基于改進(jìn)TOPSIS方法的三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)健康評價

洪惠坤，廖和平，魏朝富，李 濤，謝德體,*

1西南大學(xué)，重慶 400715 2西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715 3西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715

基于改進(jìn)TOPSIS方法的三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)健康評價

洪惠坤1,2，廖和平3，魏朝富2，李 濤3，謝德體2,*

1西南大學(xué)，重慶 400715 2西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715 3西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715

土地利用系統(tǒng)健康評價研究能夠有效引導(dǎo)土地合理利用，協(xié)調(diào)城市發(fā)展與自然生態(tài)保護(hù)之間的矛盾。構(gòu)建基于PSR 模型的土地利用系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系，并采用改進(jìn)TOPSIS方法對三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)的典型區(qū)域—重慶市進(jìn)行實(shí)證分析。結(jié)果表明：1)研究區(qū)土地利用系統(tǒng)健康綜合分值整體呈現(xiàn)T型帶狀分布格局，可分為四個健康等級，即健康、臨界健康、不健康、病態(tài)。2)渝東北、渝東南和重慶市西南片區(qū)部分地區(qū)因其土地生態(tài)系統(tǒng)脆弱敏感，土地利用風(fēng)險性大和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，土地生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)病態(tài)和不健康狀態(tài)，屬于高風(fēng)險-高壓力區(qū)域；重慶市主城區(qū)環(huán)線區(qū)域因其屬于城市核心拓展區(qū)和人類活動頻繁區(qū)域，人口壓力指數(shù)和土地利用壓力指數(shù)較大，土地利用風(fēng)險性較小，健康度較為良好，是低風(fēng)險-中度壓力區(qū)域。3)PSR模型能夠較好地改變現(xiàn)有研究主要關(guān)注自然資源環(huán)境的狀況，更準(zhǔn)確地反映土地利用系統(tǒng)健康的各要素之間的關(guān)系和影響土地生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵因素，為三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)健康狀態(tài)起到一定的預(yù)警作用。4)以改進(jìn)TOPsis方法計算土地利用系統(tǒng)健康指數(shù)，消除了不同指標(biāo)量綱的影響，并能充分利用原始數(shù)據(jù)的信息，能充分反映各方案之間的差距，客觀真實(shí)的反映實(shí)際情況。5)為保障三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)的健康發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)土地利用規(guī)劃與調(diào)整，控制人類過度開發(fā)，維持生態(tài)系統(tǒng)正常功能。

三峽庫區(qū)；生態(tài)敏感區(qū)；土地利用系統(tǒng)；健康評價；改進(jìn)TOPSIS方法

三峽庫區(qū)山高坡陡，人多地少，人地關(guān)系緊張，庫區(qū)森林覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，是自然生態(tài)環(huán)境脆弱敏感的地區(qū)，同時三峽庫區(qū)地處我國中西部結(jié)合地帶,是長江上游與中下游之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系紐帶,也是人類生產(chǎn)活動強(qiáng)烈的區(qū)域，隨著中國城市化進(jìn)程的加快，個別地區(qū)片面追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視了生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，導(dǎo)致三峽庫區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)遭受到了極大的沖擊和損毀，人類生存環(huán)境問題日益突出。作為我國重點(diǎn)敏感生態(tài)區(qū)和長江中下游的生態(tài)屏障，三峽庫區(qū)的土地利用系統(tǒng)生態(tài)質(zhì)量直接關(guān)系到三峽工程的綜合效益和長江中下游的生態(tài)安全，加強(qiáng)三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)健康評價研究，已成為當(dāng)前解決諸多土地生態(tài)環(huán)境問題的迫切需要[1]。

土地利用系統(tǒng)健康評價的研究始于Aldo Leopoid提出的土地健康概念，并使用“Land sickness”來描述土地生態(tài)系統(tǒng)功能的紊亂[2]。20世紀(jì)80年代，加拿大政府為了評價城市地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展情況，開展了全國土壤質(zhì)量調(diào)查，進(jìn)行“土壤健康”項(xiàng)目研究[3]國內(nèi)學(xué)者也對土地健康概念和評價方法進(jìn)行了探索，但相關(guān)研究不多，未提出具體的研究方法[4-5]。其后人們借鑒“土地健康”、“生態(tài)系統(tǒng)健康”和“土地生態(tài)系統(tǒng)健康”的概念，提出了“土地利用系統(tǒng)健康”。近年來,隨著我國人們對生態(tài)環(huán)境保護(hù)和土地可持續(xù)利用的日益重視, 土地利用系統(tǒng)健康研究也逐步開展起來, 蔡為民深入分析了土地利用系統(tǒng)健康的概念和內(nèi)涵[2,6-7]；鄭華偉、張銳等人分別運(yùn)用物元分析、PSR 模型、模糊綜合評判等方法對土地利用系統(tǒng)健康進(jìn)行評價[8-12]；Moussiopoulos和Joachim等人研究了關(guān)于土地利用系統(tǒng)可持續(xù)利用健康評價指標(biāo)體系的構(gòu)建[13-14];陸麗珍、Guangming Yu等人評價研究土地利用系統(tǒng)健康影響因素以及土地利用系統(tǒng)健康調(diào)控[15-16]。綜合來看，盡管國內(nèi)外學(xué)者重點(diǎn)針對土地利用系統(tǒng)健康評價模型與方法開展了大量的理論探討和個案研究，但是土地利用系統(tǒng)健康評價研究尚屬起步階段，定性分析多，定量研究少;研究大多注重自然資源與土地生態(tài)環(huán)境狀況，卻很少關(guān)注基于研究區(qū)自然生態(tài)基底的土地利用風(fēng)險性對土地利用系統(tǒng)健康的影響，而且以往的研究很少有人關(guān)注評估人類活動對生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的影響[17]，而人類活動和生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)，人類活動深刻影響著生態(tài)系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展[18-22]。目前，生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系多遵從Costanza提出的“Vigor-Organization-Resilience活力-組織結(jié)構(gòu)-恢復(fù)力”模型(簡稱VOR模型)[23]，該模型主要強(qiáng)調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的自然屬性而忽視了人為因素，而PSR模型不只強(qiáng)調(diào)自然生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量同時也考慮了人類活動的影響因素[24-26]。

因此，本文以生態(tài)系統(tǒng)健康理論和土地可持續(xù)利用理論為基礎(chǔ)，充分考慮到人類活動和土地利用生態(tài)風(fēng)險性對土地系統(tǒng)健康評價的影響，構(gòu)建基于PSR 模型的土地利用系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系，并采用改進(jìn)的TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)方法對土地利用系統(tǒng)健康評價進(jìn)行實(shí)證分析，分析土地利用系統(tǒng)健康的障礙因子，引導(dǎo)土地合理利用，以協(xié)調(diào)城市發(fā)展與自然生態(tài)保護(hù)之間的矛盾，促進(jìn)土地資源健康可持續(xù)利用。重慶地處三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)，是中西部地區(qū)唯一的直轄市，當(dāng)前重慶市正處于城市化工業(yè)化加速發(fā)展時期，城市用地急劇膨脹，而重慶山地丘陵多，生態(tài)系統(tǒng)脆弱敏感，加之人類對土地資源不合理的開發(fā)利用，土地資源面臨巨大的環(huán)境、生態(tài)和社會壓力，這些問題嚴(yán)重影響著社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展。因此，以重慶市這樣一個生態(tài)系統(tǒng)脆弱敏感地區(qū)為例來研究土地利用系統(tǒng)健康評價，其結(jié)果可以為土地利用的規(guī)劃、管理和保護(hù)提供決策參考。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

重慶直轄市位于中國內(nèi)陸西南部、長江上游，四川盆地東部邊緣，地跨東經(jīng)105°11′—110°11′、北緯28°10′—32°13′之間的青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶，東鄰湖北、湖南，南靠貴州，西接四川，北連陜西，是西南工商業(yè)重鎮(zhèn)和水陸交通樞紐，長江上游最大的經(jīng)濟(jì)中心，也是發(fā)達(dá)的東部地區(qū)和資源豐富的西部地區(qū)的結(jié)合部，地理位置十分優(yōu)越。重慶地處長江上游、三峽庫區(qū)腹心地帶，是一個集大城市、大農(nóng)村、大庫區(qū)、大山區(qū)的年輕直轄市，轄38個區(qū)縣，幅員面積8.24萬km2，氣候溫和，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，冬暖夏熱，無霜期長、雨量充沛、常年降雨量1000—1450mm。同時，重慶市地處三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)，全市山地丘陵占總面積的90%以上，是全國水土流失嚴(yán)重地區(qū)之一。據(jù)土壤侵蝕遙感調(diào)查，重慶市水土流失面積4萬km2，占幅員面積的48.5%，生態(tài)環(huán)境脆弱敏感，已成為影響庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的制約瓶頸。

1.2 數(shù)據(jù)來源

縣域是我國行政相對獨(dú)立，地域性和綜合性較為完整的基本區(qū)域單元，每個縣域都具有較一致的自然條件和社會經(jīng)濟(jì)文化背景，是我國目前統(tǒng)計資料中經(jīng)常采用的單元。因此，本研究以重慶市縣域單元為研究樣本，把市轄區(qū)當(dāng)做縣域單元來處理，據(jù)此統(tǒng)計全市合計為38個研究單元。

研究數(shù)據(jù)主要涉及區(qū)域生態(tài)環(huán)境、土地利用和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展3個方面。文章所采用的土地利用數(shù)據(jù)資料以重慶市地形圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖、土地利用矢量圖(2012年)及其他輔助圖件為基礎(chǔ)，并參考研究區(qū)域的氣候、土壤、植被等自然地理資料，利用地理信息系統(tǒng)軟件ARCGIS 對土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于《重慶市統(tǒng)計年鑒》(2012年)、《重慶市環(huán)境統(tǒng)計公報》(2012年) 、環(huán)保局及農(nóng)業(yè)普查資料等統(tǒng)計資料和實(shí)地調(diào)查資料，評價所使用的數(shù)據(jù)根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得到。

2 研究方法

2.1 土地利用系統(tǒng)健康的內(nèi)涵

土地利用系統(tǒng)健康是以人類社會的可持續(xù)發(fā)展為目的,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)三者之間和諧統(tǒng)一,由土地利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和效益這幾個方面組成的健康體系。其內(nèi)涵可以概括為：一是土地利用系統(tǒng)自身是否健康，即其自身結(jié)構(gòu)是否合理，功能是否得到正常發(fā)揮； 二是土地利用系統(tǒng)對人類是否健康，即土地利用系統(tǒng)所產(chǎn)生的綜合效益是否滿足人類的需要;三是土地利用系統(tǒng)維護(hù)和改善環(huán)境問題和健康狀態(tài)的能力[6,9,12]。土地利用系統(tǒng)健康評價是以整個土地利用系統(tǒng)為評價對象，對特定時刻、特定區(qū)域的自然生態(tài)要素和社會經(jīng)濟(jì)要素進(jìn)行的綜合診斷評價；它本質(zhì)上是一種診斷評價，目的是診斷由人類活動與自然因素引起的系統(tǒng)破壞與退化程度，以便發(fā)出預(yù)警，為管理者提供決策[7]。

2.2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究結(jié)合土地利用系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，在參考借鑒相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)評價研究的基礎(chǔ)上[27-30]，充分考慮到人類活動對土地利用系統(tǒng)健康評價的影響，并根據(jù)研究區(qū)域山地城市土地利用系統(tǒng)的特點(diǎn)和土地利用的生態(tài)風(fēng)險性，借鑒PSR概念模型構(gòu)建土地利用系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系(表1)。本研究構(gòu)建的土地利用系統(tǒng)PSR模型評價指標(biāo)體系中:“壓力指標(biāo)是指來自自然環(huán)境及人類活動對土地利用系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力,具體由經(jīng)濟(jì)、社會和自然多方面的壓力構(gòu)成;”狀態(tài)指標(biāo)用來反映特定時間階段的土地利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能狀況與動態(tài)特征, 包括土地生態(tài)系統(tǒng)與自然環(huán)境現(xiàn)狀和土地利用功能效益等方面的健康狀況;“響應(yīng)指標(biāo)是能夠反映處理土地利用系統(tǒng)環(huán)境問題和維護(hù)改善土地利用系統(tǒng)健康狀態(tài)的能力，包括自然和人文兩方面因素。其中，土地利用系統(tǒng)的自然環(huán)境要素和人類社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的協(xié)調(diào)匹配情況比較復(fù)雜，某些因子量的增加會使系統(tǒng)更加穩(wěn)定和健康，本文把這類指標(biāo)歸結(jié)為正向指標(biāo)；某些因子則會影響到土地利用系統(tǒng)的健康性，本文則稱為負(fù)向指標(biāo)。

表1 土地利用系統(tǒng)生態(tài)健康評價指標(biāo)體系Table 1 Health assessment index system of a land use system

2.2.1 壓力

對于土地利用系統(tǒng)而言,壓力通常是由自然和人類共同影響的。研究區(qū)由于特殊的山地地形、有限的土地資源以及脆弱的生態(tài)決定了該地區(qū)威脅其平衡態(tài)的脅迫力很大一方面來自于自然；而由于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的發(fā)展，該地區(qū)土地類型變化迅速，人類活動對土地資源的過度攫取使城市土地發(fā)生不可逆的功能轉(zhuǎn)變，威脅到了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，本研究將壓力指標(biāo)歸納為土地利用風(fēng)險性、土地利用壓力和人口壓力3方面因素。

土地利用風(fēng)險性主要是考慮到研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的脆弱性和山地地形的特殊性，風(fēng)險源主要來自自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)災(zāi)害,包括滑坡、泥石流、水土流失和土地石漠化等災(zāi)害,自然災(zāi)害是土地健康惡化的最直接的表現(xiàn)。重慶市2012年水土保持公報統(tǒng)計顯示，重慶市2011年水土流失面積達(dá)4萬km2，其中中度以上水土流失面積達(dá)2.83萬km2。在三峽重慶庫區(qū)，重慶26個庫區(qū)區(qū)縣水土流失面積達(dá)2.79萬km2，占重慶庫區(qū)土地面積的48.64%。水土流失將大量泥沙帶入長江，并影響著庫區(qū)水質(zhì)。水土流失嚴(yán)重地段還極易發(fā)生山地災(zāi)害、石漠化等生態(tài)問題，嚴(yán)重危害了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此本文把災(zāi)害發(fā)生指數(shù)(本文災(zāi)害發(fā)生指數(shù)主要是指的滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)生頻數(shù))、土地退化指數(shù)、石漠化指數(shù)、土層流失指數(shù)視為負(fù)向指標(biāo)。

土地利用壓力主要考慮到研究區(qū)土地資源的有限性和生態(tài)環(huán)境的敏感性。研究區(qū)山地地形多，耕地少，目前緩解耕地壓力的主要措施是開墾坡耕地，而坡耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，保肥保水性能差，土地利用風(fēng)險大，耕地相對較多的區(qū)域所面臨的風(fēng)險相對較小。一些山區(qū)城鎮(zhèn)迫切追求經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地需求不斷增長及后備資源不足的情況下，盲目進(jìn)行農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，不遵循因地制宜的原則,在不適宜水果種植的區(qū)域的大量發(fā)展果園，導(dǎo)致許多優(yōu)質(zhì)耕地被擠占，耕地比例偏低。非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地大量增加，也導(dǎo)致了植被覆蓋率偏低，破壞了區(qū)域景觀多樣性，土地資源組織結(jié)構(gòu)極其不合理，嚴(yán)重阻礙了土地資源的可持續(xù)健康發(fā)展。因而本文把耕地比例和林地比例作為正向指標(biāo)來評價土地利用系統(tǒng)的生態(tài)穩(wěn)定性。

人口壓力是威脅土地健康的最主要社會因素，人口密度過大，土地資源壓力越大，越不利于自然生態(tài)恢復(fù)，而人口壓力又與人口數(shù)量、素質(zhì)密切相關(guān)，故選擇了城鄉(xiāng)建設(shè)用地人口密度和單位人口增長消耗新增城鄉(xiāng)建設(shè)用地兩項(xiàng)負(fù)向指標(biāo)。因此，災(zāi)害發(fā)生指數(shù)、土地退化指數(shù)、石漠化指數(shù)、土層流失指數(shù)、耕地比例、林地比例、城鄉(xiāng)用地人口密度、人口自然增長率、是本研究的壓力指標(biāo)。

2.2.2 狀態(tài)

土地是人類賴以生存和生產(chǎn)的最重要的自然資源，是一類社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，具有物理屬性、生態(tài)屬性、社會屬性和經(jīng)濟(jì)屬性[31]。人類不斷開發(fā)土地資源，通過社會經(jīng)濟(jì)活動作用于土地利用系統(tǒng)，改變了土地利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)。健康可持續(xù)發(fā)展的土地其自然生態(tài)、社會經(jīng)濟(jì)和景觀環(huán)境都應(yīng)該處于健康可持續(xù)狀態(tài)。因此，本研究從土地資源活力、土地利用效率和景觀狀態(tài)三方面來評價土地利用系統(tǒng)的健康狀態(tài)。

土地資源活力是測量土地生態(tài)系統(tǒng)活動、初級生產(chǎn)力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。研究區(qū)氣候溫暖濕潤，無霜期長、雨量充沛，其水熱狀況總體較豐富，有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展。因此，本文在評價指標(biāo)的選擇時必需考慮影響土地資源活力的宏觀指標(biāo)，如年均降水量、人均糧食產(chǎn)量、單位土地生產(chǎn)力和水網(wǎng)密度指數(shù)，均屬于正向指標(biāo)，以客觀表達(dá)研究區(qū)土地資源活力、土地生產(chǎn)力的本底條件和潛在能力。

土地利用效率主要是測量土地資源配置及土地資源節(jié)約、集約利用的情況。人類通過社會經(jīng)濟(jì)活動開發(fā)利用土地資源時，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平在一定的程度上能夠提高人們的素質(zhì)、增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識，促進(jìn)人地協(xié)調(diào)健康發(fā)展。因此，可通過建設(shè)用地地均地區(qū)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)比例、單位地區(qū)生產(chǎn)總值增長消耗新增建設(shè)用地量、單位地區(qū)生產(chǎn)總值耗地下降率和人口與城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長彈性系數(shù)等指標(biāo)來量化土地利用效率。單位地區(qū)生產(chǎn)總值耗地下降率、建設(shè)用地地均地區(qū)生產(chǎn)總值和第三產(chǎn)業(yè)比例值越大，表明維護(hù)和改善土地利用系統(tǒng)生態(tài)安全的能力越強(qiáng),屬于正向指標(biāo)。而單位地區(qū)生產(chǎn)總值增長消耗新增建設(shè)用地量和人口與城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長彈性系數(shù)越高，消耗的土地資源越多，越不利于土地利用系統(tǒng)的健康發(fā)展，屬于負(fù)向指標(biāo)。

土地利用系統(tǒng)的景觀環(huán)境狀態(tài)可以從景觀多樣性指數(shù)和生物豐度兩方面來考慮。景觀多樣性指數(shù)和生物豐度在其調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性、降解環(huán)境污染物等方面起著積極作用，因此，景觀多樣性指數(shù)和生物豐度值越大，表明土地資源生態(tài)安全狀況越好，土地利用系統(tǒng)越健康，本文將其歸結(jié)為正向指標(biāo)。

2.2.3 響應(yīng)

健康的土地利用系統(tǒng)在外界對土地產(chǎn)生不良沖擊下，如對抗自然災(zāi)害或人類過度活動干擾時，具有維持其結(jié)構(gòu)、自我調(diào)節(jié)和對環(huán)境危害的恢復(fù)能力；同時，人類通過政策調(diào)整、環(huán)境保護(hù)等方面改善土地利用系統(tǒng)狀態(tài)，保持良好的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)土地利用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。

本研究分別從自然和人文系統(tǒng)選取了植被覆蓋率、環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)、人均GDP和水土保持投資比例來衡量土地利用系統(tǒng)的響應(yīng)能力。森林能夠調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土，植被覆蓋率、環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)越高，說明其土地利用系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力和區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越好，屬于正向指標(biāo)。人均GDP和水土保持投資比例值越高，說明生態(tài)環(huán)境保護(hù)投入的可能性越大，越有利于改善土地利用系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，防止土地利用系統(tǒng)退化，通過對響應(yīng)指標(biāo)的考察，可以判斷土地利用系統(tǒng)的健康狀況。

2.3 數(shù)據(jù)處理

TOPSIS的全稱是“逼近于理想值的排序方法(Technique for Order Preference By Similarity to Ideal Solution)”，是 Hwang和Yoon于1981年提出的一種適用于根據(jù)多項(xiàng)指標(biāo)、對多個方案進(jìn)行比較選擇的分析方法, 該方法能夠客觀全面地反映土地利用狀況的動態(tài)變化，通過在目標(biāo)空間中定義一個測度，以此測量目標(biāo)靠近正理想解和遠(yuǎn)離負(fù)理想解的程度來評估土地利用的績效水平[32]。與傳統(tǒng)的TOPSIS 法相比，改進(jìn)的TOPSIS 法主要針對評價對象與正理想解和負(fù)理想解的評價公式進(jìn)行了改進(jìn)[33-35],然后求出各個方案與理想值、負(fù)理想值之間的加權(quán)歐氏距離，由此得出各方案與最優(yōu)方案的接近程度，作為評價方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)有m個目標(biāo)(有限個目標(biāo))，n個屬性,專家對其中第i個目標(biāo)的第j個屬性的評估值為Xij, 則初始判斷矩陣V為

第一步，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

由此，我國當(dāng)下通過“一帶一路”倡議推行國際經(jīng)貿(mào)合作，需要轉(zhuǎn)變理念和方式，重視法律合作，適時跟上世界發(fā)展趨勢，借著法律自發(fā)趨同的世界法律合作潮流開展國際經(jīng)貿(mào)活動，實(shí)現(xiàn)“一帶一路”所涉國家長久的互利共贏。該理念和方式的轉(zhuǎn)變也是我國的必然選擇。

所選評價指標(biāo)因評價單位不同不具有可比性，由于各個指標(biāo)的量綱可能不同，為使各指標(biāo)具有可比性及可計算性，需要決策矩陣進(jìn)行歸一化處理，即標(biāo)準(zhǔn)化，利用相對隸屬度公式對上面的矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到相對隸屬度矩陣：

第二步，確定指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建加權(quán)的決策矩陣

采用熵權(quán)確定指標(biāo)權(quán)重(表1)，由于該方較為成熟，本文就不再贅述。確立各個指標(biāo)的權(quán)重W=(W1,W2，…，Wj)，建立加權(quán)判斷矩陣：

第三步，根據(jù)加權(quán)判斷矩陣獲取評估目標(biāo)的正負(fù)理想解

式中,J*為效益型指標(biāo)，J為成本型指標(biāo)。

第四步，計算各目標(biāo)值與理想值之間的歐式距離：

在確定正、負(fù)理想值時，考慮到人類利用土地的趨向，確定已利用土地為效益型指標(biāo)，未利用土地為成本型指標(biāo)。

第五步，土地利用系統(tǒng)生態(tài)健康值C表達(dá)式

第六步,依照相對貼近度的大小(分?jǐn)?shù)的大小)對目標(biāo)進(jìn)行排序，形成決策依據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用系統(tǒng)健康障礙因子分析

為了有效提高土地利用系統(tǒng)健康水平，有必要分析單項(xiàng)指標(biāo)和分類指標(biāo)對土地利用系統(tǒng)健康影響的程度，找出影響土地利用系統(tǒng)健康的主要障礙因子，從而形成決策依據(jù)。本文根據(jù)土地利用系統(tǒng)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指標(biāo)計算結(jié)果，采用ARCGIS自然斷點(diǎn)法繪制了重慶市土地利用系統(tǒng)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)圖。

3.1.1 壓力

圖1 重慶市土地利用系統(tǒng)壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指數(shù)圖Fig.1 Pressure, State and Response scores of the land use system in Chongqing

從圖1可見，壓力得分值低的區(qū)域集中分布在渝東南片區(qū)，包括黔江、武隆縣、石柱縣、秀山縣、酉陽縣、彭水縣，壓力指數(shù)值在0.3082—0.3991之間。從表2可知，該區(qū)域石漠化和土層流失指數(shù)的得分值，在研究區(qū)中分值較低，排在研究區(qū)前10位；可見，土地利用風(fēng)險性是影響土地利用系統(tǒng)壓力健康指數(shù)的主要障礙因子。耕地比例和單位人口增長消耗新增城鄉(xiāng)建設(shè)用地指數(shù)的得分值在壓力指數(shù)指標(biāo)值中偏低，因而，土地利用壓力是影響土地利用系統(tǒng)壓力健康指數(shù)的次要障礙因子。究其原因是因?yàn)樵搮^(qū)域地貌以丘陵、山地為主、土地資源稀缺加之脆弱的生態(tài)決定了該地區(qū)既是生態(tài)敏感區(qū)又是生態(tài)脆弱區(qū)?！懊舾小敝饕w現(xiàn)在該地區(qū)是國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)與重要生物多樣性保護(hù)區(qū)，而“脆弱”則是該區(qū)域石漠化、生態(tài)災(zāi)害、水土流失和農(nóng)業(yè)面源污

表2 重慶市渝東南片區(qū)土地利用系統(tǒng)壓力指數(shù)得分值及排序情況Table 2 The pressure scores of land use system of Southeast of Chongqing and sort situation in Study area

染嚴(yán)重，如該區(qū)域石漠化面積達(dá)3725km2，占該地區(qū)國土面積的近20%，占全市石漠化面積的41.6%，從而造成了該區(qū)域土地利用風(fēng)險指數(shù)高，資源環(huán)境壓力大，土地利用壓力大，人地矛盾突出。

壓力值偏低的區(qū)域分布在渝東北和渝西部分地區(qū)。渝東北區(qū)域既是秦巴山連片特困地區(qū)，又是三峽庫區(qū)，集大農(nóng)村、大山區(qū)、大庫區(qū)于一體，生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失較為嚴(yán)重，資源環(huán)境壓力較大。因而，該區(qū)域土地利用風(fēng)險大，發(fā)展壓力大，人地關(guān)系不協(xié)調(diào)。而渝西部分地區(qū)壓力指數(shù)較低的原因是該區(qū)域處于重慶市1小時經(jīng)濟(jì)圈，是全市人口與高端產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展區(qū)，人口壓力和土地利用壓力較大而導(dǎo)致土地利用出現(xiàn)不健康狀態(tài)。

3.1.2 狀態(tài)

狀態(tài)健康得分值主要以重慶市主城區(qū)為核心，往四周擴(kuò)散呈遞增趨勢(圖1)。重慶市主城區(qū)是指重慶市中心城區(qū)，主要包括渝中區(qū)、江北區(qū)、南岸區(qū)、九龍坡區(qū)、沙坪壩區(qū)、大渡口區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)、北碚區(qū)9個市轄區(qū)，該片區(qū)狀態(tài)健康得分分值大多在0.182640—0.199429之間。從表3可知，該區(qū)域生物分豐度指數(shù)和建設(shè)用地地均地區(qū)生產(chǎn)總值得分值，在研究區(qū)中分值較低，均排在研究區(qū)前16位；年均降水量、人均糧食產(chǎn)量和單位地區(qū)生產(chǎn)總值增長消耗新增建設(shè)用地量得分值在狀態(tài)指數(shù)指標(biāo)值中偏低，均排在研究區(qū)50%之前?？梢娡恋刭Y源活力和景觀狀態(tài)是影響土地利用系統(tǒng)狀態(tài)健康指數(shù)的主要障礙動因子，土地利用效率是次要因子。重慶市主城區(qū)和1h經(jīng)濟(jì)圈狀態(tài)值偏低，主要源于這片區(qū)域?qū)儆谥貞c市城市發(fā)展核心區(qū)和拓展區(qū)，由于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的迅速發(fā)展，該地區(qū)土地類型變化迅速，人類活動對土地資源的過度攫取使城市土地發(fā)生不可逆的功能轉(zhuǎn)變，改變了土地利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)，造成了土地資源壓力過大，土地供需矛盾突出，威脅到了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，因此土地社會經(jīng)濟(jì)屬于亞健康可持續(xù)狀態(tài)。

表3 重慶市主城區(qū)土地利用系統(tǒng)狀態(tài)指數(shù)得分值及排序情況Table 3 The state scores of land use system of Chongqing′s Core District in Study area

表4 重慶市主城區(qū)土地利用系統(tǒng)狀態(tài)指數(shù)得分值排序情況Table 4 The sort state scores of land use system of Chongqing′s Core District in Study area

而渝東南和渝東北區(qū)域以及重慶市西北區(qū)域遠(yuǎn)離城市核心發(fā)展區(qū)，受人類活動干擾較少，土地資源活力相對較好，景觀多樣性指數(shù)、生物豐度和植被覆蓋度較高，生物多樣性較豐富，因而狀態(tài)分值相對較低。渝東南和渝東北個別區(qū)域由于土地利用較為粗放，土地利用效率較低，因而狀態(tài)得分值相對較低，土地利用系統(tǒng)健康性較差。

3.1.3 響應(yīng)

由圖1可見，響應(yīng)分值整體呈現(xiàn)四周高中間低、渝東北、渝東南和渝西高于渝中地區(qū)的空間分布特征。究其原因主要是因?yàn)橛鍠|北、渝東南和渝西地區(qū)遠(yuǎn)離城市發(fā)展中心，受人類干擾活動影響較小，但是該區(qū)域?qū)儆谏鷳B(tài)脆弱地區(qū)，生態(tài)穩(wěn)定性差，對外界干擾敏感性強(qiáng)，科技、人力資源不足，資金投入嚴(yán)重滯后，遭遇破壞后其生態(tài)環(huán)境恢復(fù)力差。而渝中地區(qū)雖然人類活動較為頻繁，但是該區(qū)域土地生態(tài)保護(hù)意識較好，人類通過政策調(diào)整、環(huán)境保護(hù)等方面改善土地利用系統(tǒng)狀態(tài)，保持良好的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)土地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。

3.2 土地利用系統(tǒng)健康綜合評價指數(shù)結(jié)果分析

在借鑒國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)健康等級劃分的基礎(chǔ)上，綜合土地利用系統(tǒng)健康指數(shù)計算的結(jié)果，本文將土地利用系統(tǒng)健康級別劃分為4個等級：健康、臨界健康、不健康、病態(tài)：0.30≤Ci≤0.50為健康區(qū)，0.28≤Ci≤0.30為臨界健康區(qū)，0.25≤Ci≤0.28為不健康區(qū)、0≤Ci≤0.25為病態(tài)區(qū)，計算結(jié)果和分類情況見表4。土地利用系統(tǒng)生態(tài)健康值大小代表變量載荷信息的大小，Ci越大，說明土地利用系統(tǒng)健康水平越高。

表5 研究區(qū)各區(qū)域土地利用系統(tǒng)健康指數(shù)及級別Table 5 Health condition of land use system

為了更能直觀的體現(xiàn)土地利用系統(tǒng)健康分布情況，根據(jù)土地利用系統(tǒng)健康綜合評價指數(shù)計算結(jié)果，采用ARCGIS 繪制了重慶市土地利用系統(tǒng)健康綜合評價指數(shù)分布圖，從圖2可見，研究區(qū)土地利用系統(tǒng)健康綜合分值具有顯著的空間分異特征，具有明顯的空間集聚性,整體呈現(xiàn)T型帶狀分布格局。

圖2 土地利用系統(tǒng)健康綜合評價指數(shù)分布圖Fig.2 The distribution of health condition of land use system

病態(tài)和不健康區(qū)域主要位于壓力和狀態(tài)健康指數(shù)較低的渝東北、渝東南和重慶市西南片區(qū)部分地區(qū)。這一區(qū)域主要環(huán)繞庫區(qū)沿線分布，景觀多樣性指數(shù)和植被覆蓋度較高，生物多樣性較豐富，土地資源活力較好；但是該區(qū)域以丘陵、山地地貌為主，水土流失、石漠化、生態(tài)災(zāi)害嚴(yán)重，土地利用系統(tǒng)受到較大的負(fù)面影響，生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱敏感，土地利用風(fēng)險性大；該區(qū)域曾走大招商、大工業(yè)、大發(fā)展的道路，經(jīng)濟(jì)雖有所增長，但是該生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，對外界干擾敏感性強(qiáng)，遭遇破壞后其生態(tài)環(huán)境恢復(fù)力差，是高風(fēng)險-高壓力區(qū)域。

臨界健康和健康區(qū)域主要位于重慶市中部，即重慶市主城區(qū)環(huán)線，該區(qū)域內(nèi)地勢較為平坦，土壤相對肥沃，區(qū)位條件優(yōu)越，屬于重慶市城市核心拓展區(qū)和人類活動頻繁區(qū)域，人口壓力和土地利用壓力較大，而該區(qū)域科技資金、人力資源響應(yīng)程度高，土地生態(tài)保護(hù)意識較好，有較強(qiáng)的抗外界干擾能力，生態(tài)系統(tǒng)破壞后，自然恢復(fù)能力較強(qiáng)，是低風(fēng)險-中度壓力區(qū)域。

4 結(jié)論

隨著中國城市化進(jìn)程的加快，為了滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，人類對土地資源不合理的開發(fā)利用，使土地利用系統(tǒng)遭受到了極大的沖擊和損毀，尤其是三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)的人類生存環(huán)境問題日益突出，通過土地利用系統(tǒng)健康評價研究來引導(dǎo)土地合理利用，對協(xié)調(diào)城市發(fā)展與自然生態(tài)保護(hù)之間的矛盾至關(guān)重要。鑒于此，本文充分考慮到人類活動對土地利用系統(tǒng)健康評價的影響，根據(jù)三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)典型區(qū)域——重慶市山地城市土地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)和土地利用的生態(tài)風(fēng)險性，借鑒PSR概念模型構(gòu)建土地利用系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系，并采用改進(jìn)TOPSIS方法對重慶市進(jìn)行了評價，結(jié)論及建議如下：

(1)研究表明，“以壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”(PSR)模型為分析手段，從自然資源環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)有機(jī)統(tǒng)一的觀點(diǎn)出發(fā)，不只強(qiáng)調(diào)自然生態(tài)系統(tǒng)健康質(zhì)量同時也考慮了人類社會經(jīng)濟(jì)活動的影響因素及其它們之間的關(guān)聯(lián)性來開展土地利用系統(tǒng)健康綜合評價研究，能夠較好地改變現(xiàn)有研究主要關(guān)注自然資源環(huán)境的狀況，可以充分表征土地利用系統(tǒng)健康的空間特性，更準(zhǔn)確地反映土地利用系統(tǒng)健康的各要素之間的關(guān)系和影響土地生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵因素，為三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)健康狀態(tài)起到一定的預(yù)警作用。另外，本研究選取的指標(biāo)是基于三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)的自然生態(tài)基底與人類發(fā)展需求而選取的評價指標(biāo)，能較好的考慮到研究區(qū)典型的個性化指標(biāo)，以識別各評價單位對各類指標(biāo)的響應(yīng)程度，表達(dá)各評價單元健康性的區(qū)分度。

(2)TOPSIS法是有限方案多目標(biāo)決策的綜合評價方法之一，以改進(jìn)TOPSIS方法計算土地利用系統(tǒng)生態(tài)健康指數(shù)，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行同趨勢和歸一化的處理后，消除了不同指標(biāo)量綱的影響，并能充分利用原始數(shù)據(jù)的信息，客觀真實(shí)的反映實(shí)際情況，獲取土地利用系統(tǒng)健康水平的綜合診斷結(jié)果，揭示各指標(biāo)的水平狀態(tài)，揭示系統(tǒng)健康問題的關(guān)鍵影響因素。是一種有效地技術(shù)方法，該方法可以用于其他評價，評價指標(biāo)體系可根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。

(3)實(shí)證結(jié)果表明，三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)的典型區(qū)域—重慶市土地利用系統(tǒng)健康綜合分值呈T型帶狀分布格局。渝東北、渝東南和重慶市西南片區(qū)部分地區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)病態(tài)和不健康狀態(tài)，屬于高風(fēng)險-高壓力區(qū)域。土地利用風(fēng)險性、人口壓力和土地利用壓力較大以及土地利用系統(tǒng)的響應(yīng)能力低是制約土地利用系統(tǒng)健康狀況改善的關(guān)鍵因素。因此，這些區(qū)域庫區(qū)沿線要強(qiáng)化土地環(huán)境和水環(huán)境治理，保持水土、涵養(yǎng)水源，避讓地質(zhì)災(zāi)害, 改善生態(tài)環(huán)境，降低生態(tài)脆弱度，建立好土地利用風(fēng)險防范體系，大幅減輕庫區(qū)沿線生態(tài)環(huán)境承載力負(fù)擔(dān)。土地開發(fā)成本相對較高的渝東北區(qū)域要以生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)先，點(diǎn)狀發(fā)展適當(dāng)集聚，保護(hù)脆弱生境，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，控制產(chǎn)業(yè)和人口規(guī)模不能超過土地環(huán)境容量，減少對自然環(huán)境的人為侵害。渝東南區(qū)域要加強(qiáng)植被重建，保持水土防止石漠化，結(jié)合高山生態(tài)扶貧搬遷等工作，給人們留出生產(chǎn)生活生態(tài)空間，減少人地矛盾。同時，加強(qiáng)科技資金投入，加大水土保持、生態(tài)建設(shè)重要性的宣傳力度，增強(qiáng)人們的環(huán)保意識，促進(jìn)人地和諧發(fā)展。

臨界健康和健康區(qū)域主要位于主城區(qū)環(huán)線，是低風(fēng)險-中度壓力區(qū)域。人口壓力指數(shù)和土地利用壓力指數(shù)是制約土地利用系統(tǒng)健康狀況改善的關(guān)鍵因素。因此，應(yīng)加強(qiáng)土地利用規(guī)劃與調(diào)整，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，控制人類過度開發(fā)，進(jìn)一步降低經(jīng)濟(jì)增長對土地資源的過度消耗，維持土地生態(tài)系統(tǒng)正常功能。

(4)構(gòu)建基于PSR模型的評價指標(biāo)體系和采用改進(jìn)TOPSIS方法的研究適用于土地利用系統(tǒng)健康診斷，有利于促進(jìn)土地利用系統(tǒng)健康狀況改善。本研究對進(jìn)一步完善土地利用系統(tǒng)健康評價體系具有一定的參考價值，對于當(dāng)前城市化進(jìn)程中日益關(guān)注的區(qū)域生態(tài)安全問題的認(rèn)知與解決具有重要意義，同時也為土地利用的規(guī)劃、管理和生態(tài)保護(hù)提供決策參考。但是，土地利用系統(tǒng)的健康評價是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本研究設(shè)置的評價指標(biāo)和評價等級標(biāo)準(zhǔn)等問題還有待進(jìn)一步深入探討研究和驗(yàn)證，由于數(shù)據(jù)收集的局限性，本文僅為基于現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的研究，在后續(xù)研究中，可收集多個時間段的數(shù)據(jù)，對土地利用系統(tǒng)健康評價進(jìn)行一個動態(tài)研究，并設(shè)計模型對土地利用系統(tǒng)健康做預(yù)測分析。

[1] 陳美球, 劉桃菊, 黃靚.土地生態(tài)系統(tǒng)健康研究的主要內(nèi)容及面臨的問題.生態(tài)環(huán)境, 2004, 13(4): 698-701.

[2] Rapport D J, B?hm G, Buckingham D, Cairns J Jr, Costanza R, Karr J R, De Kruijf H A M, Levins R, McMichae A J, Nielsen N O, Whitford W G.Ecosystem health: the concept, the ISEH, and important tasks ahead.Ecosystem Health, 1999, 5(2): 82-90.

[3] Leopold A.For the Health of Land.Washington, DC: Island Press, 1999.

[4] 陳美球, 劉桃菊.土地健康與土地資源可持續(xù)利用.中國人口·資源與環(huán)境, 2003, 13(4): 64-67.

[5] 陳美球, 黃靚, 蔡海生, 劉序, 劉桃菊.鄱陽湖區(qū)土地健康評價.自然資源學(xué)報, 2004, 19(2): 170-175.

[6] 蔡為民, 唐華俊.土地利用系統(tǒng)健康評價.北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2007.

[7] 蔡為民, 唐華俊, 陳佑啟, 張鳳榮.土地利用系統(tǒng)健康評價的框架與指標(biāo)選擇.中國人口·資源與環(huán)境, 2004, 14(1): 31-35.

[8] 鄭華偉, 張銳, 劉友兆.基于物元分析的土地利用系統(tǒng)健康診斷.中國土地科學(xué), 2012, 26(11): 33-39.

[9] 鄭華偉, 張銳, 楊興典, 劉友兆.基于PSR模型的土地利用系統(tǒng)健康評價及障礙因子診斷.長江流域資源與環(huán)境, 2012, 21(9): 1009-1105.

[10] 張悅, 宋戈.城市土地利用系統(tǒng)健康評價——以哈爾濱市為例.城市問題, 2013, (12): 26-31.

[11] 張銳, 劉友兆, 丑建立.中國土地利用系統(tǒng)健康動態(tài)評價.水土保持通報, 2014, 34(2): 197-203.

[ 12] Guo J, Wu B.Health assessment on land use system.China Land Science, 2011, 25(4): 71-77, 96-96.

[13] Moussiopoulos N, Achillas C, Vlachokostas C, Spyridi D, Nikolaou K.Environmental, social and economic information management for the evaluation of sustainability in urban areas: a system of indicators for Thessaloniki, Greece.Cities, 2010, 27(5): 377-384.

[14] Spangenberg J H.Environmental space and the prism of sustainability: frameworks for indicators measuring sustainable development.Ecological Indicators, 2002, 2(3): 295-309.

[15] 陸麗珍, 詹遠(yuǎn)增, 葉艷妹, 陳建裕, 牟永銘.基于土地利用空間格局的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價——以舟山島為例.生態(tài)學(xué)報, 2010, 30(1): 245-252.

[16] Yu G M, Yu Q W, Hu L M, Zhang S, Fu T T, Zhou X, He X L, Liu Y A, Wang S, Jia H H.Ecosystem health assessment based on analysis of a land use database.Applied Geography, 2013, 44: 154-164.

[17] Yu G M, Hu X L, Zhang M, Lu D, Wei Y L, Tao W X.On the ecological risks assessment of the land-use rectification and reconstruction.Journal of Safety and Environment, 2007, 7(6): 83-89.

[18] 郁亞娟, 郭懷成, 劉永, 姜玉梅, 李艷秋, 黃凱.城市病診斷與城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價.生態(tài)學(xué)報, 2008, 28(4): 1736-1747.

[19] 彭建, 王仰麟, 吳健生, 張玉清.區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價——研究方法與進(jìn)展.生態(tài)學(xué)報, 2007, 27(11): 4877-4885.

[20] 趙帥, 柴立和, 李鵬飛, 程宏鑫.城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價新模型及應(yīng)用——以天津市為例.環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2013, 33(4): 1173-1179.

[21] Calderon-Aguilera L E, Rivera-Monroy V H, Porter-Bolland L, Martínez-Yrízar A, Ladah L B, Martínez-Ramos M, Alcocer J, Santiago-Pérez A L, Hernandez-Arana H A, Reyes-Gómez V M, Pérez-Salicrup D R, Díaz-Nuez V, Sosa-Ramírez J, Herrera-Silveira J, Búrquez A.An assessment of natural and human disturbance effects on Mexican ecosystems: current trends and research gaps.Biodiversity and Conservation, 2012, 21(3): 589-617.

[22] Schirmer J, Berry H L, O′Brien L V.Healthier land, healthier farmers: Considering the potential of natural resource management as a place-focused farmer health intervention.Health &Place, 2013, 24: 97-109.

[23] Rapport D J.Ecosystem services and management options as blanket indicators of ecosystem health.Journal of Aquatic Ecosystem Health, 1995, 4(2): 97-105.

[24] 張曉琴, 石培基.基于PSR模型的蘭州城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究.干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2010, 24(3): 77-82.

[25] 楊予靜, 李昌曉, 麗娜·熱瑪贊.基于PSR框架模型的三峽庫區(qū)忠縣汝溪河流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價.長江流域資源與環(huán)境, 2013, 22(S1): 65-74.

[26] Jagger P, Shively G.Land use change, fuel use and respiratory health in Uganda.Energy Policy, 2013, 67: 713-726.

[27] Li Q, Yan J M.Assessing the health of agricultural land with emergy analysis and fuzzy logic in the major grain-producing region.CATENA, 2012, 99: 9-17.

[28] Styers D M, Chappelka A H, Marzen L J, Somers G L.Developing a land-cover classification to select indicators of forest ecosystem health in a rapidly urbanizing landscape.Landscape and Urban Planning, 2010, 94(3/4): 158-165.

[29] Connell D J.Sustainable livelihoods and ecosystem health: exploring methodological relations as a source of synergy.Ecohealth, 2010, 7(3): 351-360.

[30] Guan B H, An S Q, Gu B H.Assessment of ecosystem health during the past 40years for Lake Taihu in the Yangtze River Delta, China.Limnology, 2011, 12(1): 47-53.

[31] 馬世駿, 王如松.社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng).生態(tài)學(xué)報, 1984, 4(1): 1-9.

[32] 胡永宏.對TOPSIS法用于綜合評價的改進(jìn).數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識, 2002, 32(4): 572-575.

[33] 魯春陽, 文楓, 楊慶媛, 陳琳琳, 宗會明.基于改進(jìn)TOPSIS 法的城市土地利用績效評價及障礙因子診斷——以重慶市為例.資源科學(xué), 2011, 33(3): 535-541.

[34] 王穎君.基于改進(jìn)Topsis法的土地集約利用評價研究[D].武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013.

[35] 文潔, 劉學(xué)錄.基于改進(jìn)TOPSIS方法的甘肅省土地利用結(jié)構(gòu)合理性評價.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2009, 27(4): 234-239.

Health assessment of a land use system used in the ecologically sensitive area of the Three Gorges reservoir area, based on the improved TOPSIS Method

HONG Huikun1,2, LIAO Heping3, WEI Chaofu2, LI Tao3,XIE Deti2,*

1ISouthwestUniversity,Chongqing400715,China2CollegeofresourcesandenvironmentsinSouthwestUniversity,Chongqing400715,China3SchoolofGeographicalsciencesinSouthwestUniversity,Chongqing400715,China

The Three Gorges reservoir area forms an ecological barrier for the key sensitive areas of the middle and lower reaches of the Yangtze River.The ecological quality of a land use system is directly related to the overall benefits of the Three Gorges Project and to the ecological security of the middle and lower reaches of the Yangtze River.A health assessment of a land use system can effectively guide the rational land use and coordinate the contradiction between urban development and natural ecological protection.This study proposes a health evaluation index system of a land use system based on a PSR (pressure-state-response) model.Through the improved TOPSIS method, this research conducted an empirical study of Chongqing as a typical example of health assessment of a land use system in the ecologically sensitive area of the Three Gorges reservoir area.The results showed that: 1) The score of the Three Gorges reservoir area land use displayed a pattern of the “T” zonal distribution, which can be categorized as healthy, critical, unhealthy, and morbid.Morbid and unhealthy regions mainly cover the northeast, the southeast, and the southwest of Chongqing, which are in the state of stress and have higher health index.The critical and healthy regions are located mainly in the loop of main urban area in Chongqing.2) The ecosystems in the northeast, southeast, and southwest regions of Chongqing, which are in morbid and unhealthy conditions, belong to high risk-high pressure areas, because of their fragile and unstable ecosystems and high risks of land use.The loop area in the Chongqing urban area, which is at low risk of land utilization and in relatively good condition, is in the low risk-moderate pressure area.To foster healthy development of land use in the ecologically sensitive area in the Three Gorges reservoir area, land use planning and adjustment should be strengthened, excessive human development of land should be restricted, and the ecosystem functioning should be maintained.3) The PSR model as a means of analysis and unifying the natural resources, the environment, and social economy, not only emphasizes the health condition of ecosystems but also considers the impact of socio-economic activities and their association in carrying out a comprehensive health evaluation of the land use system.PSR shifts the research focus to natural resources and environmental conditions.It fully characterizes the spatial characteristics of the land use system, accurately displays the relationship between various elements of a healthy land use system and the key factors affecting the ecosystem, and sets an early alarm for a land use system for the ecologically sensitive land in the Three Gorges reservoir area.4) The improved TOPSIS method can make full use of original data, illustrate the reality, achieve a comprehensive diagnosis of the health condition of a land use system, and reveal the level of each indicator as well as the critical factors affecting the system.The method is effective and can be applied to other kinds of assessment with proper adjustments.5) The evaluation index system based on the PSR model and the improved TOPSIS method can be applied to health assessment of a land use system.Both analysis methods can enhance the health condition of a land use system.This study can be a reference for further improvement of a health assessment of land use as well as for land use planning, management, and ecological protection.

Three Gorges reservoir area;ecological sensitive area;land use system;health assessment;the improved TOPSIS method

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)課題：三峽庫區(qū)及上游流域農(nóng)村面源污染控制技術(shù)與工程示范(2012ZX07104-003)

2014-06-30; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期:

日期:2015-05-21

10.5846/stxb201406301353

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xdt@swu.edu.cn

洪惠坤，廖和平，魏朝富，李濤，謝德體.基于改進(jìn)TOPSIS方法的三峽庫區(qū)生態(tài)敏感區(qū)土地利用系統(tǒng)健康評價.生態(tài)學(xué)報,2015,35(24):8016-8027.

Hong H K, Liao H P, Wei C F, Li T,Xie D T.Health assessment of a land use system used in the ecologically sensitive area of the Three Gorges reservoir area, based on the improved TOPSIS Method.Acta Ecologica Sinica,2015,35(24):8016-8027.