河南省農用地生態(tài)安全評價(jià)探討

第15卷第1期中國生態(tài)農業(yè)學(xué)報Vol.15 No.12007年1月Chinese Journal of Eco- AgricultureJan.，2007河南省農用地生態(tài)安全評價(jià)探討田克明1王國強2(1.中國科學(xué)院青藏高原研究所北京100085;2. 河南省科學(xué)院地理研究所鄭州450052)摘要從生態(tài)系統完整性要求和評價(jià)結果實(shí)用性角度出發(fā),論述了生態(tài)安全評價(jià)單元的確定,并將河南省18個(gè)地市作為評價(jià)單元,結合農用地生態(tài)安全評價(jià)特點(diǎn),利用多因素綜合評定法和系統聚類(lèi)法相結合方法，借助MAPGIS和SPSS軟件對河南省18個(gè)評價(jià)單元進(jìn)行生態(tài)安全評價(jià),評價(jià)結果在評價(jià)單元較少情況下可體現各級別.差異和級別內評價(jià)單元間良好的相關(guān)性。關(guān)鍵詞河南省農用地生態(tài)安全評價(jià)評價(jià)方法Evaluation on agricultural land ecological security of Henan Province . TIAN Ke Ming' ,WANG Guo- Qiang2(1. Instituteof Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085 , China; 2. Institute of Geography , HenanAcademy of Sciences, Zhengzhou 450052 ,China) , CJEA ,2007,15(1):156~ 158Abstract On the base of existing research achievements and according to the integrity of the eco-system and the practi-cality of evaluating results, this paper describes the division of evaluating units and evaluates the ecological security ofHenan Province 's agricultural land. Compared with the special characters of the eological security evaluation of agriculturalland , each of the existing evaluating methods used for the land evaluation has its shortcomings. This paper integrates themethod of poly-element with the method of systematical polymerization，aided by the software of MAPGIS and SPSS to e-valuate the ecological security of agriculture land of 18 evaluated units in Henan Province. The evaluating results reflect notonly the difference among agriculture land of various levels, but also the obrious relationships among units at the same levelon the condition of lack of evaluating units.Key words Henan Province, Agricultural land ,Ecological security evaluation , Evaluating method( Received March 19 ,2005 ;revised June 4 ,2005)1河南省農 用地生態(tài)現狀及安全評價(jià)2003年河南省農用地(耕地、園地、林地、牧草地、水面)面積1180.85 萬(wàn)hm2,占全省土地總面積的71.35%。全省低產(chǎn)田面積占耕地總面積的35%以上,農業(yè)抗御自然災害的能力較弱,水土流失嚴重,水土流失面積約3萬(wàn)km2,占丘陵山區面積的41%,加上近來(lái)年耕地數量銳減,人地矛盾加劇。導致河南省農用地生態(tài)系統不斷惡化,生態(tài)安全程度降低。1.1農用地生態(tài)安全評 價(jià)單元的確定由于不同地貌部位有不同的小氣候條件.地表水排水條件、潛水的埋藏深度及化學(xué)性質(zhì),加之巖性土質(zhì)的差異,不同地貌具有不同的生物群落和土壤[]。河南省位于我國第二地貌臺階和第三地貌臺階的過(guò)渡地帶,山丘面積占全省總面積的50%左右。因此,按照生態(tài)系統的原理,評價(jià)單元依地貌條件劃分可使生態(tài)評價(jià)單元更具完整性。同時(shí),為了使評價(jià)結果更具實(shí)用性,可利用行政區圖和地貌圖疊加生成評價(jià)單元。但是由于目前很多詳細的數據資料難以收集,本次研究直接將河南省18個(gè)地級市作為評價(jià)單元。1.2評價(jià)指標選取及其權重確定評價(jià)指標太多會(huì )增加評價(jià)的難度及工作量,而真正影響一個(gè)區域生態(tài)安全的因素決定于一些比較重要的指標,因此本研究按照生態(tài)安全評價(jià)的“壓力-狀態(tài)-響中國煤化工生態(tài)安全評價(jià)指標體系,包括農用地資源生態(tài)環(huán)境壓力指標、農用地資源生態(tài)環(huán)MHCNMH(二生態(tài)環(huán)境保護整治能力指標。首先對影響河南省農用地生態(tài)的各因素指標數據飯左國小比幾力仫也導無(wú)量綱化,然后應用收稿日期:2005-03-19改回 8期:2005-06-04第1期田克明等:河南省農用地生態(tài)安全評價(jià)探討157SPSS11.5.0軟件進(jìn)行主成分分析,結合層次分析法確定評價(jià)的指標體系及其權重。結果見(jiàn)表1。表1河南省農用地 生態(tài)安全評價(jià)指標Tab.1 Evaluating indexes of agriculture land ecological security in Henan Province準則層權重因素指標文重闋值CriterionWeightFactorsIndexesThreshold value農用地資0.2973人口壓力0.0419人口自然增長(cháng)率/%0.0105源生態(tài)環(huán)人口密度/km2●人10.0315122境壓力土地壓力人均耕地面積/hm2.人-10.08低產(chǎn)地面積比率/%0.2671水資源壓力0.0782人均水資源量/m3●人11000污染物負荷0.1352廢水排放負荷/:. km~20.021310303.27廢氣排放負荷/t●km-0.012248.62耕地化肥負荷/t●km-20.040226.46耕地農藥負荷/t.km~20.70耕地地膜負荷/t km-20.30農用地資.0.1638資源質(zhì)量0.0546森林覆蓋率/%0.040914.14地面水質(zhì)COD/kg.萬(wàn)元~10.013613.16境質(zhì)量生態(tài)環(huán)境質(zhì)量0. 1092年均溫0.01824年均降水量/mm327.7>10七年積溫/七0農作物戚災竄/%72.81資源生態(tài)0.5390投人能力.0.1348農民人均純收入/元0.0442476環(huán)境保護城市化率1%0.08936整治能力科技能力0.4043廢渣處理率/%0.044200廢水處理率/%100耕地除澇串/%0.0834耕地旱澇保收率/%0.1489農業(yè)勞動(dòng)者素質(zhì)/%11.701.3評價(jià)標準依據安全科學(xué)理論,安全是與風(fēng)險互為反函數的,其中有一定的界線(xiàn),本研究以閾值來(lái)劃分評價(jià)標準。農用地生態(tài)安全閾值根據已有研究成果、國際標準、評價(jià)區域背景和本底標準、評價(jià)區域指標數據的統計特征(即該指標在省內各地市變化范圍內的極差、平均值、均方差)等確定[2.3]。確定的各指標閾值見(jiàn)表1。1.4 不安全指數計算與以往土地評價(jià)中指標指數計算不同,本研究將生態(tài)安全評價(jià)指標分為不利因素和有利因素。各指標.不安全指數應用如下模型計算:設X;(i=1,2,3,.",n)為第i個(gè)評價(jià)指標的值,P(C;)(C;為指標號,i=1,2,3,-,n)為第i個(gè)指標的不安全指數,0≤P(C;)≤1,Xs;為評價(jià)指標的閾值。對于有利因素而言,其閾值為安全的下限,低于該值則不安全。若X;≥Xs,則P(C;)=0;若X; Xs,則P(C})=.30 t氏0.251- Xs;/X;。利用多因素綜合評定法[4]的指數計算0.20 l模型計算各評價(jià)單元綜合不安全指數:0.05 |1=ZP,xx,(1)0.00式中,1為評價(jià)單元的綜合不安全指數,P:為評價(jià)單元第i個(gè)評價(jià)因素因子的權重,X;為評價(jià)單元名稱(chēng)評價(jià)單元第i個(gè)評價(jià)因素因子的分值,n為評中國煤化工從小到大排序)價(jià)單元評價(jià)因素因子的個(gè)數。經(jīng)計算，各評價(jià)單元不安全指數見(jiàn)圖1。YHCNMH Gaosate vlble158中國生態(tài)農業(yè)學(xué)報第15卷1.5評價(jià)單元聚類(lèi)城市名稱(chēng)單元號°___ S1015..2025利用系統聚類(lèi)法[5]的Q型聚類(lèi)對各評價(jià)單元進(jìn)周口地區17:行聚類(lèi)分析,同樣利用SPSS軟件進(jìn)行分析并輸出聚濮陽(yáng)市新鄉市13商丘市類(lèi)結果的樹(shù)狀關(guān)系圖,如圖2。根據評價(jià)單元之間的平頂山市距離,在距離為5~10和10~15之間從整體上分別劃鄭州市出評價(jià)單元的類(lèi)別。- -是劃分為6個(gè)類(lèi)別,即:17、10開(kāi)封市和13,12.9和3,16和5,6.11和1,15.4、8和18,14、洛陽(yáng)市三門(mén)峽市2和7各為一個(gè)類(lèi)別。二是劃分為4個(gè)類(lèi)別,即:17、安陽(yáng)市10和13,12.9和3,16、5.6、11和1,15、8.4、18、14、2許昌市南陽(yáng)市和7各為一個(gè)類(lèi)別。焦作市駐馬店市1.6級別劃分及評價(jià)結果分析信陽(yáng)地區結合不安全指數折線(xiàn)圖上的突變點(diǎn)，選取距離為鶴壁市漯河市10~15的聚類(lèi)結果經(jīng)分析調整后最終將評價(jià)單元劃分為4個(gè)級別(見(jiàn)表2)。生態(tài)安全評價(jià)的不安全指數圄2聚類(lèi)結果樹(shù)狀關(guān)系圉(I)越大,說(shuō)明安全度越低。根據吳國慶對不安全度Fig.2 Arborescent relation chart of cluster的劃分方法[6] ,生態(tài)安全度可分為稍不安全,0<1<0.25;較不安全,0.25<1<0.50;很不安全,0.50<1<0.75;極不安全,0.75<1<1.00。根據評價(jià)結果可看出,河南省農用地生態(tài)狀況整體處于較不安全的表2生態(tài)安全級別劃分狀態(tài),但采取適當的措施和政策可以使其向安全Tab.2 The rank dividing of ecological security方向轉化。從各地市看,濟源市、平頂山市、商丘級別不安全值范圍評價(jià)單元市的農用地生態(tài)狀況比較好,這主要是由于這些LevelRange of no-safe valueEvaluated units0.0000~0. 1500 .3,9,12地區的工業(yè)不太發(fā)達,工業(yè)污染相對較少,森林覆0. 1500 ~ 0.22007,2,14,18,4,8,15蓋率也較其他地市高;其存在的主要問(wèn)題有人口0. 2200 ~0.28001,11 ,6,5,16多導致人均耕地、人均水資源量少“三廢”處理率V0.2800~ 0.300010,13,17低下以及環(huán)保治理、生態(tài)建設投人資金少等。濮陽(yáng)市、新鄉市、周口地區農用地生態(tài)安全度最低。除了農業(yè)人口多而素質(zhì)低的因素外,周口地區耕地使用化肥、農藥和地膜較多,森林覆蓋率低下，“三廢”處理率低,防旱抗災能力低下,環(huán)保治理、生態(tài)建設資金投入.少等是導致農用地生態(tài)環(huán)境惡劣的因素;而濮陽(yáng)市和新鄉市則是由于工業(yè)相對發(fā)達,排放“三廢"較多而“三廢"處理率低,環(huán)保治理、生態(tài)建設資金較少,森林覆蓋率低的緣故。2小結農用地生態(tài)安全評價(jià)與農用地分等定級在等級分布上有很大差別。農用地生態(tài)安全評價(jià)結果不如分等定級具有區域聯(lián)系性,即相鄰或相同級別的區域不- -定相鄰,這主要是評價(jià)因素不一樣,農用地生態(tài)安全評價(jià)更多地考慮人類(lèi)活動(dòng)對農用地的影響,其中選取的很多主要因素如“三廢”排放及處理率等不像自然因素那樣具有地域分異規律,各個(gè)區域不一樣,區域之間也沒(méi)有明顯的規律。土地評價(jià)中經(jīng)常根據評價(jià)單元分值的頻率直方圖劃分等級,但由于農用地生態(tài)安全評價(jià)評價(jià)單元相對較少,在其級別劃分中無(wú)法生成滿(mǎn)足要求的頻率直方圖。而本文中先將各評價(jià)單元進(jìn)行聚類(lèi),再根據評價(jià)單元不安全分值的折線(xiàn)圖突變趨勢互相調整劃分級別,使得級別劃分既體現各級別差異,同時(shí)體現同-.級別內各評價(jià)單元良好的相關(guān)性,還避免了由于評價(jià)單元少而使得級別劃分的困難,得出的評價(jià)結果更具準確性。參考文獻1黃秉維,鄭 度,趙名茶 .現代自然地理.北京:科學(xué)出版社1999.36,56中國煤化工2左偉,王 橋,王文杰,等.區城生態(tài)安全評 價(jià)指標與標準研究.地理3毛文永. 生態(tài)環(huán)境影響評價(jià)概論北京:中國環(huán)境科學(xué)出版杜1998.92YHCNMHG4林增杰.地籍管理.北京:中國人民大學(xué)出版社,1990.158 ~ 1645于秀林,任雪松.多元統計分析.北京:中國統計出版社199.61 ~ 1006吳國慶.農業(yè)可持續發(fā)展的生態(tài)安全研究.中國生態(tài)農業(yè)學(xué)報,2003,11(2):141-143