(四川大學(xué)公共管理學(xué)院 四川 成都 610000)

基于主成分分析的西雙版納土地生態(tài)安全評價(jià)

馬小云

(四川大學(xué)公共管理學(xué)院四川成都610000)

土地生態(tài)安全關(guān)系到區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)西雙版納土地資源的現(xiàn)狀，從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三個(gè)方面選取與土地生態(tài)安全關(guān)系密切的13個(gè)指標(biāo)，構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用主成分分析方法，對2010年—2014年西雙版納土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評價(jià)，并進(jìn)行初步探討。結(jié)果表明：總的來說，2010年—2014年西雙版納土地生態(tài)處于較安全的水平。

土地生態(tài)安全；主成分分析；評價(jià)

本文綜合國內(nèi)文獻(xiàn)得出研究土地生態(tài)安全多采用綜合指數(shù)評價(jià)法；部分學(xué)者運(yùn)用主成分分析法，分析影響土地生態(tài)安全的各個(gè)主成分的值；還有一些學(xué)者采用物元分析方法、土地承載力分析法對土地生態(tài)安全展開研究。本文綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)以及研究成果，建立評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用SPSS17.0軟件，采用主成分分析法，以2010年—2014年西雙版納相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對西雙版納土地生態(tài)安全進(jìn)行評價(jià)。

一、研究區(qū)概況

西雙版納位于瀾滄江下游(21°08′～22°36′N，99°56′～101°50′E)，其東南接老撾，西南接緬甸，總面積19124.5km2，轄1市2縣(景洪市、勐?？h、勐臘縣)，面積約占全國國土面積的0.2%。由于處于橫斷山脈縱向嶺谷區(qū)南端，瀾滄江下游及其支流切割而成的山原山地與山谷盆地相間排列，地面高差懸殊，起伏較大，巨大高差的存在，影響山地不同部位的熱量及降水的分配，造成明顯的氣候類型區(qū)域。豐富多彩的地形地貌，加上復(fù)雜多樣的氣候條件，從而形成了西雙版納自然生態(tài)的多樣性。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，西雙版納的旅游業(yè)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)得到了快速的增長，但同時(shí)也帶來了許多環(huán)境問題，如水土流失、土地荒漠化，森林植被退化，生物多樣性減少等。因此，非常有必要對其生態(tài)環(huán)境安全狀況進(jìn)行評價(jià)，而要對其安全狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的評價(jià)，建立科學(xué)、客觀的評價(jià)指標(biāo)體系就成為非常關(guān)鍵的也極為重要的環(huán)節(jié)。

二、數(shù)據(jù)來源與研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于《西雙版納傣族自治州統(tǒng)計(jì)年鑒》(2011—2015年)，《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2011—2015年)。本文數(shù)據(jù)除部分可直接從統(tǒng)計(jì)年鑒里查的，其他都是根據(jù)查得數(shù)據(jù)計(jì)算得到。

(二)主成分分析法

主成分分析法屬于多因素綜合評價(jià)方法的一種，利用降維的思想，通過研究指標(biāo)體系間的內(nèi)在結(jié)構(gòu)關(guān)系，把原來多個(gè)變量轉(zhuǎn)化成用少數(shù)幾個(gè)主成分多表示的綜合指標(biāo)，優(yōu)點(diǎn)是在數(shù)據(jù)信息丟失量最小的原則下，經(jīng)線性變換而以少數(shù)的綜合變量代替原始的多維變量，達(dá)到綜合與簡化的目的。

主成分分析法的基本步驟：1.對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以消除數(shù)量級(jí)和量綱的差異；2.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化后的樣本相關(guān)矩陣R；3.計(jì)算R的特征值和特征向量；4.計(jì)算方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率；5.計(jì)算主成分載荷；6.根據(jù)哥哥主成分的貢獻(xiàn)率進(jìn)行綜合評價(jià)。

(三)指標(biāo)選取

評價(jià)指標(biāo)的確定是研究土地生態(tài)安全評價(jià)的關(guān)鍵內(nèi)容，指標(biāo)的選取要能夠完全反映土地的生態(tài)狀況。因此在科學(xué)性、完整性、層次性和可比性的基礎(chǔ)上，剔除與土地生態(tài)安全不相關(guān)的因子，結(jié)合西雙版納土地資源現(xiàn)狀，同時(shí)參照國內(nèi)相關(guān)研究，從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三個(gè)方面構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)，對西雙版納土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行研究。

三、西雙版納土地生態(tài)安全定量評價(jià)

(一)土地生態(tài)安全值的確定

1.數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法將原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，得出指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣(表1)。將數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化處理也就可以消除不同變量之間的差異性，使數(shù)值均為0～1，因而具有可比性。

表1 2010—2014年西雙版納土地生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)化值

2.主成分的提取

主成分分析法就是將多元變量歸結(jié)為較少的一些變量，也就是一個(gè)降維的過程。運(yùn)用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)值的處理，得出相關(guān)系數(shù)矩陣。所選取的變量中有60%以上的系數(shù)絕對值大于0.3，故認(rèn)為可以進(jìn)行主成分分析。將標(biāo)準(zhǔn)化矩陣導(dǎo)入SPSS17.0軟件中進(jìn)行主成分分析得到表2,可以看出前兩個(gè)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到88.26%，說明這兩個(gè)變量就可以作為主成分。

表2 指標(biāo)特征值與貢獻(xiàn)率

通過計(jì)算得到各因子對于原始指標(biāo)的載荷狀況，其中第一主成分所包含的因子較多，多為糧食單產(chǎn)、人均GDP、農(nóng)民人均純收入等一些經(jīng)濟(jì)層面的因子。第二主成分建成區(qū)綠化覆蓋率、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重等方面的指標(biāo)。

3.主成分的計(jì)算

由SPSS軟件分析得出的因子得分矩陣，可將其作為計(jì)算各年份主成分值的權(quán)重，如公式(1)所示。

Fij=pij×mi

(1)

式中：Fij—第j年第i個(gè)主成分；pij—第j年第i個(gè)評價(jià)因子的標(biāo)準(zhǔn)化值；mi—第i個(gè)評價(jià)因子的得分矩陣系數(shù)。

得出各年份的主成分值后，根據(jù)SPSS軟件分析結(jié)果得出旋轉(zhuǎn)后的主成分方差貢獻(xiàn)率(表2)?？蛇x取各主成分的方差貢獻(xiàn)率作為計(jì)算各年份生態(tài)安全值的權(quán)重，如公式(2)所示。

(2)

式中：Fj—第j年的生態(tài)安全值；Fij—第j年第i個(gè)主成分；ki—各主成分的方差貢獻(xiàn)率；i—1-2的整數(shù)；j—1-5的整數(shù)；由以上公式(1)、(2)計(jì)算可得出結(jié)果(表3)。

表3 西雙版納土地生態(tài)安全值

(二)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

國內(nèi)目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的確定土地生態(tài)安全的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)值的確定不僅是個(gè)比較復(fù)雜的過程，而且要因地制宜，各個(gè)地方生態(tài)環(huán)境差異性較大，因而不能一概而論。本文參考國內(nèi)相關(guān)研究，同時(shí)結(jié)合西雙版納土地資源現(xiàn)狀，建立了西雙版納土地生態(tài)安全的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表4)

土地生態(tài)安全采用的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)方面：1.國家、行業(yè)和地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。國家已發(fā)布的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、云南省省級(jí)生態(tài)示范區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等；2.將區(qū)域生態(tài)環(huán)境的背景值或本底值作為評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。如從西雙版納的實(shí)際情況出發(fā)，選擇植被覆蓋率、人均耕地面積、生物物種豐度和生物多樣性等指標(biāo)；3.科學(xué)研究已判定的生態(tài)效應(yīng)。通過當(dāng)?shù)鼗蛳嗨茥l件下，科學(xué)研究已判定的保障生態(tài)安全的各項(xiàng)指標(biāo)的要求等作為評價(jià)的參考標(biāo)準(zhǔn)。

表4 西雙版納土地生態(tài)安全評判標(biāo)準(zhǔn)值

(三)結(jié)果與分析

由以上可得出2010—2014年西雙版納土地生態(tài)安全水平，2010年為Ⅲ級(jí)，處于臨界安全水平；2011為Ⅱ級(jí)，處于較安全水平；2012—2014年為Ⅰ級(jí)，處于安全水平。可以看出西雙版納土地安全生態(tài)是向好的方向發(fā)展變化的，這得益于政府對環(huán)境治理的重視和加強(qiáng)，加大了環(huán)保投資力度，同時(shí)第三產(chǎn)業(yè)比重、糧食單產(chǎn)等指標(biāo)也不斷增加，且維持在一個(gè)較高的水平上。總的來說，2010年—2014年西雙版納土地生態(tài)處于較安全的水平。

四、結(jié)語

本文通過建立評價(jià)指標(biāo)體系對2010—2014年西雙版納土地生態(tài)安全水平初步開展評價(jià)，得出2010—2014年西雙版納土地生態(tài)安全總體處于較安全水平。

土地生態(tài)安全評價(jià)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，建立評價(jià)指標(biāo)體系不能完全反映出土地生態(tài)安全現(xiàn)狀，需綜合各方面因素加以分析。而且標(biāo)準(zhǔn)值的確定在全國范圍內(nèi)沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范，仍需在實(shí)踐中不斷完善。整合土地資源生態(tài)安全影響機(jī)理及土地資源生態(tài)安全評價(jià)研究成果，量化土地資源生態(tài)安全指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，對于提高土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的科學(xué)性和合理性有著重要的意義，這也將是未來可持續(xù)土地利用研究的前沿。

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馬小云(1992.2-)，女，白族，云南大理，四川大學(xué)公共管理學(xué)院，碩士，研究方向土地行政與房地產(chǎn)管理。