穆學(xué)英，任建蘭

（山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南250014）

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新型城鎮(zhèn)化背景下山東省土地生態(tài)安全空間格局研究

穆學(xué)英，任建蘭*

（山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南250014）

摘要：選取了18個(gè)指標(biāo)構(gòu)建了土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用熵權(quán)法來確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，通過土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型確定山東省各市土地生態(tài)安全綜合得分。研究結(jié)果表明：濟(jì)南市、青島市、煙臺(tái)市、威海市為理想安全型；淄博市、泰安市為較安全型；棗莊市、濰坊市、日照市、聊城市的土地生態(tài)安全屬于臨界安全型；東營(yíng)、德州和萊蕪屬于較不安全型；而菏澤、濟(jì)寧、臨沂、濱州則屬于極不安全型。

關(guān)鍵詞：山東省；土地生態(tài)安全；指標(biāo)體系

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.03.09

土地是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。土地生態(tài)安全是區(qū)域生態(tài)安全的基礎(chǔ)，關(guān)系著區(qū)域今后發(fā)展的方向。近年來，城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，使城鎮(zhèn)化率由1996年的30.5%發(fā)展到2015年的54.8%，同時(shí)也加劇了人地矛盾。目前我國可利用土地的開發(fā)已接近極限，人類活動(dòng)對(duì)土地的利用程度已經(jīng)接近甚至達(dá)到區(qū)域土地生態(tài)承載能力的閾值，土地沙化、水土流失、土地鹽漬化和土壤污染等一系列土地生態(tài)問題突出，已經(jīng)嚴(yán)重影響到糧食和生態(tài)的安全以及區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。新型城鎮(zhèn)化的提出，使城市發(fā)展模式的科學(xué)合理化得到重視，更加關(guān)注綠色發(fā)展、低碳節(jié)約型經(jīng)濟(jì)，尤其強(qiáng)調(diào)土地節(jié)約集約利用以及人地關(guān)系和諧。因此，新型城鎮(zhèn)化為實(shí)現(xiàn)土地生態(tài)安全帶來了新機(jī)遇，研究土地生態(tài)安全能夠更好地推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展。

國內(nèi)學(xué)者對(duì)于土地生態(tài)問題的研究主要包括兩方面：一是從不同的方向來研究，主要有土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究［1-3］、土地生態(tài)安全預(yù)警研究［4-8］等，其中土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究為主要研究方向。二是從不同的尺度來研究，李玉平［9］、馮文斌［10］分別以河北省、江蘇省為例，運(yùn)用層次分析法對(duì)省級(jí)單位的土地生態(tài)安全進(jìn)行研究；王鵬［11］運(yùn)用主成分分析的方法，選取了8項(xiàng)代表性的評(píng)價(jià)因子，構(gòu)建了衡陽市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系。楊春紅［12］、裴婷婷［13］、張軍以［14］、王雪［15］基于PS-R模型分別對(duì)汕頭市、白銀市、三峽庫區(qū)和豐都縣的土地生態(tài)安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)。綜上所述，對(duì)于土地生態(tài)安全已經(jīng)有了不同方面、不同尺度的研究。但是對(duì)于全省地級(jí)市的研究還很少，更多的是從整個(gè)省或者單個(gè)城市的角度來分析研究。山東省作為全國東部沿海經(jīng)濟(jì)大省，土地生態(tài)安全顯得更為重要。本研究選擇山東省作為研究對(duì)象，選取2014年相關(guān)數(shù)據(jù)建立指標(biāo)體系，分析17個(gè)地市的土地生態(tài)安全情況。

1　研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源來源

1.1研究區(qū)概況

山東省位于歐亞大陸東端，黃河的下游。地跨東經(jīng)117°48′～122°42′，北緯34°23′～38°24′，全省土地面積為15.79萬km2，僅東部地區(qū)就占全省的33.2%。山東省作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，耕地面積占土地總面積的48.5%，但由于農(nóng)業(yè)人口過多，人均耕地僅0.081 hm2（1.21畝），農(nóng)業(yè)的水土資源緊缺，土地開發(fā)利用效率不高。2003—2013年全省城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)了37%，而建成區(qū)面積增長(zhǎng)了89%，傳統(tǒng)土地生產(chǎn)方式難以改變，土地的資源承載能力較弱，生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力大，影響了全面推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化的進(jìn)程。

1.2數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于山東省統(tǒng)計(jì)局編《2015年山東統(tǒng)計(jì)年鑒》以及2015年山東省17個(gè)地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒。

2　山東省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)技術(shù)方法

2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

目前，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確立還沒有統(tǒng)一明確的標(biāo)準(zhǔn)。本研究從三個(gè)子系統(tǒng)著手，綜合考慮生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、人類活動(dòng)的影響并結(jié)合指標(biāo)數(shù)據(jù)的可得性及國內(nèi)相關(guān)成果，建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表1）。

表1　山東省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2指標(biāo)數(shù)據(jù)的處理

標(biāo)準(zhǔn)化處理可以消除不同性質(zhì)、不同類型指標(biāo)本身存在的差異性。對(duì)原始數(shù)據(jù)Xij運(yùn)用極差法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到處理后的數(shù)據(jù)rij的幅度都在［0，1］之間，便于之后的比較分析。

正向指標(biāo)：rij=（xij-xjmin）/（xjmax-xjmin）

負(fù)向指標(biāo)：rij=（xjmax-xij）/（xjmax-xjmin）

2.3評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及基準(zhǔn)值的確定

2.3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

通過對(duì)常用的指標(biāo)權(quán)重確定的方法進(jìn)行比較，最終決定用客觀性較強(qiáng)的熵權(quán)法來替代層次分析法、主成分分析法等主觀性較強(qiáng)的指標(biāo)權(quán)重確定的方法。設(shè)有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，m個(gè)評(píng)價(jià)樣本。

（1）形成原始數(shù)列矩陣X=｛xij｝m×n，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；（其中xij表示第i個(gè)樣本的第j項(xiàng)指標(biāo)值）

（2）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化后第j項(xiàng)指標(biāo)信息熵的值：

2.3.2基準(zhǔn)值的確定

從山東省生態(tài)狀況和土地利用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合國際公認(rèn)值及全國平均值，確定土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的基準(zhǔn)值（見表2）。

表2　山東省生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)基準(zhǔn)值及權(quán)重

2.4評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

2.4.1安全指數(shù)的計(jì)算

設(shè)xi為評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際值，yi為指標(biāo)的基準(zhǔn)值，pi為指標(biāo)的安全指數(shù)，0≤pi≤1。對(duì)于正安全趨向性指標(biāo)，當(dāng)xi≥yi時(shí)，pi=1，當(dāng)xi＜yi時(shí)，則pi=xi/yi×100%；對(duì)于負(fù)安全趨向性指標(biāo)，當(dāng)xi≤yi時(shí)，pi=1，當(dāng)xi＞yi時(shí)，pi=xi/yi×100%。

2.4.2土地生態(tài)安全值的計(jì)算

設(shè)si為土地生態(tài)指標(biāo)安全值，pi為土地生態(tài)安全指數(shù)，ESI為土地生態(tài)綜合安全值。則土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)單指標(biāo)安全值數(shù)學(xué)模型為：si=pi×wi；土地生態(tài)安全值數(shù)學(xué)模型為：ESI=∑ni=1pi×wi。

3　山東省土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

將山東省17地市各指標(biāo)的實(shí)際數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化之后與其基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得到山東省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的安全值，然后利用安全值計(jì)算得到山東省17地市的土地生態(tài)安全綜合得分，運(yùn)用ARCGIS自然斷裂點(diǎn)對(duì)各市的生態(tài)安全進(jìn)行等級(jí)劃分。

由圖1可以看出，山東省土地極不安全區(qū)主要集中在山東省的南部，而理想安全區(qū)主要集中在山東省東部，山東省土地生態(tài)安全程度從東部沿海向西部?jī)?nèi)陸呈遞減狀態(tài)。根據(jù)研究結(jié)果，可分為以下五種類型區(qū)：

3.1理想安全型

包括濟(jì)南市、青島市、煙臺(tái)市、威海市，都是山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。高度發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)和較高的環(huán)保節(jié)約意識(shí)為土地生產(chǎn)投入了大量資金與技術(shù)，促進(jìn)了土地集約利用水平的提高。優(yōu)越的區(qū)位條件，沙灘濕地資源豐富，水資源充沛，使土地自身的功能完善，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整，受干擾后的恢復(fù)能力強(qiáng)。對(duì)待這些地區(qū)，要注意水土流失以及農(nóng)藥使用量問題，在保障現(xiàn)有耕地資源數(shù)量、質(zhì)量不下降的前提下，合理優(yōu)化城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，建立合理的城鎮(zhèn)化體系，利用自身優(yōu)勢(shì)發(fā)展綠色交通，推廣綠色建筑，科學(xué)節(jié)約利用土地，爭(zhēng)取土地利用效率實(shí)現(xiàn)最大化。

3.2較安全型

包括淄博市、泰安市。土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較完整，受干擾后在一定條件下可恢復(fù)。但淄博市和泰安市都以重工業(yè)發(fā)展為主，工業(yè)污水和廢氣排放比重較高，工農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水問題突出，造成土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)值難以進(jìn)一步提高。因此，在開發(fā)利用土地時(shí)要做好土地利用規(guī)劃工作，處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。在新型城鎮(zhèn)化背景下，貫徹以人為本的理念，不能把物質(zhì)財(cái)富的增加作為實(shí)現(xiàn)手段和追求目標(biāo)，要注重城鄉(xiāng)要素平等交換和公共資源的均衡分配。

圖1　山東省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的空間分布

3.3臨界安全型

包括濰坊市、棗莊市、日照市、聊城市。這些地區(qū)的土地生態(tài)系統(tǒng)已開始被破壞，服務(wù)功能已出現(xiàn)退化，受人類活動(dòng)干擾后易出現(xiàn)惡化的趨勢(shì)，但就整體而言，尚能維持基本的土地生態(tài)功能。造成這一局面的主要原因在于這類地區(qū)人口密度較大，對(duì)土地的開發(fā)強(qiáng)度和范圍大，造成的壓力和破壞性也比較嚴(yán)重。因此對(duì)這些地區(qū)要實(shí)行適度開發(fā)政策，切不可盲目開發(fā)；可采取提高人口素質(zhì)，增加人力資本，做好土地生態(tài)安全的宣傳工作，控制開發(fā)強(qiáng)度與開發(fā)范圍等措施。

3.4較不安全型

包括東營(yíng)市、德州市、萊蕪市，土地生態(tài)環(huán)境較惡劣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破壞較大，服務(wù)功能出現(xiàn)了較大的退化，受外界干擾后恢復(fù)困難。這三個(gè)城市是典型的資源型城市，東營(yíng)的石油資源、德州的太陽能資源、萊蕪的鋼鐵資源在山東省乃至全國都具有舉足輕重的地位，資源型產(chǎn)業(yè)是該地區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮著主導(dǎo)地位。但是，在發(fā)展過程中對(duì)資源的過度依賴，造成對(duì)土地的開發(fā)強(qiáng)度過大，產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣較多，成為土地生態(tài)安全的嚴(yán)重隱患。因此，這類地區(qū)要嚴(yán)格控制“三廢”排放，可引入第三方治理的運(yùn)營(yíng)方式［16］。在綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展理念下，構(gòu)建低碳節(jié)約的生產(chǎn)、生活和消費(fèi)方式，強(qiáng)化資源的循環(huán)利用，發(fā)展環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)。

3.5極不安全型

包括菏澤市、濟(jì)寧市、臨沂市、濱州市，土地生態(tài)環(huán)境脆弱，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破碎，土地生態(tài)恢復(fù)和重建比較困難。濟(jì)寧市采煤區(qū)地表塌陷嚴(yán)重并不斷擴(kuò)大，菏澤市土壤鹽漬化嚴(yán)重，臨沂市山區(qū)水土流失治理難度較大，濱州市位于黃河三角洲，濕地退化現(xiàn)象嚴(yán)重。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)落后，以農(nóng)業(yè)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，機(jī)械化水平偏低導(dǎo)致土地利用率較低，且大量使用化肥和農(nóng)藥，使土壤肥力和土地承載力下降。因此，這些地區(qū)要注重生態(tài)的恢復(fù)與重建，加大環(huán)境治理力度，實(shí)行倒逼機(jī)制，注重約束型和限制型政策的制定，設(shè)立土地生態(tài)保護(hù)紅線，建立完善的土地生態(tài)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制。

4　結(jié)語

本研究在建立指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，對(duì)山東省17個(gè)地市的土地生態(tài)安全進(jìn)行了計(jì)算，并根據(jù)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果，運(yùn)用自然斷裂點(diǎn)法將山東省劃分為五個(gè)類型區(qū)。在新型城鎮(zhèn)化背景下，針對(duì)不同類型區(qū)域土地生態(tài)安全的特點(diǎn)與問題，堅(jiān)持具體問題具體分析、以人文為本的原則，以生態(tài)文明建設(shè)為指導(dǎo)，堅(jiān)持綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展，因地制宜地提高山東省土地生態(tài)安全水平，促進(jìn)山東省土地資源可持續(xù)發(fā)展。

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（編輯：周利海）

Spatial Pattern of Land Ecological Security in Shandong Province under The Background of New Urbanization

Mu Xueying，Ren Jianlan*
（School of Geography and Environment，Shandong Normal University，Jinan Shandong 250014，China）

Abstract：This article constructed the index system of land ecological security evaluation from 18 indices. Using entropy weight method to determine the weight of each index，through the land ecological security evaluation model to determine the comprehensive scores of land ecological security. The result shows that，Jinan，Qingdao，Yantai，Weihai belong to safe ideal safe type. Zibo，Tai'an belong to safe type. Zaozhu-ang，Weifang，Rizhao，Liaocheng belong to critical safety type，Dongying，Dezhou and Laiwu belong to less safe type，and Heze，Jining，Linyi，Binzhou belong to extremely unsafe type.

Key words：Shandong Province，land ecological security，index system

中圖分類號(hào)：X826

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-813X（2016）03-0028-05

收稿日期：2016-04-05

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金《供需要素視角下生態(tài)脆弱型人地系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)估與空間均衡研究》（41571525）

作者簡(jiǎn)介：穆學(xué)英（1992-），女，山東濰坊人，山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院人文地理專業(yè)研究生在讀，主要從事區(qū)域可持續(xù)發(fā)展方面的研究。

*通訊作者：任建蘭（1954-），女，山東萊州人，畢業(yè)于東北師范大學(xué)人文地理專業(yè)，碩士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槿说仃P(guān)系地域系統(tǒng)與可持續(xù)發(fā)展。