基于PSR的沁源縣土地生態安全評價

靳海霞 郭東瀟

摘 要：協調縣域土地與生態的關系是建設生態文明的有效途徑。以沁源縣為例，運用Pressure-State-Response（PSR）模型建立土地生態安全評價指標體系，選用熵權法賦權重，選取縣域12個生態安全指標，進行土地生態安全評價。研究表明：2013—2016年沁源縣的土地生態安全綜合值總體成上升趨勢，從0.772 8增加到0.800 9，上漲基本平穩，但響應值出現波動。土地生態安全綜合值的變化主要受響應值的影響，需合理利用土地，緩解人口和城鎮化壓力，保護耕地生態，保證土地生態安全。

關鍵詞：土地;生態;PSR模型;沁源縣

文章編號：1004-7026（2019）22-0085-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：X826? ? ? ? 文獻標志碼：A

1? 研究區概況及研究方法

1.1? 研究區概況

沁源縣（111°58′30″E～112°32′30″E，36°20′20″N～37°00′42″N），歸山西省長治市管轄，面積2 549 km2，位于黃土高原區，汾河和沁河流經，水資源豐富，森林覆蓋率高達57%，是全國“油松之鄉”，被稱為“中國生態魅力縣”。截至2018年末，沁源縣總人口16.45萬人，城鎮化率47.15%，地區生產總值（GDP）122.97億元，第二產業占比69.8%，以焦煤工業和制造業為主。建設用地集中于農村居民點和鄉鎮企業。該區域土壤比較肥沃，氣候濕潤，是典型的農業縣城和肉、禽、蛋養殖生產基地，但土壤質量正在下降。

1.2? 評價指標體系確定

PSR模型是土地生態系安全評價中較為普遍的模型，使用“壓力—狀態—響應”思維邏輯，體現人類活動、社會經濟與自然環境間的相互聯系。基于縣域土地與生態系統的交互關系，從人口、土地、經濟等方面構建生態安全評價模型，基于指標選取的科學性、完整性、相對獨立性及可操作性原則，詢問相關專家，查閱文獻，篩選12個有效指標構建研究區土地生態安全評價指標體系[1]，目標層為土地生態安全評價，系統層為壓力P、狀態S和響應R。壓力層指標包括人口密度（X1，人/km2）、人口自然增長率（X2，‰）和城鎮化率（X3，%）。狀態層指標有人均GDP（X4，萬元/人）、人均耕地面積（X5，km2/人）、第三產業增加比重（X6，%）、耕地面積比重（X7，%）和單位播種面積糧食產量（X8，kg/hm2）。響應層指標包括農民人均純收入（X9，元/人）、人均固定資產投資水平（X10，元/人）、經濟密度（X11，萬元/km2）和城鎮生活污水處理率（X12，%）。其中，X1和X2為負向指標，其他為正向指標。

2? 數據處理

2.1? 數據來源及標準值確定

根據長治市統計年鑒（2013—2016）和沁源縣統計公報（2013—2016），獲取沁源縣評價指標原始數據，參考王蓓華等的研究成果成果和標準值的確定方法[2]，根據指標國際公認值、全國平均值以及生態縣建設指標，確定沁源縣土地生態安全評價指標體系中的各項標準值。

2.2? 權重確定

土地生態安全評價的關鍵是確定所選指標權重。選用熵權法，基于指標數據的信息量確定權重，彌補了專家打分的主觀性。首先，建立原始矩陣。正向指標和負向指標Zij利用極差標準化對原始數據進行處理，然后計算每個樣本指標值的比重，進而計算指標熵值和信息效用值，最終確定每個指標的權重。經計算，X1熵值為0.788 3，信息效用值為0.211 7，從而確定權重為0.056 5;X2熵值為0.626 0，信息效用值為0.374 0，從而確定權重為0.099 9;X3熵值為0.731 7，信息效用值為0.268 3，從而確定權重為0.071 6;X4熵值為0.759 0，信息效用值為0.241 0，從而確定權重為0.064 3;X5熵值為0.740 0，信息效用值為0.260 0，從而確定權重為0.069 4;X6熵值為0.764 2，信息效用值為0.235 8，從而確定權重為0.062 9;X7熵值為0，信息效用值為1，從而確定權重為0.266 9;X8熵值為0.776 0，信息效用值為0.224 0，從而確定權重為0.059 8;X9熵值為0.772 7，信息效用值為0.227 3，從而確定權重為0.060 7;X10熵值為0.752 2，信息效用值為0.247 8，從而確定權重為0.066 1;X11熵值為0.752 7，信息效用值為0.247 3，從而確定權重為0.066 0;X12熵值為0.790 6，信息效用值為0.209 4，從而確定權重為0.055 9。

2.3? 生態安全指數計算及安全等級劃分

運用綜合指數法對各正向指標、負向指標進行土地生態安全評價。結合已有研究成果，建立土地生態安全評價等級，土地生態安全值0～0.3，為Ⅰ等，系統狀態不安全，土地生態系統極度被損，功能完全失調，生態恢復和重建難以實現，生態問題突出。土地生態安全值0.3～0.6，為Ⅱ等，系統狀態較不安全，土地生態環境較差，土地生態系統功能退化，自我調節能力很差。土地生態安全值0.6～0.75，為Ⅲ等，系統狀態臨界安全，土地生態系統呈惡化趨勢，系統結構發生變化，仍有自我調節能力，生態災害時有發生。土地生態安全值0.75～0.9，為Ⅳ等，系統狀態較安全，土地生態系統受損較少，系統結構基本完好，功能損害較輕，生態恢復與重建可能較大。土地生態安全值0.9～1.0，為Ⅴ等，系統狀態安全，土地生態環境良好，土地生態系統功能完善，系統具有較強的自我調節能力。

3? 結果與分析

3.1? 評價結果

沁源縣土地生態安全評價結果如下。2013年壓力值為0.269 4，狀態值為0.273 5，響應值為0.229 8，綜合值為0.772 7;2014年壓力值為0.271 5，狀態值為0.278 2，響應值為0.249 7，綜合值為0.799 4;2015年壓力值為0.271 7，狀態值為0.282 1，響應值為0.236 0，綜合值為0.789 8;2016年壓力值為0.275 5，狀態值為0.279 7，響應值為0.245 7，綜合值為0.800 9。

3.2? 結果與討論

總體上看，2013—2016年沁源縣土地生態安全等級均為Ⅳ，系統狀態較安全，總體呈波動上升趨勢，土地生態綜合值從0.772 7增加到0.800 9。其中，在2015年出現小幅下降，雖影響不大，但需引起注意。從PSR各項分析來看，土地生態安全綜合值的變化主要受響應值的影響。2013—2016年，沁源縣土地生態壓力值與狀態值保持小幅上漲，基本平穩，但響應值出現波動，主要體現在2015年響應值由0.249 7降至0.236 0。主要是因為經濟密度降低，建設用地分散，應合理規劃，提高土地利用集約度。此外，在2013—2016年，壓力值一直在上升，從0.269 4增加到0.275 5，增加了0.006 1，說明人口增長和城鎮化對土地和生態造成的壓力并沒有得到緩解。沁源縣是林業大縣，耕地較少，需合理利用土地，保護生態。

4? 結束語

基于縣域土地與生態系統的關系，構建了生態安全評價模型，包含12項具體指標。指標體系較為精簡，保證了數據的可獲取性。然而，評價指標不夠全面且選取的時間跨度較小，今后可以加強對更大范圍區域的研究，或者加入對同一研究區域、不同研究方法間的橫向比較，增加評價結果的全面性和可靠性。

參考文獻：

[1]楊春紅，張正棟，田楠楠，等.基于P-S-R模型的汕頭市土地生態安全評價[J].水土保持研究，2012，3（23）：221-236.

[2]王蓓華.基于PSR模型的縣域土地生態安全時空變化研究——以武安市為例[D].北京：中國地質大學，2014.