基于投影寻踪模型的河北省土地安全生态评价

姚罗兰

摘要：以DPSIR模型为基础构建评价体系，运用投影寻踪模型对2009～2016年河北省土地生态安全水平进行了评价。结果表明：2008～2016年，河北省的土地安全状况正在不断改善。影响河北省土地安全的主要因素为：城镇居民恩格尔系数，森林覆盖率，环保投资占GDP比例，粮食产量，第三产业占GDP比重，工业固废综合利用率。使用投影寻踪模型进行评价客观科学，是一种科学可行的研究方法。

关键词：土地生态安全;DPSIR模型;投影寻踪模型;河北省

中圈分类号：X821 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）18-0122-02

1引言

当前对土地安全生态评价较为丰富，从研究方法来说，主要有综合指数法、景观生态法、生态足迹法、突变级数法、生态安全预测、主成分分析法嘲、聚类分析法、神经网络法等，但目前方法的指标权重受样本差异性影响过于明显，还有些方法当指标过多时，会出现判断问题的局限性。土地生态安全评价的指标数据具有高维度、非线性等特征，投影寻踪法正是针对这样的问题而被提出的，多维空间结构十分复杂，从而使最佳投影方向难以找到，所以对河北省土地生态安全评价采用实码加速遗传算法进行全局寻优，最后得出土地生态安全评价的综合指标值。

2研究区域概况

河北省环绕京津地区，全省面积18.88万km²，在“京津冀一体化”战略背景与“雄安新区”建设契机下，河北省社会经济得到了迅猛发展，然而，不合理的开发和占用耕地，导致耕地面积不断减少，土地生态系统遭受破坏，在一定程度上限制了经济社会的可持续发展。

3数据来源及预处理

本文数据来源于《河北省经济年鉴》（2010-2017年）、《河北省国民经济和社会发展统计公报》（2009-2016年）、《中国统计年鉴》（2010-2017年）、《中国环境统计年鉴》（2010-2017年）。

为了使原始数据具有可比性，采用极差法进行归一化处理。

4研究方法与评价过程

4.1生态安全等级划分

目前关于土地生态安全评价标准并没有统一的阈值，参照相关科研成果，咨询相关方面的专家，结合河北省生态环境现状，本文设计了河北省生态安全分级标准（表1）。

4.2土地生态安全评价指标系统建立

区域土地生态安全评价至今还没有统一的标准体系。参照相关研究成果，选用应用广泛的P—S—R框架模型，结合河北省区域实际，根据科学性、动态性、可操作性等原则，选取与河北省土地生态安全密切相关的20项指标，构建了河北省土地生态安全评价指标体系（表2）。

4.3投影寻踪模型的构建

从表4可以看出，河北省8年中，土地生态安全度在整体上是升高的，各年的投影值呈阶梯式上升趋势。根据投影寻踪模型可知，投影值越大，土地生态安全程度越高。

4.4评价结果分析

从表3可以看出，对河北省土地生态安全评价产生影响的驱动力因素主要有人口自然增长率和城镇化率，压力因素主要有城镇居民恩格尔系数和工业废水排放量，状态因素主要有森林覆盖面积比重和单位面积固定资产投入，影响因素主要有第三产业占GDP比重、农村人均纯收人和土地经济密度，响应因素主要有环保投资占GDP比重、工业固废综合利用率以及当年造林面积。这与河北省实际情况相符，河北省是工业大省，工业污染是其生态问题的主要原因，而这几年工业化与城镇化的进程不断推进，也导致了生态安全问题，河北省与渤海相邻，森林的覆盖率也对生态环境有重大影响，人类对于环境的影响十分重要所以環保投资，植树造林等因素也对生态安全起到了重要作用。

从图1可知，2009～2016年河北省土地生态安全度在不断好转，但总体形势不容乐观，突变级数从2009年的0.8984上升到2017年的2.7012，总体水平处于较不安全的水平，暂时还没有提升至较安全或安全等级;2008年来河北省社会经济不断发展、城市化和工业化加速推进，导致全省土地生态维护与建设力度虽在加大，却仍面对着很大压力。

作为评价起始年，2009年在社会经济指标较低的情况下生态安全程度也比较低。在2015年，《京津冀协同发展规划纲要》审议通过。河北省积极推进生态环境的治理，加大土壤污染防治专项资金投入力度，推动绿色河北攻坚计划，严格落实新《环境保护法》，维护了河北省土地生态安全的基本稳定。近年来《河北省主体功能区》实施效果良好，区域森林覆盖率、粮食产量等指标大幅提高，土地生态系统的状态迅速发展。2014～2015年，河北省降水量较少，有效灌溉面积和人均当地水资源量两个指标值较低，其变化对土地生态系统状态的影响较大。