基于PSR的北京市耕地利用系统健康评价

王鹏飞，程琳琳，蒋舒，任俊涛，马逯

（中国矿业大学（北京）土地复垦与生态重建研究所，北京１０００８３）

摘要：通过“压力-状态-响应”（ＰＳＲ）框架模型构建了包括１５个指标的北京市耕地利用系统健康评价的指标体系，由层次分析法（ＡＨＰ）对各指标进行权重的确定。结果表明，北京市耕地利用系统的健康综合指数介于０．３７３ ８～０．７９７ ２，其中２００５年处于不健康状态，其健康状况处于临界健康和健康水平之间。

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关键词 ：土地；耕地利用系统；ＰＳＲ模型；健康评价；北京市

中图分类号：Ｆ３０１．２文献标识码：Ａ文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）０３－０５８２－０５

土地是人类赖以生存的基础，人多地少是中国的基本国情，近几十年来，随着中国经济的快速发展，土地利用规模不断扩大，土地利用强度不断提高，环境污染的逐步严重化，耕地的数量和质量不断受到威胁，耕地资源的保护越来越引起人们的重视。最早于２０世纪４０年代提出“土地健康”的是Ａｌｄｏ Ｌｅｏｐｏｌｄ，他认为“健康的土地是虽被人类利用但其功能没被破坏的土地”［１］。中国学者也逐渐开始了土地利用健康状况方面的研究，但还不够深入［２，３］。人地矛盾日益突出，如何使有限的耕地资源得到合理科学的利用，对耕地利用的健康状况的评价研究，逐步成为耕地资源研究的热点。这对了解中国耕地利用的合理性和科学性，对应地制定耕地保护和利用的政策，实现耕地利用的可持续发展具有十分重大的指导意义。

１研究模型简介

耕地利用系统是一个社会、经济、自然复合的生态系统。在这个复合系统中，各子系统中的要素相互作用、影响，其相互作用和相互影响的结果最终体现于耕地利用的健康状况。土地利用系统健康评价是以人类社会的可持续发展为目标出发，把整个土地利用系统作为评价对象，包括土地自然生态系统和社会经济系统，并不是针对某一种特定的土地利用方式，对系统的结构、功能和效益各个方面进行评价，研究系统是否达到了生态、社会、经济的协调统一，并对其当前土地利用系统的健康状态进行客观评价［４］。

土地的评价始于２０世纪３０年代，目前学者们对土地利用系统健康评价的方法有很多，本研究对耕地利用系统健康评价采用国际上比较有代表性的和比较成熟的“压力—状态—响应（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ—Ｓｔａｔｅ—Ｒｅｓｐｏｎｓｅ，简称ＰＳＲ）评价体系”［５，６］。它是由世界银行、联合国粮农组织、联合国发展署、联合国环境署共同提出的用于研究环境问题的评价框架，体现了人类活动与生态环境之间的相互作用关系［７］，被广泛应用在区域生态环境评价及可持续发展评价等方面的研究［８］。ＰＳＲ模型［９］是通过压力、状态、响应三类指标的相互作用关系以及信息反馈，构建一套以三者因果关系为主的指标体系，即由于人类活动的干扰，对土地和环境产生了一定的压力，再由于这些压力，土地和环境改变了原有的属性和状态，导致土地利用不合理和环境问题的出现，人类经过分析又通过行政、经济、法律等一系列措施，对这些变化和问题作出积极反应，旨在保护、改善和恢复土地利用和环境中的不合理问题。

２研究区与数据来源

２．１研究区概况

北京是中国的首都，是全国的政治中心、经济中心和文化中心，也是一座举世闻名的历史名都和现代化国际性大都市。北京位于华北平原的西北部，中心地理坐标为１１６°２５′２９′′Ｅ、３９°５４′２０′′Ｎ，地处蒙古高原与华北平原交接带，地形西北高，东南低，东北部、北部、西部三面环山，内有永定河流过。全市１８个区县总面积为１６ ４１０．５４ ｋｍ２，市区面积１２ １８７ ｋｍ２，建成区面积１ ３８６ ｋｍ２，其中山地约占６１％，平原约占３９％。

２．２数据来源

本研究所涉及数据主要来源于２０００-２０１２年北京市统计年鉴、中华人民共和国国家统计局、北京市土地利用总体规划、国土资源公报、土地变更调查报告、北京市国土资源部网站、北京市生态环境相关的调查数据及报告等。

３评价指标的选取及权重确定

３．１评价指标的选取

由于土地利用系统是一个相互作用的复合系统，土地利用系统健康评价的指标筛选必须要符合３点要求［１０］：①指标体系能完整准确地反映土地利用系统健康状况，能够提供现状的代表性图案；②对土地利用系统结构、功能、效益的自然生态、社会、经济状况和人类胁迫进行监测，寻求自然、人为压力与土地利用系统健康变化之间的联系，并探求土地利用系统健康变化的原因；③定期地为政府决策、科研及公众要求等提供土地利用系统健康现状、变化及趋势的统计总结和解释报告。

结合上述要求以及北京市区域社会经济特点和北京市耕地利用的特点，在此前大多数学者研究的基础上，结合相关理论，拟定北京市耕地利用健康评价指标体系包括了耕地利用系统压力、耕地利用系统状态、耕地利用系统响应三个方面的１５个典型指标（表１），其中反映耕地利用系统压力的指标包括人均耕地面积（Ｐ１）、人口自然增长率（Ｐ２）、人口密度（Ｐ３）、人均水资源量（Ｐ４）、农用化肥折纯量（Ｐ５）、ＧＤＰ年增长率（Ｐ６）；反映耕地利用系统状态的指标有人均粮食产量（Ｓ１）、耕地年减少率（Ｓ２）、受灾面积（Ｓ３）、灌溉保证率（Ｓ４）、土地垦殖率（Ｓ５）、人均ＧＤＰ（Ｓ６）；反映耕地利用系统响应的指标有水土流失治理情况（Ｒ１）、农业收入所占比重（Ｒ２）、农业从业人员数量（Ｒ３）。

３．２指标权重的确定

针对北京市耕地利用系统健康评价中的各指标的实际情况，本研究采用层次分析法，确定了各指标的权重（表２）。

４评价指标值及综合指数的确定

４．１评价指标值及标准化处理

根据北京市２０００-２０１２年统计年鉴，中华人民共和国国家统计局等相关资料，得到了北京市耕地利用系统健康评价指标的值（表３）。

采用Ｍｉｎ－ｍａｘ标准化方法即极值标准化法对各指标值进行标准化处理（表４），具体计算公式如下，

正向指标：

Ｉｉｊ＝（Ｘｉｊ－ｍａｘＸｉｊ）／（ｍａｘＸｉｊ-ｍｉｎＸｉｊ） （１）

负向指标：

Ｉｉｊ＝（ｍａｘＸｉｊ－Ｘｉｊ）／（ｍａｘＸｉｊ-ｍｉｎＸｉｊ） （２）

其中，正向指标是指对耕地利用系统健康有积极影响的指标，负向指标则指对耕地利用系统健康有消极影响的指标。式１和式２中，Ｉｉｊ是标准化处理后的指标值，Ｘｉｊ是指标现值，ｍａｘＸｉｊ是某类指标的最大值，ｍｉｎＸｉｊ是对应的某类指标的最小值。其中，北京市耕地利用系统正向指标有，Ｐ１为人均耕地面积、Ｐ４为人均水资源量、Ｐ６为ＧＤＰ年增长率、Ｓ１为人均粮食产量、Ｓ４为灌溉保证率、Ｓ５为土地垦殖率、Ｓ６为人均ＧＤＰ、Ｒ１为水土流失治理情况、Ｒ２为农业收入所占比重、Ｒ３为农业从业人员投入；其负向指标有，Ｐ２为人口自然增长率、Ｐ３为人口密度、Ｐ５为农用化肥折纯量、Ｓ２为耕地年减少率、Ｓ３为受灾面积。

４．２北京市耕地利用系统健康综合指数

北京市耕地利用系统健康综合指数的计算采用公式［１１］如下：

（３）

式中，Ｓ代表北京市耕地利用系统健康综合指数，Ｉｉ代表指标标准化值，Ｗｉ代表相应的指标权重。经计算，最终得到了北京市耕地利用系统健康综合指数（表５）。

４．３北京市耕地利用系统健康评价及分析

４．３．１评价标准根据北京市耕地利用的特点，通过综合研究国内有关专家学者对评价标准已有研究的基础上［１２－１６］，借鉴有关研究成果，将北京市耕地利用系统评价标准划分为４个健康级别，具体见表６。

４．３．２评价分析结合表５和表６，研究结果表明，２０００－２０１２年北京市耕地利用系统健康级别发生了较大的变化（图１），其综合指数在０．４１１ ０~０．７９７ ２变动，其健康级别介于不健康、临界健康和健康之间。

其中，２００１-２００５年北京市耕地利用健康级别严重下降，由健康逐步变为不健康，这期间北京市耕地的利用更多地注重了经济的快速发展，工业化和城镇化推进速度逐步加快，忽视了耕地的高效和集约利用，导致耕地面积逐年下降，再加上耕地利用中的不科学、不合理行为，直接对耕地利用系统的健康造成了污染，威胁了其生态健康。此后，由于政府加大了对耕地利用的管理力度，如出台了相应的耕地保护政策和相关法律法规，加强了生态环保的宣传等，另外，人们的环保意识和耕地保护意识的提高，使得北京市耕地利用系统压力逐步得到缓解，健康状态逐步得到了改善。

５小结与讨论

中国人均耕地面积较少，不及世界平均水平的一半，耕地利用系统的健康程度应备受关注。本研究采用“压力—状态—响应”（ＰＳＲ）框架模型，对北京市２０００-２０１２年耕地利用系统健康进行了评价研究，发现北京市耕地利用系统的健康状况波动较大，在２００５年落差最大，耕地利用系统综合指数由２０００年的０．７９７ ２下降到了０．３７３ ８，耕地健康级别从健康变为不健康，这主要是因为耕地面积的急剧减少，灌溉保证率的下降，以及北京市人口的增长所带来的压力。通过研究，人们应进一步加大对耕地的保护力度，针对北京市耕地利用的现状，因地制宜地制定出更加科学合理的管理措施和利用政策法规，平衡北京市耕地利用系统生态、经济、社会的协调发展，实现北京市耕地利用系统健康的最优状态。

本研究在对北京市耕地利用系统健康评价的研究中取得了一些实质性成果，得到了２０００-２０１２年的健康状态以及各个指标的波动情况，为进一步的深入研究提供了一定的技术和理论支持。但由于所收集资料和研究水平的限制，本研究建立的耕地利用系统健康评价指标体系还不够完善，健康评价的标准也有待校正，因此如何更加系统完善地构建评价指标体系，更加科学合理地建立健康评价标准，从而更精确地评价区域的耕地利用系统健康水平将是下一步研究的重点和难点。

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参考文献

［１］ 陈美球，赵小敏．土地健康与土地保护［Ｊ］．中国土地科学，１９９８（４）：１９－２１，３３．

［２］ 陈美球，吴次芳．土地健康研究进展［Ｊ］．江西农业大学学报，２００２，２４（３）：３２４－３２９．

［３］ 冷疏影，李秀彬．土地质量指标体系国际研究的新进展［Ｊ］．地理学报，１９９９（２）：８３－９１．

［４］ 蔡为民，唐华俊，陈佑启，等．土地利用系统健康评价的框架与指标选择［Ｊ］．中国人口·资源与环境，２００４（１）：３３－３７．

［５］ 张凤荣． 持续土地管理的理论与实践［Ｍ］．北京：北京大学出版社，１９９６．

［６］ ＲＡＩＮＥＲ Ｚ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍｓ： ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｆｒｏｍ Ｇｅｒｍａｎｙ［Ｊ］． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０００， ２５（６）：６１３－６２３．

［７］ 高珊，黄贤金．基于ＰＳＲ框架的１９５３－２００８年中国生态建设成效评价［Ｊ］．自然资源学报，２０１０，２５（２）：３４２－３５０．

［８］ 王丽，黄元仿，庞圣杰．基于ＰＳＲ框架的农用地质量指标体系的构建与应用［Ｊ］．土壤通报，２００９，４０（５）：９８２－９８６．

［９］ 蒋卫国．基于ＲＳ和ＧＩＳ的湿地生态系统健康评价［Ｄ］．南京：南京师范大学，２００３．

［１０］ 袁兴中，刘红，陆健健．生态系统健康评价—概念构架与指标选择［Ｊ］．应用生态学报，２００１，１２（４）：６２７－６２９．

［１１］ 郭杰，吴斌．土地利用系统健康评价［Ｊ］．中国土地科学，２０１１（４）：７１－７７，９６．

［１２］ 王千，金晓斌，周寅康． 河北省耕地生态安全及空间聚集格局［Ｊ］．农业工程学报，２０１１（８）：３３８－３４４．

［１３］ 宋戈，崔晓伟，雷国平，等．松嫩平原北部典型地域耕地利用安全评价研究—以齐齐哈尔市为例［Ｊ］．水土保持研究，２０１１（５）：２６７－２７０，２７４．

［１４］ 蔡燕，王会肖．生态系统健康及其评价研究进展［Ｊ］．中国生态农业学报，２００７，１５（２）：１８４－１８８．

［１５］ 肖风劲，欧阳华．生态系统健康及其评价指标和方法［Ｊ］．自然资源学报，２００２，２（１７）：２０３－２０９．

［１６］ 范荣亮，苏维词，张志娟．生态系统健康影响因子及评价方法初探［Ｊ］．水土保持研究，２００６，１３（６）：８２－８７．