基于PSR的合肥市土地生態(tài)安全評價

何如海，孫鵬，許典舟，高采烈

（安徽農業(yè)大學經濟管理學院，安徽合肥，230036）

基于PSR的合肥市土地生態(tài)安全評價

何如海，孫鵬，許典舟，高采烈

（安徽農業(yè)大學經濟管理學院，安徽合肥，230036）

本文基于PSR模型，從土地生態(tài)環(huán)境壓力層、土地生態(tài)環(huán)境狀態(tài)層和土地生態(tài)環(huán)境響應層選取18個具有代表性的評價指標，建立合肥市土地生態(tài)安全評價指標體系，運用熵權法確定指標權重，最后通過綜合指數法計算合肥市2011～2014年四個年份的土地生態(tài)安全綜合指數。結果表明，2011～2012年合肥市土地生態(tài)安全狀況處于較不安全狀態(tài)；2013年合肥市土地生態(tài)安全狀況處于臨界安全狀態(tài)；2014年合肥市土地生態(tài)安全狀況處于較安全狀態(tài)。2011～2014年期間合肥市土地生態(tài)安全呈上升趨勢。

PSR；土地生態(tài)安全評價；熵權法；合肥市

隨著城市化進程的加快，土地生態(tài)環(huán)境難以避免的遭到破壞，土地生態(tài)安全問題越來越受到人們的重視。土地生態(tài)安全主要是指地表上的各種有機物與無機物處在自身的安全范圍內，不會因為外界條件的改變失去平衡，并且在上述條件的基礎上滿足人類正常的生產與生活需求［1］。

PSR模型概念最早是由聯合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）和經濟合作開發(fā)組織提出的，具有靈活性和涉及面廣的特性，是生態(tài)安全指標體系構建過程中的重要方法之一［2］。PSR模型的基本理論框架是人類生產活動對生態(tài)環(huán)境施加了“壓力”，導致生態(tài)環(huán)境“狀態(tài)”的惡化，為減輕生態(tài)環(huán)境的惡化，人類從經濟、社會以及政策等方面對生態(tài)環(huán)境做出“響應”［3］。土地生態(tài)安全評價為土地可持續(xù)利用提供了新的參考。城市化進程中土地生態(tài)難以避免的遭到破壞，所以對土地進行生態(tài)安全評價在城市化不斷推進的過程中顯得尤為必要。曹向欣、劉勇等學者運用土地持續(xù)利用的原理，從區(qū)域生態(tài)安全的角度對土地生態(tài)安全進行了評價研究［4-5］。張祥義等學者通過對河北省土地生態(tài)安全分區(qū)評價研究，得出河北省各地區(qū)土地生態(tài)安全狀況的差異［6］。郭旭東等學者運用PSR模型對區(qū)域土地質量指標體系的構建及研究方向進行了探討［7］。以上學者都是從區(qū)域的角度對土地生態(tài)安全進行橫向評價，本文通過對合肥市土地生態(tài)安全狀況按年份進行縱向評價，得出合肥市快速發(fā)展過程中的土地生態(tài)安全的波動情況，一方面是合肥市土地生態(tài)系統(tǒng)安全的需要，另一方面也為合肥更好的邁向長三角城市群副中心城市提供了一定的理論參考。

一、研究區(qū)概況

合肥市位于安徽省中部，地處長江以北、淮河以南，屬于江淮丘陵地帶，市區(qū)丘陵面積較小，主要分布在合肥市西部。合肥市土地資源類型主要包括耕地、林地、水域和草地。其中，2014年的耕地面積為56.17萬公頃，占合肥市總土地面積的38.3%。合肥市南部有“五大淡水湖”之一的巢湖，北部有合肥市最大的水庫董鋪水庫，截至2014年年底水資源總量為49.69億立方米。2014年合肥市地區(qū)生產總值已經達到5180億元，常住人口已經達到770萬人，其中城鎮(zhèn)常住人口達到532萬人，城鎮(zhèn)化率為69.11%。

二、研究方法與數據來源

（一）數據來源

本文的原始數據來源于《安徽省統(tǒng)計年鑒》（2011-2014），《合肥市統(tǒng)計年鑒》（2011-2014），合肥市統(tǒng)計局網站，在摘錄、引用相關數據的同時，通過查閱大量的文獻資料以及對比核查的方式，經過整理后得到原始數據。

（二）研究方法

1.合肥市土地生態(tài)安全評價指標體系的構建

運用PSR模型對土地生態(tài)安全進行評價時，需要構建評價指標體系，確定各個評價指標的權重值，最后在上述步驟的基礎上計算土地生態(tài)安全綜合指數，根據計算結果確定土地生態(tài)安全現狀。生態(tài)安全評價指標體系是對生態(tài)安全綜合評價的定量考核依據。參考土地生態(tài)安全的相關文獻［8］，根據合肥市的土地資源現狀以及社會經濟發(fā)展狀況，遵循科學性、代表性、簡明性、適用性等原則，并且結合PSR模式將合肥市土地生態(tài)安全評價指標體系主要分為目標層、邏輯層、指標層。其中，指標層中選取了具有代表性的18個指標體系，見表1。表中“+”代表指標數值越大越好，相反“-”代表指標數值越小越好。

2.土地生態(tài)安全標準設定

目前，對于土地生態(tài)安全標準值的確定還處于發(fā)展研究階段，通過參考其他學者的研究成果［9-10］，并且綜合各種影響因素將土地生態(tài)安全標準分為5個等級。如表2所示。

3.數據標準化

由于數據的單位不統(tǒng)一，所以在進行計算之前需要對數據進行標準化處理，對數據采取的標準化處理方法為最大離差法。計算后數據的指標單位、量綱和正負可能會有所區(qū)別，因此不能直接進行比較。方法如下：

表1 合肥市土地生態(tài)安全評價指標體系

對于正向指標：

公式中，yij為各個指標數據標準化后的數值；Xij為各個指標數據實際測量后的數值，Ximax和Ximin分別為某項指標數據i在評價年份中的最大值和最小值，j代表的是時間數列。經過標準化處理后的指標數據大小范圍在0～1之間。0代表的是某一年的某一個指標數據與同一指標數據的其它年份相比處于更差的狀態(tài)。1代表的是某一年的某一個指標數據與同一指標數據的其它年份相比處于更佳的狀態(tài)。

4.確定權重與土地生態(tài)安全綜合指數

權重的高低直接關系到土地生態(tài)安全值的大小，因此權重的確定在土地生態(tài)安全評價的過程中起到非常重要的作用。本文所采用的確定權重的方法為熵權法。在權重確定的過程中要盡可能的避免主觀因素的影響，熵權法是一種在客觀因素的基礎上確定權重的方法［11］。它主要是指在指標體系提供各種信息量的基礎上，根據指標數據變化量的大小，排除對總體數據影響較小的指標，確定各個指標權重的方法，具體計算公式如下：

式中，ESCV是指土地生態(tài)安全綜合值，n是評價指標的總個數，p(xi)是數據標準化后的數值，Wi指的是各個指標的權重，n=1，2，3，4，…，n。

三、結果與分析

（一）壓力安全評價

由表3可以看出2011～2014年的壓力安全綜合指數分別為0.1827、0.1516、0.1818、0.0598。2011～2013年壓力安全指數波動較為平穩(wěn)，2013～2014年下降明顯，由0.1818降到0.0598，降幅高達67%。從中可以得出，合肥市2011～2013年土地生態(tài)壓力狀況變化不明顯，2014年土地生態(tài)壓力狀況出現惡化，人類活動對生態(tài)環(huán)境狀況的負面影響有所增強。例如，合肥市2011～2014年的人口密度和人口自然增長率都是逐年上升的趨勢。其中2014年的人口自然增長率為7%，與2013年相比增幅高達60%，而其他三個年份的人口自然增長率都在4%到5%之間，這是2014年生態(tài)壓力指數下降較為明顯的重要原因之一。2011～2014年間合肥市的退耕還林面積波動較大，與其它三個年份相比，2014年的退耕還林面積較小，僅為283hm2。化肥施用量在2012～2014年間也有小幅度的上升。2014年壓力安全指數下降明顯主要由上述狀況綜合的結果造成的。

表2 評價指標標準閾值

表3 合肥市生態(tài)安全評價結果

（二）狀態(tài)安全評價

狀態(tài)安全指數在2011～2014年間起伏較大。2011～2012年間狀態(tài)安全指數為上升趨勢，由2011年的0.1167上升到2012年的0.1659，增幅為42%。主要是因為2012年合肥市農業(yè)機械總動力和森林覆蓋率相對于2011年有了顯著的提高，農業(yè)機械化程度的提升使得耕地的產量提升，這也是土地生態(tài)安全狀態(tài)提升的重要標志。2011～2014年四年間合肥市的森林覆蓋率呈逐年上升的趨勢，但是2012年的森林覆蓋率相對于其他年份增幅顯著，達到了20%。森林對環(huán)境狀態(tài)的改善作用明顯，森林覆蓋率的顯著提高是2012年狀態(tài)指數增加的一個重要原因。2012～2013年狀態(tài)安全指數開始下降，由2012年的0.1659下降到2013年的0.1009。原因只要是2013年的耕地面積有所減少，間接導致農作物播種面積的減少，使得狀態(tài)安全指數有所下滑。2013～2014年間狀態(tài)安全指數又開始上升，由2013年的0.1009上升到2014年的0.2601。原因主要是水資源總量的顯著提升。前三個年份的水資源總量趨于平穩(wěn)，2014年水資源總量由2013的29.44億立方米增加到了49.69億立方米。合肥市政府近幾年對水庫的建設與保護工作在水資源的保護上起到了關鍵作用。上述幾個措施都很大程度的改善了合肥市的生態(tài)安全狀態(tài)。

（三）響應安全評價

響應安全指數四年間上升明顯，呈現出波動上升的趨勢。2011～2012年兩年間，合肥市土地生態(tài)安全的響應度較低，分別為0.0164和0.0592。2013～2014年兩各年份的土地生態(tài)安全響應度較高，分別為0.0285和0.3108，主要原因是合肥市的造林面積和有效灌溉面積明顯提高，生態(tài)環(huán)境的保護力度的加大使得生態(tài)安全的響應度有所提高。人均可支配收入和非農人口的數量也在2011～2014年逐年上升。人們收入水平提高的同時也會相應加大對環(huán)境保護的投入，且大量的非農人口的涌入促進了第三產業(yè)的發(fā)展，對生態(tài)環(huán)境的改善也起到了一定的作用。

（四）土地生態(tài)安全綜合評價

綜合對合肥市2011～2014年地生態(tài)安全進行評價得到四個年份的生態(tài)安全綜合指數分別為0.3157、0.3768、0.5513、0.6307。從表2可以得出合肥市四年間的土地生態(tài)安全狀況在不斷好轉。其中壓力層的生態(tài)安全處于下降趨勢，狀態(tài)層和響應層的生態(tài)安全狀態(tài)處于上升趨勢。2013～2014年的土地生態(tài)安全響應度提升明顯，而響應度對生態(tài)安全的貢獻率最大，這是土地生態(tài)安全狀態(tài)改善明顯的原因之一。合肥近幾年的快速發(fā)展與城市的迅速擴張使得城市生態(tài)環(huán)境的壓力不斷增大，生態(tài)安全指數并沒有因此出現較大的下降，不僅僅是因為巢湖市的劃入，也與生態(tài)文明建設的大力推進有很大關系。從2012年“大力推進生態(tài)文明建設”戰(zhàn)略決策的提出到2015年增強生態(tài)文明建設首度被寫入國家五年規(guī)劃，合肥市近幾年的生態(tài)文明建設取得了不小的進展。用制度創(chuàng)新的方式推進巢湖治理，以及政府對每年植樹造林活動的高端重視，都對生態(tài)的改善起到了不容忽視的作用。

四、結論與思考

（一）結論

根據評價結果得出，合肥市2011～2014年的土地生態(tài)安全狀況分別為較不安全狀態(tài)、臨界安全狀態(tài)、較安全狀態(tài)，土地生態(tài)安全狀況正在逐年改善，并且呈加速趨勢；2011年合肥市行政區(qū)劃的調整對合肥市的土地生態(tài)安全狀況起到了良好的改善作用，尤其是巢湖市的劃入，對土地生態(tài)環(huán)境的改善作用顯著；生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)與人類對環(huán)境的響應是土地生態(tài)安全的兩個重要影響因素，土地生態(tài)安全的主要壓力來自于人口的快速增長以及大量的人口向城市遷移。

（二）思考

雖然合肥市近幾年的土地生態(tài)安全狀況趨于好轉，但是還處于臨界安全狀態(tài)附近，還有很大的上升空間。合肥市的擴張是城市發(fā)展的必然結果，但是在發(fā)展的過程中生態(tài)環(huán)境的保護不應落下。人們對生態(tài)環(huán)境的壓力不斷增加，應該適當的控制壓力，提高響應度，同時維持生態(tài)現狀，才能有效的改善土地生態(tài)安全狀況。因此，在今后的土地生態(tài)安全研究方向上，土地生態(tài)安全預警和生態(tài)環(huán)境的響應將會變得越來越重要。

本文通過PSR模型計算得出合肥市的土地生態(tài)安全狀況，與實際情況較為符合。PSR模型簡單易懂，在指標的選取上還存在一定的局限性，還沒有統(tǒng)一的標準，對評價結果的精準性有一定的影，這是本研究的不足之處。

［1］李玉平，蔡運龍.河北省土地生態(tài)安全評價［J］.北京大學學報：自然科學版，2007，43（3）：784-789.

［2］卓鳳莉.基于熵權系數和集對分析法的土地生態(tài)安全評價——以河北省為例［J］.地域研究與開發(fā)，2012，31（6）：111-114.

［3］何宜慶，翁異靜.鄱陽湖地區(qū)城市金融生態(tài)環(huán)境評價分析［J］.南昌大學學報：理科版，2012，36（3）：291-295.

［4］曹新向，郭志永，雒海潮.區(qū)域土地資源持續(xù)利用的生態(tài)安全研究［J］.水土保持學報，2004，18（2）：192-195.

［5］劉勇，劉友兆，徐萍.區(qū)域土地資源生態(tài)安全評價--以浙江嘉興市為例［J］.資源科學，2004，26（3）：69-75.

［6］張祥義，許皞，趙文廷.基于PSR模型的河北省土地生態(tài)安全評價的分區(qū)［J］.貴州農業(yè)科學，2013，41（8）：207-211.

［7］郭旭東，邱揚，連綱，等.基于PSR框架的土地質量指標體系研究進展與展望［J］.地理科學進展，2003，22（5）：479-489.

［8］王根緒，程國棟，錢鞠.生態(tài)安全評價研究中的若干問題［J］.應用生態(tài)學報，2003，14（9）：1551-1556.

［9］呂達.合肥市城市化進程中生態(tài)安全評價研究［J］.長春工程學院學報：自然科學版，2014（4）：61-65.

［10］毛燕玲，劉冬玲.基于PSR模型框架下的南昌市土地生態(tài)安全綜合評價［J］.南昌大學學報：理科版，2014（3）：273-277.

［11］郭旭東，邱揚，連綱，等.基于“壓力-狀態(tài)-響應”框架的縣級土地質量評價指標研究［J］.地理科學，2005，25（5）：579-583.

X821

A

國土資源部公益性行業(yè)科研專項經費項目（201111010）；安徽省國土廳科技項目（2015-k-15）

何如海（1969-），男，博士，副研究員，碩士生導師，研究方向為區(qū)域經濟與土地資源可持續(xù)利用。