基于PSIR模型的廣州市花都區(qū)墾造水田成效評估

摘 要 實施墾造水田項目是近年來廣東省的耕地保護措施之一，該項目能有效解決用地指標難題，落實占補平衡政策，實現(xiàn)耕地質(zhì)量的提升。基于PSIR模型構(gòu)建墾造水田成效評估指標體系，采用層次分析法和熵值法相結(jié)合對指標進行賦權(quán)，運用模糊綜合評價法對研究區(qū)的墾造水田項目成效進行評估。結(jié)果表明：墾造水田項目總體成效為優(yōu)；壓力層評估結(jié)果為優(yōu)，其中水田面積、產(chǎn)值增加率均達到優(yōu)；狀態(tài)層評估結(jié)果為良，其中土壤有機質(zhì)含量、灌排保證率和排水條件提升率均為優(yōu)；影響層評估結(jié)果為優(yōu)，其中景觀形狀指數(shù)降低率和道路通達度提升率均為優(yōu)；響應(yīng)層評估結(jié)果為優(yōu)，其中產(chǎn)能和投入產(chǎn)出比增加率均為優(yōu)。研究區(qū)的墾造水田項目達到了預(yù)期效果，對經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益都產(chǎn)生了正影響，為助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供了支撐。

關(guān)鍵詞 墾造水田；PSIR模型；成效評估；模糊綜合評價法；廣東省廣州市花都區(qū)

中圖分類號：S28 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.01.018

土地是重要的自然資源，是人類主要社會經(jīng)濟活動的空間載體[1]，具有顯著的區(qū)域性和稀缺性。隨著社會經(jīng)濟和工業(yè)化的快速發(fā)展，我國土地資源的有限性已成為區(qū)域用地矛盾的重要因素，人均耕地資源低于世界平均水平，耕地后備資源不足，使得人地矛盾不斷加劇[2-3]。保護耕地、守住18億畝耕地紅線，成為維護我國糧食生產(chǎn)的重要戰(zhàn)略[4]。針對這種現(xiàn)象，我國采取了最嚴格耕地保護制度的一系列措施，包括全面實行“占優(yōu)補優(yōu)、占水田補水田”的耕地占補平衡制度[5-6]。實施墾造水田不僅能挖掘土地資源潛力，有效破解用地指標緊缺和耕地占補平衡難題，還能切實保障經(jīng)濟社會發(fā)展項目建設(shè)用地需求，還優(yōu)化了土地資源配置，實現(xiàn)土地利用效益最大化[7]。

目前墾造水田成效評估指標體系中準則層仍比較傳統(tǒng)，不能有效體現(xiàn)新時期人地關(guān)系的沖突和全域土地綜合整治的要求[8-10]，同時，墾造水田對社會、經(jīng)濟和環(huán)境的影響具有持續(xù)性，因此不能用傳統(tǒng)的指標體系。本文將參考前人的方法和結(jié)果，將PSR（Pressure-State-Response）模型進行改良，引入“Impact”構(gòu)建PSIR模型對墾造水田進行成效評價。該模型的優(yōu)點是：

1）能從研究者自身角度出發(fā)，把指標按照一定的原則進行分類組合，從而形成側(cè)重點不同的評價指標體系；

2）指標體系中壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)4個方面的指標能對墾造水田的狀態(tài)、影響、發(fā)展趨勢3個內(nèi)容進行全面的評價；

3）隨著社會的不斷發(fā)展，該模型可以根據(jù)評價指標和因素隨地域、時間變化而做出相應(yīng)的變化，實施動態(tài)評價[11-18]。

本研究基于PSIR模型，構(gòu)建壓力層、狀態(tài)層、影響層和響應(yīng)層4個準則層共14個指標的指標體系，采用組合確權(quán)法對指標賦權(quán)，利用模糊綜合評價法對花山鎮(zhèn)的墾造水田項目的成效進行評價，以期為廣東省推進墾造水田評估和土地增減掛鉤評估提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1" 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1" 研究區(qū)概況

廣州市是用地矛盾突出的地區(qū)之一，需要通過實施土地整治來實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)用地指標的騰挪和區(qū)外指標周轉(zhuǎn)實現(xiàn)耕地占補平衡?；ǘ紖^(qū)是廣州市耕地資源儲備較為豐富的地區(qū)之一，是實施土地整治補充耕地指標的重要區(qū)域之一，因此，以花都區(qū)作為研究區(qū)具有現(xiàn)實意義?；ㄉ芥?zhèn)位于廣州市花都區(qū)東部，面積116.40 km2，西與花都區(qū)中心城區(qū)相連，北與芙蓉渡假區(qū)、王子山公園接壤?；ㄉ芥?zhèn)地形較為平坦，地形坡度＜3°，起伏較小?；ㄉ芥?zhèn)屬南亞熱帶季風(fēng)雨林赤紅壤帶，主要土壤有赤紅壤、水稻土、菜園土、潮沙泥土和石質(zhì)土。

墾造水田項目分布于花山鎮(zhèn)的平西村、永樂村，結(jié)合廣州市花都區(qū)2016年耕地質(zhì)量年度更新成果分析可知，整治前項目區(qū)國家利用等為5等和6等，國家自然等為2等和3等，國家經(jīng)濟等為6等和7等，地類為水澆地和可調(diào)整果園，土壤質(zhì)地為砂壤土，土壤剖面構(gòu)型為通體壤和壤/粘/粘類型。

2018年花山鎮(zhèn)實際完成地區(qū)生產(chǎn)總值48億元，同比增長5%；完成規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值102億元，同比增長5%；完成實際固定資產(chǎn)投資4億元，同比增長3%；鎮(zhèn)級財政收入1.38億元，同比增長5%；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值9.9億元，同比基本持平；完成稅收收入9.58億元，同比增長27%；由于受轄區(qū)內(nèi)主干道施工的影響，限額以上社會消費品零售總額1.1億元，同比下降25%。

1.2" 數(shù)據(jù)來源

本文主要數(shù)據(jù)有：高分廣東中心獲取2017年12月和2019年12月分辨率為0.8 m的花都區(qū)花山鎮(zhèn)高分2號（GF-2）遙感數(shù)據(jù)，廣州市花都區(qū)墾造水田實施項目數(shù)據(jù)，2016年和2018年耕地質(zhì)量年度更新成果數(shù)據(jù)， 2016年和2018年廣州市統(tǒng)計年鑒及廣東省國土資源公報數(shù)據(jù)。

2" 研究內(nèi)容與方法

2.1" PSIR模型

采用PSIR模型，即壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)模型，源于PSR（壓力-狀態(tài)-響應(yīng)）框架， PSIR模型強調(diào)了外部環(huán)境變化對土地的影響。由于鄉(xiāng)村城市化進程的加快以及人口的增長，原有耕地面臨越來越大的壓力[19-20]，在壓力之下，經(jīng)過墾造水田的建設(shè)，區(qū)域內(nèi)耕地的狀態(tài)會發(fā)生改變，同時研究區(qū)的外部條件也會對墾造水田的建設(shè)造成影響，最終，政府或者村民通過墾造水田做出相應(yīng)的響應(yīng)，緩解耕地的壓力。PSIR模型通過“作用-反饋-再作用”的循環(huán)過程[21]，不斷提高耕地的質(zhì)量，從而最終達到保護耕地的目標。

2.2" 確定指標貢獻度

2.2.1" 層次分析法確定權(quán)重

層次分析法的基本思想是以系統(tǒng)方法為指導(dǎo)，在對問題充分研究后首先分析問題內(nèi)在因素間的聯(lián)系，并把它劃分為若干層次，然后通過兩兩比較確定同一層次元素相對上一層次元素的數(shù)量關(guān)系，最后進行簡單的數(shù)學(xué)運算確定方案的排序。層次分析法主要包括以下步驟：

1）明確問題，建立遞階層次結(jié)構(gòu)；

2）構(gòu)建兩兩比較判斷矩陣；

3）層次單排序及一致性檢驗的一致性比率CR；

一致性檢驗由一致性指標CI與隨機一致性指標RI（表1）的比值表示，當比值小于0.10時，表示矩陣具有滿意的一致性。具體計算公式為[22]：

式中：[λmax]為判斷矩陣最大特征根值，[n]為指標數(shù)量。

式中：CI為一致性指標，RI為隨機一致性指標。

2.2.2" 熵權(quán)法確定差異性系數(shù)

熵值法的基本思路是根據(jù)指標變異性的大小來確定客觀權(quán)重，通過熵值法得到各指標的信息熵[23]，熵權(quán)法計算差異性系數(shù)的過程如下：

1）假設(shè)有[m]個采樣點，[n]項指標，構(gòu)建[n×m]階的原始矩陣[X]，

2）對原始數(shù)據(jù)歸一化處理，即計算第[j]個指標下第[i]個采樣點的原始值所占的比例，計算公式為[24]：

式中：[bvn]為模糊綜合評價結(jié)果，[maxB]為隸屬度矩陣中最大的值。

3" 結(jié)果與分析

3.1" 構(gòu)建評價指標表

根據(jù)評價指標的全面性、可操作性、動態(tài)性原則，本文從壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)4個方面選取了14個具有綜合性的成效評估指標，該指標體系分為目標層、準則層、指標層3個層次，如表2所示。

3.2" 貢獻度確定

根據(jù)目標層、準則層、指標層的遞階層次結(jié)構(gòu)，依次構(gòu)建準則層判斷矩陣進行判斷矩陣一致性檢驗。在所有判斷矩陣都具有一致性的基礎(chǔ)上，對所有指標權(quán)重進行總排序，得出墾造水田成效評估的準則層和指標層的主觀權(quán)重，并根據(jù)層次分析法計算出指標的主觀權(quán)重和熵值法計算出指標的差異性系數(shù)計算出組合權(quán)重，如表3所示。

由表3可得，通過結(jié)合層次分析法和熵值法的組合權(quán)重降低了權(quán)重最大值和最小值的差值，降低了個別指標的重要性，減少了主觀意見對結(jié)果的干擾，使結(jié)果相比主觀權(quán)重更加平滑和切合實際。

3.3" 構(gòu)建評價模型

3.3.1" 確定評價標準

本研究評語等級采用5級，即V={v1，v2，v3，v4，v5}，分別對應(yīng)優(yōu)、良、一般、較差、差5個等級。本文依據(jù)項目的立項書、規(guī)劃設(shè)計報告和評價報告，依據(jù)相關(guān)文獻和項目區(qū)的實際情況和專業(yè)意見，制定出墾造水田成效評價的指標評判標準，如表4所示。

3.3.2" 隸屬函數(shù)確定

以耕地質(zhì)量等級提升值為例，按照5級標準構(gòu)建隸屬函數(shù)公式：

3.3.3" 構(gòu)建隸屬度矩陣

按照上述的公式計算方法，計算出每個指標的隸屬度得到表5。

3.4" 運用模型計算

根據(jù)上述的各指標組合權(quán)重和所對應(yīng)的準則層隸屬度矩陣帶入公式（7），運用模糊綜合評價法的模型[B=W×R]，對PSIR模型的準則層（壓力層[B1]、狀態(tài)層[B2]、影響層[B3]、響應(yīng)層[B4]）和綜合效益[B5]進行模糊評價：

根據(jù)模糊評價結(jié)果和隸屬度最大原則，在基于PSIR模型構(gòu)建的指標評價體系中，壓力層、影響層和響應(yīng)層的評價等級屬于優(yōu)，狀態(tài)層的評價等級屬于良。墾造水田綜合效益是根據(jù)壓力層、狀態(tài)層、影響層和響應(yīng)層效益評價后得出的，其判斷矩陣由四者的評價結(jié)果構(gòu)成，最后得出花山鎮(zhèn)墾造水田效益評價等級為優(yōu)。將評價結(jié)果用百分比形式的柱狀圖表示，如圖1所示。

3.5" 評價結(jié)果及分析

經(jīng)過分析可得，壓力層中水田面積增加率和產(chǎn)值增加率評價等級都達到“優(yōu)”，這是因為通過整治，將原本種植玉米的水澆地變?yōu)樗?，促進了項目區(qū)所在村農(nóng)民的收入；耕地質(zhì)量等級提高值評價等級為“一般”，主要是因為在整治前的水澆地經(jīng)過多年的耕地改造，耕地質(zhì)量已經(jīng)趨于平穩(wěn)，雖然在整治過程中增施有機肥、秸稈還田等操作，但只能輕微提升耕地質(zhì)量等級；狀態(tài)層中土壤有機質(zhì)含量提升率、灌排保證提升率和排水條件提升率評價等級達到“優(yōu)”，植被覆蓋度變化和有效土層厚度增加率評價等級達到“良”，這是因為在整治過程中，通過土壤改良、土壤翻耕、平整土地、新建灌排溝渠等措施，使得土壤有機質(zhì)含量和有效土層厚度得到提升，同時將項目區(qū)耕地的灌排保證率和排水條件提升為最優(yōu)級，作物常年輪作換茬生長，表土植被恢復(fù)，地表常綠，提升了植被的覆蓋率；影響層中景觀形狀指數(shù)降低率、道路通達度評價等級達到“優(yōu)”，節(jié)水率評價等級達到“良”，由于在整治過程中，通過田埂修筑、新修田間道路、采用防滲渠道提高了道路通達度和節(jié)水率，同時也使得水田形狀比較方整，便于耕作；響應(yīng)層中產(chǎn)能提升率和投入產(chǎn)出比增加率評價等級達到“優(yōu)”，單位面積土地承載力增加率評價等級達到“良”，因為項目區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施水平和耕地質(zhì)量的提高保證了高品質(zhì)和高產(chǎn)量，因此，耕地的產(chǎn)能、土地承載力和投入產(chǎn)出比都有會提升，同時優(yōu)化了田塊破碎化的問題，有效利用和保護了優(yōu)質(zhì)耕地資源，避免了撂荒和拋荒的問題。綜上所述，經(jīng)過墾造水田的建設(shè)，增加了優(yōu)質(zhì)耕地，提升了耕地質(zhì)量，增加了農(nóng)民收入，同時改善了村莊生產(chǎn)生活條件，助力了鄉(xiāng)村振興。

4" 結(jié)論與討論

1）墾造水田的實施成效不僅會受到項目自身質(zhì)量的影響，而且還受到后續(xù)運行和實施區(qū)域?qū)椖空J識水平的制約。同時，不同的評價指標也會影響評估結(jié)果，為使評估結(jié)果更科學(xué)地反映實施成效，本文在總結(jié)已有研究和咨詢專家的基礎(chǔ)上，結(jié)合花山鎮(zhèn)的區(qū)域?qū)嶋H情況，選取了“壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)”模型中4個子系統(tǒng)為準則層的14個評價因子對花山鎮(zhèn)墾造水田的成效進行評價，將經(jīng)濟、社會、生態(tài)3個領(lǐng)域優(yōu)化成4個準則層，以求評價指標能更全面、更協(xié)調(diào)、現(xiàn)準確地反映實施成效，給墾造水田項目成效評估工作提供參考和技術(shù)支持。

2）墾造水田項目通過實施土地平整工程、灌溉與排水工程和田間道路工程對田、渠、路進行綜合治理，形成了“田成方、路相通、渠相連”格局，美化了農(nóng)村居住環(huán)境；通過補充耕地形成耕地指標，指標交易后可為整治項目所在的鄉(xiāng)鎮(zhèn)增收創(chuàng)收；通過開展農(nóng)田生態(tài)型整治，提升土壤有機質(zhì)含量，提高生物多樣性，增加有效耕地面積，為提高農(nóng)民收入、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、生產(chǎn)高品質(zhì)高質(zhì)量的農(nóng)作物奠定了基礎(chǔ)。

3）墾造水田項目作為全域土地綜合整治的一部分，給項目所在的鄉(xiāng)鎮(zhèn)帶來了較好的社會、生態(tài)和經(jīng)濟效益。墾造水田項目的實施為提高產(chǎn)量、保障耕地占比平衡、提升村民生產(chǎn)生活空間、維護社會穩(wěn)定帶來顯著成效，這一民生工程為精準扶貧和助力鄉(xiāng)村振興做出了重大貢獻。

4）近年來，我國農(nóng)田的重金屬污染問題越來越突出，部分地區(qū)已經(jīng)威脅到耕地的質(zhì)量與糧食安全。在實施墾造水田等土地整治項目時，需充分考慮農(nóng)田污染等因素，通過多重措施的聯(lián)動，既能解決污染問題，又能增加耕地面積和提高耕地質(zhì)量，有研究表明，水田可以有效提升土壤有機碳含量和降低碳排放。隨著“雙碳戰(zhàn)略”的提出和實施，水田在碳循環(huán)中的作用逐步成為新的研究課題，在珠三角地區(qū)，在短時間內(nèi)用地矛盾的問題將持續(xù)下去，需通過新的土地整治措施和機制創(chuàng)新統(tǒng)籌解決。

參考文獻：

[1] 龍花樓， 張英男， 屠爽爽. 論土地整治與鄉(xiāng)村振興[J]. 地理學(xué)報， 2018， 73（10）：1837-1849.

[2] 邱杰， 劉琳， 郭義強， 等. 我國土地整治研究動態(tài)與發(fā)展趨勢[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2013， 41（8）：216-219.

[3] 曹雨桐， 佘冬立， 劉斌， 等. 江蘇省土地整治項目成效綜合評估研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電， 2017（1）：27-32，36.

[4] 魯真， 楊木壯. 沿海地區(qū)墾造水田適宜性評價——以惠州市為例[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2019， 47（24）：60-62.

[5] 錢旭， 廖小鋒， 謝元貴. 貴州省土地整治墾造水田關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2016（19）：176-177.

[6] 胡智毅， 范亞南. 基于GIS的廣東省“旱改水”項目新增水田適宜性評價方法研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2018， 46（12）：193-198.

[7] 李萍， 吳順輝， 辛佳琳. 墾造水田中耕地質(zhì)量等別評價的應(yīng)用研究[J]. 中國資源綜合利用， 2021， 39（3）：56-58.

[8] 方偉. 旱地改水田土地整治實施評價與分析[D]. 撫州：東華理工大學(xué)， 2019：1-51.

[9] 彭曉慶. 旱地改水田土地整治效益評價——以彭澤縣芙蓉農(nóng)場三分場為例[D]. 南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2016：1-45

[10] 王君. 旱地改水田項目中新增水田的適宜性評價方法研究——以湖南省華容縣梅田湖鎮(zhèn)北剅口村金雞村旱地改水田項目為例[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2015， 35（24）：55-56.

[11] 王國璞. 基于PSIR模型的河南省低碳經(jīng)濟發(fā)展水平時空格局研究[D]. 開封：河南大學(xué)， 2016：1-68.

[12] 唐利華. 基于PSR模型的伊寧市耕地集約利用評價及模式探討[D]. 烏魯木齊：新疆大學(xué)， 2016：1-81.

[13] 趙柯， 李偉芳， 毛菁旭， 等. 基于PSR模型的耕地生態(tài)安全評價及時空格局演變[J]. 生態(tài)科學(xué)， 2019， 38（1）：186-193.

[14] 謝雨航. 基于PSIR框架的海綿城市規(guī)劃指標體系構(gòu)建——以武漢中法生態(tài)城為例[D]." 武漢：武漢大學(xué)， 2017：1-73.

[15] 李玉清. 哈爾濱所轄市縣土地資源生態(tài)安全評價研究[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2014：1-36.

[16] 陶愛萍， 張丹丹. 中西部承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展——基于PSIR的分析與協(xié)調(diào)機制[J]. 福建江夏學(xué)院學(xué)報， 2012， 2（4）：18-23.

[17] 張國興， 王涵. 基于PSR模型的黃河流域中心城市水生態(tài)文明建設(shè)評價[J]. 生態(tài)經(jīng)濟， 2022， 38（2）：211-216，222.

[18] 竇學(xué)誠，付濱. 基于PSR模型的河西制種基地耕地生態(tài)安全物元分析評價[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2018， 31（9）：1919-1926.

[19] 楊志才， 緱武龍， 黎誠， 等. 粵西丘陵區(qū)旱改水潛力評價方法研究——以廣東省新興縣為例[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2016， 44（23）：183-186.

[20] 丁琪洵， 湯萌萌， 李子杰， 等. 渦陽縣高標準農(nóng)田耕地質(zhì)量等級評價研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2022， 38（4）：46-52.

[21] 曲衍波， 朱偉亞， 鄖文聚， 等. 基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型的土地整治空間格局及障礙診斷[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2017， 33（3）：241-249.

[22] 陳海峰. 基于AHP-熵值法的稅源風(fēng)險評估研究——以濱海市房地產(chǎn)業(yè)為例[D]. 廈門：廈門大學(xué)， 2014：1-75.

[23] 魏媛，吳長勇，李昕蔓. 喀斯特山區(qū)貴州水資源生態(tài)承載力的動態(tài)變化評價[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2020， 33（11）：2662-2669.

[24] 任宏， 祝連波. 基于組合權(quán)法的建筑施工企業(yè)信息化水平的多層次灰色評價[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐， 2008，28（2）：82-88.

（責(zé)任編輯：易" 婧）

收稿日期：2023-08-05

作者簡介：曾曉（1981—），本科，助理工程師，主要從事土地整治、生態(tài)修復(fù)等項目實施與研究。E-mail：524455727@qq.com。