馬 婷，邵戰(zhàn)林

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，烏魯木齊 830052）

生態(tài)安全是指在人的生活、健康、安樂、基本權(quán)利、生活保障來(lái)源、必要資源、社會(huì)次序和人類適應(yīng)環(huán)境變化的能力等方面不受威脅的狀態(tài)［1］，土地生態(tài)安全則是強(qiáng)調(diào)在土地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，在時(shí)空范圍內(nèi)保持健康、平衡，從而提供給人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)以均衡且穩(wěn)定的自然資源，使得土地在自然和經(jīng)濟(jì)社會(huì)日漸快速發(fā)展中不斷協(xié)調(diào)［2］。2016年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《十三五生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了要對(duì)土地生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修護(hù)和治理。2017年習(xí)總書記在十九大報(bào)告中指出，滿足人民日益增長(zhǎng)美好生活需求的同時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和生態(tài)文明的要求也隨之提高［3］。然而，盡管人們?cè)诓粩嗉訌?qiáng)生態(tài)保護(hù)，但生態(tài)安全問(wèn)題依然存在，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年中國(guó)水土流失面積占37%，土地鹽堿化面積達(dá)12.24%，并呈不斷上升的態(tài)勢(shì)［4］。2018年農(nóng)作物受災(zāi)面積高達(dá)20 814 khm2。

蘭州市地處中國(guó)幾何中心，是西北地區(qū)的重要樞紐，在工業(yè)和交通等方面占據(jù)重要地位，其土地生態(tài)安全對(duì)于本地區(qū)的發(fā)展有著極其重要的意義，近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的加快和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，蘭州市土地退化、水土流失和沙塵暴等土地問(wèn)題頻頻發(fā)生。解決對(duì)土地資源的強(qiáng)烈需求與合理改善生態(tài)環(huán)境之間的矛盾成為城市發(fā)展需要考慮的首要問(wèn)題，本研究運(yùn)用PSR 模型和熵權(quán)法，選取2007—2016年的面板數(shù)據(jù)，對(duì)蘭州市近10年的土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在為蘭州市改善土地生態(tài)安全問(wèn)題提供一定的參考。

1 研究區(qū)概況

蘭州市地處隴西黃土高原的西部，介于北緯35°34'20″—37°07'07″，東經(jīng)102°35'58″—104°34'29″，全年平均氣溫11.4 ℃，平均降水量332.2 mm。全市總面積13 085.6 km2，轄5 個(gè)區(qū)3 個(gè)縣，市區(qū)面積1 631.6 km2，2016年末，全市戶籍人口324.23 萬(wàn)人，常住人口370.55 萬(wàn)人，比上年末增加1.24 萬(wàn)人［5］，市區(qū)南北皆為高山，黃河橫穿市區(qū)中心。地勢(shì)自西南向東北傾斜，地形狹長(zhǎng)，地貌復(fù)雜多樣，干旱區(qū)域廣，植被較少且分布不均，受地理環(huán)境和人為影響，土地退化、水土流失等問(wèn)題嚴(yán)重。在此基礎(chǔ)上，對(duì)蘭州市的土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

指標(biāo)體系既要體現(xiàn)研究區(qū)域本身的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，也要體現(xiàn)其區(qū)域內(nèi)特有的、具有代表性的土地生態(tài)現(xiàn)狀，從而使土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)更準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)。PSR模型從土地生態(tài)壓力系統(tǒng)、土地生態(tài)狀態(tài)系統(tǒng)以及土地生態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)3 個(gè)方面作為評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則層，在該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，壓力層指人口增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)活動(dòng)對(duì)土地的影響，狀態(tài)層指城鎮(zhèn)化及各類用地活動(dòng)的基本狀態(tài)，響應(yīng)層指為了改變土地生態(tài)安全狀態(tài)社會(huì)所做的各種努力。

本研究遵循了指標(biāo)選擇的科學(xué)性、可比性和可獲取性等原則，參考有關(guān)研究成果［6，7］，結(jié)合蘭州市具體實(shí)際情況，選取了人口密度、人均耕地面積、旱澇保收面積等16 個(gè)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)與土地生態(tài)安全的影響關(guān)系將其安全趨向性分為“+”和“-”。其中，正向指標(biāo)指數(shù)值越大會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋厣鷳B(tài)安全產(chǎn)生積極作用；負(fù)向指標(biāo)指數(shù)值越大會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋厣鷳B(tài)安全產(chǎn)生消極影響（表1）。

表1 蘭州市土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于《甘肅發(fā)展年鑒》（2008—2017年）、《蘭州市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2008—2017年）。

2.2 方法

2.2.1 研究方法 20 世紀(jì)80年代末，PSR 模型由經(jīng)濟(jì)合作和開發(fā)組織（OECD）與聯(lián)合國(guó)環(huán)境署（UNEP）提出，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和學(xué)者們的運(yùn)用，目前已經(jīng)成為生態(tài)安全評(píng)價(jià)方面成熟的模型之一［8］。PSR 模型即壓力（Pressure）-狀態(tài)（State）-響應(yīng)（Response）模型，該模型不僅能體現(xiàn)人類社會(huì)與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，又能將自然資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)有效聯(lián)系起來(lái)，因此，本研究選取該模型對(duì)蘭州市的土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。

熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法，可以有效避免主觀賦權(quán)法的部分不足，因此，本研究基于PSR 模型選取了16 個(gè)指標(biāo)，并結(jié)合熵權(quán)法對(duì)蘭州市2007—2016年土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。為消除指標(biāo)間不同量綱的影響，對(duì)原始數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，對(duì)于趨向性不同的指標(biāo)有不同的公式，如下所示。

式中，yij代表第j年第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值；y'ij代表第j年第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值；yijmax代表第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值，yijmin代表第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最小值。

2）計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，用熵權(quán)法確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，步驟如下。

當(dāng)Fij=0 時(shí)，令FijlnFij= 0

各指標(biāo)的權(quán)重值如表1 所示。

3）土地生態(tài)安全指數(shù)計(jì)算。安全指數(shù)分為準(zhǔn)則層安全指數(shù)和目標(biāo)層安全指數(shù)，公式如下。

式中，Yij是單個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Wj為單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重；U總為安全綜合指數(shù)，為0～1，安全綜合指數(shù)越靠近1，表明研究區(qū)域土地生態(tài)安全度越高，安全綜合指數(shù)越接近0，則表明研究區(qū)域土地生態(tài)安全度越低。

4）土地生態(tài)安全級(jí)別劃分。結(jié)合蘭州市土地生態(tài)安全指數(shù)，參考已有研究成果［9，10］，本研究將蘭州市土地生態(tài)安全分為不安全、較不安全、臨界安全、較安全、安全5 個(gè)等級(jí)，安全等級(jí)劃分結(jié)果見表2。并根據(jù)表2 確定2007—2016年蘭州市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)的安全等級(jí)。

表2 蘭州市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和安全等級(jí)

3 結(jié)果與分析

3.1 土地生態(tài)安全壓力系統(tǒng)分析

由圖1 可以看出，①整體而言，2007—2016年蘭州市的土地生態(tài)安全壓力指數(shù)呈下降趨勢(shì)，從研究期初的0.287 0 下降到研究期末的0.206 9。②其具體變化趨勢(shì)為先下降后上升再下降。2007—2014年壓力指數(shù)從0.287 0 下降到0.126 1；2014—2015年壓力指數(shù)從0.126 1 上升到0.238 3；2015—2016年壓力指數(shù)從0.238 3 下降到0.206 9。③依據(jù)土地生態(tài)安全等級(jí)來(lái)看，2007—2010年壓力指數(shù)皆處于較不安全的狀態(tài)，而2011—2014年除2012年壓力指數(shù)處于較不安全的狀態(tài)外，其余年份壓力指數(shù)皆處于不安全的狀態(tài)，2015—2016年壓力指數(shù)上升至較不安全的狀態(tài)。

圖1 蘭州市2007—2016年土地生態(tài)安全壓力指數(shù)變化情況

2007—2016年蘭州市的土地生態(tài)安全壓力指數(shù)整體處于較不安全及不安全狀態(tài)的原因如下。①2007—2014年蘭州市處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的階段，人口密度從期初的244 人/km2增長(zhǎng)到期末的286人/km2，人口自然增長(zhǎng)率更是在2014年達(dá)8.14‰，2014年蘭州市的人口壓力和土地承載壓力達(dá)到研究期內(nèi)最大值，因此，2014年的土地生態(tài)壓力指數(shù)下降至研究期內(nèi)最低值。②2015—2016年人口密度和人口自然增長(zhǎng)率皆有所下降，其對(duì)土地的壓力有所減緩，且第一產(chǎn)業(yè)比重不斷下降、第三產(chǎn)業(yè)比重不斷增加，但在2015—2016年第二產(chǎn)業(yè)的比重由期初的45.87%下降至期末的34.75%，使得土地生態(tài)壓力指數(shù)稍有下降，但依然處于較不安全的狀態(tài)。

3.2 土地生態(tài)安全狀態(tài)系統(tǒng)分析

由圖2 可以看出，①整體而言，2007—2016年蘭州市的土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，且波動(dòng)不大，從2007年的0.164 8 下降到2016年的0.073 4。②其具體變化趨勢(shì)為先下降后上升再下降。2007—2012年?duì)顟B(tài)指數(shù)由0.164 8 下降到0.111 4；2012—2014年土地狀態(tài)指數(shù)由0.111 4上升到0.135 8；2015—2016年?duì)顟B(tài)指數(shù)由0.135 8 下降到0.073 4。③依據(jù)土地生態(tài)安全等級(jí)來(lái)看，2007—2016年?duì)顟B(tài)指數(shù)皆處于不安全的狀態(tài)。

圖2 蘭州市2007—2016年土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)變化情況

分析2007—2016年?duì)顟B(tài)指數(shù)處于不安全狀態(tài)的原因。①人均耕地面積和耕地面積占總面積的比重不斷下降，人均耕地面積從期初的0.065 8 hm2/人下降到期末的0.062 7 hm2/人，耕地面積占總面積的比重從期初的15.93%下降到期末的15.40%，由此可見，耕地面積越來(lái)越少，使得原本就不高的土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)越來(lái)越低。②城鎮(zhèn)化率和房屋施工面積分別越來(lái)越高、越大，城鎮(zhèn)化率從期初的62.18%增加到期末的68.70%，房屋施工面積由期初的1 205.57 hm2增加到期末的4 877.02 hm2，可見，隨著城鎮(zhèn)化的加快，各類建設(shè)用地面積增加速度加快的同時(shí)，使得土地生態(tài)安全狀態(tài)愈發(fā)緊張。③2014年人均耕地面積達(dá)到了研究期內(nèi)最大值0.066 2 hm2/人，且該年城鎮(zhèn)化率為62.53%，較研究期內(nèi)其他年份低，因此，2014年土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)有所上升；2016年城鎮(zhèn)化率達(dá)到了研究期內(nèi)最大值，而人均耕地面積達(dá)到研究期內(nèi)最小值，因此2016年的土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)為研究期內(nèi)最小值。

3.3 土地生態(tài)安全響應(yīng)系統(tǒng)分析

由圖3 可以看出，①整體而言，2007—2016年蘭州市的土地生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。②具體變化趨勢(shì)為先上升后下降再上升，2007—2010年響應(yīng)指數(shù)從0.045 9 上升到0.138 9；2010—2012年響應(yīng)指數(shù)從0.138 9 下降到0.098 3，2012—2016年響應(yīng)指數(shù)從0.098 3 上升到0.329 0。③依據(jù)土地生態(tài)安全等級(jí)來(lái)看，2007—2013年蘭州市的土地生態(tài)響應(yīng)指數(shù)處于不安全的狀態(tài)，2014—2016年蘭州市的土地生態(tài)響應(yīng)指數(shù)處于較不安全的狀態(tài)。

圖3 蘭州市2007—2016年土地生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)變化情況

分析2007—2016年蘭州市土地生態(tài)響應(yīng)指數(shù)處于不安全或較不安全狀態(tài)的原因。①隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，城市居民人均收入和農(nóng)民人均收入增長(zhǎng)較快，城市居民人均收入由期初的10 271 元增加到期末的29 661 元，農(nóng)民人均收入由期初的3 103 元增加到期末的10 391 元，在人均收入整體提高的前提下，人們對(duì)于土地安全的保護(hù)意識(shí)也會(huì)越來(lái)越高。②旱澇保收面積、有效灌溉面積占耕地面積比重及荒山荒（沙）地造林面積都在增加，旱澇保收面積從期初的85.99 hm2增加到期末的116.45 hm2，有效灌溉面積占耕地面積比重從期初的36.12%增加到期末的40.15%，荒山荒（沙）地造林面積由期初的7.38 hm2增加到期末的8.95 hm2，這表明在2007—2016年，蘭州市為了改變土地生態(tài)安全狀態(tài)而做的各種努力越來(lái)越多，因此，土地生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)越來(lái)越高。③2011年旱澇保收面積為研究期內(nèi)最低值，僅為82.28 hm2，且有效灌溉面積和荒山荒（沙）地造林面積較研究期內(nèi)其他年份低，因此，2011年的土地生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)有所下降。

3.4 土地生態(tài)安全系統(tǒng)綜合分析

2007—2016年蘭州市土地生態(tài)綜合安全指數(shù)呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)，且波動(dòng)幅度較小，如圖4 所示。2007—2009年綜合指數(shù)從0.497 7 下降到0.477 7，安全等級(jí)處于臨界安全的狀態(tài)，2009—2010年綜合指數(shù)由0.477 7 增加到0.500 0，安全等級(jí)仍然處于臨界安全的狀態(tài)，2011—2016年綜合指數(shù)由0.353 7 增加到0.629 3，安全等級(jí)由較不安全變?yōu)檩^安全狀態(tài)。

圖4 蘭州市2007—2016年土地生態(tài)安全綜合指數(shù)變化情況

結(jié)合2007—2016年的數(shù)據(jù)分析，考慮蘭州市的土地生態(tài)系統(tǒng)綜合指數(shù)由土地生態(tài)壓力系統(tǒng)、土地生態(tài)狀態(tài)系統(tǒng)以及土地生態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)共同影響，分析其原因如下。

1）2007—2009年蘭州市人口密度和總?cè)丝跀?shù)增加，且第二產(chǎn)業(yè)比重上升，土地壓力隨之加大，土地生態(tài)安全綜合指數(shù)由0.497 7 下降至0.477 7；與此同時(shí)，人均耕地面積不斷減少，城鎮(zhèn)化率不斷升高，使得土地生態(tài)狀態(tài)指數(shù)也在下降，盡管2007—2009年土地生態(tài)響應(yīng)指數(shù)在增加，但是極大的破壞與較少部分的努力保護(hù)依舊不能平衡，因此，土地生態(tài)安全總指數(shù)在下降。

2）2010年蘭州市的人口自然增長(zhǎng)率為2007—2016年最低值，與2009年相比，人口密度、總?cè)丝跀?shù)有所下降，因此其土地生態(tài)安全壓力指數(shù)下降，且2010年土地生態(tài)響應(yīng)指數(shù)明顯上升，這就使得土地生態(tài)安全總指數(shù)上升。

3）2011年蘭州市土地生態(tài)壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)及響應(yīng)指數(shù)都比較低，且2011年土地生態(tài)綜合指數(shù)受響應(yīng)指數(shù)影響較大，2011年旱澇保收面積和荒山荒（沙）地造林面積為研究期內(nèi)最低值，因此，2011年的土地生態(tài)綜合指數(shù)下降較明顯。

4）2011—2016年第一產(chǎn)業(yè)比重和第二產(chǎn)業(yè)比重在不斷降低，第三產(chǎn)業(yè)比重在穩(wěn)定增加，完成了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的同時(shí)，人口總數(shù)增加緩慢，相對(duì)研究期初，土地承載壓力有所下降，土地生態(tài)安全壓力指數(shù)上升，盡管土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)在緩慢下降，但是社會(huì)為改變土地生態(tài)安全問(wèn)題進(jìn)行了越來(lái)越多的努力，土地生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)在2016年達(dá)到了最高值（0.329 0），因而2010—2016年土地生態(tài)安全綜合指數(shù)在不斷上升，且在2016年達(dá)到了研究期內(nèi)最高值（0.629 3）。

4 小結(jié)與討論

本研究對(duì)2007—2016年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出蘭州市土地安全生態(tài)綜合指數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，安全等級(jí)由臨界安全變?yōu)檩^不安全再變?yōu)檩^安全的狀態(tài)。①2007—2010年蘭州市的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)由0.497 7 上升至0.500 0，皆處于臨界安全的狀態(tài)。②2011年土地生態(tài)安全綜合指數(shù)明顯下降，由2010年的0.500 0 降至2011年的0.353 7，處于較不安全的狀態(tài)。③2012—2015年蘭州市的土地生態(tài)綜合指數(shù)呈上升趨勢(shì)，由2012年的0.428 0上升至2015年的0.548 5，處于臨界安全的狀態(tài)。④2016年蘭州市的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)由2015年的0.548 5 上升至2016年的0.629 3，安全等級(jí)變?yōu)檩^安全。

可以看出，2007—2016年蘭州市的土地生態(tài)安全狀況已經(jīng)在社會(huì)努力的影響下有所好轉(zhuǎn)，土地生態(tài)安全壓力指數(shù)有所上升，表明土地安全生態(tài)壓力在不斷減小，土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)依舊在緩慢下降，其生態(tài)安全狀態(tài)系統(tǒng)依舊存在較嚴(yán)重的問(wèn)題，但土地生態(tài)安全響應(yīng)指數(shù)在穩(wěn)定增加，表明社會(huì)為了改變土地生態(tài)安全方面的問(wèn)題采取的努力越來(lái)越多?？傮w來(lái)看，蘭州市的土地功能整體狀態(tài)形勢(shì)向好，相信經(jīng)過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和社會(huì)的不斷努力，未來(lái)蘭州市的土地生態(tài)安全狀態(tài)會(huì)更好。

盡管2016年蘭州市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)已經(jīng)處于較安全的等級(jí)，但人口壓力依舊在增加，耕地面積減少等問(wèn)題仍然存在，為了保證蘭州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)能夠在穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境中繼續(xù)發(fā)展，首要任務(wù)就是確保土地生態(tài)安全問(wèn)題得到解決，并且要防患于未然，這就要求在推進(jìn)城市化與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的過(guò)程中，要進(jìn)一步控制人口的快速增長(zhǎng)，減緩人口壓力，繼續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化，引導(dǎo)合理利用各類土地，嚴(yán)格落實(shí)各級(jí)土地利用規(guī)劃，加大政府對(duì)土地生態(tài)安全問(wèn)題的整治力度和財(cái)政投入，加強(qiáng)宣傳教育，提高公民的素質(zhì)。

PSR 模型在土地生態(tài)評(píng)價(jià)中已經(jīng)是運(yùn)用較為成熟的模型，但是由于選取指標(biāo)的不同會(huì)對(duì)最終的結(jié)果造成一定的影響；而本研究只運(yùn)用了熵權(quán)法確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，對(duì)最終的結(jié)果也有一定程度的影響，且研究期只是2007—2016年，若研究期更長(zhǎng)，蘭州市的土地生態(tài)安全變化規(guī)律會(huì)更加清晰；本研究只是對(duì)研究區(qū)整體進(jìn)行了時(shí)間上的評(píng)價(jià)，若加上空間上的對(duì)比會(huì)更加完整。