1、土地生態安全評價1概述1.1 生態安全的概念1）生態安全的背景“生態安全”這一概念是在生態環境日益遭受破壞的背景下提出的。20世紀5060年代，隨著人口規模的急劇膨脹和工業化的快速發展，全球資源環境狀況發生了重大變化，迅速增長的消費需求及結構變化對有限的資源環境基礎及其安全保障形成了越來越大的壓力。如世界八大公害事件、自然資源的過渡消耗、生物物種的加速滅絕、溫室效應加劇、臭氧層耗損、水土六十、土地沙化、環境污染、酸雨加劇等，這些生態環境問題直接威脅到整個人類自身的生存、安全和發展，成為全球性的問題。20世紀70年代，在瑞典的斯德哥爾摩召開了聯合國人類環境會議，會議通過了人類環境宣言，向全球胡宇

2、：在我們人類決定師姐各地德行動時，必須更加審慎地考慮環境后果。20世紀80年代，聯合國世界環境與發展委員會提交的我們共同的未來報告中指出：在過去的經濟發展模式中，人們關心的是經濟發展對生態環境帶來的影響，而現在，人類還迫切感受到生態壓力對經濟發展所帶來的重大影星與存在的安全性問題。20世紀90年代后，在巴西的里約熱內盧召開的聯合國人類環境會議是生態環境安全問題的一個里程碑，以這次大會標志，生態安全、環境安全與可持續發展成為國際社會中國際政治的一部分。2002年9月，南非約翰內斯堡的環境與發展高峰會議，進一步商討生態安全大計。當前，關注生態安全問題已成為國際社會的廣泛共識。2）生態安全的概念及特

3、點國際社會關于生態安全的概念至今未能達成共識，肖篤寧將生態安全分為廣義和狹義兩種廣義：生態安全是指在人的生活、健康、安樂、基本權利、生活保障來源、必要資源、社會秩序和人類適應環境變化的能力等方面不受威脅的狀態，包括自然生態安全，經濟生態安全和社會生態安全，組成一個符合人工生態安全系統。狹義：是指自然和半自然生態系統的安全，即生態系統完整性和健康整體水平的反映。生態系統健康是環境管理的一個新內容和新目標，通常認為，功能正常的生態系統可稱為健康系統，它是穩定的和可持續的，在時間上能夠維持它的組織結構和自治以及保持對脅迫的恢復力。反之功能不完全或不正常的生態系統為不健康的生態系統，其安全狀況處于受威

4、脅之中。生態安全一般包含兩層含義：一是生態系統自身的安全，即其自身結構是否受到破壞；二是生態系統對于人類的安全，即生態系統的功能是否受損害，其提供的服務是否能滿足人類的生存和發展需要。國內外學者對生態安全的定義有著許多不同的認識，這些生態安全的定義存在兩方面的局限，一方面，僅考慮了生態風險，而忽略了脆弱性的一面；另一方面僅把生態安全看成一種狀態，而沒有考慮到生態安全的動態性。針對這一局限，人們認為，生態安全的概念：生態安全應是指人與自然這一整體免受不利因素危害的存在狀態及其保障條件，并使得系統的的脆弱性不斷得到改善。一方面，生態安全是指在外界不利因素的作用下，人與自然不收損傷、侵害或威脅，人類

5、社會的生存發展能夠持續，自然生態系統能夠保持健康和完整；另一方面，生態安全的實現是一個動態過程，需要通過脆弱性的不斷改善，實現人與自然處于健康和有活力的客觀保障條件。生態安全具有其自身的特點：整體性綜合性不可逆性長期性全球性3)生態安全與可持續發展的關系 生態安全是可持續發展的基石，它是可持續發展追求的目標之一。 生態安全與可持續發展內涵的一致性 生態安全與可持續發展目標的一致性。 生態安全是對可持續發展概念的補充和完善。1.2 土地生態安全的概念與特征1) 土地生態安全的概念在區域范圍內，土地生態安全的本質，應該圍繞區域乃至周邊地區人們可持續發展的目的，促使經濟、社會和自然生態的協調統一，它

6、是由土地自然生態安全、土地經濟生態安全和土地社會安全三個方面組成的安全復合體系2) 土地生態安全的特征保障供給土地生態安全的收益具有代際轉移性土地生態安全具有基礎性土地生態安全具有可持續性土地資源不安全的影響具有廣泛性1.3土地生態安全的影響因素與研究內容2) 土地生態安全的主要影響因素經濟因素人口因素管理因素科技因素自然因素災害因素3) 土地生態安全研究的主要內容生態安全研究包括生態安全評價、生態安全預警、生態安全監控和生態安全政策等基本內容。其中生態安全評價是各項研究的基礎區域土地生態安全研究的主要內容包括：區域土地生態系統的完整性和穩定性；主要脅迫因子診斷分析；土地生態平衡期望值的設定及

7、重要閾值的判定(變化的允許范圍)主要土地生態過程演化的連續性、演化狀況的監測以及演化的預測和預警；管理和維護調控對策等。2土地生態安全評價的指標體系和標準的建立3.1 土地生態安全評價概述土地生態安全對于國家，地區地區的經濟發展和未來的土地資源環境的合理利用起著至關重要的作用，因此認識和了解土地生態安全的狀況及其動態變化具有非常現實的意義。對土地進行土地生態安全評價是土地生態安全的核心內容，也是構建土地生態利用的基礎。評價要以土地資源、環境和生物為中心，立足于安全，著眼于可持續發展，充分利用科學技術，實現土地資源可持續發展的戰略及解決土地可持續發展中的重大生態安全問題。只有在準確安全評價的基礎

8、上，才能科學合理地制定出適合本地特點的土地生態安全戰略。土地是自然因素與經濟、社會因素綜合作用的產物。因此，土地生態安全評價應綜合土地自然環境和經濟、社會情況，從土地生態系統的結構和功能出發，建立系統的區域生態安全評價指標體系，揭示各生態擾動因子在不同時空上的綜合性生態效應和生態風險的時空分布規律，闡明退化生態系統過程的內在動力學機制，確定不同生態功能區的最低安全閾值。土地生態安全評價的重要任務之一，就是全面分析研究各個因素及組成因子之間的動態聯系和組成方式，以及它們對生態環境的影響和作用的效應。一般，土地生態安全評價過程可分為以下幾個步驟：確定研究區域，選擇評價指標，確定指標權重，選定各指標

9、不安全程度判斷的標準值，計算每個指標的安全指數，綜合評分和分析，提出對策。3.2 評價指標體系的建立1）評價指標體系建立的原則科學性原則客觀性原則可比性原則實用性原則全面性原則獨立性原則可操作性原則3）評價指標體系的構成自然指標：主要反映土地資源利用的狀況、發展潛力及與之密切相關的生態、環境狀況。構成土地自然因素包括氣候、地形、土壤、植被、水文和水文地質、農機總動力、化肥用量、有效灌溉面積壁壘、人均耕地量、根底年減少率、土壤肥力綜合指標和水質量指數等；引用清潔水比例、森林覆蓋率、工業“三廢”排放量等。經濟指標：主要是反映某種利用方式下土地資源的生產力和生產效益。包括土地生產率、糧食產量、人均G

10、DP、人均年收入、農民人均純收入、非農產業產值比重和農業在GDP中的比重等。社會指標：主要反映土地資源利用方式對人們生活的影響和人們對它的反應。包括城市化水平、人均住房面積、人均肉產量、人均蛋產量、農業技術人員比例、非農就業勞動力比重及交通條件、生產管理條件和地理位置等信息壓力響應圖區域土地生態系統的“壓力一一狀態一一響應”模式3.3 評價標準的建立1）評價標準構建的原則可計量性原則先進性與應用性原則地域性原則2）評價標準的來源國家、行業和地方規定的標準背景和本底標準類比標準科學研究已判斷的生態效應1.1 生態安全評價的方法1.2 綜合指數法1）分析研究評價的生態安全因子的程度與變化規律2）建

11、立表征各生態安全因子特性的指標體系3）確定評價標準4）建立評價函數曲線，將評價的環境因子的現狀值與預測值轉換為統的無量綱的生態安全與質量指標，E-（Ehi-Egi）Wii=1式中：AE人類活動前后生態安全及質量變化值Ehi人類活動后i因子的質量指標Egi人類活動前i因子的質量指標Wi因子的權重1.3 景觀指數法1）概述景觀結構、功能和變化等方面的指標與土地利用的持續利用的安全性關系相當密切，土地功能的退化、土地生態系統的失調等必然會導致土地生態景觀結構和功能的失調或退化，因此，運用景觀生態指數對土地生態安全評價也是一種值得探索的方法。生態學中使用景觀這個概念有兩種方式。第一種是直覺的（狹義的）

12、，認為景觀是基于人類尺度上的一個具體地域，它是具有數公里尺度的生態系統聚合，包括森林、斑塊、耕地、樹籬、人類聚居地和自然生態系統等看得見的要素。第二種概念（廣義的）將景觀作為任意尺度上空間異質性的代表，按照這種認識景觀是一個對任何生態系統進行空間研究的生態標準。不論如何使用景觀的概念，根據所反映尺度的不同，景觀生態學有兩類主要的研究，一類是最普通的研究，闡明一類基質）尤其是相鄰兩者）中景觀要素之間的相互作用，集中揭示整個基質的結構與動態的相對小尺度機制；另一類研究集中于大尺度動態與作為整體的基質行為。這兩類研究是相互補充的，兩者兜承認具體要素之間的空間鑲嵌。地理信息系統和電子數據庫等新技術把這

13、兩類研究綜合在一起。斑塊一廊道一基質是景觀的基本結構。斑塊指與周圍環境在外貌或性質上不同，并具有一定內部均質性的空間單元。廊道指景觀中與相鄰兩邊環境不同的線型或帶狀結構。基底指景觀中分布最廣、連續性最大的背景結構。在實際研究中要確切地區分斑塊、廊道和基底有時很困難，也沒有必要。這種區分往往與觀察程度相聯系。區域土地利用單元也分為斑塊、廊道、基質，這些類型單元的結構、功能、穩定性、抗干擾能力、恢復能力和生產力等直接與土地生態安全有關。基質是區域景觀的背景地塊，它可以控制環境質量的組分，可借用傳統生態學中計算植被重要值的方法。目前應用比較廣泛的指標有景觀破碎度、景觀的多樣性指數、均勻度、優勢度、分

14、離度、生境破碎化指數等。斑塊的表征，一是多樣性指數，二是優勢度指數。景觀的功能和穩定性分析包括組成因之的生態適宜性分析，生物的恢復能力分析，系統的抗干擾或抗退化能力分析，種群源的持久性和可達性分析（能流是否暢通無阻，物流能否暢通和循環）2）景觀指數測度斑塊形狀指數式中：s形狀指數p斑塊周長A斑塊面積景觀豐富度指數RrmmmaxRd式中：Rr相對豐富度Rd豐富度密度m斑塊類型數mmax景觀中斑塊類型數的最大值A斑塊面積景觀多樣性指數nH'Pkln(Pk)k=1n2H=1-Pkk=1式中：HShannonWeaver景觀多樣性指數H'Shannon景觀多樣性指數R斑塊類型在景觀中出

15、現的概率n景觀中斑塊類型的總數景觀優勢度指數maxn、Pkln(Pk)k=1Hmax=ln(m)式中：D景觀優勢度指數Pk斑塊類型在景觀中出現的概率m景觀中斑塊類型的總數景觀均勻度指數max景觀形狀指數LSI式中：LSI景觀形狀指數E景觀中所有斑塊邊界的總長度A景觀總面積正方像元指數SQP式中：SQP正方像元指數A景觀總面積E景觀中所有斑塊邊界的總長度景觀聚集度指數nnC=Cmax''Pijln(Pij)i=1j=1Cmax=2ln(n)式中：C景觀聚集度指數Cmax景觀聚集度指數的最大值n景觀中斑塊類型的總數PJ斑塊類型i與j相鄰的概率分維數P2ln(k)lnA式中：Fd斑塊

16、分維數，1wFdv2P斑塊周長A斑塊面積k常熟生態環境質量n'AiEQi=1N式中：EQ生態環境質量A當地生態適宜性A2植被覆蓋度，以土地的實際覆蓋度為權值A3抗退化能力賦值，群落抗退化能力強時賦值100,較強賦值60,一般賦值40,以下為0A恢復能力賦值，群落恢復能力強時賦值80,較強賦值60,一般賦值40,以下為0生態安全質量表EQ值1007069504930291090生態環境安全級別InmV1.4 景觀生態安全格局法i=mMCR:fmJ(CDijRi)j=n式中：f一個未知的正函數，反映空間中任一點的最小阻力，與其到所有源的距離和景觀基面特征的正相關關系；CDj物種從源j到空間某一點所穿越的某景觀的基面i空間距離；R景觀I對某物運動的阻力。1.5 層次分析法AnnW二maxW式中：a1n判斷矩陣max最大特征根W最大特征根所對應的特征向量，其計算方法取規一化的初值向量Wo=（W01,W02,Won）,計算AW'=Wi直至收斂，則Wo=（Wl,Wi2,Wn）：求得的W便是要求的排序權