基于PSR模型的土地生態安全綜合評價

摘要立足服務于祿豐縣生態安全的視角，通過采用層次分析方法和“壓力-狀態-響應”模型，通過縱向的評價研究，對祿豐縣2009～2013年的土地生態安全狀況進行綜合分析。結果表明，2009～2013年祿豐縣生態綜合安全值持續不斷上升，生態綜合安全值為0.12～0.45。2013年生態綜合值處于第Ⅳ級，生態安全處于良好級。根據評價結果，利用ArcGIS軟件生成祿豐縣生態安全分布圖，對指導未來祿豐科學建設開發的發展規模和方向具有重要參考價值。

關鍵詞土地；生態安全；層次分析法；祿豐縣

中圖分類號F301.2文獻標識碼A文章編號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

指標選取、數據來源與研究方法

1.1研究區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。地勢大至北高南低，山區面積占全縣總面積的91%。境內礦產、生物資源豐富。

1.2評價指標體系的構建生態安全評價指標體系，由經濟合作與發展組織以及聯合國環境規劃署在20世紀80年代末期提出的一種描述生態環境指標的模型概念，這個概念模型就是 “壓力（Pressure）-狀態（State）-響應（Response）模型”。通過PSR概念模型里對某一類環境問題進行分類，一般可以用3個相互聯系的差別性指標類型進行評價分析。P即為概念模型中的壓力指標，描述了人為生產活動對周圍環境的影響壓力；而S是表示狀態指標，描述了研究區域生態系統間各要素的關系和狀況；最后的R表示響應指標，這一指標是對生態安全問題的響應及措施。依據PSR概念模型的結構，參考目前國內外有關生態安全評價的相關研究，構建3個層次的土地生態安全評價指標體系（表1）[1-2]。

1.3指標數據來源確定及量化祿豐縣生態安全評價指標體系所包含的指標數據來源于2005～2013年《祿豐縣統計年鑒》、《祿豐縣國民經濟和社會發展統計公報以及楚雄州環境統計公報》及《祿豐縣總體規劃》。

1.3.1 土地生態安全評價標準值的確定。

（1）國際以及國家標準。采用國際公認值及國家的環境質量標準，對于已經發布的標準采用規定的闕值[3]。

（2）已研究確定的生態效應。通過對研究區域或者類似區域研究中已確定的生態安全評價要求，如綠地率要求、城市生活污染物在研究區范圍內的最高允許量等，作為評價的標準或者參考。

（3）背景和本底標準。對于一些特殊指標，國家規定尚未有詳細標準，也沒有類似研究中判定其有生態學意義闕值的指標，則根據研究區的實際情況、指標在區域變化范圍內的最大值、最小值、平均值、均方差以及全州、全省和全國的平均水平等，綜合歸納確定本研究區域生態安全評價指標的闕值[4]。

根據這些原則綜合確定得出祿豐縣土地生態安全評價標準值（表2）。

1.3.2 生態安全評價指標權重的確定。層次分析法是由美國運籌學家Saaty于20世紀70年代中期提出的一種多層次權重分析決策方法，大量應用于環境、經濟等系統的決策分析之中[5]。該方法的基本原理是：將一個復雜問題看成一個系統，根據系統內部因素之間的隸屬關系，將一些復雜問題通過有層序性的排列為各個層次，同時下一層次的要素以上一層為基準，構造出判斷矩陣，進行兩兩判斷比較，計算出各要素的權重[6]。

構造判斷矩陣：將研究區中評價指標所包含的因素分層后確定正互反矩陣，設立指標與研究評價的影響程度為w1，w2，w3，…，w n，分別表示項目層在目標層中的權重。矩陣表示為：

即W為A的特征向量（相對于特征值n）。

將最大權重確定為最優方案，得到指標與評價相關程度的定量表示。并通過專家打分，確定出指標的兩兩判斷矩陣，通過計算確定各評價指標的最終權重（表3）。

1.3.3 祿豐縣土地生態安全評價安全值的計算。

（1）評價指標的標準化處理。將祿豐縣生態安全進行時間序列上的研究，標準化方式采用線性插值法進行處理。設要評價祿豐縣m年的土地生態安全狀況，評價指標包括n個，則原始指標數據矩陣為X={xij}（m×n），對所有指標數據通過極差值標準化方法進行標準化。

正向指標采用上限測度公式：

Iij=（Xij-minxij）（maxxij-minxij）（1）

負向指標采用下限測度公式：

Iij=（Xij-maxxij）（maxxij-minxij）（2）

各指標的標準化結果見表4。

（2）祿豐縣土地生態安全評價各項單指標安全值的計算。將各指標權重值與指標相乘得出各項指標安全值，模型公式為：

I=Ci×Wi（3）

利用公式（3）計算得到各評價指標的安全值（表5）。

（3）綜合生態安全值的計算。通過綜合值才可反映出研究區域實際生態安全情況，該研究采用指數加法模型計算綜合生態安全值。在指數加法模型中，綜合運算采用“和”的方式，各項指標間以一定的權重相加[7]。模型公式為：

P=∑ni=1WiI（4）

式中，P為評價最終綜合安全值；I為單個指標的安全值；Wi為各單項指標權重；n為指標總數。利用公式（4）可計算出各年綜合指標安全值。

安徽農業科學2015年2結果與分析

2.1生態安全度的判別根據所得的祿豐縣土地生態安全綜合值，并參考己有成果和咨詢有關專家，設立了祿豐縣土地生態安全評判標準（表6），分為 5 個安全級別用來評價祿豐縣生態安全程度。并與計算得到的綜合安全值相對應。計算得出的綜合安全值越高，則研究區域的土地生態安全就越好，反之就越差[8-9]。

2.2評價結果分析根據表3及表5數據，利用公式（3）～（4），計算得到祿豐縣生態安全綜合評價結果（表7）。由表7可知，2009～2013年祿豐縣生態綜合安全值持續不斷上升，生態綜合安全值介于0.12～0.45之間。2013年生態綜合值處于第Ⅳ級，生態安全處于良好級。生態環境系統服務功能較強，生態環境較好，可持續發展能力強。因此，祿豐縣要想實現綠色經濟縣，必須堅持走資源節約、環境友好、可持續發展的綠色增長之路，轉變經濟發展方式，鎖定“低碳經濟”，發展循環經濟，發展生態旅游、現代農業和新型工業，建設滇中綠色經濟縣的宏偉目標，就必須先搞好生態環境建設，思考如何合理利用自然資源。祿豐縣 “十二五”總體規劃對未來發展中城鎮發展及工業排放等生態保護定位為：城鎮化水平提高到44%，森林覆蓋率達到65.6%，工業固體廢棄物綜合利用率達到80%以上，單位縣內生產總值能耗下降15%，工業廢氣排放達標率95%以上。截至2013年，祿豐縣城鎮化水平41.33%，森林覆蓋率達到64.6%，工業固體廢棄物綜合利用率達到80.43%，整體符合總體目標規劃。但仍存在工業用水量較大，日均用水量達到110.2萬t，工業廢水處理率較低，只達到25.64%，且大氣煙塵排放量過高，必須合理利用水土資源，解決工業發展、資源利用和環境問題，實現經濟、社會與生態環境的持續協調發展。

2.3祿豐縣土地生態安全評價空間分區在祿豐縣生態安全評價中，通過運用ArcGIS軟件，選取2013年影響祿豐生態安全的相關因子進行疊加分析，得到祿豐縣生態安全承載力分布（圖1）。得出生態安全區域面積為12 741.17 hm2，占全縣面積的3.59%，生態敏感區域面積為116 509.81 hm2，占全縣面積的32.82%，生態良好區域面積為224 527.75 hm2，占全縣面積的63.24%。祿豐縣生態安全整體狀況較為良好，但局部區域生態安全較為敏感，主要集中在金山鎮、黑井鎮、妥安鄉、仁興鎮、碧雞鎮和恐龍山鎮。

（1）城鎮布局不合理，功能分區過于集中。祿豐縣用地布局不合理，居民點較為分散，鄉鎮生活垃圾污染突出，工業發展與環境保護矛盾突出，嚴重影響了人居環境，造成了很大的環境壓力[7]。

（2）人地矛盾問題嚴重。近年來祿豐縣人口持續增加，工業化進程加快，耕地不斷減少，人增地減導致祿豐縣人地之間的矛盾越來越尖銳。且在耕地減少的同時，存在不同程度的土地資源浪費現象。

（3）森林質量較差，水土流失嚴重。祿豐縣黑井鎮及妥安鄉為歷史上產鹽區，人類毀林煮鹽，對植被破壞嚴重；恐龍山鎮近年來人類毀林開荒，對植被破壞嚴重，水土流失嚴重，泥石流等自然災害時有發生。

（4）氣體及水體污染問題突出。祿豐縣“十二五”期間產業結構調整不合理，城市化速度加快導致了城鎮大氣和生活污水污染問題突出，給祿豐縣生態安全帶來巨大壓力。

2.3.2改善土地生態安全的建議。通過對祿豐縣生態安全承載力分布圖進行分析，結合祿豐縣“十二五”規劃中提出的綠色經濟縣建設戰略目標和祿豐縣社會經濟發展現狀，提出以下建議：

（1）科學規劃土地利用。調整土地利用格局，細化功能分區，并將天然林保護工程的重點放在中村大滴水水源保護地、水庫周圍、水系干流兩側。

（2）劃定生態保護紅線，使生態安全格局落地。通過劃定生態保護紅線，約束開發建設活動，通過荒山綠化、農田林網建設和建設用地綠化等多途徑新安排生態建設用地，提高生態安全資源承載力[10]。

（3）提高森林覆蓋率，改善林木質量。禁止濫砍濫伐，政策上鼓勵退耕護還林；科學規劃林木開采計劃，并及時補充林木；加大水土流失治理工作。

（4）加強清潔能源的推廣。引進高新技術、清潔能源的使用和對環保項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

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