基于PSR模型與物元模型的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)

劉艷芳 明立彩+孔雪松

摘要：以湖北省大冶市為例，運(yùn)用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型構(gòu)建土地生態(tài)安全指標(biāo)體系，熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，PSR模型與物元方法相結(jié)合評(píng)價(jià)資源枯竭型城市土地生態(tài)安全現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果表明：（1）基于PSR模型的指標(biāo)體系能夠更準(zhǔn)確地表明系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系，物元分析方法能揭示單個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分異信息和綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的中間信息，PSR模型與物元方法的結(jié)合能更好地評(píng)價(jià)土地生態(tài)安全。（2）1996—2010年湖北省大冶市土地生態(tài)安全水平較低，呈現(xiàn)“M”形發(fā)展趨勢(shì)，等級(jí)關(guān)聯(lián)度較弱有下降趨勢(shì)；（3）建設(shè)用地占用耕地面積比重、人均生活用水量、單位土地面積廢水排放量、水土協(xié)調(diào)度等指標(biāo)對(duì)湖北省大冶市土地生態(tài)安全水平提升有很大的影響；結(jié)合大冶市土地利用現(xiàn)狀，要積極開展農(nóng)村土地整治，減少建設(shè)用地占用耕地面積，提高水土協(xié)調(diào)度，規(guī)劃工礦廢棄地復(fù)墾，促進(jìn)土地生態(tài)系統(tǒng)安全狀況改善。

關(guān)鍵詞：土地生態(tài)安全；物元分析；PSR模型；大冶市

中圖分類號(hào)： X144文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）05-0271-06

作者簡(jiǎn)介：劉艷芳（1959—），女，湖北武漢人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事土地資源管理及地理信息應(yīng)用工程研究。E-mail：yfliu610@163.com。

通信作者：明立彩，碩士研究生，主要從事區(qū)域規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)地理研究。E-mail：595699093@qq.com。

[ZK）]

土地是自然界最寶貴的自然資源之一，是我們?nèi)祟愘囈陨婧桶l(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著近代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及人口的急劇增加，人類對(duì)土地的需求量日益加大[1]。另外，加速的工業(yè)化與城市化使得土地利用強(qiáng)度不斷加劇，并且傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，使得農(nóng)藥化肥大量使用，土壤養(yǎng)分含量發(fā)生變化，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)生物、生態(tài)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)遭到了空前的沖擊與破壞，某些破壞已經(jīng)達(dá)到甚至超過土地資源的生態(tài)承載能力，而土地資源的生態(tài)破壞反過來又影響到區(qū)域乃至一個(gè)國(guó)家人類的健康生活和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[2]。同時(shí)，土地生態(tài)安全作為生態(tài)安全的基石，是實(shí)現(xiàn)糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全與社會(huì)安全的基礎(chǔ)和保障，涉及國(guó)家的長(zhǎng)治久安[3]。在土地利用與環(huán)境變化、土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)等研究逐漸深入的背景下，生態(tài)安全研究已成為土地資源可持續(xù)利用研究的前沿課題。因此，土地生態(tài)安全研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義[4]。

土地生態(tài)安全是生態(tài)安全和國(guó)家生態(tài)安全的一個(gè)重要方面，是人類生存環(huán)境處于健康可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)，具體指一定時(shí)空范圍內(nèi)，通過對(duì)土地資源的合理利用和管理，使土地生態(tài)系統(tǒng)能夠保持其結(jié)構(gòu)與功能不受威脅或少受威脅的健康、平衡的狀態(tài)，并能夠?yàn)楸Ｕ先祟惿鐣?huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定、均衡、充裕的自然資源，從而能夠維持土地自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)復(fù)合體長(zhǎng)期協(xié)調(diào)發(fā)展[5]?？梢?，生態(tài)安全具有持續(xù)性、穩(wěn)定性、長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，是一種資源環(huán)境狀態(tài)，它既要求生態(tài)環(huán)境自身處于良性循環(huán)之中，又要求資源、環(huán)境狀態(tài)滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，同時(shí)保持資源環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系相協(xié)調(diào)。土地生態(tài)安全受自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多因素影響，這些因素之間又相互作用和制約，并且土地生態(tài)安全在一定程度上制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

目前，我國(guó)的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究正由定性研究向定量研究發(fā)展，并已落實(shí)到區(qū)域，呈現(xiàn)出以空間尺度為主流、時(shí)間尺度為支流、區(qū)域土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)為核心，輔以流域和國(guó)家安全評(píng)價(jià)的研究格局[7]。主要研究有土地生態(tài)安全內(nèi)涵[8]、土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[9]、土地生態(tài)安全預(yù)警[10]、土地生態(tài)安全設(shè)計(jì)研究等[11]，研究區(qū)域主要集中選在東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，對(duì)于中部地區(qū)資源枯竭型城市的研究比較少，且指標(biāo)體系不夠完善，評(píng)價(jià)方法比較單一，多采用綜合評(píng)價(jià)法，存在一定的不足：（1）綜合評(píng)價(jià)方法，先主觀確定土地生態(tài)安全等級(jí)取值范圍并劃分若干等級(jí)，然后測(cè)算評(píng)價(jià)對(duì)象的土地生態(tài)安全水平綜合分值，最后根據(jù)評(píng)價(jià)綜合分值歸等定級(jí)，主觀性較強(qiáng)[12]；（2）將分散的信息通過模型集成，再進(jìn)行綜合分值歸等定級(jí)來評(píng)價(jià)研究對(duì)象的土地生態(tài)安全綜合水平，不能有效識(shí)別指標(biāo)與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的隸屬程度，容易遺漏單個(gè)指標(biāo)之間的評(píng)價(jià)信息[13]；土地生態(tài)安全是推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化的重要內(nèi)容之一，湖北省大冶市是國(guó)家首批資源枯竭型城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)試點(diǎn)，是湖北省城鄉(xiāng)一體化試點(diǎn)市，建設(shè)發(fā)展與生態(tài)安全保護(hù)矛盾突出。本研究以大冶市為例，運(yùn)用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（PSR）模型綜合考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境構(gòu)建土地生態(tài)安全指標(biāo)體系，熵權(quán)模型確定指標(biāo)權(quán)重[14]，并引入物元分析法[15]對(duì)土地生態(tài)安全進(jìn)行實(shí)證研究，綜合評(píng)價(jià)大冶市1996—2010年土地生態(tài)安全狀況與演化趨勢(shì)，診斷土地生態(tài)安全的制約因子以及生態(tài)安全狀況不斷得到改善的必要條件，為改善土地生態(tài)系統(tǒng)安全狀況、協(xié)調(diào)人地關(guān)系、促進(jìn)土地資源可持續(xù)利用提供一定的依據(jù)。

1研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)域概況

大冶市位于湖北省東南部，依托長(zhǎng)江，背靠湖北省武漢市，北連黃石市、鄂州市，南毗江西省九江市，西鄰咸寧市，東達(dá)安徽省安慶市，交通便利，是湖北省武鄂黃黃都市圈的重要組成城市，地跨29°40′～30°15′N、114°31′～115°20′E。西北與鄂州市為鄰，東北與蘄春、浠水縣隔江相對(duì)，西南與武漢市、咸寧市毗鄰，東南與陽新縣接壤。距省會(huì)武漢市僅60 km。全市總面積1 566.3 km2，轄1個(gè)鄉(xiāng)、9個(gè)鎮(zhèn)、3個(gè)街道、1個(gè)國(guó)有農(nóng)場(chǎng)。大冶市礦藏資源豐富，是世界青銅文化發(fā)祥地，中國(guó)礦冶名城，“冶金腹地”的“銅都”大冶，素有“百里黃金地，江南聚寶盆”之美譽(yù)，是全國(guó)六大銅礦基地基之一、十大鐵礦基地之一，硅灰石儲(chǔ)量世界第一，其礦產(chǎn)開發(fā)史可上溯到 3 000 多年前。大冶市是一個(gè)典型的資源枯竭型城市，如何做好工礦廢棄地復(fù)墾利用試點(diǎn)、承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是當(dāng)前發(fā)展的重中之重。

1.2研究區(qū)數(shù)據(jù)來源