欒 江，馬 瑞，馬 凱

(1.中共天津市委黨校 經(jīng)濟(jì)學(xué)教研部，天津 300191；2.北方民族大學(xué) 管理學(xué)院，寧夏 銀川 750021；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究中心 科研管理處，北京 100800)

基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)的武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)

欒 江1，馬 瑞2，馬 凱3

(1.中共天津市委黨校 經(jīng)濟(jì)學(xué)教研部，天津 300191；2.北方民族大學(xué) 管理學(xué)院，寧夏 銀川 750021；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究中心 科研管理處，北京 100800)

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是當(dāng)前土地生態(tài)安全研究的熱點(diǎn)之一，但已有的研究多以行政區(qū)劃為基本單元，研究尺度涉及省級(jí)以及市縣級(jí)，較少涉及城市圈的土地生態(tài)安全問(wèn)題。以武漢城市圈為研究對(duì)象，基于PSR模型框架體系構(gòu)建了武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)法分析了該區(qū)域2000年—2012年的土地生態(tài)安全變化狀況。結(jié)果表明，武漢城市圈的土地生態(tài)安全呈現(xiàn)先惡化后好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，2009年—2012年處于臨界安全狀態(tài)；研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)狀態(tài)子系統(tǒng)和壓力子系統(tǒng)的依賴程度較高，在調(diào)控時(shí)，應(yīng)該積極關(guān)這兩個(gè)子系統(tǒng)下各因子的變化和作用。

土地生態(tài)安全；評(píng)價(jià)；熵權(quán)；灰色關(guān)聯(lián)分析；武漢城市圈

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口、資源、環(huán)境的矛盾日益突出，一系列的土地生態(tài)問(wèn)題相繼出現(xiàn)。如何改善和解決土地生態(tài)安全問(wèn)題受到人們的廣泛關(guān)注。其中，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)作為土地生態(tài)安全研究的一個(gè)重要方向，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了較多研究。這些研究既涵蓋了中、小尺度的流域[1]、水域[2]、山區(qū)[3]、庫(kù)區(qū)和生態(tài)區(qū)[4]，也包括了不同級(jí)別的行政區(qū)和經(jīng)濟(jì)區(qū)[5-6]；在研究方法上，不論是傳統(tǒng)的綜合指數(shù)法[7-9]，還是物元模型法[10]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[11]、主成分聚類分析法[12]、生態(tài)足跡法[13]都得到了廣泛應(yīng)用；除此之外，學(xué)者們還對(duì)評(píng)價(jià)所使用的指標(biāo)體系進(jìn)行了不同角度的探索，土地 “自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”生態(tài)概念框架模型和“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”概念框架都有不同程度的運(yùn)用[14-15]。但是，由于土地生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性以及人類對(duì)其影響的不確定性，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)在國(guó)內(nèi)仍是一個(gè)相對(duì)較新的研究領(lǐng)域，在上述諸多方面都還有待進(jìn)一步完善。

在早期研究中，人們往往比較注重對(duì)單個(gè)城市土地生態(tài)系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)，這在城市化初期單個(gè)城市發(fā)展階段是必要的。但在經(jīng)濟(jì)全球化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的今天，任何城市都是一個(gè)高度開(kāi)放的系統(tǒng)。單個(gè)城市本身所擁有的資源條件是有限的，但可以通過(guò)開(kāi)放和交換，獲取和占有其它地區(qū)的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)城市的持續(xù)發(fā)展。城市圈作為一種城市群體發(fā)展到高級(jí)階段形成的空間分布形態(tài)，不僅具有強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)集聚和空間組合功能，而且在促進(jìn)地區(qū)生態(tài)建設(shè)、完善區(qū)域環(huán)境保護(hù)協(xié)作機(jī)制等方面都具有單個(gè)城市不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，有必要將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)到跨行政區(qū)劃的城市圈土地生態(tài)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)研究。本文選取武漢城市圈作為研究案例區(qū)，對(duì)該區(qū)域2000年—2012年的土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，以期豐富已有土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)成果，也為其在國(guó)內(nèi)率先建成生態(tài)城市群提供指引。

一、研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

(一)武漢城市圈概況

武漢城市圈又稱“8+1”城市圈，是指以湖北省省會(huì)武漢市為圓心，包括周邊的黃石、鄂州、黃岡、孝感、咸寧、仙桃、天門(mén)、潛江8個(gè)城市所組成的城市圈。武漢城市圈地處江漢平原地區(qū)，氣候溫暖濕潤(rùn)，水熱條件優(yōu)越，地貌類型多樣，以平原為主，丘陵、山地為輔，大致呈現(xiàn)出“兩山、兩崗、三丘、三原”的格局；平均海拔不足100m，地勢(shì)平坦、河湖眾多；區(qū)域土地利用形態(tài)由內(nèi)向外布有城鎮(zhèn)、耕地、園地、草地和林地等，呈現(xiàn)多層次環(huán)狀分布，其中以農(nóng)用耕地為主，為28 830.2km2，占土地總面積49.71%；林地為17 391.5km2，占土地總面積30%；草地1 381.6km2，占土地總面積2.38%；水域5 905.6km2，占土地總面積10.2%；建設(shè)用地面積為4 285km2，占土地總面積比重7.39%；未利用土地面積為198.5km2，在土地總面積中的比重為0.34%。

2007年12月7日，國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)武漢城市圈為“全國(guó)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)” (簡(jiǎn)稱“兩型社會(huì)”)建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)；2008年9月10日，國(guó)務(wù)院總理溫家寶簽批同意武漢城市圈“兩型社會(huì)”綜改方案。在“兩型社會(huì)”建設(shè)的重大歷史機(jī)遇下，武漢城市圈社會(huì)、經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展。2012年，武漢城市圈常住人口達(dá)到3 062.85萬(wàn)，GDP達(dá)到13 883.58億元，分別占到湖北省總量的53%、62.4%。這意味著，武漢城市圈以約1/3的土地資源承擔(dān)著超過(guò)全省一半以上的人口和60%以上的經(jīng)濟(jì)總量。土地利用生態(tài)安全的總體形勢(shì)不容樂(lè)觀。

(二) 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2001年—2013年的《湖北統(tǒng)計(jì)年鑒》《湖北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及歷年湖北省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

二、武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型的建立

(一)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

影響土地生態(tài)安全的因素是多方面的，且不同因素之間又相互聯(lián)系、相互影響。PSR模型從人類與資源環(huán)境系統(tǒng)的相互作用與影響出發(fā)，對(duì)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行組合分類，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性。因此，文中以PSR概念模型為基礎(chǔ)，參考現(xiàn)有土地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并考慮到武漢城市圈的實(shí)際情況，遵循科學(xué)性、實(shí)用性、全面性、可操作性等原則，構(gòu)建了一套適用于武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，如表1所示，該指標(biāo)體系分為四個(gè)層次，包括目標(biāo)層、項(xiàng)目層、因素層和指標(biāo)層，共18項(xiàng)指標(biāo)。

表1 武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

目標(biāo)層項(xiàng)目層因素層指標(biāo)層指標(biāo)屬性土地生態(tài)安全土地生態(tài)壓力(A1)人口壓力(B1)C1人口密度(人/km2)逆指標(biāo)C2人口自然增長(zhǎng)率(‰)逆指標(biāo)土地壓力(B2)C3人均耕地面積(km2/人)正指標(biāo)C4單位耕地化肥施用量(kg/km2)逆指標(biāo)C5單位土地能源消耗量(t標(biāo)煤/km2)逆指標(biāo)社會(huì)經(jīng)濟(jì)壓力(B3)C6城市化水平(%)逆指標(biāo)C7土地產(chǎn)出率(元/km2)正指標(biāo)土地生態(tài)狀態(tài)(A2)土地利用結(jié)構(gòu)(B4)C8耕地面積比重(%)正指標(biāo)C9林地面積比重(%)正指標(biāo)C10草地面積比重(%)正指標(biāo)C11非農(nóng)建設(shè)占用耕地率(%)逆指標(biāo)土地資源質(zhì)量(B5)C12水土流失面積比例(%)逆指標(biāo)C13耕地旱澇保收指數(shù)(%)正指標(biāo)土地生態(tài)響應(yīng)(A3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)響應(yīng)(B6)C14人均GDP(人/元)正指標(biāo)C15第三產(chǎn)業(yè)比重(%)正指標(biāo)C16耕地機(jī)械化程度(%)正指標(biāo)環(huán)境響應(yīng)(B7)C17森林覆蓋率(%)正指標(biāo)C18水土協(xié)調(diào)度(%)正指標(biāo)

(二) 基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)法的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型

正如前面所指出的，土地生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的人地復(fù)合系統(tǒng)，涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境等諸多因素，評(píng)價(jià)對(duì)象所包含的信息大多是“部分已知、部分未知”的灰色信息，這都使得土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中存在不確定性和不完全性。在這種情況下，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)域土地生態(tài)安全水平始合適的。但是，由于在傳統(tǒng)的灰色綜合評(píng)價(jià)模型中，通常是取關(guān)聯(lián)系數(shù)的算術(shù)平均值(即關(guān)聯(lián)度)作為綜合評(píng)價(jià)系數(shù)的[16]，這對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的考察屬性較少且同層各屬性程度差異不大的情況是適用的，但是卻不適合于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有多目標(biāo)、多層次特點(diǎn)，且同層各指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)分值的重要性有較大差異的情況。因此，必須區(qū)分各指標(biāo)的權(quán)重。為此，本文引入熵值法。熵值法是一種根據(jù)指標(biāo)反映信息可靠程度來(lái)確定權(quán)重的方法，其最大特點(diǎn)是直接利用評(píng)價(jià)矩陣所給出的信息計(jì)算權(quán)重，避免主觀性。

綜上，本文將綜合運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法和熵值法兩種方法建立土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)模型，基本思路是：用灰色關(guān)聯(lián)方法將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，用熵值法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)測(cè)度評(píng)價(jià)區(qū)域的土地生態(tài)安全綜合水平。

設(shè)土地生態(tài)安全系統(tǒng)S中共有m(m>1)個(gè)參評(píng)單元， 設(shè)i(i=1，2，…，m)為所有參評(píng)單元的序號(hào)， 再設(shè)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)共有n(n>1)個(gè)，k(k=1，2，…，n)為評(píng)價(jià)指標(biāo)的序號(hào)。那么，vik就是第i年的第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。

(1)對(duì)于一個(gè)由m個(gè)參評(píng)單元，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的系統(tǒng)，建立下面的原始評(píng)價(jià)矩陣V：

(1)

(2)確定參考序列V0。根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)含義，取每個(gè)指標(biāo)的最優(yōu)值，即由正指標(biāo)的最大值、逆指標(biāo)的最小值組成參考序列V0={V01，V02，…，V0n}。

(3)建立規(guī)格化評(píng)價(jià)增廣矩陣X。首先，把參考序列V0和原始評(píng)價(jià)矩陣V組成評(píng)價(jià)增廣矩陣V′：

(2)

其次，為了使各指標(biāo)之間可以比較，需要對(duì)公式(2)中各指標(biāo)值進(jìn)行消除量綱的規(guī)格化處理。規(guī)格化公式如公式(3)和公式(4)：

當(dāng)指標(biāo)為正指標(biāo)，即指標(biāo)值越大越好時(shí)：

(3)

當(dāng)指標(biāo)為逆指標(biāo)，即指標(biāo)值越小越好時(shí)：

(4)

經(jīng)過(guò)規(guī)格化處理，得到規(guī)格化評(píng)價(jià)增廣矩陣X：

(5)

(4)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。把規(guī)格化后的序列X0={X01，X02，…，X0n}作為參考序列， Xi={Xi1，Xi2，…，Xin}(i=1，2，…，m)作為比較序列，利用公式(6)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ0i(k)，從而得到如公式(7)所示的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣E。

ξ0i(k)=

(6)

式中：ρ為分辨系數(shù)，0<ρ<1，ρ越大，分辨率就越高，一般采用ρ=0.5。

E =(ξ0i(k))m×n

(7)

式中：ξ0i(k)為第i個(gè)參評(píng)單元在第k項(xiàng)指標(biāo)屬性上與參考序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

(5)用熵值法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。設(shè)原始評(píng)價(jià)矩陣V=(vik)m×n，其關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣E=(ξik)m×n，ξik表示第i個(gè)參評(píng)對(duì)象在第k項(xiàng)指標(biāo)屬性上的表現(xiàn)值。用ek表示所有m個(gè)參評(píng)對(duì)象對(duì)第k項(xiàng)指標(biāo)屬性的貢獻(xiàn)總量：

(8)

定義dk為第k項(xiàng)指標(biāo)屬性下各方案貢獻(xiàn)度的一致性程度，dk=1-ek，則各指標(biāo)屬性權(quán)重wk可表達(dá)為：

(9)

(6)計(jì)算加權(quán)關(guān)聯(lián)度。參評(píng)單元土地生態(tài)安全的加權(quán)關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式為：

(10)

計(jì)算所得的加權(quán)關(guān)聯(lián)度R，即是評(píng)價(jià)區(qū)域各年份的土地生態(tài)安全綜合得分，R越大，土地生態(tài)安全水平也就越高，據(jù)此可知評(píng)價(jià)區(qū)域土地生態(tài)安全的動(dòng)態(tài)變化情況。

(7)確定安全評(píng)價(jià)等級(jí)。一般關(guān)聯(lián)度按強(qiáng)弱可以分為弱相關(guān)(0～0.35)、中等相關(guān)(0.35～0.7)和強(qiáng)相關(guān)(0.7～1)三類[17]。在此基礎(chǔ)上并咨詢專家的意見(jiàn)，將土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)等級(jí)細(xì)分為五個(gè)等級(jí)，如表2所示。將計(jì)算所得加權(quán)關(guān)聯(lián)度R與表2所示的安全等級(jí)相比較，即可以對(duì)城市圈各年生態(tài)安全進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。

表2 土地生態(tài)安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)估值(關(guān)聯(lián)度)安全等級(jí)≥0.75安全0.55～0.75較安全0.45～0.55臨界安全0.35～0.45不安全≤0.35很不安全

三、結(jié)果與分析

根據(jù)改進(jìn)后的灰色綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算2000年—2012年武漢城市圈土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，分別為{0.6755；0.6645；0.6530；0.6232；0.5892；0.5909；0.5793；0.5593；0.5167；0.5623；0.5582；0.5087；0.5367}。同理可以向上類推計(jì)算出各子系統(tǒng)的安全指數(shù)。然后與土地生態(tài)安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，分析研究區(qū)近十多年來(lái)的土地生態(tài)系統(tǒng)安全狀況變遷，見(jiàn)圖1。

圖1 2000年—2012年武漢城市圈土地生態(tài)安全變化趨勢(shì)

由圖1可知，以2009年為分水嶺，十多年來(lái)研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)的安全狀況經(jīng)歷了快速惡化和波動(dòng)中恢復(fù)兩個(gè)階段。其中，2000年—2008年為持續(xù)惡化時(shí)期，綜合安全指數(shù)由2000年0.675 5迅速下降至2008年的0.516 7，特別是城市圈建設(shè)的初期階段(2004年—2008年)，下降幅度尤為顯著。原因主要是，進(jìn)入新世紀(jì)以后，該區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)的消耗和破壞也日趨激烈；再加上2007年城市圈的批準(zhǔn)建立，大量基本建設(shè)項(xiàng)目和改造工程上馬，人口膨脹和城市擴(kuò)張給土地生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)巨大壓力。從2009年開(kāi)始，武漢城市圈建設(shè)進(jìn)入全面提速階段。相應(yīng)的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)也迅速由2008年的0.516 7上升到2009年的0.562 3和2010年的0.558 2，由“臨界安全”轉(zhuǎn)入“較安全”等級(jí)區(qū)域。這與城市圈建成后，城市圈總體規(guī)劃和一系列生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)措施的出臺(tái)、實(shí)施是密切相關(guān)的。自2007年獲批為“兩型社會(huì)”建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)以來(lái)，武漢城市圈在推進(jìn)環(huán)境友好型城市建設(shè)方面進(jìn)行了一系列的制度和政策探索：2008年8月，圈內(nèi)9個(gè)城市簽署《武漢城市圈環(huán)境保護(hù)合作框架協(xié)議》，提出聯(lián)手推進(jìn)環(huán)保深度協(xié)作，促進(jìn)城市圈生態(tài)建設(shè)；2009年11月，“1+8”城市圈生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)規(guī)劃出臺(tái)，對(duì)整個(gè)城市圈進(jìn)行了生態(tài)功能劃分，并提出將實(shí)施八大統(tǒng)籌，全力打造全國(guó)首個(gè)生態(tài)城市群。這有效地抑制了研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)惡化的趨勢(shì)，使之得到了一定程度的修復(fù)。但狀態(tài)非常不穩(wěn)定，表現(xiàn)在綜合安全指數(shù)在2011年和2012年均有不同程度的下降，安全等級(jí)也由此前的“較安全”退化為“臨界安全”。主要原因在于此期間壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)連續(xù)雙下降，從而使土地生態(tài)總系統(tǒng)又出現(xiàn)倒退情況。

在上述給定時(shí)間尺度(△t)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)值的計(jì)算基礎(chǔ)上，再運(yùn)用數(shù)學(xué)方法擬合出研究期內(nèi)研究區(qū)土地生態(tài)安全綜合指數(shù)y的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)方程：

y=0.001x2-0.027x+0.710

(R2=0.911；F=51.410)

經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，F(xiàn)檢驗(yàn)值大于相應(yīng)的F臨界值，表明方程是高度顯著的，且由動(dòng)態(tài)趨勢(shì)線得出生態(tài)安全評(píng)價(jià)值變化的斜率K(△t)>0；再結(jié)合2009年以來(lái)研究區(qū)土地生態(tài)安全的狀態(tài)變量在大多數(shù)年份都處于臨界安全級(jí)別，因此判定該土地生態(tài)系統(tǒng)為不穩(wěn)定的安全系統(tǒng)。

綜合評(píng)價(jià)值僅僅代表了評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合效果。圖1還反映了武漢城市圈土地生態(tài)安全3個(gè)子系統(tǒng)13年來(lái)的變化情況?？梢钥闯?，由于發(fā)展側(cè)重不同，研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)在壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三個(gè)子系統(tǒng)上的表現(xiàn)情況也不盡相同。

(1)根據(jù)壓力指數(shù)判斷，十多年來(lái)，研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)安全狀況惡化的態(tài)勢(shì)更加明顯(負(fù)向指標(biāo)，數(shù)值越小壓力越大)。研究期內(nèi)，隨著武漢城市圈一體化進(jìn)程加快，城市圈對(duì)周邊人口的吸引力增強(qiáng)，人口密度增加，對(duì)土地的利用強(qiáng)度也在增強(qiáng)。2000年—2012年，武漢城市圈人口自然增長(zhǎng)率由3.7‰增長(zhǎng)到2012年的4.88‰，城鎮(zhèn)化率由40.39%增長(zhǎng)到44.51%，人口密度也由515.75人/km2增長(zhǎng)到566.16人/km2；相應(yīng)的，單位耕地化肥施用量由0.1230kg/km2增長(zhǎng)到0.222 4kg/km2，單位土地面積能源消耗量由6.99t標(biāo)煤/km2增長(zhǎng)到21.9t標(biāo)煤/km2。但是在人口增長(zhǎng)的情況下，研究區(qū)人均耕地面積卻是逐年遞減的，已經(jīng)由2000年的0.045 5km2/人減少到2012年的0.040 5km2/人。在正反兩方面效應(yīng)的綜合作用下，壓力指數(shù)對(duì)土地生態(tài)安全的關(guān)聯(lián)度由2000年的0.903 1下降到2012年的0.333 3，壓力子系統(tǒng)的安全狀況也相應(yīng)地由“安全”“較安全”降級(jí)為“臨界安全”“不安全”，直至“很不安全”，退化趨勢(shì)非常明顯。

(2)根據(jù)狀態(tài)指數(shù)判斷，盡管在2000年—2007年，研究區(qū)土地生態(tài)安全現(xiàn)狀一直都處于較安全狀態(tài)，但近五年來(lái)卻逐漸走向惡化，表現(xiàn)為狀態(tài)指數(shù)對(duì)土地生態(tài)安全的關(guān)聯(lián)度不斷減小，特別是2004年—2008年，下降趨勢(shì)最為明顯。這與該階段的土地利用強(qiáng)度有關(guān)。2004年—2008年，是武漢城市圈建設(shè)的起步階段，基本建設(shè)項(xiàng)目和改造工程不斷增加，占用了大量耕地，其比重由2002年的32.99%減少到2007年的31.76%；園地、草地等其他生態(tài)用地也存在不同程度的開(kāi)墾，分別減少了0.06%和0.18%[17]。這些變化直接造成狀態(tài)指數(shù)在2008年急劇下降，由年初的0.610 7減少為0.421 8，狀態(tài)子系統(tǒng)的安全狀況也由“臨界安全”降級(jí)為“不安全”。2009年底，《武漢城市圈兩型社會(huì)建設(shè)試驗(yàn)區(qū)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃》出臺(tái)，政府對(duì)土地利用的生態(tài)效益開(kāi)始日漸重視，利用城市圈內(nèi)園、林、草用地的區(qū)位優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了生態(tài)用地優(yōu)化，同時(shí)通過(guò)建設(shè)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了城市圈產(chǎn)業(yè)發(fā)展用地，總體上實(shí)現(xiàn)了土地利用結(jié)構(gòu)生態(tài)合理度的大幅度提高，因此狀態(tài)子系統(tǒng)的安全狀況在2009年—2010年有所恢復(fù)，由“不安全”直接升級(jí)為“較安全”。但之后又迅速在2011年—2012年再次降級(jí)為“不安全”。這是因?yàn)?，目前城市圈的生態(tài)建設(shè)尚處于探索階段，出現(xiàn)反復(fù)和波動(dòng)在所難免。

(3)根據(jù)響應(yīng)指數(shù)判斷，從2000年—2012年，響應(yīng)子系統(tǒng)的安全狀況經(jīng)歷了一個(gè)“不安全—較安全—臨界安全—較安全—安全”的全過(guò)程變化，特別是2009年以來(lái)，安全狀況改善最為顯著。主要原因在于，隨著武漢城市圈建設(shè)逐漸進(jìn)入全面提速階段，在生態(tài)環(huán)境一體化方面的諸多措施效果逐漸顯現(xiàn)，特別是2009年提出全力打造全國(guó)首個(gè)生態(tài)城市群，加快了區(qū)域整體生態(tài)建設(shè)的步伐。相應(yīng)地，森林覆蓋率、水土協(xié)調(diào)度等自然響應(yīng)因子對(duì)響應(yīng)子系統(tǒng)的支撐能力也得以不斷增強(qiáng)。當(dāng)然，這也與近年來(lái)在區(qū)域一體化發(fā)展戰(zhàn)略的驅(qū)動(dòng)下，武漢城市圈逐漸形成了協(xié)作、互補(bǔ)、共贏的良好發(fā)展局面，人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重、耕地機(jī)械化程度等社會(huì)經(jīng)濟(jì)響應(yīng)指標(biāo)都比城市圈建成前有較大幅度的提高有關(guān)。所以，綜合來(lái)看，研究區(qū)土地生態(tài)響應(yīng)子系統(tǒng)的安全狀況評(píng)價(jià)結(jié)果較優(yōu)。

(4)從各子系統(tǒng)與總系統(tǒng)的平均關(guān)聯(lián)度看，狀態(tài)子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度最大，壓力子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度相當(dāng)，響應(yīng)子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度最小。這說(shuō)明，研究區(qū)土地生態(tài)安全狀態(tài)主要取決于狀態(tài)子系統(tǒng)和壓力子系統(tǒng)。這也解釋了為什么安全響應(yīng)指數(shù)一直在逐年升高，但總體安全狀況一直未得到有效改善——因?yàn)閷?duì)綜合安全指數(shù)貢獻(xiàn)率較高的壓力指數(shù)和狀態(tài)指數(shù)一直在下降。同時(shí)，這也啟示我們，在調(diào)控時(shí)，應(yīng)該積極關(guān)注狀態(tài)、壓力子系統(tǒng)下各因子的作用，充分發(fā)揮這兩個(gè)子系統(tǒng)對(duì)土地生態(tài)安全水平的提升效應(yīng)。

四、結(jié)論與討論

(1)本文從土地生態(tài)系統(tǒng)的不確定性和不完全性出發(fā)，將灰色關(guān)聯(lián)度法應(yīng)用于土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)中，同時(shí)引入熵值法計(jì)算權(quán)重系數(shù)，既更加有效地利用了指標(biāo)信息，又很好地解決了評(píng)價(jià)指標(biāo)較多且同層各指標(biāo)重要程度差異較大的問(wèn)題。通過(guò)實(shí)例研究，證實(shí)了本文所提出的基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)的區(qū)域土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型是可行的。

(2)本文對(duì)我國(guó)中部地區(qū)的武漢城市圈2000年—2012年的土地生態(tài)安全狀況的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，近十多年來(lái)，研究區(qū)的土地生態(tài)安全狀況可明顯的分為2個(gè)階段：第1階段(2000年—2008年)，土地生態(tài)安全狀況持續(xù)惡化，安全等級(jí)由低安全級(jí)別向高安全級(jí)別變化，安全狀態(tài)亦由“較安全”退化為“臨界安全”；第2階段(2009年—2012年)，土地生態(tài)安全狀況逐漸好轉(zhuǎn),但狀態(tài)不是很穩(wěn)定，在“臨界安全”和“較安全”之間來(lái)回?fù)u擺。

(3)2000年—2012年，武漢城市圈土地生態(tài)安全水平整體上在不斷改善，但其土地生態(tài)安全現(xiàn)狀水平仍處于“臨界安全”狀態(tài)，生態(tài)安全變化趨勢(shì)表現(xiàn)為不穩(wěn)定的安全系統(tǒng)，區(qū)域巨大的生態(tài)壓力尚未得到根本性的緩解。

(4)就單個(gè)子系統(tǒng)而言，狀態(tài)子系統(tǒng)與總系統(tǒng)的平均關(guān)聯(lián)度最大，壓力子系統(tǒng)次之，響應(yīng)子系統(tǒng)最小。這意味著，武漢城市圈土地生態(tài)安全對(duì)狀態(tài)子系統(tǒng)和壓力子系統(tǒng)的依賴程度較高。因此，在調(diào)控時(shí)，應(yīng)該積極關(guān)這兩個(gè)子系統(tǒng)下各因子的作用，充分發(fā)揮其對(duì)整體土地生態(tài)安全水平的提升效應(yīng)。

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(責(zé)任編輯 周吉光)

Evaluation of Land Ecological Security of Wuhan Metropolitan Region Based on Entropy-weighted Gray Correlation Analysis

LUAN Jiang1, MA Rui2, MA Kai3

(1. Party School of CPC Tianjin Municipal Committee, Tianjin, 300191; 2. North Universityof Nationalities, Yinchuan, Ningxia 750021; 3. Ministry of Agriculture, Beijing, 100810)

Evaluation of land ecological security is one of the research hotspots in ecological safety, but the majority of previous research was based on the administrative division, the research scale involved provincial level and city or county level, and the metropolitan region level was little involved. Taking Wuhan Metropolitan Region as an example, this paper established an evaluation index system of land ecological security of Wuhan Metropolitan Region based on pressure-state-response (PSR) model framework system, and analyzed the dynamic of and ecological security of Wuhan Metropolitan Region by using entropy-weighted gray correlation model. The results indicated that the land ecological security of Wuhan Metropolitan Region got worse first and then better from 2000 to 2012, and it was still in critical condition in at present. The safety status of general system is highly dependent on the status subsystem and pressure subsystem, so it is essential to regulate selectively the subsystems and the general system.

land ecological security; evaluation; entropy weight; gray correlation analysis; Wuhan metropolitan region

10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2015.06.011

2015-09-16

http://www.cnki.net/kcms/doi/10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2015.06.011.html

時(shí)間：2015-12-20 15：30

國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(70803005)。

欒江(1986—)，男，山東煙臺(tái)人，博士，天津市委黨校經(jīng)濟(jì)學(xué)教研部講師，研究方向?yàn)橛?jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

F061.5

A

1007-6875(2015)06-0062-06