基于PSR_TOPSIS法的区域土地资源生态安全动态分析(3)
发布时间:2021-06-07
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式中,Wj代表第j项指标的权重,Vj代表第j
项指标的变异系数, Yj代表第j项指标的平均值,m为指标个数。
其次,根据专家意见调整各指标权重,结果见表1。最后,由权重Wj与规范化的决策矩阵Y得到加权规范化决策矩阵Z。
Z= zij m#n= Wj#Yij m#n(5)4)确认理想解和负理想解。分别以加权规范化决策矩阵Z= zij m#n= Wj#Yij m#n中的最大值和最小值代表理想解和负理想解。
Z+=[maxzij],(i=1,2,3,%n)(6)Z-=[minzij],(i=1,2,3,%n)(7)5)计算各评价对象到理想解和负理想解的距离。
D=
+i
(zij-z),D==1
+2
-i
-2
(zij-z)1
(8)
式中,D+和D-分别为各评价对象到理想解和负理想解的距离,分别从不同的角度反映了各年份
土地资源生态安全状态,D越小,表明评价对象越接近理想解,土地资源越安全;D-越小,表明评价对象越接近负理想解,土地资源安全度下降。
6)计算各评价对象与理想解的贴近度。为了综合D+和D-2个距离指标所反映的评价对象安全状态,采用贴近度Ci均值描述。Ci值越大表明评价对象越接近理想解,土地资源越安全。
D-i
Ci=(9)
Di+Di
1.2土地资源生态安全标准与等级的划分
区域土地资源生态安全评价标准和等级的确定是生态安全评价中的关键环节,标准和等级设置是否科学合理,直接影响到评价结果的正确与否。目前,生态评价标准与安全等级的划分尚处于探索阶段。本研究参考已有的研究成果,根据综合指标与理想解的贴近度C均值将区域土地资源生态安全评价标准分为5个等级,即安全状态、较安全状态、临界安全、较不安全、不安全(表2),并据此对区域土地资源生态安全动态进行综合判定。
表2土地资源生态安全评价标准与安全等级
Table2 Landecologicalsecuritystandardandsafetyclass
安全等级Safetyclass)较不安全 临界安全+较安全状态,安全状态
贴近度(C)Closenessdegree
0.2~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.0
土地生态系统特征 Soilecosystemcharacteristic
功能丧失,抗外界干扰能力极差,生态恢复与重建很困难。 土地生态系统受到较大破坏,生态系统及结构很不合理,系统功能退化,抗外界干扰能力很差。
土地生态系统受到中度破坏,生态系统结构较不合理,但系统尚可维持基本功能,抵抗部分外界干扰。
土地生态系统受到轻微破坏,生态系统结构比较合理,系统自身功能和自我恢复能力较强。
土地生态系统基本未受干扰破坏,生态系统结构合理、稳定,系统自身功能和自我恢复能力强。
1.3
数据来源及其处理
本研究原始数据来源于 陕西省统计年鉴.(1997!2007年), 陕西国土资源年报.(2002!2007年),陕西 环境质量状况公报.(1997!2007年),陕西省 十一五 土地利用专项规划,中国科学院地理科学与资源研究所中国自然资源数据库,西部大开发土地资源调查评价数据等。来源数据处理程序:1)应用公式(1)、(2)统一各指标量纲;2)应用公式(3)和(4)确定各指标权重(表1);3)应用公式(5)计算得到规范化的决策矩阵Z,分别以其最大值和最小值作为理想解和负理想解;4)应用公式(6)~(9)计算研究期各年份土地资源生态安全准则层(压力层、状态层、响应层)、目标层各项评价指标到理想解、负理想解的距离及与理想解的贴近度(表3);5)根据计算结果和表2土地资源安全等级评判标准确定研究期各年份土地资源安全等级。
2
2.1
结果与分析
土地资源生态安全压力系统动态
从表3可知,1996!2006年,陕西土地资源压
力系统与理想解的距离DP呈明显增加趋势,由1996年的0.14增加到2006年的0.24;与负理想解
-的距离DP呈减小趋势;与理想解的贴近度CP呈减小趋势,由1996年的0.62下降为2006年的0.28,表明,研究期陕西省土地资源压力负荷逐年加大。原因如下:第一,1996!2006年10a中,陕西省人口由1996年的3543万人增加到2006年的3735万
2
人,净增加192万人,人口密度由171人/km上升为182人/km2,人口压力加大。第二,人口增长直接导致人均耕地面积、人均草地面积下降,土地资源压力加大。第三,2000年我国开始实施西部大开发战略,作为西部大开发的重点省区,这一时期陕西省经济快速发展,工业化进程加快,经济密度由1996年57.34万元/km2增长为2006年的219.81万元/2
km;城市化水平由21%上升为27%;固废排放量,农药、化肥施用强度加大,从而导致土地资源经济环境压力增大。
2.2土地资源生态安全状态系统动态
从表3可看出,1996!2006年陕西省土地生态
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安全状态系统与理想解的距离DS先增后减;与负
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