基于熵值法的桓仁山区生态友好型土地利用评价

李红丹郭海峰任家强李双异汪景宽

(1.沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁 沈阳 110866;2.桓仁县国土资源局，辽宁 桓仁 117200)

基于熵值法的桓仁山区生态友好型土地利用评价

李红丹1郭海峰2任家强1李双异1汪景宽1

(1.沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁 沈阳 110866;2.桓仁县国土资源局，辽宁 桓仁 117200)

山区生态友好型的土地利用是对山区采取生态友善化的开发利用方式和措施，是山区高起点发展的切入点之一。本文在建立生态友好型土地利用评价体系的基础上，采用熵值法对辽东山区桓仁县2000－2008年间的土地利用情况进行评价。结果表明，研究期间桓仁县的生态友好型土地利用综合指数呈上升趋势，桓仁县独特和优越的环境、资源优势得到充分保护，土地利用方式日趋合理，有效的解决了桓仁县在建设“资源节约型”和“环境友好型”社会过程中的土地可持续利用问题。

土地利用评价;生态友好型;熵值法;山区

目前，建设“资源节约型”和“环境友好型”社会已被确认为我国国民经济和社会发展中长期规划的一项战略任务。山区是生态环境“先天”脆弱的特殊区域，其土地利用的主要问题是生态破坏，因此在建设环境友好型的社会中，山区的高起点发展应当以生态友好型的土地利用方式为切入点，走经济、社会、生态可持续发展的路子。生态友好型的土地利用就是对山区采取生态友善化的开发利用方式和措施，维护山区土地利用的可持续发展［1］。桓仁县作为辽宁省东部山区县之一，随着其社会经济的快速发展，土地利用与生态环境之间存在什么样的影响，且达到何种程度，目前没有定量的研究。为此，对桓仁县进行生态友好型的土地利用评价，为今后该地区土地的可持续利用提供依据和参考。

1 研究区概况

桓仁县位于辽宁省东南部边缘山区的浑江中下游地带，县域总面积3 551 km2，总人口30.8万人，下辖12个乡镇。地势自西、北、东向中间、向南倾斜，地貌类型复杂多变，大体构成“八山一水一分田”的格局。境内山势崎岖低缓，属温带大陆性湿润季风区，自然资源丰富。

2 数据与方法

2.1 基础数据的来源

本研究采用的数据主要来源于《桓仁县统计年鉴》、《辽宁省统计年鉴》及由桓仁县环保局、桓仁县林业局、桓仁县国土资源局及桓仁县水利局等所提供的数据资料，数据时段选择2000－2008年。

2.2 评价方法

熵是系统状态下不确定性的一种度量，应用熵可以度量评价指标体系中指标数据所蕴含的信息量，并依次确定各指标的熵权。熵值法是基于信息有序度的混乱程度，相对客观地确定各影响因子权重的方法。如果对m年的发展状况进行评价，评价指标体系中包括n个指标，则该综合评价由m个样本和n个指标构成，得到评价系统的初始数据矩阵X:

上式中Xij表示第i个样本第j项评价指标的数值。对于某项指标Xij，若指标值Xij之间的差距越大，则该指标在综合评价中所起作用也就越大;反之越小。若某项指标的指标值全部相等，则该指标在综合评价中不起作用［2－3］。

本研究基于各项指标在9个年份的变异程度，通过标准化变化法对负数和极值问题进行改进［4］，得到各个指标的权重，从而实现生态友好型土地利用的综合评价。具体步骤如下:

(1)由于各指标的量纲、数量级及指标的正负取向均有所差异，需对初始数据做标准化处理。

①假设评价指标Xij的同度变化量为

其中，d为坐标平移的幅度。本文根据数据情况，d=5;

③计算指标值Xij的标准化值

可得到数据的评价矩阵:

(2)计算第j项指标的信息熵Eij。

(3)计算第j项指标的信息效用值Rij，其计算公式为:

当Rij值越大，则指标Xij在综合评价中的重要性就越强。

(4)计算指标Xij的权重Wij，其计算公式为:

(5)计算第年份的桓仁县土地利用生态友好度Sij，其计算公式为:

3 评价过程

3.1 评价指标体系的构建

土地利用系统是典型的自然－经济－社会的复合系统，该系统涉及到资源、环境、生态、社会经济等指标。生态友好型土地利用是对土地资源采取生态友善化的开发利用方式，是整个土地可持续利用系统中的基础性指标，直接决定土地利用系统特别是山区土地利用系统能否持续维持土地固有的作用与功能。因此，在构建桓仁县生态友好型土地利用评价指标体系时，遵循以下原则:①要符合桓仁县的实际情况，既要针对当地山区生态环境的主要问题，又要反映其生态环境的总体水平;②重视和强化指标选取的科学性、可操作性和相对完备性;③充分顾及指标基础数据的可获取性、灵敏性及可量化性。

根据桓仁县的实际情况，遵循上述原则，建立包含土地利用生态指数、程度指数、效益指数三个方面的桓仁县生态友好型土地利用评价因子体系(见表1)。

表1 桓仁县生态友好型土地利用评价指标体系

3.2 指标权重的确定

依据熵值法，采用公式(9)计算得到桓仁县生态友好型土地利用指标权重值，见表2。

表2 各指标因素的权重

3.3 生态友好型土地利用综合指数的测算

对桓仁县2000－2008年各年份的土地利用生态指数、程度指数、效益指数以及生态友好型土地利用综合指数进行计算，结果见表3。

表3 桓仁县生态友好型土地利用评价结果

4 结果分析

根据建立的评价指标体系和评价方法计算出的结果，绘制桓仁县生态友好型土地利用的各指标的指数变化趋势图(见图1，图2)。

(1)从土地利用生态指数趋势变化可知:土地利用生态指数曲线在2000－2008年期间有所波动，2000－2004年，生态指数缓慢上升，2005年达到一个峰值，随后开始缓慢下降，到2008年又有所缓升。土地利用生态指数的变化主要由于桓仁县作为辽东水源用材林区，典型的山区地形、地貌形成林业用地占绝对优势的土地利用特征，水土流失主要类型是水蚀，主要与开矿、采石、开荒、栽参、放蚕等人为活动有关，给生态造成影响。但自2002年桓仁县被作为全国水土保持生态修复试点县，采取了一定的水土保持措施，降低了水土流失面积比例，同时受经济社会快速发展、土地开发利用较高、但集约化经营水平较低的影响，土地生态污染指数呈大幅度波动。化肥、农药和农膜的使用不当，致使耕地面临的污染问题逐渐加重。

(2)从土地利用程度指数看:土地利用程度指数在2001－2003年间呈下降趋势，2004年后，土地利用程度基本保持稳定。由于桓仁县耕地主要集中在河流沿岸的阶地和山脚坡地上，坡地多，平地少，中低产田占耕地70%以上，人们对土地的不良生态因素的人工改造水平较低，土地利用的改造指数较低，土地利用的生态友好程度不高。土地利用强度指数低，可见土地利用的综合水平不高，土地资源利用粗放，从而反映了桓仁县土地利用的广度和深度水平低下。

(3)从土地利用效益指数看:土地利用效益指数一直呈快速上升趋势。2001年底，桓仁县基本实现了小康县建设目标，2001－2008年间，国民经济持续发展，经济结构得到优化，产业协调发展，第二产业快速增长，第三产业迅猛发展。这主要是由于近年来，桓仁县充分利用和保护当地的自然资源和生态环境，建设特色产业经济区、绿色和有机食品经济区、新型产业经济区等新型产业;经济实力的提高，促进了生态建设的发展。

(4)从生态友好型土地利用综合指数看:2000－2008年间，生态友好型土地利用综合指数呈上升的趋势，这种趋势是由土地利用生态、程度、效益综合作用的结果。如前文所述，虽然土地利用生态指标和土地利用程度水平下降，但是土地利用效益水平较高，充分利用五女山申报世界文化遗产的成功等有利的因素，依托山、水、城、林、民族等丰富的自然与人文旅游资源，大力发展生态旅游业。整体而言，桓仁县生态友好型土地利用呈较好的趋势发展。

由以上分析可以得出，桓仁县生态友好型土地利用水平较高。与全省相比，虽然桓仁县经济实力较低，人均主要经济指标在辽宁省内处于中下水平，但独特和优越的环境、资源优势得到充分保护及土地利用方式日趋合理，为桓仁县在建设“资源节约型”和“环境友好型”社会中的土地可持续利用奠定了基础。

(编辑:田红)

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AbstractThe eco-friendly land use in mountainous area means to implement eco-friendly mountainous development methods and measures，which is the way to promote the high level development in the mountainous area.Based on the establishment of eco－friendly land use evaluation system，the entropy method was used to evaluate the land use of mountainous area in Huanren County(in the eastern Liaoning Province)based on the data obtained between 2000－2008.The results showed that the eco-friendly land use index of Huanren County was rising，and its unique and superior environment and natural resources were sufficiently protected.Some problems in the building periods of‘resource-saving’and‘environment-friendly’society were well solved.

Key wordsland use evaluation;eco-friendly;entropy;mountainous area

Evaluation on Eco-friendly Land Use in Huanren Mountainous Area with Entropy-based Method

LI Hong-danGUO Hai-fengREN Jia-qiangLI Shuang-yiWANG Jing-kuan
(1.College of Land and Environment，Shenyang Agricultural University，Shenyang Liaoning 110866，China; 2.The Bureau of Land Resources of Huanren County，Huanren Liaoning 117200，China)

F301.24

A

1002－2104(2010)05专－0111－04

2010-04-26

李红丹，硕士生，主要研究方向为土地利用与信息技术。

汪景宽，博士，教授，主要研究方向为土地管理和土壤肥力。