土地生態安全評價研究進展

詹文靜　楊國清　白澤惠

摘要通過對國內外土地生態安全評價研究的全面梳理，從土地生態安全的概念、評價指標、評價方法等方面，系統地闡述了近幾年來土地生態安全評價的研究進展，由此指出土地生態安全評價研究存在的問題。

關鍵詞土地生態安全；評價指標體系；評價方法

中圖分類號F301文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）22-0148-03

AbstractBased on comprehensive carding of land ecological security evaluation research at home and abroad， from the concept of land ecological security， the evaluation index， evaluation method， etc.， systematically expounded the research progress of land ecological safety evaluation in recent years， the land ecological security evaluation research problems were pointed out.

Key wordsLand ecological security；Evaluation index system；Evaluation method

1987年，“生態安全”概念第一次出現在世界環境與發展委員會發表的《我們共同的未來》一文中。2000年12月29日，國務院在《全國生態環境保護綱要》中提出“維護國家生態環境安全”的目標，引入“生態安全”的概念。隨著國內外生態安全研究的興起和發展，生態安全研究已被應用到土地研究領域。國內外學者已在不同領域開展了多方面、多層次的生態安全評價相關研究，在理論和方法層面都取得了豐富成果。國外對生態安全的研究成果主要集中在農業生態健康與生態安全的影響[1]、化學物質的施用[2]、基因工程生物的生態風險與生態安全[3]以及國家安全和社會安全[4]等領域，而對土地利用的生態安全及評價研究還比較少，幾乎還處于起步階段。國內對生態安全研究起步較晚，但是在土地領域研究較多。筆者在閱讀大量國內外文獻的基礎上，梳理土地生態安全國內外研究進展，歸納和分析了國內外土地生態安全評價中的概念、指標體系框架和評價方法，發現土地生態安全評價研究中存在的問題，為今后土地生態安全評價的發展指明方向。

1國內外土地生態安全評價研究概述

土地生態安全研究來源于研究較熱的“生態安全”。國外對土地生態安全方面的研究可追溯到20世紀40年代。1941年Aldo Leopold[5]在土地功能狀況的評價中提到了“土地健康”的概念，之后逐漸開展了關于生態系統和環境安全問題的研究。1988年，在“阿佩爾（Apell）計劃”中，聯合國環境規劃署首次提出了“環境安全”的概念。雖然國外已開始了土地生態安全評價方面的研究，但是其土地生態安全評價還沒有出現系統的、完整的指標體系，最有代表性的成果是在1996年土地質量指標研究項目中，由世界銀行、聯合國開發署、聯合國糧農組織、聯合國環境署提出的“壓力-狀態-響應”（PSR）框架模型，該模型主要目的是利用土地質量指標檢測人類活動對土地資源環境的壓力和這些壓力對土地質量狀態的影響及社會對這些壓力的響應，并將土地質量指標和有關的政策和管理決策聯系起來。

國內對生態安全的研究始于20世紀90年代，到90年代后期逐漸受到人們的重視。隨著生態安全研究的迅速發展，與生態安全相關的土地生態安全也逐漸受到了學術界和公眾的關注。土地生態安全評價作為土地生態安全的重要內容，成為學者和專家的重點研究對象。

目前，土地生態安全評價研究主要集中在評價指標體系、評價方法、評價尺度、評價標準和等級劃分等方面。

2土地生態安全評價研究內容

2.1土地生態安全概念

目前關于土地生態安全評價的定義較少且沒有統一。湯潔等[6]認為土地生態安全評價作為土地生態安全研究的核心和基礎，也為國家的土地規劃設計、土地生態安全分析和土地生態環境安全的預測和預警提供科學依據。趙鳳琴等[7]認為土地生態安全評價是對土地生態環境系統服務功能的狀態及其趨勢變化的定量評價，從中判斷出是否符合人類社會經濟和農業生產可持續發展的安全性的需要。謝花林[8]認為土地生態安全評價是一種預測性的評估，強調在土地利用過程中土地結構與布局的調整對環境和生態產生影響的可能性，它有利于防止規劃造成的環境影響和保護區域生態安全。董飛等[9]認為在考慮不同因素的情況下，綜合評價了土地生態環境系統的結構、功能、價值和生態環境質量等方面。可見，現有的研究成果只是從單一的角度對土地生態安全進行定義，缺乏系統性、全面性和完整性。

該研究認為土地生態安全評價是在可持續發展思想的基礎上，根據與土地有關的自然環境、經濟、社會各個方面的因素，選取一系列的評價指標，構建土地生態安全評價的指標體系，并利用相關的方法、模型對土地評價單元的生態系統的結構、功能、價值、生態質量等方面進行定性和定量相結合的綜合評價。總之，土地生態安全評價是當前土地生態安全研究的重要內容和主要方向，準確地把握土地生態安全狀態有利于區域社會經濟的可持續發展、資源的可持續利用以及生態環境的保護。

2.2評價指標體系

土地生態安全定義的不確定直接影響學術界對土地生態安全評價概念的理解，進而對評價指標體系的選取和構建產生影響。在土地生態安全評價中應用最廣泛的是壓力-狀態-響應（PSR）評價指標體系。在該指標體系中，壓力指標反映人類活動對自然生態環境產生的負荷，狀態指標表征生態環境質量、自然資源與生態系統的狀況，響應指標表征人類面臨生態環境問題所采取的對策與措施，這3個指標雖不同但是相互聯系。王亮等[10]依此框架構建土地生態安全評價指標體系。還有學者利用壓力-狀態-響應評價指標體系進行實證分析，如張利等[11]對曹妃甸新區土地生態安全評價指標體系的研究。雖然PSR框架能夠反映人類對生態環境的影響，但是其系統結構還不夠完整，而隨后出現的“驅動力-壓力-狀態-影響-響應”（DPSIR）框架正好彌補了其指標維度的不足，進一步補充和發展了PSR框架理論，已得到普遍認同，盧濤等[12]根據DPSIR框架構建了土地生態安全評價指標體系。

另一個常用的指標體系是自然-經濟-社會評價指標體系，這個指標體系既包括社會、人口，又包括生態、環境、資源等系統的發展，還反映了系統間的協調程度。這樣的指標體系具有戰略性、區域性、層次性、動態性、階段性等特點，能滿足指標體系的科學性、系統性、可操作性、可比性等要求，能客觀地表現出區域土地生態安全的狀態和問題，還能反映整體協調的主導思想。王鵬

等[13]、高明美等[14]、韓蕾等[15]從自然、經濟、社會3個角度選擇不同的指標構建土地生態安全評價指標體系，分別對衡陽市、皖江地區和秀山縣的土地生態安全進行實證分析。此外，按照依據標準的不同，以土地生態風險指數或生態不安全因素為依據和以自然地帶性規律為基礎也被其他學者應用到土地生態安全指標體系，如劉錟等[16]對海南島海岸帶的土地生態安全評價。

2.3評價方法

土地生態安全評價的重要內容是定量測度土地生態安全狀態和水平，我國土地生態安全評價方法研究目前還處于實踐和探索階段，隨著國內外學者不斷地借鑒其他領域相關的研究方法，一些定量和定性的評價方法被相繼提出。根據已有的研究成果，常用的評價方法有數學模型法、生態模型法、景觀模型法和數字地面模型法。

數據模型法主要有綜合指數法、模糊綜合法、灰色關聯法和物元模型法。綜合指數法是近年來土地生態安全評價常用的方法，包括基于主成分分析法的綜合指數法、基于層次分析法的綜合指數法和基于熵權系數法的綜合指數法評價。楊春紅等[17]、楊賽明等[18]、謝花林等[19]分別利用主成分分析法、層次分析法、熵權賦權法確定指標權重，建立綜合指數體系進行土地生態安全評價。雖然綜合指數法能反映土地生態安全評價的整體性、綜合性和層次性，使問題簡單化，但是難以反映系統的本質。模糊綜合法的提出主要是為了解決土地生態安全系統內部關系的復雜性和模糊性，如鄒長新等[20]運用模糊綜合法評價1989、2000、2007年若爾蓋濕地生態安全情況。但由于人為因素，模糊隸屬函數的確定及指標參數的模糊化主觀性較強會造成有用信息的丟失。灰色關聯法以灰色系統理論為指導，通過篩選、比較參考序列并計算各因素的關聯度，從而量化分析灰色系統發展態勢，如吳曉等[21]利用灰色關聯法計算各指標的灰色關聯度，得到了重慶市巫山地區的土地生態安全情況。灰色關聯度法對系統參數要求較低，但其分辨系數的確定有一定的主觀性，從而影響評價結果的精確度。我國數學家蔡文首先將物元分析理論應用到復雜的不相容的問題上。物元模型法能從變化的角度識別變化中的因子，直觀性好，但是關聯函數形式確定不規范，難以通用。

生態模型法應用較多的是生態足跡法。1999年我國學者第一次引入了生態足跡理論及概念，生態足跡法因其直觀、綜合操作性強的特點，被廣泛地應用到不同尺度的區域生態安全評價和可持續發展研究上。用生態赤字表示生態足跡與生態承載力的差值是生態足跡法常用的方法。黃海等[22]采用生態足跡方法計算了2006—2010年重慶市的生態足跡、土地生態承載力、生態赤字與土地生態壓力指數，探討了土地生態安全評價問題。這種表達簡明，易于理解，但是過于注重人類社會經濟對自然環境的影響而忽視其他因素對生態系統的影響。

景觀模型法主要分為景觀生態安全格局法和景觀空間鄰接度法2種。蒙吉軍等[23]在土地利用安全格局中使用景觀安全生態格局法的最小累積阻力模型，并結合景觀格局指數對鄂爾多斯的土地生態安全進行評價，探討了該地區土地利用生態安全格局優化方案。湯萃文等[24]在遙感和GIS的基礎上，利用景觀空間鄰接度法計算石羊河上游的哈溪林區各景觀類型與荒地和農田的空間鄰接長度和數目比例，定量分析了研究區各景觀類型的生態安全性。景觀生態安全格局法適用于不同空間尺度，而景觀空間鄰接度法側重在空間尺度上注重相對宏觀的要求時對生態安全的研究。

數字地面模型法中的數字生態安全法主要是借助3S技術，遲妍妍等[25]在沙漠化防治區的生態安全中應用了RS與GIS技術的空間評價方法，建立一套適用于重要生態功能區生態安全空間評價的可行的評價模式。這種方法疊加容易、邏輯運算簡單。

3結語

近年來，土地生態安全評價迅速發展，評價指標理論框架和評價方法已初步構建，但具體的評價指標和評價方法還需繼續探索。在今后的土地生態安全研究中應進一步關注以下問題：①土地生態安全評價的概念尚未明確。土地生態安全評價是較新的概念，提出時間較短，由于國內外對土地生態安全評價概念理解不同，至今尚未有統一的定義。理論研究指導科學實踐，對土地生態安全評價概念研究可以科學地評價土地生態安全狀況，對其概念和內涵的理解直接影響到評價對象、評價內容和評價指標的選擇，同時也對土地生態安全評價方法具有一定的指導和促進作用。②評價指標體系的構建具有較強的主觀性。評價指標構建的主觀性主要體現在指標域值和權重的確定。現有的研究多數是利用主觀性較大的層次分析法確定土地生態安全評價的指標權重，另外，部分指標特別是社會經濟指標域值的確定帶有很大的主觀性，這造成整個評價指標體系的主觀性。③評價模型以靜態為主，空間動態評價模型較少。土地生態安全評價模型的研究和運用目前還處于初級階段。近幾年，運用到土地生態安全評價的模型主要是靜態模型，注重對生態系統結構的模擬和評價，而對生態系統功能的評價較少，對生態過程的動態模擬較為缺乏。另外，這些評價模型缺少土地對生態安全的空間研究。雖有借助數理模型與RS、GIS技術相結合的生態數字模型逐漸運用到土地生態安全評價中，但該方面的研究仍需加強。

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