全 文 ：世界双遗产地生态安全预警体系构建及
应用———以武夷山风景名胜区为例*
游巍斌1 摇 何东进1**摇 覃德华2 摇 纪志荣1 摇 巫丽芸1 摇 俞建安3 摇 陈炳容3 摇 谭摇 勇1
( 1福建农林大学, 福州 350002; 2河南科技大学农学院, 河南洛阳 471003; 3武夷山风景名胜区管理委员会, 福建武夷山
354300)
摘摇 要摇 基于遗产地内涵与标准的深入分析,提出符合世界遗产地保护目的的双遗产地生态
安全概念,构建“压力鄄状态鄄调控冶遗产地生态安全预警框架模型并筛选预警指标. 在此基础
上,以受自然和人类生态过程作用最强烈且频繁的武夷山风景名胜区为研究对象,引入可拓
学中的物元模型理论对景区生态安全进行预警. 结果表明: 景区生态安全预警准确率达
84% ;1997 和 2009 年景区总体生态安全等级均处于玉级安全水平,即属于无警状态,但 2009
年生态安全系统风险增加,较 1997 年更趋于向更低水平的安全等级(域)转变. 2 个时期处于
敏感预警等级的单项预警“重警源冶指标(限制因子)有所差异;1997—2009 年间景区生态安
全系统压力增加的同时其调控能力也在增强,但系统仍面临生态安全压力.人口密度、人口自
然增长率、茶园面积指数、人均耕地面积、干旱程度、生态环保建设投入是制约景区未来(2009
年之后)生态安全状态的主要限制因子.总体而言,景区生态安全状态较好(无警水平),但就
个别预警指标而言,依然存在风险,需要针对上述限制因子采取有效防控措施,维持景区生态
安全的良好状态.
关键词摇 生态安全预警摇 指标体系摇 可拓分析摇 世界遗产地摇 武夷山
*国家自然科学基金项目(41301203,30870435)、教育部博士学科点专项基金项目(20133515120007)和福建农林大学林学院青年科学基金项
目(6112C035F)资助.
**通讯作者. E鄄mail: fjhdj1009@ 126. com
2013鄄10鄄12 收稿,2014鄄02鄄21 接受.
文章编号摇 1001-9332(2014)05-1455-13摇 中图分类号摇 P942; Q149摇 文献标识码摇 A
System construction of early warning for ecological security at cultural and natural heritage
mixed sites and its application: A case study of Wuyishan Scenery District. YOU Wei鄄bin1,
HE Dong鄄jin1, QIN De鄄hua2, JI Zhi鄄rong1, WU Li鄄yun1, YU Jian鄄an3, CHEN Bing鄄rong3, TAN
Yong1 ( 1Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 2College of Agronomy,
Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, Henan, China; 3Administration
Committee of the Wuyishan Scenery District, Wuyishan 354300, Fujian, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. , 2014, 25(5): 1455-1467.
Abstract: This paper proposed a new concept of ecological security for protection by a comprehen鄄
sive analysis of the contents and standards of world heritage sites. A frame concept model named
“Pressure鄄State鄄Control冶 for early warning of ecological security at world heritage mixed sites was
constructed and evaluation indicators of this frame were also selected. Wuyishan Scenery District
was chosen for a case study, which has been severely disturbed by natural and artificial factors.
Based on the frame model of “ Pressure鄄State鄄Control冶 and by employing extension analysis, the
matter鄄element model was established to assess the ecological security status of this cultural and nat鄄
ural world heritage mixed site. The results showed that the accuracy of ecological security early
warning reached 84% . Early warning rank was玉 level ( no alert status) in 1997 and 2009, but
that in 2009 had a higher possibility to convert into 域 level. Likewise, the early鄄warning indices of
sensitive ranks were different between 1997 and 2009. Population density, population growth rate,
area index for tea garden, cultivated land owned per capita, level of drought, and investment for
ecological and environmental construction were the main limiting factors to hinder the development
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 5 月摇 第 25 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2014, 25(5): 1455-1467
of ecological security from 2009 to future. In general, the status of Wuyishan Scenery District eco鄄
logical security was relatively good and considered as no alert level, while risk conditions also exis鄄
ted in terms of a few early鄄warning indicators. We still need to pay more attention to serious alert
indicators and adopt effective prevention and control measures to maintain a good ecological security
status of this heritage site.
Key words: early warning for ecological security; indicator system; extension analysis; world herit鄄
age sites; Mount Wuyi.
摇 摇 1972 年联合国教科文组织通过了《保护世界文
化和自然遗产公约》(Convention Concerning the Pro鄄
tection of the World Cultural and Natural Heritage)(以
下简称《公约》). 《公约》对世界文化和自然遗产的
定义作了明确规定,围绕具有“突出的普遍价值冶的
人类共同财富确定了实施公约的一系列指导方
针[1] .这份影响深远的国际准则性文件的主要任务
就是确定和保护世界范围内的自然和文化遗产,并
将那些具有突出意义和普遍价值的文物古迹和自然
景观列入《世界遗产名录》(World Heritage List) [1] .
世界遗产既是某一国家的特殊荣誉,又是其发展遗
产旅游业的最大金字招牌.在经济利益驱动下,过度
旅游开发及不合理资源利用导致遗产地出现了诸如
旅客超载、资源受损、生态环境恶化、景观质量下降、
游客体验劣化、服务质量不高等一系列问题[2] . 这
些涉及生态、经济、社会领域问题的出现已然成为遗
产地生态安全状态恶化的信号. 遗产地生态系统结
构与功能的退化、生态安全水平的下降,使得作为遗
产价值衡量标尺与保护关键所在的真实性和完整性
不同程度地遭受威胁与破坏[3-4] .因而,深入开展世
界遗产地生态安全研究具有重要的理论价值和现实
意义.
生态安全是生态系统健康和完整状况的表征,
是生态风险的反函数[5] .生态系统健康以生态系统
为出发点,研究生态系统活力、组织(结构)和恢复
力等,其结果侧重对生态系统结构和功能的研究.生
态安全则更加侧重于研究生态系统对人类的行为活
动而言是否安全,需要同时考虑自然生态系统功能
以及人类社会经济活动的影响范围和强度. 二者作
为一个事物的两方面,前者指生态系统对外界干扰
是否能够维持自身的结构与功能,后者指生态系统
在保持健康的结构与功能的状态下能否承受人类正
常的社会经济活动[6] .生态安全研究内容主要包括
生态安全评价[7-8]、格局与过程对生态安全的影
响[9]、模拟预测和预警[10-11]、调控和维护管理[12]
等.生态安全预警是基于生态安全状态的动态变化
而发出的特定警报信息,生态安全状态的动态变化
通常要通过评价不同时期的生态安全加以实现;前
瞻性和警示性是生态安全预警特点. 区域生态安全
预警在某一特定时期或时段内,以生态安全评价为
基础对区域生态安全状态出现的恶化情况进行预报
和预测[6];是生态安全预警研究集中领域,涉及农
业、土壤、土地、水文等诸多方面[5-6,13-18] .然而,目前
对世界遗产地进行生态安全预警的研究尚未见报
道.再则,世界遗产地生态安全应该如何界定? 这种
安全有哪些特征? 如何对其监测、评价,以及科学管
理等方面的关注也都十分有限.
目前生态安全预警研究普遍采用的方法有:专
家打分法(德尔菲法)、层析分析法、模糊综合评价
方法、系统动力学、神经网络学习法等[15-22] .鉴于生
态安全预警多层次、多维度和动态性的特点和要
求[6],特别是针对遗产地这类兼具自然和人文属性
的复杂系统,上述方法在应用中各具局限性.如德尔
菲法、层次分析法、模糊综合评价法是一种定性与定
量相结合的决策分析方法,采用它们可以对遗产评
价中的历史、文化、艺术等因素予以量化评价;其中,
邀请遗产保护、生态学、旅游学、地理学、历史学、艺
术美学、经济学等专家对指标进行打分来确定指标
权重比较常用;其缺点是:这类方法在判断矩阵构建
中难免受主观因素影响,更缺乏对未来发展趋势的
预测能力.而系统动力学、神经网络等智能方法虽然
在预测方面优势较明显,但对样本数据量要求较高.
遗产地因诸多主观或客观因素限制,要获取遗产地
系统且适合用于生态安全研究的有效监测数据或指
标较为困难(主要表现在:指标统计口径不一、监测
时间较短且长时间序列可用数据少、大尺度空间数
据相对缺乏等),这都一定程度上限制了此类方法
的广泛运用.如何在有限数据样本下,评价世界遗产
地生态安全状态并预测其状态变化趋势则是遗产旅
游地生态安全预警研究的关键之一. 蔡文等[23]于
1983 年原创性地提出了一门横断学科———可拓学,
其以形式化的模型,探讨事物拓展的可能性以及开
拓创新的规律与方法,用于解决矛盾问题.在可拓学
逻辑中,因引入了变换(包括时空的改变)使事物具
6541 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
有某种性质的程度和命题“真假冶的程度随变换而
改变;可拓逻辑从“变换冶的角度讨论事物具有某种
性质的程度和命题真假的变化,这亦是该方法区别
于经典逻辑和模糊逻辑从“静态冶的角度研究事物
的性质和命题真假的最显著之处[23] .可拓分析作为
一种新的动态综合分析模型和方法,在生态环境评
判[24-25]、地震预报[26]、不正常航班管理预警[27]、区
域或城市安全[28-31]等领域已有应用.考虑到遗产地
生态安全预警主、客观限制以及预警本身的多层次、
多维度和动态性特点,该方法在遗产地生态安全预
警研究中颇具潜力.
自然遗产、文化遗产是世界遗产中最核心的部
分,文化和自然双遗产地是自然和人文生态系统的
综合体,是诸多自然生态系统和人类生态系统协同
作用的最终产物.自然遗产的形成源于自然生态系
统的演化和发展;文化遗产则是以自然生态系统物
质环境为基础,经人类长期生产、生活过程中的历
史、风俗、文化等因素综合作用而产生. 针对双遗产
地生态安全的研究应充分考虑遗产地内的自然系
统、人类行为、社会组织、文化传承等生态、环境、社
会、经济和文化等各方面.从《公约》中可知,不论是
双遗产、文化景观,还是其他遗产形式,其界定与评
价标准均以自然遗产和文化遗产的 10 个评价标准
为参考,亦或在此基础上根据各遗产特点修改和完
善而来.世界双遗产研究在世界遗产研究领域中有
着特殊且重要的地位.加之,中国的世界文化与自然
遗产地还兼具风景名胜区和自然保护区的特点,双
遗产地的生态安全无论从内涵还是评价标准来说,
均要比一般的风景名胜区和自然保护区更丰富、严
格[1,5] .本文试图阐述世界双遗产地生态安全概念
与内涵,并提出遗产地生态安全预警框架模型并构
建预警指标体系.基于此,以世界文化和自然遗产地
武夷山中受自然和人类生态过程作用最强烈和频繁
的风景名胜区为研究对象,引入可拓学中的物元模
型理论对景区生态安全予以预警,以期为世界遗产
地生态安全预警研究提供新思路,亦为武夷山风景
名胜区的科学保护与管理提供参考.
1摇 双遗产地生态安全预警框架
1郾 1摇 双遗产地生态安全释义
基于对世界遗产的认识并结合研究需要,本文
将世界文化和自然遗产的生态安全定义为:双遗产
地内富有美感和生态效用的典型自然景观系统、具
有突出历史文化价值的人文景观系统不受威胁和破
坏;自然和文化景观所赖以生存的生态环境系统的
结构与功能完好或处于可自我恢复范围;生物多样
性与文化多样性得以维持和保护;生态服务、环境效
用、科学教育、历史文化、旅游欣赏等多功能价值得
以延续或传承,并且最终能够满足人类物质和精神
层面需求的一种可持续的遗产系统状态. 此安全包
括两方面:自然资源生态安全和文化资源生态安全.
1郾 1郾 1 自然资源生态安全摇 生态安全研究是从人类
对自然资源的利用与人类生存环境意识辨识的角度
来分析与评价自然和半自然的生态系统. 自然资源
质量与安全状况及生态系统健康息息相关,它既是
自然生态系统的系统支撑,又是旅游地旅游资源的
物质基础.通常功能正常的生态系统被称为健康系
统,它是稳定和可持续的系统,不仅在时间上能够维
持自身组织结构和自治,而且能保持对胁迫的恢复
力;而功能不完全或不正常的生态系统则为不健康
的生态系统,其安全状况受到威胁.当遗产地自然资
源的安全受到威胁时,极有可能导致景区生态系统
健康退化、景观美感降低、生态安全质量下降.
1郾 1郾 2 文化资源生态安全 摇 文化遗产地是一个地
区、一个民族赖以生存的精神支柱,体现着民族的文
化色彩、审美情趣和价值观,具有巨大的科普教育意
义.本文将文化遗产安全概括为 2 方面:文化遗产价
值生命力和文化遗产环境系统的安全. 文化遗产价
值生命力指遗产地所承载的历史文化、艺术美学等
经长期历史沉淀而积累的价值不被曲解、被淡忘甚
至消亡.此种生命力耕植于当代人,并能代代相传.
文化遗产环境系统的安全指与文化遗产密切相关的
人文社会环境和自然生态环境的变化不对文化价值
的存在、维系、发展构成威胁的一种状态. 文化遗产
环境系统是诸多因素相互影响、相互作用组成的有
机整体;无论是建筑、石窟、摩崖石刻、名人遗址、山
水等物化形式的文化遗产、自然遗产,还是非物质遗
产,都与其周围的自然环境和人类社会经济环境发
生密切联系.文化遗产环境系统具有一定的再生和
恢复功能,可以文化遗产的环境承载能力来考量.文
化遗产的环境承载能力指文化遗产环境系统的自我
维持、自我调节能力、资源与环境子系统的供容能力
及其可维持养育的社会经济活动强度和具有一定生
活水平的人口数.通过环境承载能力的分析,可以确
定文化遗产保护区域内社会经济发展的关键制约因
素以及增长的合理规模.
文化遗产环境系统的破坏通常因人类过度开发
利用自然和文化资源、破坏环境,导致支撑文化遗产
75415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 游巍斌等: 世界双遗产地生态安全预警体系构建及应用———以武夷山风景名胜区为例摇 摇
的环境系统发生退化,进而威胁文化遗产安全. 可
见,文化遗产环境系统和自然资源安全之间相互补
充、相互渗透.
1郾 2摇 生态安全预警框架构建
世界遗产是无可估价、无法替代的财产,一旦遭
受破坏或消失,将是一场人类共有财富的浩劫.世界
遗产缔约国所申报的遗产项目是否能够列入《世界
遗产名录》,不但需要满足《公约》提出的自然或文
化遗产的标准,还必须符合申报地完整性与原真性
的评估要求[1,3-4,32] . 可以说,突出的普遍价值是列
入《世界遗产名录》的必要非充分条件. 《实施保护
世界文化与自然遗产公约的操作指南(2008)》 (简
称《指南》)指出,当前遗产所受压力因素包括:开发
压力(如侵占、改建、农业和采矿);环境压力(如污
染、环境变化、沙化);自然灾害和防灾情况(如地
震、洪水、火灾等);旅游压力;遗产及缓冲区内的居
民数量等[32] .这些因素或对自然遗产形成威胁,或
对文化遗产造成损害,亦或同时作用于这两类遗产.
由于双遗产地自然和文化生态系统耦合存在于现实
世界中,并非一种非此即彼的关系,各种压力或胁迫
对双遗产生态安全产生复杂的综合作用. 胁迫或压
力带来的双遗产地系统状态改变将威胁到遗产地的
真实性和完整性[3-4],极有可能被列入《濒危世界遗
产名录》;更有甚者,若遗产地散失最初满足世界遗
产评选标准的突出的普遍价值,则将从《世界遗产
名录》中除名.
借鉴已被广泛认可和使用、由联合国经济合作
开发署建立的 “压力鄄状态鄄响应 ( pressure鄄state鄄re鄄
sponse,P鄄S鄄R)冶框架模型,结合自然和文化遗产特
点,参考国内外相关研究资料[1-4, 33-39],构建用于双
遗产地生态安全预警的“压力鄄状态鄄调控(pressure鄄
state鄄control,P鄄S鄄C)冶框架模型(图 1).其中,压力指
引起遗产地生态安全问题的系统原因;状态指遗产
地各子系统在自然和人类干扰下的表征;调控指人
类为克服生态安全危机、保障生态安全的能力和措
施.压力、状态和调控 3 个项目层组成了双遗产地生
态安全预警指标体系的目标层.其中,双遗产地压力
层包括经济社会发展、灾害隐患、旅游开发、生态破
坏与环境污染 4 个因素层;双遗产地现状层包括遗
产完整性、遗产真实性、遗产影响力、生态质量状况
和环境质量状况 5 个因素层;双遗产地调控包括遗
产传承、相关人员素质、法律法规、经营管理水平和
资金技术投入 5 个因素层.
1郾 3摇 生态安全预警指标选择
指标层包括诸多可直接对因素层予以度量的指
标,是双遗产地生态安全预警指标体系的最底层.在
充分考虑指标选择的科学性、综合性、简明性、针对
性、动态性、实用性、可获取性等原则基础上,参考旅
游学、环保学、生态学、遗产地保护学等学科,根据预
警框架模型中项目层特征与意义,参考《指南》以及
“世界文化遗产监测预警体系建设研究冶中初步确
定的《中国世界文化遗产监测预警体系建设规划》
(征求意见稿)及附件(该项目于 2012 年经国家文
物局研究并确立开展工作)当中关于中国世界文化
遗产监测预警指标体系,充分考虑武夷山景区双遗
产地在自然和文化属性的特殊性,筛选出双遗产地
图 1摇 世界文化和自然遗产地生态安全预警“P鄄S鄄R冶框架模型
Fig. 1摇 P鄄S鄄R framework model of early warning system for ecological security in mixed cultural and natural heritage sites.
8541 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
生态安全预警评价指标. 各预警指评价标分级标准
主要参考国家与行业标准、区域背景与本底值、类比
标准及前人研究成果[1-6,12,22,32-39] .
1郾 3郾 1 压力层指标摇 1)经济社会发展指标是经济水
平和社会发展程度的度量.可考虑的指标有:当地居
民人口增长率、人口密度、耕地面积、垦殖率、所在县
市人口总量、人均淡水资源量、人均能耗、案件受理
率、建设用地指数、公路网密度、关键景观格局指数
等. 2)灾害隐患指标用于度量灾害致灾程度. 根据
灾害发生的来源,分为自然灾害隐患指标和人为灾
害隐患指标. 自然灾害隐患如地震、海啸、风蚀、海
侵、火灾、台风、干旱、暴雨、雷电、冷冻害、崩塌等;人
为灾害隐患如战争、人为引起火灾、人为工程等. 3)
旅游开发指标表征研究区受人为开发的程度,涉及
指标有:游客增长率、年游客总数、旅游资源利用强
度、建设密度、基础设施建设、违章建筑、影响景观协
调性的工程等. 4)生态环境污染表征人类活动对生
态系统要素质量造成损害的结果,相应指标包括水
污染、地下水污染、大气污染、噪声污染、光污染、生
物入侵等.
1郾 3郾 2 状态层指标摇 1)遗产原真性表征遗产完整性
和真实性维持原样的程度,包括遗产完整度和遗产
真实度两个指标,针对上述两个指标,构建遗产完整
度、遗产真实度指数并通过设置问卷计算得到.具体
过程如下:将遗产地申报文件上的所有遗产景点列
出并作为备选对象,每个景点分别对应相应评价时
期的完整度与真实度两项评价指标. 问卷调查对象
包括游客(T)与专家(E)两类,要求其针对亲自旅
游或考察过的景点打分,不了解或未涉足的景点不
予评分(评分范围 0 ~ 5 分,0 分表示完全散失原真
性,5 分表示完全保留原真性).以此为基础,分别计
算(游客权重 0. 3、专家权重 0郾 7)遗产完整度和遗
产真实度评分加权总值与满分的比值.公式如下:
Im =0. 3伊
Vti
Hti
+0. 7伊
Vei
Hei
(1)
Am =0. 3伊
Vta
Hta
+0. 7伊
Vea
Hea
(2)
式中:Im为遗产完整度;Am为遗产真实度;m 为评估
年份;Vti和 Vei分别为游客和专家完整度评分总值;
Hti和 Hei分别为游客和专家完整度满分值;Vta和 Vea
分别为游客和专家真实度评分总值;Hta和 Hea分别
为游客和专家真实度满分值.
2)遗产影响力表征遗产影响力大小,包括文化
多样性、知名度、美誉度、认可度、影响传播范围、罕
见程度、濒危程度等指标.
3)生态质量状况是遗产地生态状况的综合反
映,包括生态系统质量、初级生产力、生物多样性、珍
惜动植物保存率、森林病虫害防治率、森林覆盖率、
人均绿地率等指标.
4)环境质量状况反映遗产地环境质量优劣,包
括水、大气、声、土壤质量、固体废弃物负荷、光影响、
酸雨、沙尘频度等指标.
1郾 3郾 3 调控层指标摇 1)遗产在代际间的传递尤为重
要,非物质形式的遗产更是如此.遗产传承水平包括
遗产研究状况、遗产的记录和存储、遗产传承者存续
状况、遗产传承内容的变异度、遗产保护技术、资金
投入等. 2)相关人员素质包括社区居民素质、游客
教育水平、管理者教育水平、旅游从业人员素质等.
3)法律法规包括法律法规健全程度、法律法规执行
力度、税法保护、生态补偿措施等指标. 4)经营管理
水平包括遗产经营模式、筹资方式、传承激励制度、
公众宣传教育普及率、公众对遗产保护的参与程度
等. 5)资金技术投入包括专业人才培训数量、生态
环保建设投入、教育支出占 GDP 比率、各种污染处
理率等.
本研究根据遗产地特点与生态安全系统特征,
兼顾数据的可获取性,力求较全面地列出预警框架
模型各因素层下可供选择的具体指标.
1郾 4摇 生态安全预警等级划分
结合本文提出的双遗产地生态安全的概念,根
据生态安全状态表征程度,将生态安全预警等级划
分为:无警(安全)、预警(较安全)、中警(较不安
全)、轻警(不安全)、重警(很不安全),并配以绿、
蓝、黄、橙、红等不同颜色予以直观显示(表 1).
2摇 生态安全预警的可拓分析模型
可拓综合分析方法主要理论包括物元模型、可
拓集合和关联函数. 物元是事物、事物特征、事物的
特征值组成的三元有序组.设事物的名称为 N,其关
于特征 c的量值为 v,则将三元有序组称为事物的基
本元,简称为物元,记为:R = (N,c,v) . 其中,N、c、v
称为物元 R 的三要素[23,31] . 根据可拓理论和方法,
可以应用物元模型对安全等级预警对象进行形式化
描述,采用可拓集合和关联函数确立预警标准和安
全关联度,建立表征安全状态的多指标综合预警模
型.通过对单预警指标的关联函数进行计算可得到
单要素安全水平,利用模型集成得到多指标的综合
安全水平,定量表示生态安全程度;以关联度大小对
95415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 游巍斌等: 世界双遗产地生态安全预警体系构建及应用———以武夷山风景名胜区为例摇 摇
表 1摇 世界双遗产地生态安全预警等级状态表征
Table 1摇 State and features of various ranks of early warning for ecological security in mixed sites
等级
Classification
安全等级
Security grade
预警等级(警级显示)
Warning grade (Color for alert)
生态安全表征状态
State of ecological security classification
玉 安全(理想状态)
Safe ( Excellent sta鄄
tus)
无警(绿色)
No alert
(Green)
自然或文化景观系统服务功能基本完好,遗产环境支撑系统结构完
整,功能完好、突出的普遍价值未受损害,遗产价值延续很好,系统恢
复再生能力强,遗产旅游体验得以很好满足,自然和人为灾害很少
域 较安全(良好状态)
Relatively safe
(Good status)
预警(蓝色)
Warning alert
(Blue)
自然或文化景观系统服务功能较为完善,遗产环境支撑系统结构尚完
整,功能尚好,突出的普遍价值未受损害,遗产价值延续尚好,一般干
扰下可恢复,遗产旅游体验得以较好满足,自然和人为灾害较少
芋 较不安全 (一般状
态)
Relatively insecurity
(Fair status)
轻警(黄色)
Slight alert
(Yellow)
自然或文化景观系统服务功能已有退化,遗产环境支撑系统结构完
整,功能有变化,但尚可维持基本功能,突出的普遍价值稍受损害,遗
产价值延续一般,受干扰后易恶化,遗产旅游体验得以一般满足,自
然和人为灾害时有发生
郁 不安全(较差状态)
Insecurity
(Poor status)
中警(橙色)
Medium alert
(Orange)
自然或文化景观系统服务功能严重退化,遗产环境支撑系统结构破
坏较大,功能退化且不全,突出的普遍价值损害较重,遗产价值延续
较少,受外界干扰后恢复困难,遗产旅游体验得以较少满足,自然和
人为灾害较多
吁 很不安全 (恶劣状
态)
Very insecurity
(Worse status)
重警(红色)
Serious alert
(Red)
自然或文化景观系统服务功能几近崩溃,遗产环境支撑系统结构残
缺不全,功能丧失,难以逆转,突出的普遍价值损害严重,遗产价值延
续近乎消失,恢复与重建很困难,遗产旅游体验无法满足,自然和人
为灾难极为频繁
预警对象发展变化趋势进行判断,表征复杂系统的
动态变化过程,实现动态安全预警形式化的多元参
数模型表示和定量的安全水平及趋势判断.
2郾 1摇 生态安全的经典域、节域和预警对象
设有 m 个生态安全等级 N1、N2、……、Nm,建立
相应的物元:
R j =((N j,ci,vji))=
N j c1 vj1
c2 vj2
… …
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N j c1
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(3)
式中:R j为生态安全的经典域;N j表示所划分的 j
( j =1,2,…m)个生态安全等级;ci( i = 1,2,…n)是
安全等级 N j的特征;vji为 N j关于 ci所规定的量值范
围,即各生态安全等级对应特征所取的数值范围.对
于经典域,构造其节域 Rp(Rp劢R j):
Rp =((Np,ci,vip))=
Np c1 v1p
c2 v2p
… …
cn v
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ê
ê
ê
ê
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=
摇 摇
p j c1
c2
… …
cn é
ë
ê
ê
ê
ê
ê
ù
û
ú
ú
ú
ú
ú>
(4)
式中:NP为生态安全等级的全体;vip为 NP关于 ci所
取的量值范围.
对于待预警对象,将预警指标信息用物元表示
为:
Ro =((Po,ci,vi))=
Po c1 v1
c2 v2
… …
cn v
é
ë
ê
ê
ê
ê
ê
ù
û
ú
ú
ú
ú
ú
n
(5)
式中:Po为预警对象的名称;vi为 Po关于 ci的量值.
2郾 2摇 关联度计算与距的确定
用关联函数计算待预警对象各安全等级的关联
度,第 i( i =1,2,…n)个指标数值域属于第 j( j = 1,
2,…m)个安全等级的关联函数为:
Kj(vi)=
籽(vi,Vij)
籽(vi,Vip)-籽(vi,Vij)
,籽(vi,Vip)-籽(vi,Vij)屹0
-籽(vi,Vij)-1,籽(vi,Vip)-籽(vi,Vij)
{
= 0
(6)
式中:K j(vi)为各安全因子(指标)关于安全级别的
关联度;籽(vi,Vij)为点 vi与有限区间 Vij = 掖aij,bij业的
距;籽(vi,Vip)为点 vi与有限区间 Vij = 掖aip,bip业的距;
vi为因子(指标)的实际值;Vij = 掖aij,bij业为经典域;
Vij =掖aip,bip业为节域.其中:籽(x,掖a,b业)= | x-
a+b
2 | -
b-a
2 .
K j(vi)表征待预警对象各预警指标关于评价等
级 j 的归属程度,相当于模糊数学中描述模糊集合
的隶属度,不同的是:模糊数学隶属度为闭区间[0,
0641 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
1],关联度的取值范围则为整个实数轴.若 K j( vi)=
maxK j(vi), j沂(1,2,…,m),则预警指标 vi属于等
级 j.
2郾 3摇 安全等级的评定
关联函数 K(x)的数值表示预警对象符合生态
安全级别的隶属程度.预警对象 Ro关于安全等级 j
的关联度为:
K j(R0) =移
n
i = 1
w iK j(vi) (7)
若 K j0 = maxj沂[1,2,…,m]K j(Ro),则评定 Ro属于安全等
级 j0;当 K j(Ro)>0 时,表示待预警对象符合某安全
等级标准的要求,其值越大,符合程度越好;当
-1臆K j(Ro)臆0 时,表示待预警对象不符合某安全
等级标准的要求,但具备转化为该级标准的条件,其
值越大,转化越容易;当 K j(Ro)臆-1 时,表示待预
警对象不符合某安全等级标准的要求,且不具备转
化为该安全等级的条件,其值越小,表明与某安全等
级标准的差距越大.
3摇 研究地区与数据来源
3郾 1摇 研究区概况
武夷山世界文化与自然遗产地位于我国福建省
北部 ( 27毅 32忆 36义—27毅 55忆 15义 N, 117毅 24忆 12义—
118毅02忆50义 E),总面积 99975 hm2,包括东部风景名
胜区、中部九曲溪生态区、西部生物多样性区以及城
村闽越王城遗址 4 个保护区,平均海拔 1200 m,中
山地貌.该区属典型的亚热带季风气候,年均气温
8. 5 ~ 18 益,年降水量 1482 ~ 2150 mm,局部地方高
达 3000 mm以上,年蒸发量 1000 mm 左右,相对湿
度 78% ~ 84% ,年无霜期 253 ~ 272 d. 该区是全球
同纬度带最完整、最典型、面积最大的中亚热带原生
性森林生态系统,是世界生物多样性保护的关键地
区.武夷山世界文化与自然遗产地 1999 年 12 月被
列入《世界文化与自然遗产名录》 [1,40],是我国继泰
山、黄山、峨眉山鄄乐山大佛之后第 4 个被列入世界
双重遗产名录.研究区景观要素分布及其他概况详
见文献[7,40-46].
3郾 2摇 数据来源
由于我国遗产地较为完善的监测体系尚未建
立,在连续时间序列上遗产地生态安全预警指标数
据获取受到诸多限制. 为保证本研究中预警指标数
据的有效获取,并突出预警研究分析的典型性和代
表性,选择 1997 和 2009 年两个时期开展预警评价
(1997 年为武夷山着手开始申报世界遗产的年份,
2009 年是现有指标数据最全的年份).
数据来源:1)收集的资料:《福建省武夷山风景
名胜区总体规划》 (1982—2000 年)、《福建省武夷
山风景名胜区总体规划(修订)》 (2001—2010 年)
(武夷山景区管委会资料)、武夷山世界遗产监测报
告(2000—2010 年)、武夷山风景名胜区内 1985—
2009 年主要气象因子(气温、降水、干旱、台风)统计
数据(武夷山市气象局提供)、武夷山林业志、景区
官方网站(http: / / www. whwy. org)以及相关政策文
件. 2)前期研究结果:各时期茶园面积、建设用地面
积、耕地面积、森林覆盖率、社区居民教育水平等,详
见文献[7,40-46]. 3)实地调查与资料统计:遗产完
整程度、遗产真实程度、认誉度、知名度等通过问卷
调查获取;利用中国知网平台,统计 1987—1997 年、
1998—2008 年两个时间段内与武夷山遗产地相关
的研究文献数量,共 32 个预警指标(表 2).
3郾 3摇 数据处理
定量指标采用指标实际值或百分比指标.定性
指标通过计算对变量敏感人群的加权打分值(分值
转换后介于 0 ~ 100% )进行度量. 定性指标等级划
分采用“很好、较好、一般、较差、很差冶5 级进行描
述,对应等级区间值分别为>80% 、(60% ,80% ]、
(40% ,60% ]、(20% ,40% ]、臆20% ,土壤质量、遗
产存续度、政策法规完善程度、经营管理模式、公众
参与积极性等指标均采用此法量化.
基于世界双遗产地生态安全预警框架模型和指
标体系,通过实地取样、问卷调查及前期研究资料,
构建武夷山风景名胜区生态安全预警评价体系,并
划分指标等级(表 2).采用层析分析法,通过问卷咨
询(邮寄或电子邮件方式)遗产保护、地理学、生态
学、旅游学、历史学、艺术美学、经济学等专家对指标
进行 1 ~ 9 标度法打分,经一致性检验最终确定指标
权重(表 2).各指标经一致性和无量纲化处理后,利
用式(6)计算景区 1997、2009 年预警指标对不同预
警级别的安全关联度,利用式(7)和表 2 的权重系
数计算不同时期不同安全等级的综合安全关联度
K j(R0),取最大值为各指标所属安全等级.上述计算
过程采用 Matlab 7. 5 编程完成.
4摇 结果与分析
4郾 1摇 景区生态安全预警总体分析
由表 3 可以看出,1997 和 2009 年景区生态安
全等级均处于玉级安全水平(无警状态). 1997 年安
全值玉级(0郾 294)﹥2009年安全值玉级(0郾 131) ,
16415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 游巍斌等: 世界双遗产地生态安全预警体系构建及应用———以武夷山风景名胜区为例摇 摇
表 2摇 武夷山风景名胜区生态安全预警指标评价等级标准
Table 2摇 Early warning ranks standards of ecological security early warning in Wuyishan Scenery District
目标层
Object layer
项目层
Item layer
因素层
Factor layer
指标层
Indicator layer
指标权重
Indicators
Weight
无警(安全)
玉级
No alert
(Safe)
Level 玉
预警(较安全)
域级
Warning alert
(Relatively
safe)
Level 域
轻警
(较不安全)
芋级
Slight alert
(relatively
insecurity)
Level 芋
中警
(不安全)
郁级
Medium alert
(Insecurity)
Level 郁
重警
(很不安全)
吁级
Serious alert
(very
insecurity)
Level 吁
1997年
指标值
Indicator
value in
1997
2009年
指标值
Indicator
value in
2009
武夷山风景名胜
区生态安全预警
压力
Pressure
(B1)
经济社会发展
(C1)
人口密度
(D11, cap·km-2)
0. 0197 <100 100 ~ 200 200 ~ 350 350鄄500 >500 160. 34 388. 13
评价指标体系
System for eco鄄
logical security
early warning in
Wuyishan Scen鄄
ery District (A)
人口自然增长率
(D12, % )
0. 024 <2 2 ~ 4 4 ~ 6 6 ~ 8 >8 6. 31 9. 10
茶园面积指数
(D13, % )
0. 0308 <5 5 ~ 10 10 ~ 15 15 ~ 20 >20 10. 24 15. 37
人均耕地面积
(D14, hm2)
0. 0125 >1. 2 1 ~ 1. 2 0. 8 ~ 1 0. 6 ~ 0. 8 0 ~ 0. 6 0. 08 0. 02
灾害隐患
(C2)
森林火发生频度
(D21, 次)
0. 0411 0 1 2 3 >3 0 0
酸雨频度
(D22, % )
0. 0336 <15 15 ~ 30 30 ~ 50 50 ~ 70 >70 52. 58 67. 10
10年内暴雨天数
(D23, d)
0. 0176 <100 100 ~ 200 200 ~ 300 300鄄500 >500 73 95
1年内干旱程度
(D24, d)
0. 0194 <40 40 ~ 60 60 ~ 80 80鄄100 >100 0 89
旅游开发
(C3)
游客总人数
(D31, 伊104·a-1)
0. 0541 <100 100 ~ 200 200 ~ 500 300鄄500 >500 35. 62 106. 43
开发指数
(D32, % )
0. 0661 <20 20 ~ 30 30 ~ 40 40鄄50 >50 6. 18 8. 39
旅游经济密度
(D33, 伊104 yuan·km-2)
0. 0163 >400 300 ~ 400 100 ~ 300 10鄄100 0鄄10 47. 20 402. 36
生态破坏与环
境污染 (C4)
九曲溪内粪大肠菌群
(D41, ind·L-1)
0. 0259 <200 200 ~ 2000 2000 ~ 10000 10000 ~ 20000 >20000 2363. 96 739. 20
九曲溪内总磷
(D42, mg·L-1)
0. 0386 臆0. 02 0. 02 ~ 0. 1 0. 1 ~ 0. 2 0. 2鄄0. 3 >0. 3 0. 005 0. 024
状态
State (B2)
遗产原真性
(C5)
遗产完整程度
(D51, % )
0. 0549 逸90 90 ~ 80 80 ~ 70 70鄄60 <60 94. 47 85. 12
遗产真实程度
(D52, % )
0. 0549 >90 90 ~ 80 80 ~ 70 70鄄60 <60 93. 15 89. 25
遗产影响力
(C6)
认誉度
(D61, % )
0. 0219 >40 40 ~ 30 30 ~ 15 15 ~ 5 <5 20. 00 35. 25
知名度
(D62, % )
0. 0147 >40 40 ~ 30 30 ~ 15 15 ~ 5 <5 28. 21 39. 22
生态质量状况
(C7)
病虫害防治率
(D71, % )
0. 0139 >85 85 ~ 75 75 ~ 65 65鄄55 <55 90. 00 89. 00
森林覆盖率
(D72, % )
0. 0254 30 20 ~ 30 15 ~ 20 10 ~ 15 <10 66. 30 63. 20
年均降水量
(D73, mm)
0. 0076 >1250 1000 ~ 1250 800 ~ 1000 600 ~ 800 <600 1772 1514
环境质量状况
(C8)
环境因子达标率
(D81, % )
0. 0315 90 80 ~ 90 70 ~ 80 80鄄60 60 95. 20 96. 70
土壤质量
(D82, % )
0. 0258 ﹥ 80 (60,80] (40,60] (20,40] 臆20 81. 20 75. 32
调控
Control (B3)
遗产传承
(C9)
10 年内遗产研究水平
(D91, paper)
0. 029 >200 200 ~ 100 100 ~ 50 50鄄25 <25 3. 00 157. 00
遗产存续度 (D92, % ) 0. 0433 ﹥ 80 (60,80] (40,60] (20,40] 臆20 68. 25 65. 33
人员素质
(C10)
社 区 居 民 教 育 水 平
(D101, % )
0. 0339 >50 50 ~ 30 30 ~ 20 20 ~ 10 <10 19. 00 28. 50
旅游者素质 (D102, % ) 0. 0414 >70 50 ~ 70 50 ~ 30 30 ~ 10 <10 62. 00 73. 00
法律法规
(C11)
政 策 法 规 完 善 程
(D111, % )
0. 0353 ﹥ 80 (60,80] (40,60] (20,40] 臆20 55. 36 83. 52
执法力度 (D112, 件) 0. 0431 0 ~ 5 5 ~ 10 10 ~ 15 15 ~ 20 >25 4 6
经营管理水平
(C12)
经营管理水平
(D121, % )
0. 0393 ﹥ 80 (60,80] (40,60] (20,40] 臆20 58. 78 72. 58
公 众 参 与 积 极 性
(D122, % )
0. 0176 ﹥ 80 (60,80] (40,60] (20,40] 臆20 45. 02 86. 72
资金技术投入
(C13)
生 态 环 保 建 设 投 入
(D131, % )
0. 04 >3 2. 5 ~ 3 2 ~ 2. 5 1. 5 ~ 2 <1. 5 1. 00 1. 60
农 民 人 均 纯 存 收
(D132, yuan)
0. 0268 >5000 3500 ~ 5000 2500 ~ 3500 1500鄄2500 <1500 1559. 04 6028. 00
2641 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
1997 年安全值域级(-0. 303)﹤ 2009 年安全值域级
(-0. 159),表明 2009 年景区生态安全状态从玉级
转化为域级的趋势强于 1997 年,即虽然景区目前仍
然处于玉级安全状态,但其生态安全水平较 1997 年
更趋于向域级转变,遗产地内生态安全系统内在风
险增加.
4郾 2摇 景区生态安全预警单项指标分析
为判别出生态安全预警的限制因子,将生态安
全等级处于芋级及以下等级(轻警、中警、重警)认
为是需要特别关注的预警敏感等级,并把处于这 3
个等级中的单项预警指标称为“警源冶.从表 4 可以
看出,1997 年景区生态安全系统受到压力较强,而
调控压力的能力不足;2009 年压力层警源指标数增
加 3. 1% ,同时调控程度明显改善,提高 9. 4% ,表明
2009 年景区生态安全水平调控能力较 1997 年有较
大提高,安全状态有所改善,但仍面临来自压力层中
不断或新增因素影响.通过比较 1997 年景区预警等
级和发展趋势以及 2009 年的预警等级现状值(表
5)可以看出:2009 年有 18 个指标所属等级与 1997
年指标预警发展趋势结果一致,9 个指标保持原预
警状态,5 个指标预警趋势与 2009 年的实际所属等
级不一致,一致、保持、不一致的预警指标分别占 32
个预警指标总数的 56% 、28%和 16% . 本文将 2 个
时期预警指标呈现一致和保持的 2 个预警结果均认
为是准确的预测,将不一致的结果认为是不准确的
预测,则案例中采用可拓分析对武夷山风景名胜区
生态安全进行预警的准确率达 84% .
摇 摇 为进一步了解 2 个时期景区各预警指标的安全
状况及变化趋势,对压力层、状态层、调控层 3 个子
系统单项预警指标予以分析.由表 5 可以看出,在压
表 3摇 武夷山风景名胜区生态安全等级
Table 3摇 Security ranks in Wuyishan Scenery District
年份
Year
玉级
Level 玉
域级
Level 域
芋级
Level 芋
郁级
Level 郁
吁级
Level 吁
1997 0. 294 -0. 303 -0. 398 -0. 446 -0. 472
2009 0. 131 -0. 159 -0. 230 -0. 404 -0. 450
表 4摇 预警体系中处于敏感等级的警源指标比率
Table 4 摇 Percentage of indicators for a sensitive warning
ranks in early warning system (%)
年份
Year
压力层
Pressure layer
状态层
State layer
调控层
Control layer
1997 15. 6 6. 3 21. 9
2009 18. 8 3. 1 12. 5
1997—2009 3. 1 -3. 1 -9. 4
力层中,1997 年处于预警敏感等级的指标有人口自
然增长率、茶园面积指数、酸雨频度、旅游经济密度、
九曲溪内粪大肠菌群;2009 年处于预警敏感等级的
指标有人口密度、人口自然增长率、茶园面积指数、
人均耕地面积、酸雨频度、一年内干旱程度. 人口自
然增长率、茶园面积指数、酸雨频度是景区面临的最
主要压力因素.研究期间,人口自然增长率、茶园面
积预警等级从轻警变为中警;酸雨维持中警状态,但
向重警方向发展的趋势增加;人口密度、一年内干旱
程度趋于恶化,预警等级增加;旅游经济密度、九曲
溪内粪大肠菌群趋于好转. 1997 年景区还未加入世
界遗产,人们对景区的认誉度、知名度较低,均处于
轻警状态. 1997 年,遗产完整程度、遗产真实程度、
土壤质量 3 指标虽然处于安全(无警状态)或较安
全等级(预警状态),但 1997 年预警趋势结果表明
这 3 个指标风险程度增加,并且至 2009 年均发展为
1997 年所预测的等级. 2009 年的遗产完整程度、遗
产真实程度安全水平较 1997 年有所降低. 1997 和
2009 年,病虫害防治率、森林覆盖率、年均降水量、
环境因子达标率均处于安全水平,但它们从无警状
态向预警状态转化的可能性增加.
在调控层中,处于预警敏感等级的指标有 10 年
内遗产研究水平、遗产存续度、社区居民教育水平、
经营管理模式、公众参与积极性、生态环保建设投
入、农民人均纯存收入. 1997 年遗产研究水平严重
不足,处于重警状态,2009 年改善至轻警,其安全水
平的提高反映了武夷山遗产地的科研和文化研究工
作逐渐受到关注.遗产存续度处于轻警等级,并呈现
向中警发展的趋势,可见景区的遗产存续情况一般,
需要加以重视. 1997 年生态环保建设投入明显不
足,处于重警,但呈向轻警发展的趋势;1997—2009
年生态环保建设投入水平有所提高,然而,安全等级
仍然较低(处于不安全水平),继续加强生态环保建
设投入尤为必要. 1997—2009 年间,农民人均纯存
收入有了很大提高,从中警发展无警;旅游者素质、
政策法规完善程度、经营管理模式、公众参与积极性
也有所改善.
借鉴最小因子定律或短板效应的思想,将处于
警源指标中的中警和重警 2 个等级视为遗产地生态
安全系统的限制因子,称为“重警源冶指标(限制因
子). 1997年,人口自然增长率、酸雨频度、旅游经济
密度、10年内遗产研究水平、社区居民教育水平、生
态环保建设投入、农民人均纯收入均属于“重警源冶
指标,是景区生态安全水平的主要限制因子. 2009年
36415 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 游巍斌等: 世界双遗产地生态安全预警体系构建及应用———以武夷山风景名胜区为例摇 摇
表 5摇 1997 和 2009 年武夷山风景名胜区生态安全预警评价结果
Table 5摇 Results of ecological security early鄄warning for Wuyishan Scenery District in 1997 and 2009
预警
指标
Early
warning
indicator
1997
玉级
Level 玉
域级
Level 域t
芋级
Level 芋
郁级
Level 郁
吁级
Level 吁
预警
信号
Alert
color
发展
趋势
Trend
变化
方向
Direction
2009
玉级
Level 玉
域级
Level 域
芋级
Level 芋
郁级
Level 郁
吁级
Level 吁
预警
信号
Alert
color
发展
趋势
Trend
变化
方向
Direction
1997年
预测
趋势
Trend
status
simulated
in 1997
2009年
实际
警级
Actual
grade
in 2009
一致性
Comparison
of
accordance
D11 -0. 273 0. 397 -0. 198 -0. 542 -0. 679 B Y - -0. 480 -0. 376 -0. 109 0. 254 -0. 264 O Y + Y O YES
D12 -0. 539 -0. 385 -0. 078 0. 155 -0. 314 O Y + -0. 888 -0. 850 -0. 775 -0. 550 0. 450 R O + Y R NO
D13 -0. 339 -0. 023 0. 048 -0. 317 -0. 488 Y B + -0. 519 -0. 358 -0. 037 0. 074 -0. 325 O Y + B O NO
D14 -0. 248 0. 009 -0. 003 -0. 251 -0. 400 B Y - -1. 349 -1. 466 -1. 699 -2. 398 2. 315 R R - Y R YES
D21 0. 000 -1. 000 -1. 000 -1. 000 -1. 000 G B - 0. 000 -1. 000 -1. 000 -1. 000 -1. 000 G B - B G HOLD
D22 -0. 501 -0. 376 -0. 065 0. 129 -0. 318 O Y + -0. 695 -0. 618 -0. 428 0. 145 -0. 112 O R - Y O HOLD
D23 0. 270 -0. 270 -0. 635 -0. 757 -0. 818 G B - 0. 050 -0. 050 -0. 525 -0. 683 -0. 763 G B - B G HOLD
D24 0. 000 -1. 000 -1. 000 -1. 000 -1. 000 G B - -0. 613 -0. 483 -0. 225 0. 450 -0. 262 O Y + B O YES
D31 0. 356 -0. 644 -0. 822 -0. 881 -0. 929 G B - -0. 057 0. 064 -0. 468 -0. 645 -0. 787 B G + B B YES
D32 0. 309 -0. 691 -0. 794 -0. 846 -0. 876 G B - 0. 420 -0. 581 -0. 720 -0. 790 -0. 832 G B - B G HOLD
D33 -0. 924 -0. 905 -0. 872 -0. 587 0. 413 R O + 0. 024 -0. 021 -0. 487 -0. 737 -1. 395 G B - O G NO
D41 -0. 478 -0. 133 0. 045 -0. 764 -0. 882 Y B + -0. 422 0. 300 -0. 630 -0. 926 -0. 963 B G + B B YES
D42 0. 250 -0. 750 -0. 950 -0. 975 -0. 983 G B - -0. 143 0. 050 -0. 760 -0. 880 -0. 920 B G + B B YES
D51 0. 500 -0. 120 -0. 300 -0. 417 -0. 753 G B - -0. 169 0. 488 -0. 163 -0. 376 -0. 523 B Y - B B YES
D52 0. 315 -0. 087 -0. 284 -0. 411 -0. 750 G B - -0. 025 0. 075 -0. 240 -0. 397 -0. 589 B G + B B YES
D61 -0. 571 -0. 400 0. 333 -0. 250 -0. 193 Y O - -0. 136 0. 475 -0. 148 -0. 401 -0. 682 B G + O B NO
D62 -0. 337 -0. 072 0. 119 -0. 363 -0. 521 Y B + -0. 022 0. 078 -0. 212 -0. 414 -0. 640 B G + B B YES
D71 0. 333 -0. 125 -0. 300 -0. 417 -0. 534 G B - 0. 267 -0. 105 -0. 292 -0. 414 -0. 530 G B - B G HOLD
D72 0. 481 -0. 454 -0. 514 -0. 540 -0. 578 G B - 0. 474 -0. 415 -0. 480 -0. 507 -0. 522 G B - B G HOLD
D73 0. 456 -0. 247 -0. 483 -0. 540 -0. 612 G B - 0. 028 -0. 015 -0. 360 -0. 439 -0. 611 G B - B G HOLD
D81 0. 480 -0. 129 -0. 302 -0. 417 -0. 555 G B - 0. 330 -0. 154 -0. 313 -0. 421 -0. 581 G B - B G HOLD
D82 0. 060 -0. 030 -0. 353 -0. 515 -0. 726 B Y - -0. 095 0. 234 -0. 255 -0. 442 -0. 612 Y B + Y Y YES
D91 -0. 997 -0. 995 -0. 990 -0. 979 0. 021 R O + -0. 497 -0. 229 0. 430 -0. 282 -0. 425 Y B + O Y YES
D92 -0. 196 0. 413 -0. 146 -0. 369 -0. 557 Y O - -0. 245 0. 267 -0. 105 -0. 358 -0. 506 Y O - O Y HOLD
D101 -0. 775 -0. 550 -0. 100 0. 100 -0. 354 O Y + -0. 538 -0. 075 0. 150 -0. 315 -0. 852 Y B + Y Y YES
D102 -0. 200 0. 240 -0. 442 -0. 400 -0. 467 B G - 0. 460 -0. 383 -0. 538 -0. 589 -0. 687 G B - G G YES
D111 -0. 411 -0. 116 0. 232 -0. 303 -0. 558 Y B + 0. 176 -0. 088 -0. 392 -0. 544 -0. 721 G B - B G YES
D112 0. 200 -0. 200 -0. 600 -0. 733 -0. 800 G B - -0. 143 0. 200 -0. 400 -0. 600 -0. 700 B G + B B YES
D121 -0. 354 -0. 031 0. 061 -0. 326 -0. 515 Y B + -0. 135 0. 371 -0. 210 -0. 407 -0. 502 B Y - B B YES
D122 -0. 583 -0. 375 0. 251 -0. 167 -0. 687 Y O - 0. 336 -0. 168 -0. 445 -0. 584 -0. 779 G B - O G NO
D131 -0. 833 -0. 800 -0. 750 -0. 667 0. 333 R O + -0. 560 -0. 450 -0. 267 0. 267 -0. 289 O Y + O O YES
D132 -0. 983 -0. 970 -0. 941 0. 059 -1. 002 O Y + 0. 315 -0. 343 -0. 562 -0. 641 -0. 776 G B - Y G YES
G:绿色 Green; B:蓝色 Blue; Y:黄色 Yellow; O:橙色 Orange; R:红色 Red. +:往更安全状态方向变化 A status changing to more security; -:往
更不安全状态方向变化 A status changing to more insecurity. YES:预测趋势与实际警级情况一致;NO:预测趋势与实际警级情况不一致;HOLD:
预测趋势维持原警级情况. YES, NO and HOLD indicated the simulated results of accordance discordance and maintenance between trends simulated in
1997 and actual alert grade in 2009. 预警指标符号含义同表 2 Early鄄warning indicators had the same meaning with Table 2.
重警源指标有所变化,主要包括人口密度、人口自然
增长率、茶园面积指数、人均耕地面积、一年内干旱
程度、生态环保建设投入. 1997—2009 年,人口密
度、一年内干旱程度新增为压力限制因子,而旅游经
济密度不再为限制因子,这反映出景区生态安全系
统受人为干扰带来的压力依然存在且受自然气候因
素(干旱)的影响程度有所增加. 2009 年,农民人均
纯存收入、经营管理模式、公众参与积极性均不再是
调控层中的限制因子.可见,景区加入世遗后在经营
管理、社区参与及经济带动方面产生了积极作用.
5摇 讨摇 摇 论
基于可拓分析的生态安全预警模型具有可扩充
性和灵活性,既可以对单个生态安全要素进行有针
对性的预警分析,又能把多目标评价归结为单目标
决策,进而对整个区域对象的生态安全状况全面分
析.该模型和方法克服了多角度多因素预警中容易
出现的主观片面性;可拓集合中“既是又非冶的临界
概念,摆脱了经典数学“非此即彼冶的二值限制,实
现了生态环境“既此亦彼冶的动态安全预警.此法的
4641 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
主要问题表现为:
1)文中预警指标等级划分依据来源于 3 方面:
各类国家与行业标准,前人关于区域(城市或其他
领域)生态安全研究的成果,区域背景与本地值.其
中,涉及已有的国家或行业标准、以及前人在生态安
全各领域的研究成果进行等级划分的指标一般具有
一定可比性,根据已有研究经验而划分的等级标准
的可比性则相对较差.
2)可拓分析方法虽然克服了数学评估模型上
的主观片面性影响,但在指标权重确定过程中依然
受专家对指标重要性认识不同导致的主观因素影
响.考虑到制约生态安全各子系统以及其中的要素
总是不断发展变化,人类活动的变动性更是显著,那
么,要在生态安全评价的基础上开展预警,就需要进
行经常性的动态监测与管理,每隔一定时间需做出
动态的分析与评价,对随时破坏生态安全的各种情
况发出警报,以更好地实现满足区域生态环境与生
态安全管理的要求.预警效果的好坏,必须经过验证
才能得出可靠结论.本文通过比较 2009 年的安全现
状与 1997 年预警趋势的一致性来对预警结果进行
检验,由于涉及的时间跨度较大(1997—2009 年),
期间的生态安全变化情况无法揭示,且各指标预警
趋势的变化也难以有效表达,如某指标若在期间的
某个年度之后(如 2004 年)出现与 1997 年预警趋势
相反的变化,则此指标 2004 年之后在方向上的波动
变化也就无法被揭示,这亦是本方法的另一不足.由
于生态安全预警多层次、多维度和动态性特点的限
制[6],动态数据获取与预警方法间的矛盾至今未有
明显突破,原因主要有二:第一,区域生态安全预警
中许多生态过程数据的获得主要来源于大时空尺度
的监测与长期实验,获取难度大;第二,对年鉴未涉
及统计的区域,其社会经济资料缺乏专门且规范的
记录,特别是世界遗产所在地长时序监测未全面实
现.庆幸的是,2009 年获批成立的“联合国教科文组
织国际文化与自然遗产空间技术研究中心冶是联合
国教科文组织批准设立的第一个用于世界遗产研究
的空间技术机构(该中心依托中国科学院对地观测
与数字地球科学中心开展工作) [47],以及国家文物
局批准立项“世界文化遗产监测预警体系建设研
究冶的逐渐开展,都为遗产地生态安全预警研究及
其他遗产地研究提供了有力的基础数据积累、人才
支持与技术支撑.在遗产地预警监测指标数据,尤其
是在标准化、长期的数据积累不断加强的基础上,对
发展更客观的权重以及基于模型的动态预警方法都
极为有利,这亦是今后值得深入探索的方向之一.
国外对自然遗产地预警或安全的研究主要关注
自然生态系统的健康与否,或以自然、人为遗产系统
的环境安全作为评估出发点. 而本案例侧重从生态
安全角度评估遗产地系统的安全状况,即侧重于研
究生态系统(包括自然生态系统和人工生态系统)
对人类行为活动而言是否安全,需要同时考虑自然
生态系统功能以及人类社会经济活动的影响范围和
强度,也就是评估遗产地生态系统在保持健康的结
构与功能的状态下能否承受人类正常的社会经济活
动,但更强调人类对世界遗产利用性的一面,因为遗
产地开发最根本的目的是为了更好的保护.当前,生
态安全预警研究在国内外均处在探索阶段,系统的
理论和方法尚未形成,研究普遍带有明显的地域性,
而且各国自然和社会经济条件常存在较大差异,因
此,不同研究评价指标,尤其是各种指标临界值的确
定不能简单直接利用,需要根据研究区实际情况而
具体分析.本文以《公约》中的文化遗产和自然遗产
标准为基础,建立了世界双遗产地生态安全预警框
架模型,但由于全球范围内世界遗产地的地方性特
点,决定了不同地区、不同性质遗产地生态安全预警
主导因子不同,运用框架模型开展遗产地生态安全
预警应有针对性地选择主导因子开展生态安全评
价.而且,目前世界遗产地还没有普遍适用的预警体
系和方法,世界遗产委员会(World Heritage Commit鄄
tee)也未开展预警等级的判定工作,本研究中的预
警指标筛选、预警等级划分、指标权重确定等方面难
免不尽完善,尚待今后深入.希望通过此文对世界遗
产地生态安全研究抛砖引玉.
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2009-10 / 16 / content_12246385. htm (in Chinese)
作者简介 摇 游巍斌,男,1984 年生,博士,讲师. 主要从事景
观生态学与森林生态学研究,发表第一作者论文 10 篇.
E鄄mail: youweibin@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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