基于投影尋蹤模型的河北省土地安全生態(tài)評價

姚羅蘭

摘要：以DPSIR模型為基礎(chǔ)構(gòu)建評價體系，運(yùn)用投影尋蹤模型對2009～2016年河北省土地生態(tài)安全水平進(jìn)行了評價。結(jié)果表明：2008～2016年，河北省的土地安全狀況正在不斷改善。影響河北省土地安全的主要因素為：城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)，森林覆蓋率，環(huán)保投資占GDP比例，糧食產(chǎn)量，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重，工業(yè)固廢綜合利用率。使用投影尋蹤模型進(jìn)行評價客觀科學(xué)，是一種科學(xué)可行的研究方法。

關(guān)鍵詞：土地生態(tài)安全;DPSIR模型;投影尋蹤模型;河北省

中圈分類號：X821 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）18-0122-02

1引言

當(dāng)前對土地安全生態(tài)評價較為豐富，從研究方法來說，主要有綜合指數(shù)法、景觀生態(tài)法、生態(tài)足跡法、突變級數(shù)法、生態(tài)安全預(yù)測、主成分分析法嘲、聚類分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，但目前方法的指標(biāo)權(quán)重受樣本差異性影響過于明顯，還有些方法當(dāng)指標(biāo)過多時，會出現(xiàn)判斷問題的局限性。土地生態(tài)安全評價的指標(biāo)數(shù)據(jù)具有高維度、非線性等特征，投影尋蹤法正是針對這樣的問題而被提出的，多維空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，從而使最佳投影方向難以找到，所以對河北省土地生態(tài)安全評價采用實碼加速遺傳算法進(jìn)行全局尋優(yōu)，最后得出土地生態(tài)安全評價的綜合指標(biāo)值。

2研究區(qū)域概況

河北省環(huán)繞京津地區(qū)，全省面積18.88萬km²，在“京津冀一體化”戰(zhàn)略背景與“雄安新區(qū)”建設(shè)契機(jī)下，河北省社會經(jīng)濟(jì)得到了迅猛發(fā)展，然而，不合理的開發(fā)和占用耕地，導(dǎo)致耕地面積不斷減少，土地生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞，在一定程度上限制了經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。

3數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

本文數(shù)據(jù)來源于《河北省經(jīng)濟(jì)年鑒》（2010-2017年）、《河北省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》（2009-2016年）、《中國統(tǒng)計年鑒》（2010-2017年）、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》（2010-2017年）。

為了使原始數(shù)據(jù)具有可比性，采用極差法進(jìn)行歸一化處理。

4研究方法與評價過程

4.1生態(tài)安全等級劃分

目前關(guān)于土地生態(tài)安全評價標(biāo)準(zhǔn)并沒有統(tǒng)一的閾值，參照相關(guān)科研成果，咨詢相關(guān)方面的專家，結(jié)合河北省生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，本文設(shè)計了河北省生態(tài)安全分級標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

4.2土地生態(tài)安全評價指標(biāo)系統(tǒng)建立

區(qū)域土地生態(tài)安全評價至今還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。參照相關(guān)研究成果，選用應(yīng)用廣泛的P—S—R框架模型，結(jié)合河北省區(qū)域?qū)嶋H，根據(jù)科學(xué)性、動態(tài)性、可操作性等原則，選取與河北省土地生態(tài)安全密切相關(guān)的20項指標(biāo)，構(gòu)建了河北省土地生態(tài)安全評價指標(biāo)體系（表2）。

4.3投影尋蹤模型的構(gòu)建

從表4可以看出，河北省8年中，土地生態(tài)安全度在整體上是升高的，各年的投影值呈階梯式上升趨勢。根據(jù)投影尋蹤模型可知，投影值越大，土地生態(tài)安全程度越高。

4.4評價結(jié)果分析

從表3可以看出，對河北省土地生態(tài)安全評價產(chǎn)生影響的驅(qū)動力因素主要有人口自然增長率和城鎮(zhèn)化率，壓力因素主要有城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)和工業(yè)廢水排放量，狀態(tài)因素主要有森林覆蓋面積比重和單位面積固定資產(chǎn)投入，影響因素主要有第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、農(nóng)村人均純收人和土地經(jīng)濟(jì)密度，響應(yīng)因素主要有環(huán)保投資占GDP比重、工業(yè)固廢綜合利用率以及當(dāng)年造林面積。這與河北省實際情況相符，河北省是工業(yè)大省，工業(yè)污染是其生態(tài)問題的主要原因，而這幾年工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的進(jìn)程不斷推進(jìn)，也導(dǎo)致了生態(tài)安全問題，河北省與渤海相鄰，森林的覆蓋率也對生態(tài)環(huán)境有重大影響，人類對于環(huán)境的影響十分重要所以環(huán)保投資，植樹造林等因素也對生態(tài)安全起到了重要作用。

從圖1可知，2009～2016年河北省土地生態(tài)安全度在不斷好轉(zhuǎn)，但總體形勢不容樂觀，突變級數(shù)從2009年的0.8984上升到2017年的2.7012，總體水平處于較不安全的水平，暫時還沒有提升至較安全或安全等級;2008年來河北省社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、城市化和工業(yè)化加速推進(jìn)，導(dǎo)致全省土地生態(tài)維護(hù)與建設(shè)力度雖在加大，卻仍面對著很大壓力。

作為評價起始年，2009年在社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較低的情況下生態(tài)安全程度也比較低。在2015年，《京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》審議通過。河北省積極推進(jìn)生態(tài)環(huán)境的治理，加大土壤污染防治專項資金投入力度，推動綠色河北攻堅計劃，嚴(yán)格落實新《環(huán)境保護(hù)法》，維護(hù)了河北省土地生態(tài)安全的基本穩(wěn)定。近年來《河北省主體功能區(qū)》實施效果良好，區(qū)域森林覆蓋率、糧食產(chǎn)量等指標(biāo)大幅提高，土地生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)迅速發(fā)展。2014～2015年，河北省降水量較少，有效灌溉面積和人均當(dāng)?shù)厮Y源量兩個指標(biāo)值較低，其變化對土地生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的影響較大。