基于PSR模型的農牧交錯區土地生態安全評價
——以呼和浩特市為例

耿金燕

（貴州省黔西南州不動產登記事務中心 貴州興義 562400）

我國農牧交錯區面積廣大，長期墾種農作和超載放牧，使其面臨的土地利用問題比一般地區更加嚴峻，是顯著的生態脆弱區[1]。在生態文明建設理念下，為保護脆弱的土地生態環境，合理利用有限而寶貴的土地資源，亟須對其土地生態安全開展評價。目前，雖已有學者對呼和浩特市土地生態安全評價進行研究[2-3]，但其研究未涉及下轄縣（旗）土地生態安全的分析，在具體結果應用方面分析還不完整。呼和浩特市下轄各縣（旗）由于資源稟賦和土地利用程度存在差異，面臨著不同的生態問題，對各縣（旗）的土地生態安全還需進一步研究，希冀評價結果能為促進呼和浩特市及各縣（旗）土地資源功能維持，保障社會經濟與農業可持續發展以及制定調控措施提供科學依據。

1 研究區概況

呼和浩特市地處中國北部邊疆，歐亞大陸內部，是我國北方沿邊地區重要的中心城市，隸屬內蒙古自治區，是我國北方典型的農牧交錯地區。其地理坐標為110°46′～112°10′E，40°51′～41°8′N，年平均降水量在335.2 mm～534.6 mm之間。呼和浩特市下轄土默特左旗、武川縣、和林格爾縣、清水河縣、托克托縣5個縣。呼和浩特市及下轄各縣的生態環境較為脆弱，在生產經營上也具有農牧過渡性，經濟基礎薄弱，農牧生產條件滯后，生態環境惡劣，土地利用方式和程度發生深刻變化，存在土地退化、荒漠化等環境問題。

2 數據來源

研究的相關數據主要來自2008年—2017年的《內蒙古統計年鑒》《呼和浩特統計年鑒》《呼和浩特市國民經濟與社會發展統計公報》，以及呼和浩特市政府報告、官方網站公布的數據。

3 研究方法

“壓力-狀態-響應”（PSR）模型因其較好地反映了生態系統中各個因子之間的關系而被廣泛認可和使用[4]。壓力指標是指造成土地退化和生態系統功能受損的因素；狀態指標是指自然資源和環境所處的現狀；響應指標是指人類在壓力和狀態下，所采取的促進生態系統改善和恢復的措施。

3.1 評價指標體系構建

結合呼和浩特市生態安全特點，參考其他學者的研究[5-6]，選取24個指標，構建呼和浩特市土地生態安全評價指標體系（見表1）。正向指標表示該指標有利于土地生態安全狀況的維護和改善，負向指標表示該指標對土地生態安全狀況有威脅作用。

3.2 土地生態安全計算

3.2.1 評價矩陣構建

構建樣本矩陣Q：

式中，Qij表示第i年的第j項指標的實際值。

3.2.2 指標標準化

采用極差法得到矩陣P：

正向指標：

負向指標：

式中：Pij表示各指標標準化后的值，Pij∈（0，1）；Qijmax、Qijmin分別表示第j項指標的最大值和最小值。

3.2.3 指標權重確定

為了使評價結果能夠更加準確地反映呼和浩特市土地生態安全狀況，本研究選用層次分析法和熵權法各取權重0.5，加權綜合確定各指標權重。一方面反映專家經驗，另一方面充分挖掘各指標原始數據信息。

（1）層次分析法

層次分析法[7]是利用定性與定量相結合的方式，系統化、層次化地解決多目標決策問題的一種方法。

（2）熵權法

熵權法[8]是計算綜合指標的數學方法，通過綜合各種指標提供的信息量而較為客觀準確地得到各指標權重值。

k=1/lnm，當Dij=0時，令lnDij=0，

式中：Dij表示比重，bj表示第j項指標的熵值，Wj表示第j項指標的權重，m表示研究期，j表示指標個數。

采用層次分析法和熵權法確定綜合權重，詳見表1。

表1 土地生態安全評價指標及權重

3.2.4 土地生態安全指數確定

式中：X表示土地生態安全綜合指數，Wj表示第j項指標的權重，Pij表示第i年的第j項指標的標準化值。

3.3 評價劃分標準

參考其他學者的研究[9-10]，依據呼和浩特市生態安全狀況，將土地生態安全評價標準劃為5個等級，如表2所示。

表2 呼和浩特市土地生態安全等級劃分

續表2 呼和浩特市土地生態安全等級劃分

4 結果與分析

4.1 呼和浩特市生態安全評價

4.1.1 綜合安全值分析

表3為呼和浩特市土地生態安全值計算結果，可以看出2016年土地生態綜合安全值最高，為0.598 9。2007年—2013年，綜合安全值呈現平穩增長趨勢，2014年相比2013年略有下降，2014年—2016年保持平穩增長狀態。

表3 呼和浩特市土地生態安全值

4.1.2 壓力安全值分析

土地壓力安全值呈下降趨勢，從2007年的0.349下降至2016年的0.133 9，下降了0.215 1。在此期間，2014年的壓力安全值最低，為0.074 9。2014年，呼和浩特市化肥施用量比2013年增長3.11%，增長率最大；2014年年底牲畜量為261.2萬頭，為2007年—2016年間的最大值。2014年以后，壓力安全值呈小幅回升趨勢。相比2007年，2016年呼和浩特市的農藥使用量從276萬t上升至458萬t，增長65.94%，化肥施用量、廢水排放量分別增長47.34%、79.66%。

4.1.3 狀態安全值分析

2007年—2016年間土地狀態安全值整體呈上升趨勢，其中，僅2010年的狀態安全值相比2009年略有下降，下降幅度為7.51%。單位固定資產投資從2007年的254萬元/km2增加至2016年的643萬元/km2，增長153%。此外，相比2007年，2016年的人均GDP、牧區家庭人均純收入指標值分別增長145%和137%。

4.1.4 響應安全值分析

2007年—2016年間土地響應安全值整體呈上升趨勢，上升了0.254 9。有效灌溉面積從1 899.6 km2增加至2 032 km2，增長率為6.97%。城市建成區造林面積增加，從2007年的600 km2增加至2016年的616 km2，森林覆蓋率提高。2016年的城市污水日處理能力是2007年的2.8倍。

近年來，呼和浩特市騰出大量耕地用于退耕還林還草，開展植樹造林和生態建設，保障了退耕還林政策的有效落實，使生態環境得到了修復，土地生態安全狀況在一定程度上有所改善。然而，由于人口的不斷增長，以及化肥施用量、農藥排放量、廢水排放量的增加等壓力因素，使得呼和浩特市的土地生態安全仍面臨較大挑戰。

4.2 各縣（旗）生態安全評價

如圖1所示，總體來看，2007年—2016年間，清水河縣的綜合安全值變化最大，土地生態壓力安全值下降，狀態安全值和響應安全值上升。土默特左旗的綜合安全值變化幅度居中，壓力安全值下降，狀態安全值和響應安全值上升，土地生態抗外界干擾的能力增加?？梢钥闯?，隨著社會經濟的發展，人們的收入增加了，農業技術投入加大，狀態安全值增大。隨著社會投資不斷增加，人均耕地面積增加，土地的供養壓力減小。

圖1 各縣土地生態安全值變化趨勢

清水河縣的綜合安全值變化最大，上升了0.231 7，土地生態壓力安全值下降了0.084 8，狀態安全值和響應安全值分別上升0.156 8和0.159 7。該縣的人口密度從49.63人/km2上升至64.57人/km2，化肥施用量從0.21 t/hm2上升至0.27 t/hm2，壓力安全值呈下降趨勢；單位固定資產投資從43萬元/km2增加到82萬元/km2，農牧區家庭人均收入從3 080元增加至6 331元。

武川縣的綜合安全值變化較大，上升了0.205 8，壓力安全值下降了0.063 3，狀態安全值和響應安全值呈上升趨勢，分別上升了0.127 9和0.141 2。土地生態安全等級從風險級變為敏感級，等級有所上升。農業機械化水平從0.012 kW/km2提高到0.29 kW/km2，人均糧食產量由452 kg/人上升至461 kg/人，糧食單產從0.05 t/km2上升至0.22 t/km2。農業耕作效率的提高，減輕了土地的供養壓力。

土默特左旗的綜合安全值變化幅度居中，上升了0.202 1，壓力安全值下降了0.103 8，狀態安全值和響應安全值分別上升了0.200 6和0.105 2。單位固定資產投資從157萬元/km2增加至297萬元/km2，糧食單產、人均糧食產量等指標值均增加，土地的利用和產出效率提高。2016年的牧區家庭人均收入、人均GDP等指標值呈顯著增長，相比2007年，分別增長95.2%、149.54%。

托克托縣的綜合安全值變化較小，上升了0.195 9，壓力安全值下降了0.103 8，狀態安全值和響應安全值分別上升了0.194 8和0.105 0。2016年人均GDP相比2007年增長了71.56%。

和林格爾縣的綜合安全值變化最小，上升了0.194 9。壓力安全值整體呈下降趨勢，下降了0.171 8；狀態安全值和響應安全值呈上升趨勢，分別上升了0.262 5和0.104 1。壓力、狀態、響應安全值對綜合安全值的貢獻比例為32∶48∶20。人口密度從57.92人/km2上升至58.64人/km2，單位固定資產投資從194萬元/km2增加至390萬元/km2。

隨著城鎮化進程的加快，人口密度增加，各縣（旗）在引進投資，促進產業發展的同時，也給土地生態安全帶來威脅。同時，由于缺乏相應的技術投入和科學管理，使得化肥農藥污染、廢水污染、空氣污染等問題加劇，且未能得到根本解決，導致壓力安全值在10年間雖偶有上升，但整體仍呈現下降趨勢。

5 結論與討論

5.1 結論

通過分析呼和浩特市及其各縣（旗）土地生態安全等級變化，得出以下結論：

（1）2007年—2016年，呼和浩特市壓力安全值呈下降趨勢，狀態安全值和響應安全值呈上升趨勢。

（2）從各縣（旗）來看，5個縣（旗）土地生態安全級別大都處于敏感級。

（3）呼和浩特市處于我國西北干旱農牧交錯區，夏季炎熱少雨，自然環境較為脆弱，仍有土地沙化、荒漠化風險，給土地生態環境帶來較大壓力。但各地加大了污水治理力度和組織開展大規模的植樹造林活動，城市污水處理能力也日漸提高。

5.2 建議

（1）綜合開發利用資源，加大農業技術投入，提高規?；B殖水平，調整優化畜禽養殖區域布局。

（2）堅持污染治理從源頭控制，提高工業污染排放達標率，引導資源消耗量大的企業進行污染處理，并集中處置農業污染。

（3）堅持生態優先，各縣（旗）結合區域特色，挖掘本地的資源優勢，因地制宜調整產業結構和生產格局。