基于熵值法的桓仁山區生態友好型土地利用評價

李紅丹郭海峰任家強李雙異汪景寬

(1.沈陽農業大學土地與環境學院，遼寧 沈陽 110866;2.桓仁縣國土資源局，遼寧 桓仁 117200)

基于熵值法的桓仁山區生態友好型土地利用評價

李紅丹1郭海峰2任家強1李雙異1汪景寬1

(1.沈陽農業大學土地與環境學院，遼寧 沈陽 110866;2.桓仁縣國土資源局，遼寧 桓仁 117200)

山區生態友好型的土地利用是對山區采取生態友善化的開發利用方式和措施，是山區高起點發展的切入點之一。本文在建立生態友好型土地利用評價體系的基礎上，采用熵值法對遼東山區桓仁縣2000－2008年間的土地利用情況進行評價。結果表明，研究期間桓仁縣的生態友好型土地利用綜合指數呈上升趨勢，桓仁縣獨特和優越的環境、資源優勢得到充分保護，土地利用方式日趨合理，有效的解決了桓仁縣在建設“資源節約型”和“環境友好型”社會過程中的土地可持續利用問題。

土地利用評價;生態友好型;熵值法;山區

目前，建設“資源節約型”和“環境友好型”社會已被確認為我國國民經濟和社會發展中長期規劃的一項戰略任務。山區是生態環境“先天”脆弱的特殊區域，其土地利用的主要問題是生態破壞，因此在建設環境友好型的社會中，山區的高起點發展應當以生態友好型的土地利用方式為切入點，走經濟、社會、生態可持續發展的路子。生態友好型的土地利用就是對山區采取生態友善化的開發利用方式和措施，維護山區土地利用的可持續發展［1］。桓仁縣作為遼寧省東部山區縣之一，隨著其社會經濟的快速發展，土地利用與生態環境之間存在什么樣的影響，且達到何種程度，目前沒有定量的研究。為此，對桓仁縣進行生態友好型的土地利用評價，為今后該地區土地的可持續利用提供依據和參考。

1 研究區概況

桓仁縣位于遼寧省東南部邊緣山區的渾江中下游地帶，縣域總面積3 551 km2，總人口30.8萬人，下轄12個鄉鎮。地勢自西、北、東向中間、向南傾斜，地貌類型復雜多變，大體構成“八山一水一分田”的格局。境內山勢崎嶇低緩，屬溫帶大陸性濕潤季風區，自然資源豐富。

2 數據與方法

2.1 基礎數據的來源

本研究采用的數據主要來源于《桓仁縣統計年鑒》、《遼寧省統計年鑒》及由桓仁縣環保局、桓仁縣林業局、桓仁縣國土資源局及桓仁縣水利局等所提供的數據資料，數據時段選擇2000－2008年。

2.2 評價方法

熵是系統狀態下不確定性的一種度量，應用熵可以度量評價指標體系中指標數據所蘊含的信息量，并依次確定各指標的熵權。熵值法是基于信息有序度的混亂程度，相對客觀地確定各影響因子權重的方法。如果對m年的發展狀況進行評價，評價指標體系中包括n個指標，則該綜合評價由m個樣本和n個指標構成，得到評價系統的初始數據矩陣X:

上式中Xij表示第i個樣本第j項評價指標的數值。對于某項指標Xij，若指標值Xij之間的差距越大，則該指標在綜合評價中所起作用也就越大;反之越小。若某項指標的指標值全部相等，則該指標在綜合評價中不起作用［2－3］。

本研究基于各項指標在9個年份的變異程度，通過標準化變化法對負數和極值問題進行改進［4］，得到各個指標的權重，從而實現生態友好型土地利用的綜合評價。具體步驟如下:

(1)由于各指標的量綱、數量級及指標的正負取向均有所差異，需對初始數據做標準化處理。

①假設評價指標Xij的同度變化量為

其中，d為坐標平移的幅度。本文根據數據情況，d=5;

③計算指標值Xij的標準化值

可得到數據的評價矩陣:

(2)計算第j項指標的信息熵Eij。

(3)計算第j項指標的信息效用值Rij，其計算公式為:

當Rij值越大，則指標Xij在綜合評價中的重要性就越強。

(4)計算指標Xij的權重Wij，其計算公式為:

(5)計算第年份的桓仁縣土地利用生態友好度Sij，其計算公式為:

3 評價過程

3.1 評價指標體系的構建

土地利用系統是典型的自然－經濟－社會的復合系統，該系統涉及到資源、環境、生態、社會經濟等指標。生態友好型土地利用是對土地資源采取生態友善化的開發利用方式，是整個土地可持續利用系統中的基礎性指標，直接決定土地利用系統特別是山區土地利用系統能否持續維持土地固有的作用與功能。因此，在構建桓仁縣生態友好型土地利用評價指標體系時，遵循以下原則:①要符合桓仁縣的實際情況，既要針對當地山區生態環境的主要問題，又要反映其生態環境的總體水平;②重視和強化指標選取的科學性、可操作性和相對完備性;③充分顧及指標基礎數據的可獲取性、靈敏性及可量化性。

根據桓仁縣的實際情況，遵循上述原則，建立包含土地利用生態指數、程度指數、效益指數三個方面的桓仁縣生態友好型土地利用評價因子體系(見表1)。

表1 桓仁縣生態友好型土地利用評價指標體系

3.2 指標權重的確定

依據熵值法，采用公式(9)計算得到桓仁縣生態友好型土地利用指標權重值，見表2。

表2 各指標因素的權重

3.3 生態友好型土地利用綜合指數的測算

對桓仁縣2000－2008年各年份的土地利用生態指數、程度指數、效益指數以及生態友好型土地利用綜合指數進行計算，結果見表3。

表3 桓仁縣生態友好型土地利用評價結果

4 結果分析

根據建立的評價指標體系和評價方法計算出的結果，繪制桓仁縣生態友好型土地利用的各指標的指數變化趨勢圖(見圖1，圖2)。

(1)從土地利用生態指數趨勢變化可知:土地利用生態指數曲線在2000－2008年期間有所波動，2000－2004年，生態指數緩慢上升，2005年達到一個峰值，隨后開始緩慢下降，到2008年又有所緩升。土地利用生態指數的變化主要由于桓仁縣作為遼東水源用材林區，典型的山區地形、地貌形成林業用地占絕對優勢的土地利用特征，水土流失主要類型是水蝕，主要與開礦、采石、開荒、栽參、放蠶等人為活動有關，給生態造成影響。但自2002年桓仁縣被作為全國水土保持生態修復試點縣，采取了一定的水土保持措施，降低了水土流失面積比例，同時受經濟社會快速發展、土地開發利用較高、但集約化經營水平較低的影響，土地生態污染指數呈大幅度波動。化肥、農藥和農膜的使用不當，致使耕地面臨的污染問題逐漸加重。

(2)從土地利用程度指數看:土地利用程度指數在2001－2003年間呈下降趨勢，2004年后，土地利用程度基本保持穩定。由于桓仁縣耕地主要集中在河流沿岸的階地和山腳坡地上，坡地多，平地少，中低產田占耕地70%以上，人們對土地的不良生態因素的人工改造水平較低，土地利用的改造指數較低，土地利用的生態友好程度不高。土地利用強度指數低，可見土地利用的綜合水平不高，土地資源利用粗放，從而反映了桓仁縣土地利用的廣度和深度水平低下。

(3)從土地利用效益指數看:土地利用效益指數一直呈快速上升趨勢。2001年底，桓仁縣基本實現了小康縣建設目標，2001－2008年間，國民經濟持續發展，經濟結構得到優化，產業協調發展，第二產業快速增長，第三產業迅猛發展。這主要是由于近年來，桓仁縣充分利用和保護當地的自然資源和生態環境，建設特色產業經濟區、綠色和有機食品經濟區、新型產業經濟區等新型產業;經濟實力的提高，促進了生態建設的發展。

(4)從生態友好型土地利用綜合指數看:2000－2008年間，生態友好型土地利用綜合指數呈上升的趨勢，這種趨勢是由土地利用生態、程度、效益綜合作用的結果。如前文所述，雖然土地利用生態指標和土地利用程度水平下降，但是土地利用效益水平較高，充分利用五女山申報世界文化遺產的成功等有利的因素，依托山、水、城、林、民族等豐富的自然與人文旅游資源，大力發展生態旅游業。整體而言，桓仁縣生態友好型土地利用呈較好的趨勢發展。

由以上分析可以得出，桓仁縣生態友好型土地利用水平較高。與全省相比，雖然桓仁縣經濟實力較低，人均主要經濟指標在遼寧省內處于中下水平，但獨特和優越的環境、資源優勢得到充分保護及土地利用方式日趨合理，為桓仁縣在建設“資源節約型”和“環境友好型”社會中的土地可持續利用奠定了基礎。

(編輯:田紅)

［1］楊子生，劉彥隨.中國山區生態友好型土地利用研究［M］.北京:中國科學技術出版社，2007.

［2］閻植林.管理決策中熵理論及應用研究［D］.北京:北京航空航天大學，1996.

［3］賈艷紅等.基于熵權法的草原生態安全評價［J］.生態學雜志，2006，25(8):1003－1008.

［4］郭顯光.改進得熵權系數法及其在經濟效益評價中的應用［J］.系統工程理論與實踐，1998，(12):98－102.

［5］杜加強，王金生，張桐等.重慶市環境友好型土地利用評價研究［J］.中國土地科學，2008，22(12):17－24.

［6］包廣靜，楊子生，莫國芳.山區生態友好性土地利用對策研究——以云南江川為例［J］.云南師范大學學報，2008，28(3):66－69.

［7］涂軍平，黃賢金，劉楊.土地生態環境評價指標體系研究及區劃應用［J］.中國農學通報，農業資源與環境科學，2006，22(12): 247－252.

［8］陳士銀，周飛，楊小雄，習心軍.區域土地利用績效及可持續行評價［J］.國土資源科技管理，2008，25(5):1－5.

［9］李曉秀.北京山區生態環境質量評價體系初探［J］.自然資源，1997，(5):31－35.

［10］楊子生，劉彥隨等.山區縣域土地利用生態友好性評價原理、方法及實踐［J］.自然資源學報，2008，23(4):600－611.

［11］袁德法.山區生態經濟建設效益評價的研究［J］.生態經濟，1996，(6):32－35.

［12］趙瑩雪.山區縣域農業可持續發展評價指標體系及方法［J］.經濟地理，2002，22(5):534－538.

［13］曲衍波，齊偉，商冉，李樂.基于GIS的山區縣域土地生態安全評價［J］.中國土地科學，2008，22(4):38－44.

［14］賈小群，蔣忠誠.廣西巖溶縣的生態環境脆弱性評價［J］.地球與環境，2005，33(2):45－51.

［15］黃宇萍.土地利用過程中的生態環境評價體系［J］.經濟地理，2007，27(6):1003－1006.

AbstractThe eco-friendly land use in mountainous area means to implement eco-friendly mountainous development methods and measures，which is the way to promote the high level development in the mountainous area.Based on the establishment of eco－friendly land use evaluation system，the entropy method was used to evaluate the land use of mountainous area in Huanren County(in the eastern Liaoning Province)based on the data obtained between 2000－2008.The results showed that the eco-friendly land use index of Huanren County was rising，and its unique and superior environment and natural resources were sufficiently protected.Some problems in the building periods of‘resource-saving’and‘environment-friendly’society were well solved.

Key wordsland use evaluation;eco-friendly;entropy;mountainous area

Evaluation on Eco-friendly Land Use in Huanren Mountainous Area with Entropy-based Method

LI Hong-danGUO Hai-fengREN Jia-qiangLI Shuang-yiWANG Jing-kuan
(1.College of Land and Environment，Shenyang Agricultural University，Shenyang Liaoning 110866，China; 2.The Bureau of Land Resources of Huanren County，Huanren Liaoning 117200，China)

F301.24

A

1002－2104(2010)05專－0111－04

2010-04-26

李紅丹，碩士生，主要研究方向為土地利用與信息技術。

汪景寬，博士，教授，主要研究方向為土地管理和土壤肥力。