南水北调沿线土地利用生态安全评价

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1、南水北调沿线土地利用生态安全评价　　前言　　随着经济和工业的快速发展，土地利用生态环境遭受了严重的破坏，对人类的生存和发展构成了严重的威胁．因此，如何更好的对土地的利用生态安全进行评价，关系到粮食安全、社会稳定等问题．南水北调中线工程是一项复杂的系统工程，其水源区土地的利用生态安全与否对南水北调中线水质情况起着重要作用．因此，对该区域土地的利用生态安全情况研究是十分必要的．对土地利用生态安全的研究一直是学术界研究的热点之一，研究成果相当丰富．例如李玉平、蔡运龙对生态安全和土地生态安全做出了详尽的阐述1］．田克明，王国强利

2、用多元素综合评定法和系统聚类法相结合，借助MapGIS和SPSS软件对河南省进行生态安全评价［2］．　　　　上述分析基本上大多数是针对大范围宏观尺度的研究，研究的时间跨度较小．而且，目前开展南水北调中线工程对环境影响方面的研究主要集中在水资源与水源区生态环境［3］、水质［4］、对生物的影响［5］等方面，对水源区土地利用生态安全缺乏深入研究．本研究针对南水北调中线水源区(以陕西省为例)，采用压力状态响应模型，结合定量分析法，评价了1999年到2009年十年间南水北调中线水源区(陕西省)县域土地生态安全的变化状况，对研究区域

3、的土地的利用生态安全进行研究分析，研究时间跨度大，属于小范围微观尺度的研究．　　　　1土地利用生态安全评价指标体系的建立　　南水北调中线工程陕西水源区包括秦岭以南的陕西南部地区，涉及宝鸡、汉中、安康、商洛和西安5个市的31个县(区)．目前土地利用生态安全评价研究主要体现在评价指标体系和评价方法两个方面．建立科学完善的指标体系和评价标准是土地利用生态安全评价的关键环节，也是进行土地利用生态安全评价的基础，本研究针对研究区域的特点，遵循指标体系建立的科学性、针对性、可操作性、完整性、层次性、多样性原则，以研究区客观事实为基础

4、，按照系统的层次和指标的特点，选择能够明确代表研究区特点的指标，从多方面反应土地利用生态安全情况．借鉴国内相关研究，结合本研究区实际，选取了三级指标9个，其中压力指标4个，状态指标1个，响应指标4个(见表1)．【1】　　2评价模型及方法　　2.1数据处理　　2.1.1数据标准化为了使不同指标的数据具有可比性，需要对数据进行无量纲化处理．采用归一法对各评价指标进行标准化处理，转化到［0，1］之间．计算公式如下:式中，Pij表示标准化处理后的值，即归一化值，Xi表示评价指标的实际值，Xmax和Xmin分别表示评价指标的实际最

5、大值和实际最小值．正向型指标采用公式(1)进行计算，表示的意义是归一化值越大，安全程度越高，即越大越安全型;负向型指标采用公式(2)进行计算，表示的是归一化值越小，安全程度越高，即越小越安全型.　　　　2.1.2利用均方差赋权法确定指标的权重在确定指标权重时采用均方差赋权法．均方差赋权法是一种客观赋值法，其权重是由各指标在评价指标体系中的实际数据形成的，它消除了人的主观因素造成的偏差，客观性比较强．因此，采用均方差赋权法对南水北调中线水源区(陕西省)各县(市)土地利用生态安全进行评价，使得评价结果更符合实际．设Ai(i=

6、1，29)为指数集，Gj(j=1、2、3、4、5)，(1、2、3、4、5分别代表1999、2000、2005、2008、2009年)为方案集，Pij为方案集对指标集的属性值，及归一化值．首先，利用公式(1)(2)对各项评价指标数据进行标准化处理，得到标准化值Pij，其次，利用公式(3)(4)分别计算标准化后的各项指标Ai的均值E(Ai)和方案集Gj的均方差σ(Ai)，见公式(3)和(4)，最后根据σ(Ai)得出的结果算出各指标的权重Wi，见公式(5)，计算结果见表2．【3】【4】　　　　2.2农用

7、土地生态安全评价模型建立及安全等级的确定　　2.2.1农用土地生态安全评价模型根据公式(6)，计算得出南水北调中线水源区(陕西省)各县(市)农用土地生态安全值．式中，U为生态安全度，Wi为各指标权重，Pij同前.【5】　　　　将每年各县市的安全值取均值，得出研究区域农用土地生态安全的总体值．综合评价结果见表3.【6】　　　　2.2.2农用土地生态安全等级的确定由于生态安全是一个相对概念，仅通过所计算出的生态安全值，很难对生态安全有一个直观的判断．因此，需要对生态安全值进行合理的等级划分，本研究在参考相关文献［6，7］的基

8、础上，根据南水北调中线水源区(陕西省)各县(市)的实际情况，将农用土地生态安全水平划分为五个等级，见表4．【7】　　　　3土地利用生态安全定量分析与动态评估　　根据生态安全评价模型公式，对水源区(陕西省)1999、2000、2005、2008、2009年十年间的5个时间段的数据进行了土地利用生态安全评价，评价结果见图