基于PSR的沁源县土地生态安全评价
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摘 要：协调县域土地与生态的关系是建设生态文明的有效途径。以沁源县为例，运用Pressure-State-Response（PSR）模型建立土地生态安全评价指标体系，选用熵权法赋权重，选取县域12个生态安全指标，进行土地生态安全评价。研究表明：2013—2016年沁源县的土地生态安全综合值总体成上升趋势，从0.772 8增加到0.800 9，上涨基本平稳，但响应值出现波动。土地生态安全综合值的变化主要受响应值的影响，需合理利用土地，缓解人口和城镇化压力，保护耕地生态，保证土地生态安全。
关键词：土地;生态;PSR模型;沁源县
文章编号：1004-7026（2019）22-0085-02 中国图书分类号：X826 文献标志码：A
1 研究区概况及研究方法
1.1 研究区概况
沁源县（111°58′30″E～112°32′30″E，36°20′20″N～37°00′42″N），归山西省长治市管辖，面积2 549 km2，位于黄土高原区，汾河和沁河流经，水资源丰富，森林覆盖率高达57%，是全国“油松之乡”，被称为“中国生态魅力县”。截至2018年末，沁源县总人口16.45万人，城镇化率47.15%，地区生产总值（GDP）122.97亿元，第二产业占比69.8%，以焦煤工业和制造业为主。建设用地集中于农村居民点和乡镇企业。该区域土壤比较肥沃，气候湿润，是典型的农业县城和肉、禽、蛋养殖生产基地，但土壤质量正在下降。
1.2 评价指标体系确定
PSR模型是土地生态系安全评价中较为普遍的模型，使用“压力—状态—响应”思维逻辑，体现人类活动、社会经济与自然环境间的相互联系。基于县域土地与生态系统的交互关系，从人口、土地、经济等方面构建生态安全评价模型，基于指标选取的科学性、完整性、相对独立性及可操作性原则，询问相关专家，查阅文献，筛选12个有效指标构建研究区土地生态安全评价指标体系[1]，目标层为土地生态安全评价，系统层为压力P、状态S和响应R。压力层指标包括人口密度（X1，人/km2）、人口自然增长率（X2，‰）和城镇化率（X3，%）。状态层指标有人均GDP（X4，万元/人）、人均耕地面积（X5，km2/人）、第三产业增加比重（X6，%）、耕地面积比重（X7，%）和单位播种面积粮食产量（X8，kg/hm2）。响应层指标包括农民人均纯收入（X9，元/人）、人均固定资产投资水平（X10，元/人）、经济密度（X11，万元/km2）和城镇生活污水处理率（X12，%）。其中，X1和X2为负向指标，其他为正向指标。
2 数据处理
2.1 数据来源及标准值确定
根据长治市统计年鉴（2013—2016）和沁源县统计公报（2013—2016），获取沁源县评价指标原始数据，参考王蓓华等的研究成果成果和标准值的确定方法[2]，根据指标国际公认值、全国平均值以及生态县建设指标，确定沁源县土地生态安全评价指标体系中的各项标准值。
2.2 权重确定
土地生态安全评价的关键是确定所选指標权重。选用熵权法，基于指标数据的信息量确定权重，弥补了专家打分的主观性。首先，建立原始矩阵。正向指标和负向指标Zij利用极差标准化对原始数据进行处理，然后计算每个样本指标值的比重，进而计算指标熵值和信息效用值，最终确定每个指标的权重。经计算，X1熵值为0.788 3，信息效用值为0.211 7，从而确定权重为0.056 5;X2熵值为0.626 0，信息效用值为0.374 0，从而确定权重为0.099 9;X3熵值为0.731 7，信息效用值为0.268 3，从而确定权重为0.071 6;X4熵值为0.759 0，信息效用值为0.241 0，从而确定权重为0.064 3;X5熵值为0.740 0，信息效用值为0.260 0，从而确定权重为0.069 4;X6熵值为0.764 2，信息效用值为0.235 8，从而确定权重为0.062 9;X7熵值为0，信息效用值为1，从而确定权重为0.266 9;X8熵值为0.776 0，信息效用值为0.224 0，从而确定权重为0.059 8;X9熵值为0.772 7，信息效用值为0.227 3，从而确定权重为0.060 7;X10熵值为0.752 2，信息效用值为0.247 8，从而确定权重为0.066 1;X11熵值为0.752 7，信息效用值为0.247 3，从而确定权重为0.066 0;X12熵值为0.790 6，信息效用值为0.209 4，从而确定权重为0.055 9。
2.3 生态安全指数计算及安全等级划分
运用综合指数法对各正向指标、负向指标进行土地生态安全评价。结合已有研究成果，建立土地生态安全评价等级，土地生态安全值0～0.3，为Ⅰ等，系统状态不安全，土地生态系统极度被损，功能完全失调，生态恢复和重建难以实现，生态问题突出。土地生态安全值0.3～0.6，为Ⅱ等，系统状态较不安全，土地生态环境较差，土地生态系统功能退化，自我调节能力很差。土地生态安全值0.6～0.75，为Ⅲ等，系统状态临界安全，土地生态系统呈恶化趋势，系统结构发生变化，仍有自我调节能力，生态灾害时有发生。土地生态安全值0.75～0.9，为Ⅳ等，系统状态较安全，土地生态系统受损较少，系统结构基本完好，功能损害较轻，生态恢复与重建可能较大。土地生态安全值0.9～1.0，为Ⅴ等，系统状态安全，土地生态环境良好，土地生态系统功能完善，系统具有较强的自我调节能力。
3 结果与分析
3.1 评价结果
沁源县土地生态安全评价结果如下。2013年压力值为0.269 4，状态值为0.273 5，响应值为0.229 8，综合值为0.772 7;2014年压力值为0.271 5，状态值为0.278 2，响应值为0.249 7，综合值为0.799 4;2015年压力值为0.271 7，状态值为0.282 1，响应值为0.236 0，综合值为0.789 8;2016年压力值为0.275 5，状态值为0.279 7，响应值为0.245 7，综合值为0.800 9。
3.2 结果与讨论
总体上看，2013—2016年沁源县土地生态安全等级均为Ⅳ，系统状态较安全，总体呈波动上升趋势，土地生态综合值从0.772 7增加到0.800 9。其中，在2015年出现小幅下降，虽影响不大，但需引起注意。从PSR各项分析来看，土地生态安全综合值的变化主要受响应值的影响。2013—2016年，沁源县土地生态压力值与状态值保持小幅上涨，基本平稳，但响应值出现波动，主要体现在2015年响应值由0.249 7降至0.236 0。主要是因为经济密度降低，建设用地分散，应合理规划，提高土地利用集约度。此外，在2013—2016年，压力值一直在上升，从0.269 4增加到0.275 5，增加了0.006 1，说明人口增长和城镇化对土地和生态造成的压力并没有得到缓解。沁源县是林业大县，耕地较少，需合理利用土地，保护生态。
4 结束语
基于县域土地与生态系统的关系，构建了生态安全评价模型，包含12项具体指标。指标体系较为精简，保证了数据的可获取性。然而，评价指标不够全面且选取的时间跨度较小，今后可以加强对更大范围区域的研究，或者加入对同一研究区域、不同研究方法间的横向比较，增加评价结果的全面性和可靠性。
参考文献：
[1]杨春红，张正栋，田楠楠，等.基于P-S-R模型的汕头市土地生态安全评价[J].水土保持研究，2012，3（23）：221-236.
[2]王蓓华.基于PSR模型的县域土地生态安全时空变化研究——以武安市为例[D].北京：中国地质大学，2014.
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