山地城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究
——以貴陽市為例

熊 勇, 趙翠薇

(貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴陽 550001)

山地城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究
——以貴陽市為例

熊 勇, 趙翠薇

(貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴陽 550001)

為促進(jìn)其土地資源可持續(xù)利用及其未來生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善和生態(tài)安全規(guī)劃管理提供依據(jù)，對(duì)貴陽市近20 a來的土地資源生態(tài)安全狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究?；赑-S-R模型構(gòu)建城市化驅(qū)動(dòng)力下土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算土地資源生態(tài)安全水平，利用SPSS軟件和GM(1,1)模型進(jìn)行相關(guān)性分析與短時(shí)間序列預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：近20 a貴陽市土地生態(tài)安全指數(shù)1992—2000年處于惡化級(jí)、2001—2009年處于風(fēng)險(xiǎn)級(jí)、2010—2011年處于敏感級(jí)，總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，但基本處于不安全狀態(tài)；人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的響應(yīng)對(duì)土地資源生態(tài)安全的影響較大；預(yù)測(cè)在2011年后5 a內(nèi)該區(qū)域壓力值、狀態(tài)值、響應(yīng)值和綜合值均呈上升趨勢(shì)，土地生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)發(fā)展?jié)摿叽?但生態(tài)系統(tǒng)脆弱且敏感性顯著等問題一直存在?？刂迫丝谠鲩L，優(yōu)化人口結(jié)構(gòu)，加快轉(zhuǎn)型發(fā)展，構(gòu)建綠色經(jīng)濟(jì)生態(tài)體系，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，優(yōu)化合理利用土地，探索節(jié)約集約用地的新型城鎮(zhèn)化模式，加大環(huán)境保護(hù)力度，建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是保護(hù)貴陽市土地資源生態(tài)安全的合理性對(duì)策。

PSR模型; 土地生態(tài)安全; 熵權(quán)法; 城鎮(zhèn)化; 貴陽市

土地是各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)功能的載體。土地生態(tài)安全強(qiáng)調(diào)土地生態(tài)系統(tǒng)自身的健康和可持續(xù)性、對(duì)人類提供穩(wěn)定的生態(tài)服務(wù)質(zhì)量或保障能力。改革開放以來，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城市化水平不斷提升，人口不斷向城市集聚并膨脹，導(dǎo)致人地矛盾日益尖銳，土地生態(tài)質(zhì)量不斷下降，嚴(yán)重影響了土地資源的可持續(xù)利用和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究城市化背景下土地生態(tài)安全對(duì)緩和人地矛盾，促進(jìn)人口、資源、環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

國內(nèi)目前對(duì)土地資源生態(tài)安全的研究，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是從土地可持續(xù)利用與土地資源生態(tài)安全角度進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，主要研究領(lǐng)域集中在區(qū)域土地[1-2]、城市及經(jīng)濟(jì)核心區(qū)[3-4]、農(nóng)業(yè)[5]、小流域[6]、水資源[7]、湖泊濕地[8]等方面；二是對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)、土地生態(tài)安全問題進(jìn)行結(jié)構(gòu)性診斷及預(yù)警機(jī)制等研究[9-10]；三是土地資源生態(tài)安全設(shè)計(jì)，主要包括以生態(tài)安全為前提的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化和土地利用安全格局方面的設(shè)計(jì)[11-12]。

以城鎮(zhèn)化驅(qū)動(dòng)力為背景的區(qū)域土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究相對(duì)較少[13-14]。山地城市生態(tài)脆弱，對(duì)山地型城市的貴陽市土地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)和研究鮮見報(bào)道。在貴州省大力推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)的背景下，土地生態(tài)安全形勢(shì)更加嚴(yán)峻。以貴陽市土地資源生態(tài)安全作為研究對(duì)象，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，探討城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地資源生態(tài)安全問題，為貴陽市土地資源的可持續(xù)利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

貴陽市地處黔中山原丘陵中部，長江與珠江分水嶺地帶。地理位置介于東經(jīng)106°07′—107°07′，北緯26°11′—27°22′。地貌屬山地丘原盆地地區(qū)，其中，山地面積4 218 km2，占全市總面積的52.5%；丘陵面積2 842 km2；壩地較少，僅912 km2，是一個(gè)典型的山城。屬亞熱帶濕潤溫和型氣候，具有明顯的高原性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，年平均氣溫15.3℃左右，年均降水量1 197～1 248 mm。總地勢(shì)西南高、東北低，苗嶺橫延市境，崗阜起伏，剝蝕丘陵與盆地、谷地、洼地相間。市中心平均海拔1 000 m，海拔高差達(dá)1 256 m。

1996年前全市轄6區(qū)(云巖區(qū)、南明區(qū)、花溪區(qū)、烏當(dāng)區(qū)、白云區(qū)、小河區(qū))，1996年后行政區(qū)調(diào)整新增3縣1市(開陽縣、息烽縣、修文縣、清鎮(zhèn)市)，全市土地總面積8 034 km2。2011年，貴陽市年末總?cè)丝跒?39.33萬人，人口密度達(dá)546.84 人/km2；完成國內(nèi)生產(chǎn)總值1 383.07億元,GDP增速為17.1%，人均GDP為31 481元,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為4.6∶42.4∶53。城鎮(zhèn)化水平69.20%，從近10 a看，2000年貴州省城鎮(zhèn)化率為23.96%，而同期貴陽市為61.19%；再從各地區(qū)比較看，以2010年為例，全省城鎮(zhèn)化水平為33.81%，排名第一的貴陽為68.13%，第二位遵義35.02%，第三位安順30.04%，其余6市(地、州)均在30%以下，可以看出貴陽市城鎮(zhèn)化進(jìn)程速度一直在全省處于快速領(lǐng)先地位。

2 研究方法

2.1 指標(biāo)體系的建立

土地資源安全是指一個(gè)國家或地區(qū)可以持續(xù)地獲取，并能保障生物群落(人類)健康和高效能生產(chǎn)及高質(zhì)量生活的土地資源狀態(tài)或能力[15]。城鎮(zhèn)化內(nèi)涵豐富，包括經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口、空間、生活方式以及文明程度城鎮(zhèn)化等多層面內(nèi)容[16]。土地資源是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中不可避免會(huì)對(duì)土地資源生態(tài)系統(tǒng)帶來影響，同時(shí)，土地問題作為城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的核心問題，城鎮(zhèn)化過程的任何一個(gè)層面和階段又都會(huì)受到土地生態(tài)環(huán)境不同程度的限制和約束。因此，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)人口、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境和社會(huì)等方面的復(fù)合系統(tǒng)。本研究有針對(duì)性的根據(jù)城鎮(zhèn)化這一背景進(jìn)行土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)分析，因此在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，不僅要考慮土地生態(tài)環(huán)境狀態(tài)，還要具體地反映城鎮(zhèn)化進(jìn)程中對(duì)土地生態(tài)安全有重要影響的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面的因素。

20世紀(jì)80年代末，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)和經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)共同提出了環(huán)境指標(biāo)的P-S-R概念模型，即“壓力(Pressure)—狀態(tài)(State)—響應(yīng)(Response)”模型[3]。在P-S-R框架內(nèi)，環(huán)境問題可以表述為3個(gè)不同但又相互聯(lián)系的指標(biāo)類型：壓力指標(biāo)反映人類活動(dòng)給環(huán)境造成的負(fù)荷；狀態(tài)指標(biāo)表征環(huán)境質(zhì)量、自然資源與生態(tài)系統(tǒng)的狀況；響應(yīng)指標(biāo)表征人類面臨環(huán)境問題所采取的對(duì)策與措施。P-S-R模型從人類與環(huán)境系統(tǒng)的相互作用與影響出發(fā)，對(duì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行組織分類，不僅強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其對(duì)環(huán)境的影響，還深刻的反映了生態(tài)系統(tǒng)在自然生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的相互作用機(jī)理，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，是評(píng)價(jià)人類活動(dòng)與資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面比較完善、權(quán)威的體系[17]。

表1 城鎮(zhèn)化驅(qū)動(dòng)力下土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

注：1)文中城鎮(zhèn)化水平采取綜合指標(biāo)法：(非農(nóng)人口比重和非農(nóng)GDP比重運(yùn)用特爾菲法各賦予權(quán)重0.8和0.2加權(quán)平均計(jì)算[19]；2)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法見2.2.2。

本文基于P-S-R模型，結(jié)合貴陽市土地生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中對(duì)土地生態(tài)環(huán)境有重要影響的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各方面實(shí)際因素，依據(jù)指標(biāo)選取的科學(xué)性、系統(tǒng)性、全面性、動(dòng)態(tài)性和數(shù)據(jù)易獲得性等原則，參考和學(xué)習(xí)借鑒其他學(xué)者在區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究相關(guān)成果[10,13-14,18]的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以土地生態(tài)安全為目標(biāo)、共42個(gè)指標(biāo)的城鎮(zhèn)化驅(qū)動(dòng)力下土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架模型(表1)。其中，“壓力”即指人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境所造成的負(fù)荷，包括自然和人為原因，從人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然、工業(yè)化城市化壓力等方面構(gòu)建；“狀態(tài)”即在上述壓力下土地生態(tài)安全所處的狀態(tài)，從資源、環(huán)境、利用、城市化與城市發(fā)展?fàn)顟B(tài)等方面構(gòu)建；“響應(yīng)”則是為延續(xù)土地生態(tài)可持續(xù)發(fā)展所采取的策略措施，從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人文、城市化與城市發(fā)展響應(yīng)等方面構(gòu)建。

2.2 評(píng)價(jià)方法

2.2.1 數(shù)據(jù)來源 研究主要以1993—2012年《貴陽(統(tǒng)計(jì))年鑒》、《貴州六十年》、貴陽市統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)(http∥:www.gygov.gov.cn)、貴陽市水利局(http∥:jjzd.gygov.gov.cn)、貴陽市生態(tài)文明建設(shè)委員會(huì)(http∥:www.ghb.gov.vn)統(tǒng)計(jì)公報(bào)等為主要數(shù)據(jù)來源。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理

(1) 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。將貴陽市1996年前的土地總面積統(tǒng)一到1996年后調(diào)整的行政區(qū)土地面積標(biāo)準(zhǔn)上來。根據(jù)指標(biāo)因子對(duì)土地生態(tài)安全的影響，將選取的指標(biāo)劃分為正安全趨向性指標(biāo)和負(fù)安全趨向性指標(biāo)，正趨向性指標(biāo)值越大，表征土地安全狀況越好；負(fù)趨向性指標(biāo)值越大，表征土地安全狀況越差。(指標(biāo)解析及性質(zhì)(正/逆)見表1)為消除不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)性質(zhì)帶來的正負(fù)取向、量綱和數(shù)量級(jí)等差異影響，文中采用極差變換法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，具體計(jì)算公式為：

設(shè)原始數(shù)據(jù)矩陣為：

式中：Xij——第n年第m個(gè)指標(biāo)的數(shù)值。

(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)

(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)

式中：Xij′和Xij——第i(i=1,2,…,n)年第j(j=1,2,…,m)個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)和指標(biāo)原始值；maxXij，minXij——第j指標(biāo)的最大值和最小值。

(2) 指標(biāo)權(quán)重的確定。評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定是進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，它關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前確定權(quán)重的方法較多，主要有AHP法、PCA法、專家評(píng)分法、經(jīng)驗(yàn)估算法、聚類分析法等，文中采用客觀的熵權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。熵權(quán)法是一種在綜合考慮各因素提供信息量的基礎(chǔ)上計(jì)算一個(gè)綜合指標(biāo)的數(shù)學(xué)方法，主要依據(jù)各指標(biāo)傳遞給決策者的信息量大小來確定權(quán)重，消除了人為因素的影響。

(3) 土地生態(tài)安全綜合指數(shù)。定義土地生態(tài)安全綜合指數(shù)為ESI，數(shù)學(xué)模型為：

式中：ESI——土地生態(tài)安全綜合指數(shù)；Hj——第j個(gè)指標(biāo)的熵值；wj——第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；Xij′——第i(i=1,…,n)年第j(j=1,…,m)個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。

2.2.3 土地生態(tài)安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定 依據(jù)計(jì)算所得的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，參考相關(guān)文獻(xiàn)[13-14,20]分級(jí)方法，在0～1區(qū)間擬定用5個(gè)等級(jí)作為貴陽市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體等級(jí)劃分及其意義見(表2)。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析與預(yù)測(cè)

3.1 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)上述指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，計(jì)算出貴陽市1992—2011年的土地生態(tài)安全壓力、狀態(tài)、響應(yīng)系統(tǒng)的安全值及土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，參照(表2)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行安全等級(jí)劃分結(jié)果見表3。

3.1.1 壓力安全分析 由表3可知，1992—2011年，貴陽市土地生態(tài)安全壓力指數(shù)整體呈小幅波動(dòng)趨勢(shì)。由1992年的0.153 84減小到2011年的0.137 79，尤其是1994—2006年期間，指數(shù)一直在0.130 0水平以下，直到2007年有所上升但2009年后又緩慢下降。這表明貴陽市土地生態(tài)壓力面臨不穩(wěn)定的現(xiàn)狀趨勢(shì)，研究期內(nèi)人類對(duì)土地生態(tài)的干擾強(qiáng)化局面并未減輕(負(fù)向指標(biāo)，數(shù)值越小，生態(tài)壓力相對(duì)越大)。究其原因：第一，人口增長快。數(shù)據(jù)顯示，1992—2011年，貴陽市人口由259.58萬增加到439.33萬，凈增人口179.75萬人，人口密度由367.91人/km2增加到546.84人/km2，人口壓力增大；第二，由于貴陽獨(dú)特的地理位置和高原性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，1992年受災(zāi)面積比重僅為6.53%，而后1996，2006，2008，2010，2011年受災(zāi)面積比重分別達(dá)到了44.63%，44.59%，73.85%，73.39%和91%，受災(zāi)程度呈現(xiàn)逐年加深的趨勢(shì)；第三，貴陽市作為貴州省會(huì)，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展速度明顯快于其他市(地、州)，工業(yè)化率、城市化綜合水平不斷攀升，但同時(shí)也造成了環(huán)境污染和生態(tài)破壞，如1992—2011年，單位耕地面積化肥負(fù)荷由0.26t/hm2增到0.68t/hm2，工業(yè)固體廢棄物由185.59t/km2到1 420.71t/km2，城市生活垃圾產(chǎn)生量由4.25×105t到7.58×105t等，土地資源在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化進(jìn)程背景下壓力增大。

表2 土地生態(tài)安全指數(shù)分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表3 1992-2011年貴陽市土地生態(tài)安全指數(shù)變化

3.1.2 狀態(tài)安全分析 1992—2011年，狀態(tài)指數(shù)由0.117 29上升到0.253 13，整體呈上升趨勢(shì)，其間1997年最低為0.093 41，之后基本逐年上升。究其原因：一是研究期內(nèi)森林覆蓋率由14.5%提升到42.3%、水土協(xié)調(diào)度由35.22%提升到77.47%，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所提升；二是加大科技投入，糧食單產(chǎn)量不斷增加，由1992年的低于3.0 t/hm2增加到2006年后的5.0 t/hm2以上，大大提升了土地利用的產(chǎn)出水平；三是城市化與城市發(fā)展水平的不斷提高，1992—2011年，人均GDP由2 844元增加到31481元、城市人均住房面積由7.1 m2/人增加到22.27 m2/人、城市人均鋪裝道路面積由0.82 m2/人到4.43 m2/人，相關(guān)城市基礎(chǔ)醫(yī)療保障和公共設(shè)施等也得到了大力的提升和完善。然而，由于人口快速增長和非農(nóng)建設(shè)加快，直接導(dǎo)致了耕地面積比重由1992年13.59%下降到2011年的12.04%、城區(qū)人均綠地面積逐年減小，加之貴陽受特殊的山地地形影響，城鎮(zhèn)擴(kuò)展所占土地多為地勢(shì)平坦且質(zhì)量較高的耕地，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城郊及鄉(xiāng)村菜田、良田沃土以及草地林地等也不斷被占用或破壞。此外,城鄉(xiāng)收入比系數(shù)的日益擴(kuò)大等，都在一定程度上降低了土地生態(tài)安全狀態(tài)指數(shù)對(duì)綜合指數(shù)數(shù)值的貢獻(xiàn)率。

3.1.3 響應(yīng)安全分析 1992年—2011年，響應(yīng)指數(shù)由0.047 81上升到0.298 28，呈不斷上升趨勢(shì)，再通過分析系統(tǒng)層壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個(gè)指標(biāo)的權(quán)重對(duì)土地生態(tài)安全綜合指數(shù)貢獻(xiàn)率的大小看，三者的權(quán)重比例為0.26∶0.36∶0.38，響應(yīng)起到了核心作用。說明了貴陽市各縣區(qū)各部門積極采取措施和政策對(duì)生態(tài)環(huán)境污染進(jìn)行治理和改善，持續(xù)加大了人為控制土地生態(tài)問題的力度，努力改善土地生態(tài)環(huán)境。目前除R&D經(jīng)費(fèi)占GDP比例和城鎮(zhèn)從業(yè)人員占從業(yè)人員比重?cái)?shù)值比較偏低外，其他方面效果顯著，研究期內(nèi)：工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率由48.6%提升到90%以上、工業(yè)固體廢棄物利用率由28%提升到56.63%、城市生活垃圾無害化處理率由28.2%到93.71%，環(huán)保投資額比重方面也不斷加強(qiáng)；此外，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)密度由103.72萬/km2到1 721.51萬/km2、第三產(chǎn)業(yè)比重由35.4%增加到53%、地均固定資產(chǎn)投資水平由30.12萬/km2到1 992.27萬/km2、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平由2.68%到13.57%,大大提高了土地利用的經(jīng)濟(jì)效益和集約度，間接減緩了對(duì)土地的壓力；在社會(huì)人文和城市發(fā)展方面，1992—2011年，公共教育經(jīng)費(fèi)占GDP比重由0.83%增加到4.09%、萬人高等學(xué)校在校生人數(shù)由63.61人增加到630.28人、城市綠化率由31.4%提升到42.8%，城市用氣普及率由13.64%提升到81.24%。以上措施的實(shí)施都大大的提升了貴陽市土地資源生態(tài)安全的響應(yīng)能力。

3.1.4 綜合生態(tài)安全分析 從表2、表3可看出，近20 a貴陽市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)變化較大，總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。其中，1992—2000年處于惡化級(jí)、2001—2009年處于風(fēng)險(xiǎn)級(jí)、2010—2011年處于敏感級(jí)。綜合指數(shù)從1992年的0.318 94增至2011年的0.689 20，表明該區(qū)域土地資源生態(tài)安全水平整體朝著有利、逐步變好的方向發(fā)展，但總體來看土地生態(tài)安全等級(jí)較低，目前處于Ⅲ級(jí)(敏感)狀態(tài)，生態(tài)環(huán)境破壞、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化和生態(tài)恢復(fù)重建難度大等生態(tài)問題還十分突出。通過SPSS20.0軟件對(duì)各指標(biāo)與土地生態(tài)安全綜合指數(shù)進(jìn)行主成分相關(guān)性分析，根據(jù)相關(guān)系數(shù)繪出相關(guān)性玫瑰圖(圖1)。

圖1 土地生態(tài)安全綜合指數(shù)與各指標(biāo)的相關(guān)性分析

可以發(fā)現(xiàn)：(1) 與土地生態(tài)安全綜合指數(shù)呈正相關(guān)性較高的因子有P1，P9，P11，S3，S4，S7，S8，S10，R4，R5，R6，R7，R8，R10，R12，R14等，可見，響應(yīng)指標(biāo)與綜合指數(shù)的相關(guān)性均較強(qiáng)，對(duì)響應(yīng)指數(shù)的貢獻(xiàn)率最高，表明土地生態(tài)安全的提高主要依賴于人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)響應(yīng)能力的增強(qiáng)，從而促進(jìn)了土地生態(tài)安全的改善。(2) 與土地生態(tài)安全綜合指數(shù)呈負(fù)相關(guān)性較高的因子有P3，P4，P5，P8，P14，S1，S2，S14，R9。二者表明，近20 a來，當(dāng)?shù)卣谂?shí)施節(jié)能降耗減排、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高社會(huì)就業(yè)率等方面做出了一定的努力工作，但隨著人口的增長，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效率的追求，工業(yè)化城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，耕地資源日益被占用或破壞，人地矛盾不斷激化，土地資源生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善任重道遠(yuǎn)，因此在環(huán)保投入、抵抗自然災(zāi)害能力、人文社會(huì)環(huán)境響應(yīng)力方面仍需加強(qiáng)，如目前R&D經(jīng)費(fèi)占GDP比重平均僅為0.67%，遠(yuǎn)低于全國的平均水平。

3.2 預(yù)測(cè)分析

本文利用以上研究所得的1992—2011年貴陽市土地生態(tài)安全相關(guān)原始數(shù)據(jù)，利用DPS軟件采取灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)法中的GM(1,1)模型進(jìn)行建模。GM(1,1)模型是一個(gè)短時(shí)間序列模型，4維以上數(shù)據(jù)即可建模，建模數(shù)據(jù)并非越多越好，建模數(shù)據(jù)序列越長，老的數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)精度貢獻(xiàn)度最小，引起誤差作用較短序列預(yù)測(cè)大，所以建模時(shí)不一定采用全部原始數(shù)據(jù)，可以從中選擇一部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行。鑒于此，結(jié)合1992—2011年貴陽市土地生態(tài)安全相關(guān)原始數(shù)據(jù)，考慮到2000年以前的數(shù)據(jù)起伏波動(dòng)較后期大，所以本次研究選取2000—2011年的12維原始數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)基礎(chǔ)，對(duì)未來5 a內(nèi)壓力值、狀態(tài)值、響應(yīng)值與綜合值分別進(jìn)行預(yù)測(cè)。

GM(1,1)模型的灰微型方程基本形式為：

(k=1,2,…,n)

采用最常用的后驗(yàn)差檢驗(yàn)法(C——后驗(yàn)差比值；P——小誤差概率)檢驗(yàn)預(yù)測(cè)精度等級(jí)，其中壓力值經(jīng)過2次殘差序列分析計(jì)算得出。預(yù)測(cè)結(jié)果及函數(shù)模型見(表4)。

表4 預(yù)測(cè)結(jié)果及函數(shù)模型表

表4預(yù)測(cè)結(jié)果可知：未來5 a內(nèi)壓力值、狀態(tài)值、響應(yīng)值和綜合值均呈上升趨勢(shì)，到2016年預(yù)測(cè)綜合值為0.880 73，達(dá)到Ⅱ(較安全)級(jí)狀態(tài)，說明盡管隨著區(qū)域城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),尤其是實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，人類對(duì)環(huán)境的干擾不斷加強(qiáng)，但隨著人們環(huán)保理念的不斷深化、各種技術(shù)手段的飛速發(fā)展將會(huì)為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)朝著更為和諧、有序的方向發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障，形成土地生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)發(fā)展?jié)摿叽蟆?/p>

然而，貴陽屬喀斯特山區(qū)，生態(tài)脆弱，具有敏感度高、環(huán)境容量低、抗干擾能力弱和穩(wěn)定性差特點(diǎn)，土地生態(tài)系統(tǒng)一旦破壞恢復(fù)重建十分困難。因此，今后一段時(shí)期，在貴州“加速發(fā)展、加快轉(zhuǎn)型、推動(dòng)跨越”、“工業(yè)強(qiáng)省和城鎮(zhèn)化帶動(dòng)”戰(zhàn)略縱深推進(jìn)、“黔中經(jīng)濟(jì)圈”迅速崛起日趨明顯的形勢(shì)下，做好保護(hù)貴陽土地資源生態(tài)安全的調(diào)控對(duì)策尤為重要：(1) 控制人口增長、優(yōu)化人口結(jié)構(gòu)，推進(jìn)人口與土地資源、環(huán)境、發(fā)展之間協(xié)調(diào)。(2) 堅(jiān)持加快轉(zhuǎn)型發(fā)展，構(gòu)建綠色經(jīng)濟(jì)生態(tài)體系。要按照轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式要求，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)綠色化、綠色產(chǎn)業(yè)化發(fā)展理念，把發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的主要途徑、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略取向和建設(shè)生態(tài)文明城市的重要引擎,提升貴陽城市發(fā)展的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。(3) 統(tǒng)籌城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展、構(gòu)筑宜居生態(tài)城。貴陽作為“黔中經(jīng)濟(jì)圈”的核心區(qū)，要進(jìn)一步優(yōu)化城市空間布局，建設(shè)科學(xué)合理的城鄉(xiāng)規(guī)劃體系，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，促使社會(huì)形態(tài)由二元結(jié)構(gòu)向城鄉(xiāng)一體化轉(zhuǎn)變，推進(jìn)宜居城鎮(zhèn)生態(tài)建設(shè)。(4) 優(yōu)化合理利用土地，探索節(jié)約集約用地的新型城鎮(zhèn)化模式。合理調(diào)整用地結(jié)構(gòu)與布局，盤活閑置土地，規(guī)范土地開發(fā)利用，保住耕地紅線、保證糧食安全。按照節(jié)約用地、保障農(nóng)民權(quán)益的基礎(chǔ)上推進(jìn)征地制度和土地流轉(zhuǎn)方式的改革，實(shí)行城鎮(zhèn)建設(shè)用地增加與農(nóng)村建設(shè)用地減少掛鉤，積極探索節(jié)約集約用地的新型城鎮(zhèn)化模式。(5) 加大環(huán)境保護(hù)力度，建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中除了做好全民節(jié)能減排加強(qiáng)環(huán)保之外，還需要借鑒國內(nèi)外生態(tài)補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化選擇補(bǔ)償區(qū)域、多方博弈補(bǔ)償?shù)燃?jí)和科學(xué)核算補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，提高資金使用效益[22]。加快建立產(chǎn)權(quán)界定清晰、績(jī)考管理客觀、責(zé)任措施到位、行之有效的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，以提高整體區(qū)域社會(huì)生態(tài)綜合響應(yīng)水平。

4 結(jié)論與討論

(1) 近20 a貴陽市土地生態(tài)安全指數(shù)1992—2000年處于惡化級(jí)、2001—2009年處于風(fēng)險(xiǎn)級(jí)、2010—2011年處于敏感級(jí)，總體上呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，基本處于不安全狀態(tài)。

(2) 相關(guān)性分析表明，人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的響應(yīng)對(duì)土地資源生態(tài)安全的影響較大；預(yù)測(cè)顯示，該區(qū)域在研究期后5 a內(nèi)壓力值、狀態(tài)值、響應(yīng)值和綜合值均呈上升趨勢(shì)，土地生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)發(fā)展?jié)摿叽?，但生態(tài)系統(tǒng)脆弱且敏感性顯著等問題一直存在。

(3) 控制人口增長、優(yōu)化人口結(jié)構(gòu)；堅(jiān)持加快轉(zhuǎn)型發(fā)展，構(gòu)建綠色經(jīng)濟(jì)生態(tài)體系；統(tǒng)籌城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展、構(gòu)筑宜居生態(tài)城；優(yōu)化合理利用土地，探索節(jié)約集約用地的新型城鎮(zhèn)化模式；加大環(huán)境保護(hù)力度，建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等是保護(hù)貴陽市土地生態(tài)安全的合理性調(diào)控對(duì)策。

(4) 土地資源安全研究包括生態(tài)安全、經(jīng)濟(jì)安全、產(chǎn)權(quán)安全、文化安全、安全戰(zhàn)略選擇、安全保障體系、安全管理[15，23]等內(nèi)容。本文僅對(duì)貴陽市土地生態(tài)安全進(jìn)行了探討，其他相關(guān)問題的系統(tǒng)研究以及構(gòu)建全面的指標(biāo)體系和等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)使研究結(jié)果更加符合區(qū)域?qū)嶋H待于進(jìn)一步探討；而土地生態(tài)安全的時(shí)空格局、微觀機(jī)制和風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控等將是今后重要的研究方向。

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DynamicAssessmentonLandEcologicalSecurityintheProcessofUrbanizationinMountainAreas—ACaseStudyofGuiyangCity

XIONG Yong， ZHAO Cui-wei

(SchoolofGeographyandEnvironmentSciences,GuizhouNormalUniversity,Guiyang, 550001,China)

According to a dynamic state evaluation on ecological security of land resources around 20 years in Guiyang city, this paper aimd at improving the ecological environment and providing guidance for planning and management and maintaining sustainable utilization of land resources. Land ecological security evaluation index system of Guiyang city under the background of urbanization based on the PSR model was constructed. The multi-index comprehensive evaluation method was adopted to calculate the level of ecological security of land resources. SPSS statistic software and GM(1,1) model were used to make correlation analysis and short time series estimation. Nearly 20 years， the index of land ecological security in Guiyang city was in the grade of deterioration from 1992 to 2000， at risk level from 2001 to 2009 and sensitive stage from 2010 to 2011. Although the land ecological security index was a rising trend generally， almost at the stage of insecurity ; correlation analysis showed that the response from the social and economic activities of human beings had a great impact on ecological environment of land resources; the prediction showed that the pressure-state-response value and comprehensive value of ecological security of land resources presented a rising trend in 5 years after 2011, there has been a large potential development on good circulation of land eco-environment. Nevertheless, this study area ecosystem is significantly vulnerable and sensitive. Some kinds of reasonable measures were adopted to protect the land ecological environment, such as controlling the population growth, optimizing social population structure, accelerating the upgrade of industrial transformation, constructing green economic system, making overall plan for the coordinate development of town and city, exploreing conservation intensive land use patterns under the new-type urbanization vigorously. Enlarging protection environment and establishing an ecological compensation mechanism are the very urgent task to ensure the ecological security of land resources.

PSR model; land ecological security; entropy weight method; urbanization; Guiyang city

2013-09-27

：2013-11-17

貴州省科技廳社發(fā)攻關(guān)項(xiàng)目(黔科合SY字[2013]3168號(hào))

熊勇(1987—),男,貴州正安人,在讀碩士研究生,研究方向:城市生態(tài)及土地利用。E-mail:893895014@qq.com

趙翠薇(1968—),女(白族),貴州大方人,教授,博士后,主要從事土地利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究。E-mail:zhaocuiwei@sohu.com

X171.1

：A

：1005-3409(2014)04-0195-08