基于PSR模型的土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

摘要立足服務(wù)于祿豐縣生態(tài)安全的視角，通過(guò)采用層次分析方法和“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型，通過(guò)縱向的評(píng)價(jià)研究，對(duì)祿豐縣2009～2013年的土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明，2009～2013年祿豐縣生態(tài)綜合安全值持續(xù)不斷上升，生態(tài)綜合安全值為0.12～0.45。2013年生態(tài)綜合值處于第Ⅳ級(jí)，生態(tài)安全處于良好級(jí)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，利用ArcGIS軟件生成祿豐縣生態(tài)安全分布圖，對(duì)指導(dǎo)未來(lái)祿豐科學(xué)建設(shè)開(kāi)發(fā)的發(fā)展規(guī)模和方向具有重要參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞土地；生態(tài)安全；層次分析法；祿豐縣

中圖分類號(hào)F301.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）26-270-04

AbstractBased on perspective of serving for ecological security of Lufeng County， by using analytic hierarchy process（AHP） and basing on “PressureStateResponse” model， through the longitudinal evaluation study， land ecological security in Lufeng County during 2009-2013 was analyzed. The result showed that the land ecological comprehensive security value of Lufeng County kept elevating during 2009-2013. The land ecological comprehensive security value lies between 0.12-0.45 and in fourthgrade （grade Ⅳ）. In the end， by using ArcGIS builds the zone map of ecological security in Lufeng County， providing an important reference to guide the future development of Lufeng County scale construction and scientific development.

Key words Land； Ecological security； AHP； Lufeng County

指標(biāo)選取、數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1研究區(qū)概況祿豐縣地處云南省中部，楚雄彝族自治州東部，位于101°38′～102°25′ E、24°51′～25°31′ N。地勢(shì)大至北高南低，山區(qū)面積占全縣總面積的91%。境內(nèi)礦產(chǎn)、生物資源豐富。

1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織以及聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在20世紀(jì)80年代末期提出的一種描述生態(tài)環(huán)境指標(biāo)的模型概念，這個(gè)概念模型就是 “壓力（Pressure）-狀態(tài)（State）-響應(yīng)（Response）模型”。通過(guò)PSR概念模型里對(duì)某一類環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分類，一般可以用3個(gè)相互聯(lián)系的差別性指標(biāo)類型進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。P即為概念模型中的壓力指標(biāo)，描述了人為生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響壓力；而S是表示狀態(tài)指標(biāo)，描述了研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)間各要素的關(guān)系和狀況；最后的R表示響應(yīng)指標(biāo)，這一指標(biāo)是對(duì)生態(tài)安全問(wèn)題的響應(yīng)及措施。依據(jù)PSR概念模型的結(jié)構(gòu)，參考目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)生態(tài)安全評(píng)價(jià)的相關(guān)研究，構(gòu)建3個(gè)層次的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）[1-2]。

1.3指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源確定及量化祿豐縣生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系所包含的指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于2005～2013年《祿豐縣統(tǒng)計(jì)年鑒》、《祿豐縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)以及楚雄州環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》及《祿豐縣總體規(guī)劃》。

1.3.1 土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值的確定。

（1）國(guó)際以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。采用國(guó)際公認(rèn)值及國(guó)家的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于已經(jīng)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)采用規(guī)定的闕值[3]。

（2）已研究確定的生態(tài)效應(yīng)。通過(guò)對(duì)研究區(qū)域或者類似區(qū)域研究中已確定的生態(tài)安全評(píng)價(jià)要求，如綠地率要求、城市生活污染物在研究區(qū)范圍內(nèi)的最高允許量等，作為評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)或者參考。

（3）背景和本底標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一些特殊指標(biāo)，國(guó)家規(guī)定尚未有詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有類似研究中判定其有生態(tài)學(xué)意義闕值的指標(biāo)，則根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況、指標(biāo)在區(qū)域變化范圍內(nèi)的最大值、最小值、平均值、均方差以及全州、全省和全國(guó)的平均水平等，綜合歸納確定本研究區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的闕值[4]。

根據(jù)這些原則綜合確定得出祿豐縣土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值（表2）。

1.3.2 生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定。層次分析法是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Saaty于20世紀(jì)70年代中期提出的一種多層次權(quán)重分析決策方法，大量應(yīng)用于環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等系統(tǒng)的決策分析之中[5]。該方法的基本原理是：將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題看成一個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部因素之間的隸屬關(guān)系，將一些復(fù)雜問(wèn)題通過(guò)有層序性的排列為各個(gè)層次，同時(shí)下一層次的要素以上一層為基準(zhǔn)，構(gòu)造出判斷矩陣，進(jìn)行兩兩判斷比較，計(jì)算出各要素的權(quán)重[6]。

構(gòu)造判斷矩陣：將研究區(qū)中評(píng)價(jià)指標(biāo)所包含的因素分層后確定正互反矩陣，設(shè)立指標(biāo)與研究評(píng)價(jià)的影響程度為w1，w2，w3，…，w n，分別表示項(xiàng)目層在目標(biāo)層中的權(quán)重。矩陣表示為：

即W為A的特征向量（相對(duì)于特征值n）。

將最大權(quán)重確定為最優(yōu)方案，得到指標(biāo)與評(píng)價(jià)相關(guān)程度的定量表示。并通過(guò)專家打分，確定出指標(biāo)的兩兩判斷矩陣，通過(guò)計(jì)算確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重（表3）。

1.3.3 祿豐縣土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)安全值的計(jì)算。

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。將祿豐縣生態(tài)安全進(jìn)行時(shí)間序列上的研究，標(biāo)準(zhǔn)化方式采用線性插值法進(jìn)行處理。設(shè)要評(píng)價(jià)祿豐縣m年的土地生態(tài)安全狀況，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括n個(gè)，則原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣為X={xij}（m×n），對(duì)所有指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)極差值標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

正向指標(biāo)采用上限測(cè)度公式：

Iij=（Xij-minxij）（maxxij-minxij）（1）

負(fù)向指標(biāo)采用下限測(cè)度公式：

Iij=（Xij-maxxij）（maxxij-minxij）（2）

各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果見(jiàn)表4。

（2）祿豐縣土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)各項(xiàng)單指標(biāo)安全值的計(jì)算。將各指標(biāo)權(quán)重值與指標(biāo)相乘得出各項(xiàng)指標(biāo)安全值，模型公式為：

I=Ci×Wi（3）

利用公式（3）計(jì)算得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的安全值（表5）。

（3）綜合生態(tài)安全值的計(jì)算。通過(guò)綜合值才可反映出研究區(qū)域?qū)嶋H生態(tài)安全情況，該研究采用指數(shù)加法模型計(jì)算綜合生態(tài)安全值。在指數(shù)加法模型中，綜合運(yùn)算采用“和”的方式，各項(xiàng)指標(biāo)間以一定的權(quán)重相加[7]。模型公式為：

P=∑ni=1WiI（4）

式中，P為評(píng)價(jià)最終綜合安全值；I為單個(gè)指標(biāo)的安全值；Wi為各單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重；n為指標(biāo)總數(shù)。利用公式（4）可計(jì)算出各年綜合指標(biāo)安全值。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年2結(jié)果與分析

2.1生態(tài)安全度的判別根據(jù)所得的祿豐縣土地生態(tài)安全綜合值，并參考己有成果和咨詢有關(guān)專家，設(shè)立了祿豐縣土地生態(tài)安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（表6），分為 5 個(gè)安全級(jí)別用來(lái)評(píng)價(jià)祿豐縣生態(tài)安全程度。并與計(jì)算得到的綜合安全值相對(duì)應(yīng)。計(jì)算得出的綜合安全值越高，則研究區(qū)域的土地生態(tài)安全就越好，反之就越差[8-9]。

2.2評(píng)價(jià)結(jié)果分析根據(jù)表3及表5數(shù)據(jù)，利用公式（3）～（4），計(jì)算得到祿豐縣生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)結(jié)果（表7）。由表7可知，2009～2013年祿豐縣生態(tài)綜合安全值持續(xù)不斷上升，生態(tài)綜合安全值介于0.12～0.45之間。2013年生態(tài)綜合值處于第Ⅳ級(jí)，生態(tài)安全處于良好級(jí)。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)服務(wù)功能較強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境較好，可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)。因此，祿豐縣要想實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)縣，必須堅(jiān)持走資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的綠色增長(zhǎng)之路，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，鎖定“低碳經(jīng)濟(jì)”，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，發(fā)展生態(tài)旅游、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和新型工業(yè)，建設(shè)滇中綠色經(jīng)濟(jì)縣的宏偉目標(biāo)，就必須先搞好生態(tài)環(huán)境建設(shè)，思考如何合理利用自然資源。祿豐縣 “十二五”總體規(guī)劃對(duì)未來(lái)發(fā)展中城鎮(zhèn)發(fā)展及工業(yè)排放等生態(tài)保護(hù)定位為：城鎮(zhèn)化水平提高到44%，森林覆蓋率達(dá)到65.6%，工業(yè)固體廢棄物綜合利用率達(dá)到80%以上，單位縣內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降15%，工業(yè)廢氣排放達(dá)標(biāo)率95%以上。截至2013年，祿豐縣城鎮(zhèn)化水平41.33%，森林覆蓋率達(dá)到64.6%，工業(yè)固體廢棄物綜合利用率達(dá)到80.43%，整體符合總體目標(biāo)規(guī)劃。但仍存在工業(yè)用水量較大，日均用水量達(dá)到110.2萬(wàn)t，工業(yè)廢水處理率較低，只達(dá)到25.64%，且大氣煙塵排放量過(guò)高，必須合理利用水土資源，解決工業(yè)發(fā)展、資源利用和環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)環(huán)境的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3祿豐縣土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)空間分區(qū)在祿豐縣生態(tài)安全評(píng)價(jià)中，通過(guò)運(yùn)用ArcGIS軟件，選取2013年影響祿豐生態(tài)安全的相關(guān)因子進(jìn)行疊加分析，得到祿豐縣生態(tài)安全承載力分布（圖1）。得出生態(tài)安全區(qū)域面積為12 741.17 hm2，占全縣面積的3.59%，生態(tài)敏感區(qū)域面積為116 509.81 hm2，占全縣面積的32.82%，生態(tài)良好區(qū)域面積為224 527.75 hm2，占全縣面積的63.24%。祿豐縣生態(tài)安全整體狀況較為良好，但局部區(qū)域生態(tài)安全較為敏感，主要集中在金山鎮(zhèn)、黑井鎮(zhèn)、妥安鄉(xiāng)、仁興鎮(zhèn)、碧雞鎮(zhèn)和恐龍山鎮(zhèn)。

（1）城鎮(zhèn)布局不合理，功能分區(qū)過(guò)于集中。祿豐縣用地布局不合理，居民點(diǎn)較為分散，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾污染突出，工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)矛盾突出，嚴(yán)重影響了人居環(huán)境，造成了很大的環(huán)境壓力[7]。

（2）人地矛盾問(wèn)題嚴(yán)重。近年來(lái)祿豐縣人口持續(xù)增加，工業(yè)化進(jìn)程加快，耕地不斷減少，人增地減導(dǎo)致祿豐縣人地之間的矛盾越來(lái)越尖銳。且在耕地減少的同時(shí)，存在不同程度的土地資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

（3）森林質(zhì)量較差，水土流失嚴(yán)重。祿豐縣黑井鎮(zhèn)及妥安鄉(xiāng)為歷史上產(chǎn)鹽區(qū)，人類毀林煮鹽，對(duì)植被破壞嚴(yán)重；恐龍山鎮(zhèn)近年來(lái)人類毀林開(kāi)荒，對(duì)植被破壞嚴(yán)重，水土流失嚴(yán)重，泥石流等自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。

（4）氣體及水體污染問(wèn)題突出。祿豐縣“十二五”期間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不合理，城市化速度加快導(dǎo)致了城鎮(zhèn)大氣和生活污水污染問(wèn)題突出，給祿豐縣生態(tài)安全帶來(lái)巨大壓力。

2.3.2改善土地生態(tài)安全的建議。通過(guò)對(duì)祿豐縣生態(tài)安全承載力分布圖進(jìn)行分析，結(jié)合祿豐縣“十二五”規(guī)劃中提出的綠色經(jīng)濟(jì)縣建設(shè)戰(zhàn)略目標(biāo)和祿豐縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下建議：

（1）科學(xué)規(guī)劃土地利用。調(diào)整土地利用格局，細(xì)化功能分區(qū)，并將天然林保護(hù)工程的重點(diǎn)放在中村大滴水水源保護(hù)地、水庫(kù)周圍、水系干流兩側(cè)。

（2）劃定生態(tài)保護(hù)紅線，使生態(tài)安全格局落地。通過(guò)劃定生態(tài)保護(hù)紅線，約束開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)，通過(guò)荒山綠化、農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)和建設(shè)用地綠化等多途徑新安排生態(tài)建設(shè)用地，提高生態(tài)安全資源承載力[10]。

（3）提高森林覆蓋率，改善林木質(zhì)量。禁止濫砍濫伐，政策上鼓勵(lì)退耕護(hù)還林；科學(xué)規(guī)劃林木開(kāi)采計(jì)劃，并及時(shí)補(bǔ)充林木；加大水土流失治理工作。

（4）加強(qiáng)清潔能源的推廣。引進(jìn)高新技術(shù)、清潔能源的使用和對(duì)環(huán)保項(xiàng)目推廣投入比重的增加，建立城市污水處理廠，提高生活污水回收利用率。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱微，趙慶良，李崧，等.基于“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型的黑龍江省生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究[J].環(huán)境科學(xué)，2008，29（4）：1148-1152.

[2] 李瑩.魯?shù)榭h土地利用變化與生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究[D].昆明：云南財(cái)經(jīng)大學(xué)，2011.

[3] 謝花林，李波.城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，40（5）：706-710.

[4] 劉紅，王慧，劉康.我國(guó)生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法研究述評(píng)[J].環(huán)境保護(hù)，2005（8）：34-37.

[5] 林媚珍，許陽(yáng)萍，謝鴻宇，等.基于PSR-AHP方法的中山市生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（4）：107-111.

[6] 李愷.層次分析法在生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32（2）：183-185.

[7] 張東華.基于生態(tài)足跡改進(jìn)模型的昆明市生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究[D].昆明：云南財(cái)經(jīng)大學(xué)，2011.

[8] FOLK C，JASSON A，LARSOON J，et al.Ecological appropriation by cities[J].Amblo，1997，26（3）：167-172.

[9] 陳星，周成虎.生態(tài)安全國(guó)內(nèi)外研究綜述[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2005，24（6）：8-12.

[10] 馬艷.云南省大理白族自治州土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2011.