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生态安全度预测及甘肃白水江国家级自然保护区的生态适宜性评价

时间:2023-11-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-2白水江国家级自然保护区平均生态安全度预测分区域来看,依据2005—2017年的生态安全度,可以将保护区划分为三个区域进行预测分析。

生态安全度预测及甘肃白水江国家级自然保护区的生态适宜性评价

未来保护区内的生态安全将会进入一个更加复杂、综合和敏感的新阶段。一方面,生态安全需要协调生态环境和经济发展的矛盾;另一方面,生态安全也要求提高农村居民的生活质量,减少贫困人口。为了预测未来保护区的生态安全程度,检验现行的生态政策和方针是否可行,基于2005—2017年的生态安全评价值,使用灰色系统GM(1,1)预测模型和METLAB软件对2018—2050年保护区的生态安全度进行了预测。

8.3.4.1 预测方法

灰色系统理论是依据无规律的历史数据累加得到具有指数增长的规律数列,并建立微分方程系数,得到既包含已知的数据又含有未知信息的系统,最后达到预测目的。该模型不需要大量的数据,具有运算过程简单,且预测效果较好等优势。灰色系统GM(1,1)预测模型的建模步骤为:

第一步,假设需要预测的指标原始数列:

第二步,对原始数列进行一次累加:

式中,(k=1,2,…,n,i=1,2,…,n)

第三步,累减生成:

第四步,建立GM(1,1)模型:

式中,α、μ分别为发展系数和灰色作用量,是待估的参数值。

第五步,求α、μ值,其计算如下:

求出α、μ,并得到X(1)的表达式。(www.xing528.com)

第六步,进行预测:

第七步,求解微分方程:

为保证预测结果具有可靠性和有效性,必须对灰色系统预测模型进行精度检验,精度检验的两项指标分别为小误差概率(P)和后验差(C)。验差标准为,P≥0.95,C≤0.35,表示结果非常理想;当P>0.8,C<0.5,表示较为理想;当P>0.7,C<0.65,表示结果勉强合格;当P≤0.7,C≥0.65,则表示结果不合格。

8.3.4.2 预测结果

通过METLAB软件的计算,首先依据2005—2017年的生态安全评价值,预测出2018—2030年的预测数据;其次将2021—2030年的预测数据作为基础数据,预测出2031—2040年的生态安全度;最后,将2031—2040年的预测数据作为二期数据,预测出2041—2050年的生态安全度。验差检验后,发现除个别地区验差结果不理想外,大多数地区的预测值的C<0.5,P>0.8,说明预测结果较为理想可靠。

分析白水江国家级自然保护区平均生态安全预测结果可知,2018—2050年白水江国家级自然保护区生态安全评价值不断上升(图8-2)。2030年地区平均生态安全评价值达到0.1530,2040年生态安全预测值为0.1981,2050年的生态安全预测值为0.2565,分别比2005年增长了0.07、0.12、0.17,分别是2017年的1.4倍、1.8倍和2.3倍。这说明如果保护区内各乡镇继续按照目前的发展模式,坚持护林工程与扶贫政策,未来生态安全度将会不断地提高,且生态安全等级有很大的提升。

图8-2 白水江国家级自然保护区平均生态安全度预测

分区域来看,依据2005—2017年的生态安全度,可以将保护区划分为三个区域进行预测分析(图8-3)。西部地区包括石鸡坝镇、铁楼藏族乡、城关镇和尚德镇等乡镇,中部地区包括刘家坪乡和丹堡镇,东部地区包括范坝镇、碧口镇、中庙乡、玉垒乡、枫相乡、三仓乡和洛塘镇等乡镇。2030年西部、中部和东部的预测值分别为0.1794、0.1607、0.1395,2040年西部、中部和东部的预测值分别为0.2413、0.2306、0.1758,2050年西部、中部和东部的预测值分别为0.3290、0.3316、0.2222。可以看出,生态安全的发展潜力为中部>西部>东部,说明中部乡镇虽然现阶段的生态安全度低于其他乡镇,但是该地区的发展潜力较大,通过一系列的政策手段,生态安全程度会得到极大的提升。整体上,西部和中部的预测值均高于平均预测值,仅有东部地区的预测值低于平均预测值,且相对差距较大。东部乡镇较多,尤其是分布在红土河保护站内的大多数乡镇面积较小,可能对预测结果造成了一定的影响。现阶段东部各乡镇的生态安全度较好,但是与其他两个地区相比,该区域的经济发展和人口干扰较大,因此预测值较低。

图8-3 白水江国家级自然保护区地区生态安全度预测

国家“十三五”规划明确要求,到2020年,我国生态文明建设必须要达到一些硬性目标,例如人均粮食产量479 kg/人,化肥农药零增长,灌溉用水量保持在3720亿m3,节水灌溉面积达到7亿亩,农户纯收入比2010年翻一番等。对比这些目标,甘肃白水江国家级自然保护区内的各乡镇在森林覆盖率等生态环境保护方面达标,但是在经济发展和农户减贫等方面与全国其他地区相比还有很大的差距。预测结果表明,在未来的生态建设中,保护区内的各乡镇需要继续维持已有的护林造林政策,对保护区尤其是中部和东部地区实施严格的生态管理措施,并且针对不同区域实施不同的生态管控措施。西部地区应将重心放在农户的脱贫减贫方面,带领农户脱贫致富,同时在不破坏当地自然条件的基础上,改善当地的交通状况。中部地区应该实施“两手抓”策略,即生态保护与经济发展两方面齐头并进。东部地区则应该着力降低人类活动对自然环境的干扰,减少污染和排放,降低人类活动对森林、水体和土壤的压力,注重生态环境修复。

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