我国生态安全研究述评

基金项目：国家自然科学基金资助项目（４０２７１０５２）我国生态安全研究述评刘红１，田萍萍１，张兴卫２（１．西北大学环境科学系，陕西西安７１００６９；２．山东省实验中学）摘要：生态安全是国家安全的基础，是环境管理的一个新方面与新目标；首先剖析了生态安全概念及其相关概念的逻辑关系，得出生态安全是生态系统服务功能、生态系统健康及生态风险的充分而非必要条件；对当前生态安全评价的指标体系及方法进行了评述，总结了国内一些有代表性的评价指标如单因子指标、多因子小综合指标、多因子大综合指标及方法包括数学模型法、景观生态学法、数字生态安全模型法；提出发展的３个方向：静态的现状评价转向动态的预测、预警；与现代科学技术相结合；与基础理论相结合。

关键词：生态安全；指标体系；模型；预警ＳｕｒｖｉｅｗａｎｄｐｅｒｓｅｃｔｆｏｒｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｉｎＣｈｉｎａＬＩＵＨｏｎｇｅｔａｌ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ｀ａｎ７１００６９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｉｓｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｎａｔｉｏｎａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｂｕｔａｎｅｗａｓｐｅｃｔａｎｄａｉｍｆｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍａｎａｇｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔａｒｔｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｒｏｍｗｈｉｃｈｐｒｉｃｉｐｌｅｆｉｎｄｉｎｇｉｓｃｏｎｃｌｕｅｄｔｈａｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｉｓｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｂｕｔｎｏｔｎｅｃｅｓｓａｒｙｆｏｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｙｓｔｅｍｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｉｎｇｌｅｉｎｄｅｘ，ｍｕｌｔｉ－ｉｎｄｅｘｏｎａｓｍａｌｌｓｃａｌｅａｎｄｍｕｌｔｉ－ｉｎｄｅｘｏｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｓｓｕｍｍｅｒｉｚｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｍｅｔｈｏｄ，Ｌａｎｄｓｃａｐｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄｄｉｇｉｔａｌｅｃｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｍｏｄｅｌｍｅｔｈｏｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｅｄ．Ｌａｓｔｌｙ，ｈｏｔｔｏｐｉｃｓｉｎｆｕｔｕｒｅａｒｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄ：（１）Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｒｏｍｓｔａｔｉｃａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｔｏｄｙｎａｍｉｃｗａｒｎｉｎｇａｎｄｐｒｅｄｉｃａｔｉｎｇａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；（２）Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｍｏｄｅｒｎｓｃｉｅｎｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；（３）Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｉｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ；ｍｏｄｅｌｓ；ｗａｒｎｉｎｇ生态安全作为与国家安全密切相关的一个政治名词，近１０年才逐渐赋予其科学内涵。

在我国正式以生态安全为研究内容和对象始于１９９８年。

之后，肖笃宁等对生态安全进行了较为系统的阐述，目前的研究主要集中在对生态安全的认识、评估上，而生态安全监测、预测等方面的研究则有待进一步深入。

１生态安全概念认识及与相关概念的逻辑关系１．１生态安全概念目前关于生态安全概念基本上存在着广义和狭义两种理解：前者以ＩＡＳＡ于１９８９年提出的为代表，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全；后者是指自然和半自然生态系统的安全［１］。

我国学者对生态安全的理解多集中在其狭义概念上，主要从生态系统或者生态环境方面对其进行阐述。

左伟［２］将生态安全理解为一个国家或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；王朝科［３］认为生态安全是指生态系统保持过程连续、结构稳定和功能完整的一种超稳定状态；郭中伟［４］从生态系统服务功能角度概括了生态安全的含义：一是生态系统自身是否安全，即其是否受到破坏，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态需要；黄青等［５］从生态承载力的角度对生态安全进行理解，认为人与环境相互作用的过程中，生态系统的承载能力大于人类对它的影响时所处的一种状态。

也有学者［１］将生态安全与保障程度相联系，把生态安全定义为人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响的保障程度。

显然，从不同的角度都可以对生态安全做出不同的解释与定义，但无论如何，生态安全所表征的是一种存在于相对宏观尺度上的不受胁迫的安全状态与和协的共生关系，主要包括资源安全、生物安全、环境安全与生态系统安全，其终点是人类安全。

１．２生态安全与相关概念的逻辑关系从对生态安全概念的理解上可以看出，生态系统服务功能、生态系统健康、生态风险都是与生态安全有着密切联系的３个概念。

其中，生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用［６］，它强调生态系统尤其是自然生态系统的输出作用即对人类社会经济系统的支持作用，所表达是一种单向的、由生态系统指向人类社会经济系统的不可逆关系，是自然生态系统的属性。

生态系统健康是环境管理与生态系统监控的目标，根据Ｃｏｓｔａｎｚａ［７］等对生态系统健康的定义可知，如果一个生态系统是稳定和持续的，也就是说它是活跃的、能够维持它的组织结构，并能够在一段时间后自动从胁迫状态恢复过来，这个生态系统就是健康的，Ｖ（活力）、Ｏ（组织结构）、Ｒ（恢复力）是表征系统健康的３个主要特征。

因此，生态系统健康主要研究生态系统及其组分的安全与健康状况，即生态系统及其组分对于外界干扰是否能够维持自身的结构和功能。

从这方面看，安全的系统必定是一个能够提供完善服务的健康系统，由安全可以推出服务功能及健康状态，生态安全是系统提供完善服务及系统健康的的充分条件。

生态风险是指特定生态系统中所发生的非期望事件的概率和后果（如干扰、灾害对生态系统结构所造成的损害）［１］，不能认为没有风险的生态系统就是安全的，需要与系统所处的健康状态及系统所提供的服务相联系，但安全的系统一定不存在任何风险，因此，生态安全也是生态风险的充分而非必要条件，生态风险从反面表征了系统安全受胁迫的程度。

无论如何，生态系统服务功能、生态系统健康与生态风险均以生态系统为基本出发点，着重研究生态系统的安全水平，而生态系统安全又是生态安全研究的核心。

２生态安全评估２．１评价指标体系国土与自然资源研究２００６Ｎｏ．１ＴＥＲＲＩＴＯＲＹ＆ＮＡＴＵＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳＳＴＵＤＹ・５７・文章编号：１００３－７８５３（２００６）０１－００５７－０２中图分类号：Ｑ１４８文献标识码：Ａ３发展方向３．１静态的现状评价转向动态的预警、预测目前所进行的生态安全评价工作其实是整个评价系统中的一部分———生态安全的现状评价，是对复杂系统内部各子系统间关系的静态评价与描述，而要赋予生态安全概念持久的生命力，过程安全愈来愈受到重视，从静态的现状评价转向动态的预警评价及管理是生态安全评价系统发展的必然趋势，并且，预警评价只有建立在定量的基础上，才具有较强的可操作性，因此，结合环境预警评价理论与模型，积极探讨兼备评价、预警与预测的生态安全模型将成为未来研究的重点领域。

３．２与现代科学技术相结合把ＧＩＳ，ＲＳ，ＧＰＳ和高速计算机计技术整合到生态安全模型及预警、预测分析系统的建立与完善中去，将是未来几年生态安全研究的强大动力。

３．３与基础理论相结合随着研究的深入与细化，生态安全在指标体系建立上经历了单因子评价指标到多因子小综合评价指标再到多因子大综合评价指标。

其中，单因子指标多数针对环境“污染和毒理”危害的风险评价和微观生态系统的质量与健康评价建立起来的能够表征系统安全水平的关键生物因子或环境因子。

如陈卓全等［８］通过对植物挥发性气体的实验研究分析了植物挥发性气体对周围环境、生物尤其是人类健康安全的影响；傅和玉［９］通过特定农药不同剂量下害虫与天敌的活率比作为农药的生态安全性指标。

多因子小综合评价指标体系的建立则侧重于生态安全的生物的或资源、环境方面的含义，多数是针对自然或半自然生态系统安全状况而言的。

如陈浩［１０］以土壤、植被、水分、风力等环境因子为指标，评价了荒漠化地区的生态安全状况；林彰平等［１１］将土壤类型、风力、农药施用量、植被覆盖率、生物多样性指数、保护区面积率、水域面积率、农田灌溉率等生态及环境指标作为镇赉县生态安全评价指标并建立了相应的指标体系；张雷［１２］从资源安全角度出发，综合选取了耕地资源、矿产资源、能源矿产、森林资源和ＣＯ２等６个资源环境要素对１０个人口大国计算安全系数，通过数值和类别比较来说明我国资源环境安全程度。

多因子大综合指标同时考虑了不同范畴的评价指标，不仅包括生物与资源环境方面的，还包括生命支持系统对社会经济及人类健康作用的指标，并且指标体系的建立是在一系列概念框架尤其是ＯＥＣＤ提出的Ｐ－Ｓ－Ｒ框架下展开的，如左伟［２］在ＰＳＲ基础上，构建了满足人类需求的表征生态环境系统服务功能的生态环境状态指标、人文社会压力指标及环境污染压力指标作为区域生态安全评价指标体系；刘勇［１３］以区域土地资源可持续发展为目标，构建了包括土地自然生态安全、土地经济生态安全、土地社会生态安全指标体系，选取２０作项指标因子对嘉兴市１９９１年及１９９７年的土地资源安全善意进行综合评估；另一种具有代表性的评价指标体系将生态安全评价的指标划分为环境安全指标、生物安全指标、生态系统安全指标［１４］。

尽管综合评价指标体系的建立体现了评价者力求全面反映评价对象本质的愿望，但由于生态安全评价作为一门交叉学科的评价，综合评价指标体系的建立十分复杂，指标建立难免会有失偏颇。

但无论如何，诸多生态安全评价实践，对于完善生态安全评价指标体系均有借鉴意义。

２．２生态安全评价方法研究随着生态安全研究的进一步深入，其评价工件在积极吸纳各相关学科、领域的研究成果基础上，在方法上得到了长足的发展，近几年生态安全评价呈现出的一种新局面，其评价方法可归结为数学模型法［１０，１５￣１８］、生态模型法［１９］、景观模型法［２０，２１］、数字地面模型法［２２，２３］等４种方法（表１）。

此外，不少学者为克服单一数学模型存在的缺陷，在综合各方法优点基础上，相继开发了多种方法相结合的复合评价模型，如ＦＤＡ（模糊综合评价—层次分析—主成分分析）模型［２４］、多级模糊综合评价—灰色关联优势分析模型［２５］、模糊—变权模型、层次分析—变权—模糊—灰色关联复合模型［２２］等。