基于PSR_TOPSIS法的区域土地资源生态安全动态分析(2)

图土地资源生态安全的PSR框架模型

Fig. PSRframemodeloflandresourceecologicalsecurity

面性、简洁性、可操性等原则,结合研究区域土地资源生态问题的特点,从土地资源生态安全压力、安全状态和安全响应三方面选取了26个评价指标,建立区域土地资源生态安全评价指标体系(表1)。

1.1.2TOPSIS法基本原理TOPSIS由Hwang,C.L.AndYong,K.S[4]于1980年首次提出,基本原理是利用各评价对象的综合指标,通过计算各测评对象与理想解的接近程度,作为评价各对象优劣的依

[4 5]

据,是一种多目标决策方法。TOPSIS法对数据分布、样本量、指标多少无严格限制,具有应用范围广、计算量小、几何意义直观以及信息失真小等特[6]

点。该方法的主要步骤如下:

1)构建评价样本矩阵。假设X为区域土地生态安全状况对应的m个评价指标与n个评价对象的样本矩阵。

X= xij n#m(1)

式中,xij为第i年第j项指标的实际值,对效

益型指标取实际值,对成本型指标采用实际值的倒数。

2)评价指标规范化。由于各指标实际值没有统一的量纲,会干扰和影响运算的结果,故必须对原始数据进行规范化处理,即无量纲化处理。假设样本矩阵规范化后记为Y。

Y= yij n#m,yij [0.1,1]

ijij

yij=0.1+#0.9(2)

maxxij-minxij

式中:yij为规范化的指标值,maxxij和minxij

分别为各指标实际值的最大值和最小值。

3)采用变异系数法确定各指标权重。指标权重确定的方法有主观赋权法和客观赋权法两类。其中,主观赋权法有特尔菲法(Delphi)和层次分析法(AHP法)等;客观赋权法有熵权法、变异系数法、主成分分析法、因子法、均方差法等。客观赋权法较为客观,但不能反映专家的经验知识,有时得到的权重可能与指标的实际重要性程度完全不相符合;主观赋权法是专家经验的反映,带有很大的主观随意性。故笔者在确定指标权重时将变异系数法和专家意见相结合,使得到的指标权重更科学。其步骤如下:

首先,采用变异系数法(客观赋权法)确定各指标权重,计算公式:

Vj=Sj/ Yj,(j=1,2,3,%m)(3)

Wj=Vj/j=&1Vj

m

(4)

表1陕西省土地资源生态安全评价指标体系

Table1 TheevaluationindexsystemoflandresourceecologicalsecurityofShannxiprovince

目标层

Destinationlayer 区域土地生态安全评价指标系统

准则层 Standardlayer P系统压力

指数层 Indexlayer P1人口压力P2资源压力

指标层Markerbed

X1人口密度/(人/km2)

X2人均耕地面积/(hm2/人)X3人均林地面积/(hm2/人)X4人均草地面积/(hm2/人)X5人均后备资源量/(hm2/人)X6城市化水平/%

X7非农建设占用耕地率/%X8土地产出率/(元/km2)X9农药使用强度/(kg/km2)X10化肥使用强度/(kg/km2)X11固废负荷水平/(t/km2)X12耕地旱涝保收率/%X13年降水量/mmX14森林覆盖率/%

X15坡耕地面积比例/%X16水土流失面积比例/%X17沙化土地面积比例/%X18农业灾害受灾率/%X19水土流失治理率/%

X20累计退耕还林面积比例/%X21自然保护区面积比例/%X22工业固废综合利用率/%X23生态区/个

X24农民人均纯收入/(元/a)X25人均GDP/(元/人)X26第三产业产值比重/%

安全趋向Securitytendency

-++++--+---+++----++++++++

权重(Wj)Weight0.039600.004620.039010.041130.052150.027510.032730.042040.043150.039620.038440.044870.027910.042410.028300.052720.033130.070660.039760.041740.042370.039280.030310.042440.040430.02368

P3社会经济压力

P4环境压力

S系统状态S1土地资源质量

S2土地退化S3土地灾害R1环境响应

R系统响应

R2经济响应