西北农牧交错区土地可持续利用评价及障碍因子诊断

作者简介：刘飞（1997-），男，硕士研究生。研究方向为土地利用与国土空间规划。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.13.024

摘  要：为探究西北农牧交错区土地可持续利用水平，结合联合国可持续发展目标（SDGs）完善传统评价体系，从经济、社会和资源环境3个维度选取30个指标构建评价体系，采用综合指数法、三角模型、障碍度模型分析吴忠市土地可持续利用水平及障碍因子。结果表明，2006—2021年吴忠市土地利用可持续利用水平从不可持续提升到一般可持续；2006—2021年吴忠市土地利用稳定性较好，可持续利用变化趋势稳定，仅2020年稳定性较差；不同土地可持续利用水平下障碍因子不相同。吴忠市土地利用朝着健康的方向发展，现阶段草地覆盖率、农业从业人员比重等是影响吴忠市土地可持续利用主要障碍因子。

关键词：土地可持续利用；三角模型；障碍度；吴忠市；诊断

中图分类号：F301.2      文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）13-0099-04

Abstract： In order to explore the sustainable land use level in the agro-pastoral ecotone of Northwest China， combined with SDGs to improve the traditional evaluation system， 30 indicators were selected from the three dimensions of economy， society， resources and environment to construct the evaluation system. The comprehensive index method， triangular model and obstacle model were used to analyze the sustainable land use level and obstacle factors in Wuzhong City. The results show that; The level of sustainable land use in Wuzhong City from 2006 to 2021 is not sustainable to general sustainable; From 2006 to 2021， the stability of land use in Wuzhong City is good， the change trend of sustainable use is stable， and the stability is poor only in 2020; The obstacle factors are different under different levels of sustainable land use. Land use in Wuzhong City is developing in a healthy direction. At present， grassland coverage and the proportion of agricultural employees are the main obstacles to sustainable land use in Wuzhong City.

Keywords： sustainable land use; triangular model; obstacle degree; Wuzhong City; diagnosis

可持續发展是应对社会经济快速发展带来的资源、环境、公平等问题，促进全球发展转型的重要议题[1]。在我国生态文明建设持续推进的背景下，经济的快速发展带来大量的资源消耗和巨大的环境压力问题已经凸显，而土地可持续利用是实现经济、社会和资源环境和谐统一的重要途径。

国内在土地可持续利用领域也开展了许多研究。在指标体系的构建上基于联合国粮农组织（FAO）《可持续土地利用评价纲要》，从土地生产性、资源保护性、生产稳定性、经济可行性及社会和谐性框架建立指标体系[2]，或基于PSR[3]、DPSIR[4]等模型构建指标体系。随着可持续发展理念的不断发展，传统的指标体系难以满足可持续发展的新要求，少有研究结合联合国可持续发展目标（Sustainable Development Goals，SDGs）建立土地可持续利用评价指标体系进行实证研究。

北方农牧交错区是传统农业区向畜牧业区转变的过渡区，也是我国重要生态安全屏障，对气候变化和人类活动干扰极端敏感[5]。因此本文借鉴FAO评价标准，并参考SDGs建立评价指标体系，构建三角模型评价2006—2021年吴忠市土地可持续利用状态和变化趋势，并结合障碍度模型诊断土地可持续利用的障碍因子。对于提高农牧交错区土地利用水平，推动土地利用社会、经济和资源环境和谐统一具有重大意义。

1  研究区概况与数据来源

1.1  研究区概况

吴忠市位于宁夏中部，气候属中温带干旱、半干旱气候，平均降水量184. 6～273.5 mm。全市总面积2. 14万km2，常住人口139.2 万人。2021年吴忠市地区生产总值762.5 亿元，其中农林牧渔业总产值215.7 亿元，农牧业并重发展，农业产值99.2  亿元，畜牧业产值105.7  亿元。

1.2  数据来源

研究涉及的农业产值、单位GDP能耗等数据来源于2007—2022年《吴忠统计年鉴》，水资源数据来源于2006—2021年《宁夏水资源公报》，水土流失数据来源于2006—2021年《宁夏水土保持公报》，草地数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心。

2  研究方法

2.1  三角模型

三角模型是由美国农业部在对土壤分类时提出的一种评价方法[6]，能从相互联系的3个方面对某一问题在某一时期内的综合状态和未来发展趋势作可视化描述，结果直观且易于理解， 被运用于环境科学、土地评价和土地利用等多个领域[7]。

土地利用系统是自然、经济、社会复合系统，三者相互作用共同组成一个有机整体[8]。本文拟以土地利用的经济可行性、社会可接受性和资源环境合理性为框架构建三角模型（图1），以土地利用经济可行性指数作为三角模型的一个顶点，而社会可接受性指数和资源环境合理性指数相应转化为非社会可接受性指数和非资源环境合理性指数并作为三角模型的另外2个顶点，对应指数越小，社会可接受性和资源环境合理性越好。经济可行性指数（EI）最大值位于正上方顶点，非资源环境合理性指数（NREI）最大值位于右下顶点，非社会可接受性指数（NSI）最大值位于左下顶点。每个坐标轴分别沿逆时针方向从0到1，每个轴分别平均分为5个范围：“非常低”至“非常高”。三角形内分为5个区域：A～E，分别表示很强可持续性、强可持续性、一般可持续性、弱可持续性及不可持续性；根据3个指数的相对比例变化，有T1～T7 7种相对可持续性趋势[9]，包括一般可持续：T1（0°～60°）、T3（120°～180°）；很强可持续T2（60°～120°）；弱可持续T4（180°～240°）、T6（300°～360°）；不可持续T5（240°～300°）；指数无变化T7。

2.2  评价指标体系构建

本文在借鉴FAO评价标准和已有研究基础上[10]，参考SDGs中减少贫困、效率能耗、城乡平等、人居质量和公共服务等目标[11]，结合吴忠市农牧业并重、干旱少雨等情况，选取包括贫困发生率、人均水资源量等在内的30个指标构建社会-经济-资源环境3大维度的土地可持续利用评价指标体系（表1）。

图1  土地可持续利用状态及趋势示意图

2.3  权重确定

1）采用极差标准化方法对数据标进行标准化处理。

正向 Xij=（xij-xjmin）/（xjmax-xjmin）， （1）

负向 Xij=（xjmax-xij）/（xjmax-xjmin），（2）

式中：xij为第ｉ年第ｊ项指标实际值；Xij为标准化后值；xjmax为第j项指标最大值；xjmin为第j项指标最小值。

2）指标权重计算。由于经济、资源环境和社会可接受性对于土地可持续利用来说同等重要，因此准则层3个子系统权重皆为1/3；消除不同量纲之间的差异，采用熵权法计算各指标权重，计算方法

Sij=Xij/∑■■Xij， （3）

ej=-k∑■■Sij×ln（Sij） ，（4）

Wj=（1-ej）/∑■■（1-ej）， （5）

式中：Sij为指标的比重；ej为信息熵，ej>0；k=1/ln（m），k>0；Wj为指标权重。i＝1，2，…，m年；ｊ＝1，2，…，n项。

2.4  子系统指数计算

综合指数法计算吴忠市土地利用的EI、NREI和NSI。计算公式为

EIi=∑■■Wj·Xij ，（6）

NREIi=1-∑■■Wj·Xij，（7）

NSIi=1-∑■■Wj·Xij。 （8）

2.5  障碍度模型

运用障碍度模型诊断土地可持续利用的障碍因子，为提高吴忠市土地可持续利用水平提供参考。障碍度代表单项因素对土地可持续利用水平的影响值[12]。

Aij=（Pij×Rj）/∑■■（Pij×Rj）×100%，（9）

式中：Rj为因子贡献度，Rj=ri×Wj；Pij為指标偏离度，Pij=1-Xij；Aij为障碍度，ri为准则层权重。

3  结果与分析

3.1  可持续利用评价结果

1）吴忠市土地可持续利用状态在2006—2021年从不可持续提升到一般可持续（图2），土地可持续利用水平可分为3个阶段：2006—2010年为不可持续，阶段内EI水平非常低，NSI处于中等水平，NREI处于较低水平，土地利用经济可行性和社会可接受性较低造成吴忠市土地利用的不可持续；2011—2014年为弱可持续，阶段内EI增加到较低水平，NSI从中等水平下降到较低水平，NREI处于较低水平，土地利用经济可行性和社会可接受性逐年提高，同时资源环境合理性得到一定程度的改善，使得这阶段吴忠市土地达到弱可持续水平；2015—2021年为一般可持续，EI的值持续增加，NSI持续下降，土地利用经济可行性的大幅提升和社会可接受性稳定提升，但由于阶段内NREI下降幅度小，资源环境合理性提升较慢，导致吴忠市土地可持续利用只达到一般水平。

2）2006—2021年吴忠市土地可持续利用状态连线有T2、T6 2种趋势。2006—2021年土地可持续利用变化趋势总体上呈T2（很强可持续）趋势，仅在2020年为T6（弱可持续）。

3.2  障碍因子诊断

1）不可持续阶段，主要障碍因子及障碍度分别为人均肉类产量C23（5.46%）、人均可支配收入C6（5.24%）、单位面积固定投资投入C5（5.19%）、工业废水排放量C17（5.01%）、单位面积畜牧业产值C7（4.81%）、贫困发生率C28（4.67%）。其中，经济可行性子系统有3个因子，社会可接受性子系统有2个因子。由于这阶段吴忠市社会经济发展效益低下，人均可支配收入低、固定投资投入少、贫困发生率高及工业废水排放量对土地可持续利用影响较大。

图2  2006—2021年吴忠市土地可持续利用状态与趋势

2）土地利用弱可持续阶段，主要障碍因子及障碍度分别为单位耕地化肥施用量C16（7.28%）、人均肉类产量C23（7.19%）、人均可支配收入C6（5.81%）、单位面积畜牧业产值C7（5.49%）、单位耕地农药使用量C14（5.13%）和单位面积固定投资投入C5（4.87%）。其中经济可行性子系统有3个因子，资源环境合理性子系统有2个因子。相比于不可持续状态阶段，此阶段主要障碍因子中贫困发生率和工业废水排放量降低，退出主要障碍因子行列，但畜牧業效益不高，人均可支配收入和单位面积固定投资投入障碍度较高，新增障碍因子有单位耕地农药使用量和单位耕地化肥施用量。

3）土地利用一般可持续阶段，主要障碍因子及障碍度分别为人口密度C26（11.22%）、草地覆盖率C11（9.41%）、工业固体废物综合利用率C18（9.30%）、农业从业人员比重C30（7.63%）、单位耕地化肥施用量C16（6.41%）、人均住房面积C27（5.86%）。其中资源环境合理性子系统有3个因子，社会可接受性子系统有3个因子，当前资源环境合理性和社会可接受性2个子系统是影响吴忠市土地可持续利用的主要障碍子系统。此阶段，障碍因子中人均可支配收入、单位耕地农药使用量、单位面积固定投资投入、单位面积畜牧业产值及人均肉类产量5个因子退出主要障碍因子行列。新增主要障碍因子有草地覆盖率、工业固体废物综合利用率、人口密度、农业从业人员比重和人均住房面积。

4  结论

1）2006—2021年吴忠市土地利用系统总体上朝着健康的方向发展，土地利用从不可持续提升到一般可持续，土地利用阶段分为不可持续（2006—2010年）、弱可持续（2011—2014年）、一般可持续（2015—2021年）。

2）2006—2021年吴忠市土地可持续利用状态连线总体上呈T2（很强可持续）趋势。由于资源环境合理性的波动，在2020年可持续性趋势为T6（弱可持续）。

3）吴忠市不同土地可持续利用水平下主要障碍因子不相同。不可持续阶段主要障碍因子有人均可支配收入、贫困发生率等；弱可持续阶段主要障碍因子有单位耕地化肥施用量、人均可支配收入等；一般可持续阶段，主要障碍因子有草地覆盖率、单位耕地化肥施用量等。

参考文献：

[1] 韩博，金晓斌，孙瑞，等.基于冲突-适配视角的土地利用可持续性评价[J].地理学报，2021，76（7）：1763-1777.

[2] 陈百明.区域土地可持续利用指标体系框架的构建与评价[J].地理科学进展，2002（3）：204-215.

[3] 吴海萍，刘彦花.基于PSR模型的区域土地利用可持续水平测度[J].水土保持通报，2018，38（1）：270-275.

[4] 黄志烨，李桂君，李玉龙，等.基于DPSIR模型的北京市可持续发展评价[J].城市发展研究，2016，23（9）：20-24.

[5] 李文龙，石育中，鲁大铭，等.北方农牧交错带干旱脆弱性时空格局演变[J].自然资源学报，2018，33（9）：1599-1612.

[6] 郑佳丽，熊建华.佛山市土地可持续利用评价研究[J].环境科学与管理，2015，40（8）：184-187.

[7] 覃肖良，孙梓淳，刘黎明.基于三角模型的广西石灰岩山区土地可持续利用综合效应评价研究[J].中国农学通报，2019，35（17）：40-47.

[8] 徐晶，张正峰.面向SDGs的中国土地可持续评价指标研究[J].地理与地理信息科学，2020，36（4）：77-84.

[9] 李佳，雷国平，崔明哲，等.基于三角模型的矿业城市土地利用可持续性评价[J].水土保持研究，2012，19（5）：196-201.

[10] 韩锦辉，赵文晋，杨天通，等.基于改进TOPSIS法的东北农牧交错区土地可持续利用评价及障碍因子诊断[J].水土保持研究，2018，25（3）：279-284，291.

[11] 朱婧，孙新章，何正.SDGs框架下中国可持续发展评价指标研究[J].中国人口·资源与环境，2018，28（12）：9-18.

[12] 彭补拙，安旭东，陈浮，等.长江三角洲土地资源可持续利用研究[J].自然资源学报，2001（4）：305-312.