生態(tài)脆弱的民族地區(qū)土地可持續(xù)利用評價

王越 黃義忠 關(guān)玉龍

摘要：將云南省瀘水市72個行政村作為評價單元，從資源環(huán)境狀況、可持續(xù)利用策略、基礎(chǔ)設(shè)施狀況3個方面選取15個指標(biāo)構(gòu)建評價指標(biāo)體系，用熵權(quán)法、層次分析法結(jié)合確定指標(biāo)權(quán)重，采用加權(quán)指數(shù)法計算評價結(jié)果，使用ArcGIS、SPSS軟件完成數(shù)據(jù)與圖件的分析處理，并對瀘水市土地可持續(xù)利用狀況進(jìn)行評價。結(jié)果顯示，瀘水市的土地可持續(xù)利用狀況整體較好。再將72個評價單元以海拔和可持續(xù)利用狀況進(jìn)行分區(qū)，對不同分區(qū)制定差異性的土地可持續(xù)利用策略。最后對瀘水市整體的土地可持續(xù)利用提出對策。

關(guān)鍵詞：土地資源;生態(tài)環(huán)境脆弱;可持續(xù)利用;評價;瀘水市

中圖分類號： F301.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）08-0226-08

收稿日期：20200-07-15

基金項目：國家基金地區(qū)項目（編號：KKGD201721098）。

作者簡介：王 越（1995—），女，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，碩士研究生，主要從事土地利用與規(guī)劃研究。E-mail：843058413@qq.com。

通信作者：黃義忠，博士，副教授。主要從事土地資源管理與環(huán)境地質(zhì)研究。E-mail：hyizhong@163.com。

土地是人類賴以生存的自然基礎(chǔ)和物質(zhì)條件，社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、資源環(huán)境的發(fā)展也依賴于土地資源的可持續(xù)利用。土地可持續(xù)利用的思想首次在1990年國際可持續(xù)土地利用系統(tǒng)研討會上被正式提出后，相關(guān)學(xué)者從不同視角對不同地區(qū)進(jìn)行土地可持續(xù)利用評價研究[1-6]，研究焦點主要集中在評價指標(biāo)體系和評價模型方法2個方面[7]。構(gòu)建的指標(biāo)體系包括“經(jīng)濟(jì)-社會-生態(tài)”指標(biāo)體系、基于P-S-R模型的指標(biāo)體系和“生產(chǎn)性、安全性、保護(hù)性、經(jīng)濟(jì)可行性、社會可接受性”指標(biāo)體系等;其中，“經(jīng)濟(jì)-社會-生態(tài)”指標(biāo)體系是目前使用最為廣泛的指標(biāo)體系。土地資源可持續(xù)利用評價常采用的模型方法包括層次分析法、相關(guān)分析法、熵權(quán)法、主成分分析法、生態(tài)足跡法等[8]，研究空間尺度或評價對象涉及全國、省、縣（市）級[9-11]，研究的視角或出發(fā)點多從資源、人口、生態(tài)環(huán)境、生態(tài)經(jīng)濟(jì)等方面綜合進(jìn)行。眾多學(xué)者對土地資源可持續(xù)利用評價開展不少案例研究，并取得豐碩成果，但成果多受研究區(qū)域資源環(huán)境限制，評價指標(biāo)體系難以得到普遍適用。本研究針對云南邊疆貧困的、生態(tài)脆弱的少數(shù)民族地區(qū)，擬定客觀、合理的評價指標(biāo)體系，選取云南省瀘水市作為研究區(qū)，充分利用現(xiàn)有土地、生態(tài)、地質(zhì)災(zāi)害等資源環(huán)境資料，針對性構(gòu)建評價指標(biāo)體系，以村為評價單元開展土地資源可持續(xù)利用評價，以期將評價結(jié)果與行政單元區(qū)劃結(jié)合，對區(qū)域規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等提供理論基礎(chǔ)支撐。

1 土地可持續(xù)利用評價的技術(shù)方法

1.1 評價技術(shù)路線

本研究大致思路是從數(shù)據(jù)收集整理、圖件的分析處理到選取評價指標(biāo)、構(gòu)建指標(biāo)體系、選擇評價方法計算權(quán)重，再通過評價單元劃分計算結(jié)果，最后將研究區(qū)進(jìn)行分區(qū)給出措施與建議，技術(shù)路線如圖1所示。

1.2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

評價指標(biāo)體系構(gòu)建堅持系統(tǒng)性、全面性、客觀性、可操作性等原則，指標(biāo)選取充分考慮瀘水市土地、生態(tài)、地質(zhì)災(zāi)害等資源環(huán)境現(xiàn)狀資料的可獲取性、適用性以及瀘水市自然條件及生態(tài)環(huán)境脆弱性特征。本研究選用經(jīng)濟(jì)-社會-資源指標(biāo)體系，從資源環(huán)境狀況、各類用地占土地總面積比重、基礎(chǔ)設(shè)施狀況3個方面選取15個指標(biāo)對瀘水市土地資源可持續(xù)利用狀況進(jìn)行評價，構(gòu)建評價指標(biāo)體系如表1所示。

1.3 數(shù)據(jù)分析處理及標(biāo)準(zhǔn)化

1.3.1 數(shù)據(jù)分析處理

因各指標(biāo)性質(zhì)和度量單位等的不同，在運用多個指標(biāo)進(jìn)行評價時，不能直接進(jìn)行計算，要先對不同性質(zhì)的指標(biāo)進(jìn)行分析處理。其中，坡度指標(biāo)是根據(jù)瀘水市的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)獲取各評價單元的坡度狀況，根據(jù)不同坡度等級占評價單元面積的百分比，并采用坡度級別等間隔賦值法[12]進(jìn)行賦值計算，坡度越陡，賦值越高（表2）;地質(zhì)災(zāi)害指標(biāo)是根據(jù)瀘水市地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)圖對不同程度的地質(zhì)災(zāi)害情況進(jìn)行賦值計算，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生越頻繁，賦值就越高（表3）。

1.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 其余各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化過程如下：

（1）正向指標(biāo)：

Rij=Xij-min（Xi）max（Xi）-min（Xi）。

（2）負(fù)向指標(biāo)：

Rij=max（Xi）-Xijmax（Xi）-min（Xi）。

式中：Xij指第i個指標(biāo)第j項標(biāo)準(zhǔn)化后的值，Rij是Xij進(jìn)行使用極值法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值，max（Xi）是第i個指標(biāo)的最大值，min（Xi）是第i個指標(biāo)的最小值。

1.4 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

本研究擬通過客觀的熵權(quán)法和主觀的層次分析法分別計算指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)行對比分析，取2種方法的指標(biāo)權(quán)重的平均值來確定評價指標(biāo)的綜合權(quán)重。

1.4.1 基于熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重

熵權(quán)法是一種在考慮各種因素提供不同信息量的基礎(chǔ)上計算綜合指標(biāo)的客觀數(shù)學(xué)方法，指標(biāo)的離散程度越大，指標(biāo)就越重要，指標(biāo)的權(quán)重也就越大。

熵權(quán)法計算過程如下：

（1）計算綜合化標(biāo)準(zhǔn)化后的值（Yij）。

Yij=Xij∑mi=1Xij。

式中：Xij為第i個評價單元第j項指標(biāo)值的標(biāo)準(zhǔn)化后的值。m為評價單元的數(shù)量，此處本研究中m=72。

（2）計算第j項指標(biāo)的信息熵（Ej）。

Ej=-k∑mi=1YijlnYij。

式中：k=1/lnm。

（3）計算指標(biāo)權(quán)重（Wi）。

Wi=1-Ej∑ni=1（1-Ej）。

式中：n為指標(biāo)個數(shù)，n=15。

1.4.2 基于層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重

層次分析法又稱AHP法，是通過建立層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造成對比矩陣、計算組合權(quán)向量并做一致性檢驗來得到指標(biāo)權(quán)重。通過對不同對象的打分評價，比較分析不同評價對象的差異，然后進(jìn)行決策，是一種較為主觀的評價方法。

首先，在指標(biāo)之間的每2個指標(biāo)都進(jìn)行1次比較，進(jìn)行優(yōu)劣評判，建立判斷矩陣，運用“1到9標(biāo)度”來表示指標(biāo)之間的相對重要性[13]，構(gòu)造矩陣A。

A=a11a12…a1n

a21a22…a2n

an1an2…ann。

其次，確定各指標(biāo)權(quán)重值Wi：

Wi=（∏nj=1aij）1/n∑ni=1（∏nj=1aij）1/n。

完成權(quán)重值的計算后，還要進(jìn)行一致性檢驗，判斷矩陣的最大特征根λmax須通過一致性檢驗。檢驗過程為

AWA=λmaxWA。

式中：A為判斷矩陣，λmax為最大特征根，W為最大特征根對應(yīng)的特征向量[14]。

對單因子權(quán)重值進(jìn)行一致性檢驗，可得：

CI=λmax-nn-1。

隨后檢驗結(jié)果的一致性：

CR=CIRI。

式中：n為比較指標(biāo)數(shù)，RI為隨機一致性指標(biāo)。

當(dāng)CR<0.1時通過檢驗，反之則需要修正。此處計算可得CR<0.1，即通過檢驗。

1.4.3 指標(biāo)綜合權(quán)重確定

熵權(quán)法和層次分析法分別計算指標(biāo)權(quán)重值見表4，最后取2種方法的指標(biāo)權(quán)重值的平均值，最終得到各指標(biāo)權(quán)重的綜合值。

1.5 評價單元劃分

本研究評價單元的劃分是以行政村為單位，1個行政村即1個評價單元。其優(yōu)點是便于社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計資料的分析。

2 瀘水市土地可持續(xù)利用評價

2.1 研究區(qū)概況

瀘水市位于我國西南邊陲，是云南省怒江傈僳族自治州州府所在地，屬于國家級貧困縣（市），西側(cè)與緬甸聯(lián)邦共和國相鄰。瀘水市地處橫斷山脈南端，呈南北向沿怒江河谷分布，是典型的高山峽谷區(qū)，北高南低、東西兩側(cè)高中間低，境內(nèi)相對高差3 423 m，形成“V”字型地貌，峽谷兩岸地形坡度較陡。瀘水境內(nèi)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，立體氣候明顯，同一山體可出現(xiàn)寒、溫、熱3種氣候。年平均降水量約為1 880 mm，雨季集中，但降水分布不均勻。

瀘水市有六庫鎮(zhèn)、魯掌鎮(zhèn)、片馬鎮(zhèn)、老窩鎮(zhèn)、上江鎮(zhèn)、大興地鎮(zhèn)6個鎮(zhèn)，稱桿鄉(xiāng)、古登鄉(xiāng)、洛本卓鄉(xiāng)3個鄉(xiāng)72個行政村。滬水市境內(nèi)有傈僳族、漢族、白族、彝族、景頗族等21個民族，是典型的少數(shù)民族地區(qū)。全市土地總面積約310 000 hm2。

瀘水市屬典型的高山峽谷地貌，地處“三江并流帶”核心區(qū)，旅游資源豐富，河谷區(qū)土地及光熱條件好，但人地矛盾極為突出;峽谷兩岸地形坡度陡、立體氣候顯著，陡坡墾殖現(xiàn)象突出，加之降水量豐富，在多雨天氣極易引發(fā)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害;此外當(dāng)?shù)厣贁?shù)民族對土地利用觀念的落后、科技水平不高，加劇了瀘水市生態(tài)環(huán)境脆弱性。瀘水市地理位置如圖2所示，怒江傈僳族自治州位于云南省的西北部，呈南北縱向分布，瀘水市位于怒江傈僳族自治州偏南方向。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所采用的數(shù)據(jù)包括瀘水市土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù)、土地利用總體規(guī)劃成果數(shù)據(jù)（2010—2020年）、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃成果、資源環(huán)境承載力專題研究成果、2018年社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理及資源環(huán)境

采用ArcGIS軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、融合、賦值等，形成評價所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。瀘水市各類用地及資源環(huán)境等情況如圖3所示，草地主要呈南北方向分布，并向東西兩側(cè)延伸，東南部分布較為集中;基本農(nóng)田呈南北方向分布，東南部分布較為集中;道路呈南北方向分布向東西兩側(cè)延伸，農(nóng)村道路在北部延伸較為集中，公路主要在中部的東西兩側(cè)延伸;建設(shè)用地主要分布在中部偏南，呈零星分布，且分布面積很少;林地主要在瀘水市東西兩側(cè)集中分布;自然保留地集中在北部中間及西北邊緣，東南方向也有零星分布;從坡度分布圖可知全市多數(shù)土地坡度較陡;耕地主要分布在南北方向且東南方向較為集中。

2.4 評價結(jié)果

2.4.1 評價結(jié)果計算 本研究采用加權(quán)指數(shù)法對瀘水市的土地資源可持續(xù)利用情況進(jìn)行評價。設(shè)每一單元有n個單因子加權(quán)評價指數(shù)，則加權(quán)指數(shù)和可表示為

Rk=∑ni=1eifi。

式中，Rk表示第k個評價單元最終所得的評價分?jǐn)?shù);ei表示該評價單元在第i個評價因子標(biāo)準(zhǔn)化后的值;fi表示第i個評價因子的權(quán)重。計算結(jié)果如表5所示。

將72個村的評價得分以0.01為間距繪制頻數(shù)分布直方圖，試找出斷點作為劃分研究區(qū)低、較低、中等、較高、高水平土地可持續(xù)利用的依據(jù)。

根據(jù)各評價單元得分，用SPSS軟件通過聚類分析方法對評價單元進(jìn)行分類，如表6所示。

據(jù)表5的評價得分表得出行政村評價得分頻數(shù)分布圖（圖4），并找出斷點即[0.15，0.20]、（0.20，0.30]、（0.30，0.42]、（0.42，0.50]。結(jié)合表6的SPSS軟件的分級結(jié)果得出，瀘水市0個評價單元處于低水平土地可持續(xù)利用，8個評價單元處于較低水平土地可持續(xù)利用，面積為2.4萬hm2，占瀘水市土地總面積的7.8%;44個評價單元處于中等水平土地可持續(xù)利用，面積為9.7萬 hm2，占瀘水市土地總面積的31.5%;18個評價單元處于較高水平土地可持續(xù)利用，面積為5.38萬hm2，占瀘水市土地總面積的17.4%;2個評價單元處于高水平土地可持續(xù)利用，面積為3 592 hm2，占瀘水市土地總面積的1.2%。綜上可知，瀘水市土地資源可持續(xù)利用狀況較為樂觀。圖5可更直觀地顯示瀘水市土地可持續(xù)利用狀況。

3 瀘水市土地可持續(xù)利用分區(qū)與對策

3.1 瀘水市土地可持續(xù)利用分區(qū)

根據(jù)瀘水市土地資源可持續(xù)利用的分級結(jié)果結(jié)合DEM數(shù)據(jù)，可將瀘水市土地利用大致劃分為3個區(qū)域，分別是低海拔河谷地區(qū)、中海拔谷坡地區(qū)、高海拔高寒山區(qū)，如圖6所示。在瀘水市土地利用分級結(jié)果的基礎(chǔ)上，將較高水平和高水平統(tǒng)一為高水平可持續(xù)利用區(qū)域，將較低水平和低水平統(tǒng)一為低水平土地可持續(xù)利用區(qū)域，以高、中、低水平可持續(xù)利用狀況進(jìn)行分區(qū)，如圖7所示。通過海拔分區(qū)和土地可持續(xù)利用狀況分區(qū)結(jié)合，能夠更直觀地顯示每個行政村的土地可持續(xù)利用狀況。

低海拔河谷地區(qū)位于怒江沿線的低海拔河谷地區(qū)，土地總面積為5.07萬hm2，約占瀘水市土地總面積的16.42%，該區(qū)人口最多，卻占瀘水市總?cè)丝诘?0%。該區(qū)是人口分布、耕地保護(hù)、城鎮(zhèn)發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高度聚集的地區(qū)，人地矛盾尖銳，土地可持續(xù)利用狀況整體較好。

中海拔谷坡地區(qū)位于瀘水市西部、怒江兩側(cè)的谷坡地區(qū)，土地總面積為10.16萬hm2，約占瀘水市土地總面積的33%。該區(qū)的人口數(shù)在3個地區(qū)中排第二，也是耕地保護(hù)重要區(qū)域。區(qū)內(nèi)陡坡墾殖現(xiàn)象突出，村莊零星分布導(dǎo)致低等級公路或農(nóng)村道路擴(kuò)面延伸，地質(zhì)災(zāi)害頻繁，而人地關(guān)系導(dǎo)致區(qū)域資源環(huán)境脆弱。但土地可持續(xù)利用狀況較為樂觀。

高海拔高寒山區(qū)位于怒江兩側(cè)的高黎貢山和碧羅雪山區(qū)域，土地總面積為15.65萬hm2，約占瀘水市總面積的50.6%，該區(qū)域以國有林和自然保護(hù)區(qū)為主，主要土地利用類型為林地和草地，林地面積為11萬hm2，草地面積為8 500 hm2。坡度為25°以上的區(qū)域占該分區(qū)面積約62%，是區(qū)內(nèi)資源環(huán)境最脆弱的區(qū)域，土地可持續(xù)利用程度較低。此外，因國有林和自然保護(hù)區(qū)是國家保護(hù)區(qū)域，以草地和林地為主，其余指標(biāo)不能計算與量化，所以無法進(jìn)行評價。雖然植被豐富，生態(tài)環(huán)境良好，但不能為人類生產(chǎn)生活所用，所以不列入本研究土地可持續(xù)利用評價體系中。

3.2 瀘水市土地可持續(xù)利用對策

3.2.1 瀘水市各分區(qū)土地可持續(xù)利用對策

低海拔河谷地區(qū)光熱條件好，但人地矛盾尖銳。建議加強土地綜合整治，完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，大力發(fā)展特色熱區(qū)農(nóng)業(yè);完善基礎(chǔ)設(shè)施的同時要少占耕地，嚴(yán)格遵循“在開發(fā)中保護(hù)、在保護(hù)中開發(fā)”的原則;有序引導(dǎo)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展。通過移民搬遷等措施，促進(jìn)區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展，優(yōu)化城鄉(xiāng)土地利用結(jié)構(gòu)與布局。

中海拔谷坡地區(qū)光熱水等條件好，但地形條件較差、陡坡墾殖現(xiàn)象突出。一是要針對水土流失和地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域做好退耕還林工作，發(fā)展林業(yè)經(jīng)濟(jì);二是對條件較好的區(qū)域開展全域土地綜合整治，通過坡改梯、旱改水（田），治理水土流失，增強土地保水、保土、保肥能力，改善農(nóng)村交通與生產(chǎn)生活條件，開展農(nóng)針對性村生態(tài)保護(hù)與修復(fù);三是從區(qū)域整體角度出發(fā)，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害防治、建設(shè)用地增減掛鉤等開展異地扶貧搬遷，從根本上改善人地關(guān)系導(dǎo)致的資源環(huán)境脆弱問題。

從土地利用角度來看，高海拔高寒山區(qū)資源環(huán)境脆弱，不適宜人類居住，但生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，生物資源豐富。該區(qū)域主體已劃入國家自然保護(hù)區(qū)范圍，應(yīng)嚴(yán)格按自然保護(hù)區(qū)的管理要求進(jìn)行保護(hù)，同時在保護(hù)前提下，建立科學(xué)研究基地，發(fā)展限制性的生態(tài)旅游。

3.2.2 瀘水市土地可持續(xù)利用基本對策

加強基礎(chǔ)研究與空間規(guī)劃編制。瀘水市自然資源環(huán)境特殊、區(qū)域分布特征明顯，通過設(shè)立相關(guān)專題，進(jìn)一步開展研究，綜合分析區(qū)域內(nèi)邊疆貧困的少數(shù)民族生態(tài)環(huán)境脆弱的國土空間狀況，梳理不同自然資源系統(tǒng)的相互影響機制，將相關(guān)研究應(yīng)用到新的國土空間規(guī)劃體系編制中，從生態(tài)文明建設(shè)角度統(tǒng)籌全區(qū)域自然資源開發(fā)與保護(hù)，達(dá)到社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

大力發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)。怒江被譽為“東方大峽谷”，瀘水市地處“三江并流帶”核心區(qū)，建議充分發(fā)揮州府所在地功能，配套旅游設(shè)施，將瀘水市建設(shè)成為“三江并流帶”旅游集散地，挖掘旅游資源，通過旅游業(yè)帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

提高人口素質(zhì)與生產(chǎn)科技水平。通過教育、宣傳、培訓(xùn)等，提高當(dāng)?shù)厝丝谒刭|(zhì)，通過發(fā)展科技提高生產(chǎn)水平，為生態(tài)文明建設(shè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

通過資源環(huán)境狀況、可持續(xù)發(fā)展策略、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)3個方面構(gòu)建指標(biāo)體系，用熵權(quán)法和層次分析法結(jié)合確定指標(biāo)權(quán)重，通過聚類分析和評價單元得分頻數(shù)分布圖，綜合分析得出評價分級結(jié)果。評價結(jié)果與瀘水市實際吻合較好，表明評價指標(biāo)體系選取較客觀、合理，以村為單元構(gòu)建的評價方法可行。

通過計算分析得出瀘水市土地可持續(xù)利用的整體情況，再將瀘水市土地利用進(jìn)行分區(qū)，針對不同分區(qū)的情況具體分析，能夠更準(zhǔn)確地對瀘水市的土地可持續(xù)利用提出對策與措施。此外，國有林和保護(hù)區(qū)區(qū)域以草地和林地為主，其余指標(biāo)無法計算和量化，所以無法列入?yún)^(qū)域土地資源可持續(xù)利用評價體系中，但是這部分的土地是否對臨近區(qū)域的土地資源利用方式產(chǎn)生影響，有待進(jìn)一步探討。

本研究也存在一些不足，如資料收集過程中存在局限性，使得評價指標(biāo)中的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境狀況等指標(biāo)選取不夠全面。這也是今后相關(guān)評價中須注意的問題。

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