西安市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究

睢黨臣 姚星宇

(陜西師范大學(xué) 國(guó)際商學(xué)院，陜西 西安 710119)

0 引 言

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，綜合國(guó)力已居世界第二大經(jīng)濟(jì)體。但與此同時(shí)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展遭受的自然資源約束“瓶頸”也已顯現(xiàn)，尤其是土地資源的約束影響更加突出。土地作為基本的生產(chǎn)要素，其自身帶有的位置固定性以及不可移動(dòng)性等特點(diǎn)，導(dǎo)致土地成為越來(lái)越稀缺的資源。尤其是隨著我國(guó)人口的不斷增加，人地矛盾越來(lái)越突出，區(qū)域內(nèi)土地供不應(yīng)求現(xiàn)象比比皆是，越來(lái)越多的建設(shè)用地已經(jīng)侵占了生態(tài)用地，進(jìn)而威脅到我國(guó)生態(tài)環(huán)境的安全。土地生態(tài)安全指陸地表層由各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物構(gòu)成的土地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不受破壞，同時(shí)，土地生態(tài)系統(tǒng)為人類提供服務(wù)的質(zhì)量和數(shù)量能夠持續(xù)滿足人類生存和發(fā)展的需要。[1]53-56目前，隨著我國(guó)人口的增長(zhǎng)，建設(shè)用地的擴(kuò)張，生態(tài)環(huán)境的破壞，土地資源的浪費(fèi)等已造成了部分地區(qū)土地的生態(tài)功能退化，森林等綠色土地減少，土地沙漠化嚴(yán)重等問(wèn)題。所有這些不僅給我國(guó)人民的生活帶來(lái)諸多不良影響，而且嚴(yán)重影響了地區(qū)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，土地生態(tài)能否保持在一個(gè)安全的范圍內(nèi)，是否會(huì)制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則成為我國(guó)各個(gè)地區(qū)在發(fā)展過(guò)程中必須面對(duì)的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 相關(guān)文獻(xiàn)綜述

從近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)土地生態(tài)安全的研究來(lái)看，研究重心已從早期的定性研究集中到對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)[2]38-43、風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量[3]13-19、退化等方面[4]77-85，逐步轉(zhuǎn)移到目前的定量分析方面，尤以區(qū)域?yàn)閷?duì)象的定量評(píng)價(jià)較多。但在有關(guān)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建與指標(biāo)的選取上還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn)。就我國(guó)現(xiàn)有的評(píng)價(jià)體系來(lái)看大體有兩種：

(1)基于PSR(壓力—狀態(tài)—響應(yīng))的評(píng)價(jià)模型。PSR模型主要由加拿大統(tǒng)計(jì)學(xué)家David J.Rapport和Tony Friend提出，之后在20世紀(jì)八、九十年代，由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)共同對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行研究，其研究結(jié)果在近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。張祥義、許皞等基于PSR模型，運(yùn)用熵值法和綜合指數(shù)法構(gòu)建了土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，并利用此模型對(duì)河北省各個(gè)地區(qū)土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得出河北省各城市的土地生態(tài)安全狀況仍有差距的結(jié)果。[5]207-211焦紅、汪洋基于PSR模型，根據(jù)科學(xué)性等原則選取具體評(píng)價(jià)指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合熵權(quán)法與變異系數(shù)法確定了指標(biāo)權(quán)重，然后對(duì)佳木斯市的土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2000—2012年佳木斯市的土地生態(tài)安全呈先下降再上升的波動(dòng)趨勢(shì)。[6]29-36

(2)基于經(jīng)濟(jì)—自然—社會(huì)的評(píng)價(jià)模式及其相關(guān)擴(kuò)展模型對(duì)土地生態(tài)安全進(jìn)行的評(píng)價(jià)。如孫奇奇、宋戈等從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三個(gè)方面選取相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后運(yùn)用主成分分析法對(duì)哈爾濱市進(jìn)行了土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)，最后得出2001—2008年哈爾濱市土地生態(tài)安全狀況呈遞減趨勢(shì),但總體處于較安全的結(jié)果。[7]234-238孫丕苓、楊海娟等從影響土地生態(tài)安全各個(gè)方面選取指標(biāo),構(gòu)建了商洛市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且通過(guò)計(jì)量模型對(duì)商洛市的土地生態(tài)安全進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：2000—2009年商洛市的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)整體呈上升趨勢(shì),土地生態(tài)安全狀況不斷改善。[8]1520-1530

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者對(duì)土地生態(tài)安全問(wèn)題進(jìn)行的研究可以看出，以上研究對(duì)于我國(guó)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建略顯不足。基于此，本文利用2006—2015年西安市土地生態(tài)安全相關(guān)數(shù)據(jù)，在綜合上述土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)上，加入一個(gè)基礎(chǔ)準(zhǔn)則層對(duì)西安市土地生態(tài)安全進(jìn)行測(cè)度，進(jìn)而分析西安市土地生態(tài)安全狀況，并針對(duì)西安市土地生態(tài)安全存在的問(wèn)題提出了具體的改進(jìn)措施，以期對(duì)西安市產(chǎn)業(yè)合理布局，不斷推動(dòng)西安市經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)快速發(fā)展提供參考依據(jù)。

2 土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建

2.1 土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

本文運(yùn)用PSR模型，并增加一個(gè)基礎(chǔ)準(zhǔn)則層對(duì)西安市土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于土地的質(zhì)量(主要指農(nóng)用地)在很大程度上會(huì)影響土地的生產(chǎn)功能以及植被的生長(zhǎng)情況，同時(shí)，土地的區(qū)位對(duì)其價(jià)值也有著十分重要的影響。因此，為避免主觀賦權(quán)法出現(xiàn)指標(biāo)權(quán)重與指標(biāo)實(shí)際重要程度相悖的情況，本文選取熵值法確定指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)而構(gòu)建西安市土地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本著科學(xué)性、合理性、綜合性以及可操作性原則，以PSR模型為基礎(chǔ)，結(jié)合自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三個(gè)方面，選取了14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并將這14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分為正趨向指標(biāo)(數(shù)值越大，土地生態(tài)安全狀況越好)和負(fù)趨向性指標(biāo)(數(shù)值越小，土地生態(tài)安全狀況越好)。其中，基礎(chǔ)層為影響土地以及社會(huì)基礎(chǔ)的指標(biāo)，壓力層反映人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)土地資源的索取或者利用程度，狀態(tài)層指一定時(shí)間內(nèi)環(huán)境和資源的變化情況，響應(yīng)層反映一定時(shí)間內(nèi)所采取的行為指標(biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與指標(biāo)權(quán)重的確定

2.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取2006—2015年西安市土地生態(tài)安全的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)西安市土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析，并將每個(gè)年度作為一個(gè)評(píng)價(jià)單元，對(duì)2006—2015年西安市土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

熵值法作為判斷離散程度的數(shù)學(xué)方法，是一種較客觀的權(quán)重確定方法。[注]注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《西安市2007—2016年統(tǒng)計(jì)年鑒》。由于熵值法可以排除主觀因素，因而熵值法具有一定的可信度和精確度。為此，本文采用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，其指標(biāo)權(quán)重越小，反映指標(biāo)離散程度越大，指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響也越大。系統(tǒng)論表明：熵值越大，說(shuō)明系統(tǒng)越混亂，攜帶的信息量越少；反之，熵值越小，說(shuō)明系統(tǒng)越有序，攜帶的信息量越多。由此本文利用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，具體步驟如下：

第一步，對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)單元的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。由于各個(gè)數(shù)據(jù)之間存在著不同的量綱，因此，首先要對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)單元的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，即消除量綱，然后再進(jìn)行比較計(jì)算。其計(jì)算方法詳見(jiàn)(1)、(2)式：

(1)

(2)

(1)、(2)式中：i=(1，2，3……n)；j=(1，2，3……n)；

Xij——為第i年的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)。

第二步，計(jì)算第i年的第j項(xiàng)指標(biāo)值的比重。第j項(xiàng)指標(biāo)值比重的計(jì)算方法詳見(jiàn)(3)式：

(3)

(3)式中：Yij為第i年第j項(xiàng)指標(biāo)值的比重。

第三步，計(jì)算指標(biāo)信息熵。具體計(jì)算方法詳見(jiàn)(4)式：

(4)

(4)式中：ej為指標(biāo)信息熵；k=1/lnm。

第四步，計(jì)算信息熵冗余度。具體計(jì)算方法詳

見(jiàn)(5)式：

dj=1-ej

(5)

(5)式中，dj代表信息冗余度，ej為指標(biāo)信息熵。

第五步，計(jì)算指標(biāo)權(quán)重：指標(biāo)權(quán)重的具體計(jì)算方法詳見(jiàn)(6)式：

(6)

(6)式中，Wj為指標(biāo)權(quán)重；k=1/lnm；m為評(píng)價(jià)年份；n為指標(biāo)數(shù)。

本文利用以上各式進(jìn)行計(jì)算，從而得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，然后通過(guò)對(duì)西安市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取及其權(quán)重的計(jì)算，得到西安市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重。西安市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重見(jiàn)表1所示。

表1 西安市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重

3 對(duì)西安市土地生態(tài)安全的測(cè)度

3.1 對(duì)西安市土地生態(tài)安全的測(cè)度

下面本文對(duì)西安市土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)度，詳見(jiàn)(7)式：

(7)

本文利用(7)式對(duì)西安市土地生態(tài)安全指數(shù)進(jìn)行測(cè)算，進(jìn)而得到2006—2015年西安市土地生態(tài)安全指數(shù)變化情況(見(jiàn)圖1)，2006—2015年西安市土地生態(tài)評(píng)價(jià)安全指數(shù)及安全等級(jí)(見(jiàn)表2所示)。

3.2 對(duì)西安市土地生態(tài)安全狀況的評(píng)價(jià)

從表2可以看出：

(1)西安市土地生態(tài)安全狀況不夠穩(wěn)定。2006—2015年西安市土地生態(tài)安全指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)，但個(gè)別年份的土地生態(tài)安全指數(shù)忽上忽下，說(shuō)明西安市在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)不夠重視， 尤其是在2012年， 西安市土地生態(tài)安全指數(shù)僅為0.38，說(shuō)明當(dāng)年西安市土地生態(tài)極不安全。其原因主要是2012年的年降水量只有426.7毫米，相較于西安市降水量最高的年份——2011年低了近300毫米。這種較大的變化，對(duì)西安市農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境無(wú)疑造成了極為不利的影響。之后在2013—2015年西安市土地生態(tài)安全指數(shù)逐步提升。另外，2012年西安市土地的化肥使用量達(dá)807 900噸，比本文測(cè)度的10年間化肥使用量的平均水平高21 203.6噸。化肥的使用雖在一定程度上可以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，但也在很大程度上污染了農(nóng)用土地及地下水資源，同時(shí)化肥的使用量超過(guò)一定的限度，也可能降低農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

圖1 2006—2015年西安市土地生態(tài)安全指數(shù)變化情況

評(píng)價(jià)指標(biāo)及安全等級(jí) 2006—2015年土地安全指數(shù)2006200720082009201020112012201320142015年降水量/毫米0.032 20.064 10.023 60.055 20.018 80.070 00.000 70.000 00.055 20.029 8化肥施用量/噸0.090 00.086 20.077 90.065 50.058 40.051 30.018 50.038 70.000 00.014 1人均日生活用水量/噸0.000 00.011 10.019 20.027 70.055 30.054 70.077 00.080 00.050 50.056 1污水處理率/%0.000 00.002 90.010 10.042 00.042 90.053 20.056 40.063 20.064 90.070 0減少耕地面積/畝0.070 00.067 90.043 90.002 60.039 50.000 00.017 10.042 70.034 80.048 9增加耕地面積/畝0.000 00.000 10.018 90.010 00.004 20.050 00.006 60.004 70.004 00.001 9人均GDP/元/人0.000 00.004 70.013 90.020 50.029 00.039 40.047 90.056 40.065 50.070 0治理環(huán)境支出/億元0.000 00.008 00.002 30.013 00.008 80.018 90.025 80.037 80.040 40.070 0土地生態(tài)安全指數(shù)0.400.440.410.450.430.530.380.560.480.57土地生態(tài)安全等級(jí)Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全Ⅱ較不安全Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全Ⅲ臨界安全

注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《西安市2007—2016年統(tǒng)計(jì)年鑒》。

(2)2012年西安市耕地面積大幅度降低。2006—2015年西安市耕地面積年均減少50 262.1畝，尤其是2012年西安市耕地面積減少的最多，達(dá)到了95 423畝。耕地面積的大幅度減少，對(duì)西安市的糧食安全以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)造成了極大的威脅，致使土地生態(tài)安全指數(shù)下降、糧食減產(chǎn)，不僅影響西安市人民的日常生活，甚至還影響到我國(guó)的糧食安全?？傊?，西安市土地生態(tài)在2006—2015年相對(duì)安全，其中，2014年西安市土地的化肥使用量達(dá)820 315噸，是西安市2006—2015年化肥使用量最多的一年?；适褂昧窟^(guò)多會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題：第一，會(huì)引起土壤酸度變化，造成土壤酸化，進(jìn)而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。第二，導(dǎo)致土壤板結(jié)，肥力下降。第三，化肥中的有害物質(zhì)對(duì)土壤產(chǎn)生污染。另外，西安市化肥使用量的權(quán)重為0.09，同時(shí)，2014年西安市減少的耕地量是增加耕地量的9倍，這直接說(shuō)明了西安市生態(tài)安全指數(shù)已經(jīng)很低。同時(shí)，西安市生態(tài)安全指數(shù)在2012年只有0.38，安全等級(jí)僅為Ⅱ級(jí)，較不安全。

(3)近年來(lái)西安市土地生態(tài)安全指數(shù)呈上升狀態(tài)。近年來(lái)，雖然我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，但人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的重視程度也越來(lái)越高。西安市環(huán)境治理支出從2006年的2.4億元增加到2015年的14.95億元。西安市的污水處理率也由2006年的60.1%上升到2015年的94.9%。環(huán)境治理支出的增加，無(wú)論是對(duì)污染源還是對(duì)污染后的治理都是對(duì)土地生態(tài)安全的一種保證。目前，西安市人口的自然增長(zhǎng)率雖然穩(wěn)定在4.5%左右，但人口的增長(zhǎng)又對(duì)我國(guó)的糧食安全提出了新的挑戰(zhàn)。在嚴(yán)守18億畝耕地紅線的情況下，西安市近年來(lái)減少的耕地面積基本呈M型，即由2006年的1 873畝逐步上升到2009年的118 337畝，2010年耕地面積又驟減為54 981畝，之后又上升到2012年的95 423畝，2015年，西安市耕地面積逐步下降到40 408畝。人均GDP從2006年的18 085元/人增加到2015年的66 938元/人，10年間增長(zhǎng)了3.7倍。另外，在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時(shí)，西安市的綠化覆蓋率雖然由最初的39.82%上升到42.04%,但還有進(jìn)一步提升的空間。綜上所述，西安市對(duì)土地生態(tài)環(huán)境雖然比較重視，但西安市對(duì)土地生態(tài)的安全保護(hù)還需進(jìn)一步提高。

4 提高西安市土地生態(tài)安全的具體措施

(1)嚴(yán)格堅(jiān)守國(guó)家的“18億畝耕地”紅線政策。近年來(lái)，西安市大力推進(jìn)城市化進(jìn)程，但在推進(jìn)城市化進(jìn)程中要嚴(yán)格堅(jiān)守國(guó)家的“18億畝耕地”紅線，科學(xué)合理地制定土地利用規(guī)劃，實(shí)施嚴(yán)格的耕地保護(hù)政策，加大土地的節(jié)約利用，避免建設(shè)用地盲目地向城市周邊擴(kuò)張，侵占農(nóng)用土地，確保農(nóng)用土地的數(shù)量與質(zhì)量。同時(shí)應(yīng)該貫徹實(shí)施土地的“增減掛鉤”政策，從而保證城市發(fā)展所用土地與農(nóng)用土地間的平衡，提高土地的集約利用效率。加強(qiáng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的宣傳與管理，在確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與數(shù)量不降低的情況下，盡量減少化肥的使用量。同時(shí)，建設(shè)綠色生態(tài)家園，避免工業(yè)以及生活中產(chǎn)生的廢棄物污染農(nóng)用土地，積極開(kāi)發(fā)能夠治理農(nóng)用土地污染的新產(chǎn)品、新設(shè)備，進(jìn)而減少污染物的源頭。

(2)大力發(fā)展以文化產(chǎn)業(yè)為核心的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。西安市在發(fā)展的過(guò)程中要根據(jù)自身的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐漸增加以旅游業(yè)為主導(dǎo)的第三產(chǎn)業(yè)比重，減少污染嚴(yán)重的第二產(chǎn)業(yè)數(shù)量，進(jìn)而從源頭上遏制污染的排放。同時(shí)，西安市近年來(lái)的快速發(fā)展，使得周圍市縣的人口大量涌入，勞動(dòng)力的流入雖然推動(dòng)了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也給城市的公共服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境質(zhì)量等帶來(lái)了較大的壓力，并嚴(yán)重威脅到土地的生態(tài)安全，同時(shí)西安市還應(yīng)進(jìn)一步提高人口素質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)各種資源的保護(hù)宣傳，減輕生態(tài)系統(tǒng)的水資源壓力。在此，西安市應(yīng)該不斷提高污水的處理率，避免污水污染城市水系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)水資源循環(huán)再利用技術(shù)，提高水資源的再利用率。另外，西安處于西北的半干旱地區(qū)，因此，必須保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，大力倡導(dǎo)人與自然的和諧共處，因地制宜地構(gòu)建城市花園模式。最后，提高綠色植被的覆蓋率，嚴(yán)禁亂砍濫伐，避免土地的荒漠化，并不斷加大對(duì)“秦嶺”、“八水”的治理，使西安市在發(fā)展經(jīng)濟(jì)中達(dá)到與自然環(huán)境高度耦合的目的。