西安市土地生态安全评价研究

睢党臣 姚星宇

(陕西师范大学 国际商学院，陕西 西安 710119)

0 引 言

21世纪以来，我国经济发展迅速，综合国力已居世界第二大经济体。但与此同时，我国经济发展遭受的自然资源约束“瓶颈”也已显现，尤其是土地资源的约束影响更加突出。土地作为基本的生产要素，其自身带有的位置固定性以及不可移动性等特点，导致土地成为越来越稀缺的资源。尤其是随着我国人口的不断增加，人地矛盾越来越突出，区域内土地供不应求现象比比皆是，越来越多的建设用地已经侵占了生态用地，进而威胁到我国生态环境的安全。土地生态安全指陆地表层由各种有机物和无机物构成的土地生态系统的结构不受破坏，同时，土地生态系统为人类提供服务的质量和数量能够持续满足人类生存和发展的需要。[1]53-56目前，随着我国人口的增长，建设用地的扩张，生态环境的破坏，土地资源的浪费等已造成了部分地区土地的生态功能退化，森林等绿色土地减少，土地沙漠化严重等问题。所有这些不仅给我国人民的生活带来诸多不良影响，而且严重影响了地区社会与经济的发展。因此，土地生态能否保持在一个安全的范围内，是否会制约地区经济的发展则成为我国各个地区在发展过程中必须面对的一个重要问题。

1 相关文献综述

从近年来国内外对土地生态安全的研究来看，研究重心已从早期的定性研究集中到对土地生态系统的特点[2]38-43、风险、质量[3]13-19、退化等方面[4]77-85，逐步转移到目前的定量分析方面，尤以区域为对象的定量评价较多。但在有关评价体系的构建与指标的选取上还没有形成一个统一的意见。就我国现有的评价体系来看大体有两种：

(1)基于PSR(压力—状态—响应)的评价模型。PSR模型主要由加拿大统计学家David J.Rapport和Tony Friend提出，之后在20世纪八、九十年代，由经济合作与发展组织(OECD)和联合国环境规划署(UNEP)共同对环境问题进行研究，其研究结果在近年来得到广泛的应用。张祥义、许皞等基于PSR模型，运用熵值法和综合指数法构建了土地生态安全评价模型，并利用此模型对河北省各个地区土地生态安全状况进行了评价，得出河北省各城市的土地生态安全状况仍有差距的结果。[5]207-211焦红、汪洋基于PSR模型，根据科学性等原则选取具体评价指标，并在此基础上，结合熵权法与变异系数法确定了指标权重，然后对佳木斯市的土地生态安全进行评价，结果发现，2000—2012年佳木斯市的土地生态安全呈先下降再上升的波动趋势。[6]29-36

(2)基于经济—自然—社会的评价模式及其相关扩展模型对土地生态安全进行的评价。如孙奇奇、宋戈等从自然、经济、社会三个方面选取相关评价指标，然后运用主成分分析法对哈尔滨市进行了土地生态安全评价，最后得出2001—2008年哈尔滨市土地生态安全状况呈递减趋势,但总体处于较安全的结果。[7]234-238孙丕苓、杨海娟等从影响土地生态安全各个方面选取指标,构建了商洛市土地生态安全评价指标体系，并且通过计量模型对商洛市的土地生态安全进行了综合评价，结果表明：2000—2009年商洛市的土地生态安全综合指数整体呈上升趋势,土地生态安全状况不断改善。[8]1520-1530

通过对国内外专家、学者对土地生态安全问题进行的研究可以看出，以上研究对于我国土地生态安全评价指标体系的构建略显不足。基于此，本文利用2006—2015年西安市土地生态安全相关数据，在综合上述土地生态安全评价研究的基础上，加入一个基础准则层对西安市土地生态安全进行测度，进而分析西安市土地生态安全状况，并针对西安市土地生态安全存在的问题提出了具体的改进措施，以期对西安市产业合理布局，不断推动西安市经济的协调快速发展提供参考依据。

2 土地生态安全动态评价指标的构建

2.1 土地生态安全动态评价指标的选取

本文运用PSR模型，并增加一个基础准则层对西安市土地生态安全进行评价。由于土地的质量(主要指农用地)在很大程度上会影响土地的生产功能以及植被的生长情况，同时，土地的区位对其价值也有着十分重要的影响。因此，为避免主观赋权法出现指标权重与指标实际重要程度相悖的情况，本文选取熵值法确定指标的权重，进而构建西安市土地生态安全的评价指标体系。本着科学性、合理性、综合性以及可操作性原则，以PSR模型为基础，结合自然、经济和社会三个方面，选取了14个评价指标，并将这14个评价指标分为正趋向指标(数值越大，土地生态安全状况越好)和负趋向性指标(数值越小，土地生态安全状况越好)。其中，基础层为影响土地以及社会基础的指标，压力层反映人类的经济活动对土地资源的索取或者利用程度，状态层指一定时间内环境和资源的变化情况，响应层反映一定时间内所采取的行为指标。

2.2 数据来源与指标权重的确定

2.2.1 数据来源

本文选取2006—2015年西安市土地生态安全的相关数据对西安市土地生态安全状况进行分析，并将每个年度作为一个评价单元，对2006—2015年西安市土地生态安全状况进行评价。

2.2.2 指标权重的确定

熵值法作为判断离散程度的数学方法，是一种较客观的权重确定方法。[注]注：数据来源于《西安市2007—2016年统计年鉴》。由于熵值法可以排除主观因素，因而熵值法具有一定的可信度和精确度。为此，本文采用熵值法确定指标权重，其指标权重越小，反映指标离散程度越大，指标对综合评价的影响也越大。系统论表明：熵值越大，说明系统越混乱，携带的信息量越少；反之，熵值越小，说明系统越有序，携带的信息量越多。由此本文利用熵值法确定指标权重，具体步骤如下：

第一步，对各个评价单元的指标数据进行无量纲化处理。由于各个数据之间存在着不同的量纲，因此，首先要对每个评价单元的指标数据进行无量纲化处理，即消除量纲，然后再进行比较计算。其计算方法详见(1)、(2)式：

(1)

(2)

(1)、(2)式中：i=(1，2，3……n)；j=(1，2，3……n)；

Xij——为第i年的第j个评价指标的原始数据。

第二步，计算第i年的第j项指标值的比重。第j项指标值比重的计算方法详见(3)式：

(3)

(3)式中：Yij为第i年第j项指标值的比重。

第三步，计算指标信息熵。具体计算方法详见(4)式：

(4)

(4)式中：ej为指标信息熵；k=1/lnm。

第四步，计算信息熵冗余度。具体计算方法详

见(5)式：

dj=1-ej

(5)

(5)式中，dj代表信息冗余度，ej为指标信息熵。

第五步，计算指标权重：指标权重的具体计算方法详见(6)式：

(6)

(6)式中，Wj为指标权重；k=1/lnm；m为评价年份；n为指标数。

本文利用以上各式进行计算，从而得到各个指标的权重，然后通过对西安市土地生态安全评价指标的选取及其权重的计算，得到西安市土地生态安全评价指标及其权重。西安市土地生态安全评价指标及其权重见表1所示。

表1 西安市土地生态安全评价指标及其权重

3 对西安市土地生态安全的测度

3.1 对西安市土地生态安全的测度

下面本文对西安市土地生态安全状况进行动态测度，详见(7)式：

(7)

本文利用(7)式对西安市土地生态安全指数进行测算，进而得到2006—2015年西安市土地生态安全指数变化情况(见图1)，2006—2015年西安市土地生态评价安全指数及安全等级(见表2所示)。

3.2 对西安市土地生态安全状况的评价

从表2可以看出：

(1)西安市土地生态安全状况不够稳定。2006—2015年西安市土地生态安全指数整体呈上升趋势，但个别年份的土地生态安全指数忽上忽下，说明西安市在发展经济的同时对生态环境的保护不够重视， 尤其是在2012年， 西安市土地生态安全指数仅为0.38，说明当年西安市土地生态极不安全。其原因主要是2012年的年降水量只有426.7毫米，相较于西安市降水量最高的年份——2011年低了近300毫米。这种较大的变化，对西安市农业和生态环境无疑造成了极为不利的影响。之后在2013—2015年西安市土地生态安全指数逐步提升。另外，2012年西安市土地的化肥使用量达807 900吨，比本文测度的10年间化肥使用量的平均水平高21 203.6吨。化肥的使用虽在一定程度上可以提高农产品产量，但也在很大程度上污染了农用土地及地下水资源，同时化肥的使用量超过一定的限度，也可能降低农产品的产量。

图1 2006—2015年西安市土地生态安全指数变化情况

评价指标及安全等级 2006—2015年土地安全指数2006200720082009201020112012201320142015年降水量/毫米0.032 20.064 10.023 60.055 20.018 80.070 00.000 70.000 00.055 20.029 8化肥施用量/吨0.090 00.086 20.077 90.065 50.058 40.051 30.018 50.038 70.000 00.014 1人均日生活用水量/吨0.000 00.011 10.019 20.027 70.055 30.054 70.077 00.080 00.050 50.056 1污水处理率/%0.000 00.002 90.010 10.042 00.042 90.053 20.056 40.063 20.064 90.070 0减少耕地面积/亩0.070 00.067 90.043 90.002 60.039 50.000 00.017 10.042 70.034 80.048 9增加耕地面积/亩0.000 00.000 10.018 90.010 00.004 20.050 00.006 60.004 70.004 00.001 9人均GDP/元/人0.000 00.004 70.013 90.020 50.029 00.039 40.047 90.056 40.065 50.070 0治理环境支出/亿元0.000 00.008 00.002 30.013 00.008 80.018 90.025 80.037 80.040 40.070 0土地生态安全指数0.400.440.410.450.430.530.380.560.480.57土地生态安全等级Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全Ⅱ较不安全Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全Ⅲ临界安全

注：数据来源于《西安市2007—2016年统计年鉴》。

(2)2012年西安市耕地面积大幅度降低。2006—2015年西安市耕地面积年均减少50 262.1亩，尤其是2012年西安市耕地面积减少的最多，达到了95 423亩。耕地面积的大幅度减少，对西安市的粮食安全以及生态环境的保护造成了极大的威胁，致使土地生态安全指数下降、粮食减产，不仅影响西安市人民的日常生活，甚至还影响到我国的粮食安全。总之，西安市土地生态在2006—2015年相对安全，其中，2014年西安市土地的化肥使用量达820 315吨，是西安市2006—2015年化肥使用量最多的一年。化肥使用量过多会产生许多问题：第一，会引起土壤酸度变化，造成土壤酸化，进而影响农作物的生长。第二，导致土壤板结，肥力下降。第三，化肥中的有害物质对土壤产生污染。另外，西安市化肥使用量的权重为0.09，同时，2014年西安市减少的耕地量是增加耕地量的9倍，这直接说明了西安市生态安全指数已经很低。同时，西安市生态安全指数在2012年只有0.38，安全等级仅为Ⅱ级，较不安全。

(3)近年来西安市土地生态安全指数呈上升状态。近年来，虽然我国经济得到快速发展，人民生活水平不断提高，但人们对环境质量的重视程度也越来越高。西安市环境治理支出从2006年的2.4亿元增加到2015年的14.95亿元。西安市的污水处理率也由2006年的60.1%上升到2015年的94.9%。环境治理支出的增加，无论是对污染源还是对污染后的治理都是对土地生态安全的一种保证。目前，西安市人口的自然增长率虽然稳定在4.5%左右，但人口的增长又对我国的粮食安全提出了新的挑战。在严守18亿亩耕地红线的情况下，西安市近年来减少的耕地面积基本呈M型，即由2006年的1 873亩逐步上升到2009年的118 337亩，2010年耕地面积又骤减为54 981亩，之后又上升到2012年的95 423亩，2015年，西安市耕地面积逐步下降到40 408亩。人均GDP从2006年的18 085元/人增加到2015年的66 938元/人，10年间增长了3.7倍。另外，在经济不断发展的同时，西安市的绿化覆盖率虽然由最初的39.82%上升到42.04%,但还有进一步提升的空间。综上所述，西安市对土地生态环境虽然比较重视，但西安市对土地生态的安全保护还需进一步提高。

4 提高西安市土地生态安全的具体措施

(1)严格坚守国家的“18亿亩耕地”红线政策。近年来，西安市大力推进城市化进程，但在推进城市化进程中要严格坚守国家的“18亿亩耕地”红线，科学合理地制定土地利用规划，实施严格的耕地保护政策，加大土地的节约利用，避免建设用地盲目地向城市周边扩张，侵占农用土地，确保农用土地的数量与质量。同时应该贯彻实施土地的“增减挂钩”政策，从而保证城市发展所用土地与农用土地间的平衡，提高土地的集约利用效率。加强对农产品的宣传与管理，在确保农产品质量与数量不降低的情况下，尽量减少化肥的使用量。同时，建设绿色生态家园，避免工业以及生活中产生的废弃物污染农用土地，积极开发能够治理农用土地污染的新产品、新设备，进而减少污染物的源头。

(2)大力发展以文化产业为核心的经济增长模式。西安市在发展的过程中要根据自身的特点，适当调整产业结构，逐渐增加以旅游业为主导的第三产业比重，减少污染严重的第二产业数量，进而从源头上遏制污染的排放。同时，西安市近年来的快速发展，使得周围市县的人口大量涌入，劳动力的流入虽然推动了城市经济的发展，但也给城市的公共服务、基础设施和环境质量等带来了较大的压力，并严重威胁到土地的生态安全，同时西安市还应进一步提高人口素质，加强对各种资源的保护宣传，减轻生态系统的水资源压力。在此，西安市应该不断提高污水的处理率，避免污水污染城市水系统，开发水资源循环再利用技术，提高水资源的再利用率。另外，西安处于西北的半干旱地区，因此，必须保护好生态环境，大力倡导人与自然的和谐共处，因地制宜地构建城市花园模式。最后，提高绿色植被的覆盖率，严禁乱砍滥伐，避免土地的荒漠化，并不断加大对“秦岭”、“八水”的治理，使西安市在发展经济中达到与自然环境高度耦合的目的。