煤炭資源型城市農用地脆弱性進展研究

鄧家容 李鵬飛

摘要 對國內外脆弱性及煤炭資源型城市農用地脆弱性的研究文獻進行整理分析，從煤炭資源型城市農用地脆弱性內涵、研究進展、評價方法及技術應用等方面進行總結，發現脆弱性內涵由單一化向多元化方向擴充、研究方法不斷拓展豐富、評價體系持續擴充，但對于煤炭資源型城市農用地脆弱性研究仍處于起步階段，關于煤炭資源型城市農用地脆弱性研究成果較少，煤炭資源型城市農用地脆弱性內涵研究尚未有明確的界定。最后，從社會經濟與生態環境兩方面對煤炭資源型城市農用地脆弱性的今后研究方向進行展望。

關鍵詞 煤炭資源型城市；農用地；脆弱性

中圖分類號 F290 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）21-0044-04

Abstract The collation and analysis of research literature on the vulnerability of domestic and foreign cities and the vulnerability of agricultural resources in cities with coal resources were carried out.Aspects of the connotation， research progress， evaluation methods， and technical applications of agricultural land vulnerability in coal resourcebased cities were summarized. As a result， it was found that the connotation of vulnerability was expanded from the singularity to the diversification direction， the research methods were continuously expanded and enriched， and the evaluation system continued to expand. However， the study on the vulnerability of agricultural land in coal resourcebased cities still belonged to the starting stage .There are few research results on the vulnerability of agricultural land in agricultural resourcesbased cities， and the research on the connotation of agricultural land vulnerability in coal resourcebased cities has not yet been clearly defined. Finally， from the aspects of social economy and ecological environment， the future research direction of the vulnerability of agricultural land in coal resourcebased cities will be prospected.

Key words Coal resourcebased cities；Agricultural land；Vulnerability

自20世紀中葉開始，隨全球氣候和生態環境的變化，國內外學者對脆弱性的研究不單局限于自然科學領域，社會科學領域也成為研究范疇[1]。20世紀60年代International Biological Programme（IBP）、70年代Man and Biosphere Programme（MAB）、80年代 International Geosphere-Biosphere Programme（IGBP）、International Human Dimension Programme on Global Environmental Change（IHDP）都體現出脆弱性成為當前的重要研究內容[2-4]。近幾年來，脆弱性理論在多個學科中得到廣泛運用，其理論方法也在不斷完善、擴充，這為研究煤炭資源型城市農用地脆弱性提供了重要的借鑒和參考。

煤炭資源型城市是以豐富的煤炭資源為基礎發展起來的一種城市類型，城市主導產業是以煤炭資源開發為核心的工業結構布局[5]。2013年11月12日，國務院印發的《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020年）》（國發〔2013〕45號）中，目前我國共有262個資源型城市，以煤炭、有色金屬等為主的資源型城市占據絕大部分[6]。隨社會經濟的高速發展，各煤礦區的開采規模逐漸增大，煤礦產量也呈逐年增長的趨勢，煤炭資源的開采在為國家經濟快速增長做出巨大貢獻的同時，也造成生態環境穩定性減弱[7]。這“一增一減”的2個方面使我國煤炭資源型城市土地矛盾逐漸突出，煤礦區地面沉陷、廢棄物堆積等生態問題以及農用地污染、面積減少造成的土地糾紛等社會問題呈逐年增加的趨勢。

以煤炭資源型城市農用地脆弱性為研究對象，對資源型城市脆弱性研究進展進行總結凝練，為煤炭資源城市農用地脆弱性的研究提供參考借鑒，進而提高煤炭資源型城市的合理開發與生態保護的協調發展，建立可持續發展的社會、經濟和自然體系，以期為煤炭資源型城市農用地的可持續發展提供理論與實踐依據。

1 脆弱性內涵研究

脆弱性（vulnerability）最初來源于自然災害的研究[8]。20世紀40年代，Gilbert和White在研究洪水災害中提出“適應和調整”的觀點，這是脆弱性研究的雛形[9]。20世紀70年代，White[10]將脆弱性定義為系統及其組成部分由于具有暴露性和敏感性，使其在某種程度上易受到外界干擾和壓力的影響[10]；20世紀80年代以來，脆弱性研究逐步成為全球環境變化和可持續發展研究中的熱點和前沿領域[11-14]，受到國內外學者、科學研究計劃及機構（IHDP、IPCC、IGBP）的廣泛關注[15-17]，如Timmernan將脆弱性定義為：基于系統遭受外界干擾后產生的結果，其遭受不利影響或損害的程度[18]。進入21世紀，脆弱性的研究在經濟學和社會福利學[19-20]、生態環境研究[21]、自然災害影響研究[22]、氣候變化[23]、農業用地及物種[24]、農業和食品安全[25]、土地利用脆弱性的研究[26]、可持續發展[27]等多個領域中得到廣泛的關注和應用。

脆弱性的研究逐漸趨向于多元結構，脆弱性的概念也從單一化演變成多樣化，如風險、敏感性、適應性、恢復力等概念的集合，涉及領域也逐漸由自然生態系統擴大到生態經濟系統、社會生態經濟復合系統、人-地耦合系統。20世紀50年代至今，國內不少學者也從不同研究視角對脆弱性的內涵進行界定[28-29]，如相關學者將脆弱性的內涵定義為退化特征程度的衡量、系統狀態[30-31]。進而隨著國內學者對脆弱性的關注，脆弱性所涵蓋的內容不斷拓展，從一維拓展到多維，相關的脆弱性研究范圍逐漸全面化，達到跨多領域的綜合性研究的新高度[32]。

綜合當前對脆弱性內涵的研究，脆弱性即是指某一系統、某一生物體或群體內自身結構固有的屬性，其自身的結構對外界某種因素的干擾或侵害具有的不同程度的敏感性，并且在遭到干擾或侵害后難以恢復原來狀態的一種性質。

2 煤炭資源型城市農用地內涵研究

煤炭是我國重要的不可再生能源資源之一，在我國社會發展中占據重要的地位。礦區農用地因煤礦開采受到不同程度的污染，而我國又是農業大國，人多地少，土地資源總體質量不高，隨工業化和城市化進程的推進，農用地的稀缺性更加突出[33]。

人們對土地的利用最早是在農用地的基礎上開始。20世紀90年代起我國開始實施土地整理，最初的整理對象集中在農用地。農用地作為農業生產的重要資源和物質基礎，是國家糧食安全及國民經濟健康發展的重要保障[34-35]。因此，農用地脆弱性的研究有利于人類認識、評價、保護煤炭資源型城市的生態系統平衡、維持大氣圈平衡、調節氣候以及有效的生態系統功能和營養元素的有效循環。

農用地是土地利用分類中的一級分類，是直接用于農用生產的土地，并且在一定的技術條件下通過人類勞動作用、土地類型可以相互轉換的土地。依照中華人民共和國國家標準《土地利用現狀分類法》（GB/T 21010—2017）與《中華人民共和國土地管理法》，將農用地分為7大類，23小類（表1）。

德國是世界上最先提出土地評價系統的國家之一，1934 年提出的《農用地評價條例》是世界上最早的加（減）法農用地分等定級估價系統[36]。此外，德國還頒布和修訂一系列針對煤礦區的相關法律，從頒布針對褐煤礦區的總體規劃法，到對基本礦業法的修訂，再到《聯邦采礦法》《礦產資源法》的頒布，越來越重視礦區的生態重建。而美國、英國 、意大利、俄羅斯、澳大利亞、巴西等國家針對礦區環境問題開展了大量的研究，在20世紀末21世紀初均對礦區的環境問題進行大量的調研，同時針對礦區的生態修復問題大量嘗試性工作[37-38]。近年來，國內也有一些學者針對煤炭資源開采活動的環境污染問題開展相關的研究[39-40]，同時對土壤污染植物修復和礦區生態恢復進行研究[41]。煤礦區農用地污染不但影響當地的農業生態環境，而且還可能影響當地糧食安全和人類的身體健康。

3 煤炭資源型城市農用地脆弱性研究

3.1 煤炭資源型城市農用地脆弱性研究

土地系統的脆弱性和恢復力受到生態系統和一系列外在條件及過程相互作用的影響，外在的敏感條件將影響土地系統的環境和人文因素，其產生的結果又會持續影響脆弱性和恢復力之間的關系[42]。脆弱性的研究是當前全球環境變化及可持續發展領域關注的熱點問題[43]。國內外學者主要進行荒漠及干旱生態系統[44-45]、農牧交錯帶、森林植被和水資源生態系統[46-47]的脆弱性研究，也有部分學者研究礦區土地利用變化[48-49]，但很少有學者針對煤炭資源型城市農用地脆弱性的特征及變化趨勢進行研究。

土地利用變化引起的自然要素和生態過程的變化在生態環境脆弱地區體現得尤為明顯[50]。而對于煤炭資源型城市可持續發展理念下，根據《土地管理法》《土地利用現狀分類》的規定，按照土地用途分類，側重于煤炭資源型城市農用地脆弱性的研究較少。 農用地脆弱性是人類活動對自然的破壞程度及對外界干擾的響應，它已逐漸成為制約煤礦區農用地可持續發展乃至區域生態安全的重大隱患，煤礦區農地脆弱性及恢復力研究迫在眉睫。因此，研究煤炭資源型城市農用地脆弱性，對于因地制宜合理利用農業土地資源、促進煤炭資源型城市生態環境修復、協調人與自然耦合關系具有重要的重要意義。

3.2 煤炭資源型城市農用地脆弱性評價研究

近幾年，各國學者在脆弱性評價研究上有一定的進展。國內學者針對不同的研究對象制定出適合煤礦區的脆弱性評價體系[51-52]，也有不少國外學者應用不同的分析方法進行脆弱性評價[53-54]，還有學者利用軟件進行礦區評價分析[55]。目前，已經提出許多脆弱性評價方法并應用于實踐，分別是綜合指數法[加權求和（平均）法、主成分分析法、層次分析法、模糊綜合評價法]、圖層疊置法、脆弱性函數模型評價法、模糊物元評價法、危險度分析等研究方法[56]。

農用地脆弱性評價是多維度的，在農用地脆弱性評價過程中，選擇不同的評價方法、不同的指標，得到的結果會不同。農用地系統具有復雜性，涉及的參數和因子多，每種方法都有局限性，因此，研究中存在一些問題：在評價指標的選擇上，不斷出現新的因素，指標種類、數目增多，影響脆弱性評價的科學性和造作性。例如：對氣候變化下的農用地脆弱性進行研究時，只對選取的評價指標進行時間序列的對比，沒有結合氣候變化情況進行相關分析。

3.3 煤炭資源型城市農用地脆弱性技術應用研究

目前，在技術應用上，遙感（RS）及地理信息系統（GIS）在脆弱性評價中應用逐漸增多[57]。借助“3S”技術深入到各類型區域研究中，制定相關的脆弱性評價體系，取得相應的成果。

從當前的研究現狀看，RS主要應用于土地遙感影像的測繪、土地利用信息的提??；GIS主要從空間角度分析區域生態脆弱特征，為生態修復提供明確的方向，也可監測地表沉降過程、開展土地復墾等方面的工作；在礦區景觀規劃中，常將CAD和GIS結合，將他們成功整合演變成新的工具，探索景觀動態現象；基于圖像繪制，GIS二維地圖直接導入CAD作為一個數據層或背景，但在實際建模過程中并不能完全地繪制復雜景象[58]。

4 結論與展望

（1）綜合目前學者對煤炭資源型城市農用地脆弱性的研究，可以看出，研究仍處于起步階段，還需要深入開展相關研究工作。

（2）因研究者的學科背景不同，選取的研究對象也不同，國內學者對煤炭資源型城市的相關脆弱性研究視角集中在煤炭資源型城市社會、經濟、生態環境及人地耦合系統等方面，研究范圍較為廣泛，而針對農用地脆弱性的研究甚少，相關農用地脆弱性概念也沒有完整的、統一的界定。

（3）以遙感、地理信息系統為技術平臺，煤炭資源型城市為典型研究對象，對煤炭資源型城市農用地分布現狀及變化進行監測，構建農用地利用脆弱性評價體系，分析煤炭資源型城市農用地脆弱性產生的原因、變化特征、發展趨勢及各評價因子影響力，提出改善煤礦區農用地的合理利用技術體系及生態修復對策。不僅可以推動煤炭資源型城市農用地脆弱性相關研究發展，而且可為煤炭資源型城市的區域發展、經濟結構協調及生態建設與保護提供理論依據。

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