的概念、不安全的成因、影响和发 展趋势发表了不同看法，其中有悲观危机的观点，有中立的客观认识，也不乏积极乐观 的见解。总之，生态安全作为一个热点已被越来越多的专家学者和行政长官乃至平民百 姓所重视。 从微观角度看，目前国外关于生态安全的研究主要集中在2 个方面：一是基因工程 生物的生态( 环境) 风险与生态( 环境) 安全；二是化学品的旎用对农业生态系统健康 及生态( 环境) 安全的影响。 在关于生态安全的众多研究中，美国走在了世界前列。美国国务院、国防部、能源 部、环保局、中央情报局及一些大学等，都对生态环境与安全问题给予了高度重视。美 国国防部于1 9 9 3 年成立了环境安全办公室，并自1 9 9 5 年起每年向总统和国会提交关于 环境安全的年度报告。美国前国防部长佩里1 9 9 6 年曾提出一个强有力的环境规划，是 一个强有力的国防的有机组成部分。1 9 9 4 年国会通过环境安全技术检验规划，将环 境安全全部纳入到美国的防务任务之中：1 9 9 7 年，美国中央情报局成立“环境研究中 心”，以维护国家生态安全、国家安全之需；克林顿政府时期对于环境安全作也了较为 详细的说明。 俄罗斯联邦宪法将保障生态安全规定为俄罗斯及其主体共同管辖的事项。俄 罗斯苏维埃联邦社会土义共和国自然环境保护法将保证生态安全作为人和公民的生态 权利得以实现的保障措施。1 9 9 5 年1 1 月1 7 日，俄罗斯通过联邦生态安全法，这是 2 生态安伞评价的理论探讨 一部保障生态安全的专门性联邦法律。日本也较早提出“环境安全关系国家安全”的观 点，并认为“只有在地球环境问题上发挥主导作用，才是日本为国际社会作贡献的主要 内容。” 我国政府公布的全国生态环境保护纲要指出生态安全是国家安全和社会稳定的 一个重要组成部分，并明确提出“维护国家生态环境安全”的目标，提出“保护优先、 预防为主、防治结合”的生态保护总体战略。 自从生态安全的概念被提出以后，国内外学者在建立生态安全评价指标体系方面进 行了很多研究。从反映生态安全程度的生态风险与生态健康两方面而言，国内外许多学 者提出了大量的针对不同尺度的度量指标体系。目前，国际上比较有影响的生态系统安 全指标体系有：以色列希伯莱大学建立并运用于全球评价的“人类活动强度指标 ( h a l ) ”m 1 ：联合国可持续发展委员会以“驱动力( 压力) 一状态一响应( d s r ) 概念 模型”为基础提出的指标体系等。我国的一些学者和研究机构在区域生态系统安全指标 体系方面也进行了不少的努力和探索，提出了制定生态安全指标体系的原则，建立了国 家级和区域性的生态安全指标体系。吴国庆提出了嘉兴农业可持续发展生态安全评价层 次结构模型并对其生态安全状况进行了综合评分【3 7 l ；杨京平、卢剑波【3 8 1 ，左伟、周惠 珍、王桥等【3 9 l 都从不同的角度提出了各自的区域生态安全评价的一般指标体系；其他学 者从土地环境压力、土地生态环境质量、土地生态环境保护和整治能力等方面提出了区 域土地可持续利用的生态安全评价的指标体系【加l 。 建立完善的指标体系是客观准确评价的基础，但指标体系的建立涉及众多学科且需 要对评价系统有足够的认识，不同的生态系统、不同尺度的生态安全分析需要不同的指 标要素，因此，指标体系的建立是一件相当复杂的事情。目前在评价准则和指标评价刻 度的确定方面并未取得突破性进展，国际上尚未有比较完善且被普遍采纳的指标体系。 2 2 生态安全的评价方法 。 生态安全评价是一种多学科、跨层次的综合性工作，它既要求社会科学与自然科学 的综合，又要求决策层、执法层与研究层的结合。目前从学术层面上对生态安全的研究 尚不充分，其定量评价的方法还处于探索之中，各种方法均有一定的局限性，没有形成 一套公认的方法。国内外学者针对不同地区，不同目标采用了各种评价方法，概括讲包 括统计学评价、模型研究等。 2 2 1 统计数学方法 在全世界来讲这都是一种运用较为广泛且简易的方法。它包括综合指数评价法、层 次分析法、主成分分析法、因素分析法、模糊综合评价法等，而且在具体运用时常常是 综合几种方法。其基本思路就是建立所需评价指标的临界值或评价标准，构建评价指标 体系，对评价因子分别赋予权重，计算最终评价值，完成评价。 2 2 1 1 综合指数法 指数法是建设项目环境影响评价中规定的评价方法，同样可将其拓展而用于生态环 2 乍态霞伞评价的理论探讨 境影响评价中。这种方法可用于生态环境单因子质量评价、生念环境多因子综合质量评 价和生态系统功能评价【4 1 , 4 2 1 。综合指数法是在确定了研究对象评价指标体系的基础上， 运用一定方法对各指标在研究领域中的重要程度进行判断，即确定各指标的权重，再根 据所选择的评价模型，利用综合指数的计算形式，定量地对某现象进行综合评价的方 法。该方法的具体使用步骤如下： 分析研究评价的生态安全因子的程度与变化规律； 建立表征各生态安全因子特性的指标体系； 确定评价标准； 建立评价函数曲线，将评价的环境因子的现状值与预测值转换为统一的无量纲的生 态安全与质量指标，用l - 0 表示( 1 表示生态安全度最高，0 表示最差) ，确定了生态安 全的标准值后，就可以计算出人类活动对生态安全与环境影响的变化值。 根据各评价因子的相对重要性赋予权重： 将各因子的变化值综合，得出综合影响评价值。 2 2 1 2 综合评估法 目前最常用的与常见的方法是层次分析法( a h p 法) 。它是一种对复杂现象的决策 思维过程进行系统化、模型化、数量化的方法，所以又称之为多层次权重分析决策法。 其方法具体如下。 ( 1 ) 明确问题 确定评估范围和评估且的、对象，进行生态因子相关分析，明确各因子之问的相瓦 关系。 ( 2 ) 建立层次结构 将被评估关系按其组成层次构筑成一个树状层次结构，一般地分成为3 个层次：目 标层、指标层、策略层。 ( 3 ) 构造判断矩阵 在每一层次上，按照上一层次的对应准则要求，对该层次的元素( 指标) 进行逐对 比较，并用标度l 、3 、5 、7 、9 和2 、4 、6 、8 以及倒数来比较相对重要性( 度) ( 见表 1 1 ) 。在每一层次上，按照上一层次的对应准则要求，对该层次的元素( 指标) 进行逐 对比较：依照规定的标度定量化后，写成矩阵形式，即为判断矩阵。 表2 - 1 标度及其描述 ( 4 ) 层次排序计算和一致性检验 b 口是计算判断矩阵的最大特征根值及相应的特征向量。另外，对层次分析所得结果 2 生态安全评价的理论探讨 是否基本合理，还需要对判断矩阵迸行一致性检验。 ( 5 ) 评估标准选择 通过上述步骤确定区域生态安全综合评估的指标体系层次结构及各层间的比重，接 着确定相应于指标体系的评估标准体系( 评估的标准可依据国家颁布的标准，也可以根 据具体的研究区域选择合适的评估标准体系) 。 ( 6 ) 判别 依据评价结果对区域生态环境与生态安全状况进行等级划分。 运用层次分析法进行生态安全评价的基本过程： 确定评价区域和对象 j 烯选评价指标 l 翰定指标权重 0 定指标标准值 0 l 计算指标不安全指数 图2 - 1 运用层次分析法对生态安全进行评价的过程 2 2 2 模型研究 建立数学模型是任何评价和管理的有效工具。针对不同尺度，国内外学者建立了相 应的统计模型甩来为生态安全研究提供基础资料，例如用于模拟分析污染物在有机体内 的分布与累积速率及其毒害作用的药物模型( p b p k ) 以及种群统计模型，在生态安全 评价中，可用来分析受毒害生物个体的生长与生理问题，并揭示更多个体毒害后的变异 与响应机理，以便于进行正确的生态风险与生态安全评价；r i c k e r s 等将g i s 与h i s 模 型相结合，提出了一种评价因采伐而导致的生境稳定性随时间变化风险的模型，用于评 价受干扰后生境的有效性、变化趋势或消失的风险程度以及土地利用变化对特定物种生 境的影响等，以便评价各种干扰因素对生态安全的影响。 2 2 3 景观生态学方法 景观分析是定量描述景观结构，建立景观结构与功能间相互关系，并从景观结构变 化中推断功能变化的一种方法。在进行人类活动对生态安全影响的累积效应分析时，常 采用与结构和功能的特点相关的指标，并且采用景观分析对累积效应的来源进行研究。 这种方法虽然不能直接分析开发活动效应，但在区域尺度可分析其环境效应及对安全影 2 牛态发伞评价的理论髹lf 响的作用程度。在生态安全研究中，也可借助传统生态学中计算植被重要值的方法，进 行空间结构的分析，包括对拼块、模地和廊道的调查分析等【4 3 1 。 2 。2 4 模型模拟方法 一种相当于在计算机上做实验的方法，通常有空日j 模型和非空问模型。这些模型描 述环境系统或系统要素的行为特征，或者人类活动对生态系统的影响。模型模拟的精确 度取决于对模拟对象的了解程度和数据的质量，模拟模型对影响源、累积的过程、空间 累积、时间累积、结构与功能变化等均能进行较好的分析。但它的应用必须满足以下前 提：( 1 ) 对环境系统的结构与行为有足够的认识；( 2 ) 具有足够可信的数据和模型； ( 3 ) 具备足够的资金、时间和专业技术。 模型在生态安全研究中具有预测、解释和推断的功能，运用模拟模型能够描述生态 环境系统或系统要素的行为特征或人类活动对生态环境系统的影响 4 4 1 。 2 2 5 g i s 方法 g i s 是6 0 年代迅速发展起来的一门新兴的技术，它是以计算机图形图像处理、数 据库技术和空间分析方法为基础，将普通的数据库操作功能与地图所具有的直观分析功 能相结合，处理一切与地理空间分布有关的资源、环境等多种信息的计算机空间数据管 理与分析系统。由于g i s 所具有的管理与处理分析空间数据的独特优势，使其在各种研 究中的应用不断深入。g i s 通过空间分析的方法，实现对生态、环境、社会、经济等现 象的定量定位研究。g i s 在r s 、g p s 支持下，能够将定量监测和分析方法集于一体， 为生态安全研究提供现代空间信息技术支持，并将发展成为生态安全研究的重要手段和 方法。 2 2 6 主成分投影法 主成分投影法是一种多指杯决策与综合评价的方法，基本原理是在对指标值进行无 量纲化和适当加权处理的基础上，通过正交交换将原有的指标转换成彼此正交的综合指 标，从而消除指标间的信息重叠问题。再利用各主成分设计一个理想决策向量，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。 生态系统健康的整体性评价主要是一种定性的判断，如何将定性评价与定量分析有 效结合，将是以后生态系统健康研究的一个重要课题。此外，建立胁迫与生态系统产生 病变行为( 症状) 的对应关系也是很重要的。 2 3 本文研究机理 本文运用宏观生态学理论对哈尔滨都市圈生态安全进行系统研究，构建哈尔滨市生 态安全的评价指标体系及生态安全实施框架体系。采用区域调查法、问卷调查法、计量 经济学方法，对影响哈尔滨市可持续发展的生态安全的因素进行系统分析。 2 3 。1 研究方法 哈尔滨都市圈生态安全指标体系的建立主要应用系统分析法，其中包括德尔斐法 2 生态安伞评价的理论探讨 ( d e l p l l i ) 和层次分析法( a h p ) ，通过专家评议打分选出适合建立哈尔滨市生态安全指 标体系的各级指标，并对各个单一指标的重要程度进行评判，收集专家的意见，利用 d e l p h i 法将专家分散的意见计算为各指标的权重。系统分析的方法在国内外相关研究中 己普遍应用，技术手段比较成熟，从而保证了研究方法的合理有效性。 2 3 2 技术路线 本论文以哈尔滨市区及周边包括绥化市在内共2 2 市县区域作为研究对象，以哈尔 滨市和绥化市全部行政区域作为评价对象，确定评价指标体系，咨询专家意见，搜集并 整理数据资料，建立模型进行分析，进行生态功能分区，提出对策和建议。技术路线见 图2 2 。 2 3 3 数据来源 本研究所需的基础数据来自于哈尔滨统计年鉴、中国环境统计、中国城市统计年鉴 和黑龙江统计年鉴等文献资料，个别基础数据在已有资料上没有记载的，通过向相关部 门进行查询得到，从而保证了基础数据的无缺和无误。 ：兰童耋尘坚丝! ! 些竺丝兰 图2 - 2 技术路线图 3 哈尔滨市生态五全评价指标体系的构建过程 3 哈尔滨市生态安全评价指标体系的构建过程 2 l 世纪是人类与自然开始走向协调发展与和谐相处的新世纪。环境与发展成为各国 普遍关注的时代主题，健康生存与可持续发展是时代的主旋律，生态文化已成为时代的 潮流。探索“生态良性循环”的发展模式，建设可持续发展的生态城市已成为世界各国 的共识和共同行动，也是人类逐步走向生态文明的历史过程。 生态安全一旦遭到破坏，不仅影响经济和社会的发展，而且会直接威胁人类的基本 生存条件。因此要努力实现一国生存和发展的可持续性，保持土地、水源、天然林、地 下矿产，动植物种资源、大气等“自然资本”的保值增值，永续利用，使之适应国民教 育水平、健康状况水平所体现的“人力资本”和机器、工厂、建筑、水利系统、公路、 铁路等所体现的“创造资本”持续增长的配比要求，避免因自然资源衰竭、资源生产率 下降、环境污染和退化给社会生活和生产造成短期灾害和长期不利影响。 3 。1 哈尔滨都市圈的生态安全状况 哈尔滨大都市圈内具有丰富的自然资源和较好的生态基础等优势。2 0 世纪8 0 年代 以后，该区域经济进入了快速增长期，虽然在生态环境保护方面取得了积极进展，但严 峻的生态环境形势仍然没有改变。自然资源的消耗成倍增长超过了自然生态环境的调节 能力及净化能力，生产和生活的排污量迅速增长，对自然资源任意索取、随意开采、无 偿使用，造成了自然资源损毁、生态破坏和环境恶化。 3 1 1 城市环境污染严重 ( 1 ) 环境质量有待进一步提高。随着城市燃气的普及，大气污染得到了有效控 制，大气总悬浮颗粒物年日平均值从1 9 9 7 年至今，一直呈逐年下降趋势。但与生态城 市相比还有很大差距。哈尔滨市全年空气质量达不到国家二级天数的近半成。污染源主 要来自以石油产品为燃料的机动车尾气和燃烧散煤排放的烟尘。随着机动车需求的不断 增加，汽车尾气成为市区居民生命健康的大敌，由于黑龙江省冬季寒冷而漫长，散煤直 接燃烧取暖的后果构成了对城市环境的严重污染，哈尔滨市是全国4 7 个环境保护重点 城市中人均采暖用煤量最多的城市。为提高大气环境质量，大气污染治理工作有待进一 步加强。 ( 2 ) 城市污水和垃圾处理是直接影响市民生活质量，损害城市形象的大问题。目 前，仅哈尔滨市市区日捧污水近百万吨，几乎全部向江河直接排放，严重污染水体和环 境。其中生活污水基本上是不经任何处理的直接排放，在各大城市中绝无仅有，其处理 能力和城市建设很不相称。随着哈尔滨市水资源可持续利用规划通过评审，松花江 沿江污水截流及处理工程全面启动，哈尔滨市污水处理以市区为重点带动辖县城关镇水 污染的综合治理及2 0 1 5 年前相继建设1 6 个污水处理厂等重大举措会减轻松花江干流的 污染。此外垃圾处理是哈尔滨市又一令人头疼的环境问题。由于城市规模大，垃圾的产 3 哈尔演市生态安牟评价指标体系的构建过程 出量高，据测算，哈尔滨市日产生生活垃圾3 5 0 0 吨，现有的6 处垃圾处理厂都是简单 的、填埋式的处理，按照国家无害化处理要求几乎是“零”，不仅直接危害市民的身体 健康，也损害了城市形象。随着向阳等3 处垃圾无害化处理场的开工，垃圾的最终处理 必然要走回收利用无害化处理之路。 ( 3 ) 工业污染严重，清洁化生产程度低。市区中心地带的工业企业是城市环境污 染源，一些工业企业科技含量低，工艺设备、技术路线落后，传统的先污染、后治理阻 碍了城市生态环境建设进程。近些年，哈尔滨市采段措施前后搬迁了包括电缆厂、哈 拖、车辆厂等多家重污染工业企业。但力度不够，城市中心地区的剩余污染工业企业还 应继续外迁，并充分利用好现有企业的地域优势，搞好土地的出让，同时不能让污染源 离开城区又去污染郊区，无论是城区还是郊区的工业企业都应推行清洁生产。目前，老 工业基地工业企业普遍存在注重抓技术改造，忽视环境保护的问题，清洁化生产遇到诸 多障碍。如何将技术改造与清洁生产有机结合起来，将污染预防贯穿于生产的全过程 是推行清洁生产必须解决的问题。 3 1 2 中心城区过密，二元结构明显 哈尔滨市和绥化市的二元结构主要包括城乡二元结构与城区本身的二元结构。从城 乡二元结构看，两城市市区与所辖县( 市) 相比，无论是人口密度、建筑密度、经济发 展、卫生环境、市民的文化娱乐设旌与道德素质等均相差很大：从哈尔滨城区来看，未 改造的城中村夹杂在城区中，大量外来流动人口占有较高比例，市区2 0 多个城中村多 数为外来人口，有的村流动人口占5 0 - - 8 0 ，而流动人口中绝大多数为农村人口，给 城市改造、社会治安、城乡协调发展带来较大难度。 3 1 3 城市周边草原湿地面临前所未