基于優(yōu)度評價法的西藏土地利用生態(tài)安全評價研究

王慶日，譚永忠，薛繼斌，余振國

（1.中國土地勘測規(guī)劃院，北京 100035；2.浙江大學(xué)土地資源管理系，浙江 杭州 310030；3.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101；4.浙江財經(jīng)學(xué)院工商管理學(xué)院，浙江 杭州 310018；5.中國國土資源經(jīng)濟研究院，北京 101149）

近年來，許多領(lǐng)域的學(xué)者從不同視角對“生態(tài)安全”問題進行了研究［1-9］。土地利用生態(tài)安全評價，是針對土地利用的宏觀結(jié)構(gòu)調(diào)整與布局，對環(huán)境與生態(tài)的可能影響做出的預(yù)測性評估［10］。近年來，區(qū)域土地利用生態(tài)安全評價已有一些研究［10-13］，評價方法逐步多樣化。目前使用較多的評價方法是綜合指數(shù)評價法，該方法通過模型將分散的信息集成，再進行綜合值的分級，評價區(qū)域土地利用生態(tài)安全的綜合水平，但存在無法識別單指標(biāo)的生態(tài)安全狀態(tài)水平、遺漏指標(biāo)間分異信息等缺陷［13］。

為了解決綜合指數(shù)評價法的不足，張虹波等運用可拓原理與方法，構(gòu)建了區(qū)域土地資源生態(tài)安全評價的物元模型，并以寧夏南部彭陽縣為例進行了實證研究［13］。研究結(jié)果表明，應(yīng)用物元模型進行土地資源生態(tài)安全評價可行、客觀，并實現(xiàn)了評價精度的提高；但是，由于可供選擇的關(guān)聯(lián)度函數(shù)較少等原因，物元模型在土地資源生態(tài)安全評價中的應(yīng)用也需要進一步深入研究和擴展。本文采用基于關(guān)聯(lián)函數(shù)的優(yōu)度評價法，評價西藏的土地利用生態(tài)安全，以豐富土地利用生態(tài)安全的評價方法，拓展可拓理論和方法在土地利用生態(tài)安全評價中的應(yīng)用。

西藏的土地生態(tài)系統(tǒng)包括高寒草甸、草原、荒漠及森林4大系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)力水平低、穩(wěn)定性差、修復(fù)能力弱、易受外界因子干擾等特點。加上近期人類活動及不合理的土地利用行為，一些地區(qū)出現(xiàn)了土地沙漠化、水土流失、土地污染與珍稀物種減少等問題。由于人口增加、經(jīng)濟發(fā)展、交通改善等人為因素的影響，將有更多的人流、物流、資金流涌入西藏，對土地生態(tài)系統(tǒng)的干擾可能會加劇。

1 研究區(qū)概況

西藏地處北緯26°50′—36°53′，東經(jīng)78°25′—99°06′，面積120多萬km2。其地形地貌可分成4大片：（1）東部藏東三江峽谷，山頂終年積雪不化，山腰森林密布，山麓田園常青；（2）西北部羌塘高原，綿延成片、波狀起伏，海拔4500m以上；（3）藏南谷地，位于羌塘高原以南，平均海拔在3500m左右，土地肥沃；（4）喜馬拉雅山地位于西藏南部，平均海拔6000m以上。西藏地廣人稀，且人口分布極不平衡，城市化水平低，經(jīng)濟發(fā)展處于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)社會向現(xiàn)代工業(yè)化社會過渡的轉(zhuǎn)型期，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)仍然是社會經(jīng)濟活動的主體。本研究區(qū)涵蓋整個西藏，即拉薩市和山南、日喀則、那曲、林芝、昌都、阿里6個地區(qū)。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)資料主要來源于《西藏統(tǒng)計年鑒（2007年）》、《西藏自治區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖》、《西藏自治區(qū)生態(tài)功能區(qū)劃》、《西藏自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境保護與利用規(guī)劃（2005—2020年）》、《西藏自治區(qū)土地利用總體規(guī)劃（1997—2010）》、《西藏自治區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃（2005—2020年）》、《西藏自治區(qū)土地開發(fā)整理規(guī)劃（2001—2020）》、《西藏耕地后備資源利用研究》、《西藏的生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護（白皮書）》和《2007年西藏自治區(qū)環(huán)境狀況公報》。

2.2 研究方法

2.2.1 評價指標(biāo)體系 影響區(qū)域土地利用生態(tài)安全狀況的因素很多［13］，通過分析研究區(qū)的區(qū)域特點，利用Delphi法，建立土地利用生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，同時采用AHP法，確定各指標(biāo)權(quán)重（表1）。

2.2.2 評價過程與方法 （1）采用基于關(guān)聯(lián)函數(shù)的優(yōu)度評價法，構(gòu)建物元模型［13-14］，計算參評項目各等級特征所取的數(shù)值區(qū)間（表2）。（2）確定待判物元［13-14］，計算西藏各地市評價指標(biāo)的實際狀態(tài)值（表3）。（3）計算西藏各地市土地利用生態(tài)安全評價指標(biāo)的關(guān)聯(lián)函數(shù)值Ki（表4附文后）。（4）根據(jù)上述各指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)值的計算結(jié)果，計算各評價區(qū)域各指標(biāo)的優(yōu)度分值（表5附文后）。（5）綜合評價待評區(qū)域的土地利用生態(tài)安全值，可由式1計算得出：

式1中，Nj（j=1，2，…，7）表示待評區(qū)域；Ki（Nj）為指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)值；wi為指標(biāo)權(quán)重值。計算結(jié)果中，據(jù)Yj的分值判定研究區(qū)域的生態(tài)安全性：當(dāng)Yj≥0時，區(qū)域Nj絕對安全（Yj的最大分值為1，當(dāng)Yj=1時，說明區(qū)域Nj各評價指標(biāo)均達到理想狀態(tài)）；當(dāng)-1≤Yj＜0時，區(qū)域Nj基本安全；當(dāng)Yj＜-1時，區(qū)域Nj不安全。

3 研究結(jié)果

經(jīng)計算得到西藏地區(qū)的土地利用生態(tài)安全綜合評價結(jié)果（表6附文后）。

（1）從評價結(jié)果可知，西藏自治區(qū)土地利用生態(tài)安全的總體程度不高，所有地（市）均表現(xiàn)出基本安全或不安全狀態(tài)，其中，那曲地區(qū)為不安全狀態(tài)，其他地（市）為基本安全狀態(tài)。西藏自治區(qū)土地利用生態(tài)安全問題主要表現(xiàn)為以下方面：①草地退化嚴重。西藏高原草地占全區(qū)土地總面積的69.1％，但由于自然和人為因素的影響，草地退化問題日趨嚴重。據(jù)西藏自治區(qū)草地資源調(diào)查，目前全區(qū)退化草地面積為4282.2×104hm2，占全區(qū)草地面積的52.2％，比20世紀80年代末增加了35.0％。其中那曲地區(qū)草地退化現(xiàn)象最嚴重，退化面積達1365×104hm2，占西藏全區(qū)草地退化面積的31.9％。②土地沙化加劇。目前西藏自治區(qū)沙化土地面積為2168.4×104hm2，約占全區(qū)土地總面積的18.1％，居全國第三位。與1995年相比，沙化土地面積增長了121×104hm2，年均增長12.1×104hm2。其中那曲地區(qū)土地沙化面積為1124×104hm2，占西藏全區(qū)土地沙化面積的51.8％。③水土流失面積大。西藏自治區(qū)水土流失總面積為10342×104hm2，占全區(qū)面積的84.2％，全區(qū)凍融侵蝕面積為6643.2×104hm2，其中那曲地區(qū)凍融侵蝕面積為2816.3×104hm2，占西藏全區(qū)凍融侵蝕面積的42.4％。

表2 參評指標(biāo)各等級特征所取的數(shù)值區(qū)間表Tab.2 The numerical interval table of grade characteristic of evaluated indexes

（2）土地利用生態(tài)安全狀況存在明顯的空間分異。全區(qū)土地利用程度最高的區(qū)域集中在“一江兩河”中部地區(qū)，該地區(qū)溫度條件適中，自然條件有利于種植業(yè)生產(chǎn)，歷史悠久，人口集中，是西藏政治、經(jīng)濟、文化的核心地帶，因此，該區(qū)域的土地利用生態(tài)安全狀況相對最好；藏北和藏西北主要從事純牧業(yè)的區(qū)域，地勢高，水熱條件差，無法發(fā)展種植業(yè)，且交通不便，土地利用程度更低，該區(qū)域自然環(huán)境條件惡劣，社會經(jīng)濟條件低下，土地利用生態(tài)安全狀況相對最差；“一江兩河”的外圍區(qū)域和藏東“三江”流域，水熱條件較好，有比重較大的天然草地，但地形復(fù)雜或地勢偏高，可耕作的土地面積比重較小，該區(qū)域的土地利用生態(tài)安全狀況居中。

4 研究結(jié)論

（1）優(yōu)度評價法是一種具有自身特點的綜合評價方法。一方面該方法是建立在可拓集合論基礎(chǔ)上的?？赏丶险撘钥赏財?shù)學(xué)為基礎(chǔ)，把現(xiàn)實問題概括為相容性、不相容性并進行轉(zhuǎn)化處理，擺脫了經(jīng)典數(shù)學(xué)“非此即彼”的二值限制，顯示了自然界中“即此亦彼”的過渡。另一方面該方法是基于物元模型中的關(guān)聯(lián)函數(shù)而建立的。物元模型中的關(guān)聯(lián)函數(shù)把模糊數(shù)學(xué)的邏輯值從［0，1］閉區(qū)間拓展到（-∞，+∞）整個實數(shù)軸，通過引入負數(shù)的概念建立關(guān)聯(lián)度，可以無丟失地綜合各種因素的全部信息，保證了信息的完整性，消除了量綱，原始數(shù)據(jù)不用歸一化處理，而且邏輯意義明確，克服了多角度、多因素識別評價中的主觀片面性。

表3 評價指標(biāo)實際狀態(tài)值表Tab.3 The actual state value table of evaluated indexes

（2）優(yōu)度評價法能較好地應(yīng)用于區(qū)域土地利用生態(tài)安全評價。根據(jù)本研究中所選評價指標(biāo)體系，特別是在評價標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)評價目標(biāo)所確定的標(biāo)準(zhǔn)分為完全可行區(qū)間、基本可行區(qū)間和不可行區(qū)間，正好對應(yīng)了優(yōu)度評價法中的經(jīng)典域、可拓域和非域。因此，優(yōu)度評價法能較好地應(yīng)用于區(qū)域土地利用生態(tài)安全評價。同時，優(yōu)度評價法中關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)建，能把各評價指標(biāo)的優(yōu)劣用數(shù)學(xué)公式表達出來，顯示了較好的區(qū)分度，為今后改善區(qū)域土地利用安全狀況的具體措施的制定，指明了努力方向。

（3）優(yōu)度評價法的評價結(jié)果與研究區(qū)實際的情況比較符合。西藏自治區(qū)在地理位置、自然環(huán)境、社會歷史和經(jīng)濟狀況等方面，存在明顯的地域分異，影響土地利用生態(tài)安全的各因素，亦存在明顯的空間分異。采用優(yōu)度評價法的評價結(jié)果與土地利用生態(tài)安全程度的實際狀況基本一致。

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表4 評價指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)值表Tab.4 The correlation function value table of evaluated indexes

表5 評價指標(biāo)優(yōu)度分值表Tab.5 The superiority value table of evaluated indexes

表6 西藏土地利用生態(tài)安全綜合評價結(jié)果表Tab.6 The result table of land use eco-security overall assessment in Tibet