土地生態(tài)安全的現(xiàn)狀與對策

一、土地生態(tài)安全評價及區(qū)劃研究現(xiàn)狀土地資源與人類的生存和發(fā)展密切相關，是人類生存的基礎。人類與土地的關系是整個人類社會經濟發(fā)展過程中最基本的生產關系。隨著人口急劇增長以及工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展,人類對土地的需求大幅增加,土地的經濟價值得到了充分體現(xiàn)。與此同時,一些不合理的土地利用方式導致土地覆被變化加快,產生了諸如森林破壞、生物多樣性減少、水土流失,土地沙化和荒漠化、非農用地快速增加等問題,影響和制約著人類的生存與發(fā)展,使人地關系矛盾極為突出。在此背景下,土地資源作為人類生存與發(fā)展最基本的資源環(huán)境基礎越來越為人們所認同,土地生態(tài)安全問題受到國內的普遍關注。土地資源生態(tài)安全的評價以及土地生態(tài)安全區(qū)劃工作,能深度剖析土地資源開發(fā)利用的狀況,為我國各級政府部門的土地利用規(guī)劃編制工作提供科學依據。中國現(xiàn)有的土地利用規(guī)劃編制體系包括5個等級:國家級、省(自治區(qū)、直轄市)級、市(區(qū))級、縣(市、區(qū))級、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))級。由于中國土地利用規(guī)劃編制工作是自上而下開展的,以往的土地利用規(guī)劃編制工作主要在國家級、省級、市級、縣級4個層面開展。已有土地生態(tài)安全評價及其區(qū)劃研究以大區(qū)域尺度為研究對象,主要側重于國家級、省級、市級、縣級這4個層面。鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃編制是我國5級土地利用規(guī)劃編制體系中最基層部分,編制工作剛剛起步。到目前為止,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全評價及區(qū)劃方面的研究較少。本研究借鑒已有土地生態(tài)安全評價及區(qū)劃方法的研究成果,構建鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全評價及區(qū)劃方法,為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃編制提供依據。二、國內生態(tài)安全研究生態(tài)安全的研究源于20世紀80年代末期,1989年國際應用系統(tǒng)分析研究所(IASA)認為,生態(tài)安全是指在人的生活、健康、安樂、基本權利、生活保障來源、必要資源、社會秩序和人類適應環(huán)境變化的能力等方面不受威脅的狀態(tài),包括自然生態(tài)安全、經濟生態(tài)安全和社會生態(tài)安全,組成一個復合人工生態(tài)安全系統(tǒng)。國內對生態(tài)安全的研究始于20世紀末期,其背景是我國生態(tài)環(huán)境惡化,生態(tài)赤字膨脹,自然災害加劇以及我國西部大開發(fā)進程中面臨生態(tài)環(huán)境保護和建設的問題。通過分析過去10年的文獻,生態(tài)安全的概念基本達成共識,它被界定為國家或地區(qū)的生態(tài)環(huán)境資源狀況能持續(xù)滿足社會經濟發(fā)展需要,社會經濟發(fā)展不受或少受來自于資源和生態(tài)環(huán)境的制約與威脅的狀態(tài)。這一界定大致包括兩個方面的內涵:一是生態(tài)安全包含生態(tài)系統(tǒng)自身的安全(自身結構不受破壞);二是生態(tài)系統(tǒng)對于人類生存發(fā)展的安全(生態(tài)系統(tǒng)的功能不受損害的前提下,其提供的服務能滿足人類的生存和發(fā)展需要)。土地生態(tài)安全的概念是基于生態(tài)安全的概念提出的。一般而言,土地生態(tài)安全是指一定時空范圍內,通過對土地資源的合理利用和管理,使土地生態(tài)系統(tǒng)能夠保持自身結構與功能不受威脅或少受威脅的健康、平衡的狀態(tài),并能夠為保障人類社會經濟可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定、均衡、充裕的自然資源,從而維持土地自然以及社會經濟復合體長期協(xié)調發(fā)展的狀態(tài)。三、農村地區(qū)的生態(tài)安全結構評價方法和系統(tǒng)(一)評價指標體系的建立依據土地生態(tài)安全的概念,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全評價指標的選擇不僅要考慮土地的自然生態(tài)安全狀態(tài),更要反映出對土地對經濟、社會潛在的影響。綜合國內已有生態(tài)安全評價的相關研究成果,迄今沒有形成統(tǒng)一的指標體系,以往各項研究建立的指標體系的共性在于:從土地自然安全、土地經濟安全、土地社會安全三個方面構建指標體系,這與土地生態(tài)安全概念基本吻合。但存在的問題是:在以往的研究中,土地經濟安全、土地社會安全指標界限并不十分清晰,如城鎮(zhèn)化水平在有的研究中屬經濟安全指標,而在有的研究中屬社會安全指標。有鑒于此,本研究將土地經濟安全、土地社會安全指標進行歸并,形成土地人文安全指標。本研究在構建評價指標時盡可能使指標間相互補充,上下層次分明,保證指標值具有縱向、橫向可比性,選用相對指標(如人均指標、百分率指標)。遵循以上原則,本研究從土地自然安全系統(tǒng)、土地人文安全系統(tǒng)兩方面建立鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)環(huán)境安全評價指標體系(見表1)。該指標體系由目標層(A)、準則層(B)和指標層(C)組成。目標層(A)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全評價指數為目標,用以綜合表征土地生態(tài)環(huán)境安全態(tài)勢;準則層(B)分為土地自然安全系統(tǒng)、土地人文安全系統(tǒng),指標層(C)為整個指標體系最基本的層面。(二)評價方法比較土地生態(tài)安全評價方法主要有“基準值—實測值”比較法、BP神經網絡方法、GIS評價方法、灰色模糊評價法]、主成分分析法等。在這些方法中,“基準值—實測值”比較法是一種普適性較強的土地生態(tài)安全評價方法。本研究借鑒“基準值—實測值”比較法對鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全進行評價,其具體方法及步驟如下:(1)人文特征差別基準值需結合中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)的實際情況來確定,由于中國有4萬多個鄉(xiāng)鎮(zhèn),不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自然綜合體特征以及人文特征差別較大,難以為中國4萬多鄉(xiāng)鎮(zhèn)確定統(tǒng)一的基準值。為此,在中國三級區(qū)劃中,對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全的評價,其基準值最好取比鄉(xiāng)鎮(zhèn)高1～2級行政單元(如縣級、省級)的平均值較為合適,因為這樣能保證基準值與鄉(xiāng)鎮(zhèn)自身的自然綜合體特征以及人文特征保持一致。(2)對應指標安全度設xij為第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j項指標的實際值,xsij為對應評價指標的基準值,Pij為對應指標的安全度,0≤Pij≤1,則:①對于正相關性指標:當xij≥xsij,則Pij=1;當xij<xsij,則Pij=xij/xsij;②對于負相關性指標:當xij≤xsij,則Pij=1;當xij>xsij,則Pij=xsij/xij。(3)計算指標權重科學確定各指標權重對生態(tài)安全評價至關重要,確定指標權重的主要方法有:層次分析法(AHP)、特爾菲法(Delphi)、主成分分析法(PCA)、因子分析法(FA)以及熵權系數法。在這些方法中,層次分析法(AHP)和特爾菲法(Delphi)確定指標權重時具有較大的主觀性,主成分分析法(PCA)、因子分析法(FA)在確定權重時計算方法復雜,計算量較大。采用熵權系數法計算各指標的權重在保證科學性的同時能大大減少計算量。因此,本研究選擇熵權系數法來確定指標的權重。其原理是:對某一項指標而言,評價指標值間的差距越大,說明指標在綜合評價中所起的作用越大,如果差異為零,表明該指標在綜合評價中不起作用。根據各項指標的差異程度,可客觀地計算出各項指標的權重,為多指標綜合評價提供依據。其步驟和方法如下:對評價指標進行綜合標準化,公式:pij=xijn∑i=1xijpij=xij∑i=1nxij式中:pij為第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j項指標標準化后所得值;xij是對應指標的原始數據;i=1,2,3…,n。②計算第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j項指標的熵值eij=-kn∑i=1pijlnpijeij=?k∑i=1npijlnpij,令k=1lnnk=1lnn,則0≤ei≤1;③計算第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j項指標的差異性系數gij=1-eij;④計算第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j項標的權重Wij=gijn∑i=1gijWij=gij∑i=1ngij。按照以上步驟和方法,結合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的具體數據能計算出鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全評價各項指標的權重。(4)評價指標和評價標準在土地生態(tài)環(huán)境安全評價指標體系中,每一項指標都可從不同側面反映土地生態(tài)環(huán)境安全狀況,為了全面反映土地資源生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的總體安全狀況,可以采用綜合指數加權法來計算鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地生態(tài)安全程度,其計算公式如下:單項指標的安全指數:Iij=Wijpij土地綜合利用安全指數:Ι=n∑i=1WijpijIij為第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j項指標的安全度指數;Wij為對應指標的權重;Pij為對應指標的安全度。I為所有指標土地綜合利用安全指數。綜合評價指數越大,表示土地生態(tài)安全程度越高。根據以往研究的經驗,本研究確定5級評價標準(見表2):a.評價指數I≥0.9時,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全為安全級;b.評價指數0.8≤I<0.9時,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全為較安全級;c.評價指數0.6≤I<0.8時,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全為敏感級;d.評價指數0.4≤I<0.6時,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全為風險級,評價指數I<0.4時,鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全為惡化級。(二)市級土地的生態(tài)安全分類1.區(qū)分的目鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全區(qū)劃是為了揭示土地生態(tài)安全狀況的區(qū)域分異特征和規(guī)律,以便因地制宜地進行生態(tài)治理以及為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃編制提供依據。2.區(qū)分原則(1)土地生態(tài)安全的穩(wěn)定性在鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全區(qū)劃時,必須注意鄉(xiāng)鎮(zhèn)內部各村莊的土地生態(tài)安全特征的相對一致性。在突出鄉(xiāng)鎮(zhèn)內部各村莊相似性的基礎上,力求抓住鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的差異性,使各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的特點鮮明,從而為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃提供依據。(2)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃為方便各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃的制定,在區(qū)劃時盡可能保持鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃的完整性,不打破鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政界限。雖然這樣可能會在一定程度上降低區(qū)劃的準確性,但卻增加了區(qū)劃的可操作性和應用性。(3)鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地區(qū)劃如果某一鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)安全評價的指標基準值為該鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在省級層面的平均值,那么在開展鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地區(qū)劃時,應從省級層面開展,即對全省所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行區(qū)劃。3.土地人文生態(tài)安全指數的劃分依據土地生態(tài)安全評價結果對鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全格局進行區(qū)劃。包括大類劃分和亞類劃分。大類依據表2中鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全綜合指數劃分為5類:惡化級、風險級、敏感級、較安全級以及安全級。亞類依據鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然生態(tài)安全指數In(n代表Nature)以及土地人文生態(tài)安全指數Ih(h代表Human)的大小進行劃分。a.對于安全級以及較安全級兩大類來說,當In=Ih(大致相等)時,視為自然生態(tài)、人文生態(tài)系統(tǒng)效益均衡發(fā)展類(記為NH—);當In>Ih時,視為自然生態(tài)系統(tǒng)效益突出類(記為H—);當In<Ih時,視為人文生態(tài)系統(tǒng)效益突出類(記為H—)。b.對于敏感級、風險級、惡化級3大類來說,當In=Ih(大致相等)時,視為自然生態(tài)、人文生態(tài)系統(tǒng)均脆弱誘發(fā)敏感、風險、惡化類(記為NH—);當In>Ih時,視為人文生態(tài)系統(tǒng)脆弱誘發(fā)敏感、風險、惡化類(記為H—);當In<Ih時,視為自然生態(tài)系統(tǒng)脆弱誘發(fā)敏感、風險、惡化類(記為N—);整個區(qū)劃的技術路線參見圖1。四、土地利用安全評價為驗證鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全評價方法的可操作性,本研究選擇云南省祿勸縣的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行生態(tài)安全評價。由于受數據獲取的限制,本研究選擇了2006年一些代表性強的指標對祿勸縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行土地生態(tài)安全評價,這些指標包括:25度以上坡耕地占耕地面積比重、年均降水量、人均林地面積、人口密度、農民人均純收入、人均耕地面積、人均糧食產量、人口城鎮(zhèn)化率、人均農林牧副漁產值以及人均工業(yè)總產值共10個指標。所有指標的基準值為2006年云南省平均值(見表3)。采用表3的基準值與各指標的實際值進行比較并計算各指標的安全度計算,其結果見表4。采用熵權系數法計算各指標的權重(見表5)。將各指標的生態(tài)安全度與其權重結合計算出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合土地利用安全指數(見表6)。將表6和表2結合對祿勸縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全格局進行大類區(qū)劃(見圖2),依據自然、人文生態(tài)安全度指數的大小進行亞類區(qū)劃(見圖3)。從圖2來看,祿勸縣16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)安全格局包括較安全級、敏感級以及風險級3個大類,不存在惡化級以及安全級兩大類。在16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中,僅有屏山鎮(zhèn)屬較安全級水平,這從總體上表明祿勸縣土地利用生態(tài)安全狀況令人擔憂。從圖3來看,祿勸縣16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)安全格局的亞類包含N—較安全級、H—敏感級以及H—風險級3種類型,這表明祿勸縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地自然生態(tài)安全狀況均優(yōu)于人文生態(tài)安全狀況,這與祿勸縣是國家級貧困縣也基本吻合。由于祿勸縣所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然生態(tài)安全狀況均優(yōu)于人文生態(tài)安全狀況,這導致亞類也僅有3類。五、本研究的思路和目標通過以上方法對祿勸縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)安全進行評價及區(qū)劃可能存在以下不足之處:第一、在指標的選擇上,一些重要的土地人文生態(tài)安全評價指標(如公路密度、人均建設用地面積等)因受收集數據的制約,未被選入指標體系,這可能導致評價結果中出現(xiàn)Ih值偏小的問題,進而影響亞類的劃分。第二,選擇云南省平均水平作為各指標的基準值,基準值可能過高(因為祿勸縣是國家級貧困縣)。為使評價和區(qū)劃更為準確,應該采取兩套方案,即分別選用