鎮域土地生態安全綜合評價研究
——以重慶市豐都縣十直鎮為例

何春燕, 楊慶媛

(西南大學 地理科學學院, 重慶 北碚 400715)

鎮域土地生態安全綜合評價研究
——以重慶市豐都縣十直鎮為例

何春燕, 楊慶媛

(西南大學 地理科學學院, 重慶 北碚 400715)

以重慶市豐都縣十直鎮18個村(居委)為例，構建土地生態安全評價指標體系，以2011年數據為基礎，運用綜合分析法對其進行土地生態安全評價，以期判定影響其土地生態安全主要因素的重要性程度，并提供其土地生態安全未來的發展方向。結果表明：(1) 總體上十直鎮18個村(居委)的土地生態安全存在風險，但各村(居委)之間存在一定的差異，土地生態安全處于良好級的村1個，處于臨界安全級的村(居委)13個，處于敏感級的村4個。(2) 從空間分布來看，十直鎮18個村(居委)的土地生態安全度從鎮中部分別向西北方向和東南方向遞減。(3) 十直鎮土地生態安全主要影響因素的重要性程度有差異，即地形條件>土地利用>土地質量安全>土地承載力安全，且各村(居委)之間有著明顯的空間差異。(4) 根據各個村(居委)的發展目標和實際情況，可把十直鎮劃分為城鎮生態區、現代農果生態區、生態保護區和農業生態區共4個生態功能區。

土地生態安全; 綜合分析法; 鎮域; 十直鎮

隨著工業化與城市化的加速發展，人地矛盾日益突出，土地利用強度不斷增加，已達到甚至超過區域土地生態承載力，導致區域內的生態環境逐漸惡化，土地生態安全成為了一大嚴峻的挑戰[1]。黨的“十八”大要求必須更加自覺地把全面協調可持續作為深入貫徹落實科學發展觀的基本要求，全面落實經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設、生態文明建設五位一體總體布局，促進現代化建設各方面相協調。大力推進生態文明建設，是關系人民福祉、關乎民族未來的長遠大計，因此對土地生態安全的研究勢在必行。土地生態安全評價能夠明晰地判斷區域的生態安全現狀，對區域的可持續發展具有重要的指導意義。目前我國學者就土地生態安全評價已經展開了廣泛的研究。在評價指標選擇上，秦建成等[2]從資源生態環境壓力、質量和保護整治能力三方面選取指標，構建了重慶市忠縣土地生態安全評價指標體系；駱文輝等[3]、王恒偉等[4]、王亞娟等[5]、張軍以等[6]基于PSR框架模型，從土地生態壓力、土地生態環境狀態和土地生態環境響應三方面進行指標篩選，構建了徐州市、重慶市渝北區、寧夏中部地區、三峽庫區的土地生態安全評價指標體系；李玉平[1]、張軍以等[7]、黃輝玲等[8]從土地自然生態安全系統、土地經濟生態安全系統和土地社會生態安全系統三個維度選取指標，分別構建了河北省、三峽庫區的土地資源生態安全評價指標體系；曲衍波等[9]、孫芬等[10]通過GIS軟件對棲霞市、豐都縣沿江地區的地形、土壤和土地利用等方面進行空間疊加運算和賦值，對其進行土地生態安全分級。在土地生態評價方法上，李玉平等[1]、駱文輝等[3]、王恒偉等[4]、王亞娟等[5]、張軍以等[7]分別運用層次分析法、綜合指數法對區域的土地生態綜合安全狀況進行綜合評價；鮑艷等[11]運用主成分聚類分析對阜新市的土地利用生態安全進行評價；黃輝玲等[8]、余健等[12]運用物元分析法和熵權法對河北省、皖江地區的土地生態安全進行評價；鄧楚雄等[13]采用系統分析法、德爾菲法對湘西南武岡市的土地生態安全進行評價。就土地生態安全對策建議，王占岐等[14]提倡從數量、質量和結構三方面去保障丘陵山區的土地生態安全；黃霞等[15]認為應通過完善土地生態安全法律體系、強化土地產權規劃管理、構建土地生態補償機制，以制度推進人地和諧，促進土地生態安全。

從目前研究成果來看，絕大多數研究都以國家、省(市)、縣級等大區域尺度為研究對象，其評價結果具有一定的宏觀指導性，但評價精度比較粗略，對具體區域的土地利用調控指導性不強。本文在前人研究成果的基礎上，運用綜合分析法對重慶市十直鎮18個村(居委)的土地生態安全進行評價，以期探討鎮域尺度不同村(居委)的土地生態安全空間差異及其主要影響因素的重要性程度，為今后有針對性地改善鎮域土地生態安全狀況，建設三峽庫區綠色生態屏障提供決策參考。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

十直鎮隸屬重慶市豐都縣，南瀕長江，江岸線15 km，是全縣江岸線最長的鄉鎮。東與忠縣任家鎮接壤，南瀕長江，與高家鎮和龍孔鄉隔江相望，北與保合、雙龍場、青龍鄉毗鄰，距豐都縣新縣城45 km。全鎮幅員面積11 988.42 hm2，轄17個村，1個居民委員會，鎮政府駐梁家灣居委。全鎮地勢西高東低，海拔高度175～1 080 m，屬丘陵立體型氣候，年均氣溫17.5℃，年均降水量約1 106.30 mm。2011年末，全鎮共有居民12 992戶，戶籍總人口4.35萬人，其中集鎮常住人口6 860人。十直鎮是農業鎮，全鎮主要種植水稻、玉米、小麥等糧食作物，苧麻、榨菜、生豬三大產業已基本形成。十直鎮的特產為優質大米、桃花洞礦泉水、高山藥材(川芎、以仁、厚樸、紅花、木瓜、金銀花、龍膽草、金錢草、白術、杜仲等)。旅游資源較豐富，如蔣家山傳說、八角廟水庫自然風光、寨上風情等自然景觀。

根據豐都縣2011年土地變更調查數據，十直鎮農用地總面積10 379.78 hm2，占土地總面積的86.58%，是一個典型的農業鄉鎮；其中耕地面積6 150.06 hm2，占土地總面積的51.30%，其中坡耕地面積2 987.36 hm2，占耕地面積的48.57%，森林面積3 841.51 hm2，森林覆蓋率為32.04%。從上述土地利用數據來看，十直鎮坡耕地多，耕地生產能力低，水土流失嚴重；森林覆蓋率較低，且林地分布零散，生態規模效益發揮受限，迫切需要進行土地生態功能建設。2011年十直鎮土地利用現狀分布情況見附圖9。

重慶市作為長江中上游的重要生態屏障區，屬典型的生態脆弱區，而豐都縣處于庫區腹心地帶，土地生態安全問題顯得尤為重要。因此，以重慶市豐都縣的十直鎮為例，對其土地生態安全進行評價以及對其主要影響因素進行分析，具有代表性，對重慶市及三峽庫區的可持續發展均具有重要的現實意義。

1.2 數據來源

文中各類土地利用數據來自豐都縣2011年土地變更調查數據；國民經濟統計數據主要來源于《豐都縣統計年鑒(2012年)》；土地生態狀況自然基礎條件及土壤侵蝕情況的數據主要來源于豐都縣2011年1∶1萬的數字高程模型(DEM)、土壤質地圖、土壤厚度圖、土壤有機質圖、土壤侵蝕圖、多目標地球化學調查數據(土壤污染數據)。

2 土地生態安全指標體系構建及評價

2.1 指標選擇及評價指標體系構建

土地生態安全是指陸地表層由各種有機物和無機物構成的土地生態系統的結構不受破壞，同時，土地生態系統為人類提供服務的質量和數量能夠持續滿足人類生存和發展的需要[16]。根據土地生態安全的含義，本文從地形條件狀況、土地利用狀況、土地質量安全狀況和土地承載安全狀況4個方面，共16個指標建立土地生態安全評價指標體系(表1)。

表1 土地生態安全評價指標體系

在地形條件這一準則層中，選取高程和坡度兩個指標，在丘陵山區中高程和坡度基本上決定了土地利用的方向和方式。一般情況下，海拔高、坡度大的區域呈現較明顯的生態脆弱性[9]。利用ArcGIS 18.0軟件從豐都縣2011年1∶1萬數字高程模型中分別提取出十直鎮各個村(居委)的海拔和坡度數據，取平均值作為各個村(居委)的最終海拔和坡度值。在土地利用這一準則層中，土地利用情況是保障土地生態系統安全的重要前提，園地比例、林地比例、草地比例越高，區域的土地生態環境越安全；城鎮建設用地比例越高，表明人類對土地生態系統的干擾強度大，區域土地生態安全度越低。

在土地質量安全這一準則層中，土壤有機質是土壤系統的基礎物質，影響土壤的生產力，反映了土壤質量狀況，土壤有機質含量越高，土壤質量越高，區域的土地生態安全程度越高；土壤碳庫的動態平衡影響作物產量和土壤肥力的高低，是土壤肥力保持和提高的重要內容，土壤碳蓄積量越高，土壤肥力越高，作物產量越高，該區域的土地生態安全程度越高；土壤侵蝕程度越強、土壤侵蝕面積比例越高，區域的土地生態安全越低；土壤污染綜合指數反映了土壤環境健康狀況，土壤污染綜合指數越高，區域的土地生態越不安全。

在土地承載力安全這一準則層中，人口密度反映了區域的人口壓力，當人口密度超過了區域的最大人口承載力時，區域的土地生態安全就會受到威脅；人均耕地面積反映了區域的土地資源壓力，人均耕地面積越少，區域的土地資源壓力越大，區域的土地生態越不安全；公路密度反映了該區域社會發展壓力，公路密度越大，經濟投入越大，人為干擾強度越大，區域土地生態安全越易受影響；道路建設對生態安全有著直接和間接的干擾，道路作用指數越大，區域土地生態系統承受的人文社會壓力增大，土地生態系統安全程度降低；反之道路作用指數越小，區域土地生態系統相對比較安全。

道路作用指數計算方法：

從土地利用現狀數據庫中提取道路的線、面分布，采用ArcGIS空間分析功能進行道路的全鎮緩沖，然后參考《城鎮土地定級規程》中道路通達度的計算模型，建立公式(1)對道路影響度進行量化處理。

F=[100-100(1-ri)]/100

(1)

式中：F——道路作用指數；ri——道路的相對影響半徑，計算公式為ri=di/d，其中di為緩沖距離，d為影響距離，道路影響距離d值可以采用公式(2)進行計算：

d=S/2L

(2)

式中：L——十直鎮各村(居委)骨干道路總長度；S——十直鎮各村(居委)面積。

2.2 數據處理及評價模型構建

2.2.1 數據處理 一般情況下，由于土地生態安全的各個評價指標數據性質不同，量綱也不同。為了消除量綱不同帶來的不可評價性，使各項指標數值具有可比性，運用極差法對原始數據進行標準化處理，其公式如下：

正向指標：xij′=(xij-mi)/(Mi-mi)

負向指標：yij′=(Mi-yij)/(Mi-mi)

式中：xij′，yij′——標準化后的指標值(取值范圍為0—1)；xij′，yij′——實際指標值；i——指標個數(取值范圍為1—16)；j——十直鎮各村(居委)(取值范圍為1—18)；mi——第i個指標的最小值；Mi——第i個指標的最大值。

2.2.2 指標賦權 熵值法是一種根據各指標所含信息有序程度來確定權重的一種方法。信息熵越小，指標權重就越大。利用熵值法確定權重，能夠消除人為因素的干擾，使評價結果更加科學合理。熵值法就是一種根據各個指標的信息量大小來確定權重的方法，在處理土地生態安全評價指標時，熵值法更準確、更客觀[17]。各評價指標的權重見表2。

表2 各評價指標的權重

第一步：指標信息熵值e和信息效用值d根據熵的定義，第j項指標的信息熵值為：

(3)

dj=1-ej

(4)

第二步：計算各項評價指標的權重：

第j項指標的權重wj為：

(5)

2.2.3 綜合評價 本文采用綜合評價模型，對十直鎮各村(居委)的土地生態安全進行定量評價，其公式如下：

式中：S——土地生態安全綜合評價值；wi——地形條件、土地利用、土地質量安全和土地承載力安全4個子系統的權重；wk——各個具體指標對各自所屬的子系統的權重；Yk——各個具體指標的標準化值；m——子系統下的指標個數。十直鎮各村(居委)綜合得分及排名見表3。

3 結果與分析

3.1 鎮域土地生態安全綜合判定

根據計算所得的綜合安全值，參考相關文獻[6,16,18]，結合重慶市特殊的自然、社會、經濟條件，最終確定村(居委)的土地生態安全評價標準(表4)，綜合安全值越大，土地生態安全狀況就越好，反之，則越差。結果表明，十直鎮的18個村(居委)的土地生態安全程度橫跨良好級、臨界安全級和敏感級三個檔次，整體上土地生態安全狀況較差，急需進行土地生態功能建設。其中，雙溪村的生態安全程度相對較高，處于良好級；樓子村、高家壩村、秦榜溝村和上壩村等13個村的生態安全處于臨界安全級；蓮花村、七里村、龍頭村和蔣家山村4個村的生態安全程度相對較低，處于敏感級。

從空間布局來看，十直鎮18個村(居委)的土地生態安全情況，從鎮中部分別向西北方向和東南方向遞減，且位于東南部的村高于西北部的村(居委)(附圖10)，其中位于十直鎮中部的雙溪村土地生態安全狀況最好，位于最西北方向的蔣家山村最差。

表3 十直鎮各村(居委)綜合得分及排名

表4 村(居委)土地生態安全評價標準

3.2 影響土地生態安全主要因素的重要性分析

通過熵值法對各評價指標進行分析，得出十直鎮土地生態安全影響因素的重要性程度。其中，地形條件是影響十直鎮土地生態安全的主要因素，其權重為0.38；土地利用和土地質量安全是影響其土地生態安全的次要因素，其權重分別為0.34和0.22；土地承載力安全是影響其土地生態安全的第三位因素，其權重為0.06，三個層面的影響因素重要程度有別，但在不同程度上影響著當地的土地生態安全。

就地形條件而言(B1)，位于中部的村(居委)普遍優于鎮周圍的村，而鎮周圍的村則是東部優于西部；其中位于最西部的蔣家山村地形條件最為惡劣，其高程為十直鎮的最高值，平均坡度為十直鎮的第三高值，而位于鎮中部的秦榜溝村、高家壩村和雙溪村的地形條件較優越。就土地利用(B2)而言，位于鎮周圍的村高于鎮中部的村(居委)，以梁家灣居委為中心，向四周逐漸提高；梁家灣居委是十直鎮政府所在地，全鎮重點發展區域，人口聚集區，該區域建設用地大量占用農用地，使得當地的土地生態安全受到極大的威脅。就土地質量安全(B3)而言，位于南部的村(居委)高于北部的村；其中十字村和梁家灣居委的土地質量安全最高，位于最北邊的七里村最差。就土地承載力安全(B4)而言，以梁家灣居委為中心，向四周提升；梁家灣居委重點發展經濟建設，經濟投入較為集中，作為政府駐地，人口大量集聚，嚴重超過當地的最大人口承載力和最大社會發展承載力。

3.3 十直鎮各村(居委)土地生態功能分區

根據十直鎮各村(居委)土地生態安全主要影響因素的得分結果，運用SPSS 18.0軟件，根據其主要影響因素進行系統聚類，可將18個村(居委)劃分為四大類：城鎮生態功能區、現代農果種植區、生態保護區和農業生態區。其中，第一類為梁家灣居委；第二類為寨上村和樓子村；第三類為河梁村、蓮花村、龍頭村和蔣家山村；第四類為高家壩村、上壩村、汀溪村、秦榜溝村、十字村、新屋村、開花寺村、雙溪村、紅廟子村、灌塘溪村和七里村(附圖11)。

梁家灣居委作為十直鎮政府所在地，城鎮發展迅速，交通便捷，其公路密度位于十直鎮之首，地勢相對平坦，基礎設施完善，人口密度大，是全鎮平均人口密度的14倍，人均耕地面積小，位于十直鎮之尾。因此，擬規劃梁家灣居委為城鎮生態功能區，要求其在適度發展城鎮建設的同時兼顧生態建設。建議其大力建設城市綠地來促進生態安全。

寨上村和樓子村為十直鎮土地生態安全最高的兩個村，其園地和草地面積所占比例較高，水源充沛，地勢平緩，土壤質量較好，可大力發展現代農果種植，一方面可以提高其經濟效益，另一方面成片的景觀林可改善區域的自然景觀，空氣質量可得到進一步改善，確定其劃分為現代農果種植區。

河梁村、蓮花村、龍頭村和蔣家山村林地面積比例高，其中蔣家山村的林地面積比例達70.32%；土壤碳蓄積量普遍較高，土壤肥力較好；但土壤侵蝕程度相對嚴重，土壤侵蝕面積比例較大，海拔較高，地勢較陡，不利于耕作；人口密度較低，可進行封山育林，建設生態保護屏障，確定其劃分為生態保護區。

高家壩村、上壩村、汀溪村、秦榜溝村、十字村、新屋村、開花寺村、雙溪村、紅廟子村、灌塘溪村和七里村這11個村耕地面積比例高，均超過50%，其中秦榜溝村的耕地面積比例高達73.38%；全鎮的河流水面大量集聚該區，水源充足；土壤有機質相對較高，即土壤質量良好；土壤侵蝕程度較低；所處地勢較平、坡度較緩；人口密度適中，可大力發展農業生產，建立高標準基本農田，確定其劃分為農業生態區。

4 結 論

(1) 十直鎮土地生態較脆弱，但區域差異特征顯著?？梢詫⑷偡譃槿悾和恋厣鷳B安全良好區，即雙溪村，該區面積567.58 hm2，占全鎮面積的4.74%；土地生態安全臨界安全區，即樓子村、高家壩村、秦榜溝村、上壩村、寨上村、開花寺村、紅廟子村、汀溪村、十字村、新屋村、梁家灣居委、灌塘溪村、河梁村，該區面積7 771.05 hm2，占全鎮面積的64.82%；土地生態安全敏感區，即蓮花村、七里村、龍頭村、蔣家山村，該區面積3 649.79 hm2，占全鎮面積的30.44%。全鎮土地生態安全度空間差異顯著，總體上從鎮中部分別向西北方向和東南方向遞減。

(2) 影響十直鎮土地生態安全的因素有4個方面，其重要性程度不同，且存在區域空間差異。通過熵值法賦權，可以得知影響十直鎮土地生態安全狀況的因素重要性程度不同，即地形條件>土地利用>土地質量安全>土地承載力安全，且各村(居委)之間有著明顯的空間差異。

(3) 十直鎮的各個村(居委)應根據自身的發展目標以及實際情況，探索符合各自村情的生態文明建設道路。全鎮分為4個生態功能區、城鎮生態功能區、現代農果生態區、生態保護區和農業生態區。

[1] 李玉平,蔡運龍.河北省土地生態安全評價[J].北京大學學報:自然科學版,2007,43(6):784-789.

[2] 秦建成,高明.三峽低山丘陵區生態系統安全評價:以重慶忠縣為例[J].山地學報,2004,22(1):73-78.

[3] 駱文輝,趙清,王乾坤,等.基于屬性識別模型的區域土地生態安全評價:以徐州市為例[J].云南地理環境研究,2009,21(2):75-80.

[4] 王恒偉,廖和平,趙宏偉,等.基于PSR的區域生態安全評價:以重慶市渝北區為例[J].西南師范大學學報:自然科學版,2010,35(2):211-217.

[5] 王亞娟,劉小鵬,米文寶.土地生態安全綜合評價案例分析:以寧夏中部干旱帶硒砂瓜工程為例[J].環境與可持續發展,2011,36(4):61-65.

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

[7] 張軍以,蘇維詞.三峽庫區土地生態安全評價[J].廣東農業科學,2009(9):211-214.

[8] 黃輝玲,羅文斌,吳次芳,等.基于物元分析的土地生態安全評價[J].農業工程學報,2010,26(3):316-322.

[9] 曲衍波,齊偉,商冉,等.基于GIS的山區縣域土地生態安全評價[J].中國土地科學,2008,22(4):38-44.

[10] 孫芬,吳涌泉,劉秀華,等.基于GIS的三峽庫區土地生態安全評價:以豐都縣沿江地區為例[J].中國農學通報,2012,28(8):240-247.

[11] 鮑艷,胡振琪,柏玉,等.主成分聚類分析在土地利用生態安全評價中的應用[J].農業工程學報,2006,22(8):87-90.

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

[13] 鄧楚雄,謝炳庚.丘陵山區土地資源生態安全評價與建設:以湘西南武岡市為例[J].農業現代化研究,2007,28(2):225-228.

[14] 王占岐,馮小紅.丘陵山區土地生態安全問題與對策:以湖北省房縣為例[J].國土資源科技管理,2008,25(6):100-104.

[15] 黃霞,高錦.土地生態安全保護及其法律對策分析[J].湖北社會科學,2010(12):150-152.

[16] 張軍以,蘇維詞,張婕.2000—2009年重慶市土地資源生態安全評價及趨勢分析[J].地域研究與開發,2011,30(4):127-131.

[17] 郭銳利,鄭欽玉,劉娟,等.基于熵值法和GM(1,1)模型的重慶城市生態系統健康評價[J].中國環境科學,2012,32(6):1148-1152.

[18] 和春蘭,饒輝,趙筱青.中國生態安全評價研究進展[J].云南地理環境研究,2010,22(3):104-110.

ComprehensiveEvaluationofLandEcologicalSecurityatTownLevel-ACaseofShizhiTowninFengduCounty,Chongqing

HE Chun-yan, YANG Qing-yuan

(SchoolofGeographicalSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

This paper took eighteen villages, located in Shizhi town of Chongqing, as the examples and constructed an evaluation index system to assess land ecological security of the town by employing comprehensive analysis method based on the data of 2011, and explored the importance of its influencing factors of land ecological security, and then provided suggestions for future development of land ecological security in Shizhi town. The results showed that: (1) the land ecological security in Shizhi town was at a low level in general, but the diversity of land ecological security still existed among eighteen villages: one village was in a good state, thirteen villages were at a tipping state, while the other four villages were at a sensitive state; (2) the land ecological security viewed from spatial distribution was decreasing from middle to northwest and southeast; (3) the importance of influencing factors of land ecological security in Shizhi town had an obvious difference. Topographic condition was the most important, land use situation and land quality security were less important, while land carring capacity was the least important, and each village had obvious spatial difference of each influencing factor; (4) the whole town could be divided into four functional zones, which were urban ecological zone, modern fruit growing zone, ecological protection zone and agricultural ecological zone.

land ecological security; comprehensive analysis method; Shizhi town; town level

2013-09-18

：2013-10-31

國土資源部公益性行業科研專項經費項目“內陸開放區土地整治關鍵技術研究”(201311006-04);中國土地勘測規劃院項目“西南山區生態敏感區典型區域土地生態狀況信息提取與精細評估”(201215106223)

何春燕(1989—),女,四川南充人,碩士研究生,主要研究方向:土地利用與國土規劃。E-mail:hcy1989122@163.com

楊慶媛(1966—),女,云南騰沖人,教授,博士生導師，主要從事土地經濟與政策及區域規劃研究。E-mail:yizyang@swu.edu.cn

X826

：A

：1005-3409(2014)03-0163-06