李德勝, 王占岐, 侯現(xiàn)慧, 藍(lán) 希

〔中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 公共管理學(xué)院, 湖北 武漢 430074〕

灰色關(guān)聯(lián)投影模型在城市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李德勝, 王占岐, 侯現(xiàn)慧, 藍(lán) 希

〔中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)公共管理學(xué)院,湖北武漢430074〕

[目的] 構(gòu)建城市土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)2004，2009和2014年南昌市土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化特征及主要障礙因子進(jìn)行分析，為區(qū)域土地利用決策和生態(tài)維護(hù)提供方法基礎(chǔ)和理論參考。 [方法] 利用灰色關(guān)聯(lián)投影模型，引入安全水平變化動(dòng)態(tài)度、安全水平標(biāo)準(zhǔn)差，開展土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)及分析，運(yùn)用障礙度模型診斷土地生態(tài)安全的影響因子和障礙度。 [結(jié)果] (1) 2004—2014年南昌市土地生態(tài)安全總水平緩慢提升，但安全水平處于低層次的低度安全等級(jí)，環(huán)境子系統(tǒng)從緩慢提升跌入緩慢退化階段，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)經(jīng)歷了由快速提升到緩慢提升階段的變化，社會(huì)子系統(tǒng)始終處于緩慢提升變化狀態(tài)，土地生態(tài)安全系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)調(diào)性逐漸提高； (2) 南昌市土地生態(tài)安全水平的障礙因子類別、障礙度及因子排序在時(shí)序上處于動(dòng)態(tài)變化之中，障礙因子經(jīng)歷了從經(jīng)濟(jì)類因素向資源環(huán)境類因素的轉(zhuǎn)變過程； (3) 南昌市應(yīng)針對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)安全暴露的問題，從土地可持續(xù)利用和健康城鎮(zhèn)化入手，促進(jìn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的和諧發(fā)展。 [結(jié)論] 土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果符合客觀實(shí)際，并針對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)暴露的主要問題提出相關(guān)對(duì)策措施。

土地生態(tài)安全; 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià); 障礙因子; 灰色關(guān)聯(lián)投影模型; 南昌市

文獻(xiàn)參數(shù)： 李德勝, 王占岐, 侯現(xiàn)慧, 等.灰色關(guān)聯(lián)投影模型在城市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].水土保持通報(bào)，2017,37(4)：194-200.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.033； Li Desheng, Wang Zhanqi, Hou Xianhui, et al. Application of grey relation projection model to evaluating urban land ecological security[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(4)：194-200.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.033

中國正處于快速城鎮(zhèn)化和工業(yè)化時(shí)期，人地矛盾日益突出，不斷加劇的人類活動(dòng)，造成了耕地銳減、水質(zhì)污染、生物多樣性喪失等諸多問題，給城市土地生態(tài)安全及可持續(xù)發(fā)展帶來巨大壓力。土地生態(tài)安全是指一個(gè)國家或區(qū)域的生態(tài)資源環(huán)境不受或少受損害與威脅，土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性得以維持和穩(wěn)定，能夠滿足國家或區(qū)域持續(xù)生存和發(fā)展需求的一種狀況[1-3]。學(xué)術(shù)界對(duì)土地生態(tài)安全的研究主要包括土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)、土地生態(tài)安全預(yù)警、土地生態(tài)安全格局等幾個(gè)方面，其中以土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的研究居多[3-6]。從評(píng)價(jià)方法來看，常用的有層次分析法[7]、生態(tài)足跡[8]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[9]、主成分分析法[10]等，亦有部分學(xué)者嘗試物元模型[3,11]、RBF模型[12]、TOPSIS模型[13]等數(shù)學(xué)模型方法?；疑P(guān)聯(lián)投影模型是從矢量投影的角度探討多目標(biāo)決策與評(píng)價(jià)的一種新的模型方法，該方法是根據(jù)評(píng)價(jià)樣本在理想樣本上的投影值大小，進(jìn)行評(píng)價(jià)樣本優(yōu)劣的綜合評(píng)判，并通過特定的算法，使重要指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)得到加強(qiáng)，從而全面準(zhǔn)確地反映各評(píng)價(jià)樣本與理想樣本間的接近程度，該方法可以避免只將各評(píng)價(jià)樣本的單個(gè)因素指標(biāo)值進(jìn)行比較而引起的偏離，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加全面和接近客觀實(shí)際[14]?；疑P(guān)聯(lián)投影模型已在生態(tài)系統(tǒng)健康[15]、土地利用多功能[16]、生態(tài)脆弱性[17]等多目標(biāo)決策研究領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用，但在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究中還鮮有涉足。因此，本文嘗試運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)投影模型對(duì)土地生態(tài)安全水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，以長(zhǎng)江中游城市群中心城市之一——南昌市為研究區(qū)域，探尋土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的合適有效方法，并對(duì)影響土地生態(tài)安全的障礙因子進(jìn)行診斷和分析，以期為區(qū)域土地利用決策和生態(tài)維護(hù)提供方法基礎(chǔ)和理論參考。

1 研究區(qū)域及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)獲取

南昌市，地處江西省中部偏北，位于中國最大淡水湖——鄱陽湖的西南岸，是江西省省會(huì)和全省政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。市域土地總面積7 402 km2，全境以平原為主，地勢(shì)西北丘陵起伏，東南相對(duì)平坦開闊。近年來，南昌市圍繞國家中部崛起戰(zhàn)略和環(huán)鄱陽湖生態(tài)城市群建設(shè)，加快了城市化和工業(yè)化的步伐，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境各方面都取得了顯著的成就。南昌市各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)突飛猛進(jìn)，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，2014年，全市固定資產(chǎn)投資達(dá)3 463億元，GDP總量突破3 667億元；伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，南昌市城市化水平不斷提高，人民生活水平得到顯著改善，人口城市化率達(dá)71%，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入29 091元，農(nóng)民人均純收入12 414元，城鎮(zhèn)人均住房面積32.11 m2；全市資源環(huán)境狀況持續(xù)改善，城市生活污水集中處理率達(dá)91%，建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到42.08%，全年空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)達(dá)294 d，名列中部6省省會(huì)城市第一。與此同時(shí)，隨著城市經(jīng)濟(jì)和人口的加速增長(zhǎng)，南昌市也面臨著土地資源供需緊張、耕地銳減、環(huán)境污染加重等問題，抑制了區(qū)域城鎮(zhèn)化的健康發(fā)展，給土地生態(tài)系統(tǒng)造成巨大壓力，甚至對(duì)城市土地的可持續(xù)利用和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展形成潛在威脅。本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于《南昌統(tǒng)計(jì)年鑒》《江西統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分環(huán)境狀況數(shù)據(jù)來源于《江西省水資源公報(bào)》《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》和南昌市環(huán)保局官方公布數(shù)據(jù)。

1.2 土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

城市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，是在遵循全面性、層次性和數(shù)據(jù)可得性等原則基礎(chǔ)上，參考已有的研究成果[18-20]，借鑒可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三維度基本框架思路，重點(diǎn)選取可以充分反映研究區(qū)域土地生態(tài)安全特征的20個(gè)指標(biāo)，構(gòu)建包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層3個(gè)層次的城市土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

2 研究方法

2.1 土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的灰色關(guān)聯(lián)投影模型構(gòu)建

(1) 評(píng)價(jià)樣本矩陣的建立及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)評(píng)價(jià)樣本集為A，指標(biāo)集為M，樣本Ai對(duì)指標(biāo)Mj的屬性值，即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為Xij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)，為了消除不同屬性和量綱造成的不可對(duì)比性，需要對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將理想值組成的理想樣本A0與評(píng)價(jià)樣本A組成新的矩陣，即標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣Y=(Yij)(n+1)×m(i=0,1,2,…,n;j=1,2,…,m)，對(duì)于正向指標(biāo)和逆向指標(biāo)分別采用公式(1)和公式(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

Yij=Xij/X0j

(1)

Yij=X0j/Xij

(2)

式中:Yij——第i年第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值;Xij——指標(biāo)的基礎(chǔ)值;X0j——指標(biāo)的理想值。其中，理想值是在研閱現(xiàn)有文獻(xiàn)[16,18]基礎(chǔ)上，參考國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如環(huán)保部《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)》確定的標(biāo)準(zhǔn)值)、國際通行標(biāo)準(zhǔn)值、江西省平均水平、國內(nèi)同等城市的平均值進(jìn)行確定(表1)。

表1 南昌市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重值

注：①包括武漢、南京、杭州市。

(2) 構(gòu)造灰色關(guān)聯(lián)判斷矩陣。對(duì)于樣本矩陣Y而言，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后，顯然理想樣本Y0j=1(j=1,2,…,m)，以Y0j為母因素，Yij為子因素，即可得到評(píng)價(jià)樣本與理想樣本的關(guān)聯(lián)度rij：

(3)

(3) 確定灰色關(guān)聯(lián)投影權(quán)重值。運(yùn)用客觀賦權(quán)的均方差權(quán)值法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的初始權(quán)重[21]，各指標(biāo)的初始權(quán)重值詳見表1。

設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重矢量集為W，即W=(W1,W2,…,Wm)T>0。將每一個(gè)評(píng)價(jià)樣本看作行向量(矢量)，則得到各評(píng)價(jià)樣本Ai與理想樣本A0之間的夾角θi，稱之為灰色關(guān)聯(lián)投影角，該夾角的余弦為αi，且滿足以下條件：

(i=1,2,…,n)

(4)

顯然，Ai和A0——第i(i=1,2,…,n)個(gè)評(píng)價(jià)樣本和理想樣本，Wj——第j(j=1,2,…,m)個(gè)指標(biāo)權(quán)重，α∈(0,1]，且該值越大，表示評(píng)價(jià)樣本Ai與理想樣本A0的變化方向越一致。設(shè)評(píng)價(jià)樣本Ai的模數(shù)為di：

(5)

(6)

(4) 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)投影值。將模數(shù)的大小di與灰色關(guān)聯(lián)投影角余弦值的大小αi相結(jié)合，計(jì)算各評(píng)價(jià)樣本在理想樣本上的投影值Si，即灰色關(guān)聯(lián)投影值，即可全面而準(zhǔn)確地反映各評(píng)價(jià)樣本與理想樣本之間的接近程度：

(7)

根據(jù)各評(píng)價(jià)樣本灰色關(guān)聯(lián)投影值的大小，就能對(duì)各評(píng)價(jià)方案的優(yōu)秀程度作出科學(xué)的判斷，換言之，即可對(duì)各年份土地生態(tài)安全水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。投影值Si滿足0≤Si≤1，Si越大，說明該年份土地生態(tài)安全指數(shù)越高，該年份的土地生態(tài)安全水平也就越高，反之，則水平越低。

參考相關(guān)研究[12,18]，采用等間距方法，以0.25為步長(zhǎng)，依據(jù)Si的大小將土地生態(tài)安全水平劃分為4等級(jí)：當(dāng)0≤Si≤0.25時(shí)，為低度安全；當(dāng)0.25

2.2 土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)水平分析

研究區(qū)各年份土地生態(tài)安全水平可用灰色關(guān)聯(lián)投影值(Sj)進(jìn)行判定，為更直觀地反映其動(dòng)態(tài)變化特征，引入安全水平變化動(dòng)態(tài)度(v)、安全水平標(biāo)準(zhǔn)差(σ)概念進(jìn)行分析[22]。

安全水平變化動(dòng)態(tài)度v用于測(cè)算不同年份土地生態(tài)安全水平的相對(duì)變化程度，借鑒相關(guān)研究[22]，根據(jù)v的正負(fù)大小情況，采用等間距方法，以0.2為步長(zhǎng)從低到高對(duì)安全水平變化動(dòng)態(tài)度進(jìn)行分類：當(dāng)v<-20%時(shí)為快速退化類型；當(dāng)-20%≤v<0時(shí)為緩慢退化類型；當(dāng)v=0時(shí)為維持不變類型；當(dāng)020%為快速提升類型，計(jì)算公式為：

(8)

式中：v——安全水平變化動(dòng)態(tài)度;Si+1，Si——i+1和i年份土地生態(tài)安全指數(shù)。

安全水平標(biāo)準(zhǔn)差σ用于測(cè)算測(cè)度土地生態(tài)安全水平之間的差異，反映土地生態(tài)安全的協(xié)調(diào)性，σ越小，土地生態(tài)安全協(xié)調(diào)性越高，反之，則協(xié)調(diào)性越低：

(9)

2.3 障礙因子診斷

在對(duì)城市土地生態(tài)安全水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)后，還需對(duì)影響土地生態(tài)安全水平的障礙因子進(jìn)行分析診斷，以便對(duì)癥下藥解決土地生態(tài)安全問題。引入因子貢獻(xiàn)度、指標(biāo)偏離度和障礙度3個(gè)變量來進(jìn)行障礙因子的診析[6,23]。其中，因子貢獻(xiàn)度Cj表示單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)總目標(biāo)(城市土地生態(tài)安全水平)的影響程度，一般以單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重Wj來表示；指標(biāo)偏離度Nij表示單項(xiàng)指標(biāo)與土地生態(tài)安全目標(biāo)的差距，以單項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值Yij與100%之差來表示；障礙度Pij表示第i年各指標(biāo)對(duì)城市土地生態(tài)安全水平的影響程度。障礙度計(jì)算公式如下：

Nij=1-Yij

(10)

(11)

3 結(jié)果與分析

3.1 土地生態(tài)安全水平分析

結(jié)合表1，運(yùn)用公式(7)—(9)，計(jì)算得到南昌市土地生態(tài)安全指數(shù)、土地生態(tài)安全水平變化動(dòng)態(tài)度及土地生態(tài)安全水平標(biāo)準(zhǔn)差，并判定各年份所屬的安全等級(jí)和變化類型，詳見表2—3。

3.1.1 土地生態(tài)安全總水平緩慢提升 從目標(biāo)層來看，2004—2014年，南昌市土地生態(tài)安全水平處于緩慢提升狀態(tài)，后一階段(2009—2014年)提升速度較前一階段(2004—2009年)有所放緩。2004，2009，2014年的土地生態(tài)安全指數(shù)分別為0.149，0.171和0.184，安全等級(jí)均為低度安全，說明南昌市土地生態(tài)安全指數(shù)不高，安全層次較低；前一階段的安全水平變化動(dòng)態(tài)度為14.47%，后一階段為7.73%，說明南昌市城市發(fā)展仍面臨較大的生態(tài)壓力，土地生態(tài)安全水平仍有不小的提升空間。

南昌市土地生態(tài)安全狀況形成的原因，可以歸納為兩個(gè)方面：一是城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大引擎，為土地生態(tài)安全水平的提升提供了良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和社會(huì)條件。憑借優(yōu)越的水土資源條件，圍繞國家“中部崛起”戰(zhàn)略實(shí)施和昌九工業(yè)走廊建設(shè)，南昌市加快了城鎮(zhèn)化建設(shè)的步伐，城市化水平從2004年的41.76%躍升至2014年的70.86%，快速城鎮(zhèn)化為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)總量和城鄉(xiāng)居民收入的提升，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地生態(tài)的協(xié)調(diào)，有利于土地生態(tài)安全總體水平的提高。二是受資源環(huán)境承載力所限，冒進(jìn)式的城鎮(zhèn)化發(fā)展模式加劇了人地矛盾，造成生態(tài)環(huán)境的破壞，阻礙了土地生態(tài)安全水平的持續(xù)提升。大規(guī)模的要素投入，推動(dòng)了城市人口的快速增加和城市空間的蔓延式擴(kuò)張，導(dǎo)致城鎮(zhèn)化發(fā)展速度過快，而發(fā)展質(zhì)量不足，造成人口密度過高，人均耕地和水資源不足等問題，資源約束成為土地生態(tài)安全持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題；許多環(huán)境問題在經(jīng)過一段時(shí)期的累積之后逐漸顯現(xiàn)、爆發(fā)，如土地污染、城市生活垃圾、工業(yè)“三廢”等問題，給環(huán)境承載力造成巨大壓力，這也是導(dǎo)致土地生態(tài)安全水平提升速度在后期逐漸放緩的主要原因。

3.1.2 土地生態(tài)安全單項(xiàng)水平有升有降，安全等級(jí)有待提升 從準(zhǔn)則層來看，2004—2014年，南昌市土地生態(tài)安全環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)層面的單項(xiàng)水平，均處于低層次的低度安全等級(jí)，安全等級(jí)有待進(jìn)一步提高。環(huán)境層面的動(dòng)態(tài)變化度在2004—2009年為14.47%，處于緩慢提升狀態(tài)，2009—2014年跌落至-4.17%的緩慢退化階段。由于在前一階段，南昌市圍繞國家衛(wèi)生城市、國家森林城市創(chuàng)建，加大了城市生活污水處理的力度，加強(qiáng)工業(yè)固廢的綜合利用，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率和建成區(qū)綠化覆蓋率也有了較大提升，說明這一階段生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有較大改善，而在后一階段，化肥農(nóng)資的大量使用、工業(yè)固廢和廢水排放強(qiáng)度的增加，給土地生態(tài)造成極大的環(huán)境負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致環(huán)境安全處于緩慢退化狀態(tài)。經(jīng)濟(jì)層面的動(dòng)態(tài)變化度在2004—2009年為32.93%，屬于快速提升變化類型，2009—2014年跌至緩慢提升類型。由于在前一階段，南昌市借助國家“中部崛起”戰(zhàn)略契機(jī)，圍繞昌九工業(yè)走廊建設(shè)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)化的步伐不斷加快，城鄉(xiāng)居民收入大幅提高，經(jīng)濟(jì)安全得到快速提升，在后一階段，則更加注重結(jié)構(gòu)的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)的升級(jí)優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)安全提升速度有所放緩。社會(huì)層面在2004—2014年屬于緩慢提升變化類型，后一階段的變化動(dòng)態(tài)度較前一階段略有回落，這是由于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的推進(jìn)造成的耕地占用、人均水土資源不足等問題在后期有所顯現(xiàn)，阻礙了土地生態(tài)社會(huì)安全的持續(xù)提升。

表2 南昌市土地生態(tài)安全指數(shù)、安全等級(jí)、變化動(dòng)態(tài)度及變化類型

3.1.3 土地生態(tài)安全系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)性逐漸提升 2004—2014年土地生態(tài)安全的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)子系統(tǒng)的安全水平均有所提升，其中環(huán)境子系統(tǒng)從緩慢提升跌為緩慢退化階段，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)則由快速提升階段跌為緩慢提升階段，社會(huì)子系統(tǒng)保持緩慢提升不變，各子系統(tǒng)安全水平的變化幅度的不一致，導(dǎo)致它們之間的差異逐漸縮小。從表3可知，南昌市2004年，2009年，2014年的土地生態(tài)安全準(zhǔn)則層標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.018 6，0.017 8，0.015 3，呈逐漸減小態(tài)勢(shì)，說明土地生態(tài)安全子系統(tǒng)之間的的協(xié)調(diào)性逐漸提升；指標(biāo)層標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.003 0，0.003 1，0.002 9，呈先略增后減小的變化特征，2004—2014年土地生態(tài)安全各單項(xiàng)因子間的協(xié)調(diào)性處于總體提升狀態(tài)(表3)。

表3 南昌市土地生態(tài)安全水平標(biāo)準(zhǔn)差

3.2 南昌市土地生態(tài)安全主要障礙因子診斷

運(yùn)用公式(11)計(jì)算南昌市各項(xiàng)指標(biāo)因子的障礙度，由于指標(biāo)較多，為便于研究，選取障礙度排名前七位的指標(biāo)因子作為主要的障礙因子進(jìn)行診析。由表4可知，在時(shí)間維度上，影響南昌市土地生態(tài)安全水平的障礙因子在因子類別、障礙度及因子排序上均處于動(dòng)態(tài)變化中。

表4 南昌市土地生態(tài)安全主要障礙因子及障礙度

從經(jīng)濟(jì)層面來看，經(jīng)濟(jì)密度的障礙度在2004年，2009年均居首位，表明2004—2009年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平過低是影響南昌市土地生態(tài)安全水平的主要障礙因素，至2014年，經(jīng)濟(jì)密度的障礙度下降至第4位，反映出經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，有助于南昌市土地生態(tài)安全水平的提升，但同時(shí)也表明南昌市經(jīng)濟(jì)密度仍有不小的上升空間。農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的障礙度分列2004年的第2,4位，2009年，農(nóng)民人均純收入障礙度下降至第6位，至2014年退出了主要障礙因子之列，而城鎮(zhèn)居民人均可支配收入則從2009年開始不再是主要的障礙因子，表明在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，城鄉(xiāng)居民的收入水平有了極大的提升，它們對(duì)城市土地生態(tài)安全水平的障礙逐漸被消除。

從社會(huì)層面來看，人均水資源、城區(qū)人口密度和和人均耕地面積是主要的障礙因子。其中，人均水源的障礙度排序比較穩(wěn)定，在研究期間一直處于前三甲，可見，隨著近年來城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城市用水需求大幅增加，人均資源缺乏成為南昌市土地生態(tài)安全水平提高的瓶頸制約。而城區(qū)人口密度和人均耕地面積則在2009年首次成為障礙因子，到了2014年，兩者仍位列主要障礙因子之列，且障礙度數(shù)值均有所上升，表明城市人口增長(zhǎng)和城市空間擴(kuò)張等問題仍在持續(xù)給城市生態(tài)環(huán)境施加壓力。

從環(huán)境層面來看，影響土地生態(tài)安全的因素主要來自于農(nóng)業(yè)污染和工業(yè)“三廢”造成的壓力。單位耕地面積化肥負(fù)荷的障礙度在2004年居于第6位，并在此之后繼續(xù)保持上升，到2009年和2014年分別躍至第3位和第2位，說明化肥農(nóng)資的大量使用，對(duì)耕地造成了巨大的生態(tài)負(fù)荷，成為制約南昌市土地生態(tài)安全水平提高的主要因素。城市生活污水集中處理率處于2004年障礙度排名的末位，在2009年之后，該障礙因子得以消除，說明近年來政府治理城市生活污水的舉措取得了一定成效，有利于城市生態(tài)環(huán)境的改善。單位土地面積廢水排放量在2009年首次成為障礙因子之后，躍升至2014年的次席，說明該因素對(duì)土地生態(tài)安全水平的影響程度不斷加深，也進(jìn)一步表明大量的污水排放，掩蓋了污染治理的成效，給城市化發(fā)展造成脅迫，也對(duì)城市土地生態(tài)水平產(chǎn)生影響[24]?？諝赓|(zhì)量?jī)?yōu)良率在2014年加入到主要障礙因子之列，表明了空氣質(zhì)量?jī)?yōu)劣在土地生態(tài)安全中的重要性。

總體而言，在2004—2014年，南昌市土地生態(tài)安全障礙因子經(jīng)歷了從經(jīng)濟(jì)密度、農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入等經(jīng)濟(jì)類因素向單位耕地面積化肥負(fù)荷、單位土地面積廢水排放量、人均水資源量、空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良率等資源環(huán)境類因素的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變基本上與南昌城市發(fā)展歷程相吻合。

4 討論與結(jié)論

(1) 基于可持續(xù)發(fā)展三維度框架思路，構(gòu)建了城市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)投影模型，對(duì)南昌市土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行了實(shí)證分析，研究表明，該方法進(jìn)行的土地生態(tài)安全水平綜合評(píng)價(jià)，基本符合南昌市土地生態(tài)安全的實(shí)際情況，可以為區(qū)域土地政策調(diào)整和生態(tài)維護(hù)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，灰色關(guān)聯(lián)投影模型的建模思路明確且較易操作，是開展土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的一種可行有效方法。

(2) 研究發(fā)現(xiàn)，2004—2014年南昌市土地生態(tài)安全總水平緩慢上升，土地生態(tài)安全等級(jí)處于較低層次，各子系統(tǒng)單項(xiàng)水平有升有降，土地生態(tài)安全等級(jí)有待提升，環(huán)境子系統(tǒng)從緩慢提升跌入緩慢退化階段，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)經(jīng)歷了由快速提升跌入緩慢提升階段的變化，社會(huì)子系統(tǒng)屬于緩慢提升變化類型；土地生態(tài)安全各子系統(tǒng)之間的標(biāo)準(zhǔn)差逐漸增大，土地生態(tài)安全系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)調(diào)性逐漸提升；影響南昌市土地生態(tài)安全水平的障礙因子在因子類別、障礙度及因子排序上都處于動(dòng)態(tài)變化中，障礙因子經(jīng)歷了從經(jīng)濟(jì)密度、農(nóng)民人均純收入等經(jīng)濟(jì)類因素向單位耕地面積化肥負(fù)荷、單位土地面積廢水排放量、人均水資源量等資源環(huán)境類因素的轉(zhuǎn)變，各項(xiàng)因子的障礙度變化顯示，資源環(huán)境類因素將成為未來影響南昌市土地生態(tài)安全水平的主要因素。

(3) 根據(jù)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果，針對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)暴露的主要問題，南昌市要從土地可持續(xù)利用和健康城鎮(zhèn)化入手，適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新常態(tài)，著力于環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的和諧發(fā)展，抓住鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的契機(jī)，改變單純依靠資源投入的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，推行資源節(jié)約、環(huán)境友好的生活生產(chǎn)方式，引導(dǎo)清潔生產(chǎn)、低碳出行，大力改善城市生態(tài)環(huán)境；培養(yǎng)水土資源節(jié)約和保護(hù)意識(shí)，促進(jìn)水資源的持續(xù)利用，保護(hù)耕地紅線，限制城鎮(zhèn)用地盲目擴(kuò)張，探索城市土地的節(jié)約集約利用，引導(dǎo)化肥等農(nóng)資的科學(xué)合理使用，減輕耕地污染負(fù)荷；推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，以人的福祉提升為城市發(fā)展的目標(biāo)，不應(yīng)盲目追求城市的大而全。

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Application of Grey Relation Projection Model to Evaluating Urban Land Ecological Security

LI Desheng, WANG Zhanqi, HOU Xianhui, LAN Xi

〔School of Public Administration, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan, Hubei 430074, China〕

[Objective] An comprehensive evaluation index system of urban land ecological security was established and the dynamic change of land ecological security and the main obstacle indicators were analyzed in 2004, 2009 and 2014. These were expected to provide bases for regional land use decision-making and ecological maintenance. [Methods] Dynamic evaluation and land ecological security were analyzed using grey relation projection model, dynamic degree and standard deviation. The obstacle indicators and its degree of land ecological security were measured by obstacle degree model. [Results] (1) The total degree of land ecological security during 2004—2014 increased slowly, but generally it was still in a lower level. The environmental subsystem had experienced two stages from slow promotion to gradual degradation; simultaneously, the economic one also had experienced two stages from rapid promotion to slow promotion; meanwhile, the social one always had been in a slow promotion stage. The internal coordination degree of land ecological security was improved gradually. (2) The categories, the obstacle degree, and the order of obstacle factors of land ecological security were all in dynamic change, the obstacle factors had evolved from economic factors to resources and environmental types. (3) In order to treat these problems exposed in land ecosystem security, it should be proceed with sustainable land use and healthy urbanization, hereby to achieve the coordinative development among economy, environment and the society of Nanchang City. [Conclusion] The evaluation results of land ecological security research were thought accordant with the objective reality. In view of the main problems exposed to the land ecosystem, relevant countermeasures are put forward wherein.

landecologicalsecurity;dynamicevaluation;obstacleindicators;greyrelationprojectionmodel;NanchangCity

B

： 1000-288X(2017)04-0194-07

： F301, X826

2017-01-05

：2017-02-14

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新型城鎮(zhèn)化背景下城市建設(shè)用地績(jī)效評(píng)價(jià)及提升機(jī)制研究”(71673258)

李德勝(1987—),男(漢族),江西省贛州市人,博士研究生，研究方向?yàn)橥恋乩门c土地生態(tài)。E-mail:lidesheng2005@163.com。