劉輝++渠麗萍++魏超

摘要：土地生態(tài)安全是城市土地可持續(xù)利用的重要基礎(chǔ)。本研究從驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)五個(gè)方面構(gòu)建了鄂州市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，采用基于懲罰型變權(quán)的綜合評(píng)價(jià)模型和障礙度模型，對(duì)鄂州市2005～2013年的土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，①鄂州市2005～2013年土地生態(tài)安全總體上由中警向輕警狀態(tài)轉(zhuǎn)變并逐漸趨于平穩(wěn)，但2013年仍處于較低水平的輕警狀態(tài)，土地生態(tài)安全仍面臨威脅。②依據(jù)準(zhǔn)則層診斷分析，最大障礙因子在2009年由系統(tǒng)壓力轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)響應(yīng)；依據(jù)指標(biāo)層診斷分析，環(huán)保污染治理投資額占GDP比重、人均耕地面積及萬(wàn)元GDP能耗為三大障礙因子。該評(píng)價(jià)結(jié)果基本反映了鄂州市土地生態(tài)安全的變化狀況，說(shuō)明構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型是可行的。

關(guān)鍵詞：土地生態(tài)安全；評(píng)價(jià)；懲罰型變權(quán)模型；障礙因子；鄂州市

中圖分類號(hào)：F301.24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）18-4679-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.18.015

隨著新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，人類加大、加深了對(duì)土地資源的開(kāi)發(fā)與利用。由于某些不合理的土地利用方式，使得生態(tài)環(huán)境在一定程度上遭受破壞。森林破壞、水土流失等土地生態(tài)問(wèn)題日益突出，對(duì)人類的健康生活產(chǎn)生了極大影響。與此同時(shí)也制約著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而土地生態(tài)安全是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人類協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，相應(yīng)研究也受到廣泛關(guān)注。

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)通過(guò)一系列模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用較為廣泛的是通過(guò)“自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”[1]、“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”[2]模型構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，但是由于“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”這種構(gòu)建指標(biāo)體系的方法存在指標(biāo)維度不足的問(wèn)題，從而影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。DPSIR模型是一種基于因果關(guān)系組織信息及相關(guān)指數(shù)的框架，根據(jù)這一框架，存在著驅(qū)動(dòng)力（Driving forces）→壓力（Pressure）→狀態(tài)（State）→影響（Impact）→響應(yīng)（Responses）的因果關(guān)系鏈[3]。DPSIR模型是以PSR模型為基點(diǎn)，將更多的影響及限制因子納入到系統(tǒng)中，使指標(biāo)體系更加全面、貼合實(shí)際的反映土地生態(tài)安全狀況，但當(dāng)前運(yùn)用DPSIR模型對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的研究相對(duì)較少。郭紅連等[4]首次將DPSIR模型應(yīng)用到土地環(huán)境評(píng)價(jià)領(lǐng)域；張繼權(quán)等[5]運(yùn)用DPSIR模型對(duì)吉林省白山市土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行研究；靖宇等[6]運(yùn)用綜合指數(shù)法對(duì)廣東省佛岡縣土地生態(tài)安全進(jìn)行研究；徐美等[7]運(yùn)用基于熵權(quán)改進(jìn)的TOPSIS法對(duì)湖南省土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)；盧濤等[8]運(yùn)用物元分析法對(duì)合肥市土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，將DPSIR模型與不同評(píng)價(jià)方法結(jié)合進(jìn)行研究。

現(xiàn)有研究多采用常權(quán)評(píng)價(jià)，然而土地作為一個(gè)復(fù)合、開(kāi)放的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確程度有待進(jìn)一步研究。為此，本研究將DPSIR模型與懲罰型變權(quán)模型相結(jié)合，通過(guò)DPSIR模型構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法確定各指標(biāo)的基礎(chǔ)權(quán)，依據(jù)一定的懲罰規(guī)則，對(duì)低于所規(guī)定的懲罰水平的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行局部調(diào)整[9]，從而得到該指標(biāo)的變權(quán)，以此進(jìn)行評(píng)價(jià)。在對(duì)鄂州市2005～2013年土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，通過(guò)障礙度模型診斷并分析障礙因子，從而為鄂州市的持續(xù)健康發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

鄂州市位于湖北省東南部、長(zhǎng)江中游南岸，鄂州市東部屬于崗丘地帶，現(xiàn)轄鄂城、華容、梁子湖三個(gè)市轄區(qū)；全市國(guó)土面積為1 594 km2，截至2013年末，常住人口總數(shù)為105.70萬(wàn)人，GDP總額達(dá)到630.94億元，比2012年上漲了12.59%。

鄂州市作為武漢“8+1”城市圈核心圈層的成員城市之一，地理位置優(yōu)越，鄰接武漢和黃石兩大城市，給鄂州市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)也給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶實(shí)施中國(guó)新一輪改革開(kāi)放轉(zhuǎn)型區(qū)域開(kāi)放開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)給鄂州經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)新機(jī)遇，鄂州開(kāi)放開(kāi)發(fā)將實(shí)現(xiàn)鋼城經(jīng)濟(jì)向港城經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)、創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，建設(shè)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中游重要節(jié)點(diǎn)城市，因此對(duì)其經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。

2 研究數(shù)據(jù)與方法

2.1 指標(biāo)體系及“基礎(chǔ)權(quán)”確定

2.1.1 建立指標(biāo)體系 DPSIR模型從系統(tǒng)論的角度，分析人類與整個(gè)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用。依據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性及選取指標(biāo)的代表性，構(gòu)建土地生態(tài)安全為目標(biāo)層，驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)為準(zhǔn)則層，人均耕地面積、萬(wàn)元GDP能耗、土地退化指數(shù)、環(huán)保污染治理投資額占GDP比重等22項(xiàng)指標(biāo)為指標(biāo)層的指標(biāo)體系（表1）。

2.1.2 “基礎(chǔ)權(quán)”確定 在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中，運(yùn)用綜合指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，一方面要科學(xué)合理地構(gòu)建指標(biāo)體系，另一方面要確定指標(biāo)權(quán)重。指標(biāo)權(quán)重的精確性顯得尤為重要。

2.2 懲罰型變權(quán)模型

在通常使用的加權(quán)平均模型中，隨著時(shí)間的推移，指標(biāo)值相應(yīng)發(fā)生變化，但權(quán)重卻是固定不變的，即為常權(quán)，而土地生態(tài)系統(tǒng)是開(kāi)放、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，以致得出的結(jié)論往往與實(shí)際存在不符合的情況。汪莊培教授首先提出了變權(quán)思想；李洪興教授又基于因素空間理論對(duì)變權(quán)原理進(jìn)行了深入而又本質(zhì)性的討論，給出了變權(quán)向量和狀態(tài)變權(quán)向量的公理化定義，討論了狀態(tài)變權(quán)向量與均衡函數(shù)之間關(guān)系以及它們的構(gòu)成方法[10]。

變權(quán)模型的核心是變權(quán)，即指標(biāo)權(quán)重根據(jù)指標(biāo)實(shí)際值的變化而變化。因而通過(guò)變權(quán)模型調(diào)整后的指標(biāo)權(quán)重更能夠真實(shí)反映該指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。若wm（x1，x2，…xn）（m=1，…n）連續(xù)且是關(guān)于xn單調(diào)遞減的，則為懲罰型；反之，則為激勵(lì)型。以下構(gòu)建基于懲罰型的變權(quán)評(píng)價(jià)模型[11]：

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)選用“基礎(chǔ)權(quán)”進(jìn)行評(píng)價(jià)的模型為：

I=∑m=1nwm （1）

基于懲罰型變權(quán)的土地生態(tài)安全警情評(píng)價(jià)模型調(diào)整為：

I=∑m=1nwm（X*）xm* （2）

wm（X*）=wmS（X*）/∑m=1nwmS（X*） （3）

式中，I為綜合評(píng)價(jià)分值，wm為基礎(chǔ)權(quán)向量，X*=（x1*，x2*，…，xn*）為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后向量，wm（X*）= （w1（X*），w2（X*），…，wn（x*））為變權(quán)向量，S（X*）= （S1（X*），S2（X*），…，Sn（X*））為懲罰型局部狀態(tài)變權(quán)向量。

依據(jù)土地生態(tài)安全警情評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，構(gòu)造Sm（X*）狀態(tài)變權(quán)向量如下：

若xm*≤β，Sm（X*）=e-α（xm*-β）；xm*>β，Sm（X*）=1（4）

式中，β為預(yù)警指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后有警與無(wú)警的臨界線[11]，一般稱為否定水平；α是懲罰因子，取值越大，表明這些低于標(biāo)準(zhǔn)水平的因素受到的懲罰越重，其對(duì)警情評(píng)價(jià)結(jié)果的負(fù)面影響越大[12]。

由公式（4）可知，當(dāng)0

2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源及指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于2005～2013年《鄂州市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、鄂州市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告、湖北省水資源公報(bào)等。

為了消除各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)量綱的影響，需對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。結(jié)合變權(quán)理論進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化[10]，對(duì)于正向指標(biāo)采用公式（5）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)負(fù)向指標(biāo)采用公式（6）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)前人研究以及國(guó)際、國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與研究區(qū)生態(tài)環(huán)境背景類似區(qū)域進(jìn)行比較等多種途徑確定指標(biāo)的警限值。

若xm≥Mm，xm*=1-0.15*Mm/xm；若0

若0Mm，xm*=0.85*Mm/xm （6）

式中，xm為指標(biāo)實(shí)際值，xm*為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值，Mm為指標(biāo)警限值。

土地生態(tài)安全綜合指數(shù)值反映土地生態(tài)警情，區(qū)分土地生態(tài)安全有警與無(wú)警，需對(duì)土地生態(tài)安全綜合指數(shù)進(jìn)行區(qū)劃，根據(jù)計(jì)算所得綜合指數(shù)值所處的區(qū)間不同來(lái)判斷土地生態(tài)安全的警級(jí)，以此對(duì)土地生態(tài)安全進(jìn)行預(yù)警。通常情況下，學(xué)術(shù)界將預(yù)警的警情劃分為5個(gè)級(jí)別，即巨警、重警、中警、輕警、無(wú)警。借鑒吳冠岑等[10]研究的分類，巨警警情指數(shù)對(duì)應(yīng)區(qū)間為0≤I<0.25；重警警情指數(shù)對(duì)應(yīng)區(qū)間為0.25≤I<0.45；中警警情指數(shù)對(duì)應(yīng)區(qū)間為0.45≤I<0.65；輕警警情指數(shù)對(duì)應(yīng)區(qū)間為0.65≤I<0.85；無(wú)警警情指數(shù)對(duì)應(yīng)區(qū)間為0.85≤I<1。

2.4 因子障礙度模型

為了更好地提高土地生態(tài)安全水平，對(duì)指標(biāo)層和準(zhǔn)則層障礙作用進(jìn)行計(jì)算并分析，確定影響土地生態(tài)安全較大的障礙因子，以解決土地生態(tài)安全的突出問(wèn)題。本研究通過(guò)引入指標(biāo)偏離度Aij、因子貢獻(xiàn)度Bj、障礙度（Cij，Dij）3個(gè)指標(biāo)構(gòu)建障礙度模型[13]，進(jìn)行障礙因子分析。

指標(biāo)偏離度Aij表示第i年j指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后與生態(tài)安全目標(biāo)值之間的差距。

因子貢獻(xiàn)度Bj表示j指標(biāo)對(duì)目標(biāo)的貢獻(xiàn)率，即為該指標(biāo)權(quán)重。

障礙度（Cij，Dij）表示第i年j指標(biāo)對(duì)土地生態(tài)安全的障礙作用大小，記為Cij；第i年準(zhǔn)則層對(duì)土地生態(tài)安全的障礙作用大小，記為Dij。計(jì)算公式如下：

Aij=1-xj* （7）

Bj=wj （8）

Cij=Bj*Aij/∑j=1nBj*Aij （9）

Dij=∑Cij （10）

3 結(jié)果與分析

3.1 土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

在依據(jù)DPSIR模型確定指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，將指標(biāo)實(shí)際值xm與指標(biāo)警限值Mm帶入公式（5）、（6）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化得到xm*。本研究擬定否定水平為0.85，若進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，xm*大于否定水平，則不懲罰；若xm*≤0.85，通過(guò)（4）則對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行懲罰，據(jù)此得到一組懲罰型局部狀態(tài)變權(quán)向量Sm（X*）及變權(quán)向量wm（X*），根據(jù)公式（2）即得出土地生態(tài)安全綜合指數(shù)。

以2005年驅(qū)動(dòng)力指標(biāo)人口密度為例，人口密度x1=665.00人/km2，依據(jù)鄂州市土地利用總體規(guī)劃（2006～2020年）可確定該指標(biāo)預(yù)警值為1 004.00人/km2。由于人口密度是負(fù)向指標(biāo)，代入公式（6）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，x1*=0.90，因0.90>0.85，對(duì)該指標(biāo)不進(jìn)行懲罰，S1（X*）=1，w1（X*）=0.019 7，I1=w1（X*）*x1*=0.017 8，分別計(jì)算22項(xiàng)指標(biāo)值，得到I2005=0.61。以此類推，可以得到2005～2013年土地生態(tài)安全綜合指數(shù)（表2）。

3.1.1 鄂州市土地生態(tài)安全警情分析 依據(jù)基礎(chǔ)權(quán)所得土地生態(tài)安全綜合指數(shù)與依據(jù)變權(quán)所得土地生態(tài)安全綜合指數(shù)總體變化趨勢(shì)雖然一致，但反映的結(jié)果與意義卻不相同。以基礎(chǔ)權(quán)為基礎(chǔ)進(jìn)行土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)，2005年鄂州市土地生態(tài)安全處于中警區(qū)間，2006～2013年處于輕警區(qū)間；而以變權(quán)為基礎(chǔ)進(jìn)行土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)，2005～2009年，鄂州市土地生態(tài)安全處于中警區(qū)間，2010～2013年處于輕警區(qū)間。

由于中部崛起戰(zhàn)略的提出，以及在這一戰(zhàn)略推動(dòng)下應(yīng)運(yùn)而生的武漢城市圈，促進(jìn)了作為武漢城市圈核心圈層的鄂州市經(jīng)濟(jì)的極大發(fā)展。2005年以來(lái)，第二產(chǎn)業(yè)比重逐年上升，第一、第三產(chǎn)業(yè)比重逐年降低，形成以第二產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，這無(wú)疑對(duì)鄂州市生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。2010～2013年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，但第二產(chǎn)業(yè)所占比重一直維持在50%以上。2010年，鄂州市市委、市政府堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，緊緊抓住武漢城市圈“兩型”社會(huì)建設(shè)的重大機(jī)遇，按照“兩圈一帶”發(fā)展戰(zhàn)略和武漢城市圈綜合改革試驗(yàn)工作方案，全力推進(jìn)“兩型”社會(huì)示范區(qū)建設(shè)，取得良好成效，鄂州市獲得國(guó)家園林城市和中國(guó)人居環(huán)境范例榮譽(yù)。

通過(guò)變權(quán)所得評(píng)分值小于通過(guò)基礎(chǔ)權(quán)進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果，這是因?yàn)樗x取的指標(biāo)體系中，部分評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值小于否定水平而受到懲罰使得權(quán)重變大，最終使得加權(quán)值變小，說(shuō)明通過(guò)變權(quán)模型達(dá)到了懲罰的目的。依據(jù)基礎(chǔ)權(quán)所得土地生態(tài)安全的警級(jí)劃分與鄂州市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀存在一定的差別，這說(shuō)明通過(guò)變權(quán)評(píng)價(jià)模型使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加符合實(shí)際情況（圖1）。

3.1.2 土地生態(tài)安全子系統(tǒng)警情分析

1）驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)：2005～2013年，驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)的綜合指數(shù)由0.62上升為0.86，相應(yīng)的生態(tài)安全警情級(jí)別由中警變化為輕警，并在2007年轉(zhuǎn)化為輕警。2005年以來(lái)，鄂州市抓住融入武漢城市圈這一機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)了地區(qū)生產(chǎn)總值持續(xù)快速增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度在武漢“8+1”城市圈中居于第二位，人均GDP由142 96.69元增加到596 91.58元，成為鄂州市土地生態(tài)安全好轉(zhuǎn)最基本的前提。

2）壓力系統(tǒng)：壓力系統(tǒng)綜合指數(shù)由2005年的0.45逐年遞增到2013年的0.64，雖然逐年增加，但是9年來(lái)，壓力系統(tǒng)生態(tài)安全警級(jí)一直處于中警區(qū)間，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的改變，第二產(chǎn)業(yè)所占比重逐年增加，至2013年鄂州市三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為12.4∶59.5∶28.1，第二產(chǎn)業(yè)占比大，能源消耗較多，對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力較大。

3）狀態(tài)系統(tǒng)：狀態(tài)系統(tǒng)綜合指數(shù)呈上下波動(dòng)的趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為狀態(tài)系統(tǒng)提供經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和動(dòng)力支持，從2005年綜合指數(shù)0.72躍升到2010年的0.85，再到2013年綜合指數(shù)為0.70，鄂州市土地生態(tài)安全狀態(tài)系統(tǒng)警級(jí)為輕警。

4）影響系統(tǒng)：狀態(tài)系統(tǒng)引起影響系統(tǒng)的改變，雖然系統(tǒng)壓力不斷增大，但由于社會(huì)及時(shí)防范、制定相應(yīng)政策，起到了積極的作用。生物豐度指數(shù)與水網(wǎng)密度指數(shù)都呈不同程度的下降趨勢(shì)，但是森林覆蓋率由2005年14.05%上升到2013年20.25%，工業(yè)COD排放強(qiáng)度由8.23 kg/萬(wàn)元下降到0.56 kg/萬(wàn)元，使得生態(tài)環(huán)境狀況得到了極大的改善，影響系統(tǒng)的警情級(jí)別由中警區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)檩p警區(qū)間。

5）響應(yīng)系統(tǒng)：隨著生態(tài)文明建設(shè)提上日程，鄂州市作為湖北省第一批改革開(kāi)放試驗(yàn)區(qū)、全國(guó)生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)，鄂州市政府積極、迅速地提出相應(yīng)措施來(lái)解決土地生態(tài)問(wèn)題，但是響應(yīng)系統(tǒng)的警情級(jí)別卻由輕警向中警轉(zhuǎn)變。究其原因，雖然城市污水處理率、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、工業(yè)固體廢棄物綜合利用率及生活垃圾無(wú)害化處理率都有所提高，但是環(huán)保污染治理投資所占比例及第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，環(huán)保污染治理投資總額與第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值均逐年增加，2013年鄂州市環(huán)保污染治理投資總額是2005年環(huán)保污染治理投資總額的1.8倍；2013年第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值是2005年第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的3.31倍，但是2013年鄂州市GDP是2005年的4.29倍，從而占GDP比重呈下降趨勢(shì)，最終使得響應(yīng)系統(tǒng)警情級(jí)別轉(zhuǎn)為中警區(qū)間。

3.2 障礙因子診斷及分析

結(jié)合鄂州市土地生態(tài)安全警情分析以及公式（7）～（10），可診斷出準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的主要障礙因子。

3.2.1 準(zhǔn)則層限制因子分析 準(zhǔn)則層5個(gè)指標(biāo)對(duì)鄂州市土地生態(tài)安全的障礙作用及其自身變化趨勢(shì)各不相同。驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)處于9%～15%之間，呈緩慢下降趨勢(shì)；影響系統(tǒng)在2008年障礙度達(dá)到21.45%，整體呈下降趨勢(shì)，障礙作用逐年變?。粔毫ο到y(tǒng)總體呈下降趨勢(shì)；狀態(tài)系統(tǒng)位于8%～16%之間，先平緩波動(dòng)，在2010年后呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；響應(yīng)系統(tǒng)總體呈上升趨勢(shì)。詳情見(jiàn)圖2。

驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)、狀態(tài)系統(tǒng)、影響系統(tǒng)的障礙作用相對(duì)較?。粔毫ο到y(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)障礙作用之和在55%～67%之間，是影響鄂州市土地生態(tài)安全的主要障礙因子。2005～2009年壓力系統(tǒng)一直是土地生態(tài)安全最大的障礙因子，經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)導(dǎo)致大量能源消耗并且污染廢棄物排放、城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張導(dǎo)致耕地減少等問(wèn)題均給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大壓力；雖然采取了相應(yīng)措施以緩解環(huán)境壓力，但是投入力度仍然不夠，2009～2013年響應(yīng)系統(tǒng)超過(guò)驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)成為最大障礙因子?？梢?jiàn)，提高鄂州市土地生態(tài)安全水平應(yīng)從壓力系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)著手。同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)著重注意狀態(tài)系統(tǒng)，自2010年以來(lái)狀態(tài)系統(tǒng)的障礙作用逐漸增大，并在2013年成為影響鄂州市土地生態(tài)安全的第三大障礙因子。

3.2.2 指標(biāo)層限制因子分析 本研究指標(biāo)體系由22項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成，依據(jù)指標(biāo)障礙度之和大于55%選取障礙因子，因此選取了前7個(gè)障礙作用最大相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，分別為人均GDP、人均耕地面積、萬(wàn)元GDP能耗、萬(wàn)元GDP水耗、化肥施用強(qiáng)度、土地退化指數(shù)、生物豐度指數(shù)、工業(yè)COD排放強(qiáng)度、環(huán)保污染治理投資額占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重（表3）。

人均耕地面積、萬(wàn)元GDP能耗、環(huán)保污染治理投資額占GDP比重三項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)頻率最高且相同，2005～2013年9年均是鄂州市土地生態(tài)安全的主要障礙因子。城市發(fā)展，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，人均耕地面積減少，在2011年人均耕地面積成為鄂州市土地生態(tài)安全的第三大障礙因子并持續(xù)至2013年。由此看出，緩解生態(tài)壓力，嚴(yán)格堅(jiān)守1.2億hm2耕地紅線具有重要意義。目前，雖然鄂州市仍然以第二產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，但是“十二五”以來(lái)，鄂州市對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)整，在三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)，鄂州市緊緊抓住生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略實(shí)施機(jī)遇，實(shí)施關(guān)停淘汰落后、進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造等措施，太陽(yáng)能光伏發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、地源熱泵、風(fēng)力發(fā)電和尾水發(fā)電等新能源開(kāi)發(fā)應(yīng)用步伐加快，實(shí)現(xiàn)了單位增加值能耗水平的逐年下降，萬(wàn)元GDP能耗由2005年的2.57 t標(biāo)準(zhǔn)煤降至2013年的1.25 t標(biāo)準(zhǔn)煤。隨著鄂州市著力打造生態(tài)城市的定位，市政府對(duì)環(huán)保污染治理投資總額也逐漸增多，但與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、生態(tài)環(huán)境的惡化程度相比卻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，2008年以來(lái)成為制約鄂州市生態(tài)安全最主要的障礙因子，應(yīng)保持環(huán)保污染治理投資額增長(zhǎng)率與GDP增長(zhǎng)率同步，以提高鄂州市土地生態(tài)安全水平。

2005～2009年，環(huán)保污染治理投資額占GDP比重及人均GDP是影響土地生態(tài)安全最主要的兩個(gè)障礙因子，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與生態(tài)建設(shè)如何協(xié)調(diào)發(fā)展是這5年亟需探究和解決的問(wèn)題，其余各障礙因子并無(wú)明顯規(guī)律。2010～2013年，環(huán)保污染治理投資額占GDP比重為第一障礙因子，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重為第二障礙因子，人均耕地面積為第三障礙因子，化肥施用強(qiáng)度和生物豐度指數(shù)為第四、第五障礙因子，萬(wàn)元GDP能耗為第六障礙因子，土地退化指數(shù)為第七障礙因子。因此，提高鄂州市土地生態(tài)安全水平，必須加大環(huán)保污染治理投資的力度、加強(qiáng)實(shí)施監(jiān)督，以取得顯著成效，優(yōu)化以第二產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，合理安排建設(shè)用地、保護(hù)耕地。

4 小結(jié)與討論

4.1 小結(jié)

1）根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，2005～2009年鄂州市土地生態(tài)安全警級(jí)為中警，2010～2013年為輕警?？傮w來(lái)說(shuō)，2005～2013年，鄂州市土地生態(tài)安全由中警轉(zhuǎn)變?yōu)檩p警。但是2013年土地生態(tài)安全綜合指數(shù)為0.68，屬較低水平的輕警狀態(tài)，比較接近輕警區(qū)間的下限，鄂州市土地生態(tài)安全的壓力較大；從各個(gè)子系統(tǒng)的綜合指數(shù)來(lái)看，2005～2013年壓力系統(tǒng)一直處于中警區(qū)間，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以緩解生態(tài)壓力；響應(yīng)系統(tǒng)自2009年開(kāi)始由輕警轉(zhuǎn)變?yōu)橹芯癄顟B(tài)，應(yīng)重點(diǎn)加大環(huán)保污染治理投資的力度以提高響應(yīng)系統(tǒng)的土地生態(tài)安全狀況。

2）懲罰型變權(quán)評(píng)價(jià)模型是在層次分析法得到基礎(chǔ)權(quán)的基礎(chǔ)上，依據(jù)否定水平對(duì)各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，對(duì)各年份基礎(chǔ)權(quán)與變權(quán)進(jìn)行比較，部分指標(biāo)由于實(shí)際值小于標(biāo)準(zhǔn)值，最終使得變權(quán)權(quán)重高于基礎(chǔ)權(quán)，由于指標(biāo)值較小，從而使得加權(quán)值變??；另外，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各指標(biāo)實(shí)際值不斷變化，相應(yīng)懲罰也隨之改變。根據(jù)警情分析可以看出，因變權(quán)評(píng)價(jià)模型對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整而使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加符合土地生態(tài)的動(dòng)態(tài)性以及研究區(qū)實(shí)際情況。

3）依據(jù)準(zhǔn)則層障礙因子分析，2005～2013年鄂州市土地生態(tài)安全的主要障礙因子為壓力系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)，其障礙作用之和為55%～67%。2009年以來(lái)，響應(yīng)系統(tǒng)的障礙作用越來(lái)越大，壓力系統(tǒng)的障礙作用明顯下降；依據(jù)指標(biāo)層障礙因子分析，2009年以前各年份主要障礙因子各不相同，2009～2013年，環(huán)保污染治理投資額占GDP比重為第一障礙因子，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重為第二障礙因子，人均耕地面積為第三障礙因子。

4.2 討論

1）在指標(biāo)選取方面，由于數(shù)據(jù)資料收集難度較大，自然災(zāi)害發(fā)生、土壤性質(zhì)等指標(biāo)未能獲取，在一定程度上會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2）權(quán)重大小的確定對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)至關(guān)重要。本研究通過(guò)層次分析法獲得基礎(chǔ)權(quán)重，再通過(guò)變權(quán)模型進(jìn)行懲罰獲得最終權(quán)重值，但是由于層次分析法通過(guò)兩兩比較，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷出相對(duì)重要性，最終得到定量化描述，這對(duì)權(quán)重準(zhǔn)確性有一定的影響，因而基礎(chǔ)權(quán)的確定也有待探討。

3）隨著β值的改變，變權(quán)方式也會(huì)隨之改變，因而評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)生變化，β值增加或者減小，土地生態(tài)安全指數(shù)的大小排序會(huì)發(fā)生改變，增加到一定程度時(shí)更會(huì)出現(xiàn)懲罰過(guò)度的現(xiàn)象，β值的選取直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況的符合程度。本研究借鑒前人經(jīng)驗(yàn)選取β值為0.85，但β值的合理確定有待進(jìn)一步研究。

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