張永賀，陳文惠，羅麗娟

(福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，福建福州350007)

1 引 言

生態(tài)安全的概念自1989 年由國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所提出以來，生態(tài)安全研究已成為國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科研究的前沿和熱點(diǎn)之一。維持生態(tài)安全是實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)可以為區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理、決策提供科學(xué)的依據(jù)［1］。因此，開展區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)研究具有十分重要的科學(xué)和實(shí)踐意義。目前，國外對于這一領(lǐng)域的研究主要集中在基因工程生物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與生態(tài)安全、化學(xué)物質(zhì)的施用對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康及生態(tài)安全的影響等兩個(gè)方面的微觀研究［2］。國內(nèi)的研究則主要集中在區(qū)域生態(tài)安全方面［3－5］。但是，由于人們對生態(tài)安全的內(nèi)涵認(rèn)識不足以及不同研究區(qū)域的復(fù)雜性和特殊性，目前在區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系和研究方法上仍未能形成共識。尤其是對區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要影響的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全方面的研究更為不足［6］。

目前，對農(nóng)業(yè)生態(tài)安全研究主要集中于從自然因素、經(jīng)濟(jì)因素和社會(huì)因素出發(fā)在P-S-R 模型框架下，應(yīng)用景觀生態(tài)、生態(tài)足跡、GIS、和支持向量機(jī)等多種方法，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系對研究區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)安全進(jìn)行評價(jià)，研究區(qū)域多集中于黃土高原、北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶和南方經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的生態(tài)脆弱地帶，對吉林省西部地區(qū)的研究還很少涉及［7－11］。在研究壓力－狀態(tài)－響應(yīng)(P-S-R)的模型框架下，構(gòu)建吉林省農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，對農(nóng)業(yè)生態(tài)安全格局進(jìn)行評價(jià)，為吉林省西部地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考。

通過對吉林省西部地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的研究，有助于查明吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境退化現(xiàn)狀。并且對該區(qū)域的未來生態(tài)狀況和區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化趨勢進(jìn)行分析，揭示資源開發(fā)利用、農(nóng)業(yè)可持續(xù)利用之間的相互關(guān)系和矛盾，應(yīng)對由于生態(tài)環(huán)境的破壞導(dǎo)致可能出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境災(zāi)害和社會(huì)事件，建立必要的預(yù)警、預(yù)防和應(yīng)急措施，為政府部門相關(guān)的宏觀管理和決策提供信息支持，具有重要的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。

2 研究概述

2.1 研究區(qū)概況

吉林省西部地區(qū)處于半干旱、半濕潤農(nóng)牧交錯(cuò)地帶，是松遼平原農(nóng)業(yè)區(qū)向西部草原牧區(qū)過渡地帶。吉林省西部位于東北松嫩平原的西南部，地處東經(jīng)123°09'～124°22'，北緯44°57'～45°46'，行政區(qū)劃隸屬于白城和松原兩個(gè)地級市，包含10 個(gè)縣(市、區(qū))。該區(qū)屬半干旱半濕潤的大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季變化明顯，該地區(qū)土地總面積為498.5 萬hm2，其中耕地面積為190 萬hm2，占總面積的38%。根據(jù)農(nóng)業(yè)氣候條件和土地生態(tài)條件的差異，形成了典型農(nóng)業(yè)區(qū)和農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)兩種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形態(tài)［12］。該地區(qū)多年平均降雨量為300 mm～400 mm，而多年平均蒸發(fā)量達(dá)1 500 mm～1 900 mm，為降水量的4 倍～7 倍。該區(qū)地表由第四紀(jì)沖積物構(gòu)成，土壤以黃土狀亞沙土、砂土和粉細(xì)砂為主，土壤結(jié)構(gòu)松散，保水保肥的能力低，遇到干旱、內(nèi)澇等干擾，自然結(jié)構(gòu)明顯地遭到破壞，肥力隨之下降，再加上人類的干擾，導(dǎo)致土地質(zhì)量急劇下降。并成為土地沙化的潛在沙源;而平原沉積物質(zhì)地粘重、滲透性差，水網(wǎng)不發(fā)達(dá)水分長期停滯不能外流，可溶性鹽類難以排泄，同時(shí)由于夏季蒸發(fā)量大，土地極易鹽堿化和沙化。由于人們長時(shí)期忽視該區(qū)環(huán)境的脆弱性，長時(shí)期、大規(guī)模地進(jìn)行農(nóng)業(yè)開發(fā)，導(dǎo)致吉林西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境日益惡化，農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢［13－15］。

研究數(shù)據(jù)主要來源與吉林省統(tǒng)計(jì)局，其中主要數(shù)據(jù)是從1980 年－2007 年的吉林省統(tǒng)計(jì)年鑒，1980 年－2007 年吉林省經(jīng)濟(jì)與社會(huì)統(tǒng)計(jì)年鑒，1980 年－2007 年的吉林省土地變更資料，1980 年－2007 年吉林省國土資源綜合分析統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

2.2 研究方法與技術(shù)路線

2.2.1 研究方法。基于以上的研究目標(biāo)、完成研究內(nèi)容，從時(shí)間尺度上，選擇1980 年－2007 年近30 a的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等資料，利用“3S”技術(shù)、壓力－狀態(tài)－響應(yīng)模型、層次分析法、時(shí)間序列分析、預(yù)警分析等技術(shù)方法，篩選區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全指標(biāo)，評價(jià)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全，并為構(gòu)建吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全預(yù)警信息系統(tǒng)提供理論依據(jù)［16－21］。

2.2.2 針對以上的研究目標(biāo)、研究方法和研究內(nèi)容，為實(shí)現(xiàn)這一研究目的，制定圖1 的主要技術(shù)路線。

2.2.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系的建立及權(quán)重的確定。針對不同的研究區(qū)域，農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)要涉及很多的因素和不同的影響因子，不僅要遵循傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一般規(guī)律，還要考慮研究區(qū)域的實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，同時(shí)又需要了解生態(tài)農(nóng)業(yè)安全空間格局。

吉林省西部地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系的確定和建立，主要以吉林省西部地區(qū)近30 a 的的農(nóng)業(yè)生態(tài)安全系統(tǒng)的演化更替為依據(jù)。在吉林省西部土地的動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)和不同年份的遙感影像的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)性、獨(dú)立性、可比性、科學(xué)性、實(shí)用性以及指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲得的可行性，在廣泛研究其他學(xué)者對其他區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)的指標(biāo)的確定，以及體系的建立和對不同區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全影響因子的確立，并在結(jié)合專家咨詢的基礎(chǔ)上，對吉林省西部地區(qū)的從農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理能力。以及人文社會(huì)響應(yīng)3 個(gè)方面，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力指標(biāo)群和人文社會(huì)響應(yīng)指標(biāo)群這兩個(gè)指標(biāo)群，同時(shí)篩選出18 個(gè)指標(biāo)構(gòu)建吉林省西部地區(qū)生態(tài)安全的評價(jià)體系，見表1。并且采用層次分析法，并結(jié)合咨詢專家經(jīng)驗(yàn)來確定各級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。在指標(biāo)體系的各指標(biāo)數(shù)值中，其他部分取自吉林省經(jīng)濟(jì)與社會(huì)統(tǒng)計(jì)年鑒，吉林省國土資源綜合分析統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

圖1 技術(shù)路線圖Fig.1 Technical Roadmap

3 基于P-S-R 生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

3.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系理論框架

生態(tài)安全是一個(gè)綜合性的概念，無論現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會(huì)指標(biāo)還是生態(tài)環(huán)境指標(biāo)都不可能單獨(dú)對這一概念加以表征、度量和評價(jià)。聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)合作開發(fā)署(OECD)提出的壓力－狀態(tài)－響應(yīng)(Pressure-State-Response，PSR)框架模型，見圖2［14－16］。

圖2 OECD 壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)框架模型Fig.2 The OECD pressure-state response (PSR)framework model

3.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

基于聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)開發(fā)署(OECD)建立的壓力－狀態(tài)－響應(yīng)(Pressure-State-Response，PSR)框架模型，在分析國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系案例的基礎(chǔ)上，結(jié)合吉林省西部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，從農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、人文社會(huì)響應(yīng)3 個(gè)方面選取了18 個(gè)評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，見表1。

表1 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)Tab.1 Agro-ecological safety evaluation index system hierarchy in western Jilin province

3.3 評價(jià)指標(biāo)及說明

對研究區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)安全進(jìn)行評價(jià)，所選擇的評價(jià)指標(biāo)需反映該區(qū)域范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況其中包括:生態(tài)環(huán)境狀態(tài)是否良好，生態(tài)環(huán)境壓力是否減少，人文社會(huì)響應(yīng)是否健康發(fā)展等。針對不同指標(biāo)的意義，及用途來加以說明［13］:

A:農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力指標(biāo)群

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力指的是由于人類活動(dòng)而對生態(tài)環(huán)境造成的壓力，反映的是生態(tài)環(huán)境與人類活動(dòng)之間的關(guān)系。包括以下:

C1人口密度(人·km－2);C2人均耕地面積(hm2);C3年降水量(mm);C4林草覆蓋率(%);C5水田占耕地面積百分比(%);C6水災(zāi)成災(zāi)率(%);C7旱災(zāi)成災(zāi)率(%);C8人口自然增長率(‰);C9人均糧食產(chǎn)量(kg);C10農(nóng)民人均純收入(元);C11單位耕地面積化肥施用量(kg·hm－2);C12農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)值(元);C13人均GDP (元)。

B:人文社會(huì)響應(yīng)指標(biāo)群

人文社會(huì)響應(yīng)指人類針對區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境狀態(tài)和壓力而采取的各種政策措施以來處理各種環(huán)境問題的響應(yīng)，以保證生態(tài)環(huán)境不斷向良性方向發(fā)展，說明人類為區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境所做出的貢獻(xiàn)的大小。C14農(nóng)業(yè)人口比率(%);C15農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度(kW·hm－2);C16農(nóng)村人均用電量(kWh);C17有效灌溉率(%);C18機(jī)耕面積比(%)。

3.4 評價(jià)指標(biāo)量化處理

表1 中，有定量化的指標(biāo)，也有定性的指標(biāo)，由于各指標(biāo)的含義不同，指標(biāo)值的計(jì)量單位也不同，不具有可比性。為了能使各種指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，必須對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。通過查閱大量文獻(xiàn)資料［30］，參考以下標(biāo)準(zhǔn):

①國家、行業(yè)和地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，如人均糧食產(chǎn)量、農(nóng)民人均純收入閾值參考吉林省和國家的標(biāo)準(zhǔn);

②吉林省西部的生態(tài)環(huán)境背景值，如人口密度最大值參考松原市，最小值參考通榆市，年平均降水量最小值參考白城市，等;

③類比標(biāo)準(zhǔn);

④專家經(jīng)驗(yàn)值，即在沒有任何標(biāo)準(zhǔn)可供參考的情況下，以專家的研究結(jié)果或經(jīng)驗(yàn)作為標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，綜合各專家的意見，確定每個(gè)指標(biāo)的生態(tài)安全標(biāo)度范圍，見表2。

表2 各指標(biāo)的生態(tài)安全標(biāo)度值Tab.2 Scale value of each indicator for ecological security

4 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全綜合評價(jià)和預(yù)測

4.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全綜合評價(jià)

4.1.1 生態(tài)安全評價(jià)模型構(gòu)建思路。區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)可以采用多種評價(jià)指標(biāo)和方法。在構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上采用綜合評價(jià)的方法。評價(jià)的總體思路是:

第一，選擇農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)的區(qū)域和對象。

第二，選擇區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)的框架模型。

第三，根據(jù)評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則、篩選的方法等，建立適合該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)的指標(biāo)體系。

第四，采用專家打分的方法，確定每個(gè)指標(biāo)對于農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的相對重要性，即賦予每個(gè)指標(biāo)一定的權(quán)重。

第五，根據(jù)指標(biāo)的實(shí)際值確定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)閾值。

第六，對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，根據(jù)評價(jià)目的，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒▽?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

第七，建立綜合評價(jià)模型，把評價(jià)對象的相關(guān)數(shù)據(jù)代入相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出綜合評價(jià)指數(shù)。

第八，進(jìn)行綜合評價(jià)與預(yù)測。

第九，農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的空間格局與動(dòng)態(tài)變化分析。

4.1.2 生態(tài)安全評價(jià)權(quán)重方法的確定。指標(biāo)權(quán)重的確定方法有多種，如熵權(quán)法、Delphi 法、PCA 法和層次分析法(AHP)等。層次分析法［11］是一種定性與定量相結(jié)合的決策分析方法。它是一種將決策者對復(fù)雜系統(tǒng)的決策思維過程模型化、數(shù)量化的過程。運(yùn)用這種方法，決策者通過將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干因素，各個(gè)因素之間進(jìn)行簡單的比較和計(jì)算，就可以得出不同因素的重要性程度，由此得出相應(yīng)的權(quán)重。

4.1.3 生態(tài)安全綜合值的計(jì)算。根據(jù)已有的研究成果，結(jié)合實(shí)際情況選擇加權(quán)評價(jià)法作為綜合安全值的評價(jià)法。加權(quán)評價(jià)法認(rèn)為構(gòu)成區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的各個(gè)因子的變化均會(huì)對區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全狀況產(chǎn)生影響。影響安全狀況好壞的因素不是某一個(gè)因子，而是所有因子共同作用的結(jié)果，各因子之間的差別在于對區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全狀況整體的影響程度的大小。為了表示這種差別，賦予因子不同的權(quán)重，影響程度大的因子賦予較高的權(quán)重，影響程度小的因子賦予較小的權(quán)重，即權(quán)重是因子的重要性程度的反應(yīng)［22］。用公式［23］表示為:

式中:Pij——各指標(biāo)歸一化值;Wi——各指標(biāo)權(quán)重;Sij——打分值。

4.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全綜合預(yù)測

根據(jù)吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)的總體思路，依據(jù)指標(biāo)體系建立的原則建立了吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用層次分析法求出了各指標(biāo)的權(quán)重值。

首先利用所有指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，這里選取四個(gè)年份作為代表，結(jié)果見表3。

利用綜合安全值的計(jì)算公式，算出吉林省西部整個(gè)區(qū)域近30 a 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全綜合值表4。

4.2.1 生態(tài)安全閾值的界定。在綜合計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)外相關(guān)研究［24－27］采用相對指數(shù)法，將安全度范圍劃分為5 個(gè)等級:最佳態(tài)(E≥8)、良好態(tài)(8 ＞E≥6)、臨界態(tài)(6 ＞E≥5)、較差狀態(tài)(5 ＞E≥4)、惡劣狀態(tài)(E ＜4)。圖3 是吉林省西部近30 a 的農(nóng)業(yè)生態(tài)安全年際變化圖。

4.3 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的空間格局動(dòng)態(tài)變化

4.3.1 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的空間格局現(xiàn)狀。對吉林省西部各縣市1980 年、1990 年、2000 年和2010 年4 個(gè)年份分別求其生態(tài)安全值圖4，分析其農(nóng)業(yè)生態(tài)安全分布格局的動(dòng)態(tài)變化。圖中從1980 年－2010 年間，前郭縣和通榆縣的整體生態(tài)安全都處于良好狀態(tài)和最佳狀態(tài)，生態(tài)安全的壓力不大，近30 a間的生態(tài)安全處于相對穩(wěn)定的狀態(tài);從1980 年－2010 年洮南市一直處于良好狀態(tài)和臨界狀態(tài)之間，洮南市的生態(tài)安全值較穩(wěn)定;扶余縣的波動(dòng)較大由1980 年的良好狀態(tài)轉(zhuǎn)為1990 年－2000 年間的較差狀態(tài)之

后，在2010 年又轉(zhuǎn)為良好狀態(tài)，整體變化體現(xiàn)出生態(tài)安全的脆弱，破壞之后恢復(fù)較難;從1980 年－2010年，白城市從臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)為較差狀態(tài)之后，一直生態(tài)環(huán)境處于惡劣狀態(tài)，直到2010 年白城市的生態(tài)安全才轉(zhuǎn)為臨界狀態(tài)，但未來一段時(shí)間生態(tài)壓力一直較大，如不注意生態(tài)安全，可能生態(tài)環(huán)境還會(huì)繼續(xù)惡化;從1980－2010 年，長嶺縣從1980 年的良好狀態(tài)轉(zhuǎn)為臨界狀態(tài)之后一直處于臨界狀態(tài)，未來一段時(shí)間長嶺縣的生態(tài)壓力仍較重;從1980 年－2010 年，松原市從1980 年由臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)為較差之后一直處于較差狀態(tài)，直到2010 年生態(tài)環(huán)境得到廣泛重視后，松原市的生態(tài)安全才轉(zhuǎn)為良好狀態(tài);從1980 年－2010 年，鎮(zhèn)賚縣的生態(tài)環(huán)境波動(dòng)較大。從1980 年的臨界狀態(tài)到2010 年間一直處于良好狀態(tài)和較差狀態(tài)之間，鎮(zhèn)賚縣的生態(tài)安全一旦遭受破壞，恢復(fù)的難度很大，造成生態(tài)安全壓力很大，未來一段時(shí)間生態(tài)壓力仍很大;從1980－2010 年，大安市的生態(tài)安全一直處于較差狀態(tài)，生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定但是生態(tài)安全轉(zhuǎn)好和提高相對困難，大安市的生態(tài)安全將在很長一段時(shí)間保持較差狀態(tài);從1980 年－2010 年，乾安縣的生態(tài)安全一直處于較差狀態(tài)和惡劣狀態(tài)之間浮動(dòng)，生態(tài)環(huán)境脆弱是造成生態(tài)安全值較低的主要原因，要轉(zhuǎn)變生態(tài)安全狀態(tài)為良好狀態(tài)需要很長一段時(shí)間。

表3 吉林省西部1980 年－2007 年農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)歸一化值Tab.3 Agricultural ecological security assessment index normalized value in west of Jilin province from 1980 to 2007

表4 吉林省西部近30 a 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全值Tab.4 Agricultural ecological security value in west of Jilin province in the past 30 years

續(xù)表4

圖3 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全年際變化圖Fig.3 Agro－ecological safety inter－annual changes in west of Jilin province and

圖4 近30 年吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全分布格局的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Distribution pattern of dynamic change of ecological security in the western agricultural nearly 30 years of Jilin Province

4.3.2 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全預(yù)測。由圖3 可以明顯看出，吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全綜合值逐漸升高，有向良好狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。據(jù)表4 數(shù)據(jù)，建立二階自回歸預(yù)測模型為:

其中:t——年份。

對吉林省西部各縣市1980 年、1990 年、2000 年和2010 年4 個(gè)年份生態(tài)安全值進(jìn)行分析，從1980－2010 年，吉林西部地區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)呈波動(dòng)上升趨勢，將吉林西部30 a 的生態(tài)安全綜合指數(shù)進(jìn)行時(shí)間序列(二次指數(shù)平滑)趨勢預(yù)測發(fā)現(xiàn):Alpha= 0.1300，A=0.6204，B=0.0321，方差分析表明，該自回歸模型在0.05 水平上顯著，可以利用它進(jìn)行預(yù)測。經(jīng)預(yù)測2015 年、2020 年的生態(tài)安全綜合值分別為5.622 074和5.562 274，為生態(tài)安全臨界狀態(tài)，有向惡化方向發(fā)展的趨勢。由此可見，未來10 a 內(nèi)吉林省西部生態(tài)安全狀態(tài)有轉(zhuǎn)好的趨勢，圖5 為對吉林西部地區(qū)2015 年和2020 年生態(tài)安全預(yù)測圖。

圖5 吉林省西部農(nóng)業(yè)生態(tài)安全預(yù)測圖Fig.5 Jilin Province Western agro-ecological security forecast map

5 結(jié)論及討論

對吉林西部地區(qū)的生態(tài)安全進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)核算，采用時(shí)間序列(二次指數(shù)平滑)預(yù)測模型對2015年和2020 年的生態(tài)安全狀態(tài)進(jìn)行了趨勢預(yù)測。在對吉林省西部地區(qū)近30 a 的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境演化的分析基礎(chǔ)上，從生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理能力方面，對該地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)安全進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果與實(shí)際考察相符，說明該預(yù)測方法具有一定的可行性。

隨著農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理指數(shù)的變化，農(nóng)業(yè)生態(tài)安全度指數(shù)在2000 年以前一直處于波動(dòng)下降趨勢，2000 年以后開始緩慢上升。通過生態(tài)安全模型的預(yù)測，在2015 年生態(tài)安全達(dá)到最佳狀態(tài)的是通榆縣;生態(tài)安全惡劣狀態(tài)的是鎮(zhèn)賚縣。預(yù)測到2020 年吉林西部地區(qū)生態(tài)安全到達(dá)最佳狀態(tài)的是通榆縣和前郭縣;處于較差狀態(tài)的是松原市、長嶺縣、鎮(zhèn)賚縣和大安市。通過重視生態(tài)環(huán)境和保護(hù)環(huán)境的力度加大，將不存在惡劣狀態(tài)的地區(qū)。雖然到2020 年預(yù)測沒有生態(tài)安全惡劣狀態(tài)的地區(qū)，但是處于較差狀態(tài)和臨界狀態(tài)的地區(qū)生態(tài)安全要高度重視，因?yàn)閺慕?0 a 的研究表明，農(nóng)業(yè)生態(tài)安全一旦遭到破壞，恢復(fù)到良好狀態(tài)的代價(jià)是巨大的。

吉林西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)安全在經(jīng)歷30 a 的演變后表現(xiàn)出相對轉(zhuǎn)好的趨勢，但是大多數(shù)縣市都處于臨界狀態(tài)和較差狀態(tài)，雖然未來一段時(shí)間可能不會(huì)出現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)安全惡劣的狀態(tài)，但是重視農(nóng)業(yè)生態(tài)安全任重而道遠(yuǎn)，地方應(yīng)該建立應(yīng)對農(nóng)業(yè)生態(tài)安全變化的預(yù)測機(jī)制，對該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)安全進(jìn)行有效的監(jiān)測，采取合理的耕作措施，對土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化配置修復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)景觀，減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，指導(dǎo)吉林西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

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