基于PSR模型的太原市土地資源生態(tài)安全評價

馬耘秀，董翼駒

（山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院，山西太谷030801）

基于PSR模型的太原市土地資源生態(tài)安全評價

馬耘秀，董翼駒

（山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院，山西太谷030801）

以太原市作為研究對象，利用壓力—狀態(tài)—響應（PSR）模型，以國家土地資源安全評價應用性評估指標體系為基礎，建立了土地資源生態(tài)安全評價指標體系，并對太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全水平進行了評價。結果表明，2006—2012年太原市土地資源生態(tài)安全水平基本處于較不安全的狀態(tài)；生態(tài)環(huán)境、人文社會壓力是影響太原市土地資源安全壓力重要的因素，而太原市的響應力度不夠，土地資源的壓力仍有增長的趨勢，政府必須采取更多適當?shù)氖侄魏驼邅肀Ｗo土地資源。針對評價結果和影響因素分析結果提出了相應的安全對策。

土地資源；生態(tài)安全；評價；太原市

近年來，隨著城市化進程的加快，城郊大量優(yōu)質耕地被建設用地占用，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，使得本就不穩(wěn)定的人工城市生態(tài)系統(tǒng)更加脆弱，成為制約城市進一步發(fā)展的絆腳石[1]。太原市是山西省的省會，是新中國成立初期重要工業(yè)基地之一。新中國成立以來，太原市工農業(yè)不斷發(fā)展，經濟快速增長，但同時，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，限制了太原市進一步向現(xiàn)代化、國際化大都市邁進的進程。

本研究對太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全進行了動態(tài)評價，以期了解太原市生態(tài)安全的安全現(xiàn)狀、動態(tài)變化和發(fā)展趨勢，為維護太原市土地資源安全、土地資源生態(tài)系統(tǒng)健康運行、人地關系協(xié)調提供積極的現(xiàn)實意義和指導作用。

1 研究方法

運用熵值法確定各評價指標的權重，運用綜合評價法計算研究區(qū)的土地資源生態(tài)安全水平。采用定性描述與定量評價相結合、靜態(tài)分析與動態(tài)分析相互補充、橫向與縱向對比等方法對區(qū)域土地資源生態(tài)安全進行評價。

2 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于：2006—2012年太原市國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報；2006—2012年山西省統(tǒng)計年鑒；2006—2012年太原市統(tǒng)計年鑒；相關的研究文獻資料等。

3 太原市土地資源生態(tài)安全評價

3.1 太原市土地資源生態(tài)安全評價指標體系

采用生態(tài)系統(tǒng)健康定量評價模型“壓力—狀態(tài)—響應”（Pressure-State-Response）模型，簡稱PSR模型[2]。該模型使用壓力—狀態(tài)—響應這一思維邏輯，體現(xiàn)了人類與環(huán)境間的相互作用關系：人類通過各種活動從自然環(huán)境中獲取生存與發(fā)展所必須的資源，同時又向環(huán)境排放廢棄物，對自然生態(tài)環(huán)境造成“壓力”，改變自然環(huán)境的“狀態(tài)”，而自然和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的變化又反過來影響人類的社會經濟活動，進而人類社會通過經濟政策、環(huán)境政策和部門政策對自然反饋的“狀態(tài)”做出“響應”，以減緩人類活動對自然和生態(tài)環(huán)境帶來的“壓力”，維持系統(tǒng)平衡。如此循環(huán)往復，構成了人類與環(huán)境間的“壓力—狀態(tài)—響應”關系[3]。把研究區(qū)域看作一個復合系統(tǒng)，從自然—經濟—社會角度出發(fā)，以國家土地資源安全評價應用性評估指標體系為基礎[4-6]，結合研究區(qū)實際情況，遵循指標選擇的全面性、科學性、簡潔性、可操作性等原則[7]，參考已有研究成果[8-9]，構建了太原市土地資源生態(tài)安全評價指標體系，該體系包含目標層、準則層、因素層和指標層（表1）。

表1 城市土地資源生態(tài)安全評價指標體系

3.2 太原市土地資源生態(tài)安全評價指標標準值的確定

表2 太原市土地資源生態(tài)安全評價指標標準值

標準值的設置主要考慮以下幾個方面：國家、行業(yè)和地方規(guī)定的標準；背景和底值標準；類比標準；趨勢外推標準[11]；科學研究已判定的生態(tài)效應程度。在此基礎上，結合太原市土地生態(tài)系統(tǒng)狀況的實際特點，根據(jù)各指標的特性和水平，選擇恰當?shù)臉藴?，并得到各個安全評價指標的標準值（表2）。表3是太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全評價各指標實際統(tǒng)計值。

表3 太原市2006—2012年土地資源生態(tài)安全評價各指標實際統(tǒng)計值

3.3 太原市土地生態(tài)資源安全評價

3.3.1 評價指標權重的確定 本研究擬采用客觀賦權熵值法[12-14]來確定評價指標的權重。

采用極差標準化法對原始數(shù)據(jù)進行處理，得到了指標的標準化值。正向生態(tài)安全指標為越大越安全。

負向生態(tài)安全指標為越小越安全，公式為：

式中，Xij和Yij分別為第i年第j指標的實際值和標準化值，Xjmax和Xjmin分別為第j項指標的最大值和最小值。

用熵值法確定各指標的權重，步驟如下。

定義Fij為各項指標下第i個被評價對象的指標值比例，則：

令Ej為第j項指標的熵值，則：

計算各項指標的權重Wj，即

其中，Wj為第j項指標的權重；Ej為第j項指標的熵值；m為研究期，為7；j為指標個數(shù)，為19。

3.3.2 指標權重評價結果 用上述方法確定各指標權重，結果如表4所示。

表4 太原市土地資源生態(tài)安全評價指標權重

3.3.3 評價指標無量綱化處理 對評價指標進行無量綱化處理，結果如表5所示。

3.3.4 土地生態(tài)安全綜合指數(shù)的計算 通過上述步驟，對各指標進行標準化處理并確定權重后，再利用以下公式計算土地生態(tài)安全綜合評價值。

其中，Pi為第i個評價區(qū)域的綜合評價值；Wj為第j個評價指標的權重值；Xj為第j個評價指標的無綱量化值。

根據(jù)以上方法，計算得出2006—2012年太原市土地資源生態(tài)安全指數(shù)（表6）。

3.3.5 判別分級 參考相關研究成果[15-16]，結合研究區(qū)域的實際情況，把城市土地生態(tài)安全確定為5級分級標準（表7）。

表5 太原市土地資源生態(tài)安全評價指標無量綱化結果

表6 太原市土地資源生態(tài)安全指數(shù)值

表7 城市土地資源生態(tài)系統(tǒng)安全分級

本研究根據(jù)建立的判別分級、實際標志值，以及人們對等級優(yōu)劣檔次的一般認知習慣，采用了非等間距方法，在安全指數(shù)評價與判別分級之間的等級關系給出關聯(lián)[17-19]（表8）。

3.3.6 太原市土地資源生態(tài)安全綜合等級結果把綜合評價結果與等級劃分相對應，得出太原市土地資源生態(tài)安全綜合等級情況（表9）。

從表9可以看出，在2006—2012年的連續(xù)7 a中，2006—2008年以及2011年太原市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)處于0.4～0.6之間，為較不安全狀態(tài)；2009，2010，2012年處于0.6～0.7之間，為一般安全狀態(tài)；7 a中安全水平最低的是2006年，水平最高的是2012年；從連續(xù)7 a來看，安全度逐步有好轉的趨勢，但整體水平仍然較低。

2009年之前，太原市土地資源生態(tài)安全狀況較差，生態(tài)系統(tǒng)結構受到干擾，土地生態(tài)環(huán)境遭到極大破壞，生態(tài)系統(tǒng)服務功能嚴重退化，生態(tài)環(huán)境問題顯著，生態(tài)災害時有發(fā)生，有待采取一定治理措施。進入2009年以后，土地生態(tài)安全狀況得以改善，一直到2012年，安全水平不斷提高。

表8 安全指數(shù)評價值與判別分級等級標準

表9 太原市土地資源生態(tài)安全綜合等級情況

4 結論與討論

本研究基于PSR框架結構，分目標層、準則層、因素層和具體指標共4個層次構建太原市土地資源生態(tài)安全評價量度的體系，能較全面地反映太原市土地生態(tài)安全狀況。

2006—2012年，太原市人口增長得到一定的控制，對于減輕土地壓力有一定幫助。森林覆蓋率、人均綠地面積和人均水資源量（水域面積）的增加，有利于太原市土地生態(tài)環(huán)境的維護。工業(yè)廢水、廢渣處理率的提高，也一定程度上反映了政府對土地生態(tài)環(huán)境保護的響應。但是，人均耕地面積不斷減少，給土地資源帶來了一定壓力。政府雖然制定了包括嚴格管制與有效利用相結合的資源保護策略、增量控制與存量擴容相結合的節(jié)約集約策略等土地資源保護政策，但政策實施效果不大，管理力度不夠，導致安全綜合指數(shù)的增長速度緩慢。

根據(jù)太原土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年），太原市確立了建設“新型工業(yè)基地、特色文化名城、現(xiàn)代宜居城市”的總體目標?？梢灶A見，在全球經濟一體化趨勢下，未來太原市產業(yè)升級步伐將逐步加快，人民收入和消費水平將進一步提高，經濟水平將不斷提高，社會、環(huán)境等各個領域將發(fā)生深刻的變化。這些都將為恢復、治理、改善生態(tài)環(huán)境提供有力支撐，太原市土地生態(tài)安全水平將進一步提高。但值得注意的是，隨著社會經濟發(fā)展，系統(tǒng)壓力也有增長的趨勢。因此，如何增強響應力度，從而應對更大的社會壓力，是土地資源生態(tài)安全水平不斷提高的關鍵所在。

［1］湯斌.進一步加強山西高速公路發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢：山西高速公路管理改革初探[J].中國公路，2003（20）：42-44.

［2］TONG C.Reviewon enviromental indicator research[J].Research on Environmental Science，2000，13（4）：53-57.

［3］李小玲.廣州市土地資源生態(tài)安全評價 [D].廣州：中山大學，2006：9-11.

［4］逯元堂.國家環(huán)境安全評估體系研究[D].北京：中國環(huán)境科學院，2004：20.

［5］左偉，王橋，王文杰，等.區(qū)域生態(tài)安全評價指標與標準研究[J].地理學與國土研究，2002，18（1）：67-71.

［6］謝花林，李波.城市生態(tài)安全評價指標體系與評價方法研究[J].北京師范大學學報：自然科學版，2004，40（5）：705-710.

［7］董瓊.高原湖泊杞麓湖流域土地利用變化及生態(tài)安全評價[D].北京：北京林業(yè)大學，2009：77.

［8］李玲.河南省土地生態(tài)安全評價研究[D].哈爾濱：東北農業(yè)大學，2014：15-17.

［9］鄧楚雄，丁兆運.欠發(fā)達山區(qū)土地資源生態(tài)安全評價研究：以湘西南武岡市為例[J].環(huán)境保護，2008，40（2）：49-52.

［10］陳百明.基于區(qū)域制定土地可持續(xù)利用指標體系的分區(qū)方案[J].地理科學進展，2001，20（3）：247-253.

［11］夏小梅.基于RS、GIS的山地城市土地利用/土地覆蓋變化及土地資源生態(tài)安全評價研究：以重慶市沙坪壩區(qū)為例[D].重慶：重慶師范大學，2010：30-31.

［12］謝季堅，劉承平.模糊數(shù)學方法及其應用[M].3版.武漢：華中科技大學出版社，2006：175-177.

［13］官冬杰，蘇維詞，周繼霞.重慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究[J].地域研究與開發(fā)，2007，26（4）：102-106.

［14］余健，房莉，倉定幫，等.熵權模糊物元模型在土地生態(tài)安全評價中的應用[J].農業(yè)工程學報，2012，28（5）：260-266.

［15］陳西蕊，張蓉珍.基于P-S-R模型的陜西省土地資源生態(tài)安全動態(tài)評價[J].南方農業(yè)學報，2011，42（2）：224-228.

［16］劉勇.區(qū)域土地資源可持續(xù)利用的生態(tài)安全評價研究 [D].南京：南京農業(yè)大學，2004：54-55.

［17］張超.基于GIS漢江流域中下游地區(qū)生態(tài)安全的評價 [D].武漢：華中師范大學，2009：35-36.

［18］張為義.基于土地資源生態(tài)安全的平壩縣土地利用結構優(yōu)化研究[D].武漢：華中農業(yè)大學，2007：36-47.

［19］張軍以，蘇維詞，張鳳太.基于PSR模型的三峽庫區(qū)生態(tài)經濟區(qū)土地生態(tài)安全評價 [J].中國環(huán)境科學，2011，31（6）：1039-1044.

Evaluation of the Land Resource Ecological Security in Taiyuan Based on PSR Model

MAYunxiu，DONGYiju
（College ofResources&Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Taking the national land resources security evaluation index system as the foundation,an ecological security evaluation index system is established to evalute the state of Taiyuan city as from 2006 to 2012 quantitatively and dynamically using the pressurestate-response（PSR）model evaluation.The results showthat the ecological securityofland resources in Taiyuan cityfrom2006 to2012 has been in a relatively unsafe condition.The ecological environment and human social pressure are the best important influence factors to the safety of land resources in Taiyuan city,and the response of Taiyuan city is not enough,so the pressure of land resources is still growing,and the government must take more appropriate measures and policies to protect land resources.Finally,according to the results ofthe evaluation and analysis ofthe impact factors,the correspondingsecuritymeasures are put forward.

land resource;ecological security;evaluation;Taiyuan city

F293.2

A

1002-2481（2016）06-0817-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.24

2015-12-21

馬耘秀（1979-），女，山西晉城人，講師，主要從事土地利用、資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究及教學工作。