新型城镇化背景下山东省土地生态安全空间格局研究

穆学英，任建兰

（山东师范大学地理与环境学院，山东济南250014）



新型城镇化背景下山东省土地生态安全空间格局研究

穆学英，任建兰*

（山东师范大学地理与环境学院，山东济南250014）

摘要：选取了18个指标构建了土地生态安全评价指标体系，并运用熵权法来确定各个指标的权重，通过土地生态安全评价模型确定山东省各市土地生态安全综合得分。研究结果表明：济南市、青岛市、烟台市、威海市为理想安全型；淄博市、泰安市为较安全型；枣庄市、潍坊市、日照市、聊城市的土地生态安全属于临界安全型；东营、德州和莱芜属于较不安全型；而菏泽、济宁、临沂、滨州则属于极不安全型。

关键词：山东省；土地生态安全；指标体系

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.03.09

土地是区域经济发展和人类社会可持续发展的物质基础。土地生态安全是区域生态安全的基础，关系着区域今后发展的方向。近年来，城镇化的加速发展，使城镇化率由1996年的30.5%发展到2015年的54.8%，同时也加剧了人地矛盾。目前我国可利用土地的开发已接近极限，人类活动对土地的利用程度已经接近甚至达到区域土地生态承载能力的阈值，土地沙化、水土流失、土地盐渍化和土壤污染等一系列土地生态问题突出，已经严重影响到粮食和生态的安全以及区域的可持续发展。新型城镇化的提出，使城市发展模式的科学合理化得到重视，更加关注绿色发展、低碳节约型经济，尤其强调土地节约集约利用以及人地关系和谐。因此，新型城镇化为实现土地生态安全带来了新机遇，研究土地生态安全能够更好地推动新型城镇化的发展。

国内学者对于土地生态问题的研究主要包括两方面：一是从不同的方向来研究，主要有土地生态安全评价研究［1-3］、土地生态安全预警研究［4-8］等，其中土地生态安全评价研究为主要研究方向。二是从不同的尺度来研究，李玉平［9］、冯文斌［10］分别以河北省、江苏省为例，运用层次分析法对省级单位的土地生态安全进行研究；王鹏［11］运用主成分分析的方法，选取了8项代表性的评价因子，构建了衡阳市土地生态安全评价体系。杨春红［12］、裴婷婷［13］、张军以［14］、王雪［15］基于PS-R模型分别对汕头市、白银市、三峡库区和丰都县的土地生态安全进行了评价。综上所述，对于土地生态安全已经有了不同方面、不同尺度的研究。但是对于全省地级市的研究还很少，更多的是从整个省或者单个城市的角度来分析研究。山东省作为全国东部沿海经济大省，土地生态安全显得更为重要。本研究选择山东省作为研究对象，选取2014年相关数据建立指标体系，分析17个地市的土地生态安全情况。

1　研究区概况与数据源来源

1.1研究区概况

山东省位于欧亚大陆东端，黄河的下游。地跨东经117°48′～122°42′，北纬34°23′～38°24′，全省土地面积为15.79万km2，仅东部地区就占全省的33.2%。山东省作为传统的农业大省，耕地面积占土地总面积的48.5%，但由于农业人口过多，人均耕地仅0.081 hm2（1.21亩），农业的水土资源紧缺，土地开发利用效率不高。2003—2013年全省城镇人口增长了37%，而建成区面积增长了89%，传统土地生产方式难以改变，土地的资源承载能力较弱，生态环境保护压力大，影响了全面推进新型城镇化的进程。

1.2数据来源

数据来源于山东省统计局编《2015年山东统计年鉴》以及2015年山东省17个地级市统计年鉴。

2　山东省土地生态安全评价技术方法

2.1评价指标体系的构建

目前，土地生态安全评价指标体系的确立还没有统一明确的标准。本研究从三个子系统着手，综合考虑生态环境状态、人类活动的影响并结合指标数据的可得性及国内相关成果，建立了评价指标体系（见表1）。

表1　山东省土地生态安全评价指标体系

2.2指标数据的处理

标准化处理可以消除不同性质、不同类型指标本身存在的差异性。对原始数据Xij运用极差法进行标准化，得到处理后的数据rij的幅度都在［0，1］之间，便于之后的比较分析。

正向指标：rij=（xij-xjmin）/（xjmax-xjmin）

负向指标：rij=（xjmax-xij）/（xjmax-xjmin）

2.3评价指标权重及基准值的确定

2.3.1评价指标权重的确定

通过对常用的指标权重确定的方法进行比较，最终决定用客观性较强的熵权法来替代层次分析法、主成分分析法等主观性较强的指标权重确定的方法。设有n个评价指标，m个评价样本。

（1）形成原始数列矩阵X=｛xij｝m×n，并对其进行标准化处理；（其中xij表示第i个样本的第j项指标值）

（2）计算标准化后第j项指标信息熵的值：

2.3.2基准值的确定

从山东省生态状况和土地利用结构特点出发，结合国际公认值及全国平均值，确定土地生态安全评价指标的基准值（见表2）。

表2　山东省生态安全评价指标基准值及权重

2.4评价模型构建

2.4.1安全指数的计算

设xi为评价指标的实际值，yi为指标的基准值，pi为指标的安全指数，0≤pi≤1。对于正安全趋向性指标，当xi≥yi时，pi=1，当xi＜yi时，则pi=xi/yi×100%；对于负安全趋向性指标，当xi≤yi时，pi=1，当xi＞yi时，pi=xi/yi×100%。

2.4.2土地生态安全值的计算

设si为土地生态指标安全值，pi为土地生态安全指数，ESI为土地生态综合安全值。则土地生态安全评价单指标安全值数学模型为：si=pi×wi；土地生态安全值数学模型为：ESI=∑ni=1pi×wi。

3　山东省土地生态安全综合评价

将山东省17地市各指标的实际数值标准化之后与其基准值进行比较，得到山东省土地生态安全评价指标体系的安全值，然后利用安全值计算得到山东省17地市的土地生态安全综合得分，运用ARCGIS自然断裂点对各市的生态安全进行等级划分。

由图1可以看出，山东省土地极不安全区主要集中在山东省的南部，而理想安全区主要集中在山东省东部，山东省土地生态安全程度从东部沿海向西部内陆呈递减状态。根据研究结果，可分为以下五种类型区：

3.1理想安全型

包括济南市、青岛市、烟台市、威海市，都是山东省经济发达的地区。高度发达的经济和较高的环保节约意识为土地生产投入了大量资金与技术，促进了土地集约利用水平的提高。优越的区位条件，沙滩湿地资源丰富，水资源充沛，使土地自身的功能完善，系统结构完整，受干扰后的恢复能力强。对待这些地区，要注意水土流失以及农药使用量问题，在保障现有耕地资源数量、质量不下降的前提下，合理优化城市内部空间结构，建立合理的城镇化体系，利用自身优势发展绿色交通，推广绿色建筑，科学节约利用土地，争取土地利用效率实现最大化。

3.2较安全型

包括淄博市、泰安市。土地生态系统结构较完整，受干扰后在一定条件下可恢复。但淄博市和泰安市都以重工业发展为主，工业污水和废气排放比重较高，工农业争水问题突出，造成土地生态安全评价值难以进一步提高。因此，在开发利用土地时要做好土地利用规划工作，处理好经济发展与环境保护的关系。在新型城镇化背景下，贯彻以人为本的理念，不能把物质财富的增加作为实现手段和追求目标，要注重城乡要素平等交换和公共资源的均衡分配。

图1　山东省土地生态安全评价的空间分布

3.3临界安全型

包括潍坊市、枣庄市、日照市、聊城市。这些地区的土地生态系统已开始被破坏，服务功能已出现退化，受人类活动干扰后易出现恶化的趋势，但就整体而言，尚能维持基本的土地生态功能。造成这一局面的主要原因在于这类地区人口密度较大，对土地的开发强度和范围大，造成的压力和破坏性也比较严重。因此对这些地区要实行适度开发政策，切不可盲目开发；可采取提高人口素质，增加人力资本，做好土地生态安全的宣传工作，控制开发强度与开发范围等措施。

3.4较不安全型

包括东营市、德州市、莱芜市，土地生态环境较恶劣，系统结构破坏较大，服务功能出现了较大的退化，受外界干扰后恢复困难。这三个城市是典型的资源型城市，东营的石油资源、德州的太阳能资源、莱芜的钢铁资源在山东省乃至全国都具有举足轻重的地位，资源型产业是该地区的主导产业，在区域经济发展过程中发挥着主导地位。但是，在发展过程中对资源的过度依赖，造成对土地的开发强度过大，产生的废水、废气、废渣较多，成为土地生态安全的严重隐患。因此，这类地区要严格控制“三废”排放，可引入第三方治理的运营方式［16］。在绿色、循环、低碳发展理念下，构建低碳节约的生产、生活和消费方式，强化资源的循环利用，发展环境友好型产业。

3.5极不安全型

包括菏泽市、济宁市、临沂市、滨州市，土地生态环境脆弱，系统结构破碎，土地生态恢复和重建比较困难。济宁市采煤区地表塌陷严重并不断扩大，菏泽市土壤盐渍化严重，临沂市山区水土流失治理难度较大，滨州市位于黄河三角洲，湿地退化现象严重。这些地区经济落后，以农业带动经济发展，机械化水平偏低导致土地利用率较低，且大量使用化肥和农药，使土壤肥力和土地承载力下降。因此，这些地区要注重生态的恢复与重建，加大环境治理力度，实行倒逼机制，注重约束型和限制型政策的制定，设立土地生态保护红线，建立完善的土地生态安全监测预警机制。

4　结语

本研究在建立指标体系的基础上，运用土地生态安全评价模型，对山东省17个地市的土地生态安全进行了计算，并根据土地生态安全评价结果，运用自然断裂点法将山东省划分为五个类型区。在新型城镇化背景下，针对不同类型区域土地生态安全的特点与问题，坚持具体问题具体分析、以人文为本的原则，以生态文明建设为指导，坚持绿色、循环、低碳发展，因地制宜地提高山东省土地生态安全水平，促进山东省土地资源可持续发展。

参考文献

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［5］徐美，朱翔，刘春腊.基于RBF的湖南省土地生态安全动态预警［J］.地理学报，2012（10）：1411-1422.

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［10］冯文斌，李升峰.江苏省土地生态安全评价研究［J］.水土保持通报，2013，33（2）：285-290.

［11］王鹏，况福民，邓育武，等.基于主成分分析的衡阳市土地生态安全评价［J］.经济地理，2015，35（1）：168-172.

［12］杨春红，张正栋，田楠楠，等.基于P-S-R模型的汕头市土地生态安全评价［J］.水土保持研究，2012，19（3）：209-214.

［13］裴婷婷，陈英，赵亚南，等.基于P-S-R模型的白银市土地生态安全评价［J］.中国农学通报，2014，30（2）：215-221.

［14］张军以，苏维词，张凤太.基于PSR模型的三峡库区生态经济区土地生态安全评价［J］.中国环境科学，2011，31（6）：1039-1044.

［15］王雪，杨庆媛，何春燕，等.基于P-S-R模型的生态涵养发展型区域土地生态安全评价——以重庆市丰都县为例［J］.水土保持研究，2014，21（3）：169-175.

［16］王颖.河北省环境污染第三方治理的问题分析及对策建议［J］.中国环境管理干部学院学报，2016，26（1）：28-31.

（编辑：周利海）

Spatial Pattern of Land Ecological Security in Shandong Province under The Background of New Urbanization

Mu Xueying，Ren Jianlan*
（School of Geography and Environment，Shandong Normal University，Jinan Shandong 250014，China）

Abstract：This article constructed the index system of land ecological security evaluation from 18 indices. Using entropy weight method to determine the weight of each index，through the land ecological security evaluation model to determine the comprehensive scores of land ecological security. The result shows that，Jinan，Qingdao，Yantai，Weihai belong to safe ideal safe type. Zibo，Tai'an belong to safe type. Zaozhu-ang，Weifang，Rizhao，Liaocheng belong to critical safety type，Dongying，Dezhou and Laiwu belong to less safe type，and Heze，Jining，Linyi，Binzhou belong to extremely unsafe type.

Key words：Shandong Province，land ecological security，index system

中图分类号：X826

文献标识码：A

文章编号：1008-813X（2016）03-0028-05

收稿日期：2016-04-05

基金项目：国家自然科学基金《供需要素视角下生态脆弱型人地系统可持续性评估与空间均衡研究》（41571525）

作者简介：穆学英（1992-），女，山东潍坊人，山东师范大学地理与环境学院人文地理专业研究生在读，主要从事区域可持续发展方面的研究。

*通讯作者：任建兰（1954-），女，山东莱州人，毕业于东北师范大学人文地理专业，硕士，教授，博士生导师，研究方向为人地关系地域系统与可持续发展。