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基于熵权物元模型的沂蒙山区土地生态安全动态变化及其影响因素研究

李子君 王硕 马良 姜爱霞

李子君, 王 硕, 马 良, 姜爱霞. 基于熵权物元模型的沂蒙山区土地生态安全动态变化及其影响因素研究[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 425 − 433 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052201
引用本文: 李子君, 王 硕, 马 良, 姜爱霞. 基于熵权物元模型的沂蒙山区土地生态安全动态变化及其影响因素研究[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 425 − 433 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052201
LI Zi-jun, WANG Shuo, MA Liang, JIANG Ai-xia. Evaluation of Land Ecological Security and Influencing Factors in Yimeng Mountain Area Based on Entropy Weight Matter Element Model[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 425 − 433 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052201
Citation: LI Zi-jun, WANG Shuo, MA Liang, JIANG Ai-xia. Evaluation of Land Ecological Security and Influencing Factors in Yimeng Mountain Area Based on Entropy Weight Matter Element Model[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 425 − 433 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052201

基于熵权物元模型的沂蒙山区土地生态安全动态变化及其影响因素研究

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052201
基金项目: 国家自然科学基金项目(41101079)、山东省自然科学基金项目(ZR2020MD008)和山东水土保持学会重点领域创新资助项目(2019003)资助
详细信息
    作者简介:

    李子君(1974−),女,山东莒县人,博士,教授,硕士生导师,主要研究方向为水土资源利用与生态修复。E-mail: lizijun@sdnu.edu.cn

    通讯作者:

    Email: jaixia79@sina.com

  • 中图分类号: F301.2

Evaluation of Land Ecological Security and Influencing Factors in Yimeng Mountain Area Based on Entropy Weight Matter Element Model

  • 摘要: 采用“经济-环境-社会(EES)”模式建立指标体系,运用熵权物元方法构建土地生态安全评判模型,对沂蒙山区土地生态安全的时空变化及其影响因素进行实证研究。结果表明:(1)从时间变化上来看,1995、2000和2005年沂蒙山区土地生态安全为Ⅳ级,2010和2015年该地区土地生态安全为Ⅲ级,呈现逐步提高的态势,高土地生态安全水平的县域数量增加,低土地生态安全水平的县域数量减少;(2)从空间变化上来看,除个别县域出现了小幅波动现象外,沂蒙山区县域土地生态安全水平呈现逐渐改善的趋势,但各县域的提升速度并不一致,绝对差异波动上升,相对差异波动下降,县域土地生态安全的空间分布不均衡,西部强于东部,南部高于北部,但东部地区的提升速度快于西部地区;(3)森林覆盖率等10项指标对沂蒙山区土地生态安全水平的提升有重要贡献,人口自然增长率等5项指标对土地生态安全水平变化的影响较小,而GDP增长率等5项指标是制约土地生态安全水平提高的主要因素。熵权物元模型对土地生态安全评价具有实际应用价值和可操作性。
  • 图  1  沂蒙山区位置及其行政区划

    Figure  1.  Location and administrative map of the Yimeng Mountain area

    图  2  沂蒙山区1995-2015年县域土地生态安全空间格局变化

    Figure  2.  Spatial pattern variation of land ecological security at a county level in the Yimeng Mountain area during 1995—2015

    图  3  沂蒙山区土地生态安全重心变化

    Figure  3.  Changes in the focus of land ecological security in the Yimeng Mountain area

    表  1  土地生态安全评价指标及其权重

    Table  1.   Evaluation index system and weight of land ecological security

    目标层
    Target layer
    要素层
    Element layer
    指标层
    Index layer
    性质
    Nature
    权重
    Weight
    土地生态安全 环境因素 C1人均耕地面积(hm2 p−1 正向 0.056
    C2耕地面积比重(%) 负向 0.053
    C3水土协调度(%) 正向 0.055
    C4森林覆盖率(%) 正向 0.070
    C5建成区绿化覆盖率(%) 正向 0.046
    C6城市人均公园绿地面积(m2−1 正向 0.041
    经济因素 C7 GDP增长率(%) 正向 0.038
    C8人均GDP(元 人−1 正向 0.061
    C9经济密度(万元 km−2 正向 0.062
    C10第三产业比重(%) 正向 0.031
    C11农民人均纯收入(元 人−1 正向 0.060
    C12单位耕地面积农药负荷(kg hm−2 负向 0.034
    C13单位耕地面积化肥负荷(kg hm−2 负向 0.029
    C14单位耕地面积地膜负荷(kg hm−2 负向 0.043
    C15农业机械化水平(kW h hm−2 正向 0.029
    C16单位耕地面积粮产量(kg hm−2 正向 0.047
    社会因素 C17人口密度(人 km−2 负向 0.063
    C18人口自然增长率(%) 负向 0.077
    C19城市化水平(%) 正向 0.066
    C20人均建设用地面积(m2−1 负向 0.039
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    表  2  土地生态安全评价指标经典域和节域的取值范围

    Table  2.   Range of classical domain and nodal domain of land ecological security evaluation index

    指标
    Index
    经典域取值区间
    Value range of classical domain
    节域取值区间
    Range of nodal domain
    安全(Ⅰ级)
    Safety(I)
    较安全(Ⅱ级)
    Less safety(II)
    临界安全(Ⅲ级)
    Critical safety(III)
    较不安全(Ⅳ级)
    Less unsafety(IV)
    不安全(Ⅴ级)
    Unsafety(V)
    C1 [0.23,0.5) [0.1,0.23) [0.05,01) [0.03,0.05) [0,0.03) [0,0.5)
    C2 [0,25) [25,45) [45,67) [67,80) [80,100) [0,100)
    C3 [80,100) [60,80) [48,60) [25,48) [0,25) [0,100)
    C4 [60,100) [40,60) [22,40) [10,22) [0,10) [0,100)
    C5 [65,80) [50,65) [36,50) [18,36) [0,18) [0,80)
    C6 [25,30) [20,25) [13,20) [6,13) [0,6) [0,30)
    C7 [24,40) [18,24) [12,18) [5,12) [0,5) [0,40)
    C8 [70000,12000) [36000,70000) [26593,36000) [12000,26593) [0,12000) [0,120000)
    C9 [6000,10000) [4000,6000) [1597,4000) [800,1597) [0,800) [0,10000)
    C10 [70,100) [55,70) [38,55) [20,38) [0,20) [0,100)
    C11 [10000,15000) [7000,10000) [5306,7000) [2500,5306) [0,2500) [0,15000)
    C12 [0,3) [3,5) [5,8) [8,20) [20,140) [0,140)
    C13 [0,200) [200,400) [400,550) [550,800) [800,1500) [0,1500)
    C14 [0,6) [6,12) [12,19) [19,30) [30,70) [0,70)
    C15 [24,30) [18,24) [13,18) [6,13) [0,6) [0,30)
    C16 [10000,12000) [8000,10000) [5913,8000) [3000,5913) [0,3000) [0,12000)
    C17 [0,200) [200,400) [400,589) [589,800) [800,1600) [0,1600)
    C18 [0,4) [4,7) [7,12) [12,18) [18,30) [0,30)
    C19 [80,100) [60,80) [39,60) [20,39) [0,20) [0,100)
    C20 [0,60) [60,80) [80,105) [105,140) [140,200) [0,200)
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    表  3  沂蒙山区土地生态安全评价结果

    Table  3.   Evaluation results of land ecological security in the Yimeng Mountain area

    综合关联度
    Comprehensive relevance degree
    等级
    Grade
    KjN1995 −0.960 −0.326 −0.211 −0.211 −0.231
    KjN2000 −0.981 −0.329 −0.179 −0.121 −0.224
    KjN2005 −0.903 −0.248 −0.143 0.004 −0.314
    KjN2010 −0.794 −0.203 0.050 −0.093 −0.360
    KjN2015 −0.644 −0.158 0.051 −0.167 −0.401
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    表  4  沂蒙山区县域土地生态安全状况

    Table  4.   Status of land ecological security in the Yimeng Mountain area

    年份(年)
    Year
    不同土地生态安全等级的县域数量(个)
    Number of counties with different land ecological security levels
    总数(个)
    Total
    1995 0 0 0 3 23 26
    2000 0 0 0 12 14 26
    2005 0 0 1 23 3 27
    2010 0 2 9 16 0 27
    2015 0 6 18 3 0 27
      注:2004年设立日照市岚山区,将东港区部分区域划归岚山区管辖。2005年以后县域数量由26个上升为27个。
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    表  5  沂蒙山区土地生态安全绝对差异和相对差异变化趋势

    Table  5.   Absolute difference and relative change of land ecological security in the Yimeng Mountain area

    指标
    Index
    19952000200520102015
    绝对差异0.340.520.390.610.54
    相对差异0.350.380.210.250.17
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    表  6  沂蒙山区土地生态安全指标关联度等级

    Table  6.   Degree of correlation of land ecological security index in the Yimeng Mountain area

    指标关联度等级
    Index relevance grade
    1995年
    In 1995
    2000年
    In 2000
    2005年
    In 2005
    2010年
    In 2010
    2015年
    In 2015
    人均耕地面积
    耕地面积比重
    水土协调度
    森林覆盖率
    建成区绿化覆盖率
    城市人均公园绿地面积
    GDP增长率
    人均GDP
    经济密度
    第三产业比重
    农民人均纯收入
    单位耕地面积农药负荷
    单位耕地面积化肥负荷
    单位耕地面积地膜负荷
    农业机械化水平
    单位耕地面积粮产量
    人口密度
    人口自然增长率
    城市化水平
    人均建设用地面积
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-22
  • 修回日期:  2021-02-19
  • 刊出日期:  2021-04-08

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