土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

詹文靜　楊國清　白澤惠

摘要通過對(duì)國內(nèi)外土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究的全面梳理，從土地生態(tài)安全的概念、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)方法等方面，系統(tǒng)地闡述了近幾年來土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展，由此指出土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究存在的問題。

關(guān)鍵詞土地生態(tài)安全；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；評(píng)價(jià)方法

中圖分類號(hào)F301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）22-0148-03

AbstractBased on comprehensive carding of land ecological security evaluation research at home and abroad， from the concept of land ecological security， the evaluation index， evaluation method， etc.， systematically expounded the research progress of land ecological safety evaluation in recent years， the land ecological security evaluation research problems were pointed out.

Key wordsLand ecological security；Evaluation index system；Evaluation method

1987年，“生態(tài)安全”概念第一次出現(xiàn)在世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)發(fā)表的《我們共同的未來》一文中。2000年12月29日，國務(wù)院在《全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》中提出“維護(hù)國家生態(tài)環(huán)境安全”的目標(biāo)，引入“生態(tài)安全”的概念。隨著國內(nèi)外生態(tài)安全研究的興起和發(fā)展，生態(tài)安全研究已被應(yīng)用到土地研究領(lǐng)域。國內(nèi)外學(xué)者已在不同領(lǐng)域開展了多方面、多層次的生態(tài)安全評(píng)價(jià)相關(guān)研究，在理論和方法層面都取得了豐富成果。國外對(duì)生態(tài)安全的研究成果主要集中在農(nóng)業(yè)生態(tài)健康與生態(tài)安全的影響[1]、化學(xué)物質(zhì)的施用[2]、基因工程生物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與生態(tài)安全[3]以及國家安全和社會(huì)安全[4]等領(lǐng)域，而對(duì)土地利用的生態(tài)安全及評(píng)價(jià)研究還比較少，幾乎還處于起步階段。國內(nèi)對(duì)生態(tài)安全研究起步較晚，但是在土地領(lǐng)域研究較多。筆者在閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，梳理土地生態(tài)安全國內(nèi)外研究進(jìn)展，歸納和分析了國內(nèi)外土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的概念、指標(biāo)體系框架和評(píng)價(jià)方法，發(fā)現(xiàn)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究中存在的問題，為今后土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的發(fā)展指明方向。

1國內(nèi)外土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究概述

土地生態(tài)安全研究來源于研究較熱的“生態(tài)安全”。國外對(duì)土地生態(tài)安全方面的研究可追溯到20世紀(jì)40年代。1941年Aldo Leopold[5]在土地功能狀況的評(píng)價(jià)中提到了“土地健康”的概念，之后逐漸開展了關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境安全問題的研究。1988年，在“阿佩爾（Apell）計(jì)劃”中，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署首次提出了“環(huán)境安全”的概念。雖然國外已開始了土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)方面的研究，但是其土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)還沒有出現(xiàn)系統(tǒng)的、完整的指標(biāo)體系，最有代表性的成果是在1996年土地質(zhì)量指標(biāo)研究項(xiàng)目中，由世界銀行、聯(lián)合國開發(fā)署、聯(lián)合國糧農(nóng)組織、聯(lián)合國環(huán)境署提出的“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（PSR）框架模型，該模型主要目的是利用土地質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)人類活動(dòng)對(duì)土地資源環(huán)境的壓力和這些壓力對(duì)土地質(zhì)量狀態(tài)的影響及社會(huì)對(duì)這些壓力的響應(yīng)，并將土地質(zhì)量指標(biāo)和有關(guān)的政策和管理決策聯(lián)系起來。

國內(nèi)對(duì)生態(tài)安全的研究始于20世紀(jì)90年代，到90年代后期逐漸受到人們的重視。隨著生態(tài)安全研究的迅速發(fā)展，與生態(tài)安全相關(guān)的土地生態(tài)安全也逐漸受到了學(xué)術(shù)界和公眾的關(guān)注。土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)作為土地生態(tài)安全的重要內(nèi)容，成為學(xué)者和專家的重點(diǎn)研究對(duì)象。

目前，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究主要集中在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)尺度、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)劃分等方面。

2土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究內(nèi)容

2.1土地生態(tài)安全概念

目前關(guān)于土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的定義較少且沒有統(tǒng)一。湯潔等[6]認(rèn)為土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)作為土地生態(tài)安全研究的核心和基礎(chǔ)，也為國家的土地規(guī)劃設(shè)計(jì)、土地生態(tài)安全分析和土地生態(tài)環(huán)境安全的預(yù)測(cè)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。趙鳳琴等[7]認(rèn)為土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是對(duì)土地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)服務(wù)功能的狀態(tài)及其趨勢(shì)變化的定量評(píng)價(jià)，從中判斷出是否符合人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的安全性的需要。謝花林[8]認(rèn)為土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是一種預(yù)測(cè)性的評(píng)估，強(qiáng)調(diào)在土地利用過程中土地結(jié)構(gòu)與布局的調(diào)整對(duì)環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生影響的可能性，它有利于防止規(guī)劃造成的環(huán)境影響和保護(hù)區(qū)域生態(tài)安全。董飛等[9]認(rèn)為在考慮不同因素的情況下，綜合評(píng)價(jià)了土地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、價(jià)值和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等方面?？梢?，現(xiàn)有的研究成果只是從單一的角度對(duì)土地生態(tài)安全進(jìn)行定義，缺乏系統(tǒng)性、全面性和完整性。

該研究認(rèn)為土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是在可持續(xù)發(fā)展思想的基礎(chǔ)上，根據(jù)與土地有關(guān)的自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各個(gè)方面的因素，選取一系列的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，并利用相關(guān)的方法、模型對(duì)土地評(píng)價(jià)單元的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、價(jià)值、生態(tài)質(zhì)量等方面進(jìn)行定性和定量相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)。總之，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是當(dāng)前土地生態(tài)安全研究的重要內(nèi)容和主要方向，準(zhǔn)確地把握土地生態(tài)安全狀態(tài)有利于區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、資源的可持續(xù)利用以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

土地生態(tài)安全定義的不確定直接影響學(xué)術(shù)界對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)概念的理解，進(jìn)而對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的選取和構(gòu)建產(chǎn)生影響。在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中應(yīng)用最廣泛的是壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（PSR）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在該指標(biāo)體系中，壓力指標(biāo)反映人類活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)荷，狀態(tài)指標(biāo)表征生態(tài)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)表征人類面臨生態(tài)環(huán)境問題所采取的對(duì)策與措施，這3個(gè)指標(biāo)雖不同但是相互聯(lián)系。王亮等[10]依此框架構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。還有學(xué)者利用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行實(shí)證分析，如張利等[11]對(duì)曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究。雖然PSR框架能夠反映人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，但是其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還不夠完整，而隨后出現(xiàn)的“驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)”（DPSIR）框架正好彌補(bǔ)了其指標(biāo)維度的不足，進(jìn)一步補(bǔ)充和發(fā)展了PSR框架理論，已得到普遍認(rèn)同，盧濤等[12]根據(jù)DPSIR框架構(gòu)建了土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

另一個(gè)常用的指標(biāo)體系是自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，這個(gè)指標(biāo)體系既包括社會(huì)、人口，又包括生態(tài)、環(huán)境、資源等系統(tǒng)的發(fā)展，還反映了系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)程度。這樣的指標(biāo)體系具有戰(zhàn)略性、區(qū)域性、層次性、動(dòng)態(tài)性、階段性等特點(diǎn)，能滿足指標(biāo)體系的科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性、可比性等要求，能客觀地表現(xiàn)出區(qū)域土地生態(tài)安全的狀態(tài)和問題，還能反映整體協(xié)調(diào)的主導(dǎo)思想。王鵬

等[13]、高明美等[14]、韓蕾等[15]從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3個(gè)角度選擇不同的指標(biāo)構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分別對(duì)衡陽市、皖江地區(qū)和秀山縣的土地生態(tài)安全進(jìn)行實(shí)證分析。此外，按照依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同，以土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)或生態(tài)不安全因素為依據(jù)和以自然地帶性規(guī)律為基礎(chǔ)也被其他學(xué)者應(yīng)用到土地生態(tài)安全指標(biāo)體系，如劉錟等[16]對(duì)海南島海岸帶的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)。

2.3評(píng)價(jià)方法

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容是定量測(cè)度土地生態(tài)安全狀態(tài)和水平，我國土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法研究目前還處于實(shí)踐和探索階段，隨著國內(nèi)外學(xué)者不斷地借鑒其他領(lǐng)域相關(guān)的研究方法，一些定量和定性的評(píng)價(jià)方法被相繼提出。根據(jù)已有的研究成果，常用的評(píng)價(jià)方法有數(shù)學(xué)模型法、生態(tài)模型法、景觀模型法和數(shù)字地面模型法。

數(shù)據(jù)模型法主要有綜合指數(shù)法、模糊綜合法、灰色關(guān)聯(lián)法和物元模型法。綜合指數(shù)法是近年來土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)常用的方法，包括基于主成分分析法的綜合指數(shù)法、基于層次分析法的綜合指數(shù)法和基于熵權(quán)系數(shù)法的綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)。楊春紅等[17]、楊賽明等[18]、謝花林等[19]分別利用主成分分析法、層次分析法、熵權(quán)賦權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，建立綜合指數(shù)體系進(jìn)行土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)。雖然綜合指數(shù)法能反映土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的整體性、綜合性和層次性，使問題簡(jiǎn)單化，但是難以反映系統(tǒng)的本質(zhì)。模糊綜合法的提出主要是為了解決土地生態(tài)安全系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系的復(fù)雜性和模糊性，如鄒長新等[20]運(yùn)用模糊綜合法評(píng)價(jià)1989、2000、2007年若爾蓋濕地生態(tài)安全情況。但由于人為因素，模糊隸屬函數(shù)的確定及指標(biāo)參數(shù)的模糊化主觀性較強(qiáng)會(huì)造成有用信息的丟失。灰色關(guān)聯(lián)法以灰色系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，通過篩選、比較參考序列并計(jì)算各因素的關(guān)聯(lián)度，從而量化分析灰色系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)，如吳曉等[21]利用灰色關(guān)聯(lián)法計(jì)算各指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度，得到了重慶市巫山地區(qū)的土地生態(tài)安全情況?；疑P(guān)聯(lián)度法對(duì)系統(tǒng)參數(shù)要求較低，但其分辨系數(shù)的確定有一定的主觀性，從而影響評(píng)價(jià)結(jié)果的精確度。我國數(shù)學(xué)家蔡文首先將物元分析理論應(yīng)用到復(fù)雜的不相容的問題上。物元模型法能從變化的角度識(shí)別變化中的因子，直觀性好，但是關(guān)聯(lián)函數(shù)形式確定不規(guī)范，難以通用。

生態(tài)模型法應(yīng)用較多的是生態(tài)足跡法。1999年我國學(xué)者第一次引入了生態(tài)足跡理論及概念，生態(tài)足跡法因其直觀、綜合操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用到不同尺度的區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)和可持續(xù)發(fā)展研究上。用生態(tài)赤字表示生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的差值是生態(tài)足跡法常用的方法。黃海等[22]采用生態(tài)足跡方法計(jì)算了2006—2010年重慶市的生態(tài)足跡、土地生態(tài)承載力、生態(tài)赤字與土地生態(tài)壓力指數(shù)，探討了土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)問題。這種表達(dá)簡(jiǎn)明，易于理解，但是過于注重人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)自然環(huán)境的影響而忽視其他因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。

景觀模型法主要分為景觀生態(tài)安全格局法和景觀空間鄰接度法2種。蒙吉軍等[23]在土地利用安全格局中使用景觀安全生態(tài)格局法的最小累積阻力模型，并結(jié)合景觀格局指數(shù)對(duì)鄂爾多斯的土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，探討了該地區(qū)土地利用生態(tài)安全格局優(yōu)化方案。湯萃文等[24]在遙感和GIS的基礎(chǔ)上，利用景觀空間鄰接度法計(jì)算石羊河上游的哈溪林區(qū)各景觀類型與荒地和農(nóng)田的空間鄰接長度和數(shù)目比例，定量分析了研究區(qū)各景觀類型的生態(tài)安全性。景觀生態(tài)安全格局法適用于不同空間尺度，而景觀空間鄰接度法側(cè)重在空間尺度上注重相對(duì)宏觀的要求時(shí)對(duì)生態(tài)安全的研究。

數(shù)字地面模型法中的數(shù)字生態(tài)安全法主要是借助3S技術(shù)，遲妍妍等[25]在沙漠化防治區(qū)的生態(tài)安全中應(yīng)用了RS與GIS技術(shù)的空間評(píng)價(jià)方法，建立一套適用于重要生態(tài)功能區(qū)生態(tài)安全空間評(píng)價(jià)的可行的評(píng)價(jià)模式。這種方法疊加容易、邏輯運(yùn)算簡(jiǎn)單。

3結(jié)語

近年來，土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)迅速發(fā)展，評(píng)價(jià)指標(biāo)理論框架和評(píng)價(jià)方法已初步構(gòu)建，但具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法還需繼續(xù)探索。在今后的土地生態(tài)安全研究中應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注以下問題：①土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的概念尚未明確。土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是較新的概念，提出時(shí)間較短，由于國內(nèi)外對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)概念理解不同，至今尚未有統(tǒng)一的定義。理論研究指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐，對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)概念研究可以科學(xué)地評(píng)價(jià)土地生態(tài)安全狀況，對(duì)其概念和內(nèi)涵的理解直接影響到評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇，同時(shí)也對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法具有一定的指導(dǎo)和促進(jìn)作用。②評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建具有較強(qiáng)的主觀性。評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建的主觀性主要體現(xiàn)在指標(biāo)域值和權(quán)重的確定?，F(xiàn)有的研究多數(shù)是利用主觀性較大的層次分析法確定土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)權(quán)重，另外，部分指標(biāo)特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)域值的確定帶有很大的主觀性，這造成整個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的主觀性。③評(píng)價(jià)模型以靜態(tài)為主，空間動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型較少。土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型的研究和運(yùn)用目前還處于初級(jí)階段。近幾年，運(yùn)用到土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的模型主要是靜態(tài)模型，注重對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模擬和評(píng)價(jià)，而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的評(píng)價(jià)較少，對(duì)生態(tài)過程的動(dòng)態(tài)模擬較為缺乏。另外，這些評(píng)價(jià)模型缺少土地對(duì)生態(tài)安全的空間研究。雖有借助數(shù)理模型與RS、GIS技術(shù)相結(jié)合的生態(tài)數(shù)字模型逐漸運(yùn)用到土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中，但該方面的研究仍需加強(qiáng)。

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