基于生态安全的土地整治规划环境影响评价——以莆田市荔城区为例

■ 陈 威/潘润秋,2/张 强/王心怡

（1.武汉大学资源与环境科学学院 湖北 武汉 430072；2.地理信息系统教育部重点实验室，湖北 武汉 430079）

基于生态安全的土地整治规划环境影响评价
——以莆田市荔城区为例

■ 陈 威1/潘润秋1,2/张 强1/王心怡1

（1.武汉大学资源与环境科学学院 湖北 武汉 430072；2.地理信息系统教育部重点实验室，湖北 武汉 430079）

文章从生态安全角度，建立包含生态环境、景观格局、社会环境、经济环境四大因素的土地整治规划环境影响评价指标体系，纳入生态服务价值和景观格局因素，将考核范围扩大到空间层面，使环境影响评价体系更加全面。采用层次分析法和熵值法相结合的综合确权法对指标赋权，运用改进的综合指数评价模型计算规划前后的安全分值，定量探讨土地整治规划对生态环境的具体影响。以莆田市荔城区为例进行实证分析，结果得出荔城区2020年相对2010年的生态安全综合指数为1.2123，土地整治规划对环境的整体影响是正面的，但某些指标数据呈下降趋势。

土地整治；环境影响评价；指标体系；层次分析法；熵值法；综合指数；荔城区；莆田

0 引言

随着当前我国工业化、城镇化进程的加速推进，对建设用地的需求量随之越来越大，导致耕地保有量尤为紧张[1-2]。面对我国人多地少、耕地质量较差、利用效率低下和后备资源匮乏的现状，土地整治规划显得尤为关键。2012年初，国务院正式批复和颁布《全国土地整治规划（2011-2015年）》，新一轮土地整治规划序幕正式拉开。土地整治规划环境影响评价是对规划方案实施可能产生的各种环境问题做前后对比分析和预测评价，并在评价基础上从生态安全角度出发，给出规划的修改意见和完善方案，最后对土地整治规划实施带来的不良生态影响提出消除或减缓措施[3]。

国家相关政策要求在土地整治活动中要注重环境保护，但国土资源管理部门并未出台土地整治规划环境影响评价相关的标准和技术规范。环境影响评价在我国土地整治规划工作中落实以来，诸多学者和工作人员纷纷进行研究，有GIS相关技术方法[4,5]、多因素综合指数法[6]、生态服务价值法[7]、主成分分析法[2]和PSR模型等方法。生态服务价值法偏向于生态效益的考核，多因素综合法考虑比较全面，但某些指标难以量化，GIS方法和PSR方法评价数据的分析较为复杂，得出的结果可能偏离实际。

本文在吸收学者相关经验基础上，优选评价方法和模型，并结合GIS软件进行空间分析，定性和定量地对土地整治规划造成的生态的环境影响进行评价。

1 研究范围与数据收集

1.1 研究区概况

本文选取福建省莆田市荔城区作为研究区。荔城区位于闽东南沿海中部，木兰溪下游，主要地貌类型为平原和丘陵；气候温暖湿润，雨量充沛，属南亚热带海洋季风气候。荔城区土地总面积30025.06公顷，按2013年2月1日正式开始实施的《县级土地整治规划编制规程》（TD/T 1035-2013）的地类划分方法，荔城区土地类型可分为8大类，土地类型齐全，利用现状特征明显，适宜作为土地整治规划环境影响评价研究对象。

1.2 数据来源

论文中涉及的基础数据来源于土地规划文件、年度土地变更资料和统计年鉴，其中2005-2010年的数据来自荔城区各年度（2006-2011年）统计年鉴、荔城区各年度（2005-2010年）土地变更资料，2020年的数据来自《荔城区土地整治规划（2011-2020年）》、《荔城区土地利用总体规划（2006-2020年）》、《荔城区水土保持生态建设规划（2011-2020年）》、荔城区土地整理信息报备等。

2 研究方法

2.1 指标体系建立与度量

为了对规划环境影响进行全面评价，在总结吸收相关学者研究成果基础上，本文创新性加入生态服务价值和景观格局因素，构建了包含生态环境、景观格局、社会环境和经济环境4个一级指标和15个二级指标的综合指标体系（表1），对土地整治规划造成的环境影响进行综合测算。

表1 评价指标体系

表2 A-B判断矩阵与权重

指标体系中生态环境因子层生态服务价值、绿当量、生态承载力计算比较复杂。本文引用谢高地等人[8]对生态服务价值量化的研究经验，结合荔城区的土地利用现状，生态系统服务价值=∑（地类面积×单位面积生态服务价值）；绿当量计算则根据当前主流计算方法[9-10]，将各土地利用类型绿当量相对林地折算比例，绿当量＝∑（地类面积×绿当量折合比例）/区域土地总面积；生态承载力计算采用目前普遍认同的Wackernagel提出的均衡因子和产量因子理论，每种土地利用类型均衡因子和产量因子都有相应的数值，生态承载力=∑（地类面积×均衡因子×产量因子）。

景观格局指数作为研究景观组成结构和空间布局利好程度的定量分析工具，Shannon多样性指数体现土地利用类型的多元化和均衡化分布程度；蔓延度指数反映地类斑块的聚集程度和扩展趋势，聚集度指数描述了不同地类斑块的规律性排布和聚集化程度。景观格局指标数据的计算，通过分析荔城区2010年土地利用现状图和2020年土地整治规划图，采用ArcGis和FragStats软件联合处理，计算Shannon多样性指数、蔓延度指数和聚集度指数三个指标。

2.2 指标权重确定

指标权重确定的方法有很多，如特尔菲法、层次分析法、熵值法和模糊综合评判法等。本文采取AHP层次分析法和熵值法相结合进行综合确权，融合了层次分析法的主观能动性和熵值法的客观科学性，使权重确定更具科学性和层次性。

2.2.1 层次分析法

层次分析法确定因素因子的权重时，采用AHP软件计算分析。首先建立层次关系，上述评价指标体系（目标层-因素层-因子层）中已经完成层次关系建立。接着，构造判断矩阵，对同一层次的要素基于一定标准进行两两比较，确定相对重要程度，通过判断比较，得出判断矩阵并计算其相对权重，并进行一致性检验（见表2）。

一致性检验结果为，CI=0.015，RI=0.900，CI=CI/RI=0.017＜0.1，通过检验。再依次建立B-C判断矩阵，并逐次进行一致性检验。最终输出层次总排序，得出的权重向量为W（AHP）=(0.123,0.115, 0.076,0.048,0.060,0.037,0.128,0.085,0.074,0.03 9,0.045,0.042,0.056,0.043,0.040）。

2.2.2 熵值法

根据熵值法基本原理，熵值法是利用评价指标固有信息通过数学方法来客观判断指标的效用价值，某一指标的波动幅度越大，包含的信息量就越大，则该指标在评价体系中所占的比例和作用就越大，权重就相对越大。本研究中通过熵值法分析2005-2010年6年的指标统计数据得出权重W（S）=（0.097,0.065,0. 065,0.032,0.065,0.032,0.128,0.085,0.074,0.097, 0.032,0.032,0.065,0.097,0.032）。

2.2.3 综合确权法

结合层次分析法和熵权法两种确权方法，对因素指标进行综合性确权，得到：

式(1)中Wj(AHP)是j指标层次分析法得出的权重，Wj(S)是j指标熵权法得出的权重，Wj是j指标的综合权重。

2.3 生态安全评价方法

土地整治规划环境影响评价指标体系的每个指标都是从某一个特定的视角，来反映土地整治规划实施给环境带来的影响情况。通过对所有指标的综合分析，计算综合指数来反映综合环境影响。

2.3.1 单因子评价指数模型

单因子评价指数表示某一单个因子的生态安全指数分值，它是一个相对指数分值，通常是与基准值的比值，表示为：

式(2)中ESIi表示第i种因子的生态安全指数分值，Ci表示第i种因子的现状值或规划值，Si表示第i种因子的评价基准值。

目前通用的方法是以规划项目建设的基本底值作为评价标准，将各种因素因子指标对土地利用安全的影响方向，分为正向指标和逆向指标，其中正指标以规划基期数据为标准值，逆向指标以规划期末数据为标准值。

2.3.2 多因素综合指数评价模型

土地整治规划环境影响评价，不仅要对单个因子进行评价，还需要对整个规划区的环境影响进行全局综合性评价。多因素综合指数评价模型是对所有的因子影响指数加权求和，得到生态安全综合指数，根据综合指数值所处的安全等级，确定环境影响状况。

多因素综合指数的计算公式为：

式(3)中ESI表示生态安全综合指数总分值，其值在0-1之间；ESIi表示第i种因子的生态安全指数分值；Wi表示第i种因子的权重。

根据多因素综合指数评价模型计算出生态安全指数总分值后，根据相关的研究成果[11,12]，划分生态安全等级（表3）。

表3 土地生态安全等级

3 结果与分析

3.1 生态安全总分值计算

根据层次分析法得出的权重和熵权法得出的权重，进行综合加权，得到主客观结合的综合权重为W=（0.111,0.088,0.071,0.0 40,0.063,0.035,0.130,0.086,0.075,0.062, 0.039,0.037,0.061,0.066,0.036）。将土地整治规划基期2010年和末期2020年的各因子指标数据进行整理，单因子分值见表4。

表4中单因子生态安全分值计算结果显示，15个因子中共有10个指标的生态安全指数在向积极方向转变，包括9个正向指标和1个逆向指标，其中森林覆盖率、城市化率、农民人均纯收入和农林牧渔产值等指标改善明显，其他指标也有不同程度地改善。但是，也要注意到全区绿当量、人均耕地面积、全区生态承载力、生态用地比例和聚集度指数这5个指标呈现降低趋势。

根据公式(3)最终得到的土地整治规划环境影响生态安全综合指数为ESI=1.2123，按照表3土地生态安全等级划分，属于较安全等级。表明《荔城区土地整治规划（2011-2020年）》方案的实施对土地生态环境影响是安全的，该方案的制定在未来对环境改善方面很有利。

3.2 环境影响评价结果分析

从总体来看，土地整治规划对环境的影响是正面的，2020年生态安全综合指数为1.2123，明显大于2010年，说明规划从生态安全角度是切实可行的，改善了荔城区的生态环境，优化了景观格局，促进了社会经济发展。

表4 单因子生态安全分值

由表4可看出，生态环境影响基本是积极的，全区生态服务价值总量由2010年的3.34亿元上升到2020年的3.41亿元，增长了2.10%，森林覆盖率也上升明显。景观格局指数也明显提高，农村生活生产环境更加优美。社会环境影响显著，全区人口增长速度放缓，维持在0.7%的合理水平，与此同时城市化率逐年提高，预计2020年城市化率将达到72%。经济环境影响十分乐观，土地整治最大的受益者农民将获得更大的经济收入，农林牧渔产值和农民人均纯收入都将获得极大提升，高标准基本农田建设项目的实施使耕地减少的现实情况下，提高农田产能，使粮食产量能够稳中有升。

但是也要注意到，某些指标的分值是下降的，例如全区绿当量、人均耕地面积、全区生态承载力和聚集度指数等，这些指标在规划修改过程中，要重点考虑。全区绿当量、人均耕地面积和全区生态承载力的下降，究其原因是社会经济发展的同时，耕地保有量从2010年的9952.86公顷下降到2020年的7973.33公顷。由此导致人均耕地面积逐年下滑，使得2020年人均耕地面积相对于2010年下降了25.18%。这也启示我们，保护耕地势在必行，土地整治规划方案的后期调整，要以增加耕地面积和提高耕地质量为重点，在保护环境的同时尽可能新增耕地。

4 结论

(1)本文在总结前人研究成果的基础上，创新性地引入生态服务价值和景观格局因素，将考核范围扩大到空间层面，建立了一套包含生态环境、景观格局、社会环境、经济环境四大因素的全新土地整治规划环境影响评价指标体系，采用层次分析法和熵值法主客观相结合的综合确权方法，使土地整治规划环境影响评价更加科学。

(2)实证分析结果显示，荔城区2020年的生态安全综合指数为1.2123，明显优于2010年的现状值，说明土地整治规划对环境的整体影响是正面的，该规划从生态安全方面是切实可行的。同时也应注意，某些指标如全区绿当量、人均耕地面积、全区生态承载力和聚集度指数呈下降趋势，在规划的调整过程中应重点关注这些可能被忽视的指标，在生态环境允许的范围内，使得各项指标尽可能保持均衡。

(3)本研究中采用了全新的指标体系和研究方法，通过严密的数理计算，能够从生态安全的角度对土地整治规划进行科学地评价，有利于提升土地整治的效果，能够为完善和落实土地整治规划提出现实可行的建议，具有可取之处。同时也应该注意到，本研究过多地依赖于指标体系构建和数理分析计算，缺乏空间布局方面的参考，存在一定的局限性。

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Environmental Impact Assessment ofLand RenovationPlanning Based on Ecological Security—A Case Study of Licheng District in Putian

CHEN Wei1, PAN Runqiu1,2, ZHANG Qiang1, WANG Xinyi1
(1. School of Resource and Environmental Sciences, Wuhan University, Wuhan Hubei 430072, China; 2. Key Laboratory of Geographic Information Science, Ministry of Education, Wuhan Hubei 430079, China)

From the perspective of ecological safety, we set up the environmental impact assessment index system ofland renovation planning,takingecological environment, landscape pattern, social environment and economic environment into consideration. We introduce ecological service value and landscape pattern into the system innovatively, and expand the scope of examination to spatial level, whichmake the system more comprehensive.The index weight is determined by analytic hierarchy process and entropy method, and then the security scores before and after land renovation planning are calculatedbyan improved comprehensive indexevaluation model to discuss quantitativelythe effects of land renovation planningon ecological environment. Taking Licheng district inPutian as an example,the ecological security index of 2020 compared with 2010 is 1.2123, which shows the overall impact on ecological environment of land renovation planningis positive, while some indicators tend to decline.

land renovation; environmental impact assessment; index system; analytic hierarchy process; entropy method; comprehensive index; Licheng; Putian

F062.2；F301.2；F062.1

A

1672-6995（2016）02-0068-05

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《中国国土资源经济》编辑部

2015-12-28；

2016-01-30

陈威（1991-），男，湖北省武汉市人，武汉大学资源与环境科学学院硕士研究生，研究方向：土地资源评价。

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