基于系統(tǒng)仿真和情景模擬的崇明生態(tài)安全評(píng)估.pdf

1、生態(tài)安全是可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ),與軍事安全、政治安全、經(jīng)濟(jì)安全一起共同組成了國家安全體系,是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),是當(dāng)前全球范圍的重要議題。島嶼是海洋資源研究在地理空間上的重要載體,具有特殊的生態(tài)環(huán)境特征。同時(shí),海洋經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展與島嶼生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性共同決定了其生態(tài)安全問題的嚴(yán)峻性。而且進(jìn)行典型區(qū)域性的生態(tài)安全的理論與實(shí)踐研究,有助于完善和豐富該領(lǐng)域的理論和方法,有利于指導(dǎo)實(shí)際生態(tài)安全體系建設(shè)的科學(xué)性和有效性。崇明是21世紀(jì)上?？沙掷m(xù)

2、發(fā)展的重要戰(zhàn)略空間,“生態(tài)島”的定位和崇明的開發(fā)與開放為崇明生態(tài)建設(shè)和管理工作提出了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在上述背景下,進(jìn)行崇明生態(tài)安全的評(píng)估,并探索生態(tài)安全的管理和保障措施,對(duì)于促進(jìn)崇明經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,改善島嶼生存環(huán)境具有重大意義。
　　 論文在回顧國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上對(duì)生態(tài)安全的概念及其體系進(jìn)行了界定；在考慮現(xiàn)有崇明的環(huán)境和政策背景下,找到目前崇明島存在的生態(tài)安全的主要問題；以復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論為理論基礎(chǔ),運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法和軟件工

3、具對(duì)崇明復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模,并運(yùn)用該模型對(duì)未來的系統(tǒng)狀況的發(fā)展趨勢和主要的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真；構(gòu)建了適合河口島嶼特點(diǎn)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并進(jìn)行生態(tài)安全的綜合評(píng)價(jià)及空間分異研究；基于動(dòng)力學(xué)模型所揭示的崇明生態(tài)系統(tǒng)的作用機(jī)制和特點(diǎn),以及崇明生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果,提出管理和保障的對(duì)策和措施。論文的主要研究結(jié)果體現(xiàn)在以下方面:
　　 第一,對(duì)生態(tài)安全概念的演化歷程和特點(diǎn)進(jìn)行了梳理,認(rèn)為生態(tài)安全是指生態(tài)質(zhì)量的狀況和受威脅時(shí)的狀態(tài)；可

4、以通過對(duì)生態(tài)系統(tǒng)自身的健康水平和系統(tǒng)所承受的外來生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的分析,較為完整地評(píng)價(jià)和度量區(qū)域生態(tài)安全的水平。
　　 第二,生態(tài)安全格局的時(shí)空變化同時(shí)受到自然和社會(huì)作用力的影響。崇明特殊的地理特征、區(qū)位條件決定了崇明生態(tài)安全問題的復(fù)雜性,而新一輪社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展則為崇明生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來了更大的壓力和挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性和穩(wěn)定性較差；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源的多樣性和多尺度性；未來土地覆被的較大變化將對(duì)生態(tài)安全產(chǎn)生深刻影響等問題。
　　

5、 第三,運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法和工具建立的崇明復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,由人口、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境和生態(tài)五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)現(xiàn)狀趨勢的仿真和現(xiàn)有規(guī)劃方案模擬比較可以發(fā)現(xiàn):各規(guī)劃方案的模擬的結(jié)果均優(yōu)于現(xiàn)狀趨勢,因?yàn)橹饕怯捎谝?guī)劃方案在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和生態(tài)建設(shè)方面提出了較高的目標(biāo),從而減少了由于自然災(zāi)害、環(huán)境污染和資源短缺而造成的凈GDP的損失。未來13年(2007-2020)年經(jīng)濟(jì)的快速增長將是未來崇明生態(tài)安全的主要壓

6、力;資源問題將成為崇明未來發(fā)展的主要制約因素,尤其是能源問題突出；環(huán)境污染物排放的快速增加將很大的影響崇明生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。依據(jù)系統(tǒng)特征和方案模擬比較分析的結(jié)果,可以選擇用于衡量生態(tài)安全水平的指標(biāo)集合,并確定生態(tài)安全評(píng)價(jià)的參考閾值。
　　 第四,通過情景設(shè)定,運(yùn)用SD模型對(duì)威脅崇明生態(tài)安全的主要的風(fēng)險(xiǎn)因子(咸水入侵、風(fēng)暴潮和交通狀況改變)進(jìn)行了仿真,主要有以下結(jié)論:盡管目前淡水資源仍有不少剩余,但隨著淡水需求的快速增長,咸水入侵導(dǎo)

7、致的淡水資源缺口愈加明顯；在交通影響情景下,未來主要變量(總能耗和污染物總量)的增長幅度將較原有情景下更大,在整體系統(tǒng)中環(huán)境將承受更大的壓力；不同災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)下各方案的災(zāi)害損失都是隨崇明島發(fā)展呈現(xiàn)時(shí)間序列上的增加的態(tài)勢。同時(shí)發(fā)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)在認(rèn)識(shí)和了解風(fēng)險(xiǎn)的作用機(jī)制的基礎(chǔ)上,科學(xué)的用地規(guī)劃,恢復(fù)和重建防災(zāi)生態(tài)功能區(qū),加大防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施投入并加強(qiáng)監(jiān)管將起到事半功倍的效果。
　　 第五,區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)的特點(diǎn)有三:對(duì)象是復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),評(píng)

8、價(jià)的時(shí)空差異;評(píng)價(jià)結(jié)果的相對(duì)性。在回顧生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上,提出了ANP-PRS-SENCE框架體系,并據(jù)此進(jìn)行了崇明生態(tài)安全的綜合評(píng)價(jià)和空間分異研究。研究表明:
　　 ①崇明生態(tài)安全的綜合指數(shù)處于第Ⅲ級(jí)(生態(tài)安全程度一般)的水平；生態(tài)安全的綜合得分在近幾年中呈現(xiàn)總體逐漸提高的趨勢;在二級(jí)綜合指數(shù)評(píng)分結(jié)果中,生態(tài)健康指數(shù)相對(duì)指較高,而生態(tài)保障指數(shù)較低,是目前制約生態(tài)安全綜合水平的主要因素。
　　 ②生態(tài)

9、安全空間分異結(jié)果顯示,大多數(shù)區(qū)域單元的生態(tài)安全水平處于一個(gè)中間偏下的敏感區(qū)；風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)相對(duì)得分較高,主要是緣于人口密度低,經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后而產(chǎn)生的壓力較??；而造成崇明大多數(shù)區(qū)域單元的生態(tài)安全指數(shù)不理想的主要因?yàn)橐环矫媸潜Ｕ现笖?shù)偏低；另一方面是健康指數(shù)較低,盡管在綜合崇明生態(tài)安全的綜合評(píng)價(jià)中健康指數(shù)得分較高,但由于崇明自然生態(tài)系統(tǒng)分布相對(duì)集中在少數(shù)幾個(gè)區(qū)域單元,加上三產(chǎn)業(yè)的比例偏低,造成大多數(shù)單元的得分較低。
　　 第七,根據(jù)目前崇明生