内容摘要:无论是生态风险评价还是生态脆弱性评价,都是为了准确把握村庄生态系统的完整性、健康状况,以及村庄生态系统面临环境压力时的反应状况,进而确定村庄生态系统的自身安全程度,以及对人类需求的持续支撑能力,以便推进村庄经济、社会和自然生态的协调统一.通过计算村庄生态足迹总供给与总需求之间的差值——生态赤字或生态盈余,既能反映村庄的资源消耗强度和资源消耗总量,又能反映村庄的资源供给能力,揭示村庄可持续发展的生态阈值。景观生态评价法可以有效揭示村庄生态空间的稳定性,并以空间演化来分析生态安全及其涉及的相关问题,如生态适切性分析、生态修复力分析、生态抗干扰或抗退化能力分析、生物种群源的持久性和可达性分析等。
关键词:村庄;生态环境;分析;评价方法
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美国的村庄是以一个或几个小型家庭农场为基础而形成的人口聚落。截至2016年,美国的小型家庭农场约有230万个,占地面积为9.5亿英亩,平均每个农场的面积为418英亩(约等于2400亩),在此基础上形成了190万个大小不等的村庄,其生产的农产品占全美农产品产量的81%。正是因为村庄在全美农业生产中的重要地位,尤其是村庄的环境质量与农产品的食品安全息息相关,美国联邦政府于1969年颁布了《国家环境政策法案》,对村庄的环境保护问题加以规制。随后又于2004年颁布了《住房法》、2008 年颁布了《粮食、保护与能源法案》、2010年通过了《农村节能计划法案》、2014年颁布了《农业法案》等法规,对村庄地区的社区发展、资源使用、基础设施建设、生态安全等做了较为全面的规制。特别是,上述法案几乎都对村庄的生态安全评价做了或详或略的规定,成为对美国村庄进行生态安全评价的重要法律指引和行动参照。
基本模型:PSR
美国村庄的生态安全评价主要是基于特定的模型,运用恰当的方法对村庄可能面临的生态风险和生态脆弱性进行评价。前者主要是了解村庄生态系统中发生非期望性事件(水土流失、土地沙化、森林退化、环境污染等)的概率和后果;后者主要是了解村庄生态系统对环境变化、自然灾害等表现出的易于受伤害和损失的程度。无论是生态风险评价还是生态脆弱性评价,都是为了准确把握村庄生态系统的完整性、健康状况,以及村庄生态系统面临环境压力时的反应状况,进而确定村庄生态系统的自身安全程度,以及对人类需求的持续支撑能力,以便推进村庄经济、社会和自然生态的协调统一,促进村庄乃至周边居民的可持续发展,确保村庄的自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全。
自20世纪60年代以来,随着美国对村庄生态安全关注程度的不断加强,加之美国东、中、西部村庄自然生态的巨大差异,对不同地域村庄生态安全的评价,采用过多种评价模型,如DSR模型(驱动力—状态—响应模型)、DPSEER模型(驱动力—压力—状态—暴露—影响—响应模型);DPSIR模型(驱动力—压力—状态—效果—响应模型)。这些模型均考虑了村庄生产生活对环境造成的影响、村庄生态安全面临的压力,以及村庄对环境安全问题所采取的预警、防范、化解、消除等一系列措施。
在各种评价模型中,PSR模型(Pressure-State-Response,压力—状态—响应)的运用最为广泛。其中,压力(Pressure)主要用来描述人类活动对村庄生态环境施加的直接破坏或间接干扰,其数值反映村庄生态环境由于人类活动所面临的负荷状况,主要包括人口压力指标、资源压力指标等。状态(State)主要用来描述村庄生态环境的质量状况,包括人类活动向村庄排放污染物或废弃物的多少,以及人类活动对村庄生态环境的干预导致的环境质量降低等一系列状况,主要包括空气质量指标、水土环境状态指标、动植物品种多样性指标等。响应(Response)主要用来描述村庄居民针对生态系统面临的压力和现状,所采取的具体管理措施及方法,主要包括村庄生态安全保护措施指标、生态环境维护投资指标等。
在PSR模型的运用中,其压力、状态、响应等各类指标的选择一般遵循科学性、系统性、可控性、可比性等原则,运用层次分析法(APH),将影响村庄生态安全的指标分为最高层、中间层、最低层三个层次,确定各层次的具体指标及其权重,再根据所选指标的计算值并结合权重得出各项加权分值,得出村庄生态安全综合评价指数(ESCI)。综合评价指数值越大,生态安全质量越好。
PSR模型具有系统性、便捷性等特点,能够较为系统地反映一个村庄的人类活动与资源环境之间的关系状态,遂成为美国评价村庄生态安全现状和潜力的基本模型。
主要评价方法:生态足迹法
美国对村庄生态安全的评价,除了依据特定模型外,还有其他一系列评价方法。
一是模糊综合评价法。美国在对村庄生态安全进行评价时,由于评价客体的多元性、评价标准中存在一定的弹性、评价影响因素的复杂性以及定性指标难以量化等一系列问题,使得人们难以用确定的“非A即B”思维,描述村庄生态安全现状,常常存在着“亦A亦B”的模糊现象。这种模糊性很难用经典数学模型加以统一量度。而运用模糊综合评价法可以做到定性和定量因素相结合,提高评价的精确度和可信度。模糊综合评价法基于模糊集合,从多个指标对村庄生态安全状况进行综合性评判,并确定其隶属等级和安全区间。模糊综合评价法一方面考虑到定量指标的客观精确性,另一方面又注重发挥人的辩证思维的能动性,使评价结果更接近实际情况。
二是生态足迹法。生态足迹是指在一定的科技水平下,能够连续地供给资源或吸纳排放废物的、具有生物生产能力的村庄地理空间。生态足迹分析的重点是村庄地理空间的供给与排放,主要计算在特定的人口规模和生产规模下,村庄维持资源消费及废弃物循环利用所必需的生物生产性土地面积(包括耕地、林地、草地、建筑用地和水域等土地类型)。其中,生态足迹供给主要计算村庄自然生态系统的承载力。通过计算村庄生态足迹总供给与总需求之间的差值——生态赤字或生态盈余,既能反映村庄的资源消耗强度和资源消耗总量,又能反映村庄的资源供给能力,揭示村庄可持续发展的生态阈值。生态足迹法作为美国村庄生态安全评价的主要方法,将生态学理论与数学原理相结合,可直接分析某村庄在特定时间范围内的生物生产率,并通过将村庄资源能源的拥有与消费相比较,判断一个村庄的生态承载力是否处于有效范围内,从而大幅简化了评价指标体系。
三是景观生态评价法。景观生态评价法具体包括景观生态安全格局评价法和景观空间邻接度评价法两种。景观生态安全格局法主要通过建立村庄动植物品种空间运动态势阻隔面,判断村庄物种的空间安全格局。景观空间邻接度法则通过建构空间邻接长度比、数目比和面积比,分析耕地、林地、草场等遭受的危险程度,进而计算出景观安全度。景观生态评价法可以有效揭示村庄生态空间的稳定性,并以空间演化来分析生态安全及其涉及的相关问题,如生态适切性分析、生态修复力分析、生态抗干扰或抗退化能力分析、生物种群源的持久性和可达性分析等。
四是“3S”技术法。“3S”技术法主要是将RS、GIS、GPS三项技术结合起来,为美国村庄生态安全评价提供现代空间信息技术支持的方法。其中,RS(Remote Sensing)即遥感技术,它是通过人造地球卫星上的遥测仪器,把对村庄表面实施感应遥测和资源管理的监视(如对树木、草地、土壤、水、农作物、鱼类和野生动物等的资源管理)结合起来的一种技术。GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个村庄空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、计算、分析、描述和展示的技术系统。GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,它的基本原理是测量出已知位置的卫星到村庄用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道村庄接收机的具体位置。在美国村庄生态安全评价中,“3S”技术法将RS技术提供快速更新、从微观到宏观的各种形式数据的信息优势,与GIS技术强大的数据管理与空间分析功能以及GPS技术精确定位功能相结合,形成了村庄尺度上兼备评价、预测与预警功能的生态安全评价方法。
(本文系国家社科基金重大研究专项项目“国家治理体系和治理能力现代化”(17VZL021)、广东省哲学社会科学“十二五”规划2014年度项目“我国城市政府向社会组织职能转移中的激励型行政引导模式研究”(GD14CZZ01)阶段性成果)
(作者系广州大学公共管理学院教授)
- 国家社科基金重大研究专项项目“国家治理体系和治理能力现代化”(17VZL021)、广东省哲学社会科学“十二五”规划2014年度项目“我国城市政府向社会组织职能转移中的激励型行政引导模式研究”(GD14CZZ01)阶段性成果







