贵州省土地生态安全评价

李 衍,李巧云,关 欣

（1.湖南农业大学 生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学 资源与环境学院，湖南 长沙 410128）

生态安全评价是生态安全研究中的重要内容，其能够将抽象生态系统的安全状况直观、量化的表现出来，为生态环境的管理和决策提供科学的依据；土地资源作为与人类社会经济活动密切相关的自然资源，其所反馈的生态问题，如水土流失，土地荒漠化等，无一不对人类的生存有着重要且直接的影响；确保土地资源的生态安全对于区域乃至国家的发展意义重大。目前我国学者在国内的相关研究中做了大量的工作[8-15]；但在土地生态安全评价的研究中，概念体系的建立以及评价方法仍处于探讨阶段，尚没有统一、完善的评价指标体系与评价方法。本项研究旨在对极差分析法以及综合指数法在区域尺度上的土地生态安全评价进行对比分析，以探讨不同方法间的异同与其适用性。

1 研究区域概况

贵州省位于中国西南的东南部,地处云贵高原，介于东经103°36′～109°35′、北纬 24°37′～29°13′之间，总面积为17.6万km2，占全国国土面积的1.8%。境内地势西高东低，山川纵横、地形破碎，自中部向北、南、东三面倾斜，最高点海拔2 900.6 m，最低点海拔147.8 m，平均海拔1 100 m左右。地貌景观大体上可分为高原山地、丘陵和盆地三种基本类型，山地和丘陵面积占92.5%；其中喀斯特地貌面积约有10.92万km2，占土地总面积的61.9%。贵州耕地整体质量偏差，水土流失严重，占土地总面积的41.54%。

贵州下辖9个市(州、地)、88个县(市、区、特区)，2011年末常住总人口3 469万人，城镇化率为29.11%，低于全国平均水平(45.68%)；人口密度为197人/km2，高于全国水平(138人/km2)；GDP由1996年的719.83亿元增至2011年的5 701.84亿元，属于经济欠发达地区。

2 评价指标体系构建

土地资源与人类社会经济活动密切相关，是构成生态系统的重要环境要素、重要的子系统。 土地生态系统作为一个复杂的人—地耦合系统，土地生态系统不仅具有重要的自然意义，也有着重要的社会、经济内涵。因此，为了能够全面的对土地生态系统安全进行评价，不仅需要考虑自然因素，还要将与其相关的人类社会经济活动纳入考量。人类活动与土地生态系统有着复杂的关联性，要使评价具有科学性、可行性，就必须构建一个合理、可行的评价框架模型。目前国内外学者普遍接受的评价体系有两种，分别为压力—状态—响应概念框架模型（pressure-stateresponse,P-S-R）,以及自然—经济—社会概念框架模型。此两种评价体系较为常见，但同时还有许多以这两种概念框架模型为基础的其他评价体系，此外，还有部分研究中根据研究对象自身的特殊性来构建评价体系的概念框架模型。

该项研究中以自然—经济—社会概念框架来构建贵州省土地生态安全评价指标体系，据此概念所构建的评价指标体系包括土地自然生态安全、土地经济安全以及土地社会安全三个方面，能够较为可观的反应区域生态安全的状态和问题。

2.1 评价指标的选取

在评价指标的选取上，国内针对土地生态安全评价指标尚未有明确、统一的标准。生态安全评价涉及到自然、经济和社会方面，因此，在指标选取的确定上有着相当程度上的复杂性，是一项科学性要求很强的工作。在遵循指标选取的客观性、科学性、系统性、代表性、可比性以及可获得性等普遍原则的基础上，还需要针对性的将研究区域的主要土地特征及其生态问题、人类活动的影响及变化以及评价区域的土地生态系统现状和发展趋势等方面纳入考量。同时，为了突出研究对象的基本特征，减少计算量，还要在兼顾全面性的情况下选取尽可能少的指标。

结合贵州自身特点和国内外相关研究成果，自上而下逐层分析，从自然、经济、社会方面选取构建贵州省生态安全评价指标体系的评价指标，第一层为目标层，即贵州省土地生态安全指数，用A表示；第二层为基准层，用B表示，此一层次分为“土地自然生态安全指数”、“土地经济生态安全指数”以及“土地社会生态安全指数”三个指标，分别用B 1、B 2和B3来表示，这二层的指标数值越大，表明当前土地生态安全越友好。

贵州省地处我国西南地区，区域自然条件复杂多变，喀斯特地貌面积广大且类型齐全，水资源丰富，气候湿润降水较多，水土流失以及土地石漠化问题严重，生态环境较为敏感。因此，结合调查资料，在自然生态安全方面选取人均耕地、人均水资源占有量、森林覆盖率、土地石漠化比重以及地面水质五个方面作为评价指标。在社会生态安全方面，由于贵州省在我国众多省份中经济水平落后，产业结构落后，人口密度较大，同时贫困人口所占比重也较大，因而选取人口密度、人口自然增长率、城镇化水平以及农业人口比重这四个因素。近年来贵州经济发展增速较大，地区生产总值增长速率在全国排位靠前，科技水平的提高在一定程度上减轻了人类活动对土地生态安全的影响，但高速的发展也导致了人地矛盾的日益突出。在指标的选取上，经济生态安全这一项中择取人均GDP、化肥负荷、农业机械化水平、第三产业比重这四个数据易获取，同时又能突出经济以及技术水平发展的代表性指标。第三层次的指标层中共有13个指标，用C表示，分别表示为C11、C12、C13、C14、C15、C21、C22、C23、C24、C31、C32、C33、C 34表示。在这些评价指标当中，有的指标的值越大，对土地生态系统的压力就越大，有的则反之。因此，可将指标分为正趋向指标与负趋向指标。

2.2 指标权重确定

指标权重的确定方法通常可以分为主观赋权重法和客观赋权重法。主观赋权重法中常用的有特尔菲法（Delphi）、层次分析法（The analy tic hierarchy p rocess，AHP）等，在指标权重确定中应用较为广泛。客观赋权重法在近年来的研究中也逐步受到重视，具体如熵权法。通过客观赋权重法能够克服主观赋权重法中所确定的权重的不确定性，因而也有研究中通过将熵权法与层次分析法相结合，已达到取长补短，优化权重值的做法。

该项研究采取层次分析法来确定指标权重。通过比较每一层对上一层的影响，将同层因素两两比较，全部比较的结果构成比较矩阵。计算比较矩阵的最大特征根及其所对应的特征向量，并通过计算一致性比例CR来对比矩阵进行一致性检验：

CR=CI/RI

CI=(R-N)/(N-1)

其中，CR为计算一致性比例；C I为一致性指标；RI为平均随机一致性指标；R为判断矩阵的最大特征根；N为比较判断方阵的阶数。通过层次分析得到各指标权重值如表1所示。

表1 指标权重表Table 1 The factor weight

3 土地生态安全评价

3.1 数据标准化处理

该项研究以市域为基本评价单元，在对指标进行计算之前，首先对原始数据进行标准化处理（表3）。在所选取的13个指标中，人均耕地、人均水资源占有量、森林覆盖率、地面水质、人均GDP、农业机械化水平、第三产业比重、城镇化水平为正趋向指标；人口密度、人口自然增长率、农业人口比重、土地石漠化比重、化肥负荷为负趋向指标。根据指标的趋向性不同，正负指标原始数据的标准化处理公式分别为：

Cij=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)

Cij=(Ximax-Xij)/(Ximax-Ximin)

式中Cij为标准化数值，Ximax为同类指标最大值，Ximin为同类指标最小值，Xij为指标原始数值。

3.2 综合安全指数计算

该项研究所采用的评价方法为综合指数法，此方法中土地生态安全评价综合指数的计算公式为：

式中E为综合指数，Wi为第i项指标权重，Ci为第i项指标标准化数值。

依据计算所得综合安全指数，并参考相关文献，设置土地生态安全标准综合评判等级表，在0～1范围内以均等间距设置5个安全等级（表2）。这5个等级分别由高至低代表了各指标因素现状对评价区域土地生态安全的破坏程度，由破坏较小到破坏严重。随着评价指标因素对区域土地生态安全现状的破坏加重，等级随之降低。

表2 贵州省土地生态安全标准综合评判等级表Table 2 The comprehensive appraisal grades of land ecological security standard in Guizhou Province

表3 贵州省9个地区土地生态安全单项指标安全指数Table 3 The individual factor security index of land ecological security of 9 prefectures in Guizhou Province

4 结果与分析

根据最终计算所得到的结果（表4），贵州省超过一半的5个地区安全等级为第3等，分别为贵阳、遵义、铜仁、黔西南、黔南；等级最高的地区为黔东南，其安全等级为第2等；等级最低的3个地区为六盘水、安顺和毕节，其等级为第4等。

总体来说，贵州省土地生态安全形势较为严峻，透过图1可以看出，贵州各地区主要的土地生态安全压力来自于社会经济方面，但同时自然条件形势也不容乐观。安全等级最高的黔东南自然资源状况较好，但社会经济安全水平较差。虽然目前安全等级较高，但如不做好合理的规划，随着社会经济的发展土地生态安全的水平终究也会逐步下滑。安全的等级居中的5个地区中，铜仁、黔西南以及黔南与黔东南状况较为相似；贵阳与遵义虽然自然资源状况不容乐观，但在社会经济状况的影响下仍能将土地生态安全状况维持在平均水准左右，如何结合社会经济的发展合理展开对生态环境的保护与恢复，对提升当地的土地生态安全水平显得尤为重要。而等级最低3个地区均处于贵州省西部，区域自然条件不理想，同时经济发展缓慢，落后的社会经济结构进一步加剧了当地土地生态安全状况的下滑，其中综合安全指数最低的毕节的指数分值已经相当接近最低的等级第5等。传统的社会经济发展模式在此区域有着重大的缺陷，要在发展中保证土地生态安全，只能寻求新的技术方法和新的发展模式。

表4 贵州省各地区土地生态安全等级表Table 4 The land ecological security grades of the prefectures inGuizhou Province

图1 贵州省各地区土地生态安全评价统计图Fig.1 The comprehensive evaluation chart of land ecological security of the prefectures in Guizhou Province

5 讨 论

贵州所处生态环境较为特殊，具有一定的敏感性与脆弱性；同时破碎的山地丘陵地表环境也对当地的社会经济发展起着一定的桎梏影响；同比而言，在此区域人类社会经济的发展对当地生态环境影响无疑要大上许多。如何寻求社会经济发展与维持生态环境之间的平衡是可持续发展的重要课题。一味的加强对生态环境保护的投入或许能在一段时间内对地区生态安全有一定的维持与恢复作用，但因此而拖下了社会经济的发展只会让一切回到原点。社会经济的发展，生产力、生产技术水平的提升在一定程度上对生态安全的维持也起着积极的作用。

土地生态安全的评价是为了让人更清晰的观察是什么影响着土地的生态安全，以期为规划的开展及政策的制定提供直观的、科学的参考。土地生态安全评价要做的工作还有很多，首先，既要进行当前安全现状的静态研究，也要对长期的变化的原因以及发展趋势进行动态研究；其次，针对土地生态安全的评价所涉及的内容多、地域范围广，运用现代高新技术无疑能更科学、更准确、更快速地开展评价；最后，对基础理论的发展尤为重要，与基础理论相结合，使土地生态安全的评价变得更为准确、更具实际运用价值与意义。

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