基于PSR的商洛市各縣區土地生態安全分析

張紅俠，肖 杰，張孝存

(商洛學院城鄉規劃與建筑工程學院，陜西商洛726000)

土地是人類賴以生存的物質基礎。構建科學合理的國土生態安全格局對保障區域土地資源可持續利用、協調人地關系、保證區域經濟社會可持續發展具有重要的意義［1］。近年來，土地生態安全研究已成為國內外多學科、多領域的熱門課題。如郭旭東等［2］運用PSR框架對土地質量指標體系的構建及研究進展進行了探討，并指出未來土地安全研究方向;毛燕玲等［3］根據PSR模型研究了南昌市土地生態安全狀況，為區域土地安全評價提供了具體的研究思路。目前，商洛已制定出建設“中國西部最美山水生態城市”的重大戰略，土地生態安全程度對商洛的發展起著舉足輕重的作用。筆者運用PSR模型對2009～2013年商洛市6縣1區的土地生態安全狀況進行評價，擬為商洛的生態建設和土地資源永續利用提供參考。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究區概況 商洛市(109°01'～ 110°88'E、33°43'～34°08'N)位于陜西省東南部，東臨河南，東南臨湖北，北、西北、西南分別與渭南市、西安市、安康市接壤;境內溝壑縱橫，地勢西北高、東南低，呈掌狀分布，素有“八山一水一分田”之稱。商洛市河流密布，地跨長江、黃河兩大流域，位于暖溫帶和北亞熱帶過渡地帶，屬半濕潤山地氣候;主要的土壤類型北部為褐土(板土)，南部為黃褐土(黃泥土);植被以暖溫帶植被型為主體，野生中藥材十分豐富，具有種類多、儲量大、藥用成分高的特點，林特產品以生漆、油桐、核桃、板栗、柿子、木耳等著稱。全市轄商州區、鎮安、丹鳳、商南、洛南、山陽及柞水6縣1區，總面積19 293 km2，占陜西省面積的9.4%。2013年統計全市人口250.64萬，其中農業人口為205.7萬，GDP總量510.88億元，農民人均年純收入5 759元［4］。

1.2 研究方法 PSR模型由經濟合作發展組織(OECD)與聯合國環境規劃署(UNEP)在20世紀80年代末共同提出，即壓力(Pressure)、狀態(State)、響應(Response)模型［2］。在其框架內，用壓力指標、狀態指標、響應指標3個不同但又相互聯系的類型來表達某一類資源環境問題，具有較強的評價效果。3個指標中，壓力指標反映人類活動給資源環境造成的負荷;狀態指標表明自然資源與生態系統的狀況;響應指標表明人類面臨資源環境問題所采取的對策［2－3］。應用PSR模型進行區域土地生態安全評價時，首先要對各指標進行標準化處理;其次需確定各指標的權重值;再者計算土地生態安全分項指標指數值及綜合指數值;在上述步驟基礎上，進行具體的土地生態安全狀況評價［3－5］。

1.2.1 指標體系構建。指標體系是對土地生態安全綜合評價定量考核的依據。參考土地生態安全評價相關文獻［5－6］，結合商洛土地資源現狀及社會經濟發展狀況，建立了一套具有目標層、邏輯層、系統層和指標層的土地生態安全評價體系(表1)，包含23項具體指標，有正 (+)負 (－)之分。正指標指數值越大越好，負指標指數值越小越好［7］。

1.2.2 數據標準化。采用最大離差法對數據進行標準化。計算后的數據避免了因評價指標的單位、量綱和正負之分等不同，不能直接進行比較的情況［8］。具體方法如下:

對于正向指標:

對于負向指標:式中，yij為各指標的標準量化值;Xij為各指標的實測值，Ximax和Ximin分別為指標i的最大值和最小值，i為指標序列，j為時間序列。評價指標經標準化處理后，數值范圍為0～1。0表示時間序列內某一年的某一指標和其他年份的同一指標相比處于更差的狀態;1表示時間序列內某一年的某一指標和其他年份的同一指標相比處于更佳的狀態。

表1 商洛市土地生態安全評價指標體系

1.2.3 指標權重確定。指標權重影響土地生態安全值的高低［9］。該研究采用均值權重法確定各指標的權重［10］，即邏輯層中壓力、狀態、響應3個因子各占1/3，每個邏輯因子下的壓力、狀態、響應3個子系統各占其1/3，即各占1/9，依次類推到指標層。各指標權重計算公式為:

式中，Wi為第i項指標的權重值;Wj為第i項指標所屬上一層的因子j的權重值;n為因子j下一層所選的指標個數。計算結果見表2。

表2 商洛市土地生態安全評價指標的權重值

1.2.4 土地生態安全各指標指數計算。區域土地生態安全是各因素綜合作用的結果。在指標標準化和權重確定的基礎上，還需對區域生態安全各指標安全指數進行計算。該研究采用綜合指數法計算，公式如下:

式中，ESCV代表區域土地生態安全綜合值;p(xi)代表各指標的標準化值;Wi代表各指標的權重值;n代表指標的項數，n=1，2，3，4，…，n。

1.2.5 土地生態安全綜合指數及其評價。現有的土地生態安全綜合指數的評價方法中，指數加法模型曾被多次應用［10－11］。指數最大值為1，越接近1土地安全等級越高;反之則越低。論文采用指數加法模型對標準化數據進行安全綜合指數計算。公式如下:

式中，T為土地生態綜合安全值;n為指標項數，n=1，2，3，…，n;Pi為各指標的標準化值;Wi為各指標的權重值。

1.3 數據來源 基礎數據來源于《商洛統計年鑒》(2010～2014年)，在摘錄、引用和實際計算時，通過詢問相關工作人員和多種學術論文對比核查方式，盡量全面搜集數據，力求計算結果能總體反映商洛市各縣區土地生態安全狀況［4］。

2 結果與分析

2.1 商洛市各縣區土地生態安全綜合分析 依據以上公式及相關數據，分別計算出各單項指標安全值。在此基礎上，計算出土地生態安全壓力值、土地生態安全狀態值、土地生態安全響應值及土地生態安全綜合值(表3)。

表3 商洛市各縣區土地生態安全評價綜合指數

由表3可知，橫向來看，商洛市各縣區的綜合指數都呈逐年波動增加，說明各縣區的土地狀態逐漸朝好的態勢發展，表明商洛市整體的土地安全等級逐漸提升。縱向來看，各個年份鎮安的綜合指數遠大于其余縣區;其他6縣區中，山陽、柞水、商南的土地生態安全指數大于商州、丹鳳和洛南。

2.2 商洛市各縣區土地生態安全評價 由表3可知，2009～2013年，在商洛6縣1區中，鎮安土地生態安全指數遠大于其余縣區。在商洛市各縣區中，2009年土地生態安全指數由大到小依次為鎮安、柞水、商州、山陽、丹鳳、商南、洛南;2010年依次為鎮安、商州、柞水、洛南、商南、山陽、丹鳳;2011年依次為鎮安、山陽、丹鳳、柞水、商南、洛南、商州;2012年依次為鎮安、山陽、柞水、商南、商州、丹鳳、洛南;2013年依次為鎮安、商南、山陽、丹鳳、洛南、商州、柞水。總體上各縣區的土地生態安全值在不同的年份呈現出波動變化，但總的趨勢是朝著好的態勢發展。

進一步分析可知，除鎮安縣外，其余6縣區的土地安全指數差別較小。通過對基礎指標和原始數據的對比分析發現:鎮安縣的土地利用率較高，無論是耕地面積還是林地面積都要高于其余的6縣區，但基建面積卻低于其余6縣區;鎮安縣化肥、農藥的施用量相對較少，農業機械總動力投入高于其他縣區。其余的6縣區在耕地面積、林地面積方面比例較少，用于基建方面所占的面積較大，尤其商州區作為商洛市政治、經濟和文化中心，基建所占面積大的情況表現得更為突出。

3 結論與建議

3.1 結論 ①2009～2013年，商洛市各縣區的土地生態安全綜合指數均成波動變化;商洛市總的土地生態安全等級處于上升趨勢;②分縣區中，鎮安土地生態安全指數遠大于其他縣區，土地生態安全級別較高;其余6縣區的土地安全指數差別較小，且安全等級較低。

3.2建議 土地生態安全與區域的經濟和社會的發展密切相關，經濟與社會發展的速度、持續性和穩定性也依賴于可持續的土地生產力之上。商洛市地處秦嶺腹地、自然環境復雜，由于各縣區的經濟發展水平差異、自然基礎差別和不同性質的生產活動，使不同縣區土地生態安全存在著較大差異。因此，商洛在對外交流、學習借鑒其他地區的土地生態安全建設經驗外，還需進一步提高自身的經濟水平與科技水平，合理開發土地，以便更好地促進區域土地安全系統的健康發展。

［1］袁麗娟.土地資源生態安全評價研究綜述［J］.西部資源，2013(3):179－181.

［2］郭旭東，邱揚，連剛，等.基于PSR框架的土地質量指標體系研究進展與展望［J］.地理科學進展，2003，22(5):479 －488.

［3］毛燕玲，劉冬玲.基于PSR模型框架下的南昌市土地生態安全綜合評價［J］.南昌大學學報(理科版)，2014，38(3):273 －277.

［4］商洛市統計局.商洛統計年鑒［M］.北京:中國統計出版社，2009－2013.

［5］邱微，趙慶良，李裕，等.基于壓力－狀態－響應模型的黑龍江省生態安全評價研究［J］.環境科學，2008，29(4):1148 －1152.

［6］王根緒，程國棟，錢鞠.生態安全評價研究中的若干問題［J］.應用生態學報，2003，14(9):1551 －1556.

［7］張祥義，許皞，趙文廷.基于PSR模型的河北省土地生態安全評價的分區［J］.貴州農業科學，2013，41(8):207 －211.

［8］張軍以，蘇維詞，張鳳太，等.基于PSR模型的三峽庫區生態經濟區土地生態安全評價安全分析［J］.生態環境學報，2011，31(6):1039－1044.

［9］謝嗣頻.土地生態安全評價指標體系研究:以無錫市為例［D］.南京:南京農業大學，2011:26.

［10］裴婷婷，陳英，趙亞南，等.基于PSR模型的白銀市土地生態安全評價［J］.中國農學通報，2014，30(2):215 －221.

［11］張紅俠，曾科，李睿康.基于生態壓力指數的商洛市土地生態安全研究［J］.干旱地區農業研究，2014，32(3):246－250.