基于投影尋蹤模型的河北省土地安全生態評價

姚羅蘭

摘要：以DPSIR模型為基礎構建評價體系，運用投影尋蹤模型對2009～2016年河北省土地生態安全水平進行了評價。結果表明：2008～2016年，河北省的土地安全狀況正在不斷改善。影響河北省土地安全的主要因素為：城鎮居民恩格爾系數，森林覆蓋率，環保投資占GDP比例，糧食產量，第三產業占GDP比重，工業固廢綜合利用率。使用投影尋蹤模型進行評價客觀科學，是一種科學可行的研究方法。

關鍵詞：土地生態安全;DPSIR模型;投影尋蹤模型;河北省

中圈分類號：X821 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）18-0122-02

1引言

當前對土地安全生態評價較為豐富，從研究方法來說，主要有綜合指數法、景觀生態法、生態足跡法、突變級數法、生態安全預測、主成分分析法嘲、聚類分析法、神經網絡法等，但目前方法的指標權重受樣本差異性影響過于明顯，還有些方法當指標過多時，會出現判斷問題的局限性。土地生態安全評價的指標數據具有高維度、非線性等特征，投影尋蹤法正是針對這樣的問題而被提出的，多維空間結構十分復雜，從而使最佳投影方向難以找到，所以對河北省土地生態安全評價采用實碼加速遺傳算法進行全局尋優，最后得出土地生態安全評價的綜合指標值。

2研究區域概況

河北省環繞京津地區，全省面積18.88萬km²，在“京津冀一體化”戰略背景與“雄安新區”建設契機下，河北省社會經濟得到了迅猛發展，然而，不合理的開發和占用耕地，導致耕地面積不斷減少，土地生態系統遭受破壞，在一定程度上限制了經濟社會的可持續發展。

3數據來源及預處理

本文數據來源于《河北省經濟年鑒》（2010-2017年）、《河北省國民經濟和社會發展統計公報》（2009-2016年）、《中國統計年鑒》（2010-2017年）、《中國環境統計年鑒》（2010-2017年）。

為了使原始數據具有可比性，采用極差法進行歸一化處理。

4研究方法與評價過程

4.1生態安全等級劃分

目前關于土地生態安全評價標準并沒有統一的閾值，參照相關科研成果，咨詢相關方面的專家，結合河北省生態環境現狀，本文設計了河北省生態安全分級標準（表1）。

4.2土地生態安全評價指標系統建立

區域土地生態安全評價至今還沒有統一的標準體系。參照相關研究成果，選用應用廣泛的P—S—R框架模型，結合河北省區域實際，根據科學性、動態性、可操作性等原則，選取與河北省土地生態安全密切相關的20項指標，構建了河北省土地生態安全評價指標體系（表2）。

4.3投影尋蹤模型的構建

從表4可以看出，河北省8年中，土地生態安全度在整體上是升高的，各年的投影值呈階梯式上升趨勢。根據投影尋蹤模型可知，投影值越大，土地生態安全程度越高。

4.4評價結果分析

從表3可以看出，對河北省土地生態安全評價產生影響的驅動力因素主要有人口自然增長率和城鎮化率，壓力因素主要有城鎮居民恩格爾系數和工業廢水排放量，狀態因素主要有森林覆蓋面積比重和單位面積固定資產投入，影響因素主要有第三產業占GDP比重、農村人均純收人和土地經濟密度，響應因素主要有環保投資占GDP比重、工業固廢綜合利用率以及當年造林面積。這與河北省實際情況相符，河北省是工業大省，工業污染是其生態問題的主要原因，而這幾年工業化與城鎮化的進程不斷推進，也導致了生態安全問題，河北省與渤海相鄰，森林的覆蓋率也對生態環境有重大影響，人類對于環境的影響十分重要所以環保投資，植樹造林等因素也對生態安全起到了重要作用。

從圖1可知，2009～2016年河北省土地生態安全度在不斷好轉，但總體形勢不容樂觀，突變級數從2009年的0.8984上升到2017年的2.7012，總體水平處于較不安全的水平，暫時還沒有提升至較安全或安全等級;2008年來河北省社會經濟不斷發展、城市化和工業化加速推進，導致全省土地生態維護與建設力度雖在加大，卻仍面對著很大壓力。

作為評價起始年，2009年在社會經濟指標較低的情況下生態安全程度也比較低。在2015年，《京津冀協同發展規劃綱要》審議通過。河北省積極推進生態環境的治理，加大土壤污染防治專項資金投入力度，推動綠色河北攻堅計劃，嚴格落實新《環境保護法》，維護了河北省土地生態安全的基本穩定。近年來《河北省主體功能區》實施效果良好，區域森林覆蓋率、糧食產量等指標大幅提高，土地生態系統的狀態迅速發展。2014～2015年，河北省降水量較少，有效灌溉面積和人均當地水資源量兩個指標值較低，其變化對土地生態系統狀態的影響較大。