基于DPSIR模型的重慶市土地資源可持續承載力評價

石汝杰

（重慶三峽學院生命科學與工程學院，重慶 404100；西南大學農學與生物科技學院，重慶 400716）

土地資源不僅是人類社會經濟發展和賴以生存的物質基礎，也是影響地區或國家間農業生產和經濟實力的重要因素[1]。土地資源可持續承載力是指在可預見的未來，在特定社會經濟和生態環境背景下，區域土地資源所能夠持續支持的社會經濟規模和人口數量，它是區域可持續發展綜合評價的重要指標[2-5]。通過對土地資源可持續承載能力進行綜合評價，可以為區域土地資源的科學規劃和可持續開發利用提供決策依據，對確保區域社會經濟和生態環境的可持續發展，保障未來糧食安全以及擺脫地區貧困具有重要意義[6-9]。

驅動力—壓力—狀態—影響—響應框架模型（簡稱DPSIR 模型）涵蓋了社會經濟發展、自然資源利用、生態環境保護和政策導向等多個領域，可反映經濟社會發展和人類行為對環境的影響，同時也可表明人類行為及其最終導致的環境狀態對社會的反饋[10-13]。DPSIR 模型框架中的“驅動力”（Driving Force）是指造成系統發生變化的原因，包括經濟社會發展驅動力和自然資源驅動力，土地資源承載力中的驅動力是指造成土地資源系統發生變化的原因；“壓力”（Pressure）是指在驅動力作用之后，直接促使系統發展變化的“顯式外力”；“狀態”（State）是指系統在各種驅動力和壓力作用下的現實表現；“影響”（Impact）子系統是用來描述資源系統狀況變化的最終環境效果；“響應”（Response）是指為實現水土資源的承載力，所采取的各項管理措施及政策。

區域土地資源承載力程度主要受到經濟社會活動發展的影響，提高土地資源承載力水平的途徑包括農業及水利基礎工程建設、生態環境保護措施和社會經濟政策，而這些途徑的實施又會促進經濟社會和生態環境建設的發展[14-15]。鑒于土地資源承載力中存在因果反饋關系，筆者借鑒DPSIR 模型構建了重慶市土地資源承載力評價指標體系，并結合熵值法賦權對重慶市土地資源承載力進行評價。

1 重慶市土地資源承載力評價指標體系構建

根據上述DPSIR 模型理論以及指標體系構建所遵循的基本原則，結合重慶市區域自然資源條件、社會經濟發展特點，建立了重慶市土地資源承載力評價指標體系。各指標及其涵義如表1。

2 重慶市土地資源可持續承載力的綜合評價

2.1 數據的預處理

對重慶市2002～2009年土地資源可持續承載力水平進行縱向評價比較，各指標原始數據如表2。為了消除不同指標的量綱影響，采用標準差標準化法對原始數據做無量綱化和歸一化處理，結果如表3。

2.2 熵值法確定指標權重

熵值法確定權重在很多領域的評價中廣泛應用，它是通過分析指標值構建的判斷矩陣來給予權重系數，優點是降低了主觀因素對各指標權重的影響。假設用n個指標來評價m個年份的重慶市土地資源承載力狀況，由此可以構建評價指標原始數據矩陣某一指標的數值間差別越大，說明其在評價指標體系中的作用越重要，即指標值變異程度越大，信息熵越少，則該指標的權重越大。熵值法確定權重的主要步驟如下[16-18]：

A：指標的標準化處理

B：計算第i個年份第j個指標的比重

C：計算第j個指標的熵值

D：計算第j個指標的變異系數

E：計算第j個指標的權重

由以上公式可知，熵值越小，變異系數就越大，權重就越大。根據公式計算重慶市土地資源承載力評價指標權重如表4。

3 重慶市土地資源承載力評價結果與分析

表2 重慶市土地資源承載力評價指標原始值

表3 重慶市土地資源承載力評價指標標準化值

表4 重慶市土地資源承載力評價指標權重

3.1 驅動力指數變化趨勢

從圖1 中可以看出，其動態變化趨勢可以分為4個階段：2002～2004年間驅動力指數快速增長階段；2005～2006年間驅動力指數下降；2007～2008年間驅動力指數上升；2009年又出現下降。2002～2009年重慶市土地資源承載力的驅動力指數排序為：2008 ＞2007 ＞2004 ＞2005 ＞2009 ＞2003 ＞2002 ＞2006。通過對比分析表2 中各指標的原始數據可知，社會經濟發展水平對土地資源的利用影響程度較大，驅動力指數動態變化趨勢主要是受到GDP 增長率影響：2002、2005、2006 和2009年的GDP 增長率低于其它年份；同時由于2006年發生了嚴重旱災，糧食安全系數比往年明顯下降，進一步降低了驅動力指數。

圖1 重慶市2002～2009年土地資源驅動力指數變化

表5 重慶市土地資源承載力綜合評價值

3.2 壓力指數變化趨勢

由圖2 可知，隨著驅動力的整體增強，重慶市土地資源所承受的壓力在2002～2009年間呈持續快速上升趨勢；此階段重慶市土地資源承載力壓力指數排序為：2009 ＞2008 ＞2007 ＞2006 ＞2005 ＞2004 ＞2003 ＞2002。人口的增長和耕地資源數量的減少導致人口密度和人均耕地這兩個壓力指標指數上升；化肥、農藥和地膜的用量增加促使土地資源的生態環境壓力上升。

3.3 狀態指數變化趨勢

由圖3 可知，在驅動力和壓力共同作用下，重慶市土地資源承載力狀態指數呈持續下降趨勢；2006年的旱災導致農業總產值和水土資源匹配系數下降，因此2006年的狀態指數低于2007年；此階段重慶市土地資源承載力壓力指數排序為：2002 ＞2003 ＞2004＞2005 ＞2007 ＞2006 ＞2008 ＞2009。

圖2 重慶市2002～2009年土地資源壓力指數變化

3.4 影響指數變化趨勢

由圖4 可知，2002～2009年重慶市土地資源承載力的影響指數呈波動性變化，雖然糧食單產指標呈遞增趨勢，但是由于耕地資源減少率和農田成災率這兩個指標權重之和大于糧食單產指標權重，所以其動態變化趨勢與農田成災率這個指標變化趨勢一致。其中2006年的重慶市土地資源承載力影響指數為0.265 5，低于其他年份，說明了水土資源系統狀況變化對土地資源承載力有較大影響。

圖3 重慶市2002～2009年土地資源狀態指數變化

圖4 重慶市2002～2009年土地資源影響指數變化

3.5 響應指數變化趨勢

從圖5 中可以看出，重慶市土地資源的響應指數一直呈現上升趨勢，這是由于重慶市的有效灌溉面積、農業工程建設投入、農業機械化水平以及水土流失治理率等不斷提高造成的。同時，這也說明重慶市土地資源保護管理和合理利用的政策措施逐步落實，起到了良好的效果。

圖5 重慶市2002～2009年土地資源響應指數變化

4 結 論

從綜合指數來看，2002～2009年重慶市土地資源承載力綜合指數總體呈上升趨勢，從2002年的2.06到2009年的2.73，增長了33%，說明重慶市土地資源承載力水平在逐漸提高。重慶市土地資源承載力綜合指數排序為：2008 ＞2009 ＞2007 ＞2005 ＞2004＞2003 ＞2006 ＞2002。從排序結果可以看出：一方面是2006年的嚴重旱情導致了重慶市土地資源承載力水平下降；另一方面是2009年的承載力綜合指數比2008年有所降低，說明2009 以后，隨著耕地資源數量減少、人口持續增長以及土地資源生態環境負荷增加，土地資源可持續承載力壓力會越來越大。因此，今后應采取多種途徑來保障土地資源承載力的可持續發展。

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