基于DPSIR模型的重慶市土地資源可持續(xù)承載力評價

石汝杰

（重慶三峽學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 404100；西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，重慶 400716）

土地資源不僅是人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是影響地區(qū)或國家間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要因素[1]。土地資源可持續(xù)承載力是指在可預(yù)見的未來，在特定社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境背景下，區(qū)域土地資源所能夠持續(xù)支持的社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口數(shù)量，它是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價的重要指標(biāo)[2-5]。通過對土地資源可持續(xù)承載能力進(jìn)行綜合評價，可以為區(qū)域土地資源的科學(xué)規(guī)劃和可持續(xù)開發(fā)利用提供決策依據(jù)，對確保區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，保障未來糧食安全以及擺脫地區(qū)貧困具有重要意義[6-9]。

驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)框架模型（簡稱DPSIR 模型）涵蓋了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然資源利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和政策導(dǎo)向等多個領(lǐng)域，可反映經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人類行為對環(huán)境的影響，同時也可表明人類行為及其最終導(dǎo)致的環(huán)境狀態(tài)對社會的反饋[10-13]。DPSIR 模型框架中的“驅(qū)動力”（Driving Force）是指造成系統(tǒng)發(fā)生變化的原因，包括經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展驅(qū)動力和自然資源驅(qū)動力，土地資源承載力中的驅(qū)動力是指造成土地資源系統(tǒng)發(fā)生變化的原因；“壓力”（Pressure）是指在驅(qū)動力作用之后，直接促使系統(tǒng)發(fā)展變化的“顯式外力”；“狀態(tài)”（State）是指系統(tǒng)在各種驅(qū)動力和壓力作用下的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)；“影響”（Impact）子系統(tǒng)是用來描述資源系統(tǒng)狀況變化的最終環(huán)境效果；“響應(yīng)”（Response）是指為實(shí)現(xiàn)水土資源的承載力，所采取的各項(xiàng)管理措施及政策。

區(qū)域土地資源承載力程度主要受到經(jīng)濟(jì)社會活動發(fā)展的影響，提高土地資源承載力水平的途徑包括農(nóng)業(yè)及水利基礎(chǔ)工程建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施和社會經(jīng)濟(jì)政策，而這些途徑的實(shí)施又會促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的發(fā)展[14-15]。鑒于土地資源承載力中存在因果反饋關(guān)系，筆者借鑒DPSIR 模型構(gòu)建了重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)體系，并結(jié)合熵值法賦權(quán)對重慶市土地資源承載力進(jìn)行評價。

1 重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)上述DPSIR 模型理論以及指標(biāo)體系構(gòu)建所遵循的基本原則，結(jié)合重慶市區(qū)域自然資源條件、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)，建立了重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)體系。各指標(biāo)及其涵義如表1。

2 重慶市土地資源可持續(xù)承載力的綜合評價

2.1 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

對重慶市2002～2009年土地資源可持續(xù)承載力水平進(jìn)行縱向評價比較，各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)如表2。為了消除不同指標(biāo)的量綱影響，采用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化法對原始數(shù)據(jù)做無量綱化和歸一化處理，結(jié)果如表3。

2.2 熵值法確定指標(biāo)權(quán)重

熵值法確定權(quán)重在很多領(lǐng)域的評價中廣泛應(yīng)用，它是通過分析指標(biāo)值構(gòu)建的判斷矩陣來給予權(quán)重系數(shù)，優(yōu)點(diǎn)是降低了主觀因素對各指標(biāo)權(quán)重的影響。假設(shè)用n個指標(biāo)來評價m個年份的重慶市土地資源承載力狀況，由此可以構(gòu)建評價指標(biāo)原始數(shù)據(jù)矩陣某一指標(biāo)的數(shù)值間差別越大，說明其在評價指標(biāo)體系中的作用越重要，即指標(biāo)值變異程度越大，信息熵越少，則該指標(biāo)的權(quán)重越大。熵值法確定權(quán)重的主要步驟如下[16-18]：

A：指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

B：計(jì)算第i個年份第j個指標(biāo)的比重

C：計(jì)算第j個指標(biāo)的熵值

D：計(jì)算第j個指標(biāo)的變異系數(shù)

E：計(jì)算第j個指標(biāo)的權(quán)重

由以上公式可知，熵值越小，變異系數(shù)就越大，權(quán)重就越大。根據(jù)公式計(jì)算重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)權(quán)重如表4。

3 重慶市土地資源承載力評價結(jié)果與分析

表2 重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)原始值

表3 重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

表4 重慶市土地資源承載力評價指標(biāo)權(quán)重

3.1 驅(qū)動力指數(shù)變化趨勢

從圖1 中可以看出，其動態(tài)變化趨勢可以分為4個階段：2002～2004年間驅(qū)動力指數(shù)快速增長階段；2005～2006年間驅(qū)動力指數(shù)下降；2007～2008年間驅(qū)動力指數(shù)上升；2009年又出現(xiàn)下降。2002～2009年重慶市土地資源承載力的驅(qū)動力指數(shù)排序?yàn)椋?008 ＞2007 ＞2004 ＞2005 ＞2009 ＞2003 ＞2002 ＞2006。通過對比分析表2 中各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)可知，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對土地資源的利用影響程度較大，驅(qū)動力指數(shù)動態(tài)變化趨勢主要是受到GDP 增長率影響：2002、2005、2006 和2009年的GDP 增長率低于其它年份；同時由于2006年發(fā)生了嚴(yán)重旱災(zāi)，糧食安全系數(shù)比往年明顯下降，進(jìn)一步降低了驅(qū)動力指數(shù)。

圖1 重慶市2002～2009年土地資源驅(qū)動力指數(shù)變化

表5 重慶市土地資源承載力綜合評價值

3.2 壓力指數(shù)變化趨勢

由圖2 可知，隨著驅(qū)動力的整體增強(qiáng)，重慶市土地資源所承受的壓力在2002～2009年間呈持續(xù)快速上升趨勢；此階段重慶市土地資源承載力壓力指數(shù)排序?yàn)椋?009 ＞2008 ＞2007 ＞2006 ＞2005 ＞2004 ＞2003 ＞2002。人口的增長和耕地資源數(shù)量的減少導(dǎo)致人口密度和人均耕地這兩個壓力指標(biāo)指數(shù)上升；化肥、農(nóng)藥和地膜的用量增加促使土地資源的生態(tài)環(huán)境壓力上升。

3.3 狀態(tài)指數(shù)變化趨勢

由圖3 可知，在驅(qū)動力和壓力共同作用下，重慶市土地資源承載力狀態(tài)指數(shù)呈持續(xù)下降趨勢；2006年的旱災(zāi)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和水土資源匹配系數(shù)下降，因此2006年的狀態(tài)指數(shù)低于2007年；此階段重慶市土地資源承載力壓力指數(shù)排序?yàn)椋?002 ＞2003 ＞2004＞2005 ＞2007 ＞2006 ＞2008 ＞2009。

圖2 重慶市2002～2009年土地資源壓力指數(shù)變化

3.4 影響指數(shù)變化趨勢

由圖4 可知，2002～2009年重慶市土地資源承載力的影響指數(shù)呈波動性變化，雖然糧食單產(chǎn)指標(biāo)呈遞增趨勢，但是由于耕地資源減少率和農(nóng)田成災(zāi)率這兩個指標(biāo)權(quán)重之和大于糧食單產(chǎn)指標(biāo)權(quán)重，所以其動態(tài)變化趨勢與農(nóng)田成災(zāi)率這個指標(biāo)變化趨勢一致。其中2006年的重慶市土地資源承載力影響指數(shù)為0.265 5，低于其他年份，說明了水土資源系統(tǒng)狀況變化對土地資源承載力有較大影響。

圖3 重慶市2002～2009年土地資源狀態(tài)指數(shù)變化

圖4 重慶市2002～2009年土地資源影響指數(shù)變化

3.5 響應(yīng)指數(shù)變化趨勢

從圖5 中可以看出，重慶市土地資源的響應(yīng)指數(shù)一直呈現(xiàn)上升趨勢，這是由于重慶市的有效灌溉面積、農(nóng)業(yè)工程建設(shè)投入、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平以及水土流失治理率等不斷提高造成的。同時，這也說明重慶市土地資源保護(hù)管理和合理利用的政策措施逐步落實(shí)，起到了良好的效果。

圖5 重慶市2002～2009年土地資源響應(yīng)指數(shù)變化

4 結(jié) 論

從綜合指數(shù)來看，2002～2009年重慶市土地資源承載力綜合指數(shù)總體呈上升趨勢，從2002年的2.06到2009年的2.73，增長了33%，說明重慶市土地資源承載力水平在逐漸提高。重慶市土地資源承載力綜合指數(shù)排序?yàn)椋?008 ＞2009 ＞2007 ＞2005 ＞2004＞2003 ＞2006 ＞2002。從排序結(jié)果可以看出：一方面是2006年的嚴(yán)重旱情導(dǎo)致了重慶市土地資源承載力水平下降；另一方面是2009年的承載力綜合指數(shù)比2008年有所降低，說明2009 以后，隨著耕地資源數(shù)量減少、人口持續(xù)增長以及土地資源生態(tài)環(huán)境負(fù)荷增加，土地資源可持續(xù)承載力壓力會越來越大。因此，今后應(yīng)采取多種途徑來保障土地資源承載力的可持續(xù)發(fā)展。

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