南宁市土地生态安全评价研究-土地资源管理专业毕业论文

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THERESEARCHONLANDECOLOGICALSECURITYEVALUATIONOFNANNINGCITYABSTRACTLandisthebasisofmaterialandthesourceofwealthforhumanexistence，withtheincreasinglyprominentcontradictionbetweenpeopleandlandusedandenvironmentproblem，landecologicalsecurityresearchbecomemoreattention．Inrecentyears，withthesustainedandrapiddevelopmentintheeconomicandsocialofNanning，theincreasinglydemandsforlandresourcesandtheexploitationintensity,thusbringingenormouspressureandthreatsonthelandecologicalenvironment．ThisstudytakethecityofNanningastheresearchobject，bycombingthedomesticandforeignrelatedtolandecologicalsecurityresearchasitsbasis，CombiningwiththeanalysisofNanninglandecologicalenvironmentstatusandproblems，inordertoBuildtheevaluationmodelof”environment-social·economic”，Fromtheaspectsofnaturalenvironment,society,economytobuildNanninglandecologicalsecurityevaluationindexsystem，Usingthepoorsubtractionmethod，entropyweightmethod，andthecomprehensiveindexevaluationmethodtoevaluateandanalyzethelandecologicalenvironmentsecuritysituationinNanningduringthe2007to2014：Onthisbasis，usetheMatlabsoftware，throughBPneuralnetworkforecastthelandecologicalsecuritydevelopmenttrendsinNanningduringthe2015to2020；andputforwardsuggestionstoprotectthelandecologicalsecurity．Throughthisrescarcl[1，reachingthefollowingconclusions：(1)Duringtheyearof2007·2014inNanning，ThewholelandecologicalsecuritysituationIntheconditionofrelativelysafe，whilePresentingthedevelopmenttrendofimprovementyearbyyear。Amongeightyearstimesin2007--2014，Thelandecologicalsecuritycomprehensivevalueale0．452452、0．37455、0．404441、0．406589、O．504845、0．552103、O．574742、0．635791：In2008thelandecologicalsecuritycomprehensivevalueislessthan0．4,thelandecologicalsecuritysituationisinaunsafesituation，andthelandecologicalsecuritylevelisIV，isthelowest；in2014thelandecologicalsecuritycomprehensivevalueislargerthan0．6，thelandecologicalsecuritysituationisinasafesituation，andthelandecologicalsecuritylevelisII，isthehighest；theremainingsixyearsofthelandecologicalsecuritycomprehensivevalueisbetween0．4and0．6，thelandecologicalsecurityareinmoresafersituation，andthelandecologicalsecuritylevelisⅢ．万方数据 (2)NanningLandecologicalsecurityaffectedbythecombinedeffectsofinternalsubsystemslandecologicalsystem，eachsubsysteminthelandecologicalsystemhasmadetremendousinfluence。theLandecologicalenvironmentsubsystemplayedapositiveinfluenceonthewholelandecologicalsecuritysituation；landecologicalsocialsubsystemplaysanegativeinfluenceinthewholelandecologicalsecuritysituation；landecologicaleconomicsubsystemplayapositiveinfluenceonthewholelandecologicalsecuritysituation．(3)Accordingtoforecastresults，Nanning2015-2020thelandecologicalsecuritycomprehensivevaluesale0．64784，0．671992，0．721281，0．756035，0．772331，0．789256，showingasteadyrisetrend；in2020thelandecologicalsecuritycomprehensivevaluewillreachthehighest，thelandecologicalsecuritysituationisunderthebestsituation．thewholelandecologicalsecuritymaintainedinsafesituation,andthelandecologicalsecurityIevelmaintainedatlevelII，IndicatingthatthelandecologicalenvironmentofNanningwillcontinuetoimproveandriseinthenextfewyears．(4)FromtheevaluationanalysisandforecastresultsoflandecologicalsecurityinNanning，combinationthechalacteristicsofNanningareaandtheactualsituation,puttingforwardthetargetedthemeasuresoflegal，administrative，economicandtechnicalcountermeasurestosafeguardthesecurityoflandecologicalenvironment．KEYWORDS：land；landecologicalsecurity；evaluation；forecast；NamingCity万方数据 目录第一章绪论．11．1研究背景11．2研究目的和意义．．21．3研究内容．．21．4研究方法和技术路线．．31．4．1研究方法31．4．2技术路线．．31．5国内外研究综述．．41．5．1国外研究综述．．41．5．2国内研究综述．．51．5．3文献述评及未来研究趋势．．7第二章土地生态安全评价相关概念及基础理论．92．1相关概念92．1．1土地．．92．1．2生态安全92．1．3土地生态安全．．92．1．4土地生态安全评价．102．2相关基础理论102．2．1系统科学理论102．2．2人地关系协调理论．112．2．3土地生态学理论ll2．2．4土地经济学理论．112．3本章小结12第三章土地生态安全评价方法133．1土地生态安全评价指标体系构建133．1．1评价指标体系构建原则133．1．2评价指标体系构建方法143．2土地生态安全评价计算163．2．1评价指标的无量纲化．163．2．2评价指标权重的计算173．2．3土地生态安全综合值的计算．183．3土地生态安全评价标准l93．4本章小结20第四章南宁市土地生态安全评价与分析。214．1南宁市区域概况214．1．1地理位置2l4．1．2自然环境概况．224．1．3社会经济情况224．1．4生态文明建设．．224．2南宁市土地生态环境面临的主要问题23万方数据 4．2．1人地矛盾问题不断凸显，后备土地资源不足．234．2．2生产生活污染排放增多，水土污染加剧．．234．2．3不合理开发利用，水土流失问题严峻．244．2．4土地利用结构不合理，集约节约利用水平低．．244．2．5生态环境保护力度不够，土地生态安全仍面临较大威胁．244．3南宁市土地生态安全评价．254．3．1评价指标原始数据收集254．3．2评价指标标准化处理274．3．3评价指标权重计算284．3．4评价指标安全值计算．294．3．5南宁市土地生态安全评价结果304．4南宁市土地生态安全评价结果分析314．4．1土地生态安全评价结果可靠性检验314．4．2土地生态安全状况综合分析324．4．3土地生态安全子系统分析344．5本章小结41第五章南宁市土地生态安全预测与维护对策．425．1南宁市土地生态安全状况预测425．1．1预测方法425．1．2预测过程435．1．3预测结果．475．2南宁市土地生态安全维护对策485．2．1维护土地生态安全的法律对策485．2．2维护土地生态安全的行政对策495．2．3维护土地生态安全的经济对策5l5．2．4维护土地生态安全的技术对策525．3本章小结53第六章结论与展望。546．1研究结论546．2创新之处．．一．556．3研究展望．55参考文献。57至受谢．．。．．．．。。．。．．。．。。．．．．．．61攻读硕士学位期间科研及发表论文情况63Ⅱ万方数据 广西大学硕士学位·沦文南宁市土地生态圣}篁婚平价研究第一章绪论1．1研究背景改革开放以来，我国经济建设取得了举世瞩目的成就，但是在成绩的背后却是以牺牲良好的生态环境作为代价，导致我国的生态环境问题日益突出，如：雾霾、水土流失、森林面积减少、水土污染、石漠化、酸雨等生态环境问题，成为阻碍我国可持续发展的重大问题，促使人们对生态安全问题更加关注，改善生态环境，推动可持续发展成为我国今后发展中需要下大力气加以解决。党的十八大召开以来，党和政府提高对生态文明建设进一步重视，在2015年3月召开的中央政治局会议审议通过《关于加快推进生态文明建设的意见》，其中第一次提出了“绿色化’’提法并作未来发展目标之一。习近平主席多次强调生态文明建设的重要性并展开了一系列论述：“生态兴则文明兴，生态衰则文明衰”，“绿水青山就是金山银山”等重要讲话【1】。生态安全已成为现阶段国家安全的重要组成部分，保护生态环境安全是一项有益于国家和人民的伟大事业，对国家发展和民族未来具有深远的影响，必须始终坚持生态文明建设，任何时候都不能放松。土地是一定时间和空间内的气候、地质地貌、土壤、水文、动植物、微生物和人类活动综合作用的结果，是自然和社会经济的综合体【2】。人类的生产、生活离不开土地，土地是人类一切生产生活的物质基础和财富源泉。然而土地资源是宝贵的有限资源，经济建设和社会发展对土地的需求逐渐增加，导致人地矛盾问题越来越突出；而在土地资源开发利用过程中忽视对土地的保护，对土地生态环境造成巨大破坏，如：水土流失、石漠化、沙漠化、土壤污染等，成为阻碍区域社会经济可持续发展的主要原因。土地生态安全作为生态文明建设的重要内容逐渐进入人们的视野，并越来越受到政府和研究者的重视并成为当前生态安全研究领域的前沿课题之一。南宁市作为广西壮族自治区首府城市，是广西政治、经济、金融、贸易、文化中心，也是广西北部湾经济区、珠江．西江经济带的核心城市和中国东盟博览会永久举办地。目前，南宁正在着力建设面向东盟的区域国际信息交流中心、区域性交通枢纽中心、区域物流中心、区域国际金融中心等，随着国家珠江．西江经济带发展战略、国家“一带一路”发展战略、国家“互联网+”战略及广西实施“双核驱动”发展战略的落实，南宁市经济社会将会进一步快速发展。然而，南宁市经济快速增长的同时也带来了一系列生态破坏问题，由于较为落后生产方式、经济结构不合理、工农业产生的“三废”排放、乱砍乱伐、无序采矿、大量使用化肥农药等不合理开发利用破坏了区域内生态环境，特别是对区域土地生态安全带来巨大的压力，诸多区域性的土地生态问题接踵而至，土地生态安全问题越来越突出，导致土地生态系统结构和生态过程在短时期内发生剧烈的变万方数据 南宁市土地生态安苣—擎价研究化，如：2012年出现的龙江镉污染事件、2013年贺江镉、铊重金属污染事件，对当地河水及土地生态环境带来了严重的污染和破坏，同时也对当地人民生活饮水、生命健康带来巨大威胁，严重阻碍了当地经济社会可持续发展。未来南宁市加强生态环境保护特别是土地生态安全维护已成为今后生态文明建设中一项重大任务。1．2研究目的和意义针对目前越来越突出的土地生态环境恶化问题，如何维护土地生态安全已成为国内外政府和科研人员的重要研究课题之一。本研究将以广西南宁市为研究对象，开展土地生态安全评价和预测研究，希望能够了解南宁市土地生态安全现状及特征，掌握土地生态安全的影响因素、变化规律、发展趋势等，提出合理的维护南宁市土地生态安全的相关建议对策。本研究以南宁市作为研究对象，开展对南宁土地生态安全评价和预测研究，对丰富区域土地生态安全研究具有一定的理论价值。此外，有利于为南宁市政府相关决策部门提供科学参考和借鉴，能够及时把握区域土地生态安全现状以及发展趋势；有利于指导开展区域土地利用规划、土地整理、土地修复整治、土地生态环境保护建设等；有利于保障南宁区域国土资源安全，实现土地资源可持续利用，对推动南宁市生态文明建设及经济社会可持续发展具有重要的现实意义。1．3研究内容本文具体研究内容主要包括以下五个方面：第一、南宁市土地生态环境现状研究。要开展土地生态安全评价和预测，首先就要了解南宁市土地生态环境的现状，对南宁市土地生态安全的资料文献进行收集、整理和分析，掌握南宁市土地生态安全的现状及存在的问题，为下一步研究奠定基础。第二、土地生态安全评价指标体系构建研究。评价指标体系的构建是本研究需要重点进行研究的重要内容，也是开展对土地生态安全评价的基础的工作。本研究将系统研究构建符合南宁市实际特征和区情的评价模型和指标体系，指标体系构建是否合理关系到下一步开展土地生态评价结果的准确程度。第三、南宁市土地生态安全评价研究。运用数学方法构建符合研究区的“环境．社会．经济"评价模型，利用级差法、熵权法、综合指数法等定量实证分析方法，对影响南宁市土地生态系统内的环境子系统、社会子系统、经济子系统的安全值进行计算，计算出研究区土地生态综合安全值，对土地生态安全情况分等定级，并对评价结果进行详细分析。第四、南宁市土地生态安全未来发展趋势的预测研究。在南宁市土地生态安全评价的基础上，结合土地生态安全的评价结果和南宁市土地生态安全的现状特点，科学构建万方数据 南宁唧r二匕地生态安童啼平价研究出未来土地生态安全发展变化趋势的预测模型，并运用正确恰当的方法开展对南宁市未来土地生态安全发展趋势进行科学合理的预测。第五、维护土地生态安全的对策研究。根据以上对南宁市土地生态安全的评价及分析以及对未来南宁市土地生态安全发展变化趋势的预测结果，结合南宁市区域特点和实际情况，研究提出具有针对性的维护土地生态安全的合理建议和对策。1．4研究方法和技术路线1．4．1研究方法本文将采用多学科交叉综合的研究方法来展开对研究区土地生态安全的综合评价和预测研究，具体运用的方法主要有以下几种：(1)文献检索法。通过广泛收集和梳理国内外关于土地生态安全评价的文献和资料，对土地生态安全研究领域的发展动态、发展趋势及有关的基础理论概念有一个较为全面的了解和掌握，并找出其参考价值，为本研究的开展做一个基本的理论铺垫。(2)调研考察法。深入研究区实地开展土地资源利用现状和土地生态安全情况开展综合调查研究，并到政府相关部门进行相关资料的采集、采访、调查，获取研究区真实的原始资料，为研究顺利开展奠定重要基础。(3．)实证分析法。通过构建适合南宁市实际情况的“环境．社会．经济"评价模型，建立合理的评价指标体系，运用级差法对进行无量纲化处理，利用熵权法进行权重确定，利用综合指数法计算土地生态安全值，利用SPSS数据分析软件进行相关分析和验证，运用MATLAB软件中的BP神经网络法进行土地生态安全的预测。1．4．2技术路线．技术路线：本研究以土地生态安全评价为核心内容，首先，收集和整理国内外和研究区相关文献和资料，掌握国内外在该领域的研究发展动态基础，掌握研究区土地生态安全状况进行，了解研究区域的土地生态现状和存在的突出问题；其次，结合研究区实际情况，构建与之相符的评价指标体系；运用定量分析的方法对研究区土地生态安进行评价和分析；再次，运用数理方法对研究区未来的土地生态安全状况及发变化展趋势进行科学的预测研究；最后，根据土地生态评价及预测结果，合理提出相关对策。万方数据 南·宁肯r：乞地生态安薯时擎价研究．环境．社会餐济评价指标模l’，l研究区土地生悫妥全评价与分析f，，lI级差法、熵权法、综合指数法sPSs统计分析软件图1-1研究技术路线图Fig．1-1Researchtechnologyroadmap1．S国内外研究综述1．5．1国外研究综述土地生态安全评价研究源于对生态环境系统健康研究，国外学者20世纪40年代应用于“土地疾病”诊断并提出了评价的重要指标【3】。联合国粮农组织(FAO)在1976年公布《土地评价纲要》【4】，其主要内容就是对土地生态适宜性进行科学评价。此后相继公布了林业土地、灌溉农业土地、雨耕农业土地等土地类型的评价相关的文件【s】，有效推动和指导土地生态评价的研究发展。20世纪90年代，随着生态环境问题越来越突出，可持续发展的理念越来越得到了各国政府认可，为了更为有效的指导土地可持续利用发展，1993年，联合国粮食及农业组织(FAO)发布了《持续土地利用评价纲要》【6】，对维护土地生态环境安全和实现土4万方数据 ■—争市土地生志安釜啼平价研究地可持续利用发展方面提出了比较全面具体的评价指标框架和方法，为土地生态安全的早期评价提供有效路径。此后，土地生态问题研究引起了各国政府和研究者关注和研究。国外关于土地生态安全评价指标研究很多是基于FAO体系框架为基础的，如Messing等小流域农业用地的适宜程度和适宜条件，并进行了情景模拟【刀。Pi耐(1997)对有关土地质量方面的评价因素进行了总结研究【8】。Mu娼eE(2000)等构建了土壤质量评价指标构建【9】。随着研究深入发展，在土地生态安全评价指标体系出现了以“压力-状态．响应”(PSR)框架为基础的研究类型。PSR模型是由联合国粮农组织ffAO)、联合国环境规划署(UNEP)、联合国开发计划署(trNDP)和世界银行(WB)在1996年共同提出的【10】，该模型通过对土地生态系统中土地所承受的各方面压力和土地表现出来的各方面状态，联系人类对土地状态所做的反应进行指标体系建立。世界银行LQIs项目基于PSR模型建立的人工生态系统评价指标体系【ll】。随着对PSR模型研究的发展，欧洲环境署提出了DPS破模型，DafidN1121、GervenV[131，等都基于DPS取模型开展了相关研究和实证分析。国外评价指标体系研究过程中还有另一种重要的模型，即“经济．环境．社会”(EES)模型，EES评价指标模型将影响土地生态系统状况所涉及到的自然环境、社会发展、经济发展中所有相关要素，建立一个完善的指标体系。ParacchiniML(2011)基于该评价模型，对研究区的土地生态环境状况，利用权衡的方法，构建了不同尺度指标体系，并进行相关实证研究【14】。在土地生态安全评价方法研究方面，国外目前主要有数学模型法和空间模型法。PeterCB等(1993)指出了生态系统功能阀值概念与方法，并用该方法进行了有效评价和分析【15】。klbub0．MaIiara在分析肯尼亚国家的土地利用的安全措施，以土地所用权、土地保护和人口密度的相互关系，并提出要确保护土地资源安全健康发展就要采取积极的激励措施以及各社区人们的积极参与【16】。R0bson(2012)等对城市土地扩张与人口数量之间的关系，利用指数回归模型，对埃及的小型和中型城市的可开垦土地的安全性进行分析【17】。LYNGHK等通过实证认为非洲国家食物供应困难在很大程度上由于土地使用权的不安全性和土地发展存在的一些问题，建议利用现代技术管理城市空地，有效监测不同土地的使用情况，以促进土地的和谐、合理的使用【18】。随着GIS、RS、GPS(3S)等空间信息技术的的发展，国外土地生态安全评价中逐渐趋向融入3S技术的空间模型法来开展土地生态评价研究。1997年在荷兰的恩斯赫德(Enschede)举行的“土地可持续利用管理及信息系统"会议，提出了应用GIS技术在土地利用管理进行有效辅助【l9】。Herrmann(1999)等基于系统工程理论设定了相关的土地生态限制因素，借助GIS的技术方法优化完善了对农村土地利用与设计[20】。MflczewshJ(2006)在进行土地生态预测时运用了多准则决策方式对不同影响指标设定不同阀值，并通过GIS技术展示了不同阀值下土地生态安全情景【21】，满足不同需求偏好。1．5．2国内研究综述万方数据 ■—争市土地生态安篁时簪田卜习F究我国从20世纪80年代开始逐渐兴起了对土地生态问题的研究，虽然起步较晚，但是发展非常迅速。面对日益严峻的生态问题及人地矛盾形势，国内关于土地生态安全问题研究不断增多。景贵和(1986)指出土地生态评价基于一般土地评价选取与环境相关生态特性进行补充评价，特别注重人类社会经济过程对土地生态系统的影响，以掌握土地利用与土地生态的协调度，并服务于景观生态设计和景观生态规划∞】。此后，国内关于土地生态安全的评价逐渐增多，敬松(1995)从生态适宜性的角度出发，认为土地生态适宜性评价评价立足于地域整体，着眼于环境问题，选择相关土地生态制约性指标，运用数理方法进行综合评价和分析【23】。徐嘉兴(2013)认为土地生态评价是对土地生态系统的功能、结构的健康状况及其生态环境的质量进行评价【24】。国内关于土地评价指标体系研究方面，陆立新(1988)早在FAO评价框架出现以前就建立了类似的评价指标体系，以陕西秦岭东段为例，选取了水田农业、旱作农业、用材林、薪炭林、经济果林、药材、放牧业等因子的总体土地生态适宜性而进行的【25】。刘玉平【26】(1996)王葆芳等【27】(2004)以FAO评价指标框架建立了相应的评价指标体系。肖风劲等(2002)对土地生态系统健康的基本原理进行了总结归纳28】。关于“压力一状态一响应”口SR)评价指标模型的研究方面，于风玲等(2013)以东莞市为研究对象，基于PSR模型建立价指标体系，运用解释结构模型(ISM)对土地资源生态安全评价因素进行分析【29】。李林憧，舒英格(2015)以贵州省为例，建立生态安全的“压力一状态一响应’’概念指标体系，同时，在研究过程中进行了改进，并结合嫡权法和特尔斐法测算各指标权重【30】。洪惠坤等(2015)基于该模型体系，运用了改进逼近于理想值的排序方法(TOPSIS)，对重庆市土地生态安全进行实证分析【3l】。严超等(2015)基于PSR模型，运用GM(1，1)预测模型【32】。此外，徐美【33】、靖宇[34】等研究者基于改进DPSIR模型开展了土地生态安全评价。PSR评价指标模型是一种比较科学并广泛适用于各种生态环境评价的模型框架，其能够客观全面地反映土地生态环境的各方面压力、状态、和响应情况，来建立起比较全面综合的土地生态安全的指标体系，因而得到众多研究者广泛运用。我国关于“经济．环境．社会(E．E．S)评价指标模型的研究和应用方面，费洪平早在1988就从生态学观点看，建立了国土规划与生态系统及其相互之间关系，从自然结构、社会结构和经济结构相互促进，建立了三个分区的土地生态设计模式，并相应地指出了各分区的国土整治开发方向与措施【35】。张松男(2012)等基于EES协同模型，结合模糊物元分析法和熵权法，开展相关评价36】。梅艳等(2013)基于EES评价指标体系，将未确知测度理论与信息嫡理论运用于土地生态安全的评价，根据对各指标的置信度进行实证分析f37】。我国在土地生态安全评价方法的研究和应用上取得较大成果，特别是在数学模型应用中，如国内学者吴次芳等(1991)综合运用分值权重累加、系统聚类分析和模糊综合评价的方法对杭州湾6市土地生态环境作综合分析评价【38】。骆文辉等(2009)运用属性识别模型结合层次分析法对徐州市土地生态安全开展研究[39】。马志昂【40】、李明月【41】等运万方数据 广西大掌硕士学位论文胄rJ争市土地生态安台啼平价研究用BP神经网络方法并取得了较为客观的结果。卓风莉(2012)运用集对分析法(SPA)【421开展研究，集对分析法能够将确定性分析和不确定性分析相结合，思路清晰，算法简明，可操作性好。陈美婷(2015)应用了径向基函数(RBF)模型【43】、刘焱序(2015)利用人工神经网络和空间分析方法M。其他学术方法还有环境库兹涅其曲线(EKC)模型法【45】、能值分析的理论方法M、生态足迹模型【47】、主成分分析法【48】、聚类分析方法【49】等数学模型开展了具体研究。由此可见，当前国内运用数学模型对土地生态环境开展研究得到了众多学者的应用，同时不断出现许多创新性的数学模型研究方法，有效推动了土地生态安全问题研究的全面、深入发展，为促进了土地生态环境评价和保护提供了许多参考。信息技术发展也促进了土地生态问题研究深入，国内逐渐出现运用3S(GPS、RS、GIS)信息技术等可视化的手段开展土地生态环境安全评价的研究。如：卢远(2003)基于建立自然、社会、经济于一体的复合系统，以横县为例，采用GIS技术建立了横县土地生态安全的土地生态经济系统的空问数据库【50】。王硕(2008)构建了GIS．PNN．GM．IBP分析模型【51】，克服了传统方法复杂程度，并利用该模型开展土地生态适宜性进行评价。曲衍波等(2008)基于GIS建立了以地形为主导因子的土地生态安全评价模型【52】。彭文甫等(2009)学者利用遥感影像与GIS技术，针对城市土地开发利用过程中城市经济的发展以及城乡改造等活动所引起的城市土地生态环境安全状况的变化进行探讨研究【53】。徐昌瑜(2013)【54】、许联芳等(2014)【55】、韩蕾(2015)等【56】在进行评价过程中都结合了3S技术的应用。可以看出，在土地生态安全评价研究中越来越注重引入空间技术的分析方法。1．5．3文献述评及未来研究趋势通过对国内外土地生态安全评价相关文献资料整理总结可以看出，关于土地生态安全研究领域取得了较大研究成果，特别是在土地生态安全评价指标体系构建和评价方法在不断丰富，应用范围也在不断扩大，极大促进了土地生态安全评价研究发展。土地生态安全评价是作为生态研究中一个比较新领域，其相关的理论体系研究及实践应用等仍有较大的探索空间和价值。未来土地生态安全研究将出现新的发展趋势：第一、土地生态安全评价方法综合完善化。当前的研究存在许多方面都存在着不足，如研究的方法模型选择、评价指标的选取及权重的确定仍然不完善，今后在土地生态评价研究将进一步朝着综合评价的方向发展，新的研究方法体系将更为完善。第二、研究尺度范围分异化。土地生态系是一个复杂的系统，它没有明确的地域界限，目前国内研究的尺度上较多局限于小范围如县域、市域、小流域地区，而以区域性流域、省域、跨省域范围土地生态系统为对象进行评价和研究的专题仍比较少。今后土地生态安全问题研究将扩大到跨省域、跨区域、跨流域等大尺度范围。第三，土地生态评价和土地生态设计结合发展研究。开展土地生态评价最终目的是为了有效保护土地生态环境安全，维护国土资源安全和土地可持续利用。目万方数据 ■—产市土地生态安穗H平价研究前，两者的结合研究仍比较少，今后应在土地生态安全评价基础上加强结合土地生态设计的结合研究。万方数据 ■—产市土地生态安苣啼平价研究第二章土地生态安全评价相关概念及基础理论2．1相关概念2．1．1土地对于土地概念，目前学术界并没有统一的定义，原始状态下的土地是一种自然资源，与空气、阳光、天然水、野生林等资源一样，是一种自然物，是人类生存、发展的必要条件，早期的地学家将地球陆地部分，由泥土和砂石组成的固定场所称之为土地，而不把地上的各类附属物、地上空气上层、江河湖海等水面列入其范畴。联合国粮食和农业组织(FAO)在1972年召开的土地评估专家会议上明确土地的概念：“土地包含地球特定地域表面及以上和以下的大气、土壤及基础地质、水文和植被。它还包含这一地域范围内过去和目前人类活动的种种结果，以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响①’’；原国家土地管理局把土地定义为“土地是地球表面上由土壤、岩石、气候、水文、地貌、植被等组成的自然综合体，它包括人类过去和现在的活动结果②2．1．2生态安全生态安全的概念目前并未形成统一的定义，最早是由美国学者LeisterR．Brown在1984年一书中正式提出“生态安全”的概念@。国际应用系统分析研究所(LASA)对生态安全定义：是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成一个复合人工生态安全系统④。国务院2002年发布的《全国生态环境保护纲要》中指出：生态安全是指一个国家生存和发展所需要的生态环境处于不受或者少受破坏与威胁的状态⑤。生态环境安全问题关系到可持续发展，已成为当今世界发展面临的重要问题。2．1．3土地生态安全①周宝同．土地资源可持续利用评价研究口)】．西南农业大学．2001．②国家土地管理局．土地管理基础知识嗍．天津：天津人民出版社，1993．③陈书广．河南省土地生态安全评价研究田】．河南大学．2009．④关文彬，谢春华，马克明，牛健植，赵玉涛，汪西林．景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径．生态学报．2003．1．25⑤国务院．《全国生态环境保护纲要》．国发[2000138号．2000．11．269万方数据 ，—争计r二乞地生态安童—平价研究土地生态安全是生态安全研究领域新的分支，目前关于土地生态安全概念的定义尚未形成统一认识。根据相关文献资料和研究成果[57"J[SS]，土地的生态安全是指土地生态系统保持长期稳定充足的生产能力和资源提供能力，具备稳定结构，维持土地资源供给的多样性，保证相应土地功能的实现，满足各类生物和人类生存发展的需要，实现土地在数量、质量和结构上的安全。其中包含了两层基本涵义：一是土地生态系统自身的安全，能够进行自身调节，使系统不受或少受破坏与威胁的状态；二是土地生态系统满足人类生存和发展的需要，实现经济效益、社会效益、环境效益的和谐统一【59】。2．1．4土地生态安全评价对于土地生态安全评价的概念不同学者有不同的定义，我国学者吴次芳指出土地生态安全评价是基于一般的土地评价，以查明土地生态与土地利用现状及利用方向的协调程度为目的，通过结合自然环境和人类社会经济活动，对影响土地生态环境特性而进行的评价，从而确定土地生态系统健康安全状态∞。刘凌冰认为土地生态安全评价是运用定量分析手段，针对一定区域土地生态系统的功能、结构、健康状态所作的一种评估②。土地生态安全评价主要是针对土地的生态特性而开展的评价，随着人类社会经济活动对土地施加的影响不断增加，使得原来的土地生态环境遭到一定破坏，因此，在开展相关评价的过程中，不仅仅要考虑到周围的自然状态等环境要素的影响，更要把对土地生态安全有紧密联系的人类各项经济、社会等要素考虑进来，开展综合的评价和分析，从而为实现更好土地利用和维护土地生态环境安全健康服务。2．2相关基础理论土地生态安全研究是土地科学的分支学科，也是-fl综合性学科，本文在进行土地生态安全研究过程中运用到的理论主要有：系统科学理论、人地关系理论、土地经济学理论、土地生态学理论等。2．2．1系统科学理论系统是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体③。部分与整体、系统与要素、要素与要素、系统结构与要素结构之间相互联系、相互作用的组成了系统整体。要素的变化发展带动系统整体的变化发展，整体的变化发展也会促进要素的变化发展。我们可以根据不同需要对任何一个系统其进行分解成若干个具有相同属性和稳定结构的子系统。从小范围来看，任何一个系统都可以作为一个独立完整的系统；①吴次芳，鲍海君等．土地资源安全研究的理论与方法嗍．气象出版社．2004②刘凌冰．甘肃省土地生态安全评价研究．西北农林科技大学．2014．③百度百科．系统科学[EB／OL]．．http：／／baike．baidu．corn／10万方数据 南宁市土地生态安台啼平价研究从大范围来看，任何一个系统同时也从属的另外一个系统的子系统，因此系统和子系统是紧密联系又相对独立的关系。土地生态系统是一个涉及到自然环境、社会和经济的复杂的系统结构，本文根据研究需要，运用系统科学的理论把土地生态安全系统划分为环境子系统、社会子系统、土经济子系统，有效指导土地生态评价指标体系的构建。2．2．2人地关系协调理论人地关系就是人地互相影响、互相作用的关系。随着人类社会实践能力和对土地的利用发展，曾出现“环境决定论”、“天人之分论”、“因地制宜论"等理论观点，我国古代传统的哲学观点“天人合一"把人和自然环境的关系的认识高度的概括，它强调了人与自然处于一个整体中，天人关系是自然的规律，人与自然环境要需求统一，不能够违背自然，破坏自然环境，“天人合一”的观点就包含了人地协调的含义。随着近现代生态学研究发展，人地关系逐渐形成了一种新的观点就是“人地协调"理论，并被广泛认可。现在的人地协调论包含了以下含义：一是入对土地有依赖性，人类活动的广度和深度都离不开土地。二是人地协调同人与人的协调是互为条件的，人与人之间的协调合作是解决人地矛盾的必要条件。三是人地协调是一种动态的协调，衡量人地协调的程度，要看它是否实现持续的发展。人地协调理论的目标就是是要求实现人与地互惠共生，尊重自然资源，善待自然资源，正确处理好人地关系。人地协调理论的发展，要求实现土地利用过程中必须要遵循土地自然规律，合理利用土地资源，保护土地资源安全，达到人类土地利用和土地生态环境健康的协调统一，实现土地资源永续利用，为本研究研究奠定理论支撑。2．2．3土地生态学理论土地生态学是应用生态学的一般原理，研究土地生态系统的能量流、物质流和价值流等的相互作用和转化，开展土地利用优化与调控的学科①。土地生态系统健康和价值核算理论、土地生态系统演化规律与驱动机制、土地生态恢复过程与机理等为土地提供了生态学角度来开展土地资源利用、规划、治理、评价等提供了重要的指导。土地生态学是生态学随着土地资源利用上出现了较为严重生态环境问题而逐步受到国内外学者的关注。土地生态学相关理论对本研究开展相关土地生态安全评价、土地生态环境安全维护和管理等提供重要理论指导。2．2．4土地经济学理论①郭旭东，谢俊奇．中国土地生态学的基本问题、研究进展与发展建议叨．中国土地科学，2008，22(1)：4．9．万方数据 广西大掌硕士掌位论文南宁市土地生态安全评价研究土地经济学是经济学的一个分支学科，其研究主要与土地相关的生产力运行和生产关系运行。土地市场供需理论是土地经济学研究的起点，从土地的需求角度分析，土地资源需求具有区域性、动态性和必然性④。区域性表现在不同区域的社会经济发展水平和结构的差异，对土地的需求也存在差异；动态性表现在随着社会经济的不断发展，对土地的需求也在数量和结构上不断发生变化；必然性表现在人类所有的社会经济活动都需要在不同程度上以来于土地。从土地的供给角度分析，土地自然供给具有刚性和稀缺性的特征，人类在各类生产发展都是以土地作为最基本的资源，并不断需要有更多的土地来支持，而同时土地资源的供给在一定时间和空间范围内所能提供的土地在数量上和质量上又是极度有限的。土地报酬递减理论是指在技术不变、其他要素不变的前提下，对相同面积的土地不断追加某种要素的投入所带来的报酬的增量(边际报酬)迟早会出现下降圆。土地报酬递减理论是土地经济学的一个重要基本理论，被广泛应用于土地经济学领域。土地经济学理论中的供需理论说明了土地资源是一种有限的稀缺的资源，需要人们在进行土地利用的时候注意节约集约利用土地，珍惜和保护土地资源；土地报酬递减理论则揭示了土地的利用的最佳效益性也是有限度的，要求人们在利用土地要坚持适度开发，一旦过度开发超过土地生态环境承载力，将会造成土地生态环境的破坏，最终反过来制约了人类的发展。因此，土地经济学中的相关理论可为本研究提供理论基础。2．3本章小结本章对土地生态安全研究相关基本概念进行介绍，同时对研究过程中运用到的一些基本理论知识基础也进行了介绍。在研究中主要运用到的主要相关基本理论主要包括：系统科学理论、人地关系协调理论、土地生态学理论、土地经济学理论等，为本研究顺利开展奠定理论依据和基础。①刘富刚．土地资源评价理论与实践D川．北京：国防工业出版社．2011．②刘卫东．关于城市土地节约集约利用的再认识．中国房地产．2013．02．0512万方数据 广西大掌硕士学位论文南宁市土地生态安台婚平价研究第三章土地生态安全评价方法3．1土地生态安全评价指标体系构建3．1．1评价指标体系构建原则3．1．1．1科学性原则科学构建土地生态安全评价指标体系是开展土地生态评价的基础，因此，在评价指标的选择、评价指标体系结构的设置等都需要建立在科学的基础之上，必须经过细致认真的分析才能够建立符合实际的指标体系，准确度量和反映出土地资源生态环境状况，确保指标体系构建的和评价结果的真实客观。3．1．1．2普遍性原则土地生态安全的受到自然环境和人类社会、经济活动的影响，评价指标需要综合反映出影响到土地生态安全各类因素，为了保证评价指标具有一定可比性，有利于了解土地生态安全变化规律和趋势，因此评价指标要尽量扩大选择范围，尽可能多选择对土地生态安全有影响的自然、环境、社会和经济各种指标，在构建整个评价指标体系要具有普遍性。3．1．1．3区域代表性原则本研究选取南宁市作为土地生态评价的研究对象，是在具体区域范围内进行的展开研究的，因此在构建评价指标体系的时候要立足于研究区区情和实际条件限制，指标的选取要能够体现出研究区土地生态环境特征，这样得出来评价分析结果才能够客观反映出研究区土地生态安全状况。3．1．1．4可操作性原则土地生态安全评价指标的选取和建立要保证具有一定的可行性和可操作性，要尽可能以现有的统计体系为基础，要综合考虑到指标的收集的数据资料的可获取性、数据的规范性、准确性、可靠性，尽量利用现有统计数据资料，这样对土地生态安全评价过程才能方便进行计算和比较。3．1．1．5结构性原则构建土地生态安全评价指标体系要结合土地生态系统内部结构组成，要考虑到目标层、准则层与因子层各层次之间指标数量和结构的合理性，科学设计指标体系的结构层万方数据 广西大掌硕士掌位论文南宁市土地生态安童嵋乎价研究次，实现对指标体系的整体和个体、动态与静态、定量与定性更够更好结合。3．1．2评价指标体系构建方法土地生态系统是一个相当复杂的生态系统，不仅包括自然环境的因素，如：地形、地貌、气候、土壤等，同时还有人类各类经济生产活动、社会发展等因素。因此，本研究依据有关概念和内涵，结合南宁市土地生态环境实际情况和特征建立土地生态安全的“环境．社会．经济"评价模型，将土地生态安全系统划分为土地生态环境子系统、土地生态经济子系统、土地生态社会子系统三个子系统，如图3．1所示。图3-1土地生态安全系统构成Fig．3·1Landecologicalsystemsecuritycomponents3121目标层目标层是“环境．社会．经济"评价指标体系的第一级指标，也是开展土地生态安全评价需要求得最终结果值，即：土地生态安全系统。土地生态综合安全值是在整体上反映研究区土地生态系统安全程度和安全状况及水平的综合性指标。3．1．2．2准则层准则层是“环境．社会．经济’’评价指标体系的第二级指标，包含有三个系统要素，包括土地生态环境子系统、土地生态社会子系统、土地生态经济子系统，分别表示土地生态系统内的环境系统、社会系统和经济系统三个方面的指标，用来衡量土地生态系统万方数据 南宁市土地生志安苣啼平价研究在自然环境、社会和经济领域的安全状况。3．1．2．3指标层指标层是“环境．社会．经济”评价指标体系的第三级指标，指标层总共包含了36个指标，每个指标均为单项指标，表示土地生态安全状态某一影响指标具体数值，具体的评价指标体系见表3．1。表3．1南宁市土地生态安全评价指标体系Table3-1Narminglandecologicalsecurityevaluationsystem万方数据 龠宁计已毛地生态安舌—平价研究农村居民人均纯收入(元)第一产业(元)第二产业(元)全社会固定资产投资(亿元)财政收入(亿元)进出口(万美元)3．2土地生态安全评价计算本研究采用综合指数评价法开展对土地生态安全的评价。综合指数评价法计算包含几个的基本过程：第一，需要对评价指标进行无量纲化，也就是标准化；第二，确定评价指标进行权重；第三，确定单项评价指标的安全值和各子系统的安全值，通过加权得出土地生态安全综合值。3．2．1评价指标的无量纲化无量纲化，也称为标准化，是指运用数学方法把原始不同类型的指标量纲转换成统一的度量标准，无量纲化处理后得到的标准化值均在O．1之间，0代表该指标在评价期内处于最差状态，1代表该指标在评价期内处于最佳的状态①。由于土地生态安全的评价指标涉及面广，数量较多，它们之间的量纲单位都不一样，无法进行下一步的研究，因此在必须先对所有指标进行标准化处理，消除原始指标量纲影响，才能进行下一步评价研究。因为影响土地生态各指标变化存在趋向性和大小的不同，可分为正向指标和负向指标两类，正向指标与土地生态系统安全互相关系为正相关，负向指标与土地生态系统安全的互相关系为负相关，因此，本研究使用极差法进行无量纲化，对于正向指标和负向指标分别采用以下公式：zn=刍：生正向指标：厶戤一缸(3．1)Zn=生坚：垒负向指标：厶弧一缸(3．2)式中，An为该评价指标的原始数值，Anlax为该指标的在某一时间段内的最大值和，Amin为该指标的在某一时间段内的最小值，Zn为该项指标无量纲化处理后的标准值。①赵亚平．开封市土地生态安全评价及可持续利用对策研究田】．洞『南大学．2014．16万方数据 龠宁请k匕地生态安台呻平价研究3．2．2评价指标权重的计算某一指标的权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。指标权重的确定常使用的方法有很多种，如特尔斐法、专家系统法、熵权法、主成分分析法、层次分析法、统计平均值法等。本研究将运用熵权法进行指标权重的计算。熵权法是一种常用来确定指标权重的科学方法，依据信息论基本原理的解释，信息是系统有序程度的一个度量，熵是系统无序程度的一个度量；如果指标的信息熵越小，该指标提供的信息量越大，在综合评价中所起的作用理当越大，权重就应该越高①。具体过程如下：(1)矩阵构建彳假设有m个样本，n个指标，则第i个样本第．j个评价指标为。～(i_1，2，m；j--1，2，n)，通过构建原始矩阵：f么ll么12彳1开1肚‰=P_纠@3，l么ml彳研2彳朋j其中，气表示第i个样本第j个指标的值，通过公式(3．1、3．2)对原始指标值进行无量纲化处理后，得到标准化值矩阵zi『。(2)炳值的计算定义第j个指标的熵值为死，那么计算公式为：疵：．尺艺纸吆)(3-4)公热‘2嘉，(觚肚面1，‘。0时，‘1氓。0)。厶‘日(3)指标信息效用价值计算指标信息效用价值计算依据上一步计算出来熵值确定，即：指标熵值班与1之间的差值。①宋志慧，宋志艳．基于熵理论的河北省可持续发展水平评价研究．石家庄铁道大学学报(社会科学版)．2012．06．2517万方数据 广西大掌硕士掌位论文■—争市土地生．志安篁呻平价研究定义第j项指标信息效用值为bj，那么计算公式为：bj=1。呜(3-5)(4)指标权重计算根据上一步计算出来的该指标的信息效用价值计算出该指标的权重。g义．gj项指标权重为q，那么计算公式为：b；qJ2}m(3-6)I、∑bj·死铲赢1∑(1-唬)(3·7)3．2．3土地生态安全综合值的计算本研究将采用综合指数评价法开展对南宁市土地生态安全评价研究，综合指数法是基于构建评价指标体系，对土地生态安全各指标安全指数，通过加权计算出土地生态安全综合值来确定土地生态综合安全水平。计算过程如下：(1)单项因子指标安全指数的计算由于土地生态安全的影响指标的大小、作用各不相同，因此，根据一定的标准可以各个单项因子指标划分为正向指标和负向指标，正向指标对起到正影响作用，土地生态安全状况随着正向指标数值的增大而增高；负向指标刚好相反。正向指标和负向指标的安全指数不同的计算公式进行计算。1，4≥zi厂l正向指标：皿=I{(3．8)IL鲁×100％，4互‘Z万方数据 南宁市土地生态安篁啼平价研究在式中，4表示第i项指标的原始数据，么i表示第i项指标的标准值。(2)单因子指标安全值的计算单项因子指标的安全值是表示单个指标对土地生态安全影响的大小，利用指标的安全值指数乘以指标的权重得到。S{=HiX国i(3．10)在式中，Si代表第i个指标的安全值，Hi表示第i个指标的安全指数，q是第i个指标权重。(3)土地生态安全综合值的计算土地生态安全综合值代表研究区整体土地生态安全的状况，也是土地生态安全评价的最终结果值。本研究利用指数加法模型进行综合值计算。模型简单介绍如下：指数加法模型公式为：n％=∑Sq(3．11)i=l繇表示土地生态综合安全值，Si表示第i个指标的安全值，q表示某一个指标的权重；n为样本指标总量。3．3土地生态安全评价标准土地生态安全评价标准尚缺乏统一的标准，不同的研究者对于土地生态安全的计算评价和土地生态安全等级标准的划分会根据研究的不同情况会有不同的设置标准。本研究为了使评价结果便于研究和更加便于人们对于评价结果的直观判断理解，借鉴了目前在该研究领域已有的研究成果和文献【60】【61】，把土地生态安全值设置在O．1之间，同时结合目前研究区土地生态安全现状特征，把土地生态安全状况划分为5个等级，每一个等级对应5个安全状态。土地生态安全综合值≥0．8为I级，表示土地生态安全状态极安全；O．6≤土地生态安全综合值