馬耘秀，董翼駒

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

基于PSR模型的太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)

馬耘秀，董翼駒

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

以太原市作為研究對象，利用壓力—狀態(tài)—響應(yīng)（PSR）模型，以國家土地資源安全評價(jià)應(yīng)用性評估指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，建立了土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，并對太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全水平進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明，2006—2012年太原市土地資源生態(tài)安全水平基本處于較不安全的狀態(tài)；生態(tài)環(huán)境、人文社會壓力是影響太原市土地資源安全壓力重要的因素，而太原市的響應(yīng)力度不夠，土地資源的壓力仍有增長的趨勢，政府必須采取更多適當(dāng)?shù)氖侄魏驼邅肀Ｗo(hù)土地資源。針對評價(jià)結(jié)果和影響因素分析結(jié)果提出了相應(yīng)的安全對策。

土地資源；生態(tài)安全；評價(jià)；太原市

近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城郊大量優(yōu)質(zhì)耕地被建設(shè)用地占用，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，使得本就不穩(wěn)定的人工城市生態(tài)系統(tǒng)更加脆弱，成為制約城市進(jìn)一步發(fā)展的絆腳石[1]。太原市是山西省的省會，是新中國成立初期重要工業(yè)基地之一。新中國成立以來，太原市工農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)快速增長，但同時(shí)，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，限制了太原市進(jìn)一步向現(xiàn)代化、國際化大都市邁進(jìn)的進(jìn)程。

本研究對太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全進(jìn)行了動(dòng)態(tài)評價(jià)，以期了解太原市生態(tài)安全的安全現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)變化和發(fā)展趨勢，為維護(hù)太原市土地資源安全、土地資源生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行、人地關(guān)系協(xié)調(diào)提供積極的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)作用。

1 研究方法

運(yùn)用熵值法確定各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，運(yùn)用綜合評價(jià)法計(jì)算研究區(qū)的土地資源生態(tài)安全水平。采用定性描述與定量評價(jià)相結(jié)合、靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析相互補(bǔ)充、橫向與縱向?qū)Ρ鹊确椒▽^(qū)域土地資源生態(tài)安全進(jìn)行評價(jià)。

2 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于：2006—2012年太原市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)；2006—2012年山西省統(tǒng)計(jì)年鑒；2006—2012年太原市統(tǒng)計(jì)年鑒；相關(guān)的研究文獻(xiàn)資料等。

3 太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)

3.1 太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系

采用生態(tài)系統(tǒng)健康定量評價(jià)模型“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”（Pressure-State-Response）模型，簡稱PSR模型[2]。該模型使用壓力—狀態(tài)—響應(yīng)這一思維邏輯，體現(xiàn)了人類與環(huán)境間的相互作用關(guān)系：人類通過各種活動(dòng)從自然環(huán)境中獲取生存與發(fā)展所必須的資源，同時(shí)又向環(huán)境排放廢棄物，對自然生態(tài)環(huán)境造成“壓力”，改變自然環(huán)境的“狀態(tài)”，而自然和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的變化又反過來影響人類的社會經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，進(jìn)而人類社會通過經(jīng)濟(jì)政策、環(huán)境政策和部門政策對自然反饋的“狀態(tài)”做出“響應(yīng)”，以減緩人類活動(dòng)對自然和生態(tài)環(huán)境帶來的“壓力”，維持系統(tǒng)平衡。如此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成了人類與環(huán)境間的“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”關(guān)系[3]。把研究區(qū)域看作一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，從自然—經(jīng)濟(jì)—社會角度出發(fā)，以國家土地資源安全評價(jià)應(yīng)用性評估指標(biāo)體系為基礎(chǔ)[4-6]，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，遵循指標(biāo)選擇的全面性、科學(xué)性、簡潔性、可操作性等原則[7]，參考已有研究成果[8-9]，構(gòu)建了太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，該體系包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層和指標(biāo)層（表1）。

表1 城市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系

3.2 太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的確定

表2 太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值

標(biāo)準(zhǔn)值的設(shè)置主要考慮以下幾個(gè)方面：國家、行業(yè)和地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；背景和底值標(biāo)準(zhǔn)；類比標(biāo)準(zhǔn)；趨勢外推標(biāo)準(zhǔn)[11]；科學(xué)研究已判定的生態(tài)效應(yīng)程度。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合太原市土地生態(tài)系統(tǒng)狀況的實(shí)際特點(diǎn)，根據(jù)各指標(biāo)的特性和水平，選擇恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，并得到各個(gè)安全評價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值（表2）。表3是太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全評價(jià)各指標(biāo)實(shí)際統(tǒng)計(jì)值。

表3 太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全評價(jià)各指標(biāo)實(shí)際統(tǒng)計(jì)值

3.3 太原市土地生態(tài)資源安全評價(jià)

3.3.1 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定 本研究擬采用客觀賦權(quán)熵值法[12-14]來確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到了指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。正向生態(tài)安全指標(biāo)為越大越安全。

負(fù)向生態(tài)安全指標(biāo)為越小越安全，公式為：

式中，Xij和Yij分別為第i年第j指標(biāo)的實(shí)際值和標(biāo)準(zhǔn)化值，Xjmax和Xjmin分別為第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值。

用熵值法確定各指標(biāo)的權(quán)重，步驟如下。

定義Fij為各項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)被評價(jià)對象的指標(biāo)值比例，則：

令Ej為第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值，則：

計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重Wj，即

其中，Wj為第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重；Ej為第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值；m為研究期，為7；j為指標(biāo)個(gè)數(shù)，為19。

3.3.2 指標(biāo)權(quán)重評價(jià)結(jié)果 用上述方法確定各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果如表4所示。

表4 太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3.3.3 評價(jià)指標(biāo)無量綱化處理 對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，結(jié)果如表5所示。

3.3.4 土地生態(tài)安全綜合指數(shù)的計(jì)算 通過上述步驟，對各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并確定權(quán)重后，再利用以下公式計(jì)算土地生態(tài)安全綜合評價(jià)值。

其中，Pi為第i個(gè)評價(jià)區(qū)域的綜合評價(jià)值；Wj為第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值；Xj為第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的無綱量化值。

根據(jù)以上方法，計(jì)算得出2006—2012年太原市土地資源生態(tài)安全指數(shù)（表6）。

3.3.5 判別分級 參考相關(guān)研究成果[15-16]，結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況，把城市土地生態(tài)安全確定為5級分級標(biāo)準(zhǔn)（表7）。

表5 太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)無量綱化結(jié)果

表6 太原市土地資源生態(tài)安全指數(shù)值

表7 城市土地資源生態(tài)系統(tǒng)安全分級

本研究根據(jù)建立的判別分級、實(shí)際標(biāo)志值，以及人們對等級優(yōu)劣檔次的一般認(rèn)知習(xí)慣，采用了非等間距方法，在安全指數(shù)評價(jià)與判別分級之間的等級關(guān)系給出關(guān)聯(lián)[17-19]（表8）。

3.3.6 太原市土地資源生態(tài)安全綜合等級結(jié)果把綜合評價(jià)結(jié)果與等級劃分相對應(yīng)，得出太原市土地資源生態(tài)安全綜合等級情況（表9）。

從表9可以看出，在2006—2012年的連續(xù)7 a中，2006—2008年以及2011年太原市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)處于0.4～0.6之間，為較不安全狀態(tài)；2009，2010，2012年處于0.6～0.7之間，為一般安全狀態(tài)；7 a中安全水平最低的是2006年，水平最高的是2012年；從連續(xù)7 a來看，安全度逐步有好轉(zhuǎn)的趨勢，但整體水平仍然較低。

2009年之前，太原市土地資源生態(tài)安全狀況較差，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受到干擾，土地生態(tài)環(huán)境遭到極大破壞，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能嚴(yán)重退化，生態(tài)環(huán)境問題顯著，生態(tài)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，有待采取一定治理措施。進(jìn)入2009年以后，土地生態(tài)安全狀況得以改善，一直到2012年，安全水平不斷提高。

表8 安全指數(shù)評價(jià)值與判別分級等級標(biāo)準(zhǔn)

表9 太原市土地資源生態(tài)安全綜合等級情況

4 結(jié)論與討論

本研究基于PSR框架結(jié)構(gòu)，分目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層和具體指標(biāo)共4個(gè)層次構(gòu)建太原市土地資源生態(tài)安全評價(jià)量度的體系，能較全面地反映太原市土地生態(tài)安全狀況。

2006—2012年，太原市人口增長得到一定的控制，對于減輕土地壓力有一定幫助。森林覆蓋率、人均綠地面積和人均水資源量（水域面積）的增加，有利于太原市土地生態(tài)環(huán)境的維護(hù)。工業(yè)廢水、廢渣處理率的提高，也一定程度上反映了政府對土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)的響應(yīng)。但是，人均耕地面積不斷減少，給土地資源帶來了一定壓力。政府雖然制定了包括嚴(yán)格管制與有效利用相結(jié)合的資源保護(hù)策略、增量控制與存量擴(kuò)容相結(jié)合的節(jié)約集約策略等土地資源保護(hù)政策，但政策實(shí)施效果不大，管理力度不夠，導(dǎo)致安全綜合指數(shù)的增長速度緩慢。

根據(jù)太原土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年），太原市確立了建設(shè)“新型工業(yè)基地、特色文化名城、現(xiàn)代宜居城市”的總體目標(biāo)?？梢灶A(yù)見，在全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢下，未來太原市產(chǎn)業(yè)升級步伐將逐步加快，人民收入和消費(fèi)水平將進(jìn)一步提高，經(jīng)濟(jì)水平將不斷提高，社會、環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域?qū)l(fā)生深刻的變化。這些都將為恢復(fù)、治理、改善生態(tài)環(huán)境提供有力支撐，太原市土地生態(tài)安全水平將進(jìn)一步提高。但值得注意的是，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，系統(tǒng)壓力也有增長的趨勢。因此，如何增強(qiáng)響應(yīng)力度，從而應(yīng)對更大的社會壓力，是土地資源生態(tài)安全水平不斷提高的關(guān)鍵所在。

［1］湯斌.進(jìn)一步加強(qiáng)山西高速公路發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢：山西高速公路管理改革初探[J].中國公路，2003（20）：42-44.

［2］TONG C.Reviewon enviromental indicator research[J].Research on Environmental Science，2000，13（4）：53-57.

［3］李小玲.廣州市土地資源生態(tài)安全評價(jià) [D].廣州：中山大學(xué)，2006：9-11.

［4］逯元堂.國家環(huán)境安全評估體系研究[D].北京：中國環(huán)境科學(xué)院，2004：20.

［5］左偉，王橋，王文杰，等.區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)研究[J].地理學(xué)與國土研究，2002，18（1）：67-71.

［6］謝花林，李波.城市生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系與評價(jià)方法研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，40（5）：705-710.

［7］董瓊.高原湖泊杞麓湖流域土地利用變化及生態(tài)安全評價(jià)[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2009：77.

［8］李玲.河南省土地生態(tài)安全評價(jià)研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014：15-17.

［9］鄧楚雄，丁兆運(yùn).欠發(fā)達(dá)山區(qū)土地資源生態(tài)安全評價(jià)研究：以湘西南武岡市為例[J].環(huán)境保護(hù)，2008，40（2）：49-52.

［10］陳百明.基于區(qū)域制定土地可持續(xù)利用指標(biāo)體系的分區(qū)方案[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2001，20（3）：247-253.

［11］夏小梅.基于RS、GIS的山地城市土地利用/土地覆蓋變化及土地資源生態(tài)安全評價(jià)研究：以重慶市沙坪壩區(qū)為例[D].重慶：重慶師范大學(xué)，2010：30-31.

［12］謝季堅(jiān)，劉承平.模糊數(shù)學(xué)方法及其應(yīng)用[M].3版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006：175-177.

［13］官冬杰，蘇維詞，周繼霞.重慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)研究[J].地域研究與開發(fā)，2007，26（4）：102-106.

［14］余健，房莉，倉定幫，等.熵權(quán)模糊物元模型在土地生態(tài)安全評價(jià)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（5）：260-266.

［15］陳西蕊，張蓉珍.基于P-S-R模型的陜西省土地資源生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評價(jià)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，42（2）：224-228.

［16］劉勇.區(qū)域土地資源可持續(xù)利用的生態(tài)安全評價(jià)研究 [D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004：54-55.

［17］張超.基于GIS漢江流域中下游地區(qū)生態(tài)安全的評價(jià) [D].武漢：華中師范大學(xué)，2009：35-36.

［18］張為義.基于土地資源生態(tài)安全的平壩縣土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007：36-47.

［19］張軍以，蘇維詞，張鳳太.基于PSR模型的三峽庫區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)土地生態(tài)安全評價(jià) [J].中國環(huán)境科學(xué)，2011，31（6）：1039-1044.

Evaluation of the Land Resource Ecological Security in Taiyuan Based on PSR Model

MAYunxiu，DONGYiju
（College ofResources&Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Taking the national land resources security evaluation index system as the foundation,an ecological security evaluation index system is established to evalute the state of Taiyuan city as from 2006 to 2012 quantitatively and dynamically using the pressurestate-response（PSR）model evaluation.The results showthat the ecological securityofland resources in Taiyuan cityfrom2006 to2012 has been in a relatively unsafe condition.The ecological environment and human social pressure are the best important influence factors to the safety of land resources in Taiyuan city,and the response of Taiyuan city is not enough,so the pressure of land resources is still growing,and the government must take more appropriate measures and policies to protect land resources.Finally,according to the results ofthe evaluation and analysis ofthe impact factors,the correspondingsecuritymeasures are put forward.

land resource;ecological security;evaluation;Taiyuan city

F293.2

A

1002-2481（2016）06-0817-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.24

2015-12-21

馬耘秀（1979-），女，山西晉城人，講師，主要從事土地利用、資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究及教學(xué)工作。