基于AHP方法的铜川市土地生态安全评价

张红侠，师于岚，刘 燕

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，陕西商洛726000）

基于AHP方法的铜川市土地生态安全评价

张红侠，师于岚，刘 燕

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，陕西商洛726000）

运用层次分析法（AHP），根据铜川市实际状况，从自然、经济、社会3个方面入手选取17项指标建立铜川市土地生态安全评价的指标体系，对铜川市2008—2012年的土地生态安全进行评价和研究。结果表明，铜川市土地生态安全值从2008年的0.285 1上升到2012年的0.755 7，土地生态安全等级也从2008年的Ⅰ级（恶劣级）提高到2012年的Ⅲ级（敏感级），土地生态安全状况总体得到改善，土地状况逐年好转，但仍处于较不安全状态。因此，有必要采取有效措施，进一步促进铜川市土地生态向安全和良好方向发展。

AHP；土地生态安全；评价；铜川市

土地是宝贵的自然资源，也是人类生存的基本条件，为人类提供栖息地和生存资料。随着我国社会经济快速发展，人们对土地的利用强度和范围日益增大，各种土地生态问题随之出现，导致土地生态环境恶化以及经济和生态方面的损失。土地生态问题的出现对我国土地资源的可持续发展产生了影响[1-3]。为应对此问题，土地生态安全的相关研究已成为我国土地资源可持续利用研究的重要方面。

我国学者从不同侧面对土地生态的相关问题进行了诸多研究，并且取得了相应的成果，相关研究内容与成果集中体现在土地生态服务价值、土地生态安全评价、土地生态规划与设计以及土地生态安全变化的驱动因素等方面。土地生态安全评价是各项研究的基础[4]，为其他研究者提供了方法借鉴。在土地生态安全评价中，层次分析法得到了一定应用，刘勇等[5]以重庆市北碚区为例，运用层次分析和熵方法进行了土地利用规划环境影响研究；胡月明等[6]应用层次分析法对中山市土地利用对策进行了研究；林珍铭等[7]用层次分析法构建评价指标体系对东营市土地生态安全进行了评价；杨勇等[8]以铜川市为例，对西部资源型城市生态安全进行了探讨。目前，有学者就铜川市土地利用变化对生态系统服务价值产生的影响进行了研究[9]，但就铜川市土地生态安全评价的研究尚未涉及。

笔者拟以土地生态安全为切入点，对2008—2012年铜川市的土地状况进行分析与评价，以便为其土地资源可持续利用提供合理建议。

1 研究区概况

铜川市位于陕西省中部，地处108°34′～109°29′E，34°50′～35°34′N，辖区面积3 882 km2。该区地貌状况复杂多样，境内山峦纵横、峪谷相间、台塬广布、梁峁交错。铜川属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，冬季寒冷干燥、夏季炎热湿润，南北差异明显，灾害频繁。铜川市河流分属石川河和洛河两大水系，由于山大沟深，该区河流较少且均为源头或上游，具有流程短、流量少、水位低及比降大等特点；土壤主要是褐土、黄绵土、黑垆土和新积土等；该地具有丰富的植被资源，森林覆盖率45.11%。铜川市行政区划包括3个区（王益区、耀州区和印台区），1个县（宜君县）及1个经济技术开发区（新区），截至2012年末总人口84.08万人，城镇人口占53.91%；2012年实现生产总值282.92亿元，同比增长15.8%；支柱产业有果业、铝业、旅游业、煤炭、水泥和陶瓷等。铜川交通便利，距西安市68km，包茂高速（西安-铜川段）穿境而过，经咸铜、梅七这2条支线铁路与陇海线这条大动脉相连接，使其成为关中经济带的重要组成部分。铜川拥有丰富的自然和人文旅游资源，如玉华宫、药王山、耀州窑博物馆遗址等已成为陕西北线旅游的重要组成部分。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究基础数据来源于2009—2013年《铜川统计年鉴》、《铜川年鉴》及2008—2012年《铜川市国民经济和社会发展统计公报》。

2.2 研究方法

层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）又称为多层次分析决策法，于20世纪70年代由美国的运筹学家Saaty提出，这是一种针对多指标系统进行层次化和结构化的决策方法，主要采用数学方法描述哲学上的分解和综合思维过程，并建立相应模型，具有实用性、简洁性、有效性和系统性等显著特点[10]。本研究采用层次分析法评价铜川市土地生态安全，首先依据自然-经济-社会概念框架模型构建指标体系[11-12]，其次进行数据标准化及确定指标权重，最后计算土地生态安全值及确定对应等级，完成对铜川市土地生态安全的评价。

3 铜川市土地生态安全评价

3.1 构建评价指标体系

构建评价指标体系是进行土地生态安全评价研究的基础和关键环节，涉及自然、经济、社会和生态等多个方面的内容。因为研究区域具有各自不同的状况与特点，所以，不能随意选取指标来进行研究与评价，在选择指标时应遵循科学性、适用性、全面性和可实现性等原则，并参考区域土地生态安全相关研究成果[13-16]。本研究结合铜川市实际状况从自然因素、经济因素和社会因素3个方面入手，按照目标层—准则层—指标层的顺序来构建评价指标体系。不同的指标对土地生态安全有不同的相关性，并有正向指标（用“+”表示，越大越优）和负向指标（用“-”表示，越小越优）之分。本研究的指标体系及各指标的相关性状况列于表1。

表1 铜川市土地生态安全评价指标体系

3.2 数据标准化与确定指标权重

3.2.1 数据标准化 各评价指标具有不同的单位和量纲，无法建立统一的综合评价模型进行进一步分析，为消除原始数据量纲不同而造成对评价结果的影响，必须对数据进行标准化处理，使数据无量纲化[17]。本研究采用离差标准化进行数据的处理[18]。

当指标为正时，Di＝（Xi－Xmin）/（Xmax－Xmin）；当指标为负时，Di＝（Xmax－Xi）/（Xmax－Xmin）。其中，Di为某指标标准化后的值；Xi为某指标的实测值；Xmax为某指标的最大值；Xmin为某指标的最小值，计算结果列于表2。

表2 2008—2012年铜川市土地生态安全评价各指标标准值及权重

3.2.2 确定各指标权重值 权重是用来衡量各指标变量或要素对于上一等级要素的相对重要程度的信息[19]。计算步骤：依据指标体系中准则层和指标层的因素，分别对各自上一层因素的相对重要性构造两两判断矩阵，根据1～9标度方法对各层次中元素的相对重要程度进行判断[20]；计算判断矩阵的最大特征值和特征向量（即权重值）；检验矩阵一致性，确定各指标的权重值。计算结果如表2所示。

3.3 土地生态安全值计算

土地生态安全评价指标体系中的每项指标从不同方面反映了铜川市的土地生态安全状况。但如果要进行铜川市的土地生态安全状况的全面分析，还必须进行综合评价[14]。本研究采用综合评价法进行评价。

其中，Li为第i项指标的生态安全值；Di为某指标标准化的值；Wi为第i项指标的权重；T为铜川市土地生态安全综合值；n为指标的项数。

3.4 土地生态安全等级

利用公式（1），（2）计算出铜川市土地生态安全的综合值，但这不符合人们对事物普遍的“好”和“差”的评判习惯[21]。因此，参考相关研究成果[21-23]，并结合铜川市实际状况，设置研究区域的土地生态安全等级，具体内容如表3所示。

表3 铜川市土地生态安全等级标准

4 结果与分析

2008—2012年铜川市土地生态安全值总体呈上升态势，土地生态安全值从2008年的0.285 1增加到2012年的0.755 7，在2011年略有波动。结合表3安全等级，在2008—2012年5 a间，铜川市土地生态安全等级从Ⅰ级提升到了Ⅲ级，并在2010，2011，2012年稳定保持在Ⅲ级，即敏感级（图1）。研究时段中，铜川市土地生态安全状况明显改善。

由图2可知，铜川市土地生态安全的自然因素、经济因素和社会因素的生态安全值总体呈上升趋势。自然因素的生态安全值2008年为0.007 4，2009年为0.170 6，2010年为0.218 8，2011年为0.222 3，2012年为0.247 9，该因素值较平稳的持续增长。其中，森林覆盖率和水土协调度对自然因素的贡献较大：森林覆盖率从41%提高到了45.1%，水土协调度由12.37%上升到20%左右；林木面积扩大和灌溉面积增加使水土匹配状况得到改善，并且使自然生态安全状况向良好方向发展。

在经济方面，安全值波动较大，2008—2012年依次为0.258，0.299，0.235，0.255，0.369。化肥和农药的施用量上升比较快（例如单位耕地化肥使用量从2008年的2 851.66 kg/hm2增长到2012年的3 402.32 kg/hm2）、经济密度快速增大和资源型城市存在的问题（煤炭、建材原料开采）都给土地生态系统造成了巨大压力，土地生态系统极易受到破坏。林果业、旅游业、特色农业等产业的健康发展可在带动经济发展的同时缓解土地生态系统所受的压力。

社会因素的生态安全值仍呈上升趋势，2010年有所波动。该部分对土地生态安全的影响相对较小，因为铜川市人口密度、人口自然增长率、城镇化水平在研究时段内都保持在一个相对稳定的范围内。

总体而言，铜川市土地生态安全等级在研究时段内处于敏感级，土地生态环境较差，土地生态系统结构和基本功能有所转变，但仍然存在很大风险，受到干扰后容易恶化，生态系统具有脆弱性，需要进一步采取有效措施，促使土地生态环境向更加安全的方向转变。

5 发展建议

本研究运用层次分析法对铜川市的土地生态安全进行了评价，结果表明，该市土地生态状况有所改善，并有继续向良好级发展的趋势。铜川市是关—天经济圈的次核心城市之一，承担着发展能源、建材、农副产品加工业等重要职能。铜川市已被划入西安半小时生活圈[24]、被确定为全国第二批资源枯竭型城市和被纳入《陕甘宁革命老区振兴计划》，这给铜川市未来的发展带来了前所未有的机遇。作为经济发展的基础条件，土地资源可持续利用必会促进经济进步。针对铜川市土地生态安全的现状，提出以下建议。（1）农业方面，加强耕地保护和发展特色农业。在耕地资源得到保障的基础上，调整化肥和农药的大规模施用；利用现有水利设施合理灌溉，提高有效灌溉率，提高农业产出；加强区域水土流失的治理，保护土地资源。积极促进农业的产业化升级，发展铜川市的特色农业、高效农业、现代农业，促进农民收入增加。近年来，铜川市的苹果、核桃、大樱桃和中药材等产业已具有一定规模，以周陵农业产业县级园区为代表的农业产业已取得了长足发展。在农业发展的同时，使其对土地产生的压力降到最低。（2）工业方面，加快产业结构调整和技术升级，促进工业园区建设和经济发展。坚持铜川市原有的5523发展思路（即提升壮大铝业、煤炭、水泥、陶瓷和果业等传统产业，培育发展电力、食品、医药、电能及旅游业等新兴产业，加快建设新区和老市区，努力突破环境污染治理、沉陷区和滑塌区的群众整体搬迁及水资源开发利用保护难题）[25]，提高产业技术，实现四大市级工业园区（黄堡水泥、董家河铝业、新区装备制造和坡头载能）和4个县域工业园区（惠塬水泥、顺金陶瓷、彭镇绿色产业和周陵农业产业）的快速发展及经济增长。加强对采矿区的后期问题处理和对建材行业合理开发规划，保证经济平稳增长，并减少对土地资源的破坏。（3）其他方面，社会因素与城市的联系更加紧密，加快城镇化建设，促进居民就业率提升，保证人口数量和规模平稳发展，加强城市合理规划，使城市土地生态系统健康发展。针对以旅游业为中心的第三产业，围绕旅游项目，进行可持续的开发建设，将带动地区经济发展与保护生态系统相结合，促进生态环境协调发展。

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Ecological Safety Assessment of Land in Tongchuan City Based on AHP Method

ZHANGHongxia，SHI Yulan，LIUYan
（College ofUrban and Rural Planningand Construction Engineering，ShangluoUniversity，Shangluo726000，China）

In this article,the evaluation and study of the ecological safety assessment of the land in Tongchuan city from 2008 to 2012 are carried out byusinganalytic hierarchyprocess（AHP）and selecting17 indicators in three aspects ofnature,economyand society to establish an indicator system for the ecological safety assessment of the land according to the actual conditions of the city.The result shows that the value of the ecological safety of the land rises from 0.285 1 in the year of 2008 to 0.755 7 in 2012,and the ecological safetylevel is fromLevel I（severe）in 2008 toLevel III in 2012（sensitive）;the overall condition ofthe ecological safetytakes on an improvement trend;the land conditions improves year by year;but the land is still in an unsafe state.Therefore,effective actions should be taken tofurther make the land ecologydevelop in a safe and good direction.

AHP;ecological safetyofland;evaluation;Tongchuan city

X826

A

1002-2481（2016）06-0852-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.33

2016-01-14

张红侠（1978-），女，陕西咸阳人，副教授，硕士，主要从事土地利用与区域发展研究工作。