焦 紅，汪 洋

(東北林業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心，黑龍江哈爾濱 150040)

基于PSR模型的佳木斯市土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)*

焦 紅，汪 洋※

(東北林業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心，黑龍江哈爾濱 150040)

研究基于PSR模型框架，從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)等3個(gè)準(zhǔn)則層入手構(gòu)建佳木斯土地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合熵權(quán)與變異系數(shù)的綜合確權(quán)法測(cè)算各指標(biāo)權(quán)重，對(duì)佳木斯市2000～2012年土地資源生態(tài)安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，劃定其安全等級(jí)。研究表明： 2000～2012年，佳木斯市的土地生態(tài)安全系統(tǒng)的壓力指數(shù)整體低于狀態(tài)指數(shù)與響應(yīng)指數(shù)，呈先上升后下降再上升的波動(dòng)形變化趨勢(shì)，壓力指數(shù)從0.084 上升到0.129，下降到0.041，再上升到0.157； 土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)又下降的變化趨勢(shì)，從0.158 增長(zhǎng)到0.251，再下降到0.208； 土地安全狀態(tài)響應(yīng)指數(shù)呈現(xiàn)平緩的增長(zhǎng)變化趨勢(shì)，從0.140 增長(zhǎng)到0.308； 壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)共同決定佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的綜合指數(shù)，土地生態(tài)安全指數(shù)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后下降再增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)，從0.381增長(zhǎng)到0.494，下降到0.464，再增長(zhǎng)到0.673?？疾炱趦?nèi)佳木斯土地生態(tài)安全整體處于臨界安全狀態(tài)， 2012年上升至較安全等級(jí)。該結(jié)論為佳木斯市制定改善土地生態(tài)安全的措施提供理論依據(jù)。

土地生態(tài)安全 PSR模型 熵值賦權(quán)法 佳木斯市

0 引言

生態(tài)安全(Ecological Security，ES)是可持續(xù)發(fā)展的核心和基石[1]，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的安全標(biāo)志著一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。土地資源生態(tài)安全(LRES)是指在一定的時(shí)空范圍內(nèi)，土地生態(tài)系統(tǒng)能保持其結(jié)構(gòu)與功能的健康、平衡、可持續(xù)狀態(tài)，并能為保障人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)的發(fā)展提供穩(wěn)定、均衡、充裕的自然資源，維持土地、自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等復(fù)合體的長(zhǎng)期穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展[2]。土地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)研究一直是土地可持續(xù)利用等相關(guān)學(xué)科研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，土地生態(tài)安全系統(tǒng)是一個(gè)多層次、多因素的復(fù)合系統(tǒng)[3]，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的研究表現(xiàn)在：研究方法，學(xué)者從自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素等視角出發(fā)，基于PSR等模型框架指引，結(jié)合景觀生態(tài)、生態(tài)足跡、GIS、物元分析和支持向量機(jī)等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過專家打分、層次分析、熵值賦權(quán)等測(cè)度指標(biāo)權(quán)重，同時(shí)結(jié)合模糊綜合法、灰色足跡法預(yù)測(cè)研究對(duì)象的土地生態(tài)安全狀況； 研究?jī)?nèi)容，土地、水資源等需求安全評(píng)價(jià)方面，張興榆等[4-5]通過計(jì)算水貧困與水資源壓力指數(shù)，采用綜合指數(shù)與灰色足跡法評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)陜北地區(qū)與秦皇島的水環(huán)境綜合安全度與承載力； 周靈霞等[6-8]利用PSR模型，利用主成分分析、模糊綜合評(píng)價(jià)法探討西部地區(qū)、陜西省轄市與長(zhǎng)沙蓮花鎮(zhèn)的土地生態(tài)質(zhì)量與等級(jí)劃分，總結(jié)土地生態(tài)安全狀態(tài)特征； 城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)，張磊等[9-10]結(jié)合熵權(quán)系數(shù)法與物元法評(píng)價(jià)銀川與大慶城市生態(tài)安全，總結(jié)目前存在的資源利用、土地污染、濕地開發(fā)、大氣污染等問題； 農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評(píng)價(jià)，王軍等[11-12]基于多層次多目標(biāo)決策和模糊優(yōu)選理論，運(yùn)用因子貢獻(xiàn)度、指標(biāo)偏離度、單項(xiàng)障礙度等動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)河北省與金塔綠洲不同農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)生態(tài)安全的障礙性因子； 小流域生態(tài)安全評(píng)估，盛東[13]等基于小流域水土資源、生態(tài)環(huán)境及社會(huì)經(jīng)濟(jì)尺度，采用層次分析、模糊綜合與專家咨詢法評(píng)價(jià)湖南省南方紅壤區(qū)小流域生態(tài)安全； 濕地生態(tài)安全分析，鐘振宇等[14]構(gòu)建洞庭湖生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用層次分析、灰色足跡法對(duì)洞庭湖生態(tài)安全狀況分級(jí)評(píng)價(jià)； 研究期限，學(xué)者多基于短期研究，長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究相對(duì)較少。佳木斯市作為黑龍江東北部省域副中心城市，在黑龍江兩大平原土地管制制度改革的政策背景下，佳木斯落實(shí)土地整治在線項(xiàng)目，積極合理劃分各土地生態(tài)功能區(qū)，通過建立不同類型的土地生態(tài)功能保護(hù)區(qū)，營(yíng)造物種豐富區(qū)和大中城市的土地生態(tài)環(huán)境，禁止破壞土地生態(tài)功能項(xiàng)目，土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)卓見成效； 該研究在PSR模型的框架指引下，從壓力-狀態(tài)-響應(yīng)等準(zhǔn)則層入手選取人口密度、耕地面積、人均GDP等指標(biāo)構(gòu)建適用于佳木斯市土地生態(tài)安全的層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵值賦權(quán)的方法測(cè)度各指標(biāo)權(quán)重，對(duì)2000～2012年期間13年的佳木斯市土地資源生態(tài)安全的系統(tǒng)壓力指數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)指數(shù)、系統(tǒng)響應(yīng)指數(shù)、系統(tǒng)綜合指數(shù)等狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究，這必將為佳木斯市政府乃至整個(gè)黑龍江、東北地區(qū)制定科學(xué)、合理地土地決策提供參考或政策性意見。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

佳木斯坐落于三江平原腹地，是東北老工業(yè)基地建設(shè)的重要城市之一，佳木斯幅員面積3.27萬km2，其常住總?cè)丝?55萬余人，創(chuàng)造年GDP660.4億元，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)增加值分別為195.7億元、166.6億元、298.1億元，一、二、三產(chǎn)業(yè)比重為29.6： 25.2： 45.2，其是黑龍江省東北部地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、教育、交通等的重要綜合型核心城市，目前佳木斯市擁有世界上三大黑土濕地中的143萬hm2，黑龍江、松花江、烏蘇里江等水系的交叉孕育了佳木斯三江濕地國(guó)家自然保護(hù)區(qū)，在黑龍江兩大平原現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合配套改革試驗(yàn)的國(guó)情背景下，佳木斯實(shí)施歸并、平整土地，治理水土流失，連片田塊規(guī)模運(yùn)作，通過農(nóng)田水利實(shí)施建設(shè)、推進(jìn)節(jié)水增灌技術(shù)、增強(qiáng)灌排效率標(biāo)準(zhǔn)，土地資源生態(tài)得到極大改善。

1.2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

模糊綜合法、層次分析法、主成分投影法、灰色關(guān)聯(lián)度法、生態(tài)足跡法是土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)中常用的方法，該文主要基于P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))模型的框架指引下對(duì)2000～2012年期間13年佳木斯市土地資源生態(tài)安全進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))模型，其主要用于定量測(cè)度生態(tài)安全的優(yōu)劣程度等，基本主旨是由于人類的各種生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)等活動(dòng)對(duì)土地資源及其生態(tài)環(huán)境施予“壓力”，使土地資源及其生態(tài)環(huán)境的“狀態(tài)”、數(shù)量、質(zhì)量發(fā)生變化，為了防止土地資源及其生態(tài)環(huán)境的不良狀態(tài)持續(xù)惡化下去，人類通過政策調(diào)控及其它手段對(duì)土地資源及其生態(tài)環(huán)境的惡劣“狀態(tài)”做出“響應(yīng)”并予以干預(yù)、修復(fù)，從而改變與優(yōu)化由于人類所造成的土地資源及其生態(tài)環(huán)境的“壓力”及惡化“狀態(tài)”，維持土地資源及其生態(tài)環(huán)境的安全與可持續(xù)性； 其中“P(壓力)”表征人類生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給土地資源及其生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)荷，“S(狀態(tài))”表征土地資源及其生態(tài)環(huán)境的支撐能力與程度，“R(響應(yīng))”表征人類應(yīng)對(duì)惡劣的土地資源及其生態(tài)環(huán)境所應(yīng)用的對(duì)策與方案。

指標(biāo)體系中的數(shù)據(jù)主要來源于2001～2013年《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》、2001～2013年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、2001～2013年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》， 2001～2013年《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于佳木斯市國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、環(huán)境質(zhì)量報(bào)告及相關(guān)的文獻(xiàn)資料等。

2 佳木斯市土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的原則

在P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))的框架指引下，基于國(guó)家土地資源安全評(píng)價(jià)應(yīng)用性評(píng)估指標(biāo)體系，并且結(jié)合佳木斯市土地資源生態(tài)安全的問題與實(shí)際情況，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性、獨(dú)立性、動(dòng)態(tài)性、前瞻性及數(shù)據(jù)可獲取性的原則，并咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，?gòu)建佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，目標(biāo)層為土地資源生態(tài)安全系統(tǒng)，準(zhǔn)則層分別為P(壓力)、S(狀態(tài))、R(響應(yīng))等3個(gè)子系統(tǒng)，P(壓力)子系統(tǒng)說明隨著佳木斯人口增長(zhǎng)與產(chǎn)業(yè)集聚帶來其對(duì)土地資源及其生態(tài)環(huán)境的承載壓力，S(狀態(tài))子系統(tǒng)說明近年佳木斯在城鎮(zhèn)化背景下，基于人類活動(dòng)等各種用地所表現(xiàn)的優(yōu)劣狀態(tài)，R(響應(yīng))子系統(tǒng)指的是佳木斯市為改變土地土地資源及其生態(tài)環(huán)境的惡化所做出的調(diào)控等； 在指標(biāo)層中，選取人口密度、耕地面積、人均GDP等17項(xiàng)指標(biāo)用于動(dòng)態(tài)測(cè)度佳木斯市13年的土地生態(tài)安全狀況，表中的指標(biāo)正負(fù)向性說明該指標(biāo)對(duì)于佳木斯土地安全狀況的正負(fù)向作用與貢獻(xiàn)(表1)。

表1 佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層單位性質(zhì)指標(biāo)含義佳木斯市土地資源生態(tài)安全系統(tǒng)(A)壓力子系統(tǒng)(B1)人口密度(C1)人/km2—單位面積土地居住的人口數(shù)量人口自然增長(zhǎng)率(C2)‰—本年度人口數(shù)量相比上一年人口數(shù)量的變化總?cè)丝跀?shù)(C3)萬人—佳木斯地域范圍內(nèi)的有生命活動(dòng)的個(gè)人總和城市園林綠地面積(C4)hm2—用作園林和綠化的各種綠地面積總和第一產(chǎn)業(yè)占GDP的比重(C5)%+第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值/國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重(C6)%+第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值/國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重(C7)%+第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值/國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值狀態(tài)子系統(tǒng)(B2)耕地面積(C8)hm2+種植農(nóng)作物的土地,涵蓋熟地,新開發(fā)、復(fù)墾、整理地等糧食產(chǎn)量(C9)t+國(guó)有經(jīng)濟(jì)、集體統(tǒng)一、農(nóng)民家庭、工礦企業(yè)辦的農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)及其他生產(chǎn)單位的糧食產(chǎn)量房屋建筑施工面積(C10)萬m2—報(bào)告期內(nèi)施工的全部房屋建筑面積總和響應(yīng)子系統(tǒng)(B3)人均GDP(C11)元+國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值/總?cè)丝诔擎?zhèn)居民家庭人均可支配收入(C12)元+居民家庭全部現(xiàn)金收入中用于安排家庭日常生活的收入有效灌溉面積(C13)萬hm2+在灌溉工程設(shè)施基本配套,一定水源、土地平整前提下,當(dāng)年可正常灌溉的耕地面積農(nóng)用化肥施用量(C14)萬t—當(dāng)年實(shí)際用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥數(shù)量工業(yè)廢水排放量(C15)萬t+報(bào)告期內(nèi)經(jīng)企業(yè)廠區(qū)所有排放口排到企業(yè)外部的工業(yè)廢水量工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量(C16)萬t—報(bào)告期內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體、半固體狀和高濃度液體狀廢棄物總量建成區(qū)綠化覆蓋率(C17)%+城市建成區(qū)綠化覆蓋面積/建成區(qū)面積

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

確定指標(biāo)權(quán)重的方法有主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法等2種，在對(duì)佳木斯市土地生態(tài)安全的各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)時(shí)，該文選取客觀賦權(quán)法中的熵值賦權(quán)法，其將避免主觀賦權(quán)引發(fā)的非客觀性與非科學(xué)性，具體的計(jì)算過程如下。

(1)數(shù)據(jù)的無量綱化處理，由于各指標(biāo)測(cè)度量級(jí)的不同，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法，對(duì)于正向指標(biāo)：

對(duì)于負(fù)向指標(biāo)：

(1)

式中，maxxj與minxj分別為第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值與最小值；xij為第i年的第j個(gè)指標(biāo)的原始實(shí)際值；Xij為指標(biāo)原始值的標(biāo)準(zhǔn)化值。各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算結(jié)果見表2。

(2)采用熵值賦權(quán)法確定佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。首先進(jìn)行指標(biāo)的同度量化，公式為：

令ej為第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵，公式為：

令w為第j項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)，公式為：

(2)

表2 各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值

年份C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C15C16C1720001.0000.2281.0001.0000.4440.8490.8850.0110.0450.8710.0000.0000.0001.0000.7071.0000.56520010.7830.2390.9121.0000.2810.8510.8230.0000.1190.8370.0280.2290.0150.9740.6490.9460.56820020.7830.4500.7300.9470.0000.9590.9600.6920.0220.8860.0590.2680.1080.9530.6190.9110.78420030.6020.5380.6610.9110.0061.0001.0000.0060.0000.8960.0810.3160.1200.8931.0000.1780.84120040.4300.0000.4960.9110.3400.9350.0000.3640.1650.9470.1740.3510.1360.7670.9520.2140.36720050.5830.5610.6400.8600.6360.0000.4130.4260.2170.9100.1840.3920.1450.6580.4640.4640.00020060.3720.2730.4410.8410.5870.0370.4130.9640.2891.0000.2540.4580.2440.5750.2050.2140.88220070.2150.3230.2940.8210.5500.1110.3881.0000.3090.7820.3600.5560.3810.4130.1100.5180.88220080.1430.3360.2210.7650.7180.1060.3110.5930.4790.6240.4590.6200.4460.2810.0790.2560.89120090.1020.4430.1390.7291.0000.1720.1410.5930.5240.5010.5180.6790.5180.2100.0610.0000.90220100.0000.6830.0900.1360.2630.7350.1540.6880.7110.1310.6580.7590.8640.1200.0420.2230.91320110.2171.0000.0000.0670.5130.7880.0060.8321.0000.0000.8670.8780.9390.0110.0350.2680.92420120.1300.9660.9940.0000.4410.7570.0570.8201.2100.1921.0001.0001.0000.0000.0000.3041.000

表3 各指標(biāo)熵權(quán)

指標(biāo)熵權(quán)指標(biāo)熵權(quán)指標(biāo)熵權(quán)C10.000177C70.005603C130.045134C20.153861C80.045674C140.082546C30.000240C90.113204C150.062967C40.034260C100.174685C160.011411C50.001887C110.128200C170.002320C60.009406C120.128428

2.4 指標(biāo)安全指數(shù)的測(cè)算

(1)在表1佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，目標(biāo)層佳木斯市土地資源生態(tài)安全系統(tǒng)的綜合安全指數(shù)ESIIi的公式為：

(3)

綜合安全指數(shù)ESIIi主要用于表征佳木斯市土地生態(tài)安全的綜合整體水平，是P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))等準(zhǔn)則層的綜合反映，ESIIi數(shù)值越大，表征佳木斯土地資源整體生態(tài)安全程度越高，當(dāng)其值為1時(shí)，表征佳木斯土地生態(tài)安全處于完全理想狀態(tài)，反之亦然。

(2)P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))等準(zhǔn)則層的安全指數(shù)ESIi的公式為：

(4)

P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))等準(zhǔn)則層的安全指數(shù)ESIi表征佳木斯市土地生態(tài)安全在壓力、狀態(tài)、響應(yīng)等層面的安全水平與能力，同樣數(shù)值越大，各壓力、狀態(tài)、響應(yīng)等準(zhǔn)則層的安全程度越高，反之亦然。

結(jié)合佳木斯市土地生態(tài)安全實(shí)際狀況，建立佳木斯市土地資源生態(tài)安全的等級(jí)評(píng)判及其安全等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)(表4)。根據(jù)表4中的安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)佳木斯市2000～2012年土地資源生態(tài)安全的等級(jí)狀態(tài)進(jìn)行劃分，判定其所在的土地資源生態(tài)安全的區(qū)間。

表4 佳木斯市土地資源生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)

安全等級(jí)綜合安全指數(shù)指標(biāo)特征與表現(xiàn)不安全I(xiàn)0.0～0.2土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為不合理,土地生態(tài)系統(tǒng)功能紊亂喪失、退化嚴(yán)重,抗外界與人為的干擾能力極差,生態(tài)恢復(fù)與重建難度非常大較不安全Ⅱ0.2～0.4土地生態(tài)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)很不合理,土地生態(tài)系統(tǒng)由于人類的活動(dòng)受到較大破壞,導(dǎo)致系統(tǒng)功能退化,抗外界干擾能力相對(duì)較差,生態(tài)重建與修復(fù)較為困難臨界安全Ⅲ0.4～0.6土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)不合理,土地生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度地破壞,但生態(tài)系統(tǒng)可維持其基本功能與運(yùn)轉(zhuǎn),能抵御部分外界與人為的干擾,對(duì)于大的干擾,抵抗能力不強(qiáng)較安全Ⅳ0.6～0.8土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為合理,土地生態(tài)系統(tǒng)受到輕微破壞,系統(tǒng)恢復(fù)能力較強(qiáng),可抵抗大部分外界與人為的干擾,只需一定的生態(tài)修復(fù)即可趨于健康狀態(tài)安全V0.8～1.0土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理,土地生態(tài)系統(tǒng)處于理想狀態(tài)、基本未受干擾與破壞,系統(tǒng)自身功能和自我修復(fù)能力強(qiáng),不許進(jìn)行生態(tài)重建

3 佳木斯市土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果分析

在P(壓力)S(狀態(tài))R(響應(yīng))模型框架的指引下中，研究采集佳木斯市2000～2012年的土地生態(tài)安全各評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行無量綱的標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)合熵值賦權(quán)的方法計(jì)算各指標(biāo)的熵權(quán)，通過各指標(biāo)的指標(biāo)歸一化值及與對(duì)應(yīng)的權(quán)重加權(quán)求得佳木斯市土地資源生態(tài)安全系統(tǒng)中的P壓力指數(shù)、系統(tǒng)中的S狀態(tài)指數(shù)、系統(tǒng)中的R響應(yīng)指數(shù)和系統(tǒng)的綜合指數(shù)。并針對(duì)佳木斯市土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其安全等級(jí)進(jìn)行劃分(表5與圖1)。

表5 2000～2012年佳木斯土地資源生態(tài)安全指數(shù)和安全等級(jí)

年份系統(tǒng)壓力指數(shù)系統(tǒng)狀態(tài)指數(shù)系統(tǒng)響應(yīng)指數(shù)系統(tǒng)綜合指數(shù)安全等級(jí)20000.0835480.1577290.1397670.381044較不安全20010.0845950.1598020.1670730.411470臨界安全20020.1164450.1888020.1767810.482029臨界安全20030.1292770.1568700.1970040.483150臨界安全20040.0408380.2007310.2000960.441665臨界安全20050.1195350.2030280.1693140.491877臨界安全20060.0748250.2514230.1673720.493620臨界安全20070.0821640.2172110.1837710.483146臨界安全20080.0820200.1904340.1917780.464232臨界安全20090.0975290.1739910.2003100.471830臨界安全20100.1180090.1347620.2380100.490781臨界安全20110.1645980.1512050.2745720.590376臨界安全20120.1571650.2079430.3075510.672660較安全

圖1 2000～2012年佳木斯土地資源生態(tài)安全變化趨勢(shì)

3.1 土地資源生態(tài)安全指標(biāo)權(quán)重分析

由表3可知，在佳木斯市土地資源安全的壓力-狀態(tài)-響應(yīng)等子系統(tǒng)中，影響佳木斯土地資源安全的主要因素包含房屋建筑施工面積、人口自然增長(zhǎng)率、城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入、人均GDP、糧食產(chǎn)量等，其熵值權(quán)重均超過0.1，近年佳木斯市一直致力于推進(jìn)土地集約節(jié)約型政策，在土地生態(tài)良好區(qū)域建設(shè)人類宜居型環(huán)境，在不破壞土地生態(tài)安全系統(tǒng)與功能的前提下建設(shè)適宜人類生存居住的建筑，房屋建筑施工面積漲幅顯著，但隨著城市土地空間范圍的延展與擴(kuò)大，人口自然的增長(zhǎng)也帶來諸如城市環(huán)境質(zhì)量治理難度大等一系列土地生態(tài)問題； 城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入、人均GDP、糧食產(chǎn)量等指標(biāo)的增長(zhǎng)則表征了佳木斯在水利工程建設(shè)、水土流失治理、土地開發(fā)復(fù)墾整理上的效果顯著，土地生態(tài)環(huán)境的改善促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，節(jié)能減排的推廣與普及，一、二、三產(chǎn)業(yè)分配合理，土地生態(tài)資源優(yōu)勢(shì)和耕地潛力得到充分釋放，人民物質(zhì)生活得到不斷鞏固與提升。

3.2 土地資源生態(tài)安全壓力系統(tǒng)分析

由表5和圖1可知， 2000～2012年，佳木斯市的土地生態(tài)安全系統(tǒng)的壓力指數(shù)整體低于系統(tǒng)狀態(tài)指數(shù)與系統(tǒng)響應(yīng)指數(shù)，呈先上升后下降再上升的波動(dòng)形變化趨勢(shì)。2000～2003年，壓力指數(shù)從0.083 548 上升到0.129 277， 2003～2004年，壓力指數(shù)從0.129 277下降到0.040 838， 2004～2012年，壓力指數(shù)從0.040 838上升到0.157 165，上升幅度相對(duì)較大。佳木斯市土地生態(tài)安全壓力指數(shù)整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從研究起初2000年的0.083 548 上升到研究期末2012年的0.157 165，其原因如下：(1)佳木斯市人口變化的趨勢(shì)不顯著，但由于耕地面積的不斷增加帶來土地的承載壓力逐漸加大。(2)在2000～2012年的考察期內(nèi)，佳木斯市經(jīng)濟(jì)處于快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，以工促農(nóng)、工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)，佳木斯的土壤與土質(zhì)均發(fā)生重大變化，土地資源經(jīng)濟(jì)環(huán)境壓力逐漸增大。

3.3 土地資源生態(tài)安全狀態(tài)系統(tǒng)分析

由表5和圖1可知， 2000～2012年，佳木斯市土地生態(tài)安全系統(tǒng)的狀態(tài)指數(shù)整體基本呈現(xiàn)先增長(zhǎng)又下降的變化趨勢(shì)。2000～2006年，狀態(tài)指數(shù)從0.157 729 增長(zhǎng)到0.251 423， 2006～2012年，狀態(tài)指數(shù)從0.251 423 下降到0.207 943。佳木斯市土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)的變化與其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化關(guān)聯(lián)程度相對(duì)較大，佳木斯市屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫為0～10℃，且相對(duì)溫差較大，正常年份的降水量達(dá)到176～498mm，分布尚不均勻，呈北低南高的地形變化趨勢(shì)，且研究期部分年份的自然災(zāi)害頻繁，災(zāi)情程度、受災(zāi)范圍的時(shí)空、地域差異也相對(duì)較大； 佳木斯耕地面積從2004年的61.40萬hm2上升到2012年的135.68萬hm2，耕地面積的逐漸增多，在惡劣自然環(huán)境的影響下，溫差、氣候、降雨量的不均勻加之自然災(zāi)害均造成佳木斯土地生態(tài)安全一定程度地破壞，土地生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性依舊持續(xù)且沒有得到根本性地變化。

3.4 土地資源生態(tài)安全響應(yīng)系統(tǒng)分析

由表5和圖1可知， 2000～2012年，佳木斯市土地安全系統(tǒng)的響應(yīng)指數(shù)呈現(xiàn)相對(duì)平緩的上升趨勢(shì)。2000～2012年，響應(yīng)指數(shù)從0.139 767 增長(zhǎng)到0.307 551，研究期內(nèi)，佳木斯市的響應(yīng)指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)，主要?dú)w因于，在城鎮(zhèn)化建設(shè)的背景下，隨著佳木斯市經(jīng)濟(jì)持續(xù)的快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí)，佳木斯市的人均GDP不斷上升，由2004年的5 767元增長(zhǎng)至2012年的2.777 4萬元； 此外，佳木斯市的工業(yè)廢水排放量由2000年的2.777 4萬t 減少至2012年的2 988t。由此可知，佳木斯市解決土地生態(tài)安全系統(tǒng)問題的能力也在不斷地提高與上升。

3.5 土地生態(tài)安全系統(tǒng)綜合分析

壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)共同決定佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的綜合指數(shù)。由表5和圖1可知，佳木斯市土地生態(tài)安全指數(shù)呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)后下降再增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。2000～2006年，綜合指數(shù)從0.381 044增長(zhǎng)到0.493 620， 2006～2008年，綜合指數(shù)從0.493 620下降到0.464 232， 2008～2012年，綜合指數(shù)從0.464 232增長(zhǎng)到0.672 660。研究期末2012年的佳木斯市土地生態(tài)安全系統(tǒng)上升至較安全狀態(tài)，但生態(tài)壓力并未得到根本性地解決。主要原因在于：佳木斯市人地矛盾依舊突出，土地資源的人口壓力仍在持續(xù)增大； 自然災(zāi)害頻繁； 人均收入雖逐年不斷上升，但佳木斯財(cái)政收入的整體水平仍相對(duì)較低； 生活垃圾處理率較低，化肥使用折算量較高等，這些問題的存在均使得佳木斯市的土地生態(tài)安全仍存在較大的隱患與威脅。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

(1)2000～2012年，影響佳木斯土地資源安全的主要因素包含房屋建筑施工面積、人口自然增長(zhǎng)率、城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入、人均GDP、糧食產(chǎn)量等；

(2)佳木斯市的土地生態(tài)安全系統(tǒng)的壓力指數(shù)整體低于系統(tǒng)狀態(tài)指數(shù)與系統(tǒng)響應(yīng)指數(shù)，呈現(xiàn)先上升后下降再上升的波動(dòng)形變化趨勢(shì)， 2000～2003年，壓力指數(shù)從0.084 上升到0.129， 2003～2004年，壓力指數(shù)從0.129下降到0.041， 2004～2012年，壓力指數(shù)從0.041 上升到0.157；

(3)佳木斯市土地生態(tài)安全的狀態(tài)指數(shù)基本呈現(xiàn)先增長(zhǎng)又下降的變化趨勢(shì)， 2000～2006年，狀態(tài)指數(shù)從0.158 增長(zhǎng)到0.251， 2006～2012年，狀態(tài)指數(shù)從0.251 下降到0.208。

(4)佳木斯市土地安全狀態(tài)的響應(yīng)指數(shù)呈現(xiàn)平緩的增長(zhǎng)變化趨勢(shì)， 2000～2012年，響應(yīng)指數(shù)從0.140 增長(zhǎng)到0.308；

(5)壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)共同決定佳木斯市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的綜合指數(shù)，其綜合指數(shù)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后下降再增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)， 2000～2006年，綜合指數(shù)從0.381增長(zhǎng)到0.494， 2006～2008年，綜合指數(shù)從0.494下降到0.464， 2008～2012年，綜合指數(shù)從0.464增長(zhǎng)到0.673。研究期內(nèi)，佳木斯市的土地生態(tài)安全整體處于臨界安全狀態(tài)， 2012年上升至較安全等級(jí)。

4.2 建議

(1)嚴(yán)格控制佳木斯市人口的增長(zhǎng)和人口密度，減少人口對(duì)佳木斯土地資源及其生態(tài)環(huán)境的承載壓力，使人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和土地資源及其生態(tài)環(huán)境的承載力相適應(yīng)，高效引導(dǎo)人口與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的城鄉(xiāng)合理分布。

(2)推廣農(nóng)業(yè)生態(tài)模式，科學(xué)與平衡施肥，提高化肥的利用率，在施肥結(jié)構(gòu)上做到有機(jī)、無機(jī)肥相配合施用，做到用地養(yǎng)地相結(jié)合，防止農(nóng)業(yè)面源污染。同時(shí)加強(qiáng)耕地保護(hù)，合理確定土地利用分區(qū)和區(qū)域土地利用戰(zhàn)略，控制建設(shè)用地總量，嚴(yán)格限制農(nóng)用地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，加大土地開發(fā)整理力度。

(3)加快發(fā)展佳木斯市的金融、物流、會(huì)展、科技等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，提高第三產(chǎn)業(yè)比重，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變，以資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)型的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式取代高消耗、高污染型的增長(zhǎng)方式。

(4)構(gòu)建土地生態(tài)安全的法律體系及監(jiān)管體系，涵蓋土地生態(tài)補(bǔ)償實(shí)施效能政策的監(jiān)控體系、土地生態(tài)補(bǔ)償資金運(yùn)行與流轉(zhuǎn)的監(jiān)督體系、土地生態(tài)功能服務(wù)及資產(chǎn)流轉(zhuǎn)及生成的評(píng)估、土地生態(tài)資產(chǎn)的供給與需求評(píng)估，用相關(guān)法律制度保障利益方的發(fā)展與生存權(quán)利。

(5)加強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)宣傳的教育與普及，借助廣播、網(wǎng)絡(luò)、電視等媒體手段對(duì)民眾進(jìn)行土地生態(tài)普法教育，引導(dǎo)與提倡民眾的綠色消費(fèi)方式，明晰自身在土地生態(tài)環(huán)境安全方面的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)，加深民眾改善土地生態(tài)就是發(fā)展生產(chǎn)力與獲得收益的思想方式。

(6)建立土地生態(tài)安全預(yù)警體系。運(yùn)用先進(jìn)的3S，包括GIS、RS、GPS等高科技測(cè)得佳木斯土地生態(tài)的各種警戒信息，在此基礎(chǔ)上建立土地生態(tài)安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警體系模塊，針對(duì)佳木斯市不同地塊的土地生態(tài)環(huán)境問題，提出有針對(duì)性的解決方案。

[1] 崔勝輝， 洪華生，黃云鳳.生態(tài)安全研究進(jìn)展.生態(tài)學(xué)報(bào)， 2005, 25(4): 865～870

[2] 張虹波， 劉黎明.土地資源生態(tài)安全研究進(jìn)展與展望.地理科學(xué)進(jìn)展， 2006, 25(5): 77～85

[3] 余敦， 陳文波.基于物元模型的鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià).應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2011, 22(10): 2681～2685

[4] 張興榆， 曹明明，雷敏.陜北地區(qū)水資源安全及需求預(yù)測(cè)分析.干旱區(qū)資源與環(huán)境， 2007, 21(11): 17～21

[5] 李志偉， 崔力拓.水環(huán)境安全評(píng)價(jià)研究——以秦皇島市為例.水生態(tài)學(xué)雜志， 2009, 5(2): 128～131

[6] 周靈霞， 謝俊奇.西部地區(qū)土地生態(tài)建設(shè)與保護(hù)區(qū)劃.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃， 2002, 23(1): 1～5

[7] 李志偉， 崔力拓.長(zhǎng)沙市蓮花鎮(zhèn)土地生態(tài)質(zhì)量分區(qū)研究.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃， 2015, 36(6): 30～35

[8] 杜忠潮， 韓申山.基于主成分分析的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)實(shí)證研究——以陜西省10個(gè)省轄市為例.水土保持通報(bào)， 2009, 29(6): 198～207

[9] 張磊， 朱春悅.城市生態(tài)安全分析——以銀川市為例.國(guó)土與自然資源研究， 2010，(2)45～46

[10]袁磊， 雷國(guó)平，張小虎.資源性城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)——以大慶市為例.地域研究與開發(fā)， 2009, 28(6): 80～85

[11]王軍， 何玲，董謙，等.河北省農(nóng)業(yè)生態(tài)安全障礙度評(píng)價(jià)與對(duì)策研究.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究， 2010, 31(1): 81～85

[12]馬亞蘭， 劉普幸，王楓葉.金塔綠洲近20年來農(nóng)業(yè)生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與對(duì)策研究.土壤， 2010, 42(2): 184～189

[13]盛東， 李桂元，徐義軍.湖南省小流域生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究.水土保持研究， 2010, 17(2): 58～63

[14]鐘振宇， 柴立元，劉益貴，等.基于層次分析法的洞庭湖生態(tài)安全評(píng)估.中國(guó)環(huán)境科學(xué)， 2010, 30(1): 41～45

LAND ECOLOGICAL SECURITY EVALUATION IN JIAMUSI BASED ON PSR MODEL*

Jiao Hong，Wang Yang※

(Northeast Forestry University Urban and Rural Planning and Design Research Center，Harbin，Heilongjiang 150040，China)

This paper established the land ecological security evaluation index system of Jiamusi from three layers, i.e., pressure, state and response rule based on PSR model framework, calculated the index weight with the entropy weight and coefficient of variation of comprehensive counterpoising method, and evaluated the land resource ecological security level of Jiamusi from 2000-2012. The research showed that: the land ecological security system pressure index was lower than the state index and response index, which was a fluctuated wave change trend. The land ecological security status index presented a trend of growth and decline. The response index showed a flat growth trend. The pressure, state index and response index co-determined the comprehensive index of land ecological security.The overall land ecological security was in the safety state since 2012.The conclusion can provide a theoretical basis for improving the land ecological security in Jiamusi.

land ecological security； PSR model； entropy value method； Jiamusi city

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161105

2015-11-13

焦紅(1969—)，女，黑龍江哈爾濱人，碩士、副教授。研究方向：區(qū)域發(fā)展與城市規(guī)劃?！ㄓ嵶髡撸和粞?1991—)，男，黑龍江七臺(tái)河人，碩士。研究方向：城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)。Email： 594370071@qq.com

*資助項(xiàng)目：黑龍江省社會(huì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)2015年度黑龍江省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重點(diǎn)研究課題“黑龍江省小城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究”(15032)

X826; F301

A

1005-9121[2016]11-0029-08