姚漪穎　吳大放　劉艷艷　劉毅華

（1廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院廣東廣州510006；2廣州市民用建筑科研設(shè)計院廣東廣州510055）

廣州市耕地生態(tài)安全動態(tài)評價研究

姚漪穎1吳大放1劉艷艷2劉毅華1

（1廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院廣東廣州510006；2廣州市民用建筑科研設(shè)計院廣東廣州510055）

耕地生態(tài)安全對生態(tài)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展有重要作用，本文以廣州市為研究區(qū)域，分析了2000-2012年廣州市耕地生態(tài)安全動態(tài)變化狀況，從耕地壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三個方面構(gòu)建耕地生態(tài)安全評價指標體系，運用熵權(quán)法確定指標權(quán)重，采用綜合分析法進行耕地生態(tài)安全動態(tài)評價。結(jié)果表明：2000-2012年廣州市耕地生態(tài)安全值主要介于敏感和惡化的狀態(tài)，呈現(xiàn)"風險-敏感-風險-敏感"的發(fā)展水平，耕地生態(tài)安全值有上升趨勢但情況不容樂觀，今后需要通過大力開展土地整治活動，如建設(shè)高標準基本農(nóng)田，完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等措施促進廣州市耕地資源可持續(xù)發(fā)展。

耕地資源生態(tài)安全評價指標體系安全等級廣州市

耕地是土地資源中重要的組成部分，如何促進耕地資源可持續(xù)發(fā)展已成為了社會關(guān)注焦點[1]。目前關(guān)于耕地生態(tài)安全的研究還處于探索階段，Beesley[2]等在研究中強調(diào)耕地生態(tài)安全的重要性；徐輝[3]等采用組合賦權(quán)法對黑龍江省寧安市耕地進行分析；禹洋春[4]基于生態(tài)足跡對重慶市耕地生態(tài)安全進行探究。通過分析得出，國外的相關(guān)研究主要集中在土地利用和耕地數(shù)量變化方面[5]；而國內(nèi)的研究大多偏重對耕地生態(tài)安全的概念辨析以及靜態(tài)研究[6]?？傮w而言，現(xiàn)階段對耕地生態(tài)安全的研究主要集中在宏觀和靜態(tài)分析，鮮有對耕地生態(tài)安全進行中小尺度下的動態(tài)多因素分析。本研究以廣州市為研究區(qū)域，對耕地生態(tài)安全進行動態(tài)評價，對廣州市保護耕地生態(tài)安全具有重要意義；同時該研究具有典型性和示范性，可為其他城市和地區(qū)提供一定的借鑒和參考[7]。

1　研究區(qū)域概況

1.1區(qū)域概況

廣州市位于廣東省中東部，是珠三角的經(jīng)濟腹地和政治文化中心，是我國南方地區(qū)重要交通樞紐和對外交流的門戶城市。市轄區(qū)總面積為7434.4 km2，轄有越秀、荔灣、天河、海珠、蘿崗、白云、花都、黃埔、番禺、南沙、從化、增城等十二區(qū)。改革開放以來，廣州市經(jīng)濟快速發(fā)展，但是耕地生態(tài)安全問題凸顯。耕地面積從1990年的249479hm2減少至2012年的99086hm2，下降幅度達到60.29%。對廣州市開展耕地生態(tài)安全評價研究可以促進廣州市加強耕地保護實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1.2數(shù)據(jù)來源及處理

本文主要數(shù)據(jù)來源主要是通過文獻查閱法進行收集，其中數(shù)據(jù)包括了《廣東省統(tǒng)計年鑒》(1990-2012年)、《廣州市統(tǒng)計年鑒》(1990-2012年)、廣州市歷年土地利用變更調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)和相應(yīng)的統(tǒng)計公報、《廣州城市總體發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2010-2020)》以及通過政府以及相關(guān)部門網(wǎng)站公布的權(quán)威資料。

2　耕地生態(tài)安全評價方法

2.1耕地資源安全評價指標體系構(gòu)建

從保護耕地生態(tài)安全內(nèi)容出發(fā)，結(jié)合前人研究成果和廣州市耕地生態(tài)安全的實際情況，遵循選取指標因子的科學(xué)性、綜合性和可操作性的原則，基于PSR模型建立廣州市耕地生態(tài)安全評價指標體系。把廣州市耕地生態(tài)安全指標體系分為目標層、準則層和指標層三個層面，并從耕地生態(tài)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)這三方面共選取了14個評價指標。在生態(tài)系統(tǒng)壓力層選擇5項指標，分別為：人口密度、人口自然增長率、人均耕地面積、地均產(chǎn)值、城鎮(zhèn)化水平；在生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)層選取5項指標，分別為：耕地面積、耕地復(fù)種指數(shù)、耕地安全系數(shù)、單位耕地面積農(nóng)藥負荷、單位耕地面積化肥負荷；在生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)層選取4項指標，分別為：人均GDP、環(huán)境污染投入、農(nóng)業(yè)機械總動力、灌溉系數(shù)。其中，人均耕地面積、地均產(chǎn)值、耕地面積、耕地復(fù)種指數(shù)、耕地安全系數(shù)、人均GDP、環(huán)境污染投入、農(nóng)業(yè)機械總動力和灌溉系數(shù)為正向指標；人口密度、人口自然增長率、城鎮(zhèn)化水平、單位耕地面積農(nóng)藥負荷、單位耕地面積化肥負荷為逆向指標。

2.2耕地資源安全評價指標權(quán)重值確定

耕地生態(tài)安全評價結(jié)果與指標權(quán)重息息相關(guān)，本文采用熵權(quán)法來確定廣州市耕地生態(tài)安全的指標權(quán)重。其中，指標值之間數(shù)值差距越大，表明指標內(nèi)容越豐富，相應(yīng)權(quán)重值也會越大；指標值之間數(shù)值差距越小，相應(yīng)權(quán)重值也會越小[8]，通過計算得出廣州耕地生態(tài)安全指標權(quán)重值。

式中：k=1/nm；Yij為標準化后矩陣；wi代表的是熵權(quán)值；Hi代表是通過計算得到的熵值。

2.3耕地資源安全評價標準與等級劃分

為了更好地對廣州市耕地生態(tài)安全進行評價，本研究采用綜合評價模型對廣州市耕地生態(tài)安全進行計算，得出耕地生態(tài)安全指數(shù)。公式如下所示。

式中F是指耕地生態(tài)安全指數(shù)；Wi為第i項指標綜合權(quán)重；Pi指標i的標準化值。

同時，依據(jù)相關(guān)研究成果[9]和結(jié)合廣州市實際耕地現(xiàn)狀進行等級劃分和評價。在指標體系中通過多角度反映耕地生態(tài)安全狀況，采用綜合評價法對每項指標進行加權(quán)評分從而得到耕地生態(tài)安全綜合指數(shù)F，接著將F值取值范圍劃分為0-1區(qū)間并對應(yīng)五個等級和相應(yīng)的安全評分以及具體耕地生態(tài)特征，廣州市耕地安全等級劃分如下，F(xiàn)≥0.9(Ⅰ)，等級為安全，生態(tài)結(jié)構(gòu)完整，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生態(tài)功能較強，生物多樣性豐富；土壤健康且肥沃，指標覆蓋率高；耕地生態(tài)環(huán)境受到較好保護，基本未受到破壞和污染，受到人類的干預(yù)能力較弱，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力較強，基本沒有生態(tài)問題。0.7≤F﹤0.9(Ⅱ)，較安全，生態(tài)結(jié)構(gòu)尚且保持完整，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開始由復(fù)雜趨向簡單，生態(tài)功能減弱，生物多樣性減少；土壤肥力降低，有土地鹽堿化、水土流失等生態(tài)問題；耕地生態(tài)環(huán)境受到較大干擾，生態(tài)系統(tǒng)受到破壞和污染，抵抗干預(yù)的能力下降，生態(tài)問題明顯，生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡。0.5≤F﹤0.7(Ⅲ)，等級為敏感，生態(tài)結(jié)構(gòu)尚且保持完整，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開始由復(fù)雜趨向簡單，生態(tài)功能減弱，生物多樣性減少；土壤肥力降低，有土地鹽堿化、水土流失等生態(tài)問題；耕地生態(tài)環(huán)境受到較大干擾，生態(tài)系統(tǒng)受到破壞和污染，抵抗干預(yù)的能力下降，生態(tài)問題明顯，生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡。0.3≤F﹤0.5 (Ⅳ)，等級為風險，耕地生態(tài)結(jié)構(gòu)惡化，生態(tài)功能受到損害，耕地生態(tài)問題較為突出。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單而且生態(tài)功能不全，大部分功能受到損害后無法發(fā)揮；生物多樣性銳減，土壤肥力急劇下降，土地荒漠化、鹽堿化等問題突出；受外界干擾后恢復(fù)能力受到較為嚴重損害，生態(tài)功能恢復(fù)困難。F﹤0.3(Ⅴ)，等級為惡化，耕地生態(tài)結(jié)構(gòu)受到嚴重損害，生態(tài)結(jié)構(gòu)不完整，耕地生態(tài)問題十分突出。抗干擾能夠非常弱，受干擾后恢復(fù)非常困難，基本喪失耕地生態(tài)能力，出現(xiàn)嚴重退化現(xiàn)象，面臨的生態(tài)壓力遠遠超出自身的恢復(fù)能力，急需投入力量予以重建和保護。

3　評價結(jié)果分析

對2000-2012年廣州耕地生態(tài)安全進行等級劃分，分析耕地生態(tài)安全狀況以及動態(tài)變化規(guī)律，以達到分析耕地生態(tài)安全狀況以及了解耕地生態(tài)安全發(fā)展情況。研究結(jié)果表明：2000-2003年的廣州市耕地生態(tài)安全狀況處于耕地風險階段，耕地生態(tài)安全不容樂觀。一方面是處于經(jīng)濟快速發(fā)展時期，經(jīng)濟發(fā)展帶來了建設(shè)用地的拓張和耕地數(shù)量下降，同時不合理的開發(fā)帶來了一系列自然災(zāi)害從而導(dǎo)致耕地環(huán)境破壞和質(zhì)量下降，使得這階段耕地生態(tài)安全處于風險階段。2004年耕地生態(tài)安全狀況有所改善，耕地生態(tài)安全值有所上升，處于耕地生態(tài)安全的敏感階段，但是這種狀態(tài)持續(xù)的時間不長，2005年之后耕地生態(tài)安全從敏感階段降到風險階段，生態(tài)安全狀況進一步惡化。主要是受到耕地數(shù)量和質(zhì)量下降以及粗放型耕地種植和生產(chǎn)經(jīng)營形式有關(guān)。隨著城鎮(zhèn)化進程加快和人口增加，耕地生態(tài)安全壓力較大，耕地響應(yīng)政策和措施暫時不能完全緩解耕地生態(tài)安全壓力，使得整體耕地生態(tài)安全有下降趨勢。政府及其相關(guān)部門已經(jīng)意識到保護耕地的重要性，積極采取措施保護耕地數(shù)量和提高耕地質(zhì)量，促進耕地資源可持續(xù)發(fā)展。2010-2012年，廣州市耕地生態(tài)安全從風險階段到敏感階段，耕地生態(tài)安全狀況有所提升（表1）。通過劃定基本農(nóng)田保護區(qū)、進行土地整理和修復(fù)、加強農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等形式改善耕地生態(tài)環(huán)境，促進耕地可持續(xù)發(fā)展。

表1　廣州市耕地生態(tài)安全動態(tài)變化

4　驅(qū)動力分析

耕地生態(tài)安全變化反映了耕地資源與自然、社會、經(jīng)濟等多方面的關(guān)系，是多因素綜合影響的結(jié)果。廣州市地勢總體為東北高西南低，根據(jù)廣州市地形情況進行分析和坡度分級，把全市分為5級，第一級為<2°的土地，占總面積的41.7%；第二級為2o～5o的土地占7.7%；第三級為5o～8o的土地占13.9%；第四級為8o～25o的土地占14.7%；第五級為>25o的土地占22.1%。全市耕地多分布在一級和二級坡度等級，集中在南沙區(qū)、番禺區(qū)等區(qū)域。從2000-2012年廣州市地區(qū)生產(chǎn)總值從2000年的24927434萬元到2012年的135512072萬元，實現(xiàn)飛躍式的發(fā)展。同時，2000-2012年廣州市人口密度呈逐年增長的態(tài)勢，從2000年人口密度942人/km2上升到2012年的1106人/km2，人口壓力逐年增加。經(jīng)濟增長、人口增加直接影響建設(shè)用地擴張范圍和速度也不斷加快，在土地總面積相對一定的情況下，建設(shè)用地的增加導(dǎo)致了耕地數(shù)量下降，給耕地生態(tài)安全帶來巨大壓力。政府及其相關(guān)部門積極采取行動，在政策制定方面重視對耕地資源進行保護和改善，在技術(shù)層面重視編制土地整治規(guī)劃、高標準基本農(nóng)田建設(shè)、耕地占補平衡落實、劃定基本農(nóng)田保護區(qū)等，繼續(xù)堅持本地補充開發(fā)和易地補充開發(fā)相結(jié)合，緩解耕地與社會、經(jīng)濟發(fā)展之間矛盾。

5　結(jié)論與討論

耕地生態(tài)安全研究是我國當前關(guān)注焦點和研究熱點問題，對其研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文立足廣州市耕地生態(tài)安全實際，選取14個指標建立基于PSR模型的耕地生態(tài)安全評價指標體系，運用熵權(quán)法確定指標權(quán)重，采用綜合分析法進行耕地生態(tài)安全動態(tài)評價。研究結(jié)果表明：廣州市耕地生態(tài)安全值有上升趨勢，但是安全水平仍然較低。耕地生態(tài)安全的壓力值和響應(yīng)值都呈現(xiàn)上升趨勢，耕地生態(tài)安全狀態(tài)值有所下降，對耕地的保護水平有待提高。2000-2003年廣州市耕地生態(tài)安全處于風險階段，耕地生態(tài)安全不容樂觀，社會經(jīng)濟發(fā)展帶來的負面影響以及人口增加等多方面的壓力導(dǎo)致耕地的壓力不斷增加，在耕地響應(yīng)程度不高的情況下使得耕地生態(tài)安全總體處于風險階段。2004年的耕地生態(tài)安全值有所提高，處于耕地生態(tài)安全的敏感階段。2005-2009年的耕地生態(tài)安全處于風險階段，生態(tài)安全狀況進一步惡化。2010-2012年的廣州市耕地生態(tài)安全得到了保護和完善，耕地生態(tài)安全總體處于敏感階段，廣州市耕地生態(tài)安全所面臨的形勢仍然嚴峻，今后需要進一步修復(fù)和提高。

保護耕地生態(tài)安全需要從多方面共同努力。一方面需要從經(jīng)濟和政策角度加強對耕地生態(tài)安全的經(jīng)濟投入和立法保護，減少經(jīng)濟發(fā)展給耕地資源帶來的負面作用。同時，人口增長使得耕地生態(tài)安全壓力增加，必須通過嚴格控制人口增長，保障耕地數(shù)量和質(zhì)量的安全。還需要加強對高質(zhì)量耕地的保護和耕地后備資源的建設(shè)，因地制宜地落實耕地占補平衡政策，實現(xiàn)城市發(fā)展和耕地保護共贏局面。耕地生態(tài)安全是一個復(fù)雜體系，需要對其進行深入的長期動態(tài)分析和研究。在今后，應(yīng)該繼續(xù)加強對耕地生態(tài)安全的跟蹤研究和耕地生態(tài)預(yù)警機制的建立，保障廣州市糧食安全和耕地生態(tài)安全。

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S341.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-352-1

國家自然科學(xué)基金項目(41101078)、廣東省自然科學(xué)基金項目(S2013010014526)、教育部人文社會科學(xué)研究一般項目(13YJA790074,14YJA630083)、廣東省教育廳特色創(chuàng)新項目(耕地生態(tài)安全評價模擬與多功能保護研究)、廣州市屬高?？蒲杏媱澮话沩椖?2012A014)、廣東省教育科研"十二五"規(guī)劃2013年度研究項目(2013JK134)、廣州市教育科學(xué)"十二五"規(guī)劃(第2批)課題(12A037)、2014年度廣東省教育廳省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目(201411078056,201411078057)資助。

姚漪穎（1993～），女，2012級資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)本科生。