周 飛,郭良珍,陳士銀,吳雪彪
(廣東海洋大學農(nóng)學院,廣東湛江 524088)
生態(tài)安全是整個生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的核心和基礎(chǔ)。自20世紀50年代以來,隨著經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化進程的加快,環(huán)境污染與生態(tài)破壞日益嚴重,溫室效應(yīng)、水土流失、土壤沙化、洪澇災(zāi)害、森林減少、草場退化、大氣污染、水污染等生態(tài)環(huán)境問題嚴重威脅著人類的生存和發(fā)展。當前生態(tài)安全引起了國際社會的高度關(guān)注,成為學術(shù)界研究的前沿任務(wù)和重要領(lǐng)域[1]。
生態(tài)安全由資源安全、生物安全和環(huán)境安全等組成[2]。土地資源是十分寶貴的自然資源,是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。土地資源生態(tài)安全是生態(tài)安全的重要方面。土地資源生態(tài)安全是指土地資源所處的生態(tài)環(huán)境處于一種不受或少受威脅與破壞的健康、平衡的狀態(tài)[3-4]。在這種狀態(tài)下,土地生態(tài)系統(tǒng)不僅能夠維持其結(jié)構(gòu)和功能的完整性,而且其提供的服務(wù)能滿足人類的生存需要。因此,土地資源生態(tài)安全是區(qū)域生態(tài)安全的基礎(chǔ)和保證,它關(guān)系到區(qū)域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。然而,隨著我國工業(yè)化、城市化進程不斷加快,我國土地利用的范圍不斷擴大,強度不斷增加,人地矛盾日益突出。同時,由于人們對土地資源的不合理開發(fā)利用和掠奪式經(jīng)營,我國土地生態(tài)環(huán)境急劇惡化,出現(xiàn)了一系列土地資源生態(tài)問題,嚴重威脅著我國土地資源生態(tài)安全。在這樣的背景下,土地資源生態(tài)安全成為當前土地資源可持續(xù)利用的前沿課題[5]。
土地資源生態(tài)安全評價是土地資源生態(tài)安全研究的重要內(nèi)容,也是構(gòu)建土地利用安全格局的基礎(chǔ)[6]。國內(nèi)學者對此進行了較多研究??v觀這些研究,可以發(fā)現(xiàn)學者們在評價方法上進行了有益的探索,采用了包括綜合指數(shù)法、物元模型法、主成分分析法和灰色關(guān)聯(lián)法等方法,但在評價指標體系方面,多是從影響土地資源生態(tài)安全的自然、經(jīng)濟和社會三個方面構(gòu)建評價指標體系,而較少基于PSR(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))模型構(gòu)建指標體系;在評價尺度方面,主要采用了宏觀和靜態(tài)評價,缺乏區(qū)域尺度的動態(tài)分析[7-15]。
本文以湛江市為研究區(qū)域,基于PSR模型構(gòu)建土地資源生態(tài)安全評價指標體系,對1996-2008年湛江市土地資源生態(tài)安全狀況進行評價,并分析其限制因素,以期為區(qū)域土地利用決策提供科學依據(jù)。
湛江市是全國14個沿海開放城市之一,位于廣東省西南部,東南西三面環(huán)海,地理范圍在東經(jīng)109°41′-110°58′,北緯 20°07′-21°57′。東臨南海與電白縣相鄰,南隔瓊州海峽與海南省相望,西瀕北部灣,北接化州市與廣西壯族自治區(qū)。行政區(qū)域包括徐聞、遂溪 2個縣,雷州、廉江、吳川3個縣級市,赤坎、霞山、坡頭、麻章4個縣級區(qū)及湛江市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、東海島經(jīng)濟開發(fā)試驗區(qū),土地總面積13 225.4 km2。2008年全市總?cè)丝?53.88萬人,其中農(nóng)業(yè)人口475萬人,非農(nóng)業(yè)人口278.88萬人。人口密度為570人/km2。2008年國內(nèi)生產(chǎn)總值1 048.66億元,其中第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值230.66億元,第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值497.07億元,第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值320.93億元。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為22.0∶47.4∶30.6,人均國內(nèi)生產(chǎn)總值 15 297元/人。地貌以平原為主,平原占66%,山區(qū)占3.4%,丘陵占30.6%。地勢北高南低,中間高,東西略低,北部多丘陵,南部和東部多為30~80 m的臺地、平原。氣候?qū)贌釒ШQ笮约撅L氣候,終年受海洋氣候調(diào)節(jié),夏無酷暑冬無嚴寒。年平均氣溫22.8~23.4℃,年平均日照時1 817.7~2 106.0 h,年平均降雨量在1 417~1 802 mm。全市海岸線長達1 556 km,占廣東省海岸線的46%,占全國的10%。湛江市擁有豐富的熱帶、亞熱帶作物資源,是全國主要的糖蔗、水果、蔬菜、林木、熱帶作物生產(chǎn)基地和海養(yǎng)對蝦、珍珠基地。
研究數(shù)據(jù)主要涉及區(qū)域生態(tài)環(huán)境、土地利用和社會經(jīng)濟發(fā)展三個方面,主要來源于湛江統(tǒng)計年鑒(1997-2009年)、廣東統(tǒng)計年鑒(2009年)、湛江市環(huán)境狀況公報(1996-2008年)、湛江市土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)(1996-2008年)。
評價指標體系是土地資源生態(tài)安全評價的基礎(chǔ),也是評價結(jié)果是否準確和合理的關(guān)鍵。土地生態(tài)系統(tǒng)是人工自然復合生態(tài)系統(tǒng),土地資源生態(tài)安全評價指標體系必須涵蓋土地生態(tài)系統(tǒng)的自然、社會和經(jīng)濟等方面。PSR模型最早是經(jīng)濟合作組織(OECD)為了評價世界環(huán)境狀況提出并建立的,其基本思想是人類活動給環(huán)境施加“壓力”,改變了環(huán)境的“狀態(tài)”,人類社會通過環(huán)境、經(jīng)濟政策對這些變化作出“響應(yīng)”[16]。PSR模型揭示了人類活動與環(huán)境影響之間的鏈式關(guān)系。因此,本文基于PSR模型,遵循指標選擇的科學性、全面性、可比性、可操作性等原則,參考相關(guān)研究成果,考慮研究區(qū)域的具體情況,選取了26項指標構(gòu)建湛江市土地資源生態(tài)安全評價指標體系(見表1)。
多指標的綜合評價,指標權(quán)重的確定是整個評價過程的關(guān)鍵。本文采用層次分析法確定指標權(quán)重:先對各指標兩兩比較重要程度而逐層進行判斷打分,構(gòu)造判斷矩陣;然后用方根法求得最大特征根對應(yīng)的特征向量,得到各指標的權(quán)重;最后檢驗是否具有滿意的一致性。各指標權(quán)重計算結(jié)果見表1。
評價指標基準值是衡量該指標是否達到土地資源生態(tài)安全基本要求的評價基準。本文在確定評價指標基準值時,遵循以下原則:對于那些已有國際公認值或國內(nèi)公認值的指標,直接采用國際公認值或國內(nèi)公認值作為基準值;對于那些尚無國際公認值或國內(nèi)公認值的指標,根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況,采用廣東省平均值作為基準值。各指標基準值確定結(jié)果見表1。
表1 湛江市土地資源生態(tài)安全評價指標體系
根據(jù)評價指標與土地資源生態(tài)安全的關(guān)系,將評價指標的安全趨向性分為正向和負向。安全正向性指標即指標值越大越安全,安全負向性指標即指標越小越安全。
假設(shè)Xi為第i個評價指標的實際值,Si為第i個評價指標的基準值,Pi為第i個評價指標的安全指數(shù),則:
(1)正安全趨向性指標:當Xi≥Si時,Pi=1;當Xi<Si時,Pi=Xi/Si。(2)負安全趨向性指標:當Xi≤Si時 ,Pi=1;當Xi>Si時 ,Pi=Si/Xi。
鑒于篇幅有限,各評價指標的安全指數(shù)表略。
評價指標體系的每一項指標,只是從不同的方面反映土地資源生態(tài)安全狀況。若要全面反映其綜合狀況,還必須對指標進行綜合計算。根據(jù)確定的指標權(quán)重和安全指數(shù),采用線性加權(quán)方法計算湛江市土地資源生態(tài)安全綜合值,其計算公式為
式中:T——土地資源生態(tài)安全綜合值;Pi——各指標安全指數(shù);Wi——各指標權(quán)重.
根據(jù)土地資源生態(tài)安全綜合值的大小,將評價結(jié)果劃分為非常安全、較安全、臨界安全、較不安全和極不安全5個等級。其中,T≥0.9為安全,0.7≤T<0.9為較安全,0.6≤T<0.7為臨界安全,0.4≤T<0.6為較不安全,T<0.4為極不安全。
根據(jù)前述評價方法,計算出湛江市土地資源生態(tài)安全綜合值(見表2)。1996-2008年湛江市土地資源生態(tài)安全綜合值呈穩(wěn)步增加趨勢,由1996年的0.658 9增加到 2008年的0.703 3,增加了 0.044 4。雖然增加幅度不大,但土地資源生態(tài)安全綜合狀況卻發(fā)生了變化,2006年前土地資源生態(tài)安全綜合狀況一直處于“臨界安全”,2007年上升為“較安全”,2008年穩(wěn)定在“較安全”。壓力子系統(tǒng)生態(tài)安全值總體呈增加趨勢,由1996年的0.549 4增加到 2008年的0.627 1,增加了0.077 7,但需引起注意的是,2008年壓力子系統(tǒng)生態(tài)安全值與2007年相比出現(xiàn)了較明顯下降。壓力子系統(tǒng)生態(tài)安全狀況發(fā)生了變化,1996-2003年壓力子系統(tǒng)生態(tài)安全狀況處于“較不安全”,2004-2008年上升為“臨界安全”。狀態(tài)子系統(tǒng)生態(tài)安全值總體呈下降趨勢,由1996年的0.832 1下降到2008年的0.785 2,下降了 0.046 9。2002年前狀態(tài)子系統(tǒng)生態(tài)安全值一直趨于下降,2002年后趨于不穩(wěn)定,呈現(xiàn)3年上升3年下降的趨勢。狀態(tài)子系統(tǒng)生態(tài)安全狀況未發(fā)生變化,一直處于“較安全”。響應(yīng)子系統(tǒng)生態(tài)安全值呈逐年增加趨勢,由 1996年的0.522 2增加到2008年的0.669 2,增加了0.147 0。響應(yīng)子系統(tǒng)生態(tài)安全狀況發(fā)生了變化,2000年前處于“較不安全”,2000年后上升為“臨界安全”。
表2 1996-2008年湛江市土地資源生態(tài)安全評價結(jié)果
結(jié)合各指標的安全指數(shù),分析影響湛江市土地資源生態(tài)安全的限制因素。
壓力子系統(tǒng)各評價指標中,單位土地面積工業(yè)廢水承載量、單位土地面積工業(yè)廢氣承載量、單位土地面積工業(yè)固體廢物承載量的安全指數(shù)始終穩(wěn)定在1,其安全狀況均一直處于“非常安全”。人均GDP、城市化水平的安全指數(shù)增加幅度較大,分別比1996年增加了0.412 3,0.261 7,其安全狀況均由“極不安全”上升為“臨界安全”。人口密度的安全指數(shù)逐年下降,其安全狀況一直處于“極不安全”。人口增長率的安全指數(shù)呈波浪狀增長趨勢,2007年達到最大,但2008年又出現(xiàn)了明顯下降,這是導致2008年壓力子系統(tǒng)生態(tài)安全值下降的主要原因。人口密度的安全狀況除2004年、2007年處于“臨界安全”外,其余年份處于“較不安全”或“極不安全”。單位耕地面積化肥負荷的安全指數(shù)逐年下降,其安全狀況由“較不安全”下降為“極不安全”。單位耕地面積農(nóng)藥負荷的安全指數(shù)在2005年前穩(wěn)定在1,2005年后略有下降,其安全狀況一直處于“非常安全”。由此可見,壓力子系統(tǒng)的主要限制因素是人口增長和不合理的化肥施用。
狀態(tài)子系統(tǒng)各評價指標中,土地墾殖率和水土流失率的安全指數(shù)始終穩(wěn)定在1,其安全狀況均一直處于“非常安全”。旱地面積比重的安全指數(shù)略有增加,建設(shè)用地面積比重的安全指數(shù)略有下降,其安全狀況均一直處于“較安全”。森林覆蓋率的安全指數(shù)先下降后上升,1996-2002處于下降期,2003-2008年處于上升期,其安全狀態(tài)在“較不安全”與“臨界安全”間徘徊。人均耕地面積的安全指數(shù)逐年下降,比1996年下降了0.212 5,下降幅度居所有指標之首,其安全狀況由“非常安全”下降為“較安全”。灌溉保證率、旱澇保收率的安全指數(shù)變化幅度不大,但總體水平較低,其安全狀況分別一直處于“較不安全”、“極不安全”。糧食單產(chǎn)的安全指數(shù)波動幅度較大,在0.742 5~1之間波動,2003年、2005年的安全指數(shù)達到高峰,但2008年又下降到最低,這是導致2002年后壓力狀態(tài)子系統(tǒng)生態(tài)安全值不穩(wěn)定的主要原因。糧食單產(chǎn)的生態(tài)安全狀況除2003年、2005年處于“非常安全”外,其余年份處于“較安全”。由此可見,狀態(tài)子系統(tǒng)的主要限制因素是耕地面積不斷減少、森林覆蓋率較低和農(nóng)田水利設(shè)施差。
響應(yīng)子系統(tǒng)各評價指標中,工業(yè)廢水排放達標率、固體廢物綜合利用率、環(huán)保治理投資占GDP比例的安全指數(shù)穩(wěn)步增加,分別比 1996年增加了0.166 0,0.272 7,0.153 4。工業(yè)廢水排放達標率、環(huán)保治理投資占GDP比例的安全狀況均由“臨界安全”上升為“較安全”,固體廢物綜合利用率的安全狀況由“臨界安全”上升為“非常安全”。農(nóng)民人均純收入的安全指數(shù)增加幅度較大,比 1996年增加了0.384 4,其安全狀況由“極不安全”上升為“臨界安全”。第三產(chǎn)業(yè)比重的安全指數(shù)先上升后下降,1996-2002年處于上升期,2003-2008年處于下降期,其安全狀況由“較安全”上升為“非常安全”后又下降為“較安全”。每千人擁有衛(wèi)生科技人員數(shù)的安全指數(shù)先上升后下降再上升,總體略有下降,其安全狀況一直處于“較不安全”。每萬人大中專以上人數(shù)、每萬人從事科技活動人數(shù)的安全指數(shù)雖逐年增加,但仍處于較低水平,其安全狀況均一直處于“極不安全”??梢?響應(yīng)子系統(tǒng)的限制因素是第三產(chǎn)業(yè)比重偏低和教育科技發(fā)展滯后。
本文基于PSR模型構(gòu)建了土地資源生態(tài)安全評價指標體系,對1996-2008年湛江市土地資源生態(tài)安全狀況進行了評價,并結(jié)合各評價指標的安全指數(shù),分析了影響湛江市土地資源生態(tài)安全的限制因素。結(jié)果表明:
(1)1996-2008年,湛江市土地資源狀態(tài)子系統(tǒng)總體狀況較好,其生態(tài)安全等級一直屬于“較安全”,但其生態(tài)安全值出現(xiàn)了下降,說明狀態(tài)子系統(tǒng)處于緩慢退化之中。壓力子系統(tǒng)和響應(yīng)子系統(tǒng)的生態(tài)安全值呈增加趨勢,說明該兩個子系統(tǒng)處于逐步改善之中,但總體狀況較差,其生態(tài)安全等級均僅由“較不安全”上升為“臨界安全”。因此,湛江市土地資源生態(tài)安全綜合狀況一般,其生態(tài)安全等級經(jīng)過多年發(fā)展,才勉強達到“較安全”。
(2)人口增長和不合理的化肥施用是湛江市土地資源壓力子系統(tǒng)的主要限制因素,耕地面積不斷減少、森林覆蓋率較低和農(nóng)田水利設(shè)施差是狀態(tài)子系統(tǒng)的主要限制因素,第三產(chǎn)業(yè)比重偏低和教育科技發(fā)展滯后是響應(yīng)子系統(tǒng)的主要限制因素。
可見,要提高湛江市土地資源生態(tài)安全水平,必須在阻止其狀態(tài)子系統(tǒng)進一步退化的同時,減輕壓力子系統(tǒng)的壓力和增強響應(yīng)子系統(tǒng)的響應(yīng)能力。為此,應(yīng)采取以下措施:
(1)認真落實《湛江市建設(shè)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)、生態(tài)文明的科學發(fā)展試點市行動綱要》。2007年12月,廣東省委書記汪洋在湛江考察調(diào)研時,提出了“建設(shè)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)、生態(tài)文明的科學發(fā)展試點市”的戰(zhàn)略目標,為湛江的發(fā)展指明了方向。要認真落實《湛江市建設(shè)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)、生態(tài)文明的科學發(fā)展試點市行動綱要》,通過統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展,建設(shè)生態(tài)文明,促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善,實現(xiàn)經(jīng)濟振興與生態(tài)環(huán)境良性互動。
(2)控制人口增長,提高人口素質(zhì)。湛江市是一個人口大市。人口密度過大、人口增長率過高使人口對土地資源的壓力不斷加大。必須嚴格執(zhí)行計劃生育政策,降低人口出生率,使人口增長與經(jīng)濟增長相適應(yīng)。同時要努力提高人口素質(zhì),不斷改善人口結(jié)構(gòu),合理引導人口分布。
(3)運用生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù),減少化肥施用量。湛江市單位耕地化肥負荷達到892 kg/hm2,是國際公認值的3.57倍。要通過各種方式宣傳生態(tài)農(nóng)業(yè)理念,鼓勵農(nóng)民發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè);因地制宜推廣農(nóng)業(yè)生態(tài)模式,促進農(nóng)業(yè)廢棄物無害化、資源化綜合利用。要增施有機肥、生物肥,實行用地養(yǎng)地結(jié)合,提高土壤肥力水平;推廣測土配方技術(shù),科學確定化肥的種類與施用量,提高化肥的利用率。
(4)進一步加強耕地保護,確保耕地總量動態(tài)平衡。1996-2008年,湛江市耕地減少了3.07萬hm2,而人口增加了137.86萬,人地矛盾日益加劇。要認真落實耕地保護責任制,加強目標考核;強化土地利用規(guī)劃和土地利用計劃管理,嚴格控制建設(shè)用地規(guī)模;加大土地開發(fā)整理力度,做好利用園地、山坡地開發(fā)補充耕地工作。
(5)加強植樹造林,提高森林覆蓋率。森林是改善生態(tài)環(huán)境的重要因素。要以提高森林覆蓋率為中心,堅持適地適樹原則,不斷優(yōu)化林業(yè)結(jié)構(gòu),打造“綠色湛江,生態(tài)湛江”[17]。
(6)完善農(nóng)田水利設(shè)施,提高水資源利用率。湛江市是歷史性的干旱地區(qū)。其干旱的主要原因是降雨的季節(jié)分配不均,同時河流的短淺且獨流入海的暴流性導致河川徑流的80%無法利用[18]。要加大農(nóng)田水利設(shè)施投入,不斷完善農(nóng)田水利設(shè)施,增強抗旱排澇的能力。同時要大力推廣噴灌、滴灌、微灌等節(jié)水灌溉技術(shù),提高水資源利用率。
(7)加快發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè),提高第三產(chǎn)業(yè)比重。目前湛江市正面臨著跨越式發(fā)展機遇,隨著鋼鐵基地、中科煉化等項目落戶湛江,湛江市將進入重化工業(yè)發(fā)展期。在這種情況下,如果第三產(chǎn)業(yè)還不加快發(fā)展,勢必會更加滯后。要重點發(fā)展濱海休閑特色旅游,大力發(fā)展金融、物流、會展、科技和中介等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),培育房地產(chǎn)、信息、文化、體育、醫(yī)療保健等新興服務(wù)業(yè)。
(8)加大教育科技投入,提升教育科技水平。教育方面,在加快普及高中階段教育的基礎(chǔ)上,大力發(fā)展中等職業(yè)教育,把湛江建設(shè)成為粵西的職業(yè)教育基地。科技方面,要加強產(chǎn)學研結(jié)合,鼓勵自主創(chuàng)新,加強人才交流與培養(yǎng),促進科技成果轉(zhuǎn)化。
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