(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230036)

資源型城市是人類在以自然資源為物質(zhì)基礎(chǔ)的工業(yè)化進(jìn)程中進(jìn)化而形成的，是以資源開發(fā)為主導(dǎo)的區(qū)域增長中心和空間集合[1]。當(dāng)前我國已確定的資源型城市達(dá)262個(gè)，約占中國城市總量的三分之一[2]。資源型城市不僅加快了我國的城市化進(jìn)程，而且在實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展方面做出了突出貢獻(xiàn)[3]。近年來，伴隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市的不斷擴(kuò)張，人類對(duì)資源的開發(fā)強(qiáng)度、消耗強(qiáng)度持續(xù)加大，從而導(dǎo)致資源緊張、土地污染、耕地面積減少、生物多樣性下降等現(xiàn)象日益嚴(yán)重，在一定程度上威脅著區(qū)域土地生態(tài)安全，制約著人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

土地生態(tài)安全預(yù)警是指對(duì)土地資源開發(fā)利用后的生態(tài)后果、區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)，并提出及時(shí)的警告[5]。土地生態(tài)安全作為一個(gè)正在探索的新興研究方向，已有研究主要集中在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)、土地生態(tài)安全預(yù)警、土地生態(tài)安全重構(gòu)與空間布局優(yōu)化等方面[6]。在研究區(qū)域上，馮文斌等[7]、王鵬等[8]、何如海等[9]分別選取江蘇省、青銅峽市、金寨縣作為研究區(qū)進(jìn)行區(qū)域土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)；在研究方法上，熊建華等[10]、汪磊等[11]、魏黎靈等[12]、陳伊多等[13]分別運(yùn)用PSR模型、主成分分析法、生態(tài)足跡法、熵權(quán)物元模型開展土地生態(tài)安全研究?，F(xiàn)有研究對(duì)資源型城市土地生態(tài)安全預(yù)警涉及較少，以馬鞍山市為例進(jìn)行預(yù)警分析，可為資源型城市保持區(qū)域土地生態(tài)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供參考，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.研究區(qū)概況

選取馬鞍山市為研究區(qū)，馬鞍山市位于安徽省東部，其區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)種類多樣，且儲(chǔ)量較大，2018年全市生鐵產(chǎn)量1 810.04萬噸、粗鋼產(chǎn)量1 964.19萬噸、鋼材產(chǎn)量2 103.69萬噸，是典型的金屬資源型城市。馬鞍山市既是合肥都市圈、南京都市圈核心城市之一，同時(shí)也是長三角城市群的重要成員城市，在長三角一體化上升為國家戰(zhàn)略的背景下，對(duì)其資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展及保持區(qū)域土地生態(tài)安全是一大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

2.數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于《馬鞍山市統(tǒng)計(jì)年鑒(2008-2018年)》《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒(2008-2018年)》以及各年份的《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，在對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查整理的基礎(chǔ)上，得到研究所需原始數(shù)據(jù)。

二、研究方法

1.評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

生態(tài)環(huán)境是自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境三者的交集[14]，PSR模型能夠全方位地反映表征生態(tài)系統(tǒng)安全的自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因子之間的關(guān)系[15]。在結(jié)合已有研究成果[16]的基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用PSR模型構(gòu)建指標(biāo)體系，考慮到資源型城市的特性以及指標(biāo)數(shù)據(jù)的科學(xué)性、可獲取性，從壓力-狀態(tài)-響應(yīng)三個(gè)子系統(tǒng)選取了27項(xiàng)具有代表性的指標(biāo)(表1)。其中，壓力子系統(tǒng)包括C1、C2至C8等8個(gè)三級(jí)變量，表示各種人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)造成的多重壓力；狀態(tài)子系統(tǒng)包括C9、C10至C16等8個(gè)三級(jí)變量，表示土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)；響應(yīng)子系統(tǒng)包括C17、C18至C27等11個(gè)三級(jí)變量，表示人類為了改善土地生態(tài)安全狀態(tài)所采取的積極響應(yīng)措施。指標(biāo)層中，正向指標(biāo)有18項(xiàng)，負(fù)向指標(biāo)有9項(xiàng)，涵蓋了自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面。

表1 馬鞍山市土地生態(tài)安全預(yù)警指標(biāo)體系

2.土地生態(tài)安全水平計(jì)算

(1)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化?？紤]到評(píng)價(jià)指標(biāo)的單位、趨向性有所不同，所以應(yīng)對(duì)核查整理后的2007-2017年馬鞍山市原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。采用極值法可得到數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化值，具體計(jì)算公式如下:

(1)

(2)

式中，i表示年份(i=1,2,3……,m)，j表示第j項(xiàng)指標(biāo)(j=1,2,3,……,n)，xij為第i年第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際值，yij為其標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值(0≤yij≤1)。

(2)熵權(quán)法。綜合分析多種賦權(quán)方法的特點(diǎn)，選用可以避免主觀因素影響，同時(shí)客觀性較強(qiáng)的熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

(3)

(4)

(3)綜合指數(shù)法。運(yùn)用綜合指數(shù)法對(duì)選取的27項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的安全指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而得出馬鞍山市2007-2017年土地生態(tài)安全指數(shù)結(jié)果(表2)，計(jì)算公式如下:

(5)

式中，A表示土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，yij為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，Wj為各指標(biāo)熵權(quán)。

表2 2007-2017年馬鞍山市土地生態(tài)安全指數(shù)值

3.土地生態(tài)安全預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)

在參考已有研究[17-18]的基礎(chǔ)上，結(jié)合馬鞍山市的自然資源稟賦、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等實(shí)際情況，確定資源型城市的土地生態(tài)安全預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表3 土地生態(tài)安全預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)

4.障礙因子診斷

土地生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多變，不同因素對(duì)土地生態(tài)安全造成的影響不同，限制作用的大小也有所差異[19]。通過障礙因子分析法，分別從準(zhǔn)則層和指標(biāo)層出發(fā)，可以計(jì)算出各年份壓力-狀態(tài)-響應(yīng)三個(gè)子系統(tǒng)的障礙度以及各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的障礙度。在此基礎(chǔ)上，識(shí)別2007-2017年11年的研究期內(nèi)影響研究區(qū)土地生態(tài)安全的主要障礙因子。具體公式如下：

Yij=1-yij

(6)

(7)

式中，Yij表示第j項(xiàng)指標(biāo)的偏離度，為該指標(biāo)與理想值之間的差值，yij為原始指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。Fi為障礙度，表示第i年各指標(biāo)對(duì)研究區(qū)土地生態(tài)安全水平的限制作用大小，Wj為各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)。

5.土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)

灰色GM(1,1)模型可以根據(jù)已知的少量信息進(jìn)行建模并預(yù)測(cè)[20]。在Matlab2017軟件中輸入研究區(qū)11年研究期的土地生態(tài)安全綜合指數(shù)，依據(jù)GM(1,1)模型，可以預(yù)測(cè)2007-2022年馬鞍山市的土地生態(tài)安全水平。為了探究所得模型是否適用，需要對(duì)其精度進(jìn)行檢驗(yàn)。一般采用后驗(yàn)差檢驗(yàn)法，即比較P值、C值是否滿足相應(yīng)的精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)果與分析

1.土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)

從時(shí)間上看，2007-2017年研究區(qū)土地生態(tài)安全綜合指數(shù)整體上呈波動(dòng)上升趨勢(shì)(圖1)，其數(shù)值變化區(qū)間為0.164 4～0.723 1，在11年研究期內(nèi)其土地生態(tài)安全等級(jí)由I級(jí)上升為IV級(jí)，其安全水平由巨警轉(zhuǎn)變?yōu)檩p警狀態(tài)，表明在此期間研究區(qū)土地生態(tài)安全狀況在逐步改善和提升?？筛鶕?jù)土地生態(tài)安全等級(jí)的動(dòng)態(tài)變化，將11年的研究期總體上分為四個(gè)階段：第一階段2007年，馬鞍山市土地生態(tài)安全等級(jí)處于I級(jí)；第二階段2008-2009年，安全等級(jí)處于II級(jí)；第三階段2010-2014年，安全等級(jí)一直處于III級(jí)；第四階段2015-2017年，安全等級(jí)處于IV級(jí)。其中，2008年、2010年、2012年和2015年四個(gè)年份較為特殊。在2008年，馬鞍山市土地生態(tài)安全等級(jí)由I級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)镮I級(jí)，其綜合指數(shù)較2007年提高了42.58%，主要是因?yàn)?008年馬鞍山市單位播種面積糧食產(chǎn)量較2007年增加了217.17 kg/hm2，污水處理廠集中處理率由73.66%提升至81.4%，同時(shí)政府在節(jié)能環(huán)保方面的財(cái)政支出增加了0.865%。2010年，馬鞍山市土地生態(tài)安全等級(jí)由II級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)镮II級(jí)，得益于其工業(yè)廢水排放強(qiáng)度、萬元GDP能耗相較于2009年分別下降了30.98%、18.35%，同時(shí)污水處理廠集中處理率顯著提升了18.21%，由于馬鞍山市是礦產(chǎn)豐富的資源型城市，所以控制其資源消耗量、消耗強(qiáng)度，提高工業(yè)廢棄物處理能力，能夠有效改善區(qū)域土地生態(tài)安全水平。2012年綜合指數(shù)值較2011年下降了16.22%，主要是由于2012年馬鞍山市人口自然增長率大幅度提升，從2.57%升至4.85%，表明人口數(shù)量的增加導(dǎo)致人地關(guān)系緊張，對(duì)土地造成的壓力超過其承載力，對(duì)區(qū)域土地生態(tài)安全造成了負(fù)面影響。2015年，安全等級(jí)由III級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)镮V級(jí)，主要是因?yàn)?015年馬鞍山市第三產(chǎn)業(yè)比重由2014年的31.9%增至37.5%，工業(yè)固體廢棄物綜合利用率由71.06%增至86.51%，表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及工業(yè)廢棄物利用能力的提升，可以使資源型城市的土地生態(tài)安全狀況向好發(fā)展。

圖1 2007-2017年馬鞍山市土地生態(tài)安全指數(shù)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

2.子系統(tǒng)土地生態(tài)安全預(yù)警分析

(1)壓力指數(shù)分析。綜合圖1和表2可知，2007-2017年壓力指數(shù)較不穩(wěn)定，略有波動(dòng)，總體上呈先上升后下降再趨于平緩的趨勢(shì)，數(shù)值變化區(qū)間為0.085 7～0.159 1。2007-2011年，壓力指數(shù)從0.085 7上升到0.182 8，并在2011年達(dá)到其壓力指數(shù)的最高點(diǎn)，主要是因?yàn)轳R鞍山城市人口密度從5 111人/km2下降至3 564人/km2，2011年農(nóng)藥施用強(qiáng)度、工業(yè)廢水排放強(qiáng)度、萬元GDP能耗相較于2007年有大幅度下降，其降幅分別為41.34%、67.50%、29.46%。但在2011-2013年，土地生態(tài)壓力狀況出現(xiàn)明顯惡化，壓力指數(shù)從0.182 8下降至0.141 9，由于馬鞍山市在2011年末進(jìn)行了行政區(qū)劃調(diào)整，并入了和縣、含山二縣，拓展了城市空間，人口自然增長率從2.57%提高至4.8%，同時(shí)城鎮(zhèn)化率從59.4%升至62.57%?！笆濉背跗?，馬鞍山市開始實(shí)施“1255”城市發(fā)展戰(zhàn)略，人口數(shù)量的猛增以及城鎮(zhèn)化水平的提高，在一定程度上對(duì)區(qū)域土地生態(tài)安全造成了雙重壓力。2013-2015年，壓力指數(shù)逐年回升，從2013年的0.141 9升至0.178 8，表明馬鞍山市土地生態(tài)壓力狀況在逐漸改善，在此期間馬鞍山市人口自然增長率從4.8%降至4.12%，化肥、農(nóng)藥施用強(qiáng)度分別降至0.460 t/hm2、0.021 t/hm2，人口及土地污染帶來的壓力相應(yīng)減少，得益于“十二五”后期，馬鞍山市嚴(yán)格控制污染物總量等指標(biāo)。2015-2017年，壓力指數(shù)出現(xiàn)小幅度下降，其數(shù)值從0.178 8降至0.159 1，主要是由于2017年馬鞍山人口自然增長率和城鎮(zhèn)化水平相較于2015年分別提高了1.58%、2.74%。“十三五”初期，長江經(jīng)濟(jì)帶、皖江城市帶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移等區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略持續(xù)深入推進(jìn)，在促進(jìn)城市發(fā)展的同時(shí)，也在一定程度上使得馬鞍山市的土地資源、環(huán)境承載力面臨著更大的挑戰(zhàn)。

(2)狀態(tài)指數(shù)分析。由圖1和表2可知，2007-2017年?duì)顟B(tài)指數(shù)總體上表現(xiàn)為先上升再下降后回升再趨于平緩的特點(diǎn)，其數(shù)值變化為0.025 9～0.239 6。2007-2011年，狀態(tài)指數(shù)積極向好，其數(shù)值從0.025 9大幅度增至0.147 6，單位播種面積糧食產(chǎn)量從6.66 t/hm2升至7.33 t/hm2，人均公園綠地面積從12.13 m2/人升至15.02m2/人，森林覆蓋率相較于2007年提高了2.34%，得益于“十一五”期間，馬鞍山市積極進(jìn)行綠地生態(tài)圈建設(shè)，綠地、森林面積的增加有效地改善了區(qū)域土地生態(tài)安全狀態(tài)，并增強(qiáng)了生態(tài)保護(hù)功能。2011-2012年，狀態(tài)指數(shù)出現(xiàn)了小幅度下降，從0.147 6降至0.100 9，主要是因?yàn)轳R鞍山市人均城市建設(shè)用地面積從41.075 m2/人增至43.809 m2/人，城市建設(shè)用地的擴(kuò)張使得馬鞍山市維持其原有生態(tài)安全狀況有一定的難度。2012-2015年，狀態(tài)指數(shù)逐年回升，從0.100 9升至 0.245 9，土地墾殖率、森林覆蓋率相較于2012年分別提高了12.42%、5.37%，表明研究區(qū)生態(tài)狀況在穩(wěn)步提升。一方面是因?yàn)樾姓^(qū)劃的調(diào)整使得馬鞍山市耕地面積比重增加；另一方面是由于馬鞍山市在“十二五”期間推進(jìn)“森林進(jìn)城工程”建設(shè)，顯著提升了區(qū)域綠化覆蓋率。2015-2017年，狀態(tài)指數(shù)數(shù)值略有小幅波動(dòng)。其中，狀態(tài)指數(shù)在2016年達(dá)到11年研究期內(nèi)的最大值，2016年人均水資源總量從986.33 m3/人猛增至1 745.1 m3/人，同時(shí)經(jīng)濟(jì)密度相較于2015年增幅為9.41%。

(3)響應(yīng)指數(shù)分析。由圖1和表2可知，2007-2017年響應(yīng)指數(shù)呈波動(dòng)漸進(jìn)的趨勢(shì)，其數(shù)值變化為0.052 9～0.324 4，11年研究期內(nèi)響應(yīng)指數(shù)積極向好發(fā)展，2007年為響應(yīng)指數(shù)的最小值，2017年達(dá)到研究期內(nèi)的最大值。在響應(yīng)子系統(tǒng)中，C18、C22、C23等3個(gè)指標(biāo)對(duì)響應(yīng)指數(shù)的貢獻(xiàn)率較高，其熵值較高，相較于其他指標(biāo)對(duì)響應(yīng)子系統(tǒng)的影響更大。根據(jù)響應(yīng)指數(shù)的變化趨勢(shì)，可將其分為三個(gè)階段：第一階段2007-2011年，響應(yīng)指數(shù)從0.052 9升至0.175 3?！笆晃濉睍r(shí)期，馬鞍山市推進(jìn)“生態(tài)馬鞍山”建設(shè)，以馬鋼新區(qū)建設(shè)為基礎(chǔ)，結(jié)合其資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，在工業(yè)“三廢”污染治理方面加大投入，2011年廢水治理設(shè)施套數(shù)、工業(yè)廢氣治理設(shè)施套數(shù)相比2007年有大幅度增加，分別增至197套、493套，工業(yè)固體廢棄物綜合利用率提高了9.52%，節(jié)能環(huán)保支出占財(cái)政支出比重大幅度增加了79.14%，低碳循環(huán)理念的貫徹使得污染物排放總量得到有效控制，污水集中處理率、廢氣排放達(dá)標(biāo)率和工業(yè)固廢利用率得到顯著提高。第二階段2011-2014年，響應(yīng)指數(shù)趨于平緩，數(shù)值變化較小，從0.175 3升至0.188 4。第三階段2014-2017年，響應(yīng)指數(shù)保持上升趨勢(shì)，從0.188 4升至0.324 4。其中，2015年較為特殊，2015年是“十二五”的末年，也是11年研究期內(nèi)響應(yīng)指數(shù)增幅最大的一年，其數(shù)值增幅達(dá)44.53%?！笆濉睍r(shí)期，馬鞍山市實(shí)施“6653”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展戰(zhàn)略，使得一二三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加合理，同時(shí)在制度方面確定了一系列的環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)及考核制度。此外，嚴(yán)控污染物總量、征收資源環(huán)境稅等政策措施的實(shí)施，促進(jìn)了馬鞍山市區(qū)域土地生態(tài)安全水平向好發(fā)展。在此期間，馬鞍山市第三產(chǎn)業(yè)比重從31.9%增至37.5%，工業(yè)固體廢棄物綜合利用率從71.06%增至86.51%，生活垃圾無害化處理率達(dá)到100%，因而在2015年響應(yīng)指數(shù)能夠有大幅增加。“十三五”初期，安徽省深入推進(jìn)“調(diào)轉(zhuǎn)促”行動(dòng)計(jì)劃，一方面使得馬鞍山市一二三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，節(jié)能環(huán)保、新材料等新興產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代物流等服務(wù)性產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展;另一方面使其工業(yè)布局得到有效調(diào)整，工業(yè)化水平逐漸邁向新階段。在“一帶一路”、長三角一體化等區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略和政府政策的疊加效應(yīng)下，馬鞍山市的經(jīng)濟(jì)總量增加，2017年人均GDP和城鎮(zhèn)居民可支配收入相比2015年分別提高了22.87%、17.41%。同時(shí)，馬鞍山市在“十三五”期間實(shí)施工業(yè)強(qiáng)市戰(zhàn)略，以綠色發(fā)展理念協(xié)調(diào)好資源開發(fā)利用與節(jié)能環(huán)保的關(guān)系，生態(tài)市建設(shè)取得了很好的成效，如廢氣、工業(yè)及生活污水、土壤等污染得到有效整治，進(jìn)一步加快了其資源型城市轉(zhuǎn)型的步伐。

3.障礙因子分析

圖2 2007-2017年馬鞍山市準(zhǔn)則層各子系統(tǒng)障礙度變化趨勢(shì)

(1)準(zhǔn)則層障礙度分析。土地生態(tài)安全系統(tǒng)由壓力、狀態(tài)、響應(yīng)子系統(tǒng)構(gòu)成，三者之間相互作用、相互影響構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)復(fù)合體。從時(shí)間維度上看，準(zhǔn)則層3個(gè)子系統(tǒng)的障礙度隨著時(shí)間的推移一直處于動(dòng)態(tài)變化當(dāng)中(圖2)。其中，壓力子系統(tǒng)和響應(yīng)子系統(tǒng)的障礙度曲線波動(dòng)較大，而狀態(tài)子系統(tǒng)的障礙度波動(dòng)相對(duì)較小?？筛鶕?jù)壓力、狀態(tài)、響應(yīng)子系統(tǒng)障礙度曲線的變化，將11年研究期總體上分為兩個(gè)階段：第一階段2007-2014年，狀態(tài)子系統(tǒng)和響應(yīng)子系統(tǒng)的障礙度曲線始終保持在壓力子系統(tǒng)之上，且兩者障礙度數(shù)值之和始終超過54.1%，表明在此階段狀態(tài)和響應(yīng)子系統(tǒng)對(duì)馬鞍山市土地生態(tài)安全狀況起到主要限制作用。第二階段2014-2017年，壓力子系統(tǒng)障礙度表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，其障礙度顯著增加，從25.88%大幅增至45.91%；狀態(tài)子系統(tǒng)有小幅波動(dòng)，相對(duì)較為平穩(wěn)；響應(yīng)子系統(tǒng)走向持續(xù)向下，降幅達(dá)26.42%。其中，在2015年準(zhǔn)則層3個(gè)子系統(tǒng)的障礙度變化曲線相互交叉，壓力子系統(tǒng)的障礙度從2015年開始高于狀態(tài)及響應(yīng)子系統(tǒng)。從各子系統(tǒng)近三年的障礙度的變化趨勢(shì)看，在2015年之后，壓力及狀態(tài)子系統(tǒng)將轉(zhuǎn)變?yōu)橛绊戱R鞍山市土地生態(tài)安全的主要障礙因素。表明未來應(yīng)重點(diǎn)從降低壓力、狀態(tài)子系統(tǒng)障礙度的角度出發(fā)，兼顧維護(hù)響應(yīng)子系統(tǒng)，從而提高研究區(qū)的土地生態(tài)安全水平。

(2)指標(biāo)層障礙因子分析?，F(xiàn)以障礙度數(shù)值排名靠前的8個(gè)主要障礙因子為例(表4)，分析影響研究區(qū)土地生態(tài)安全水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合圖2和表4知，2007-2014年指標(biāo)層8個(gè)主要障礙因子中大部分是狀態(tài)及響應(yīng)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，而2015-2017年大部分是壓力及狀態(tài)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。2007-2013年，C9土地墾殖率的障礙度始終居于首位，其數(shù)值最大值為13%，一直是第一障礙因子，而排名二、三位的障礙因子中出現(xiàn)頻率相對(duì)較高的主要是C10單位播種面積糧食產(chǎn)量、C22工業(yè)廢氣治理設(shè)施數(shù)、C23工業(yè)固廢綜合利用率、C4第一產(chǎn)業(yè)占GDP比重。2014年，第一障礙因子由C9轉(zhuǎn)變?yōu)镃10，第二障礙因子由C10轉(zhuǎn)變?yōu)镃4。總的來看，2007-2014年間，C9、C10、C22、C23、C4等5個(gè)指標(biāo)是阻礙研究區(qū)土地生態(tài)安全水平改善的主要障礙因子?！笆晃濉奔啊笆濉睍r(shí)期，馬鞍山市依托區(qū)域礦產(chǎn)資源，大力發(fā)展馬鋼等工業(yè)企業(yè)，在一定程度上造成經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保持區(qū)域土地生態(tài)安全的矛盾愈發(fā)突出。2015-2017年，C10、C4、C2、C3為排名靠前的主要障礙因子。

表4 2007-2017年馬鞍山市土地生態(tài)安全指標(biāo)層主要障礙因子

4.GM(1,1)模型預(yù)測(cè)結(jié)果分析

從Matlab程序輸出結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，P=1，C=0.280 9，滿足相應(yīng)的精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，表明模型適合用于預(yù)測(cè)，可得到2007-2022年研究區(qū)土地生態(tài)安全水平預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖(圖3)。由圖3可知，2007-2017年研究區(qū)綜合指數(shù)的實(shí)際值曲線基本在預(yù)測(cè)值曲線上下進(jìn)行小幅度波動(dòng)，兩條曲線的總體上升趨勢(shì)一致。2018-2022年，土地生態(tài)安全綜合指數(shù)預(yù)測(cè)值曲線走勢(shì)向好發(fā)展，增長態(tài)勢(shì)良好。2017年綜合指數(shù)的實(shí)際值和預(yù)測(cè)值分別為0.723、0.779，尚未達(dá)到無警狀態(tài)，表明未來五年研究區(qū)的土地生態(tài)安全水平仍有進(jìn)一步改善的空間。

圖3 2007-2022年馬鞍山市土地生態(tài)安全水平預(yù)測(cè)趨勢(shì)

四、結(jié)論與討論

本研究結(jié)合資源型城市的自然資源稟賦、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等實(shí)際情況，基于“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”PSR模型選取了27項(xiàng)具有代表性的指標(biāo)，構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。綜合運(yùn)用熵權(quán)法、綜合指數(shù)法及GM(1,1)模型，結(jié)合2007-2017年的時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)馬鞍山市土地生態(tài)安全水平進(jìn)行預(yù)警分析，分析影響其區(qū)域土地生態(tài)安全的主要障礙因子，得到如下結(jié)論。

(1)從時(shí)間維度上看，2007-2017年馬鞍山市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)整體上呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，在11年研究期內(nèi)其土地生態(tài)安全水平由巨警逐步上升為輕警狀態(tài)，表明在此期間研究區(qū)土地生態(tài)安全狀況在逐步改善和提升。通過準(zhǔn)則層各子系統(tǒng)指數(shù)的變化特點(diǎn)可知，應(yīng)將各項(xiàng)壓力指標(biāo)控制在合理范圍之內(nèi)，同時(shí)維持好現(xiàn)有土地生態(tài)安全狀態(tài)，并提高自身響應(yīng)能力，才能有助于進(jìn)一步提升馬鞍山市區(qū)域土地生態(tài)安全水平，使馬鞍山市社會(huì)經(jīng)濟(jì)能夠可持續(xù)發(fā)展。

(2)由準(zhǔn)則層3個(gè)子系統(tǒng)的障礙度變化可知，在2007-2014年，狀態(tài)和響應(yīng)子系統(tǒng)對(duì)馬鞍山市土地生態(tài)安全狀況起到主要限制作用；在2015年之后，壓力及狀態(tài)子系統(tǒng)將轉(zhuǎn)變?yōu)橛绊戱R鞍山市土地生態(tài)安全的主要障礙因素。由指標(biāo)層各評(píng)價(jià)指標(biāo)障礙度排名可知，2007-2014年，C9、C10、C22、C23、C4等5個(gè)指標(biāo)是阻礙馬鞍山市土地生態(tài)安全水平改善的主要障礙因子；2015-2017年，C10、C4、C2、C3為排名靠前的主要障礙因子。馬鞍山市未來應(yīng)注重降低壓力、狀態(tài)子系統(tǒng)的障礙度，兼顧維護(hù)響應(yīng)子系統(tǒng)，從而減弱主要障礙因子對(duì)保持區(qū)域土地生態(tài)安全的限制作用。

(3)根據(jù) GM(1,1)模型結(jié)果，可以預(yù)測(cè)2018-2022年馬鞍山市的土地生態(tài)安全水平走勢(shì)向好發(fā)展，其安全等級(jí)將從Ⅳ級(jí)提升為Ⅴ級(jí)，若采取積極合理的措施，兼顧資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展和生態(tài)保護(hù)，馬鞍山市未來五年的土地生態(tài)安全狀況將進(jìn)一步得到改善和提升。