基于PSR模型的浙江省土地生态安全时空评价文档格式.docx

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pressure-state-response"

（P-S-R）conceptualframeworkforthemodel,basedon 

landecologicalconditionandlandecologicalpressureandlandecologicalresponse 

ofsubsystem,theselectedforthe,constitutestheevaluationindexsystemoflandecologicalsecurity.Entropyweightmethodisusedtodeterminetheindexweight,acomprehensiveevaluationmethodtoevaluatelandecologicalsecurity,establishestheevaluationmodeloflandecologicalsecurity.Usingthismodeltoevaluate11citiesinzhejiangprovincelandecologicalsecurityconditionandanalysis,optimizationmeasuresareproposedaccordingtotheevaluationresultstopromotesustainableutilizationoflandresourcesandmaintenanceoflandecologicalsecurity.Inthispaper,themainconclusionsare:

（1）theanalysisandevaluationof11citiesinzhejiangprovincein2013,lishuioflandecologicalsecuritysituationinthebest,worstandquzhou;

Industrialdevelopmentareaandslightlybackwardareadifferences.

（2）1995-2013,inadditiontothejiaxingandningbocity,zhejiangprovinceothercountiesandcitiesoflandecologicalsecurityindexintogreatervolatility,landecologicalenvironmentisimproved.（3）inviewofthelandecologicalsecurityproblemsofzhejiangprovince,putforwardtheresponsemeasurestosafeguardthelandecologicalsecurityandpromotethesustainabledevelopmentoflandresources.

Keywords:

Landecologicalsecurity

;

Landecologicalsecurityevaluationindexsystem;

Zhejiang

一、绪论

（一）选题背景

土地资源人类生活生产的基础。

近年来，伴随经济的快速发展，人类对土地的需求大幅增加，土地的经济价值和功能也越来越受到人们的重视。

然而在土地利用的过程中，由一些不合理的利用方式而引起的土地污染，生物多样破坏，水土流失等问题越来越制约着人民生活水平的提高和经济的可持续发展。

这一系列的问题使人们越来越关注土地资源的可持续发展问题，而土地生态安全问题正是土地资源可持续发展的核心问题。

土地生态安全既是区域经济社会可持续发展的先决条件，又是人类赖以生存的物质基础。

（二）研究现状

1国内研究现状

目前，在国内针对土地生态安全的研究主要集中在两个方面，就是土地生态安全评价方法和土地生态安全评价指标体系。

其中针对研究方法，国内的学者并没有统一的标准，主要有综合评价法、生态模型法、景观生态学法三大类，其中综合评价法主要用综合指数法和模糊数学法；

生态模型法主要包括生态足迹法和土地承载力分析法；

而景观生态学中比较有代表性的就是景观指数法、景观生态安全格局法等。

除了上述方法以外，国内学者还采用了许多其他的方法，主要有物元分析法、TOPSIS法、主成分分析等。

至于土地生态安全评价指标体系主要有两种，自然-经济-社会模型和压力-状态-响应模型（P-S-R），第一种模型是从土地自然生态安全、土地经济安全和土地社会安全三个方面来构建评价指标体系的，第二种模型则是从土地生态系统压力和土地生态系统状态以及土地生态系统响应三个方面来构建评价指标体系。

2国外研究现状

国外学者针对土地生态安全的研究起源于近年来国外对生态安全的研究加深，逐渐的生态安全这一研究被引入到了土地领域，国外学者关于土地生态安全的研究也相对较多，但是目前也尚未出现统一的、系统的指标体系，用的比较多的是世界银行、联合国农粮组织、联合国开发署、联合国环境署在1996年土地质量指标研究项目中提出的“压力-状态-响应”模型，即P-S-R模型。

在研究方法层面，国外学者也在不断尝试用不同的方法来评价土地生态安全。

[2]

（三）研究方案

1数据来源

本文的资料大致源于三个方面：

（1）统计资料：

浙江省统计年鉴（1995—2013），中国城市统计年鉴（1995—2013）。

（2）文献资料：

各类学术期刊、文献等。

2研究内容

（1）浙江省土地生态安全评价指标体系构建及评价方法选择

从“压力—状态—响应”（P-S-R）概念框架模型出发，根据区域生态安全评价的一般性指标体系，考虑浙江生态环境及土地利用结构特点，把土地生态状态、土地生态压力和土地生态响应为子系统，选取20项指标构建土地生态安全评价指标体系，并利用熵权法建立土地生态安全评价模型。

（2）浙江省土地生态安全评价

首先从空间差异的角度出发对土地生态安全进行分析：

利用土地生态安全评价模型，计算浙江省各市的土地生态安全综合值，并进行从大到小排名，从而对2013年浙江省十一市的土地生态状况进行评价，根据实际情况论证模型的可行性。

其次，从1995—2013年中选取1995、2000、2005、2010、2013年的统计数据，作为基准年份，运用模型从时间上对浙江省十一市的土地生态安全状况进行动态评价。

（3）浙江省土地生态安全优化对策

从浙江省社会经济和环境发展状况出发，在土地生态安全方面提出土地资源可持续利用的对策。

3研究方法

从“压力—状态—响应”（P-S-R）概念框架模型出发，以土地生态状态、土地生态压力和土地生态响应为子系统，选取了15项指标，构成了土地生态安全评价指标体系，并利用熵权法建立土地生态安全评价模型。

二、研究区域概况

（一）地理位置

浙江省位于东南沿海，地势西高东低，由西南向东北倾斜，呈梯级下降。

西南部为平均海拨800米的山区，1500米以上的山峰也大都集中在此。

浙江属于亚热带季风气候，气候温和湿润，且四季分明。

无霜期8-9个月，年平均气温17℃，年平均降水量1319.7毫米，春雨、梅雨、台风雨为主，七、八月间有伏旱。

全省陆域10.18万平方公里，其中山区面积占70.4％，平原占23.2％，河流和湖泊占6.4％，有“七山一水二分田”之说。

（二）土地资源利用特点

1耕地面积逐年下降，建设用地快速发展

随着社会经济的快速发展，城市化规模日益扩大，为了满足城市发展的需要，耕地被占用，取而代之的是大量的建设用地。

伴随着浙江省建设用地迅速发展，相对的是耕地面积的逐年下降。

2人地矛盾将随建设用地供需矛盾的突出而变得日趋尖锐

耕地面积大幅锐减是由多方面原因引起的，如国家建设用地的剧增,乡镇企业的发展、兴修水利、农业产业结构调整等,都占用了大量的耕地。

由于各类开发区、工业小区和农民建房不断涌出，乱占滥用耕地的情况依旧存在。

人口与耕地的矛盾将伴随着人口增加变得更加突出。

3土地利用存在闲置、抛荒现象

由于农业生产的比较效益较低，导致了大量耕地冬闲、部分耕地抛荒、宅基地闲置等现象,严重降低了土地利用率和生产率。

三、基于PSR模型的土地生态安全评价指标体系构建

（一）土地生态安全评价指标体系的构建

在评价指标选取中，遵循科学性、指标数据的可得性和可操作性原则,充分考虑评价指标的相互影响，本研究结合浙江省土地利用和生态环境特点，把“压力-状态-响应”模型作为框架，选取较有代表性的20项指标，构建成了土地生态安全评价指标（表1）。

鉴于部分数据的不可得性，本文最大化的采用相似的指标来替代，以保证计算结果的真是可靠。

表1浙江省土地生态安全评价体系

目标层（A）准则层（B）指标层

土地综合生态安全土地自然生态安全（压力）人口密度（人/平方公里）

人口自然增长率（‰）

人均耕地面积（亩）

土地经济生态安全（状态）城镇登记失业率（%）

非农业人口数（万人）

总人口数（万人）

城市化率（%）

农业增加值（万元）

耕地面积（公顷）

单位农用地产值

土地面积（平方公里）

耕地面积比重（%）

建成区绿化覆盖率（市辖区）（%）

工业废水排放量（万吨）

工业二氧化硫排放量（吨）

土地社会生态安全（响应）第三产业占GDP的比重（%）

人均GDP（元）

农民人均纯收入（元）

固定资产投资额（万元）

（二）土地生态安全评判标准

本文将浙江土地生态安全状况划分为5个等级（表2），确定评价区域的土地资源生态“安全度”，计算得到的安全值能对应于某个级别的安全状况。

综合安全值越高，区域土地资源生态安全状况就越强，反之，则越弱。

表2土地生态安全评价标准

安全值（T）等级系统状态系统特征

≤0.2Ⅰ恶劣级（巨警状态）土地生态系统退化十分严重，生态系统结构极其不合理，大多数系统功能丧失，同时抗外界干扰能力特别差，要做到生态恢复和重建很困难

0.2＜~≤0.4Ⅱ风险级（中警状态）土地生态系统受到比较大破坏,生态系统及结构不是很合理,系统功能有退化,同时抗外界干扰能力很差。

0.4＜~≤0.6Ⅲ敏感级（预警状态）土地生态系统受到相对中度破坏,生态系统结构比较不合理,但是系统同时尚可维持基本功能,可以抵抗部分外界干扰。

0.6＜~≤0.8Ⅳ良好级（较安全状态）土地生态系统遭受到轻微的破坏,生态系统结构比较合理的,系统自身功能和自我恢复能力较强。

≥0.8Ⅴ安全级（理想状态）土地生态系统保护完好，基本未受破坏,同时生态系统结构合理、稳定,系统自身功能和自我恢复能力强。

（三）土地生态安全评价方法

1评价指标的标准化

本文在数据标准化的处理上采用极差法。

设minM和maxM为属性M的最小值和最大值，将M的一个原始值x通过min-max标准化映射成在区间[0,1]中的值x'

，其具体公式为：

新数据=（M-minM）/（maxM-minM）

（1）

2权重的确定

本文在确定各项指标权重上采用熵权法。

其具体确定权重步骤为：

设有a个样本，b个指标，那么第i个评价样本的第j个指标值记为xij（ 

i=1,2,3,4……a,j=1,2,3,4……b）

①建原始数据矩阵X=｛xij｝a*b,其中xij表示的是第i个样本第j个指标的数值，对其利用极差法标准化处理。

②标准化后数据第j项指标的信息熵；

（2）

公式中的常数K和系统的样本数量m有关，对于一个信息完全无序的系统，其有序度为0，那么e=1；

当m个样本处于完全无序分布状态时，fij=1/m，即一般定义，0≤e≥1，其中，假设时，。

③通过熵权计算值计算指标的信息效用价值

熵权法的本质，是利用指标的信息价值系数计算各个指标权重，价值系数越高，那么该项指标对结果的影响越大。

（3）

四、浙江省土地生态安全利用评价

（一）2013年浙江省各县市土地生态安全测评

利用上述生态安全评价模型，对2013年浙江省11市的土地生态状况进行评价，得到各指标的权重及各单项指标的安全值，然后进行加权求和，从而得到浙江省十一市的土地生态安全综合值，并按照得分的高低对各市的土地生态安全状况进行排名。

首先，利用前面所述的极差法对各指标进行标准化处理，运用嫡权法确定各指标的信息效用价值及权重。

结果如下表（表3）：

表3浙江省十一市土地生态安全评价指标权重

指标信息效用价值权重

人口密度（人/平方公里）0.1016888250.029359416

人口自然增长率（‰）0.05769870.016658666

人均耕地面积（亩）0.0961235570.027752622

城镇登记失业率0.0897828150.025921934

非农业人口数（万人）0.1748305110.050476753

总人口数（万人）0.0862754980.024909308

城市化率0.1435711640.04145161

农业增加值（万元）0.1247218950.036009483

耕地面积（公顷）0.0872048320.025177623

单位农用地产值0.3572564850.103146455

土地面积（平方公里）0.1183975450.034183528

耕地面积比重0.1872386050.054059196

建成区绿化覆盖率（市辖区）（%）0.1139965570.032912883

工业废水排放量（万吨）0.2175539090.062811776

工业二氧化硫排放量（吨）0.9804515310.283074216

第三产业占GDP的比重（%）0.1683306360.048600121

人均GDP（元）0.0998947020.02884142

农民人均纯收入（元）0.0964202980.027838296

固定资产投资额（万元）0.1621466580.046814694

第二，计算浙江省2013年各县市单项指标的生态安全指数，结果如下表（表4）：

表4浙江省2013年各县市单项指标生态安全指数

土地生态安全综合值

指标杭州市宁波市嘉兴市湖州市绍兴市舟山市

人口密度（人/平方公里）0.016770.021500.024850.011390.014800.01388

人口自然增长率（‰）0.023420.023420.020500.000730.000000.00256

人均耕地面积0.009650.012670.034380.021720.015080.01568

城镇登记失业率（%）0.000000.070560.015430.011020.008820.01102

非农业人口数（万人）0.061470.030710.019690.007150.019490.00000

总人口数（万人）0.028420.022520.011600.007710.016060.00000

农业增加值（万元）0.028620.027330.015310.010470.022840.00000

土地面积（平方公里）0.028860.016020.004700.008340.013030.00000

建成区绿化覆盖率（市辖区）（%）0.016160.003080.001310.041230.068710.01963

工业废水排放量（万吨）0.057520.027020.024180.015520.036670.00034

工业二氧化硫排放量（吨）0.000920.000770.000090.000440.000060.00029

第三产业占GDP的比重（%）0.023430.010530.013680.006750.003750.02681

人均GDP（元）0.046630.049250.030900.016370.030170.03351

农民人均纯收入（元）0.021820.025770.025820.022120.023520.02586

固定资产投资额（万元）0.063490.049030.023030.008590.024610.00309

综合值0.427200.390190.265470.189550.297620.15267

排名2359410

安全等级敏感级风险级风险级恶劣级风险级恶劣级

指标温州市金华市衢州市台州市丽水市

人口密度（人/平方公里）0.017790.010510.004660.018120.00000

人口自然增长率（‰）0.054720.035590.009520.039250.03477

人均耕地面积0.000000.004220.016290.006640.01629

城镇登记失业率（%）0.000000.011020.024250.015430.02425

非农业人口数（万人）0.027070.014160.004820.014850.00104

总人口数（万人）0.033120.017540.007320.023170.00777

农业增加值（万元）0.010030.015110.007140.015900.01010

土地面积（平方公里）0.019720.018120.014110.015190.03027

建成区绿化覆盖率（市辖区）（%）0.000000.020290.003270.039920.04253

工业废水排放量（万吨）0.018720.012450.023390.002590.00000

工业二氧化硫排放量（吨）0.000020.000000.000120.000490.35164

第三产业占GDP的比重（%）0.020810.045550.027180.000000.00787

人均GDP（元）0.007160.014550.002490.009110.00000

农民人均纯收入（元）0.015130.011680.004660.014960.00000

固定资产投资额（万元）0.035200.013650.001720.016110.00000

综合值0.259480.244440.150940.231750.52655

排名671181

安全等级风险级风险级恶劣级风险级敏感级

（二）土地生态安全空间比较

图12013年浙江省各县市土地生态安全差异图

在浙江省的11县市中，舟山市、湖州市、衢州市的得分分别为0.15267、0.18955、0.15094，其土地生态安全值小于0.2，土地生态安全处于恶劣级（即巨警状态）。

土地生态安全值0.2＜~≤0.4，土地生态安全状况处于风险级（即中警状态，）的是宁波市、嘉兴市、绍兴市、温州市、金华市、台州市。

几县市区虽土地生态综合值都介于风险级，但市区之间差异较大。

土地生态安全状况处于敏感级（即预警状态）综合值介于0.4—0.6之间的是杭州市和丽水市。

综上所述，衢州市以0.150943的土地生态安全综合值得分，排名最末，与得分最高的丽水市相差0.84906，由此可见工业较发展地区的衢州市和工业发展相对落后的丽水市之间的差距较大。

从生态压力来看，舟山市、湖州市、衢州市生态安全指数最低，这主要是由于①三个区的人口密度较大，超过了国际公认警戒线。

②三市的城市化水平和经济密度均在省内排名前三，由于市内的商业和工业化程度高，发展密集，导致了耕地面积的大幅度下降和非农业建设用地的大幅度增加，对土地的生存和发展造成了极大的压力。

从土地生态状态看，台州市、舟山市、衢州市在全省中排名最后几位，主要是因为：

①几个市地的存在大量居民点和工矿、科教用地，交通用地和耕地较少，绿地比重低;

②城市化进程的加快导致非农业建设用地的需求大幅增加，这大大提高了土地利用率。

人们为了满足生产生活的需要，大量开发未利用地，从而导致土地后备资源率的大幅降低。

从土地生态响应看，杭州市、宁波市、舟山市生态响应安全值排在全省前列，主要是因为：