發布時間:2024-02-03 16:08:53
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇區域生態安全,期待它們能激發您的靈感。
1.1資源、環境是區域農業可持續發展的核心和基礎
農業是對自然資源、環境的影響和依賴最大的經濟部門。農業作為與資源、環境關系最為密切的產業,其可持續發展研究更是得到國際社會的普遍關注[1]。《中國21世紀議程》也指出:“農業和農村可持續發展是中國可持續發展的優先領域和根本保證”。農業可持續發展問題的實質是經濟、社會發展與資源、生態環境間的關系問題,因此資源、生態環境是區域農業可持續發展的核心和基礎。
1.2生態安全問題是可持續發展領域的前沿課題
1998年以來,國內許多學者相繼提出了“生態安全”、“資源安全”、“環境安全”等概念和問題[2~5],中國科協青年科學家論壇還把“人地系統動力學和生態安全建設”作為第33屆活動的主題,認為:生態安全不僅是當前地學、資源與環境科學,而且也是生態學的前沿任務和主要的應用領域[3]。中國科學院還將“國家生態安全的監測、評價與預警系統”研究作為2000年的重大項目。生態安全研究是當前可持續發展問題研究的前沿課題,目前國外還主要集中在基因工程生物的生態(環境)風險與生態(環境)安全、化學物質的施用對農業生態系統健康及生態(環境)安全的影響等方面的微觀研究[6~15]。而農業可持續發展的生態安全及其評價研究還是空白。
1.3農業可持續發展的生態安全的概念、內涵和特點
安全是主體存在的一種不受威脅、沒有危險的狀態。農業可持續發展的生態安全是指農業賴以發展的自然資源、生態環境處于一種不受威脅、沒有危險的健康、平衡的狀態。在這種狀態下,農業生態系統有穩定、均衡、充裕的自然資源可供利用,農業生態環境處于無污染、未破壞的不受威脅的健康狀態。只有在這種生態安全的狀態下,農業才能實現生產可持續性、經濟可持續性和社會可持續性。生態安全是可持續發展的核心和基礎,沒有生態安全,系統就不可能實現可持續發展。生態安全具有以下5個方面的特點:一是戰略性,生態安全是農業可持續發展的最根本基礎,也是國家安全的重要基礎;二是整體性,這是由農業生態系統的整體性及農業生態問題的普遍聯系性所決定的;三是區域性,農業具有強烈的地域性,有海洋、平原、山區等自然區域及不同類型、不同大小的區域農業生態系統,這就決定了生態安全問題的強烈的區域性;四是層次性,農業生態系統具有全球、國家、省(市)、縣(市)、鄉(鎮)、村等不同層次,生態安全也同樣具有層次性;五是動態性和階段性,不同的社會文明和經濟發展階段、不同的農業生產水平對資源、環境有不同的需求,對生態安全的需求程度、方式和內涵是不同的。因此,生態安全既是區域農業發展追求的一個目標,更是一個過程。
2農業可持續發展的生態安全評價(以浙江省嘉興市為例)
2.1研究區域的選擇
嘉興市是浙江省生態環境質量較差,人口、資源、環境與社會、經濟發展矛盾最為突出的地區;特別是以水污染為主的生態環境問題更具特色,而且其地貌類型較為單一,外部影響相對較小,是進行區域農業可持續發展的生態安全評價研究的較為理想的區域。嘉興地處太湖流域,南臨錢塘江口,地勢低平,河蕩密布;農村工業,特別是鄉鎮工業較為發達;農業全面發展,農業生產力水平和現代化水平較高;城鎮、村落密集,人口眾多,資源生態環境壓力較大;農業現代化建設及可持續發展進程中的生態環境問題突出,生態安全面臨著嚴峻的挑戰(表1)。
2.2評價指標的選擇及其層次結構模型的構建和指標權重的確定
生態安全的評價,以資源和生態環境為中心。考慮到生態安全的動態過程性特點,根據指標選擇的科學性、系統全面性和相對獨立性、可行性和可操作性、可比性和針對性等原則,我們從資源生態環境壓力、資源生態環境質量、資源生態環境保護整治能力等三方面來設定區域農業可持續發展的生態安全評價的指標體系。在查閱有關研究成果[16~19],征求省、市農業、環保、生態等領域專家意見的基礎上,確定評價指標體系,構建層次結構模型(圖1),并請上述專家對各層指標進行相對重要性的兩兩比較、判斷,在匯總各專家評價結果后,得到各評價指標的相對重要性判斷矩陣,并按層次分析法原理,采用方根法計算各指標權重[20]。
2.3評價指標的不安全指數值計算的數學模型
區域農業可持續發展的生態安全評價要立足于安全,從不安全的角度上進行,以“不安全指數”來表示。由于評價對象只有一個,因此,擬采用以下數學模型計算各評價指標的不安全指數。設Xi(i=1,2,3,……,n)為第i個評價指標的指標值,P(Ci)(Ci為指標號)為第i個指標的不安全指數,0≤P(Ci)≤1,XSi為評價指標的指標閾值,則:(1)對于越大越安全的指標:①若以安全值為指標閾值:如Xi≥XSi,則P(Ci)=0;如Xi<XSi,則P(Ci)=1-Xi/XSi×100%;②若以不安全值為指標閾值:如Xi≤XSi,則P(Ci)=1;如Xi>XSi,則P(Ci)=XSi/Xi×100%。(2)對于越小越安全的指標:①若以安全值為指標閾值:如Xi≤XSi,則P(Ci)=0;Xi>XSi,則P(Ci)=1-XSi/Xi×100%。②若以不安全值為指標閾值:如Xi≥XSi,則P(Ci)=1;Xi<XSi,則P(Ci)=Xi/XSi×100%。
2.4不安全指標閾值的確定
生態安全評價指標閾值的確定是一項非常具有探索性的工作。本項研究是在查閱有關資料的基礎上,從嘉興市農業發展特點出發,根據各指標的特性和水平,確定其安全(最起碼的水平)或不安全(現階段勉強可以接受的水平)的指標閾值(表2)。
2.5綜合評價結果及其原因分析
本研究采用綜合評分法對嘉興市農業可持續發展的生態安全狀況進行綜合評分。我們用“生態不安全度”來表示生態不安全狀況。不安全指數越大,區域的“生態不安全度”就越高,現擬分4個檔次確定其“生態不安全度”。稍不安全:0.00≤P(O)<0.25;較不安全:0.25≤P(O)<0.50;很不安全:0.50≤P(O)<0.75;極不安全:0.75≤P(O)≤1.00。通過對嘉興市1991年和1997年的生態安全狀況的綜合評價(表3),可以發現:1991年其總體生態不安全指數為0.6650,1997年為0.6375,均處于“很不安全”的狀態,但1997年比1991年稍有改善。進一步分析可以發現:6年來該市資源生態環境壓力稍有降低,資源生態環境質量稍有好轉,資源生態環境保護整治及建設能力稍有提高。主要是:①由于人口增長速度的降低和城鎮化進程的加快,非農人口增加19.38%,人口集聚化程度提高,人口對生態環境的壓力有所減輕;②由于人口增加和土地面積的不斷減少,全市人口增長3.46%,耕地面積減少了6.98%,人口對土地的壓力繼續上升;③由于人口增長,生活水平的提高,以及鄉鎮工業對環境的污染(工業三廢排放量增加51.56%),水資源的壓力越來越大;④雖然工業三廢的污染有增無減,但由于化肥用量的較大幅度的減少(6年減少了34.72%),污染物的總體負荷有較大的下降;⑤由于工業廢水的過量排放,使得區域內本來就少的水資源受到嚴重的污染,地面水質不斷惡化,資源質量明顯下降;⑥全市6年間廢氣排放量增加了4.22倍,空氣質量繼續惡化,但由于農田水利建設力度的加強,洪澇災害成災率及其直接經濟損失大幅度下降,生態環境質量有所改善;⑦盡管全市農民收入、國內生產總值、水利建設資金和治污投入成倍增長,但其比例增加不快,與其經濟發展水平極不相稱,相對投入能力并無增強;⑧近年來全市農業科技發展較快,農業科技人員增加了74.12%,R&D(研究與開發)投入增長了5.59倍,整體科技水平有所提高;但工業廢水處理率還不到40%,R&D占GDP的比例還遠遠低于全國水平,農村勞動者素質還較低,科技對生態環境保護和建設的支撐能力并無明顯的增強。
關鍵詞:區域景觀生態格局;可持續發展;黃帝文化園
中圖分類號:P901
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)07-0049-04
1 區域景觀生態安全格局概念
1.1 生態安全
生態安全從狹義上指自然與一般自然的生態系統的安全關系,同時也指生態系統上的完整性與健康水平的完整表示;廣義上則是表示的人的基本生活狀況、基本權利、生活安全、生活的保障來源、必要社會資源、經濟與社會生態安全,從而形成一個人工復合型的生態安全系統。生態安全所闡述的是國家或者是區域范圍內的:水、氣候、空氣、土壤等環境因子和生態系統上的健康系統狀況,同時也是人類對自然資源的開發狀況大小。景觀生態安全研究基于對生態風險的評價與管理。原來早期的生態風險研究是從個體和種群水平的生態毒理學,當前的生態安全則是開始注重生態系統及其以上的要求,試圖通過以宏觀上的生態學理論進來考量,講述單一或者小區域范圍內的生態風險問題相互聯系,進行生態風險的評估,同時也從生態系統內的服務功能和健康作評價,注重過程的安全性和整w性,著重以功能過程上的生態系統管理方式。
1.2 景觀安全
景觀安全性如不完善,景觀是不能夠存在與健康穩定發展的,從而無法達到景觀安全的需求,更無法稱之為健康良好的生態景觀。景觀安全含義不光是表述景觀的安全,更是作為一個系統性的景觀,人為的因素在整個綜合體系中占據著十分重要的地位。人在整體景觀內安全感的獲取,首要的感受就是對景觀安全的判斷。
景觀安全可以從兩個方面來闡述,一是景觀帶給人的安全感,二是人為因素能否保障景觀系統的持續安全發展,從而達到生態景觀的和諧發展。
1.3 區域生態安全
區域范圍內的生態環境問題在區域景觀生態安全格局中尤為重要,生態系統結構和過程完整性的保持,生物多樣性的恢復與保護,都是對區域景觀生態安全問題的有力控制,并同時能夠有效的持續完善區域空間的格局。
(1)區域生態安全格局需要對生物多樣性的保護,進行有效合理的綜合性考量。同時面對生態系統的退化,采取正確的方式進行恢復,社會經濟上的可持續發展,共同都是對解決區域性生態問題的系統性回答。確保將不同尺度上的生態修復措施相互聯系,合并添加不同的方式方法,在解決宏觀生態問題能夠保持有整體性與系統性相結合。
(2)研究區域生態安全格局通常上需要具有針對性與特定性,結合生態學理論,加以生物多樣性保護原則,生態系統修復為基準。用于目前最為重要的生態、社會、經濟等問題的解決,并且提出相應的對策方法與措施,將這些方法應用于區域空間地域上,完善景觀生態安全。
(3)考慮區域生態環境問題的出現,多由于大范圍內的人類不合理的使用與干擾,應該重視小區域內的問題,并延伸發展到大區域大尺度的全球性問題上,重視區域內的生態環境的修復,生物多樣性的保護,都是目前生態保護的發展趨勢。
(4)人與自然生態的和諧相處與發展,才能達到區域生態安全的要求,合理的人為措施有益于生態系統的恢復和解決人類社會所面臨的生態問題。
2 區域景觀生態安全的理論基礎
2.1 景觀生態學
景觀生態學是基于生態學為基本框架,并加入地理學與系統科學的結合的科學。系統論、等級理論、經濟地理理論、斑塊―廊道―基質理論共同構成了景觀生態學。
生態安全格局的體現,是需要通過優化景觀環境來得以實現。景觀生態的優化,需要對景觀格局與生態過程都有一定了解,并分析不同的過程,排除對不利于生態環境的生態過程,修復對生態過程有利的。這樣才能達到區域生態安全格局的要求。優化景觀格局的方式方法是對景觀的再建與恢復,主要是指人類對生態系統的破環,以迎進新的景觀單元組,重新修復受損的空間結構,調整景觀格局。
2.2 保護生物學
人類活動范圍的不斷擴大,對其他生物生存的干預也逐漸增大。生物多樣性的保護問題是當今全球關注的重點。保護生物學是對保護物種及其生存環境的科學,在區域景觀生態安全研究中地位日益凸顯,景觀規劃上應提出多種有利于生物多樣性保護的方法,建立國家性綜合公園、生態自然保護區,建立核心保護棲息地,同時建立緩沖區以減弱人類活動對其的影響。可見,面對區域景觀生態環境問題,優化格局,從大尺度上保護和恢復生物多樣性,維持穩定生態系統結構和功能性的完整,最終才能達到區域生態景觀安全。
2.3 生態經濟學
生態經濟學是研究經濟活動與環境發展之間的關系,討論經濟再生產與自然再生產之間的關系,用最小的投入產出最大的利益。當前社會某一種觀念是追求以經濟利益最大化為總目標,與可持續發展的生態格局理念不符合。針對當前區域生態環境中的問題,應改變經濟發展模式,運用科學的方法與對策。
2.4 恢復生態學
為確保生態系統內服務功能正常有序進行,首先要維護自然生態系統的健康。生態系統健康是整個生態圈內的生態系統可持續性,也是自身能夠合理的自我調節,應對危險自我恢復的能力。研究區域景觀生態安全目的是解決人類對資源使用與自身生存環境質量安全的問題,保證生態系統能夠安全健康地發展進行。
恢復生態學不僅僅是對生態系統的討論,同時也是多層次的研究,如生物因素的恢復技術、非生物要素的恢復技術、整體生態系統的規劃設計,還有人類的心理因素、社會因素、經濟因素所組成的結構與功能過程的恢復。
3 區域景觀生態安全格局規劃
3.1 景觀生態安全格局規劃原則
(1)異質性原則。如何保證生態異質性的可持續問題,需要對異質性的各個方面進行分析;分析不同的生態狀況,因地制宜地對生態破壞進行分類,確定區域景觀生態安全建設的層次,有序準確地進行設計與規劃。
(2)針對性原則。深刻了解區域生態環境出現的問題,確定干擾源。保護和修復生態系統內的結構和功能,運用合理精確的規劃和設計思路。
(3)綜合性原則。需要對生態、經濟、社會文化的多樣性與生物多樣性進行考慮,使得能夠對區域生態安全格局產生有利的影響。這需要進行合理的綜合規劃,通過合理的生態規劃法則與技術,達到生態安全標準和格局的相互融合。
3.2 干擾分析原則規劃
干擾分析能夠對生態問題中的過程與原因進行詳細的解讀。生態問題的解決更加直觀。
(1)對干擾程度進行分類, 分為改變過程的、直接影響目標的、間接影響目標的和環境產生壓力的類型,這需要在空間上進行定位并分析。
(2)以監測、評價和排除過程作為規劃的主要目的,同時分析干擾的層次,以及組成景觀層次、群落層次、生態系統層次等。確定干擾性尺度范圍,進行相應的規劃設計。
(3)把社會經濟文化的因素加入干擾分析中,這樣更加有針對性。
(4)自然干擾與人為干擾性結合,保持景觀生態的異質性,把不利于景觀生態發展的排除,使得景觀恢復中人類干擾能與安全格局相互發展。
干_分析的規劃是將社會經濟文化與自然景觀生態系統的理論在實踐中進行體現,因對生態系統及其影響的因素分析,是個極其復雜而且困難的過程,而用干擾分析生態學,對影響生態安全因子的產生、經過、結果的分析變得簡單清晰,所以能對區域安全格局發展產生積極影響。
3.3 格局優化原則規劃
景觀生態規劃有完整和系統的框架,如下。
(1)背景分析。綜合考慮區域當中的生態作用、景觀生態格局空間關系、人文與自然過程的特點和相應的影響。
(2)整體布局。通過分散與集中的原則,形成一個高度穩定的總體布局模式,用以滿足生態規劃的要求。
(3)關鍵地段識別。是在景觀生態中具有關鍵性的作用和價值的部分予以重視,其中包括,生態中的關鍵點裂點、生物種群的生活環境類型、影響景觀發展的重要單元。
(4)空間屬性規劃。通過生態的角度,對現實存在的景觀問題和特點,用整體的布局與目標來對景觀進行優化。
(5)空間屬性規劃。空間屬性有如大小、形態、邊緣寬度、長度等復雜的邊緣屬性;廊道的連通性、水文過程的多層網格格、河流通道的緩沖區、空隙的大小位置、道路廊道與緩沖帶的位置為主的網絡屬性。景觀格局優化是對環境生態問題,用景觀的手段來解決的生態學途徑。
3.4 預案研究
預案主要是針對未知的可能性進行某種探索,并且加以實現的方式途徑,以系統科學的方式方法幫助決策者順利解決問題。生態規劃上主要以“由上至下”或者是“由下至上”兩種不同的方法。預案方法是通過格局優化與干擾分析的規劃來實現的,相互影響促進,格局優化作為“由下至上”因子提出各種不同的預案的可能性;干擾優化則是把影響生態安全水平的干擾因子作為“由上至下”因子,提出能適合區域景觀生態安全格局的設計需要。這兩種因子同時對目標導向和問題導向規劃的完美體現,從而能得到一個良好的結果,發揮出二者之間融合的特點與優勢。
4 區域生態安全格局設計
生態安全格局設計方法是整合了格局優化、干擾分析與預案分析等方法,分為4個步驟進行。
4.1 景觀生態問題的分析與評價
運用GIS、RS技術,對區域景觀格局分析、功能分析,干擾源、頻率、強度等特點與風險狀況,區分區域生態景觀問題與格局狀況的關系,以及經濟社會與生物物種多樣性,對生態系統中所存在的功能問題的分析,生態系統中健康狀況。都是對區域景觀生態安全格局設計中,需要仔細研究。
4.2 安全層次設計與總體規劃目標
從區域生態環境問題中所得出相應結果,對生態安全的現實問題與狀況進行合理評估,把先前的預案作對比,得出相應的規劃設計的整體目標。區域生態安全規劃的種類也各有不同,如以人類活動發展居住為主的區域,動植物保護棲息地區域,農業活動發展區域等,都有各自相應的安全指數。
4.3 預案設計
需要把干擾控制對策,社會經濟文化對策,對生態功能修復對策相互結合,對將來不同情況下的干擾變化做出準確的預測。保證在有利的干擾和不利干擾的變化中能夠進行設計預案。研究中應采用預測模型,空間模擬等方法,對不同狀況下所導致的生態安全問題進行對比參照,同時也應當對生態文化經濟狀況進行評估,等處在不同生態安全方面的預案結果。
4.4 適應性管理
主要是針對區域環境問題的多樣性,采取不斷完善的理念,對區域內的生態安全格局的方案,進行適應性管理。第一步,應當對方案實施的效果展開分析調查,對監測的結果進行分析評價,其中包含有對動植物的評價、景觀生態的評價、社會文化經濟的評價、生態系統的評價,也需要對過程中的作用與之前的目標之間的不同做出評價,從中得出的研究成果需要及時反應到設計之中,區域景觀生態安全的新問題,區域內的生態文化經濟發展的新變化,和區域生態規劃中的設計規劃的新發展等,都將經過監測和評估,在新的生態安全格局設計方案中體現。所以適應性管理是一個在不斷變化、整合的過程,是區域生態安全設計的重要基礎。
5 建立區域景觀生態安全格局步驟
5.1 “源”的選取
考慮搭配生態安全格局中“源”的確定,主要方式是把需要進行保護的對象或者區域看作“源”。在對現狀調查的過程中,不僅可以是單一的物種作為目標,也可以是某個需要被保護發展的區域,都是可以被認為是“源”。
5.2 阻力面的建立
人類活動對空間環境的利用,是被認為是對空間的掌控與覆蓋的過程,然而要進行控制需要對克服當中所存在的阻力。阻力面就是反應人類對空間作用所產生影響的趨勢。最小阻力面為模型,公式為:
其中f為未知的正函數,反映空間中任意一點的最小阻力與其到所有源距離和景觀基面正相關關系[2]。Dij的是物種從源j到空間某一點所穿越的某景觀的基面i的空間距離;Ri是景觀i對某物種運動的阻力[3]。盡管f是未知量,但是(Dij×Ri)之累積值可以被認為是物種從源到空間某一點的某一路徑的相對易達性的衡量[5]。最小累積阻力模型目前已應用到景觀生態戰略點的判別。
5.3 由阻力面來判別景觀空間
根據阻力面的理論,對生態安全格局中發生的景觀過程,這些過程包括人類活動、自然活動、生物物種活動等過程,對這些過程進行分析研究,來判斷過程中對哪些是景觀生態安全有利的與哪些不利的,包含緩沖區、源間連接、射道和戰略點等,劃定各級的生態安全格局水平等級。
6 結語
區域景觀安全生態格局的研究,不僅是對該區域自身生態系統上的安全性研究,也是考慮人類活動不斷擴張與大自然之間的矛盾的研究。在區域景觀生態安全等級的理論上,進行對不同級別區域的發展,做出了相應的對策與思路,多層次的安全格局是對生態系統安全的多重保證。同時,隨著自然與社會的不斷發展,對區域景觀生態安全格局的研究也會有所變化與進步,管理思路也在不斷適應新要求。這也是區域景觀生態安全理論,現階段不夠完善,需要不斷地進行改造升華。區域景觀生態安全格局不是一成不變的標準,人類對于生態的需求是在不斷變化的,生態管理的政策也在不斷改變。當今生態環境問題的日益嚴峻,區域景觀生態安全的研究是對生態保護與可持續發展一個重要的理論基礎。
參考文獻:
[1]王云才.景觀生態規劃原理[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.
[2]官紫玲.福州城市景觀生態安全研究[D].福州:福建師范大學,2008.
[3]肖 科.GIS技術在城市景觀生態規劃中的應用[J].新材料新裝飾,2013(7).
論文關鍵詞:生態安全,經濟,協調發展
0 引言
阜新是一座依賴煤炭資源開發而形成的資源型城市,是國家50年代建設的重要能源生產基地之一,50多年來為國家的經濟建設做出了重要的貢獻。但隨著煤炭資源的逐漸萎縮,城市經濟的發展受到嚴重的制約,城市職工就業和再就業等社會問題日益突出。同時由于煤炭的開采嚴重地破壞了阜新地區的生態環境,生態環境問題對阜新經濟的發展構成了廣泛和嚴重的威脅,阜新經濟轉型勢在必行。
1生態安全與經濟發展
生態安全是防止由于生態環境的退化對經濟基礎構成威脅,主要指環境質量狀況低劣和自然資源的減少和退化削弱了經濟可持續發展的支撐能力。
生態安全性是人類社會經濟發展的物質基礎和前提。生態安全問題是一個特殊問題,它不像教育、醫療衛生、營養和預期壽命,可隨經濟社會的發展而改善,它有時會因經濟發展而遭到破壞,而受害者并不是享受發展結果的收益者,可能是繼承遭到破壞了的生態的后代人。生態安全對社會經濟的發展具有推動和約束的雙重性。偏重于發展,采用不適宜生態系統要求的生產方式、生活方式和思維方式,就會對生態系統產生干擾和壓力;偏重于生態,就可能制約社會經濟的發展和社會財富的積累。所以理想的生態狀態并不是原始的自然生態狀態,而是一種和諧、健康、可持續發展的狀態。這種和諧、健康、可持續的發展可以通過彌補外部經濟的缺陷,采取適應的技術、經濟的措施,控制解決生態安全問題,實現社會經濟和生態安全的可持續發展。同樣離開社會經濟的發展,就解決不了生態安全問題,不解決生態問題,就難以保持社會經濟穩定、持久的發展。要達到既使經濟發展又使生態安全的目的,只有選擇生態安全與經濟的協調發展的道路,即堅持走可持續發展的道路才是我們達到理想目的的唯一選擇。
2阜新市礦區生態安全與經濟發展
2.1 礦區環境概況
經濟轉型區所在區域范圍內,大部分地區海拔在100~200米之間,相對高差不大,地勢平緩。以平原為主,間有部分低緩崗地和采煤排土場。總體氣候條件特點是四季分明,雨熱同季,降水集中,日照充足,晝夜溫差大。年降水量為520毫米,年平均氣溫7.5℃,無霜期155天左右,≥0℃活動積溫3800℃,≥10℃活動積溫3400℃,屬于總體環境條件較好的中溫帶氣候,接近于暖溫帶氣候。年日照時數2830小時,太陽輻射和光照條件是遼寧省最好的地區之一。從降水、積溫、光照條件看,經濟轉型區適合發展高產、高效農牧業生產。
經濟轉型區為阜新市工農結合地帶,既是阜新市城鎮文化水平較高、礦工最為集中分布地區,也是阜新市最典型的城郊農業區和向現代化農業轉型的重點區域,總人口91.12萬人,非農業人口占76.5%,農業人口占23.5%。其中十二個鄉鎮總人口25.63萬人,農業人口占83%,非農業人口占17%。
2.2 “四位一體”生態農業園區
“四位一體”生態指標無公害生產技術,是以土地為基礎,太陽能為動力,沼氣為紐帶,該生態模式是采用種養一體化自我循環系統生物有機肥的再利用系統,達到綜合平衡。每一戶自成一體,形成“養豬糞尿-沼氣-利用”的生物有機物循環。“四位一體”模式圖見圖1。
圖1 “四位一體”模式圖
⑴日光溫室:日光溫室是模式的基本框架和主體結構,沼氣池、畜禽舍、廁所、蔬菜栽培室都統裝入溫室中,構成全封閉生態循環圈。日光溫室的作用就是為沼氣池、畜禽、蔬菜創造良好的溫度、濕度條件。其基本原理就是利用塑料薄膜的透光和阻散性能,將太陽能轉化為熱能,同時保護和阻止熱量及水分的散發,從而達到增溫、保濕的目的。
⑵沼氣池:沼氣池是生態模式的核心部分,起著連結養殖與種植、生產與生活用能的紐帶作用。池體處于日光溫室一端地下2米,利用填充糞便及其他原料,經過厭氧發酵而產生沼氣,為生活(照明、炊事)和生產提供能源,同時,沼氣發酵的殘余物可為蔬菜、農作物等生長發育提供優質有機肥,從而達到改善生態環境、增加能源供給、提高經濟效益及改良土壤的目的。
⑶畜禽舍:將畜禽舍建在日光溫室內,在飼養畜禽的同時也參與了系統生態循環。日光溫室為飼養提供了良好的溫度、濕度,與此相應,畜禽又能為溫室提高溫度。同時沼氣發酵產生的氣體為蔬菜提供二氧化碳氣肥,可使蔬菜增產。
⑷廁所:在模式中建造廁所,既為沼氣池提供原料,又減少了環境污染,改善了衛生條件又減少了傳染病的發生,可謂一舉兩得。
2.3 經濟發展對生態安全的要求
農業園區不僅要生產出綠色產品,還要確保生態安全,努力創建環境幽雅、生產生活條件比較舒適的下崗職工再就業基地和生態園區。
要求園區周邊全部進行綠化帶建設,以現有建成區為基礎,合理劃分區域,以種植業為主的園區營造綠化帶的目的是防風固沙,因此以喬木為主,疏透式結構。以養殖業為主的園區營造綠化帶的主要目的是防風固沙和防疫隔離,因此要喬木、灌木相結合,外喬木,內灌木,緊密式結構。園區連接路兩側選擇喬木類,園區內作業路兩側選擇灌木類,以觀賞樹為主,輔助種草、種花和藤類植物,實現農業園區內外部環境達到綠化的要求,確保整個園區的生態安全。
2.4 農業園區生態安全措施
根據阜新市農業園區各功能區具體情況對其采取了相應的生態安全措施,農業園區生態安全綠化帶植被配置模式見表1。
⑴園區周邊綠化隔離帶
以養殖業為主的園區除了要考慮到防風固沙外,還要考慮到防疫要求,因此樹種選擇喬灌混交,外喬內灌,采取緊密式結構,喬木品種以107、108等速生楊為主,寬度一般為20米,不能少于10米,喬木造林密度為2×3米,苗木采用二根一干或三根一干,
表1 農業園區生態安全綠化帶植被配置模式
綠化區
植被種類
園區周邊綠化隔離帶
喬灌混交 107、108等速生楊為主
連接路兩側綠化帶
喬木類樹種 107、108等速生楊及柳樹、刺槐為主
園區作業路兩側綠化帶
灌木類樹種 水臘、黃刺槐、毛櫻桃、速翅、丁香、紅瑞長等
園區畜舍周邊綠化
豬舍前:葡萄或吊瓜、絲瓜、癩瓜等藤類植物;羊舍活動場周邊:喬木和灌木
關鍵詞耕地資源;生態安全;空間特征;長江上游
中圖分類號F301文獻標識碼A文章編號1002-2104(2013)12-0065-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.12.010
耕地資源是最寶貴的自然資源,具有生產、空間承載以及環境保護等多種功能,經過人類長期干預,耕地生態系統逐漸演變成為具有高度耦合性的社會―經濟―生態復合系統[1]。但是隨著人口增長、工業化和城市化進程的加快,一方面城鎮建設占用使得耕地資源的稀缺性日益增強,另一方面化肥和農藥的不合理施用、各類污染導致耕地利用生態問題逐漸凸顯,這些都對我國耕地資源保護、糧食安全保障提出了巨大的挑戰。在此背景下,耕地資源生態安全研究逐漸成為亟待深入開展的前沿課題[2]。國內的相關研究主要集中在縣域[3]、市域[4-5]和省域尺度[6],對長江上游農業主產區這一特定功能區域進行耕地生態安全研究并不多見。
長江上游農業主產區作為我國“七區二十三帶”農業戰略格局的重要組成部分之一,其對于充分發揮地區的比較優勢,加快農業產業結構調整,促進農業生產經營的標準化、規模化和集約化,推動現代農業示范區建設,確保國家糧食安全都具有重要的意義。而長江上游因其復雜多樣的生態系統、豐富的生物多樣性和特殊的自然環境,是整個長江流域生態安全的重要屏障,在長江流域以及全國有著不可忽視的生態戰略地位[7]。因此,本文以長江上游農業主產區為研究區域,通過構建耕地生態安全評價指標體系,運用GIS空間分析技術,對長江上游農業主產區耕地生態安全水平和空間分布特征進行定量研究,以期為長江上游耕地生態安全態勢的預測與預警,促進耕地資源的可持續利用提供科學依據和決策參考。
1研究區概況與數據來源
1.1研究區概況
長江上游區域是指長江源頭至干流宜昌段,長4 511 km,約占長江總長度的70%,主要支流有雅礱江、岷江、嘉陵江、烏江等;流域面積105.4×104 km2,占長江全流域面積的58.9%,涉及青、藏、云、貴、川、渝、陜、甘、鄂共9省、市、自治區;人口1.63億,占全流域人口的35%[8]。由于青藏高原的高海拔特征和長江上游遼闊的地域及其過渡性,使長江上游地區成為規模宏大、具有全球意義的生態脆弱帶和全球環境變化的敏感區[9],也是我國構建“七區二十三帶”為主體的農業戰略格局中長江流域農產品主產區之一[10]。長江上游的耕地資源主要集中分布于四川省和重慶市,農作物以糧食作物為主,經濟作物為輔,該區域既是長江上游農業最為發達的區域,也是農業生產力最有潛力的地區[11],對我國糧食安全和農業生產具有重要戰略意義。
1.2數據來源
本研究涉及的基礎數據主要包括:土地利用類型數據(矢量數據),四川省和重慶市的行政區劃圖(矢量數據),主要來源于中國科學院地理科學與資源研究所;土壤厚度、土壤侵蝕強度指標數據(柵格數據),主要來源于中國科學院南京土壤研究所;生物多樣性指標數據,主要來源于中國科學院成都山地災害與環境研究所;以上數據主要獲取于地球系統科學數據共享平臺(http:///Portal/index.jsp)。另外,還涉及人口密度、城鎮化率、化肥施用量等有關社會經濟數據主要來源于《四川統計年鑒》、《四川省第二次全國農業普查資料匯編》、《重慶統計年鑒》和《重慶市第二次全國農業普查資料匯編》等,獲取來源為中國經濟社會發展統計數據庫(2011)(http:///kns55/Navi/ NaviDefault.aspx)。
2研究方法
2.1評價指標體系構建與權重確定
耕地生態安全是指人類賴以生存和發展的耕地資源所處的生態環境,處于一種不受或少受威脅與破壞的健康、平衡狀態[12]。耕地生態系統是一種典型的自然―人工綜合系統,其生態安全主要是對自然環境變化和人類迫脅影響的響應程度。自然環境的演變具有緩慢性和長效性特征,對耕地生態安全的影響在短時期內較小,因此人類活動干擾成為耕地生態安全的重要影響因素。本研究以人類活動干擾對耕地生態系統的影響作為切入點,圍繞“干擾”對耕地生態系統所帶來的影響,對其“壓力”、“響應”進行評價。耕地受干擾后面臨的“壓力”主要來自于人類活動和社會經濟發展,其中人口集聚導致了城市建設的擴張和城鎮化的加快,建設占用耕地導致的耕地減少和破壞,涉及指標主要有人口密度、人均耕地面積、城鎮化率、化肥施用量等。“響應”則反映耕地生態系統受干擾后的具體指標變化,如生物多樣性、土壤厚度、土壤侵蝕度、糧食產量等。
在以上“壓力―響應”理論框架指導下,本文在參考借鑒相關研究成果的基礎上[13-14],按照科學性、代表性和可操作性等原則,同時結合研究區的實際情況,從壓力和響應兩方面選取了人口密度、城鎮化率、土壤侵蝕強度、生物多樣性指數和單位耕地面積糧食產量等8個評價指標,構建長江上游農業主產區耕地生態安全評價指標體系。指標的權重主要采用層次分析法確定,所有權重值均通過一致性檢驗。如表1所示。
化肥施用量土壤厚度土壤侵蝕強度生物多樣性指數單位耕地面積
糧食產量3人口承載的壓力城市擴張的壓力人為污染的壓力耕地質量狀態耕地生態
環境狀態耕地產出
效益狀態3負向30.093正向30.437負向30.161負向30.309正向30.066負向30.523正向30.254正向30.1572.2評價指標標準化
為了使數據之間具有可比性,消除不同量綱對結果的影響,本文采用最大離差法對原始數據進行無量綱標準化處理。根據指標在耕地生態安全中的表現是正向(越大越好)還是負向(越小越好)來確定其標準化的計算方法。
Xi=xi-min(xi)3max(xi)-min(xi)(xi為正向指標)
max(xi)-xi3max(xi)-min(xi)(xi為負向指標)(1)
其中,Xi―第i指標標準化后的值;xi―第i指標的實際值;max(xi)―第i指標的最大值;min(xi)―第i指標的最小值。
2.3評價技術路線與模型
首先在四川省和重慶市的行政區劃矢量圖中建立人口密度、人均耕地面積、城鎮化率、單位耕地面積化肥施用量和單位耕地面積糧食產量的相應字段,將標準化后的各指標值錄入屬性表并將其分別轉為100 m×100 m的柵格;土壤厚度、土壤侵蝕強度和生物多樣性指數的標準化過程則在ArcGis9.3中通過柵格計算器實現,這樣便得到了各單個指標的柵格圖;然后從土地利用現狀圖中提取耕地的柵格圖層,并且與壓力和響應準則層下的各指標按照權重分別進行疊加得到耕地生態安全壓力和響應評價圖。評價模型如下:
F=∑n3i=1wi×Xi(2)
其中,F為準則層數據值;wi為準則層包含的第i指標的權重;Xi為準則層包含的第i指標標準化后的值;n為準則層包含的指標個數。
3評價結果與分析
3.1耕地生態壓力指標評價
在ArcGIS9.3軟件系統中,利用柵格計算器將耕地生態壓力的各指標柵格圖和對應的權重進行疊加,采用ArcGIS(Natural Breaks)自然重分類法將其劃分為5個生態壓力區(見表2),其中生態壓力一級區表示耕地生態壓力最小區域,以此順推,生態壓力五級區為耕地生態壓力最大區域。耕地生態壓力分類結果如表2所示。
從評價數據分析可知,長江上游農業主產區耕地生態壓力三級區及其以上面積占到了整個長江上游農業主產區耕地面積的69.76%,其中,耕地生態壓力五級區占1105%,四級區占2354%,三級區占3517%,二級區占2596%,一級區為427%。
從空間分布特征來看,長江上游農業主產區耕地生態壓力總體上處于較大的狀態,其中五級區主要分布在四川省的成都市、綿陽市、攀枝花市和重慶市的渝中區、大渡口區、江北區沙坪壩區、雙橋區以及永川市等;四級區主要位于四川省的巴中市、南充市、遂寧市、眉山市、內江市等;三級區主要位于四川省的瀘州市、宜賓市、樂山市等以及重慶市的開縣、萬州區和長壽區等。
3.2耕地生態響應指標評價
同理,在ArcGIS9.3軟件系統中,利用柵格計算器將耕地生態響應的各指標柵格圖和對應的權重進行疊加,采用ArcGIS(Natural Breaks)自然重分類法將其劃分為5個生態響應區(見表3),其中生態響應一級區表示該區域耕地生態狀態最優區域,以此順推,生態響應五級區為耕地生態狀態最差區域。耕地生態響應分類結果如表3所示。
從評價數據分析可知,長江上游農業主產區耕地生態響應三級區及其以上面積占到了整個長江上游農業主產區耕地面積的91.37%,其中,耕地生態響應五級區占4889%,四級區占1846%,三級區占2402%;另外,耕地生態響應一級區所占面積最小為107%,耕地生態響應二級區占756%。
關鍵詞:區域衛生平臺;信息安全;設計
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0076-02
一、引言
根據區域衛生信息平臺的應用安全需要,整個平臺的網絡架構應由區域衛生信息平臺統一負責設計和規范。相關的接入設備設置標準和運維要求應由區域衛生信息平臺統一制定管理規范要求。各接入單位和運維單位應依據區域衛生信息平臺統一制定的管理規范要求,對各自所使用和管理的各類設備、應用系統、運維工具制定相應的使用、管理規范確保整個系統的安全運行。
二、網絡安全
網絡系統安全也是網絡系統穩定的根本性保障,無法保障系統安全的網絡是無法實現網絡系統的穩定性的,然而,根據公安部的統計,網絡系統的安全事件,有70%是由內部的使用者造成的,因此,一個能夠輕松使用內部網絡系統的用戶,其有意或無意造成的網絡安全影響會比一個外部的黑客造成的影響還要大。
目前,網絡系統中蠕蟲病毒、掃描攻擊、DDOS等攻擊越來越普遍,而這些攻擊將直接導致網絡系統癱瘓和中斷,給醫院的正常業務開展造成非常嚴重的影響。例如:單臺主機在進行掃描攻擊的時候,可以瞬間將門診收費的主干網絡設備的系統資源占滿,造成門診收費等系統無法正常通信,嚴重時還將造成全網主干系統數據傳輸緩慢或中斷。因此,病毒是目前比較嚴重的問題,尤其是網絡病毒和網絡攻擊型病毒,防范十分困難。
(一)網絡接入方案。規范所涉及的網絡建設涉及到市區兩級網絡的規范聯接、協調管理等內容,所以在網絡接入方案規范要求方面,將相關內容拆分成以下兩部分。
(二)區縣網絡接入方案。區縣網絡接入方案應由區縣衛生信息平臺根據本區域網絡建設的實際情況進行方案選擇,可提供的建議主要有三種:
1.利用VPN相關技術依托Internet網絡構建區域衛生信息專網。
2.基于本區域的政務專網構建衛生信息專網。
3.自行建設本區域的衛生信息專網。
由于各種網絡接入方案在安全技術和管理權限上存在較大的差異,因此各區域網絡建設單位可根據各自所選用的網絡接入技術方案,制定符合自身需要的網絡安全管理規范。
(三)市級網絡接入方案。市級網絡接入方案主要針對對象有兩類:(1)各區縣衛生信息平臺;(2)市級所屬各醫療衛生單位。市級網絡接入方案的制定應根據市級區域衛生信息平臺相關建設要求,結合各類接入單位的實際網絡建設情況、業務狀況、安全要求進行規劃建設。同時各區縣衛生信息平臺和市級所屬各醫療衛生單位,應依照市級網絡接入方案的相關要求,配合市級衛生信息網絡建設對自身應用網絡進行改造。
(四)前置設備管理。前置設備指部署在區域衛生信息平臺之外,各接入單位本地的各類設備,主要包括前置服務器設備(服務器)、網絡接入設備(交換機)、網絡安全設備(防火墻)。前置服務器設備(服務器)的管理配置權限均有中心負責,各接入單位有權使用該設備,并在該設備上部署同中心進行數據交換所需要的各類應用功能(部署前需要向中心相關管理人員進行說明)。網絡接入設備(交換機)、網絡安全設備(防火墻)的管理配置權限存在以下兩種狀況:網絡接入設備和網絡安全設備被置于中心可見范圍內,且相關的設置依照中心原定技術方案進行配置。在此情況下由中心負責對上述設備的管理,由接入單位配合中心進行維護;由于接入單位自身網絡建設要求,網絡接入設備和網絡安全設備被置于中心不可見范圍內。在此情況下上述設備的管理和維護則由接入單位自行按照中心相關要求進行。
三、應用安全
(一)CA數字簽名集成。出于對整個區域衛生信息平臺的應用安全考慮,要求接入單位在各自的數據上傳接口中依照區域衛生信息平臺所提供的相關技術資料,將數字簽名功能集成進文檔注冊功能中。前置設備在接收文檔注冊申請時,首先會驗證文檔簽名。簽名通過后還會驗證XML結構和部分信息是否符合接口描述要求,如通過后返回機構文檔注冊程序成功標志表明此文檔順利提交,否則返回失敗及失敗原因,接入機構文檔注冊程序接收到錯誤信息后,根據錯誤信息代碼及描述,對文檔或數據重新處理后再次提交,直到成功。
(二)數據安全。區域衛生信息平臺應該統一負責整個系統的數據安全,依據此要求結合各類信息的實際存儲位置、管理負責單位的差異,規范將數據管理工作拆分成前置端數據管理和中心端數據管理兩大部分。
(三)前置端數據管理。前置端數據管理工作主要由區域衛生信息平臺的日常運維人員負責,并由接入單位相關責任人提供相應的配合。主要應實現以下工作內容:對前置設備中的各類數據,制定全備份和增量備份相結合的備份策略,確保數據存儲的安全性;對前置設備中的數據庫定時進行數據索引重整、數據庫日志截斷,確保數據庫運行的穩定高效;對前置設備中的各類應用日志進行定期清理;對前置設備的存儲空間進行監測,并定期進行歷史數據清理。
(四)中心端數據管理。中心端數據管理工作主要由數據中心相關管理單位負責,主要應實現以下工作內容:制定中心端數據的備份策略(包括物理備份和邏輯備份),并根據用戶要求進行相應的數據恢復演練工作;監測中心端數據存儲空間和日志空間的使用情況,在監測結果超出警戒閥值的狀況下,將相關信息反饋給用戶管理部門,確保相關問題能在第一時間被發現并被及時解決監測中心端相應設備的運行狀況(CPU、內存等),并定時將監測結果反饋給用戶管理部門。避免由于各類硬件設備問題或設備資源不足,而導致的系統故障、數據丟失狀況的發生。
四、結論
本通過對區域衛生平臺的信息安全的探索、研究和應用,提高平臺的安全水平,和資源的綜合利用,促進信息數據的完整性,培養實踐創新人才具有積極的作用。實踐表明,該設計對其區域衛生平臺的設計具有一定的參考價值。
參考文獻:
[1]蔡小芳,張永勝.在Web服務安全中XML加密與簽名的應用[J].計算機安全,2006,7
[2]胡雋.構建區域衛生信息網進一步整合各級醫院信息資源[J].社區醫學雜志,2010,5