基于DPSIR修正模型下的土地生态安全评价

摘要：提出基于物元可拓理论与耦合协调性分析相结合的DPSIR修正模型对土地生态安全进行评价，以舟山市为例进行了实证研究。研究结果表明：①2001-2005年，经济的迅猛和粗放式发展使舟山市土地生态不断恶化，并在2005年集中爆发。②自2009年始，经济进一步发展带来的问题使得单一的措施难以解决复杂的实际问题。本次研究采用的模型，既保留了物元分析能够无丢失、全面评价对象现状的特点，又有耦合协调分析能够对对象做出动态评价的特点。该修正模型对城市土地生态安全的现状与对策研究具有积极意义。

关键词：土地生态安全；DPSIR修正模型；物元分析法；耦合协调分析；舟山市

中图分类号：X24；X826；F301 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4158-07

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.021

土地作为人类生存发展的重要基础和不可再生的主要资源，是一个国家或区域发展的根本性制约因素。20世纪70年代以来，随着中国城镇化进程的迅猛推进，社会经济快速发展，早期粗放式经济发展模式带来的土地生态安全问题逐渐显露并持续恶化。学界关于土地生态安全问题的研究也日益增加。土地生态安全是生态安全领域下属的一个概念，目前并没有一个公认的界定，但一般意义上包括以下3点：一是土地生态系统自身的健康和可持续，二是土地资源（或土地生态系统）为人类的生存和发展提供稳定的生态服务或保障，三是在确保土地生态系统自身健康和可持续的前提下，土地生态系统能够提供给人类生态服务[1]。本研究基于第三点对土地生态安全展开研究。在当前中国大力推进城镇化并以此拉动内需的大背景下，城镇化对土地资源的需求急剧增长。准确评价一个城市的土地生态安全并以此做出对策分析，对科学推进城镇化进程具有重要意义。

土地生态安全指标评价体系构建和各指标权重科学确定是评价工作的基础，科学的评价方法是研究结果是否全面、科学、准确的决定性因素。在指标体系构建方面学界目前主要采用EES模型、PSR模型、DPSIR模型，其中DPSIR模型是由联合国粮食与农业组织基于原有PSR模型存在不能把握系统结构和决策过程、人类活动对环境的影响只能通过环境状态指标间接地表述等缺点，对PSR模型进行进一步修正所提出[2]。基于EES模型，部分学者采用熵权法与物元分析法相结合、熵权法与集对分析法相结合或层次分析法与物元分析法相结合的模型对土地生态安全进行评价[3-5]。在PSR模型方面，有学者基于熵权法、层次分析法或熵权法与层次分析法相结合的权重计算方法，分别与综合指数法或物元分析法相结合得到评价模型[6-9]。另有学者基于DPSIR模型提出DPSIR模型与TM影像或TOPSIS模型相结合的修正模型[10-11]。在综合考量各个模型的优劣后，本研究提出基于物元可拓理论与耦合协调分析的DPSIR修正模型对土地生态安全进行评价。DPSIR模型构建的指标体系充分、全面地反映了土地生态安全现状及各指标间的联系，使指标具有准确的评价能力。采用熵权法对权重进行计算能够保证其客观性和科学性[12，13]。物元分析法与耦合协调分析相结合的评价模型兼具物元分析法能够无丢失地准确反映实际情况的特点和耦合协调分析能够对各系统间联系做出动态评价的特点。模型全面、准确地反映了土地生态安全现状，并能够基于各系统间的动态联系提出科学的应对建议。本研究尝试采用该修正模型对舟山市土地生态安全做出评价。

1 基于DPSIR模型的评价指标体系构建

研究基于DPSIR模型的内涵构建指标体系，并按照模型对各系统间应具有内在联系的要求，分别从生态敏感地减少、土地污染压力增大与生物多样性栖息地减少3个方面选取指标。在具体指标的选取思路上，以土地污染压力增大方向为例，以单位土地废水负荷作为土地污染压力增大的替代指标，并以此为核心选取链式的5个指标：工业总产值、废水排放总量、单位土地废水负荷、粮食作物总产量、企事业单位污染治理资金。工业的发展会引起废水的增加。因此，工业总产值为驱动力，废水排放总量增加为驱动力造成的压力。在土地面积不变的情况下废水排放总量增加会导致单位土地废水负荷的加大，即压力改变状态。土地状态的变化会影响粮食作物的产量，并直接影响人类的生存，即状态产生影响。人类在感知到影响后采取措施，加大污染的治理力度，增加治理资金以作为响应，即影响带来响应。此外，在生态敏感地减少方面，研究选用水土流失面积作为生态敏感地减少的替代指标，以此为核心指标选取5个链式指标：全社会固定资产投资、除绿地外建设用地面积、水土流失面积、治理水土流失面积、当年围垦已利用面积。在生物多样性栖息地减少方面，选取建成区绿化覆盖率作为生物多样性栖息地减少的替代指标，以此为核心选取5个链式指标：总人口增长率、城市征用土地面积、建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、造林面积。在指标性质上，正向安全性指标定义为指标值越大土地生态越安全，负向安全性指标定义为指标值越大土地生态越不安全。在指标权重的确定上，研究选用熵权法进行计算。具体权重的计算不再做过多的介绍。基于上述说明，得到土地评价体系（表1）。

3 舟山市土地生态安全实证研究

3.1 研究区域概况及研究数据来源

舟山市位于浙江省东北部，地处北纬29°32′-31°04′，东经121°30′-123°25′。行政区划为全部舟山群岛，有大小岛屿1 391个，其中有人居住的岛屿103个，礁3 306座。全市东西长182 km，南北宽169 km，区域总面积2.22万km2，其中海域面积2.08万km2，土地面积1 440.12 km2，海岸线总长2 444 km。历年平均降水量1 356.3 mm。2010年舟山市地区生产总值为644.3亿，其中第一产业占9.6%，第二产业占44.5%，第三产业占44.9%，工业与服务业发达。2010年第六次人口普查，全市常住人口为112.13万人。

4 小结与讨论

本研究基于舟山市案例，将DPSIR模型、熵权法、物元分析法与耦合协调分析有机结合。在指标的选取方面采用DPSIR模型对指标体系进行构建。选取的指标科学、合理，对舟山市土地生态安全具有准确的评价能力。采用熵权法对指标的权重进行计算。熵权法基于信息论的基本原理，在指标权重的计算上有着客观准确的优势。在评价方法上，本研究提出了结合物元分析法与耦合协调分析的综合评价模型对对象进行评价，得到如下结论。

1）研究利用该模型全面地分析了舟山市土地生态安全现状及各系统间的动态联系，研究结果与舟山市土地生态安全现状基本吻合。对于舟山市现存的发展困境，建议制订系统的、全面的宏观性战略，尤其要重视土地的污染问题和生物多样性栖息地的保护重建工作。此外，在产业结构上舟山市应大力发展第三产业并减少工业的比例。

2）该模型既保留了物元分析能够无丢失地全面评价对象现状的特点又有耦合协调分析能够对对象做出动态评价的特点。在处理生态安全问题上，将抽象的、难以界定的土地生态安全系统化、简单化，将定性的生态安全量化、数据化。同时，将一个个单独的问题纳入一个整体，从整体上考虑处理方案，这对发现问题和解决问题起到很大的助力。但是，就目前而言，中国在一些指标上缺少完善和准确的评定标准。因此，该模型在构建经典域与节域方面存在缺陷和遗憾，部分指标在经典域和节域的划分上只能参考以往学者在相关方面的研究以及其他地区在这些指标上的实际值。经典域与节域的不完善会对土地生态安全的评价产生一定的影响，但是相信随着学界对土地生态安全研究的深入，对指标的评价标准将会愈加明确，而该修正模型也将更具借鉴意义。

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