基于AHP方法的銅川市土地生態安全評價

張紅俠，師于嵐，劉 燕

（商洛學院城鄉規劃與建筑工程學院，陜西商洛726000）

基于AHP方法的銅川市土地生態安全評價

張紅俠，師于嵐，劉 燕

（商洛學院城鄉規劃與建筑工程學院，陜西商洛726000）

運用層次分析法（AHP），根據銅川市實際狀況，從自然、經濟、社會3個方面入手選取17項指標建立銅川市土地生態安全評價的指標體系，對銅川市2008—2012年的土地生態安全進行評價和研究。結果表明，銅川市土地生態安全值從2008年的0.285 1上升到2012年的0.755 7，土地生態安全等級也從2008年的Ⅰ級（惡劣級）提高到2012年的Ⅲ級（敏感級），土地生態安全狀況總體得到改善，土地狀況逐年好轉，但仍處于較不安全狀態。因此，有必要采取有效措施，進一步促進銅川市土地生態向安全和良好方向發展。

AHP；土地生態安全；評價；銅川市

土地是寶貴的自然資源，也是人類生存的基本條件，為人類提供棲息地和生存資料。隨著我國社會經濟快速發展，人們對土地的利用強度和范圍日益增大，各種土地生態問題隨之出現，導致土地生態環境惡化以及經濟和生態方面的損失。土地生態問題的出現對我國土地資源的可持續發展產生了影響[1-3]。為應對此問題，土地生態安全的相關研究已成為我國土地資源可持續利用研究的重要方面。

我國學者從不同側面對土地生態的相關問題進行了諸多研究，并且取得了相應的成果，相關研究內容與成果集中體現在土地生態服務價值、土地生態安全評價、土地生態規劃與設計以及土地生態安全變化的驅動因素等方面。土地生態安全評價是各項研究的基礎[4]，為其他研究者提供了方法借鑒。在土地生態安全評價中，層次分析法得到了一定應用，劉勇等[5]以重慶市北碚區為例，運用層次分析和熵方法進行了土地利用規劃環境影響研究；胡月明等[6]應用層次分析法對中山市土地利用對策進行了研究；林珍銘等[7]用層次分析法構建評價指標體系對東營市土地生態安全進行了評價；楊勇等[8]以銅川市為例，對西部資源型城市生態安全進行了探討。目前，有學者就銅川市土地利用變化對生態系統服務價值產生的影響進行了研究[9]，但就銅川市土地生態安全評價的研究尚未涉及。

筆者擬以土地生態安全為切入點，對2008—2012年銅川市的土地狀況進行分析與評價，以便為其土地資源可持續利用提供合理建議。

1 研究區概況

銅川市位于陜西省中部，地處108°34′～109°29′E，34°50′～35°34′N，轄區面積3 882 km2。該區地貌狀況復雜多樣，境內山巒縱橫、峪谷相間、臺塬廣布、梁峁交錯。銅川屬暖溫帶大陸性季風氣候區，四季分明，冬季寒冷干燥、夏季炎熱濕潤，南北差異明顯，災害頻繁。銅川市河流分屬石川河和洛河兩大水系，由于山大溝深，該區河流較少且均為源頭或上游，具有流程短、流量少、水位低及比降大等特點；土壤主要是褐土、黃綿土、黑壚土和新積土等；該地具有豐富的植被資源，森林覆蓋率45.11%。銅川市行政區劃包括3個區（王益區、耀州區和印臺區），1個縣（宜君縣）及1個經濟技術開發區（新區），截至2012年末總人口84.08萬人，城鎮人口占53.91%；2012年實現生產總值282.92億元，同比增長15.8%；支柱產業有果業、鋁業、旅游業、煤炭、水泥和陶瓷等。銅川交通便利，距西安市68km，包茂高速（西安-銅川段）穿境而過，經咸銅、梅七這2條支線鐵路與隴海線這條大動脈相連接，使其成為關中經濟帶的重要組成部分。銅川擁有豐富的自然和人文旅游資源，如玉華宮、藥王山、耀州窯博物館遺址等已成為陜西北線旅游的重要組成部分。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本研究基礎數據來源于2009—2013年《銅川統計年鑒》、《銅川年鑒》及2008—2012年《銅川市國民經濟和社會發展統計公報》。

2.2 研究方法

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）又稱為多層次分析決策法，于20世紀70年代由美國的運籌學家Saaty提出，這是一種針對多指標系統進行層次化和結構化的決策方法，主要采用數學方法描述哲學上的分解和綜合思維過程，并建立相應模型，具有實用性、簡潔性、有效性和系統性等顯著特點[10]。本研究采用層次分析法評價銅川市土地生態安全，首先依據自然-經濟-社會概念框架模型構建指標體系[11-12]，其次進行數據標準化及確定指標權重，最后計算土地生態安全值及確定對應等級，完成對銅川市土地生態安全的評價。

3 銅川市土地生態安全評價

3.1 構建評價指標體系

構建評價指標體系是進行土地生態安全評價研究的基礎和關鍵環節，涉及自然、經濟、社會和生態等多個方面的內容。因為研究區域具有各自不同的狀況與特點，所以，不能隨意選取指標來進行研究與評價，在選擇指標時應遵循科學性、適用性、全面性和可實現性等原則，并參考區域土地生態安全相關研究成果[13-16]。本研究結合銅川市實際狀況從自然因素、經濟因素和社會因素3個方面入手，按照目標層—準則層—指標層的順序來構建評價指標體系。不同的指標對土地生態安全有不同的相關性，并有正向指標（用“+”表示，越大越優）和負向指標（用“-”表示，越小越優）之分。本研究的指標體系及各指標的相關性狀況列于表1。

表1 銅川市土地生態安全評價指標體系

3.2 數據標準化與確定指標權重

3.2.1 數據標準化 各評價指標具有不同的單位和量綱，無法建立統一的綜合評價模型進行進一步分析，為消除原始數據量綱不同而造成對評價結果的影響，必須對數據進行標準化處理，使數據無量綱化[17]。本研究采用離差標準化進行數據的處理[18]。

當指標為正時，Di＝（Xi－Xmin）/（Xmax－Xmin）；當指標為負時，Di＝（Xmax－Xi）/（Xmax－Xmin）。其中，Di為某指標標準化后的值；Xi為某指標的實測值；Xmax為某指標的最大值；Xmin為某指標的最小值，計算結果列于表2。

表2 2008—2012年銅川市土地生態安全評價各指標標準值及權重

3.2.2 確定各指標權重值 權重是用來衡量各指標變量或要素對于上一等級要素的相對重要程度的信息[19]。計算步驟：依據指標體系中準則層和指標層的因素，分別對各自上一層因素的相對重要性構造兩兩判斷矩陣，根據1～9標度方法對各層次中元素的相對重要程度進行判斷[20]；計算判斷矩陣的最大特征值和特征向量（即權重值）；檢驗矩陣一致性，確定各指標的權重值。計算結果如表2所示。

3.3 土地生態安全值計算

土地生態安全評價指標體系中的每項指標從不同方面反映了銅川市的土地生態安全狀況。但如果要進行銅川市的土地生態安全狀況的全面分析，還必須進行綜合評價[14]。本研究采用綜合評價法進行評價。

其中，Li為第i項指標的生態安全值；Di為某指標標準化的值；Wi為第i項指標的權重；T為銅川市土地生態安全綜合值；n為指標的項數。

3.4 土地生態安全等級

利用公式（1），（2）計算出銅川市土地生態安全的綜合值，但這不符合人們對事物普遍的“好”和“差”的評判習慣[21]。因此，參考相關研究成果[21-23]，并結合銅川市實際狀況，設置研究區域的土地生態安全等級，具體內容如表3所示。

表3 銅川市土地生態安全等級標準

4 結果與分析

2008—2012年銅川市土地生態安全值總體呈上升態勢，土地生態安全值從2008年的0.285 1增加到2012年的0.755 7，在2011年略有波動。結合表3安全等級，在2008—2012年5 a間，銅川市土地生態安全等級從Ⅰ級提升到了Ⅲ級，并在2010，2011，2012年穩定保持在Ⅲ級，即敏感級（圖1）。研究時段中，銅川市土地生態安全狀況明顯改善。

由圖2可知，銅川市土地生態安全的自然因素、經濟因素和社會因素的生態安全值總體呈上升趨勢。自然因素的生態安全值2008年為0.007 4，2009年為0.170 6，2010年為0.218 8，2011年為0.222 3，2012年為0.247 9，該因素值較平穩的持續增長。其中，森林覆蓋率和水土協調度對自然因素的貢獻較大：森林覆蓋率從41%提高到了45.1%，水土協調度由12.37%上升到20%左右；林木面積擴大和灌溉面積增加使水土匹配狀況得到改善，并且使自然生態安全狀況向良好方向發展。

在經濟方面，安全值波動較大，2008—2012年依次為0.258，0.299，0.235，0.255，0.369。化肥和農藥的施用量上升比較快（例如單位耕地化肥使用量從2008年的2 851.66 kg/hm2增長到2012年的3 402.32 kg/hm2）、經濟密度快速增大和資源型城市存在的問題（煤炭、建材原料開采）都給土地生態系統造成了巨大壓力，土地生態系統極易受到破壞。林果業、旅游業、特色農業等產業的健康發展可在帶動經濟發展的同時緩解土地生態系統所受的壓力。

社會因素的生態安全值仍呈上升趨勢，2010年有所波動。該部分對土地生態安全的影響相對較小，因為銅川市人口密度、人口自然增長率、城鎮化水平在研究時段內都保持在一個相對穩定的范圍內。

總體而言，銅川市土地生態安全等級在研究時段內處于敏感級，土地生態環境較差，土地生態系統結構和基本功能有所轉變，但仍然存在很大風險，受到干擾后容易惡化，生態系統具有脆弱性，需要進一步采取有效措施，促使土地生態環境向更加安全的方向轉變。

5 發展建議

本研究運用層次分析法對銅川市的土地生態安全進行了評價，結果表明，該市土地生態狀況有所改善，并有繼續向良好級發展的趨勢。銅川市是關—天經濟圈的次核心城市之一，承擔著發展能源、建材、農副產品加工業等重要職能。銅川市已被劃入西安半小時生活圈[24]、被確定為全國第二批資源枯竭型城市和被納入《陜甘寧革命老區振興計劃》，這給銅川市未來的發展帶來了前所未有的機遇。作為經濟發展的基礎條件，土地資源可持續利用必會促進經濟進步。針對銅川市土地生態安全的現狀，提出以下建議。（1）農業方面，加強耕地保護和發展特色農業。在耕地資源得到保障的基礎上，調整化肥和農藥的大規模施用；利用現有水利設施合理灌溉，提高有效灌溉率，提高農業產出；加強區域水土流失的治理，保護土地資源。積極促進農業的產業化升級，發展銅川市的特色農業、高效農業、現代農業，促進農民收入增加。近年來，銅川市的蘋果、核桃、大櫻桃和中藥材等產業已具有一定規模，以周陵農業產業縣級園區為代表的農業產業已取得了長足發展。在農業發展的同時，使其對土地產生的壓力降到最低。（2）工業方面，加快產業結構調整和技術升級，促進工業園區建設和經濟發展。堅持銅川市原有的5523發展思路（即提升壯大鋁業、煤炭、水泥、陶瓷和果業等傳統產業，培育發展電力、食品、醫藥、電能及旅游業等新興產業，加快建設新區和老市區，努力突破環境污染治理、沉陷區和滑塌區的群眾整體搬遷及水資源開發利用保護難題）[25]，提高產業技術，實現四大市級工業園區（黃堡水泥、董家河鋁業、新區裝備制造和坡頭載能）和4個縣域工業園區（惠塬水泥、順金陶瓷、彭鎮綠色產業和周陵農業產業）的快速發展及經濟增長。加強對采礦區的后期問題處理和對建材行業合理開發規劃，保證經濟平穩增長，并減少對土地資源的破壞。（3）其他方面，社會因素與城市的聯系更加緊密，加快城鎮化建設，促進居民就業率提升，保證人口數量和規模平穩發展，加強城市合理規劃，使城市土地生態系統健康發展。針對以旅游業為中心的第三產業，圍繞旅游項目，進行可持續的開發建設，將帶動地區經濟發展與保護生態系統相結合，促進生態環境協調發展。

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Ecological Safety Assessment of Land in Tongchuan City Based on AHP Method

ZHANGHongxia，SHI Yulan，LIUYan
（College ofUrban and Rural Planningand Construction Engineering，ShangluoUniversity，Shangluo726000，China）

In this article,the evaluation and study of the ecological safety assessment of the land in Tongchuan city from 2008 to 2012 are carried out byusinganalytic hierarchyprocess（AHP）and selecting17 indicators in three aspects ofnature,economyand society to establish an indicator system for the ecological safety assessment of the land according to the actual conditions of the city.The result shows that the value of the ecological safety of the land rises from 0.285 1 in the year of 2008 to 0.755 7 in 2012,and the ecological safetylevel is fromLevel I（severe）in 2008 toLevel III in 2012（sensitive）;the overall condition ofthe ecological safetytakes on an improvement trend;the land conditions improves year by year;but the land is still in an unsafe state.Therefore,effective actions should be taken tofurther make the land ecologydevelop in a safe and good direction.

AHP;ecological safetyofland;evaluation;Tongchuan city

X826

A

1002-2481（2016）06-0852-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.33

2016-01-14

張紅俠（1978-），女，陜西咸陽人，副教授，碩士，主要從事土地利用與區域發展研究工作。