麻小婷， 南 靈， 何巖巖

(西北農(nóng)林科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，陜西楊凌 712100)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)化、城市化進(jìn)程加快，各類(lèi)資源開(kāi)采利用的程度日益嚴(yán)重，人們一味地向土地索取經(jīng)濟(jì)利益，導(dǎo)致一系列的土地生態(tài)問(wèn)題。土地荒漠化加快、水土流失日益嚴(yán)重、森林資源銳減、地下水位下降、生物多樣性降低、環(huán)境污染范圍擴(kuò)大等。

土地生態(tài)問(wèn)題頻發(fā)是制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的一大難題。要解決土地生態(tài)問(wèn)題，進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)就離不開(kāi)對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量的評(píng)價(jià)。綜合現(xiàn)有研究來(lái)看，我國(guó)對(duì)生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究多集中于農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)、城市生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)、景觀(guān)生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)及自然保護(hù)區(qū)生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)[1-6]，對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究極少，須要豐富對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)研究。

本研究借鑒生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)及生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的相關(guān)研究進(jìn)行土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)。綜合現(xiàn)有研究來(lái)看，使用頻率較高的評(píng)價(jià)方法有綜合評(píng)價(jià)法、生態(tài)足跡法、物元模型法、景觀(guān)生態(tài)模型法、數(shù)字地面模型法等[7-10]。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這些傳統(tǒng)方法對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量的評(píng)價(jià)無(wú)法兼顧評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊性和隨機(jī)性。隨著云理論的產(chǎn)生，這一缺陷有了有效的解決渠道。近些年來(lái)也有學(xué)者將云理論引入到生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)之中，如龔艷冰將正態(tài)云模型與熵權(quán)法相結(jié)合，對(duì)河西走廊城市化生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果較傳統(tǒng)模糊綜合法更為合理[11]；張揚(yáng)等學(xué)者將正態(tài)云模型引入土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)，并結(jié)合層次分析法對(duì)湖北省土地生態(tài)安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)[12]；周啟剛等運(yùn)用正態(tài)云模型對(duì)三峽庫(kù)區(qū)土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，有效解決了由于某些數(shù)據(jù)獲取、量化過(guò)程中的不準(zhǔn)確性而造成的評(píng)估指標(biāo)及結(jié)果的模糊性和隨機(jī)性[13]。在指標(biāo)權(quán)重的確定方面，大多數(shù)研究多采用某一單一賦權(quán)法，指標(biāo)權(quán)重的合理性有待驗(yàn)證[14-16]。目前幾乎沒(méi)有學(xué)者運(yùn)用云模型結(jié)合基于相對(duì)熵的組合賦權(quán)法對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，這還要進(jìn)行不斷的探索與實(shí)踐。

榆林地區(qū)在生態(tài)環(huán)境方面具有較強(qiáng)的區(qū)域色彩。榆林市地處黃土高原和毛烏素沙地交界處，風(fēng)蝕沙化和水土流失嚴(yán)重。截至2014年底，榆林市水土流失面積為3.69萬(wàn)km2，約占整個(gè)陜西省水土流失面積的26.8%。再者榆林市礦產(chǎn)資源豐富，而礦產(chǎn)資源所在區(qū)域也正是榆林市地下水資源的富集區(qū)，資源開(kāi)采過(guò)程中也造成了嚴(yán)重的生態(tài)破壞。筆者將云模型引入土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)之中，結(jié)合相對(duì)熵的組合賦權(quán)法構(gòu)建土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型；以榆林市為研究對(duì)象，應(yīng)用基于正態(tài)云模型的土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法對(duì)其土地生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終借助障礙度模型對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量的障礙因子進(jìn)行診斷，豐富了土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究，為其他學(xué)者提供理論及實(shí)踐借鑒；同時(shí)還可以為榆林市的可持續(xù)發(fā)展提供參考，促進(jìn)人地和諧，對(duì)預(yù)防榆林市土地生態(tài)環(huán)境惡化及土地退化有著重要的意義。

1 云理論

1.1 云模型簡(jiǎn)介

20世紀(jì)90年代，我國(guó)著名學(xué)者李德毅院士在研究不確定性人工智能過(guò)程中，為了反映自然語(yǔ)言中的不確定性(尤其是隨機(jī)性和模糊性)、實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言值與數(shù)值的轉(zhuǎn)化，創(chuàng)新性地在傳統(tǒng)Fuzzy理論及概率統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上提出一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)定性概念與其定量描述間不確定轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型——云模型[17-18]。多年來(lái)，經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者研究與發(fā)展，云模型的分布形態(tài)也日益增多，且已成功應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。憑借其普遍的實(shí)用性，在正態(tài)分布及鐘形隸屬函數(shù)基礎(chǔ)上演化而來(lái)的正態(tài)云模型成為目前研究最多且應(yīng)用最廣泛的云模型[19-20]。

正態(tài)云用3個(gè)數(shù)值來(lái)表征某一定性概念的整體性定量特性，分別為期望(Ex)、熵(En)、超熵(He)，它們被稱(chēng)之為云模型的數(shù)字特征。它們共同反映了定性概念論域的中心值、定性概念的模糊度及離散程度，將模糊性和隨機(jī)性結(jié)合起來(lái)。

1.2 云發(fā)生器

2 模型構(gòu)建

2.1 土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

2.1.1 基于相對(duì)熵的組合賦權(quán)法確定權(quán)重 鑒于單一賦權(quán)方法在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)表現(xiàn)出偏離客觀(guān)實(shí)際、缺少理論支持、與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相悖等缺陷，本研究基于相對(duì)熵理論，將層次分析法及改進(jìn)的熵權(quán)法結(jié)合起來(lái)，形成綜合主、客觀(guān)賦權(quán)法優(yōu)點(diǎn)的組合賦權(quán)法，以期得到更加合理的指標(biāo)權(quán)重。

假設(shè)有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，此時(shí)記單一賦權(quán)法的集合為：P=(p1,p2,…,pn)，pij為第i種單一賦權(quán)法中第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重(i=1,2,…,n；n=2；j=1,2,…,m)。pik為第i種單一賦權(quán)法中第k個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；pjk為第j種單一賦權(quán)法中第k個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，任意2個(gè)權(quán)重向pi、pj間的相對(duì)熵為：

當(dāng)且僅當(dāng)j∈{1，2，…，m}，?pik=pjk時(shí)，有h[pi,pj]=0，此時(shí)，h[pi，pj]可以用于度量2種賦權(quán)法的符合程度。故組合權(quán)重W的計(jì)算步驟如下：(1)應(yīng)用AHP法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀(guān)權(quán)重p1=(p11,p12,…,p1m)，應(yīng)用改進(jìn)的熵權(quán)法確定指標(biāo)客觀(guān)權(quán)重p2=(p21,p22,…,p2m)。

(2)基于相對(duì)熵的思想，根據(jù)優(yōu)化模型[21-23]

得最優(yōu)解：

(1)

解出與各單一賦權(quán)法求得的指標(biāo)權(quán)重最接近的指標(biāo)權(quán)重，即集結(jié)權(quán)重Q=(q1,q2,…,qm)。

(3)計(jì)算各個(gè)賦權(quán)結(jié)果pi與集結(jié)權(quán)重Q=(q1,q2,…,qm)的貼近度h[pi,q]。

(4)計(jì)算組合權(quán)系數(shù)θk(k=1，2，…，n)。

(2)

(5)最后，根據(jù)不同賦權(quán)法指標(biāo)權(quán)重的組合公式

(3)

計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)最終權(quán)重wj，得到權(quán)重向量W=(w1,w2,…,wm)。

2.1.2 基于正態(tài)云模型的土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型 將正態(tài)云模型與基于相對(duì)熵的組合賦權(quán)法結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，建立步驟如下：(1)建立土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系X=(x1,x2,…,xm)，確定評(píng)價(jià)等級(jí)D并建立土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)域V=(v1,v2,…,vd)。

(2)將AHP及熵權(quán)法與相對(duì)熵原理結(jié)合起來(lái)確定各指標(biāo)的組合權(quán)重W=(w1,w2,…,wm)。

(3)在土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系X與評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)域V之間進(jìn)行單一指標(biāo)的評(píng)估并建立模糊關(guān)系矩陣R。

(4)

(5)

其中：超熵Hejζ是熵Enjζ的熵，直接反映云滴的離散程度，通常通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)取值。Hejζ越小，云越薄，反之亦然。

(4)在確定了各個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的每一等級(jí)的正態(tài)云模型數(shù)字特征后，基于各個(gè)指標(biāo)的實(shí)際值，通過(guò)正向正態(tài)云發(fā)生器，確定出土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)各個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)每個(gè)等級(jí)的正態(tài)云模型隸屬度矩陣F=(fjζ)m×d，考慮到由正態(tài)云模型得出的隸屬度矩陣的隨機(jī)性特征，為提高評(píng)估的可信度，重復(fù)運(yùn)行正向云發(fā)生器N次，計(jì)算各指標(biāo)在不同隸屬度下的平均綜合評(píng)估值：

(5)基于(2)中求得的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集W，將其與(4)中求得的隸屬度矩陣F進(jìn)行模糊轉(zhuǎn)換，即可得出評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)域V上的模糊子集G(j=1，2，…，m)：

式中：gζ表示評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)于評(píng)價(jià)等級(jí)ζ的隸屬度。根據(jù)最大隸屬度原則，選擇最大隸屬度所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)作為評(píng)價(jià)對(duì)象的最終評(píng)價(jià)等級(jí)。

2.2 土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)障礙因子診斷模型的構(gòu)建

在土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上對(duì)影響土地生態(tài)質(zhì)量的障礙因子進(jìn)行分析與診斷，以便有針對(duì)性地解決土地生態(tài)質(zhì)量問(wèn)題。本研究引入障礙度模型實(shí)現(xiàn)這一目的[24-25]，具體模型如下：

(6)

式中：Bj第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與土地生態(tài)質(zhì)量全目標(biāo)之間的差距，即1與第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值之差：Bj=1-bj；Oj為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的障礙度。

3 實(shí)證分析與結(jié)果

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建及權(quán)重的確定

3.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建 構(gòu)建科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是進(jìn)行土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的一大前提。本研究遵循系統(tǒng)性、完備性、可操作性、科學(xué)性及數(shù)據(jù)可得性等原則對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析與篩選。

通過(guò)對(duì)50篇生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析，分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在相關(guān)參考文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻率，得出生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)在相關(guān)參考文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻率統(tǒng)計(jì)表，合并相似指標(biāo)，拋棄區(qū)域性個(gè)性指標(biāo)，最終篩選出高頻指標(biāo)32個(gè)，其中出現(xiàn)頻次排前3的指標(biāo)為：?jiǎn)挝幻娣e化肥施用量(39次)、森林覆蓋率(37次)、節(jié)能環(huán)保支出占GDP比(36次)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合德?tīng)柗品ǎ?0位相關(guān)專(zhuān)家(包含教師7人、科研人員6人、相關(guān)從業(yè)者5人、當(dāng)?shù)卣藛T2人)發(fā)放問(wèn)卷，經(jīng)2輪篩選最終確定榆林市土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)17個(gè)；基于2003、2014年榆林市相關(guān)數(shù)據(jù)(榆林市統(tǒng)計(jì)年鑒、地理空間數(shù)據(jù)云、國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)-國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)-黃土高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心http：//loess.geodata.cn)，從土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)、響應(yīng)、壓力3個(gè)方面進(jìn)行分析，建立榆林市土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

3.1.2 指標(biāo)權(quán)重確定 基于層次分析法及熵權(quán)法，應(yīng)用相對(duì)熵理論，確定榆林市土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

p層次分析法=(0.074 0，0.116 7，0.064 5，0.059 1，0.044 7，0.026 7，0.020 2，0.034 7，0.063 4，0.030 9，0.036 0，0.014 9，0.015 8，0.072 1，0.154 1，0.089 1，0.083 0)；

p改進(jìn)熵權(quán)法=(0.030 5，0.034 1，0.031 6，0.026 1，0.033 0，0.047 8，0.042 9，0.074 5，0.062 7，0.059 5，0.141 5，0.047 3，0.040 0，0.056 5，0.107 2，0.119 6，0.045 1)。

根據(jù)“2.1”節(jié)中式(1)、式(2)可得AHP及改進(jìn)的熵權(quán)法的組合權(quán)系數(shù)，分別為0.481 3、0.518 7，在此基礎(chǔ)上根據(jù)式(3)計(jì)算出相對(duì)熵的組合權(quán)重，即最終權(quán)重W：

W=(0.051 4，0.073 9，0.047 4，0.042 0，0.038 6，0.037 6，0.032 0，0.055 3，0.063 0，0.045 8，0.090 8，0.031 7，0.028 4，0.064 0，0.129 8，0.104 9，0.063 3)。

3.2 榆林市土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定 結(jié)合土地生態(tài)質(zhì)量相關(guān)研究及研究區(qū)實(shí)際狀況，本研究將土地生態(tài)質(zhì)量劃分為5個(gè)等級(jí)，從高到低依次表示為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)。目前土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)尚未確立統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本研究對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表2)的確定主要是在參考《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)(試行)》《陜西省生態(tài)園林縣城標(biāo)準(zhǔn)(試行)》、國(guó)際公認(rèn)值、全國(guó)平均水平、區(qū)域背景或本底值、理論最佳值及相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，從榆林市土地生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與特征出發(fā)，綜合分析、歸納并加以修正而最終確定。

3.2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果 根據(jù)建立的土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，利用式(4)、式(5)將各個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的等級(jí)用相應(yīng)的正態(tài)云模型表示(表3)。

表1 榆林市土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

注：根據(jù)指標(biāo)因子對(duì)土地生態(tài)質(zhì)量的影響，將所選的指標(biāo)分為正、負(fù)趨向性指標(biāo)分別用“+”、“-”表示。正趨向性指標(biāo)值越大，表示土地生態(tài)質(zhì)量狀況越好(或者是越有利于土地生態(tài)質(zhì)量的提升)；反之負(fù)趨向性指標(biāo)值越大，則表示土地生態(tài)質(zhì)量狀況越差(或者是越不利于土地生態(tài)質(zhì)量的提升)。

基于土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)各指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的正態(tài)云模型，假定N=100，根據(jù)各個(gè)方案對(duì)應(yīng)的指標(biāo)值，利用正態(tài)云發(fā)生器，重復(fù)計(jì)算100次，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的正態(tài)云隸屬度矩陣。最后，根據(jù)公式G=W×F=(g1，g2，…，gd)計(jì)算榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量值，并根據(jù)最大隸屬度原則確定質(zhì)量等級(jí)(表4)。

由計(jì)算結(jié)果可知，2003年榆林市土地生態(tài)質(zhì)量等級(jí)分布情況大體為西、北部高，中、南部低。其中，土地生態(tài)質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)(Ⅰ)的縣(市、區(qū))有5個(gè)，等級(jí)為中(Ⅲ)的區(qū)有1個(gè)，等級(jí)為劣(Ⅴ)的縣有6個(gè)。

2014年榆林市土地生態(tài)質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)(Ⅰ)的縣減少為4個(gè)，等級(jí)為良(Ⅱ)的縣(區(qū))增加2個(gè)，等級(jí)為差(Ⅳ)的縣增加1個(gè)，等級(jí)為中(Ⅲ)的縣(區(qū))增加至4個(gè)，等級(jí)為劣(Ⅴ)的縣減少至1個(gè)。整體來(lái)看，榆林市土地生態(tài)質(zhì)量等級(jí)相較于2003年有所上升。其中，綏德縣、靖邊縣及定邊縣土地生態(tài)質(zhì)量等別并無(wú)變化，分別為劣、優(yōu)、優(yōu)。榆陽(yáng)區(qū)、神木市、府谷縣土地生態(tài)質(zhì)量等別在2003年的基礎(chǔ)上降了2個(gè)等級(jí)，而佳縣、清澗縣、橫山區(qū)、米脂縣及子洲縣土地生態(tài)質(zhì)量等別2014年均有不同程度的上升，其中佳縣及清澗縣均上升了4個(gè)等級(jí)，上升程度最大。主要因榆陽(yáng)區(qū)為榆林市的核心區(qū)域，而神木市及府谷縣礦產(chǎn)資源豐富，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)致使環(huán)境污染、生態(tài)破壞，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜投入過(guò)多，導(dǎo)致各縣(區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量壓力增大、狀態(tài)惡化、等級(jí)降低。而佳縣、清澗縣、橫山區(qū)、米脂縣及子洲縣等區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相對(duì)緩慢，環(huán)境破環(huán)程度較輕，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜投入相對(duì)適度，同時(shí)又注重環(huán)保治理，進(jìn)而土地生態(tài)質(zhì)量等級(jí)上升。

在對(duì)榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步了解影響其土地生態(tài)質(zhì)量的關(guān)鍵因素、實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)發(fā)展，下文借助障礙度模型對(duì)影響榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量的障礙因子進(jìn)行診斷。

表2 土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表3 土地生態(tài)質(zhì)量正態(tài)云隸屬度

3.3 障礙因子診斷

在上述土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)式(6)對(duì)2003年及2014年榆林市土地生態(tài)質(zhì)量障礙度進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序(表5、表6)。

3.3.1 準(zhǔn)則層障礙因子 由表5可知，準(zhǔn)則層3個(gè)指標(biāo)對(duì)榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量的障礙度存在一定差異。

2003年準(zhǔn)則層障礙度大體排序?yàn)橥恋厣鷳B(tài)質(zhì)量響應(yīng)(56.36)、土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)(33.16)、土地生態(tài)質(zhì)量壓力(4.46)。土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)障礙度最小的區(qū)域?yàn)榻椀驴h(42.73)，最大的為靖邊縣(73.24)；土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)障礙度最小的區(qū)域?yàn)榫高吙h(18.74)，最大的為吳堡縣(43.31)；土地生態(tài)質(zhì)量壓力障礙度最小的區(qū)域?yàn)樽又蘅h(0.98)，最大的為榆陽(yáng)區(qū)(11.88)。

2014年準(zhǔn)則層障礙度大體排序?yàn)橥恋厣鷳B(tài)質(zhì)量響應(yīng)(39.30)、土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)(38.86)、土地生態(tài)質(zhì)量壓力(11.81)。土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)障礙度最小的區(qū)域?yàn)槊字h(27.60)，最大的為清澗縣(55.51)；土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)障礙度最小的區(qū)域?yàn)榫高吙h(26.01)，最大的為吳堡縣(52.64)；土地生態(tài)質(zhì)量壓力障礙度最小的區(qū)域?yàn)闄M山區(qū)(4.41)，最大為榆陽(yáng)區(qū)(24.36)。

總體而言，研究期內(nèi)影響榆林市土地生態(tài)質(zhì)量的障礙因子主要集中于土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)、土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)2個(gè)準(zhǔn)則層，土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)障礙度有較大變化。與2003年相比，2014年榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)平均障礙度下降值大約為17，這與榆林市近些年來(lái)大力實(shí)行生態(tài)文明建設(shè)等治理措施有很大關(guān)系。然而，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程所帶來(lái)的一系列環(huán)境問(wèn)題，榆林市土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)平均障礙度提升值大約5.7，土地生態(tài)質(zhì)量壓力平均障礙度提升值約為7。因此，必須立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，盡快緩解土地生態(tài)質(zhì)量壓力。

表4 榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

表5 榆林市土地生態(tài)質(zhì)量準(zhǔn)則層障礙度

3.3.2 指標(biāo)層障礙因子 榆林市各縣(區(qū))障礙度排前5位的指標(biāo)層障礙因子見(jiàn)表6。根據(jù)各障礙因子出現(xiàn)在表6的頻次及均值得知，2003年障礙度排前5的指標(biāo)為廢水處理率、水土流失治理率、節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重、耕地自然質(zhì)量平均等別、有效灌溉面積比；2014年障礙度排前5的指標(biāo)為廢水處理率、植樹(shù)造林種草面積、耕地自然質(zhì)量平均等別、節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重及有效灌溉面積比。從各縣區(qū)單指標(biāo)障礙度變化來(lái)看，由于城市化及工業(yè)化的推進(jìn)，2014年神木縣單位面積廢水排放量障礙度上升較大(15.70)；單位面積農(nóng)膜使用量障礙度上升較大的區(qū)域?yàn)榧芽h(13.91)；隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)重視程度的日益增加，節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重障礙度有所下降，下降幅度較大的區(qū)域?yàn)榫高吙h(7.82)；植樹(shù)造林種草面積障礙度上升較大的區(qū)域?yàn)闄M山區(qū)(12.34)、米脂縣(6.58)；水土流失治理率障礙度下降較大的區(qū)域?yàn)榫高吙h(7.96)； 從單指標(biāo)平均障礙度變化來(lái)看，2014年上升幅度較大的指標(biāo)為單位面積廢水排放量、單位面積二氧化硫排放量、單位面積農(nóng)膜使用量及單位面積化肥施用量；另外水土流失治理率、廢水處理率、節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重、人均沙地面積及25°以上耕地面積比平均障礙度有所下降。

研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)榆林市多年的努力，土地沙化面積有所降低，大部分地區(qū)節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重有所上升，但仍然呈現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保支出與日益增長(zhǎng)的GDP不相符的狀態(tài)；雖然榆林市一直致力于水土保持、水土流失的綜合治理，但水土流失面積多年來(lái)基本沒(méi)有變化，并且治理率還大幅下降，因此治理力度還要在現(xiàn)有程度上進(jìn)一步加大。除此之外，榆林市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展還伴隨著廢水排放量、二氧化硫排放量、農(nóng)膜使用量及化肥施用量的增加，典型區(qū)域?yàn)橛荜?yáng)區(qū)及神木市。

表6 榆林市土地生態(tài)質(zhì)量指標(biāo)層障礙度排序

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本研究將云模型引入土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)之中，結(jié)合基于相對(duì)熵理論的組合賦權(quán)法構(gòu)建了土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。從土地生態(tài)質(zhì)量壓力、土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)和土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)3個(gè)方面構(gòu)建土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用基于正態(tài)云模型的土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型對(duì)榆林市各縣(市、區(qū))的土地生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的評(píng)價(jià)，并借助障礙度模型對(duì)影響榆林市土地生態(tài)質(zhì)量的障礙因素進(jìn)行分析、診斷。結(jié)果表明：(1)2003年榆林市土地生態(tài)質(zhì)量等級(jí)分布情況大體為西部、北部高，中部、南部低；2014年榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量等別變化不盡相同，但整體上相較于2003年有所上升。(2)從準(zhǔn)則層障礙度看，研究期內(nèi)影響榆林市土地生態(tài)質(zhì)量的障礙因子主要集中于土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)、土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)2個(gè)準(zhǔn)則層。相較于2003年準(zhǔn)則層各指標(biāo)障礙度，2014年土地生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)、質(zhì)量響應(yīng)障礙度增長(zhǎng)值均大于 5.5。而土地生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)障礙度下降程度較大，降幅最小的橫山區(qū)下降數(shù)值為6.47，降幅最大的靖邊縣下降數(shù)值高達(dá)36.07。(3)從指標(biāo)層障礙度看，各縣(市、區(qū))的主要障礙因子障礙度排序不盡相同，主要障礙因子大體包括水土流失治理率、廢水處理率、節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重、有效灌溉面積比、耕地自然質(zhì)量平均等別、植樹(shù)造林種草面積。2014年障礙度上升的主要障礙因子包括單位面積廢水排放量、單位面積二氧化硫排放量、單位面積農(nóng)膜使用量及單位面積化肥施用量。

4.2 建議

榆林市各縣(市、區(qū))土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果差異較大，為改善榆林市土地生態(tài)質(zhì)量狀況，應(yīng)該對(duì)不同區(qū)域采取不同的措施。

(1)針對(duì)人均水資源量、有效灌溉面積比及植樹(shù)造林種草面積障礙度上升，人均沙地面積較大、水土流失嚴(yán)重的地區(qū)，繼續(xù)實(shí)行退耕還林還草，增加植樹(shù)造林種草面積，對(duì)禁牧效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，對(duì)社會(huì)公布濫伐林木、違規(guī)放牧舉報(bào)電話(huà)；引入先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水利等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用；加大水土保持、水土流失綜合治理力度及人為破壞的執(zhí)法力度，引進(jìn)相關(guān)人才并建立水土保持科研隊(duì)伍，對(duì)水土流失情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；嚴(yán)格控制礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，繼續(xù)推進(jìn)礦區(qū)土地復(fù)墾，開(kāi)展污損土地整治。

(2)針對(duì)單位面積廢水排放量、單位面積二氧化硫排放量、單位面積農(nóng)膜使用量及單位面積化肥施用量障礙度加大的地區(qū)，引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的污染物處理技術(shù)及處理人才，加大污染物處理投入，按不同行業(yè)及企業(yè)的實(shí)際情況設(shè)定其廢水循環(huán)使用量；提升并嚴(yán)格約束廢水、廢氣、固廢排放標(biāo)準(zhǔn)，提高污染嚴(yán)重產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻，加大執(zhí)法力度，對(duì)排污企業(yè)進(jìn)行突擊檢查，凡2次以上檢查不合格的企業(yè)需接受罰金加倍處理，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)落后、污染物排放嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)的企業(yè)按具體情況進(jìn)行無(wú)限期停產(chǎn)整改甚至淘汰；推行環(huán)保耕作方式(如秸稈還田)；宣傳、普及農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)(如測(cè)土配方施肥)，提升農(nóng)藥、化肥使用效率，制定獎(jiǎng)懲措施鼓勵(lì)增加有機(jī)肥的使用及農(nóng)膜的回收；邀請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家入村進(jìn)行宣傳教育、答疑解惑，提高廣大群眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

(3)針對(duì)節(jié)能環(huán)保支出占GDP比重普遍較低的狀況，推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)同步、可持續(xù)發(fā)展，以政策、法規(guī)的形式對(duì)節(jié)能環(huán)保支出的增長(zhǎng)幅度或?qū)?jié)能環(huán)保支出占GDP的比重進(jìn)行明確；提高排污費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大收費(fèi)范圍，抑制個(gè)別企業(yè)“寧繳費(fèi)不治理”的現(xiàn)象；增強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度，加大資金投入，引進(jìn)并推廣污染物處理新技術(shù)、新設(shè)備；嚴(yán)格控制專(zhuān)款專(zhuān)用，加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保支出監(jiān)測(cè)，適當(dāng)降低節(jié)能環(huán)保支出在城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的使用，將其更多地投入到污染物治理及污染物處理新技術(shù)、新設(shè)備的引進(jìn)方面。