海岛生态安全预警

生态安全与国防安全、经济安全同等重要,是国家安全的重要基石(曲格平,2002),科学地维护生态安全是我国生态文明建设的主要组成部分。生态安全作为决定人类生存与发展的根本问题,目前已成为生态学、地理学、环境科学、安全科学以及灾害科学等相关学科研究的热点问题。国内外学者从生态安全概念、影响因素、演变机理、驱动机制、生态安全评价与预警、生态安全格局和生态安全调控等方面进行了卓有成效的研究。作为生态安全重要研究内容的生态安全预警是指对区域资源开发利用的生态后果,生态环境质量的变化以及生态环境与社会经济协调发展的评价、预测和警报,是对危机或危险状态的一种预前信息警报或警告(傅伯杰,1993)。因此,生态安全预警研究对采取有效的安全调控机制,改善区域生态安全状况具有重要的理论意义和实践价值。

国外学者对生态安全预警的研究主要集中在生态风险预报、生态环境冲突预警、自然灾害预警等方面,并形成了相对完善的概念体系和预警方法。国内学者主要从生态安全预警的机制、评价与测度、预警模型、预警技术与系统设计等方面对其进行了研究,使用的研究方法和技术主要有能值分析法、模糊综合评价法、人工神经网络法、可拓分析法、GM(1,1)模型以及“3S”技术等。从这些研究文献来看,学者们在进行生态安全预警研究时采用了静态的常权方法计算预警指标权重。

然而,常权法在及时发现生态安全警情并及早发出报警方面的灵敏性相对较差,不能及时、准确地反映生态安全预警信息(吴冠岑,牛星,2010),当某预警指标显示极端危险时,如果按常权方法来处理,由于预警指标较多,各个指标权重相对较低,其危险状态在很大程度上会被忽视,从而不能客观反映其真实警情。故而常权方法具有一定的片面性,可能导致不科学的预警结果。再者,生态系统是一个动态的、不断发展演变的复杂系统,每个指标在预警过程中的地位也会相应地发生变化,指标权重也会随之呈现出一个不断调整和拟合的过程,即指标原始值的变化导致权重的变化,而通过常权法计算得到的常权权重就不能体现这一过程。然而,使用变权模型,即各因素的权重由各因素的组合情况决定的模型,可以有效地克服这一缺点。使用变权模型计算权重既可考虑生态安全预警影响因素的权重,又能考虑各影响因素状态值之间的组态水平,还可以反映各个影响因素在预警过程中的作用。因此,在生态系统预警研究中,权重向量是随着状态水平变化而不断变化的,应该采用变权模型来反映这一变化过程,即需要根据其具体情况选择合适的状态变权向量是生态安全预警研究必须解决的一个关键问题。在实际研究中,变权模型被广泛地应用到土地生态安全评价、水质综合评价、企业风险评价、道路安全评价、桥梁评价、土地质量评价、生态适宜性评价、自然灾害评价等诸多领域,并取得了良好的效果,但其在区域生态安全预警研究中鲜有报道。本研究以浙江省舟山群岛为例,使用变权模型对其2000—2012年生态安全状况进行预警研究,并采用马尔科夫预测方法对2013—2015年生态安全警情状况进行预测,以期创新生态安全预警研究方法、丰富生态安全研究内容,并为舟山群岛生态安全的合理调控提供决策参考。