2021-4-10 | 農業
耕地生態安全是耕地保護的基本內容,是耕地生產力的基礎,對其進行評價,有利于協調人地關系,保障糧食安全,對實現土地資源乃至整個區域社會經濟持續健康發展,構建和諧社會具有重要的意義[1]。目前,對于耕地生態安全方面的研究還是一個新的領域,相關研究主要集中于土地生態安全方面。土地生態安全來源于近年來興起的“生態安全”研究[2],概念雖不統一但內涵基本一致:一是土地生態系統自身是否安全,即其自身結構是否受到破壞,其生態功能是否受到損害;二是土地生態系統對人類的生產和生活是否安全,以及土地生態系統所提供的服務是否滿足人類的生存需要[3]。本文基于土地生態安全的內涵,將耕地生態安全界定為:耕地生態環境處于一種不受威脅或少受威脅的狀態,耕地生態系統穩定,可供利用的自然資源充足,生態環境無污染。國外學者對耕地生態安全的研究主要是將耕地生態安全與可持續利用相結合進行系統研究[4-5],國內學者對于土地生態安全的研究比較多見,研究對象大多集中于某一區域或不同功能的土地類型,如城市、草原、流域等[1,6-9],以耕地為對象的生態安全研究相對較少,主要集中在耕地生態安全的概念及內涵分析[10-11],評價指標選取以及指標體系構建[12-13],區域生態安全現狀評價與格局研究[14]等方面。松嫩高平原黑土區位于中國的大平原之一松嫩平原東部,土壤肥沃,有機質含量高,腐殖質深厚,是我國重要的商品糧基地。本文選取松嫩高平原典型的黑土區綏化市為研究區,從宏觀和中觀層面出發,根據“壓力—狀態—響應”(P—S—R)三方面選取20個具有代表性的指標構建耕地利用生態安全評價指標體系,運用多因素綜合評價法對綏化市耕地利用生態安全進行評價,并采用主成分分析法對耕地生態安全驅動力進行分析,探尋影響耕地生態安全的敏感因子,以期從根本上測度和診斷影響耕地生態環境變化的真正原因,為提高區域生態環境水平以及實現其耕地可持續利用提供重要參考。
1研究區概況
綏化市位于松嫩高平原中部,東經124°13′—128°30′,北緯45°03′—48°02′,地勢東北高、西南低,是松嫩高平原黑土區內具有很強代表性的區域,也是黑龍江省13個地級市(區)之一,下轄1個區、3個縣級市和6個縣。2009年末,綏化市土地總面積34854km2,其中耕地面積165.74萬hm2,占土地總面積的47.55%,年末總人口580.2萬人,其中農業人口比重達到73.2%;地區生產總值由2001年的339.6億元增加到2009年的605.9億元,其中,第一產業總產值由98.7億元增加到208.7億元。綏化市地勢平坦,土質優良肥力較高,日照時間長且雨量充沛,適于糧食作物和經濟作物生長,是國家儲備糧大區之一。2000年,國家環境保護總局正式批準綏化市為全國生態示范區建設試點,其綠色產業的發展進入了正規化,2001—2009年,糧食商品率由60%提高到80%以上,糧食總產量由467.1萬t增加到1119.43萬t,占黑龍江省糧食總產量的1/4。
2耕地生態安全評價指標體系的構建
目前,國內外關于構建耕地生態安全評價指標體系還沒有共識。本文在選取評價指標時,從研究區人與環境系統的相互作用與影響出發,考慮了耕地資源承受的壓力及其對耕地質量的影響,以及社會對這些變化的影響,在綜合國內外相關的研究成果基礎上[15-17],結合研究區實際情況,從壓力、狀態、響應三個準則層選取了20個評價指標構建研究區生態安全評價指標體系,詳見表1。
3研究區耕地生態安全評價
3.1數據來源
本文基礎數據來源于2001—2009年綏化市國民經濟和社會發展統計公報、《黑龍江統計年鑒》(2002—2010),部分指標數據由原始數據整理計算得到,限于篇幅原因不一一列出。
3.2數據的標準化處理
生態安全評價是多指標綜合評價,指標間缺乏統一的度量標準[18]。為了消除不同量綱對評價結果的影響,本文采用極差變換法對所選指標原始數據進行標準化處理,便于進行指標值對比和綜合測評分析。
3.3權重的確定
本文采用主客觀綜合賦權法確定指標權重,將層次分析法和熵值法相結合,綜合考慮主觀意向和客觀數學理論,突破單一方法確定權重的局限,客觀地反映各指標層對目標層的影響度(表2)。(1)層次分析法確定的指標權重向量為W1=(W1W2…W20);熵值法確定的指標權重向量值為W2=(W*1W*2…W*20)T;(2)確定組合權重向量WC=(WC1WC2…WC20)T,令:WC=θ1W1+θ2W2,其中θ1、θ2為組合權系數向量的線性表出系數,θ1,θ2≥0,且滿足單位化約束條件:θ21+θ22=1。對原始數據作無量綱化處理以及對θ1、θ2進行歸一化處理,按照上述確定組合權重方法計算得出生態安全評價指標的組合權重值。
3.4綜合評價值的確定
根據標準化后數據和指標層的權重,計算指標層中各因素的綜合評價值,通過指標層中各因素的評價值和對目標層的權重,計算得出2001—2009年綏化市耕地生態安全的最終評價值。Di(ω)=∑nj=1Xij×Wji=1,2,…,m;j=1,2,…,n式中:Di(ω)———綜合評價值;Wj———第j個指標的權重;Xij———第i個指標的標準值;n———指標個數。綜合評價值的大小反映了各年份耕地生態安全的高低程度。評價值越大,安全性越高;評價值越小,安全性越低(表3)。