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        基于PSR模型的汪清縣土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)研究

        2018-08-23 12:07:48李淑杰劉兆順邢麗娟李高行
        關(guān)鍵詞:汪清縣障礙因素土地利用

        郭 鑫,李淑杰,劉兆順,邢麗娟,李高行

        (吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,吉林 長春 130061)

        0 引言

        隨著人地矛盾愈演愈烈,如何科學(xué)合理地開發(fā)利用土地,使土地永續(xù)地提供收益引起了社會的廣泛關(guān)注。土地不僅具有經(jīng)濟(jì)功能,還融合了生態(tài)、環(huán)境等特殊功能,因此土地利用系統(tǒng)的健康對區(qū)域的和諧發(fā)展有著十分重要的影響。

        土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)主要包括對土地利用現(xiàn)狀、自然環(huán)境質(zhì)量狀況、政策管理水平狀況等,是對系統(tǒng)健康狀況的綜合診斷,但目前的評價(jià)指標(biāo)主要集中于資源、環(huán)境狀況,沒有將人類行為考慮其中;評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定多采用主觀確權(quán)法,常因選取專家的不同而存在較大的差異,使評價(jià)分析結(jié)果趨于不穩(wěn)定[1-5]。PSR模型在綜合考慮系統(tǒng)狀況的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)突出人為活動對土地的影響;熵值法則根據(jù)系統(tǒng)狀況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算權(quán)重,使評價(jià)結(jié)果更加貼近實(shí)際[6-10]。

        1 區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

        1.1 區(qū)域概況

        汪清縣位于吉林省東部,地處東經(jīng)129°51′~130°56′、北緯43°06′~44°03′之間,北與黑龍江省牡丹江市相鄰。汪清縣隸屬于吉林省延邊朝鮮族自治州,地處邊境地區(qū),距俄羅斯、朝鮮較近,距離分別為40和18 km。汪清縣縣域總面積達(dá)到8825.81 km2,位于吉林省第二,具有豐富的自然資源和較好的光熱條件,是重要的農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū),同時(shí)汪清縣屬長白山腹地林區(qū)縣,也是重要的生態(tài)綜合功能區(qū)域。

        1.2 數(shù)據(jù)來源

        數(shù)據(jù)主要來源于《汪清統(tǒng)計(jì)年鑒》(2008~2016年)、《延邊朝鮮族自治州統(tǒng)計(jì)年鑒》(2008~2016年)、《吉林省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2008~2016年)、汪清縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)以及2008~2016年汪清縣土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)等。

        2 研究方法

        2.1 評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

        PSR框架是由聯(lián)合國OECD和UNEP提出的[11-12],PSR框架針對人為活動對環(huán)境造成的壓力進(jìn)行分析;環(huán)境改變其性質(zhì)或自然資源的狀態(tài);人類社會對環(huán)境發(fā)生的變化做出相應(yīng)反應(yīng),以此來達(dá)到改善環(huán)境狀況的目的;它突出了系統(tǒng)壓力、狀態(tài)、響應(yīng)彼此之間的聯(lián)系,正是決策和制定措施的全過程[8]。

        建立基于PSR模型的土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)體系(表1),可以充分體現(xiàn)土地利用與社會發(fā)展的關(guān)系[6],為用地管理決策提供參考。

        表1 土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)體系及其標(biāo)準(zhǔn)值

        2.2 評價(jià)模型的建立

        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化處理 對評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[7],處理方式如下:

        2.2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定 本研究指標(biāo)權(quán)重值的確定采用改進(jìn)的熵值法,在計(jì)算時(shí),充分運(yùn)用對數(shù)和熵的概念,根據(jù)約束規(guī)則,對不能直接參與運(yùn)算的負(fù)值和極值進(jìn)行變換[9],通過計(jì)算最終確定汪清縣土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)權(quán)重值(表2),采用改進(jìn)的熵值法計(jì)算權(quán)重沒有加入評價(jià)人員的主觀信息,同時(shí)也消除了極端值對評價(jià)結(jié)果的綜合影響,比傳統(tǒng)熵值法更加可靠、有效[9]。

        2.2.3 計(jì)算綜合指數(shù) 通過計(jì)算土地利用系統(tǒng)健康綜合指數(shù),可以充分反映汪清縣土地利用系統(tǒng)健康整體狀況[10-11]:

        在式(3)中,Z表示土地利用系統(tǒng)健康綜合指數(shù);vi表示第i子系統(tǒng)權(quán)重,vij表示第i子系統(tǒng)第j項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值;n表示第i子系統(tǒng)的指標(biāo)個(gè)數(shù)。Z越靠近1,表示健康狀況越好[5]。

        表2 土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

        在參考國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)健康等級劃分的基礎(chǔ)上,將土地利用系統(tǒng)健康水平分為5個(gè)級別[5](表3)。

        表3 土地利用系統(tǒng)健康分級標(biāo)準(zhǔn)

        2.3 障礙因素診斷

        通過對分類及單項(xiàng)指標(biāo)的障礙度進(jìn)行計(jì)算,找出影響汪清縣土地利用系統(tǒng)健康水平的障礙因素[10、12],公式如下:

        Hi=∑hi

        (6)

        在式(4)~式(6)中,aij表示第i子系統(tǒng)第j項(xiàng)指標(biāo)與土地利用系統(tǒng)健康目標(biāo)值之間的差值;Wj表示第i子系統(tǒng)第j項(xiàng)指標(biāo)對總目標(biāo)的影響程度,即第i子系統(tǒng)第j項(xiàng)指標(biāo)對總目標(biāo)的權(quán)重vi×vij;hi、hj分別表示分類指標(biāo)和單項(xiàng)指標(biāo)的障礙度,是障礙診斷的最終結(jié)果。

        3 結(jié)果與分析

        根據(jù)計(jì)算,最終獲得汪清縣土地利用系統(tǒng)健康水平綜合及分類指標(biāo)評價(jià)結(jié)果(圖1)。

        圖1 汪清縣土地利用系統(tǒng)健康評價(jià)結(jié)果

        3.1 評價(jià)結(jié)果

        總體來看,2008~2016年汪清縣土地利用系統(tǒng)健康綜合指數(shù)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢,健康水平逐年好轉(zhuǎn)。綜合指數(shù)由2008年的0.5105上升到2016年的0.6039,年增長率達(dá)2.1228%。根據(jù)土地利用健康分級標(biāo)準(zhǔn)(表3),汪清縣健康級別由“臨界狀態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皝喗】怠?,評價(jià)結(jié)果顯示:近年來,汪清縣在大力發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)的同時(shí),不斷重視對土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作,增強(qiáng)了對工業(yè)廢氣物等廢棄污染物的治理力度,加大了對水土流失等自然災(zāi)害情況發(fā)生的預(yù)防工作,使得汪清縣的土地利用系統(tǒng)健康狀況不斷改善。

        3.2 分類指標(biāo)對比

        3.2.1 壓力指數(shù) 總體來看,汪清縣2008~2016年壓力指數(shù)呈現(xiàn)穩(wěn)定的態(tài)勢,從2008年的0.6132到2016年的0.6131,說明汪清縣土地利用系統(tǒng)壓力現(xiàn)狀情況穩(wěn)定,基本保持不變。根據(jù)壓力指數(shù)曲線的變化形狀可以將壓力指數(shù)分為4個(gè)階段:第一階段是2008~2010年,壓力指數(shù)處于穩(wěn)定上升階段,年均增長率為10.55%;第二階段是2011~2014年,壓力指數(shù)處于快速下降階段,年均遞減率為17.11%;第三階段為2014~2015年的迅速上升階段,年均增長率為12.36%;第四階段為2015~2016年,出現(xiàn)了小幅度下降,年均遞減率僅為2.35%。

        3.2.2 狀態(tài)指數(shù) 總體來看,汪清縣2008~2016年?duì)顟B(tài)指數(shù)呈現(xiàn)增長的趨勢,從2008年的0.6108增長到2016年的0.6728。由圖1可知,壓力指數(shù)在2008~2011年出現(xiàn)了波動,總體上呈下降趨勢,年均遞減率為5.22%;而后2012~2016年逐年上升,年均增長率為3.37%。

        3.2.3 響應(yīng)指數(shù) 總體來看,響應(yīng)指數(shù)在2008~2016年呈現(xiàn)出增長的態(tài)勢,其余年份均高于2008年,表明2008~2016年間汪清縣社會發(fā)展水平不斷提高,2016年響應(yīng)指數(shù)是2008年的2.04倍。從圖1中可以看出,響應(yīng)指數(shù)在2008~2010年間增長速度最快,年均增長率高達(dá)34.14%;2011~2015年間增長幅度較小,年均增長率僅為4.14%。

        3.3 障礙因素診斷

        3.3.1 主要障礙因素 依據(jù)障礙度模型,對阻礙汪清縣2008~2016年土地利用系統(tǒng)健康水平的障礙因素進(jìn)行了測算(表4)。2008年汪清縣土地利用系統(tǒng)健康水平提升的障礙因子主要體現(xiàn)在系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)響應(yīng)2個(gè)方面,具體包括農(nóng)民人均可支配收入、單位耕地農(nóng)業(yè)機(jī)械動力、教育投資強(qiáng)度、城市化水平、人口自然增長率等;2016年限制汪清縣土地利用系統(tǒng)健康水平提升的障礙因子主要集中在系統(tǒng)狀態(tài)與系統(tǒng)壓力2個(gè)方面,具體包括人均耕地面積、固定資產(chǎn)投資年增長率、森林覆蓋率、土地墾殖率、人均建設(shè)用地等。從2008~2016年間單項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢上看,人均建設(shè)用地面積、固定資產(chǎn)投資年增長率、森林覆蓋率的上升幅度較大。研究發(fā)現(xiàn)隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,汪清縣不斷提高固定資產(chǎn)投資總額的投入,但這種經(jīng)濟(jì)快速增長是以大量消耗土地資源為代價(jià)的,建設(shè)用地面積持續(xù)增長,雖然近年來汪清縣開始注重對城市土地內(nèi)涵的挖潛,但仍存在大量建設(shè)占用優(yōu)質(zhì)耕地現(xiàn)象,2016年汪清縣地均GDP僅為0.82萬元/hm2,與發(fā)達(dá)地區(qū)差距較大。

        3.3.2 分類指標(biāo)的障礙度 在單項(xiàng)指標(biāo)障礙度的前提下,通過計(jì)算得到分類指標(biāo)的障礙度(圖2)。從曲線總體情況上看,系統(tǒng)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)均表現(xiàn)為下降態(tài)勢。從具體數(shù)值上來看,2018年,系統(tǒng)壓力的障礙度最大,高達(dá)78.63%,其次是系統(tǒng)響應(yīng),系統(tǒng)狀態(tài)最??;從2009~2011年,系統(tǒng)狀態(tài)的障礙度最大,其次是系統(tǒng)壓力,最小的是系統(tǒng)響應(yīng),其中系統(tǒng)響應(yīng)在2010年達(dá)到最小值,為40.20%,系統(tǒng)狀態(tài)在2011年達(dá)到最大值,為75.33%,系統(tǒng)壓力在2011年達(dá)到最小值,為46.35%;2012~2013年,系統(tǒng)壓力障礙度最大,其次為系統(tǒng)狀態(tài),最小的是系統(tǒng)響應(yīng);在2014年,系統(tǒng)壓力障礙度最大,其次是系統(tǒng)響應(yīng),系統(tǒng)狀態(tài)最小,系統(tǒng)狀態(tài)障礙度在2014年達(dá)到最小值,為34.36%;2015~2016年,系統(tǒng)壓力障礙度最大,系統(tǒng)狀態(tài)位居第二位,系統(tǒng)響應(yīng)障礙度最小。從年均變化情況上來看,汪清縣2008~2016年系統(tǒng)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)的障礙度年均變化率分別為3.52%、0.67%和2.44%,由此可知,影響汪清縣土地利用系統(tǒng)健康的主要因素就是系統(tǒng)壓力,提高系統(tǒng)健康水平應(yīng)當(dāng)以加強(qiáng)系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)狀態(tài)為主。

        表4 汪清縣2008、2016年土地利用系統(tǒng)健康障礙度因素排序

        圖2 2008~2016年各分類指標(biāo)障礙度

        4 結(jié)論

        (1)通過對汪清縣2008~2016年的土地利用系統(tǒng)進(jìn)行健康評價(jià),評價(jià)結(jié)果顯示,汪清縣綜合指數(shù)由2008年的0.5105上升至2016年的0.6039,2016年綜合指數(shù)是2008年的1.18倍;壓力指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢,狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)都呈現(xiàn)上升趨勢,其中響應(yīng)指數(shù)的增長率最高,年均增長率達(dá)9.35%。

        (2)通過對影響汪清縣土地利用系統(tǒng)健康水平的主要障礙因素進(jìn)行了診斷,最終得出:系統(tǒng)壓力、狀態(tài)、響應(yīng)的障礙度年均變化率分別為3.52%、0.67%和2.44%,由此可知,影響汪清縣土地利用系統(tǒng)健康的主要因素就是系統(tǒng)壓力,應(yīng)從系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)狀態(tài)角度出發(fā)改善系統(tǒng)的健康狀況。

        (3)汪清縣土地利用程度較低、經(jīng)濟(jì)貧困的地區(qū),必須以土地利用系統(tǒng)健康的評價(jià)結(jié)果為依據(jù),堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),全面改良依賴土地及其他資源的經(jīng)濟(jì)增長模式;圍繞汪清縣戰(zhàn)略目標(biāo),結(jié)合縣域發(fā)展實(shí)際,以脫貧攻堅(jiān)為核心,立足綠水青山、生態(tài)發(fā)展,按照精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧的思路,進(jìn)一步整合資源、創(chuàng)新機(jī)制,重點(diǎn)發(fā)展綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè),打造長白山腹地綠色有機(jī)食品生產(chǎn)基地;改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況,加大對污染行為的監(jiān)管力度,努力協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)增長、土地保護(hù)和生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。

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