第15卷第1期中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)Vol.15 No.12007年1月Chinese Journal of Eco- AgricultureJan.，2007河南省農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)探討田克明1王國(guó)強(qiáng)2(1.中國(guó)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(tǒng)完整性要求和評(píng)價(jià)結(jié)果實(shí)用性角度出發(fā),論述了生態(tài)安全評(píng)價(jià)單元的確定,并將河南省18個(gè)地市作為評(píng)價(jià)單元,結(jié)合農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)特點(diǎn),利用多因素綜合評(píng)定法和系統(tǒng)聚類法相結(jié)合方法，借助MAPGIS和SPSS軟件對(duì)河南省18個(gè)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果在評(píng)價(jià)單元較少情況下可體現(xiàn)各級(jí)別.差異和級(jí)別內(nèi)評(píng)價(jià)單元間良好的相關(guān)性。關(guān)鍵詞河南省農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)評(píng)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(nóng) 用地生態(tài)現(xiàn)狀及安全評(píng)價(jià)2003年河南省農(nóng)用地(耕地、園地、林地、牧草地、水面)面積1180.85 萬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(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害的能力較弱,水土流失嚴(yán)重,水土流失面積約3萬km2,占丘陵山區(qū)面積的41%,加上近來年耕地?cái)?shù)量銳減,人地矛盾加劇。導(dǎo)致河南省農(nóng)用地生態(tài)系統(tǒng)不斷惡化,生態(tài)安全程度降低。1.1農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng) 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(guó)第二地貌臺(tái)階和第三地貌臺(tái)階的過渡地帶,山丘面積占全省總面積的50%左右。因此,按照生態(tài)系統(tǒng)的原理,評(píng)價(jià)單元依地貌條件劃分可使生態(tài)評(píng)價(jià)單元更具完整性。同時(shí),為了使評(píng)價(jià)結(jié)果更具實(shí)用性,可利用行政區(qū)圖和地貌圖疊加生成評(píng)價(jià)單元。但是由于目前很多詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料難以收集,本次研究直接將河南省18個(gè)地級(jí)市作為評(píng)價(jià)單元。1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)選取及其權(quán)重確定評(píng)價(jià)指標(biāo)太多會(huì)增加評(píng)價(jià)的難度及工作量,而真正影響一個(gè)區(qū)域生態(tài)安全的因素決定于一些比較重要的指標(biāo),因此本研究按照生態(tài)安全評(píng)價(jià)的“壓力-狀態(tài)-響中國(guó)煤化工生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,包括農(nóng)用地資源生態(tài)環(huán)境壓力指標(biāo)、農(nóng)用地資源生態(tài)環(huán)MHCNMH(二生態(tài)環(huán)境保護(hù)整治能力指標(biāo)。首先對(duì)影響河南省農(nóng)用地生態(tài)的各因素指標(biāo)數(shù)據(jù)飯左國(guó)小比幾力仫也導(dǎo)無量綱化,然后應(yīng)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(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)探討157SPSS11.5.0軟件進(jìn)行主成分分析,結(jié)合層次分析法確定評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系及其權(quán)重。結(jié)果見表1。表1河南省農(nóng)用地 生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.1 Evaluating indexes of agriculture land ecological security in Henan Province準(zhǔn)則層權(quán)重因素指標(biāo)文重闋值CriterionWeightFactorsIndexesThreshold value農(nóng)用地資0.2973人口壓力0.0419人口自然增長(zhǎng)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(fù)荷0.1352廢水排放負(fù)荷/:. km~20.021310303.27廢氣排放負(fù)荷/t●km-0.012248.62耕地化肥負(fù)荷/t●km-20.040226.46耕地農(nóng)藥負(fù)荷/t.km~20.70耕地地膜負(fù)荷/t km-20.30農(nóng)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(nóng)作物戚災(zāi)竄/%72.81資源生態(tài)0.5390投人能力.0.1348農(nóng)民人均純收入/元0.0442476環(huán)境保護(hù)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(nóng)業(yè)勞動(dòng)者素質(zhì)/%11.701.3評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)安全科學(xué)理論,安全是與風(fēng)險(xiǎn)互為反函數(shù)的,其中有一定的界線,本研究以閾值來劃分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)用地生態(tài)安全閾值根據(jù)已有研究成果、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)區(qū)域背景和本底標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)區(qū)域指標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征(即該指標(biāo)在省內(nèi)各地市變化范圍內(nèi)的極差、平均值、均方差)等確定[2.3]。確定的各指標(biāo)閾值見表1。1.4 不安全指數(shù)計(jì)算與以往土地評(píng)價(jià)中指標(biāo)指數(shù)計(jì)算不同,本研究將生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)分為不利因素和有利因素。各指標(biāo).不安全指數(shù)應(yīng)用如下模型計(jì)算:設(shè)X;(i=1,2,3,.",n)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值,P(C;)(C;為指標(biāo)號(hào),i=1,2,3,-,n)為第i個(gè)指標(biāo)的不安全指數(shù),0≤P(C;)≤1,Xs;為評(píng)價(jià)指標(biāo)的閾值。對(duì)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(píng)定法[4]的指數(shù)計(jì)算0.20 l模型計(jì)算各評(píng)價(jià)單元綜合不安全指數(shù):0.05 |1=ZP,xx,(1)0.00式中,1為評(píng)價(jià)單元的綜合不安全指數(shù),P:為評(píng)價(jià)單元第i個(gè)評(píng)價(jià)因素因子的權(quán)重,X;為評(píng)價(jià)單元名稱評(píng)價(jià)單元第i個(gè)評(píng)價(jià)因素因子的分值,n為評(píng)中國(guó)煤化工從小到大排序)價(jià)單元評(píng)價(jià)因素因子的個(gè)數(shù)。經(jīng)計(jì)算，各評(píng)價(jià)單元不安全指數(shù)見圖1。YHCNMH Gaosate vlble158中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)第15卷1.5評(píng)價(jià)單元聚類城市名稱單元號(hào)°___ S1015..2025利用系統(tǒng)聚類法[5]的Q型聚類對(duì)各評(píng)價(jià)單元進(jìn)周口地區(qū)17:行聚類分析,同樣利用SPSS軟件進(jìn)行分析并輸出聚濮陽市新鄉(xiāng)市13商丘市類結(jié)果的樹狀關(guān)系圖,如圖2。根據(jù)評(píng)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(píng)價(jià)單元的類別。- -是劃分為6個(gè)類別,即:17、10開封市和13,12.9和3,16和5,6.11和1,15.4、8和18,14、洛陽市三門峽市2和7各為一個(gè)類別。二是劃分為4個(gè)類別,即:17、安陽市10和13,12.9和3,16、5.6、11和1,15、8.4、18、14、2許昌市南陽市和7各為一個(gè)類別。焦作市駐馬店市1.6級(jí)別劃分及評(píng)價(jià)結(jié)果分析信陽地區(qū)結(jié)合不安全指數(shù)折線圖上的突變點(diǎn)，選取距離為鶴壁市漯河市10~15的聚類結(jié)果經(jīng)分析調(diào)整后最終將評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐譃?個(gè)級(jí)別(見表2)。生態(tài)安全評(píng)價(jià)的不安全指數(shù)圄2聚類結(jié)果樹狀關(guān)系圉(I)越大,說明安全度越低。根據(jù)吳國(guó)慶對(duì)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(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可看出,河南省農(nóng)用地生態(tài)狀況整體處于較不安全的表2生態(tài)安全級(jí)別劃分狀態(tài),但采取適當(dāng)?shù)拇胧┖驼呖梢允蛊湎虬踩玊ab.2 The rank dividing of ecological security方向轉(zhuǎn)化。從各地市看,濟(jì)源市、平頂山市、商丘級(jí)別不安全值范圍評(píng)價(jià)單元市的農(nóng)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(qū)的工業(yè)不太發(fā)達(dá),工業(yè)污染相對(duì)較少,森林覆0. 1500 ~ 0.22007,2,14,18,4,8,15蓋率也較其他地市高;其存在的主要問題有人口0. 2200 ~0.28001,11 ,6,5,16多導(dǎo)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(shè)投人資金少等。濮陽市、新鄉(xiāng)市、周口地區(qū)農(nóng)用地生態(tài)安全度最低。除了農(nóng)業(yè)人口多而素質(zhì)低的因素外,周口地區(qū)耕地使用化肥、農(nóng)藥和地膜較多,森林覆蓋率低下，“三廢”處理率低,防旱抗災(zāi)能力低下,環(huán)保治理、生態(tài)建設(shè)資金投入.少等是導(dǎo)致農(nóng)用地生態(tài)環(huán)境惡劣的因素;而濮陽市和新鄉(xiāng)市則是由于工業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá),排放“三廢"較多而“三廢"處理率低,環(huán)保治理、生態(tài)建設(shè)資金較少,森林覆蓋率低的緣故。2小結(jié)農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)與農(nóng)用地分等定級(jí)在等級(jí)分布上有很大差別。農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果不如分等定級(jí)具有區(qū)域聯(lián)系性,即相鄰或相同級(jí)別的區(qū)域不- -定相鄰,這主要是評(píng)價(jià)因素不一樣,農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)更多地考慮人類活動(dòng)對(duì)農(nóng)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(guī)律,各個(gè)區(qū)域不一樣,區(qū)域之間也沒有明顯的規(guī)律。土地評(píng)價(jià)中經(jīng)常根據(jù)評(píng)價(jià)單元分值的頻率直方圖劃分等級(jí),但由于農(nóng)用地生態(tài)安全評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)單元相對(duì)較少,在其級(jí)別劃分中無法生成滿足要求的頻率直方圖。而本文中先將各評(píng)價(jià)單元進(jìn)行聚類,再根據(jù)評(píng)價(jià)單元不安全分值的折線圖突變趨勢(shì)互相調(diào)整劃分級(jí)別,使得級(jí)別劃分既體現(xiàn)各級(jí)別差異,同時(shí)體現(xiàn)同-.級(jí)別內(nèi)各評(píng)價(jià)單元良好的相關(guān)性,還避免了由于評(píng)價(jià)單元少而使得級(jí)別劃分的困難,得出的評(píng)價(jià)結(jié)果更具準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)1黃秉維,鄭 度,趙名茶 .現(xiàn)代自然地理.北京:科學(xué)出版社1999.36,56中國(guó)煤化工2左偉,王 橋,王文杰,等.區(qū)城生態(tài)安全評(píng) 價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)研究.地理3毛文永. 生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)概論北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版杜1998.92YHCNMHG4林增杰.地籍管理.北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,1990.158 ~ 1645于秀林,任雪松.多元統(tǒng)計(jì)分析.北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社199.61 ~ 1006吳國(guó)慶.農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)安全研究.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,11(2):141-143