基于PSR模型的蘭州市土地生態(tài)安全評價(jià)

李小梅

(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪勘查院，甘肅 蘭州 730000)

土地生態(tài)安全是指在環(huán)境及外力作用下土地生態(tài)系統(tǒng)能抵抗威脅并持續(xù)滿足社會經(jīng)濟(jì)和人類生產(chǎn)生活的能力[1]。土地生態(tài)安全評價(jià)則是對外界活動產(chǎn)生的土地生態(tài)系統(tǒng)影響進(jìn)行量化和測度[2]。近年來，生態(tài)安全和生態(tài)文明建設(shè)被提到了新的高度，以往靠片面追加投資和加大開發(fā)利用程度的土地利用方式逐漸退出人類生產(chǎn)生活舞臺，這就使得如何平衡“綠色”與“發(fā)展”之間的矛盾成為社會備受關(guān)注的問題。蘭州市近年來社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，在享受改革發(fā)展帶來紅利的同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的土地生態(tài)安全考驗(yàn)，為了更好地掌握蘭州市土地生態(tài)安全狀況，保障區(qū)域土地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，迫切需要對蘭州市土地生態(tài)安全進(jìn)行評價(jià)和分析。本文選取蘭州市2015—2020年自然和社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)構(gòu)建評價(jià)體系，借助PSR模型，對蘭州市土地生態(tài)安全進(jìn)行分析評價(jià)，以期有針對性地提出未來土地利用的方向及對策。

1 研究區(qū)概況

蘭州市建置歷史悠久，古稱金城，地處甘肅省中部，地理坐標(biāo)介于E102°35′58″～104°34′29″，N35°34′20″～37°07′07″，東接西寧，西靠白銀，南臨武威，北毗定西、臨夏。黃河自東向西貫穿而過，主城區(qū)呈東西狹長狀依托黃河兩岸分布，地勢西南高，東北低。受兩山夾一河地勢的限制，蘭州市區(qū)可利用土地面積非常有限，人均占地少，矛盾突出。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1.1 數(shù)據(jù)來源

本文所采用的數(shù)據(jù)出自統(tǒng)計(jì)局官方發(fā)布的統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)公報(bào)，社會經(jīng)濟(jì)和自然數(shù)據(jù)來源于2015—2020年《中國縣域統(tǒng)計(jì)年鑒(鄉(xiāng)鎮(zhèn)卷)》和2015—2020年《蘭州市統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2.1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

為了使評價(jià)結(jié)果科學(xué)、準(zhǔn)確、可適用，指標(biāo)體系的選取要反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的同時(shí)體現(xiàn)具有代表性的土地生態(tài)現(xiàn)狀。本文針對蘭州市土地生態(tài)的特點(diǎn)，結(jié)合有關(guān)研究成果[3-5]，選取了評價(jià)蘭州市土地生態(tài)安全的若干指標(biāo)。通過指標(biāo)篩選，結(jié)合PSR模型最終確定18項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建本文的評價(jià)指標(biāo)體系。依據(jù)PSR模型的理念將指標(biāo)聚為3類，分別是目標(biāo)層(A)、準(zhǔn)則層(B)和指標(biāo)層(C)。其中目標(biāo)層(A)即蘭州市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，反映蘭州市生態(tài)安全系統(tǒng)的整體情況；依據(jù)PSR模型架構(gòu)將綜合指數(shù)分解為壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3類指標(biāo)就組成了要素層(B)；指標(biāo)層(C)由選取的18項(xiàng)影響蘭州市生態(tài)安全的指標(biāo)構(gòu)成。根據(jù)指標(biāo)對蘭州市土地生態(tài)安全的影響趨勢，將指標(biāo)方向確定為“+”和“-”，“+”表示指標(biāo)值越大，越能促進(jìn)土地生態(tài)安全；“-”表示指標(biāo)值越大，對土地生態(tài)安全的威脅越大，見表1。

表1 蘭州市土地生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系

2.2 研究方法

2.2.1 方法

目前，“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型，即PSR模型。近年來，在生態(tài)安全評價(jià)方面該模型已經(jīng)非常成熟。因此，本文選取其作為蘭州市生態(tài)安全評價(jià)的模型。其核心要義是通過土地生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)來測度人類外界活動對蘭州市土地生態(tài)產(chǎn)生的壓力，以及在這些壓力下土地生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)的狀態(tài)及對外界做出的反應(yīng)。其模型見圖1。

圖1 蘭州市土地生態(tài)安全評價(jià)PSR模型

2.2.2 土地生態(tài)安全綜合指數(shù)計(jì)算過程

2.2.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

為消除各指標(biāo)的趨向和量級，使數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一測度，需要對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對原始指標(biāo)進(jìn)行處理：

連鎖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)管理模式是以原公司為主，以各個分公司為輔的，并以公司的服務(wù)宗旨為核心，建立一條紐帶式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路。連鎖企業(yè)的母公司向子公司輸送資金、技術(shù)、人才，子公司在盈利后，給自己的員工下發(fā)工資，然后定期向母公司上交收益和進(jìn)貨的錢，久而久之，就形成了一條完整的經(jīng)濟(jì)鏈。連鎖企業(yè)是大勢所趨，是我們企業(yè)始終堅(jiān)定不渝的發(fā)展必經(jīng)之路。

(1)

式中，xi為某評價(jià)指標(biāo)的原始值；xmin為最小值；xmax為最大值；φi為處理后指標(biāo)的實(shí)際評價(jià)值。

2.2.2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

依據(jù)無量綱化的數(shù)據(jù)，采用熵權(quán)法來確定指標(biāo)權(quán)重，即，若樣本量為m，指標(biāo)數(shù)量為n，i樣本的j指標(biāo)值為xij(i=1，2，3……m，j=l，2，3……n)。

則第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值：

(2)

得到第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，見表3。

(3)

2.2.2.3 計(jì)算土地生態(tài)安全綜合指數(shù)

本文選擇綜合指數(shù)法對蘭州市土地生態(tài)安全進(jìn)行評價(jià)：

(4)

2.2.2.4 土地生態(tài)安全評價(jià)級別劃分

計(jì)算出蘭州市2015—2020年的生態(tài)安全綜合指數(shù)，就得到了蘭州市6a間土地生態(tài)安全的量化值，但卻無法直觀反映出量化值的表征狀態(tài)及級別。為確定蘭州市2015—2020年間土地生態(tài)系統(tǒng)的安全等級和狀態(tài)，本文參照已有研究成果的等級確定標(biāo)準(zhǔn)[9,10]，結(jié)合蘭州市實(shí)際，將綜合指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)劃分為[0，0.4)、[0.4，0.6)、[0.6，0.7)、[0.7，0.9)和[0.9，1)，分別對應(yīng)5個安全等級，見表2。

表2 土地生態(tài)安全評價(jià)級別及安全等級

3 結(jié)果與分析

根據(jù)式1～3計(jì)算方式，得出各指標(biāo)權(quán)重，見表3。

表3 蘭州市土地生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)熵值及權(quán)重

由表3可知，人均糧食產(chǎn)量權(quán)重高達(dá)0.1498，較大程度上影響了蘭州土地生態(tài)安全；單位土地面積農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值權(quán)重為0.0857，影響次之。在壓力層中，人均耕地面積權(quán)重達(dá)0.0759，起到極大影響作用；單位耕地化肥施用量權(quán)重為0.0561，影響次之。人均糧食產(chǎn)量在狀態(tài)層中權(quán)重為0.1498，影響最大；單位土地面積農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值權(quán)重為0.0857，影響次之。響應(yīng)層中，影響程度最大是農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，權(quán)重為0.0655；其次為人均固定資產(chǎn)投資水平，權(quán)重為0.0643。

依據(jù)以上所確立的指標(biāo)體系和各指標(biāo)權(quán)重，按照式4測算出2015—2020年蘭州市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)結(jié)果，并按表2確定綜合指數(shù)對應(yīng)的等級標(biāo)準(zhǔn)和安全程度，見表4。

表4 蘭州市土地生態(tài)安全等級與安全程度

由表4可以看出，總體而言，蘭州市生態(tài)系統(tǒng)逐漸趨于安全狀態(tài)。2015—2020年6a間蘭州市生態(tài)安全綜合指數(shù)平均值為0.6810，處于第Ⅲ級，即臨界級，說明這期間蘭州市生態(tài)環(huán)境是有破壞，但尚可具備基本生態(tài)功能，抵御外界影響和干擾的能力相對較弱。

2015—2020年6a間蘭州市生態(tài)安全程度呈現(xiàn)出3個階段的變化。2015年處于敏感級，2016—2018年處于臨界級，2019—2020年處于良好級。2015年是研究期間生態(tài)安全狀態(tài)最差的階段，生態(tài)安全系數(shù)只有0.5998；2016年開始連續(xù)3a生態(tài)安全綜合指數(shù)處于臨界級，但是呈現(xiàn)逐年上升趨勢，說明生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量在逐漸好轉(zhuǎn)；2019年開始生態(tài)安全綜合指數(shù)大幅上升，土地生態(tài)安全程度逐漸區(qū)域安全，說明這期間土地生態(tài)安全級別有極大提升，分析原因主要有以下幾點(diǎn)：蘭州市在加快城市化進(jìn)程中注重平衡“發(fā)展”和“綠色”之間的矛盾，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有了極大改善；改革發(fā)展帶來了極大的效益，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展；政府“綠水青山”理念的影響，使得全社會生態(tài)保護(hù)意識加強(qiáng)，相應(yīng)的治理力度加強(qiáng)，土地開發(fā)利用更加合理，土地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境逐漸恢復(fù)。

4 結(jié)論與建議

本文基于PSR模型，運(yùn)用綜合指數(shù)模型，計(jì)算了蘭州市2015—2020年的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)等級表確定了蘭州市6a間土地生態(tài)安全級別。結(jié)果表明，2015年蘭州市土地生態(tài)安全屬于Ⅱ級水平，敏感級；2016—2018年屬于Ⅲ級水平，臨界級；2019—2020年屬于Ⅳ級水平，良好級。總體來看，2015—2020年間蘭州市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)由0.5998上升至0.7929，安全程度從敏感級變?yōu)榱己眉墸踩燃墭O大提升，說明土地生態(tài)系統(tǒng)安全狀況在逐年變好，區(qū)域土地能夠抵抗外界威脅并具備了持續(xù)滿足社會經(jīng)濟(jì)和人類生產(chǎn)生活的能力。

通過分析蘭州市土地生態(tài)安全評價(jià)結(jié)果，對蘭州市未來土地利用和土地生態(tài)安全維護(hù)提出以下建議：堅(jiān)持“發(fā)展”和“綠色”兩條腿走路，將“綠水青山”理念貫徹到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體規(guī)劃中，加強(qiáng)已破壞和脆弱生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)；優(yōu)化土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理安排草地、林地等生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值用地結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多樣化發(fā)展；對土地生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重的區(qū)域適當(dāng)定期劃定人類活動“禁區(qū)”，確保生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。