基于PSR模型與物元模型的土地生態安全評價

劉艷芳 明立彩+孔雪松

摘要：以湖北省大冶市為例，運用“壓力-狀態-響應”模型構建土地生態安全指標體系，熵權法確定指標權重，PSR模型與物元方法相結合評價資源枯竭型城市土地生態安全現狀和發展趨勢。結果表明：（1）基于PSR模型的指標體系能夠更準確地表明系統各要素之間的關系，物元分析方法能揭示單個評價指標的分異信息和綜合評價結果的中間信息，PSR模型與物元方法的結合能更好地評價土地生態安全。（2）1996—2010年湖北省大冶市土地生態安全水平較低，呈現“M”形發展趨勢，等級關聯度較弱有下降趨勢；（3）建設用地占用耕地面積比重、人均生活用水量、單位土地面積廢水排放量、水土協調度等指標對湖北省大冶市土地生態安全水平提升有很大的影響；結合大冶市土地利用現狀，要積極開展農村土地整治，減少建設用地占用耕地面積，提高水土協調度，規劃工礦廢棄地復墾，促進土地生態系統安全狀況改善。

關鍵詞：土地生態安全；物元分析；PSR模型；大冶市

中圖分類號： X144文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）05-0271-06

作者簡介：劉艷芳（1959—），女，湖北武漢人，教授，博士生導師，主要從事土地資源管理及地理信息應用工程研究。E-mail：yfliu610@163.com。

通信作者：明立彩，碩士研究生，主要從事區域規劃與經濟地理研究。E-mail：595699093@qq.com。

[ZK）]

土地是自然界最寶貴的自然資源之一，是我們人類賴以生存和發展的物質基礎，隨著近代社會經濟和科學技術的迅猛發展以及人口的急劇增加，人類對土地的需求量日益加大[1]。另外，加速的工業化與城市化使得土地利用強度不斷加劇，并且傳統農業生產經營方式的轉變，使得農藥化肥大量使用，土壤養分含量發生變化，導致區域內生物、生態環境和生態系統遭到了空前的沖擊與破壞，某些破壞已經達到甚至超過土地資源的生態承載能力，而土地資源的生態破壞反過來又影響到區域乃至一個國家人類的健康生活和社會的可持續發展[2]。同時，土地生態安全作為生態安全的基石，是實現糧食安全、經濟安全與社會安全的基礎和保障，涉及國家的長治久安[3]。在土地利用與環境變化、土地可持續利用評價等研究逐漸深入的背景下，生態安全研究已成為土地資源可持續利用研究的前沿課題。因此，土地生態安全研究具有重要的理論意義和現實意義[4]。

土地生態安全是生態安全和國家生態安全的一個重要方面，是人類生存環境處于健康可持續發展的狀態，具體指一定時空范圍內，通過對土地資源的合理利用和管理，使土地生態系統能夠保持其結構與功能不受威脅或少受威脅的健康、平衡的狀態，并能夠為保障人類社會經濟和農業可持續發展提供穩定、均衡、充裕的自然資源，從而能夠維持土地自然、社會、經濟復合體長期協調發展[5]。可見，生態安全具有持續性、穩定性、長期性的特點，是一種資源環境狀態，它既要求生態環境自身處于良性循環之中，又要求資源、環境狀態滿足社會經濟發展需要，同時保持資源環境與社會經濟之間關系相協調。土地生態安全受自然、社會、經濟等多因素影響，這些因素之間又相互作用和制約，并且土地生態安全在一定程度上制約著社會經濟的可持續發展[6]。

目前，我國的土地生態安全評價研究正由定性研究向定量研究發展，并已落實到區域，呈現出以空間尺度為主流、時間尺度為支流、區域土地生態安全評價為核心，輔以流域和國家安全評價的研究格局[7]。主要研究有土地生態安全內涵[8]、土地生態安全評價[9]、土地生態安全預警[10]、土地生態安全設計研究等[11]，研究區域主要集中選在東部沿海發達地區，對于中部地區資源枯竭型城市的研究比較少，且指標體系不夠完善，評價方法比較單一，多采用綜合評價法，存在一定的不足：（1）綜合評價方法，先主觀確定土地生態安全等級取值范圍并劃分若干等級，然后測算評價對象的土地生態安全水平綜合分值，最后根據評價綜合分值歸等定級，主觀性較強[12]；（2）將分散的信息通過模型集成，再進行綜合分值歸等定級來評價研究對象的土地生態安全綜合水平，不能有效識別指標與評價等級之間的隸屬程度，容易遺漏單個指標之間的評價信息[13]；土地生態安全是推進新型城鎮化的重要內容之一，湖北省大冶市是國家首批資源枯竭型城市經濟轉試點，是湖北省城鄉一體化試點市，建設發展與生態安全保護矛盾突出。本研究以大冶市為例，運用壓力-狀態-響應（PSR）模型綜合考慮社會、經濟、資源與環境構建土地生態安全指標體系，熵權模型確定指標權重[14]，并引入物元分析法[15]對土地生態安全進行實證研究，綜合評價大冶市1996—2010年土地生態安全狀況與演化趨勢，診斷土地生態安全的制約因子以及生態安全狀況不斷得到改善的必要條件，為改善土地生態系統安全狀況、協調人地關系、促進土地資源可持續利用提供一定的依據。

1研究區概況與數據來源

1.1研究區域概況

大冶市位于湖北省東南部，依托長江，背靠湖北省武漢市，北連黃石市、鄂州市，南毗江西省九江市，西鄰咸寧市，東達安徽省安慶市，交通便利，是湖北省武鄂黃黃都市圈的重要組成城市，地跨29°40′～30°15′N、114°31′～115°20′E。西北與鄂州市為鄰，東北與蘄春、浠水縣隔江相對，西南與武漢市、咸寧市毗鄰，東南與陽新縣接壤。距省會武漢市僅60 km。全市總面積1 566.3 km2，轄1個鄉、9個鎮、3個街道、1個國有農場。大冶市礦藏資源豐富，是世界青銅文化發祥地，中國礦冶名城，“冶金腹地”的“銅都”大冶，素有“百里黃金地，江南聚寶盆”之美譽，是全國六大銅礦基地基之一、十大鐵礦基地之一，硅灰石儲量世界第一，其礦產開發史可上溯到 3 000 多年前。大冶市是一個典型的資源枯竭型城市，如何做好工礦廢棄地復墾利用試點、承接產業轉移是當前發展的重中之重。

1.2研究區數據來源