许思维 徐育红 赵小汎
摘要从自然、经济、社会、生态4个方面选取15个指标测度辽宁省土地生态安全综合水平,运用熵权法从时间序列上对辽宁省土地生态安全演变趋势进行分析。结果表明,2004—2014年辽宁省土地生态安全状况从风险级降为预警级,生态安全水平有所提高但仍然存在较大压力,在此基础上提出:建立土地生态补偿机制,提高土地监测水平;减轻工农业生产对土地的不利影响,加快生态工业与生态农业的发展;严守土地利用规划,突出重点区域的保护与治理,保护湿地、林地、草地等“绿色”土地及公众与利益相关者的广泛参与等土地生态安全保护的生态管理建议。
关键词土地生态;生态安全评价;生态管理
中图分类号F301.2文献标识码
A文章编号0517-6611(2017)10-0200-03
Land Ecological Security Evaluation and Ecological Management in Liaoning Province
XU Siwei1,XU Yuhong2,ZHAO Xiaofan1*(1.College of Management,Shenyang Normal University,Shenyang,Liaoning 110034;2.Land and Resources Bureau of Panjin,Panjin,Liaoning 124000)
AbstractFrom four aspects of natural, economic, social, ecological, and 15 indexes were selected to measure the land ecological security in Liaoning Province; the entropy was used from time series of land ecological security in Liaoning Province to analyze development trend. The results showed that: from 2004 to 2014, the land ecological security in Liaoning Province had been reduced from the risk level to the early warning level, which showed that the level of ecological security had been improved, but there was still a great pressure. On the basis of the land ecological safety protection in Liaoning Province ecological management recommendations, including the establishment of ecological compensation mechanism of land, improve the level of land monitoring, mitigate the adverse effects of agricultural production on land, accelerate the development of ecological agriculture, ecological industry and strict land use planning, broad participation in the focus areas and protection of wetland protection and management, woodland, grassland and other green land, the public and stakeholders.
Key wordsLand ecology;Ecological security evaluation;Ecological management
土地是大自然对人类的馈赠,是人类生存与发展的基础[1]。随着经济社会的高速发展,不合理的开发利用方式导致各种土地问题的出现,如水土流失、土地沙漠化、土壤污染等[2]。这些问题不仅破坏了土地生态系统,而且破坏了人类赖以生存的基础,日益严峻的土地生态问题成为全球关注的焦点。
土地生态安全是指陆地表层由各种有机物和无机物构成的土地生态系统的结构不受破坏,并且该系统提供服务的质量和数量能够持续满足人类生存和发展的需要[3]。国内外学者针对土地生态安全展开了广泛的研究,其中土地生态安全评价是土地生态安全研究的重要组成部分[4-5]。土地生态安全评价通过掌握土地资源的安全状态,了解当前人地關系是否和谐,并且对未来的人地协调发展提供理论与实践指导[6]。目前,土地生态安全评价模型主要有“压力—状态—响应”模型、“自然—经济—社会”模型、DPSIR模型[7]等,评价方法主要有熵权法、主成分分析法、层次分析法、BP神经网络法、生态足迹法、GIS技术方法[8]等。由于土地利用生态系统自身的复杂性以及人类对其影响的不确定性,导致对土地生态安全评价的研究还处于不断探索阶段,目前还没有形成一套系统且行之有效的评价方法[9]。笔者以辽宁省为例,利用熵权法评价辽宁省土地生态安全状况,并在此基础上提出保护辽宁省生态安全的生态管理建议,为加强区域的生态安全建设与管理提供依据。
1指标体系、数据来源与研究方法
1.1研究区概况辽宁省位于我国东北地区南部,南临黄海、渤海,东与朝鲜一江之隔,与日本、韩国隔海相望,是东北地区唯一的既沿海又沿边的省份,也是东北及内蒙古自治区东部地区对外开放的门户,具有独特的区位优势。辽宁省具有比较丰富的自然资源,也是我国重要的老工业基地之一,积淀了上百年的工业文明,形成了较完备的、现代化的工业体系和技术门类。
1.2指标体系的构建结合辽宁省的实际发展状况,从自然、经济、社会、生态4个方面选取15个指标建立辽宁省土地生态安全评价指标体系(表1)。
1.3数据来源数据来源于2005—2015年《辽宁统计年鉴》以及《中国统计年鉴》。
1.4研究方法熵权法是一种依据指标的信息量大小进行赋权的数学方法,根据各指标的变异程度确定其贡献大小,进行客观赋权。熵权法评价方法与步骤如下。
(1)数据标准化处理。各项评价指标进行标准化处理,解决不同单位和量纲的问题。所有指标可分为2种类型:正向指标即指标越大越好,指标值越大对系统越有利;负向指标即指标越小越好。该研究运用极差标准化方法进行标准化处理。当评价指标为正向指标时,采用以下公式:
X′ij=xij-XminXmax-Xmin
当评价指标为负向指标时,采用以下公式:
X′ij=Xmax-xijXmax-Xmin
式中,i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;m为年份,n为指标数;X′ij、Xij为i年第j项指标标准值与实际值;Xmax为第j项指标的最大值;Xmin为第j项指标的最小值。
(2)指标权重的确定。指标的信息熵为:
ej=-kmi=1YijlnYij
式中,k=1lnm;Yij=X′ijmi=1X′ij;0≤ej≤1;ej为第j项指标的信息熵;常数k与系统的样本数m有关;Yij为i年第j项指标的比重,当Xij=0时,则令Yij=0。
指标的差异性系数dj为:
dj=1-ej
第j项指标的权重wj为:
wj=djnj=1dj
(3)综合得分的计算。单指标评价得分sij为:
sij=wj×X′ij
式中,sij为i年第j项指标得分;wj为第j项指标的权重。
综合水平得分si为:
si=njsij
式中,sij为单指标评价得分;si为第i年的综合得分。
2结果与分析
辽宁省土地生态安全评价得分见表2。
根据表2结果,参考土地生态安全等级标准(表3),可以看出辽宁省土地生态安全水平波动起伏较大,10年间从2004年的0.442 7变为2014年的0.529 5,土地生态安全级别从风险级降为预警级。
2.1辽宁省土地生态安全综合评价2004—2014年,辽宁省土地生态安全水平可分为4个阶段:2004—2006年,土地生态安全综合得分0.32.2辽宁省土地生态安全单项评价从图1可以看出,2004—2014年,辽宁省土地生态安全单项评价中,自然子系统、经济子系统、社会子系统、生态子系统评价得分的增减状况各不相同,其中社会子系统、生态子系统的安全状况有所下降,自然子系统以及经济子系统的安全状况保持较好。
2004—2008年土地生态安全自然子系统评价得分从0.140 1下降为0.038 5,2008—2014年从0.0385上升为0.217 9。森林覆盖率与人均耕地面积变化不大,人均绿地面积持续增加,而水土协调度的变化较大。由于水土协调度的不稳定,造成了土地生态安全自然系统评价得分的波动。近年来,辽宁省耕地面积基本保持不变,但是水文生态失调造成辽宁省水域面积减小,影响了土地自然生态安全。
2004—2014年土地生态安全经济子系统评价得分在人均GDP、第三产业占GDP比重以及单位耕地农机总动力的综合作用下得分总体呈上升趋势。伴随着辽宁省经济社会的发展,土地的需求量日益增加,土地利用规划布局日益成熟,但现有土地利用中依然存在许多历史问题。此外,农业机械化程度的提高,对土地经济生态安全也做出了贡献。
土地生态安全社会子系统评价得分的波动性大。辽宁省城市化水平不断提高,农村劳动力不断涌向城市,城市空间进一步向外拓展。大量的耕地转变为建设用地,为“占补平衡”而补充的耕地在质量上与被占用耕地存在较大差异。近年来,人口增长速度放缓,土地生态系统的压力随之略有缓解,而辽宁省“二胎政策”的实施,还将迎来新一轮的人口增长,随之将会加大土地生态系统的压力。
土地生态安全生态子系统评价得分的变动较大。2004—2014年,辽宁省化肥使用量居高不下,在耕地产量升高的同时带来的是土地的污染、板结,长此以往将会彻底破坏土地的结构而造成不可挽回的结果;辽宁省对工业污染的治理缓解了土地生态安全的部分压力,同时水土流失治理面积的逐年提高使得土地生态安全状况进一步得到改善。
安徽农业科学2017年
3结论与建议
3.1结论在土地生态安全单项评价中,土地生态安全社会子系统、生态子系统的安全状况影响了辽宁省土地生态安全保护,自然子系统评价以及经济子系统评价的安全状况保持较好。结合评价指标进行分析可知,城市扩张、水土协调度、工农业污染、土地破坏等给辽宁省土地生态环境带来了巨大的压力。
辽宁省2004年土地生态安全综合指数T为0.442 7,处于“风险级”安全状态,2014年土地生态安全综合指数T为0.529 5,处于“预警级”安全状态,土地生态安全状况有所改善,但土地生态系统所面临的压力也不容忽视,土地生态安全状况依然堪忧。
3.2生态管理建议结合威胁辽宁省土地生态安全保护的影响因素,提出了辽宁省土地生态安全保护的生态管理建議,在管理过程中融入“生态”理念,建立生态管理模式,维护辽宁省的土地生态安全。
3.2.1建立土地生态补偿机制,提高土地监测水平。土地作为人类生存与发展的保障,一旦遭到破坏人类将面临巨大的威胁。因此,应加快推进土地生态保护补偿机制的实现,提高土地生态保护的绩效水平,实时监测土地生态安全状况,追踪土地保护成果。
3.2.2减轻工农业生产对土地的不利影响,加快生态工业与生态农业的发展。化肥、农药的过度使用最终都会影响土地的质量,因而减轻农业生产对土地生态系统的破坏尤为重要。加强农业生产技术的引导,合理使用农药、化肥等,减轻各种破坏土地质量行为的危害。工业生产中产生的污染也会对土地产生不利影响,应进一步提高生产技术,减少污染物质的排放,加强污染物质的无害化处理,从而减轻工业生产对土地系统的不利影响。同时积极推进生态工业与生态农业的发展,减轻工农业发展对土地资源产生的破坏,从而维护土地生态安全。
3.2.3严守土地利用规划,突出重点区域的保护与治理。严格落实土地利用规划可以从根本上提高土地利用的效率,形成良好的生态安全格局,充分发挥土地利用规划对生态保护的作用,同时在土地利用中要注重绩效的提高。加快土地流转、提高建设用地效率,从根本上合理高效地利用有限的土地资源,同时突出辽宁省矿区土地生态修复、辽西北土地