全 文 ：　 　 收稿日期 ：２００５唱０３唱１９ 　 改回日期 ：２００５唱０６唱０４
河南省农用地生态安全评价探讨
田克明１ 　王国强２
（１畅中国科学院青藏高原研究所 　北京 　 １０００８５ ；２ ．河南省科学院地理研究所 　郑州 　 ４５００５２）
摘 　要 　从生态系统完整性要求和评价结果实用性角度出发 ，论述了生态安全评价单元的确定 ，并将河南省 １８个
地市作为评价单元 ，结合农用地生态安全评价特点 ，利用多因素综合评定法和系统聚类法相结合方法 ，借助
MAPGIS和 SPSS软件对河南省 １８个评价单元进行生态安全评价 ，评价结果在评价单元较少情况下可体现各级别
差异和级别内评价单元间良好的相关性 。
关键词 　河南省 　农用地 　生态安全评价 　评价方法
Evaluation on agricultural land ecological security of Henan Province ．TIAN Ke唱Ming１ ，WANG Guo唱Qiang２ （１ ．Institute
of Tibetan Plateau Research ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing １０００８５ ，China ；２ ．Institute of Geography ，Henan
Academy of Sciences ，Zhengzhou ４５００５２ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（１） ：１５６ ～ １５８
Abstract 　 On the base of existing research achievements and according to the integrity of the eco唱system and the practi唱
cality of evaluating results ，this paper describes the division of evaluating units and evaluates the ecological security of
Henan Province蚕s agricultural land ．Compared with the special characters of the ecological security evaluation of agricultural
land ，each of the existing evaluating methods used for the land evaluation has its shortcomings ．This paper integrates the
method of poly唱element with the method of systematical polymerization ，aided by the software of MAPGIS and SPSS to e唱
valuate the ecological security of agriculture land of １８ evaluated units in Henan Province ．The evaluating results reflect not
only the difference among agriculture land of various levels ，but also the obvious relationships among units at the same level
on the condition of lack of evaluating units ．
Key words 　 Henan Province ，Agricultural land ，Ecological security evaluation ，Evaluating method
（Received March １９ ，２００５ ；revised June ４ ，２００５）
1 　河南省农用地生态现状及安全评价
２００３年河南省农用地（耕地 、园地 、林地 、牧草地 、水面）面积 １１８０畅８５ 万 hm２ ，占全省土地总面积的
７１畅３５％ 。全省低产田面积占耕地总面积的 ３５％ 以上 ，农业抗御自然灾害的能力较弱 ，水土流失严重 ，水土
流失面积约 ３万 km２ ，占丘陵山区面积的 ４１％ ，加上近来年耕地数量锐减 ，人地矛盾加剧 。导致河南省农用
地生态系统不断恶化 ，生态安全程度降低 。
1畅1 　农用地生态安全评价单元的确定
由于不同地貌部位有不同的小气候条件 、地表水排水条件 、潜水的埋藏深度及化学性质 ，加之岩性土质
的差异 ，不同地貌具有不同的生物群落和土壤［１］ 。河南省位于我国第二地貌台阶和第三地貌台阶的过渡地
带 ，山丘面积占全省总面积的 ５０％ 左右 。因此 ，按照生态系统的原理 ，评价单元依地貌条件划分可使生态评
价单元更具完整性 。同时 ，为了使评价结果更具实用性 ，可利用行政区图和地貌图叠加生成评价单元 。但
是由于目前很多详细的数据资料难以收集 ，本次研究直接将河南省 １８个地级市作为评价单元 。
1畅2 　评价指标选取及其权重确定
评价指标太多会增加评价的难度及工作量 ，而真正影响一个区域生态安全的因素决定于一些比较重要
的指标 ，因此本研究按照生态安全评价的“压力 －状态 －响应（P唱S唱R）”框架构建农用地生态安全评价指标体
系 ，包括农用地资源生态环境压力指标 、农用地资源生态环境质量指标和农用地资源生态环境保护整治能
力指标 。首先对影响河南省农用地生态的各因素指标数据用极差值标准化方法进行无量纲化 ，然后应用
第 １５ 儍卷第 １期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 换　 No ．１
２ ０ ０ ７ 乔年 １ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Jan ．，　 ２００７ 後
SPSS１１畅５畅０软件进行主成分分析 ，结合层次分析法确定评价的指标体系及其权重 。结果见表 １ 。
表 1 　河南省农用地生态安全评价指标
Tab ．１ 　 Evaluating indexes of agriculture land ecological security in Henan Province
准则层
Criterion
权 　 重
Weight
因 　 素
Factors
权 　 重
Weight
　 　 　 指 　 标
　 　 　 Indexes
权 　 重
Weight
　 　 　 阈 　 值
　 Threshold value
农用地资 ０ 灋畅２９７３ 人口压力 ０ 创畅０４１９ 人 口 自 然 增 长 率 ／ ‰ ０ 抖畅０１０５ 　 　 　 ７ 觋畅４３
源生态环 人 口 密 度 ／ km２ *· 人 － １ ０ 抖畅０３１５ １２２ 照
境 压 力 土地压力 ０ 创畅０４１９ 人均耕地面积 ／hm２ `·人 － １ ０ 抖畅０１０５ ０ 照畅０８
低 产 地 面 积 比 率 ／ ％ ０ 抖畅０３１５ ０ 照畅２６７１
水资源压力 ０ 创畅０７８２ 人 均水资源量 ／m３ X·人 － １ ０ 抖畅０７８２ １０００ 照
污染物负荷 ０ 创畅１３５２ 废 水 排 放 负 荷 ／ t · km － ２ I０ 抖畅０２１３ １０３０３ 照畅２７
废 气 排 放 负 荷 ／ t · km － ２ I０ 抖畅０１２２ ４８ 照畅６２
耕 地 化 肥 负 荷 ／ t · km － ２ I０ 抖畅０４０２ ２６ 照畅４６
耕 地 农 药 负 荷 ／ t · km － ２ I０ 抖畅０４０２ ０ 照畅７０
耕 地 地 膜 负 荷 ／ t · km － ２ I０ 抖畅０２１３ ０ 照畅３０
农用地资 ０ 灋畅１６３８ 资源质量 ０ 创畅０５４６ 森 林 覆 盖 率 ／ ％ ０ 抖畅０４０９ １４ 照畅１４
源生态环 地面水质 COD ／kg ·万元 － １ I０ 抖畅０１３６ １３ 照畅１６
境 质 量 生态环境质量 ０ 创畅１０９２ 年 均 温 ／ ℃ ０ 抖畅０１８２ １４ 照
年 均 降 水 量 ／ mm ０ 抖畅０１８２ ３２７ 照畅７
＞ １ ０ n℃ 年 积 温 ／ ℃ ０ 抖畅０１８２ ０ 照
农 作 物 成 灾 率 ／ ％ ０ 抖畅０５４６ ７２ 照畅８１
资源生态 ０ 灋畅５３９０ 投入能力 ０ 创畅１３４８ 农 民 人 均 纯 收 入 ／ 元 ０ 抖畅０４４９ ２４７６ 照
环境保护 城 市 化 率 ／ ％ ０ 抖畅０８９８ ３６ 照
整治能力 科技能力 ０ 创畅４０４３ 废 渣 处 理 率 ／ ％ ０ 抖畅０４４２ １００ 照
废 水 处 理 率 ／ ％ ０ 抖畅０４４２ １００ 照
耕 地 除 涝 率 ／ ％ ０ 抖畅０８３４ １００ 照
耕 地 旱 涝 保 收 率 ／ ％ ０ 抖畅１４８９ １００ 照
农 业 劳 动 者 素 质 ／ ％ ０ 抖畅０８３４ １１ 照畅７０
1畅3 　评价标准
依据安全科学理论 ，安全是与风险互为反函数的 ，其中有一定的界线 ，本研究以阈值来划分评价标准 。
农用地生态安全阈值根据已有研究成果 、国际标准 、评价区域背景和本底标准 、评价区域指标数据的统计特
征（即该指标在省内各地市变化范围内的极差 、平均值 、均方差）等确定［２ ，３］ 。确定的各指标阈值见表 １ 。
1畅4 　不安全指数计算
与以往土地评价中指标指数计算不同 ，本研究将生态安全评价指标分为不利因素和有利因素 。各指标
不安全指数应用如下模型计算 ：设 Xi（ i ＝ １ ，２ ，３ ，⋯ ，n）为第 i个评价指标的值 ，P（Ci）（Ci 为指标号 ，i ＝ １ ，
２ ，３ ，⋯ ，n）为第 i个指标的不安全指数 ，０ ≤ P（Ci ） ≤ １ ，XSi为评价指标的阈值 。对于有利因素而言 ，其阈值
为安全的下限 ，低于该值则不安全 。若 Xi ≥ XSi ，则 P（Ci）＝ ０ ；若 Xi ＜ XSi ，则 P（Ci）＝ １ － Xi ／XSi 。对于不
利因素 ，其阈值为安全的上限 ，高于该值则不安全 。
若 Xi ≤ XSi ，则 P（Ci）＝ ０ ；若 Xi ＞ XSi ，则 P（Ci ） ＝
１ － XSi ／Xi 。利用多因素综合评定法［４］的指数计算
模型计算各评价单元综合不安全指数 ：
　 　 I ＝ ∑
n
i ＝ １
Pi × Xi （１）
式中 ， 儋I 为评价单元的综合不安全指数 ，Pi 为
评价单元第 i 个评价因素因子的权重 ，Xi 为
评价单元第 i 个评价因素因子的分值 ，n 为评
价单元评价因素因子的个数 。 经计算 ，各评
价单元不安全指数见图 １ 。
图 1 　不安全指数折线图（按指数从小到大排序）
Fig ．１ 　 Broken line chart of no唱safe value
第 １ 媼期 田克明等 ：河南省农用地生态安全评价探讨 １５７　
图 2 　聚类结果树状关系图
Fig ．２ 　 Arborescent relation chart of cluster
1畅5 　评价单元聚类
利用系统聚类法［５］的 Q 型聚类对各评价单元进
行聚类分析 ，同样利用 SPSS 软件进行分析并输出聚
类结果的树状关系图 ，如图 ２ 。根据评价单元之间的
距离 ，在距离为 ５ ～ １０和 １０ ～ １５之间从整体上分别划
出评价单元的类别 。一是划分为 ６个类别 ，即 ：１７ 、１０
和 １３ ，１２ 、９和 ３ ，１６和 ５ ，６ 、１１和 １ ，１５ 、４ 、８和 １８ ，１４ 、
２和 ７ 各为一个类别 。二是划分为 ４个类别 ，即 ：１７ 、
１０和 １３ ，１２ 、９和 ３ ，１６ 、５ 、６ 、１１ 和 １ ，１５ 、８ 、４ 、１８ 、１４ 、２
和 ７各为一个类别 。
1畅6 　级别划分及评价结果分析
结合不安全指数折线图上的突变点 ，选取距离为
１０ ～ １５的聚类结果经分析调整后最终将评价单元划
分为 ４个级别（见表 ２） 。生态安全评价的不安全指数
（ I）越大 ，说明安全度越低 。根据吴国庆对不安全度
的划分方法［６］ ，生态安全度可分为稍不安全 ，０ ＜ I ＜
０ ．２５ ；较不安全 ，０畅２５ ＜ I ＜ ０畅５０ ；很不安全 ，０畅５０ ＜ I ＜ ０ ．７５ ；极不安全 ，０ ．７５ ＜ I ＜ １ ．００ 。根据评价结果可看
出 ，河南省农用地生态状况整体处于较不安全的
状态 ，但采取适当的措施和政策可以使其向安全
方向转化 。从各地市看 ，济源市 、平顶山市 、商丘
市的农用地生态状况比较好 ，这主要是由于这些
地区的工业不太发达 ，工业污染相对较少 ，森林覆
盖率也较其他地市高 ；其存在的主要问题有人口
多导致人均耕地 、人均水资源量少 、“三废”处理率
低下以及环保治理 、生态建设投入资金少等 。濮
表 2 　生态安全级别划分
Tab ．２ 　 The rank dividing of ecological security
级别
Level
不安全值范围
Range of no唱safe value
评价单元
Evaluated units
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
０ 乙畅００００ ～ ０ 畅１５００
０ 乙畅１５００ ～ ０ 畅２２００
０ 乙畅２２００ ～ ０ 畅２８００
０ 乙畅２８００ ～ ０ 畅３０００
３ N，９ ，１２
７ ，２ ，１４ ，１８ ，４ ，８ ，１５
１ ，１１ ，６ ，５ ，１６
１０ ，１３ ，１７
阳市 、新乡市 、周口地区农用地生态安全度最低 。除了农业人口多而素质低的因素外 ，周口地区耕地使用化
肥 、农药和地膜较多 ，森林覆盖率低下 ，“三废”处理率低 ，防旱抗灾能力低下 ，环保治理 、生态建设资金投入
少等是导致农用地生态环境恶劣的因素 ；而濮阳市和新乡市则是由于工业相对发达 ，排放“三废”较多而“三
废”处理率低 ，环保治理 、生态建设资金较少 ，森林覆盖率低的缘故 。
2 　小 　结
农用地生态安全评价与农用地分等定级在等级分布上有很大差别 。农用地生态安全评价结果不如分
等定级具有区域联系性 ，即相邻或相同级别的区域不一定相邻 ，这主要是评价因素不一样 ，农用地生态安全
评价更多地考虑人类活动对农用地的影响 ，其中选取的很多主要因素如“三废”排放及处理率等不像自然因
素那样具有地域分异规律 ，各个区域不一样 ，区域之间也没有明显的规律 。土地评价中经常根据评价单元
分值的频率直方图划分等级 ，但由于农用地生态安全评价评价单元相对较少 ，在其级别划分中无法生成满
足要求的频率直方图 。而本文中先将各评价单元进行聚类 ，再根据评价单元不安全分值的折线图突变趋势
互相调整划分级别 ，使得级别划分既体现各级别差异 ，同时体现同一级别内各评价单元良好的相关性 ，还避
免了由于评价单元少而使得级别划分的困难 ，得出的评价结果更具准确性 。
参 　考 　文 　献 h
１ 　 黄秉维 ，郑 　 度 ，赵名茶 ．现代自然地理 ．北京 ：科学出版社 ，１９９９ ．３６ ，５３
２ 　 左 　 伟 ，王 　 桥 ，王文杰 ，等 ．区域生态安全评价指标与标准研究 ．地理学与国土研究 ，２００２ ，１８（１） ：６７ ～ ７１
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