珠三角城市群土地生态安全评价指标体系研究

韩书成，熊建华，李 丹

（华南理工大学公共管理学院，广东 广州 510640）



珠三角城市群土地生态安全评价指标体系研究

韩书成，熊建华，李 丹

（华南理工大学公共管理学院，广东 广州 510640）

摘 要：通过文献资料总结并提炼出当前土地生态安全评价中认可度较高的评价指标，初步构建珠三角城市群土地生态安全评价指标体系。遵循系统性性和可操作性等原则从原始29项指标中选取18项作为土地生态安全评价指标，结合2011年数据对18项指标进行主成分分析，最终确定珠三角城市群土地生态安全评价指标体系，并对2011年珠三角城市群9个城市的土地生态安全状况展开了试验性评价。结果发现：珠三角城市群土地生态安全评价指标体系主要由14项核心指标组成；2011年珠三角城市群土地生态安全得分和等级由高到低依次为深圳（11.49）＞广州（4.25）＞珠海（1.18）＞东莞（0.47）＞中山（-0.93）＞肇庆（-2.63）＞惠州（-3.38）＞佛山（-5.06）＞江门（-5.12）。

关键词：城市群；土地生态安全评价；指标体系；珠三角

土地生态安全是指土地生态系统不遭受或者少遭受外界破坏以使其系统内部各组分物质和能量保持相对平衡，达到土地资源的可持续利用和社会经济协调发展的目的［1］。土地生态安全评价是对土地生态安全状况做出判断和评价，检验其是否能够维持自身系统的平衡以及可持续地提供资源。中共十八大高度重视生态文明建设在实现中华民族永续发展和伟大复兴中的地位和作用。开展区域土地生态安全评价能够使决策者和公众明确区域环境质量的基本状况，找出影响区域生态环境变化的内在因素及其变化原因，重新审视推动和实现经济可持续增长的方式，从而制定出合理对策［1］。因此，开展区域土地生态安全评价势在必行，而其核心和难点之一在于如何建立科学合理的评价指标体系。

国内学者近期相关研究主要是基于PSR概念模型［2-4］、自然（资源或者环境）-经济-社会等［5-8］单一层面或多个层面选取多项指标构建区域土地生态安全评价指标体系。在PSR概念模型方面，李玲等［2］基于PSR概念模型选取经济密度、城市化水平、环保支出占GDP比重等18项指标构建了河南省土地生态安全评价指标体系；蔡太义等［3］基于PSR概念模型分8个因素层选取人均耕地面积、人口密度、单位耕地粮食总产量、第三产业比重等23项指标构建了焦作市土地生态安全评价指标体系。在自然（资源或者环境）-经济-社会等单因素或者多因素方面，刘庆等［6］以自然、社会、经济为要素选取人均耕地面积、城市化水平、人均GDP、万元GDP能耗等17项指标构建了长株潭城市群土地生态安全水平评价指标体系；何春燕等［8］从地形条件、土地利用、土地质量安全、土地承载力安全等角度选取坡度、耕地比例、土壤侵蚀程度、人口密度等16项指标构建了重庆市丰都县十直镇土地生态安全评价指标体系。

在构建土地生态安全评价指标体系时，当前相关研究对指标的选取主要是参考已有研究成果和依靠经验判断，缺乏对所选指标的检验，指标间重叠和相互包含关系直接影响到最终评价结果的科学性和合理性。本研究运用主成分分析法对所选的指标进行检验，构建珠三角城市群土地生态安全评价指标体系，为进一步开展珠三角城市群土地生态安全评价、风险预警与调控奠定基础。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

珠三角主要包括广州、深圳、佛山、东莞、惠州、珠海、江门、中山、肇庆等9市以及港澳地区（由于数据缺乏，本研究中不予考虑），土地面积54 754 km2，2012年末常住人口5 689.64万。2013年，珠三角国土开发强度已达16.49%，深圳、东莞、中山、佛山的国土开发强度已超过国际警戒线（30%），珠海、广州已近30%［9］。伴随珠三角城市群经济和社会快速发展的是城市建设用地边界不断外扩、生态用地大幅减少、人为土壤侵蚀日益严重等土地生态安全状况堪忧。

1.2 研究方法

文献资料检索法：通过中国知网等文献在线检索工具，检索近年土地生态安全评价方面的相关文献，通过分析总结，提炼出认可度较高的指标；同时，参考国土部门和环保部门相关标准和规范，选取合适的指标。

主成分分析法：结合初步构建的评价指标体系，选取2011年珠三角城市群9市的统计数据，通过SPSS17.0软件对所选取的指标进行主成分分析，以此构建合理的城市群土地生态安全评价指标体系。

1.3 数据来源

数据主要来自中国城市统计年鉴（2012）、广州、深圳等各市统计年鉴（2012）、国民经济与社会发展统计公报（2012），部分由政府官方网站整理得到。

2 土地生态安全评价指标体系的构建

构建科学合理的土地生态安全评价指标体系是一项复杂的系统工程。考虑到各区域资源禀赋的差异和环境的合理承载力，指标选取主要遵循科学性与客观性相结合、系统性与主导性相结合、可操作性、时效性等原则。

珠三角城市群土地生态安全评价指标体系指标选取的依据主要参考国家环境保护部《生态县、生态市、生态省建设指标（修订稿）》、原国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》、《广东省环境保护和生态建设“十二五”规划》、《珠江三角洲环境保护规划纲要（2004—2020年）》等相关标准，并通过阅读大量文献，吸收和借鉴国内外最新研究成果，构建适合珠三角城市群土地生态安全评价的指标体系。

2.1 原始指标

土地生态安全研究作为一个近10年来的新兴研究领域，引起了有关学者的广泛关注。在中国知网中通过高级检索主题“土地生态安全”、“土地生态安全评价”、“土地生态安全预警”（截至2015年7月25日），分别得到432、216、19篇文献。通过阅读分析，综合考虑论文被引次数、收录期刊类别、下载量等因素，从检索的文献中选取具有代表性文献共113篇，并对其采用的评价指标进行统计，从中选取认可度较高的指标；同时结合相关标准，获取本研究的原始供选指标（表1）。

2.2 指标初选

根据指标选取原则并结合所掌握的数据资料，综合土地资源利用、经济发展水平、环境保护和治理状况和社会协调发展程度4方面内容，初步建立珠三角城市群土地生态安全评价指标体系（表2）。

表1 土地生态安全评价供选指标

表2 珠三角城市群土地生态安全评价原始指标体系

2.3 指标检验

由于初步选取指标较多且指标间可能存在重叠，借助SPSS17.0软件工具，选取2011年珠三角9市相关指标数据，采用主成分分析对所选取的指标变量进行降维，提取能够反映所有指标绝大多数信息的综合指标。具体步骤如下：

（1）对指标数据进行标准化：通过统一的数据计算平台，得到指标变量之间的数据标准化矩阵，如表3所示。

表3 原始指标数据标准化矩阵

（2）提取主成分：运用SPSS17.0对标准化的数据进行主成分分析，得到因子解释变量的总方差（表4）。由表4可知，旋转后前5个因子的方差累计贡献率已达到92.506%，超过85%，表明前5个主成分作为主成分因子可包含18项指标的绝大多数信息。

表4 因子解释变量的总方差

（3）执行因子荷载量分析：运用SPSS17.0软件进行因子荷载量分析，得到各主成分因子荷载量信息矩阵（表5），其中各荷载量系数即为各个指标变量在主成分中的相关对应系数。从表5可以看出，A1、A4、A7、A10等对于主成分1因子荷载量较大；A3、A6、A13、A17等对主成分2因子荷载量较大；A11、A15、A18等对主成分3因子荷载量较大；A16等对于主成分4因子荷载量较大；A9、A14对主成分5荷载量较大。

2.4 评价指标体系构建

从表5可以看出，土地生态安全评价的指标体系中主要包括5个主成分，在每个主成分选择核心指标参与土地生态安全评价指标体系，综合反映土地生态安全的状况。得到最终土地生态安全评价的指标体系，如表6所示。

表5 主成分因子荷载量信息

3 评价指标体系的应用

3.1 土地生态安全综合值测算

根据评价指标体系对珠三角城市群9个城市2011年土地生态安全状况展开评价。由标准化数据、各指标对应的相关系数矩阵测算各个城市的各个主成分得分和土地生态安全综合值［10］，计算公式如下：式中，a=1、2……、5；x=1、2……、5；Mx为各主成分各指标的相关系数；Nb、Nc、Ne为各主成分对应核心指标的标准化数据值。相关计算结果见表7。

表6 珠三角城市群土地生态安全评价指标体系中的主成分

3.2 评价结果分析

从表7可以看出，2011年珠三角9市土地生态安全状况等级由高到低依次为深圳＞广州＞珠海＞东莞＞中山＞肇庆＞惠州＞佛山＞江门。究其原因，主要是随着工业化和城市化的进程加快，特别是经济发展进入转型期后，广深作为珠三角的核心城市对产业结构进行了升级改造和大幅调整，一批高污染高能耗的企业先后迁至周边城市；同时，地方政府开始意识到生态环境的重要性并做出相应改变，使得生态环境趋向安全合理范围。而周边城市群中的城市对接了产业转移，但是在短期内仍难以平衡GDP快速增长与环境保护之间的矛盾，生态环境问题日显突出。

4 结论与讨论

本研究在总结已有土地生态安全评价成果的基础上，通过参考相关政府文件和部门规范、标准，从土地资源利用、经济发展水平、环境保护和治理状况和社会协调发展程度4个方面初步选取了29项指标，遵循相关原则初步筛选出18项指标，经过主成分分析得到5个主成分包括14项核心指标，构建了珠三角城市群土地生态安全评价指标体系，并采用2011年数据进行了评价验证。主要结论如下：

表7 珠三角城市群土地生态安全综合值

（1）珠三角城市群土地生态安全评价指标体系主要包括5个主成分，方差累计贡献率达到92.506%，对初步筛选的18项指标所含信息解释性好，包含指标绝大多数信息。其中，主成分1包括人口密度、年末城市道路面积、人均GDP、单位土地面积GDP4个核心指标；主成分2包括第三产业比重、建成区占土地总面积比重、城镇登记失业率、环境投资占GDP比重4个核心指标；主成分3包括建成区绿化覆盖率、城镇恩格尔系数、人口自然增长率3项核心指标；主成分4包括城镇居民人均可支配收入1个核心指标；主成分5包括地区生产总值能耗和城镇生活垃圾无害化处理率2项核心指标。

（2）2011年珠三角城市群9个城市中深圳市土地生态安全等级最高，江门土地生态安全等级最低，土地生态安全得分和等级由高到低依次为深圳（11.49）＞广州（4.25）＞珠海（1.18）＞东莞（0.47）＞中山（-0.93）＞肇庆（-2.63）＞惠州（-3.38）＞佛山（-5.06）＞江门（-5.12），符合珠三角城市群9个城市土地利用状况实际状况，说明本文构建的城市群土地生态安全评价指标体系效果良好。

选取科学合理的指标构建土地生态安全评价指标体系来开展土地生态安全评价，是当前土地生态安全研究的热点也是难点，本研究选取多项指标采用主成分分析法初步构建了珠三角城市群土地生态安全评价指标体系并选取时间点进行了评价，但对于所涉及的海滨城市土地生态安全评价是否应选取相应指标未予考虑；同时，数理统计方法和最终评价结果的合理性仍需进一步探讨。

参考文献：

［1］ 黄炎和. 《土地生态学》. 中国农业出版社［M］. 北京：2013：109-110.

［2］ 李玲，侯淑涛，赵悦，等. 基于P-S-R模型的河南省土地生态安全评价及预测［J］. 水土保持研究，2014，21（1）：188-192.

［3］ 蔡太义，马守臣，吕鹏，等. 基于PSR模型的土地生态安全评价研究—— 以焦作市为例［J］. 湖北农业科学，2014，53（6）：1460-1464.

［4］ 易武英，苏维词，罗时，琴. 2002—2012年贵阳市土地生态安全评价［J］. 贵州农业科学，2014，42 （3）：170-173.

［5］ 张小虎，雷国平，袁磊，等. 黑龙江省土地生态安全评价［J］. 中国人口·资源与环境，2009，19（1）：88-93.

［6］ 刘庆，陈利根，舒帮荣，等. 长株潭城市群土地生态安全动态评价研究［J］. 长江流域资源与环境，2010，19（10）：1192-1197.

［7］ 庄伟，廖和平，潘卓，等. 基于变权TOPSIS模型的三峡库区土地生态安全评估——以巫山县为例［J］. 西南大学学报（自然科学版），2014，36（8）：106-112.

［8］ 何春燕，杨庆媛. 镇域土地生态安全综合评价研究—— 以重庆市丰都县十直镇为例［J］. 水土保持研究，2014，21（3）：163-168，321.

［9］ 珠三角全域规划课题组. 珠三角土地节约集约利用和开发强度控制［EB/OL］. http：//www.gdupi.com/ prd2014/productshow.asp？id=127，2015-01-27.

［10］ 王鹏，况福民，邓育武，等. 基于主成分分析的衡阳市土地生态安全评价［J］. 经济地理，2015，35 （1）：168-172.

（责任编辑 白雪娜）

Evaluation index system of land ecological security in the Pearl River Delta urban agglomeration

HAN Shu-cheng，XIONG Jian-hua，LI Dan
（School of Public Administration，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

Abstract：Based on consulting extensive literature，this study concluded the most acceptable indicators from the current evaluation of land ecological security，then built the evaluation indicator system of land ecological security in the Pearl River Delta urban agglomeration. Ordered by the systematical and practical principle，18 indicators were selected as the evaluation of land ecological security indicators from the original 29 indicators. Principal component analysis on the 18 indicators was carried out with the data of 2011，lately the indicators system in the Pearl River Delta was built，along with which was the evaluation on the land ecological security of 2011 in the same area. The results showed that：the evaluation indicator system of land ecological security in the Pearl River Delta consisted of 14 main indicators； the result of the evaluation of land ecological security in the Pearl River Delta in 2011 was as following：Shenzhen（11.49）＞Guangzhou（4.25）＞Zhuhai（1.18）＞Dongguan（0.47）＞Zhongshan（-0.93）＞Zhaoqing（-2.63）＞Huizhou（-3.38）＞Foshan（-5.06）＞Jiangmen（-5.12）.

Key words：urban agglomeration；evaluation of land ecological security；index system；Pearl River Delta

中图分类号：X826

文献标识码：A

文章编号：1004-874X（2016）02-0083-06

收稿日期：2015-09-11

基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目（2014ZM0081）；广东省重大科技专项项目（2012A0108 00003）

作者简介：韩书成（1979-），男，博士，副教授，E-mail： schan@scut.edu.cn