中国“土地生态安全”与“土地生态风险”研究比较

中国“土地生态安全”与“土地生态风险”研究比较
谢正峰
【摘要】The studies about land ecological safety and land ecological risk were compared in terms of concept, evaluation method and research contents through literature analysis. It was concluded that ( 1 ) land ecological safety and land ecological risk are two concepts with close connection and difference. The two concepts are uniform in the attention to ecological problems and the fundamental research objective. Land ecological safety focuses on the health of land ecological system, but Land ecological risk emphasizes the possibility and consequences of land ecological system damage with land use as the sources of risk; (2) To the evaluation of land ecological safety and land ecological risk, there is no difference in the mathematical models of evaluation and their key distinction is the choice of indexes; (3) In the research content, there is much repetitive but less applied research output of evaluation. A suggestion of the mechanism and application research of land ecological safety and land ecological risk was put forward.%运用文献分析法，从概念、评价方法和研究内容等3方面对中国土地生态安全和土地生态风险研究进行了比较。

研究发现：（1）土地生态安全和土地生态风险的概念既有联系又有区别，两者的联系在于对土地生态问题的关注，研究的根本目的也是统一的；土地生态安全注重土地生态系统的健康状况，而生态系统风险把土地利用活动看作土地生态系统遭受威胁的风险源，关注出现安全问题的可能性及其后果；（2）对于土地生态风险评价和土地生态风险评价，两者的区别关键在于指标体系的选择，而不是数学模
型的应用。

（3）在研究内容上，目前侧重于土地生态安全和土地生态风险的评价研究，且多重复性工作，对评价结果的应用研究较少。

建议加强土地生态安全和土地生态风险的机理和应用研究。

【期刊名称】《云南地理环境研究》
【年(卷),期】2012(024)005
【总页数】7页(P12-18)
【关键词】土地;生态安全;生态风险;土地利用
【作者】谢正峰
【作者单位】嘉应学院地理科学与旅游学院,广东梅州514015
【正文语种】中文
【中图分类】F301
生态环境破坏正严重影响人类21世纪的生存和发展，随着国内外土地利用过程中生态问题的日益突出，中国学者对土地生态问题的研究也愈加重视。

其中，一部分学者关注“土地生态安全”，而另一部分学者则着力于“土地生态风险”。

这两种提法究竟是相同意义的不同表达还是确有区分的必要，中国对两者的研究有何不同?本文试图通过对前人相关文献的梳理分析，从概念、评价方法和研究内容等3方面对两者进行比较。

1 概念比较
中国有学者对土地生态安全进行了定义。

如曹新向认为，土地生态安全就是通过对土地资源的合理利用和管理，使土地生态系统对人类在生产、生活和健康等方面不
受生态破坏与环境污染等影响的保障程度［1］。

范瑞锭［2］认为，土地利用生态安全是人类在土地利用过程中，保持土地生态系统自身稳定地不受或少受威胁，并使之能够持续稳定地为人类提供健康、安乐、基本资源等方面的服务，以满足人类需求的状态。

蒙吉军［3］认为，区域生态安全是指在一定时空范围内，土地系统能够保持其结构与功能不受威胁或少受威胁的健康状态，并能够为社会经济可持续发展提供其服务，从而维持复合生态系统的长期协调发展。

虽然目前对土地生态安全概念的讨论并不多，但从以上定义来看，对于土地生态安全的理解应包括两个方面，一方面是土地生态系统的自身安全，即土地生态系统本身的结构完整性是否受到破坏，其生态功能是否受到损害;另一方面是土地生态系统对人类的安全性，即人类的生产和生活是否受到影响，土地生态系统提供的服务是否能够满足人类的需要。

因此，在评价一个地区土地利用生态安全时，要从以上两个方面进行讨论。

目前对土地的生态安全有两种提法，分别为“土地生态安全”和“土地利用生态安全”，本文通过对相关研究文献进行比较，认为这两个概念是等同的，无进行区分的必要。

土地生态安全概念还具有以下特征:(1)土地生态安全是区域安全或国家生态安全众多内容中的重要组成部分。

中国有学者主张将生态安全提高到区域安全和国家安全的高度来认识［4］，甚至还有学者已经提出国家生态安全的概念［5］。

(2)土地生态安全研究关心的尺度较为宏观。

从目前的研究来看，土地生态安全研究选择的区域主要是省市县等不同等级行政区域和流域等自然区域。

(3)土地生态安全问题属于一种状态问题。

无论是土地生态系统自身的安全还是对于人类的安全，均属于一种状态分析，就其研究的时间点来看，可以是对研究期的现状评价，也可以是对未来状态的预测。

目前关于土地生态风险还没有明确的定义，但中国学者对土地生态风险给出了不同观点。

如骆东奇认为，土地利用规划生态风险的主要表征包括泥石流的发生、水土
流失、区域降雨减少、山体滑坡、人居环境恶化、气候异常变化、疾病瘟疫流行、生物多样性破坏、森林覆盖率减少、耕地质量下降等［6］。

刘勇认为，土地利用变化作为土地生态系统风险的物理压力，对区域土地生态系统的风险主要来自几个方面:土地利用变化引起人类或生物的生境丧失、生态系统结构和功能的紊乱、景观破坏、水土流失、滑坡和泥石流等自然灾害［7］。

谭三清认为，城市土地利用生态风险是指不合理地开发利用城市土地导致某些自然异常因素、生态环境恶化或破坏，给人类社会带来损失的可能［8］。

由上可知，所谓土地生态风险，是指土地利用引起的生态风险，也即土地利用活动是作为生态风险的原因。

总之，可以将土地生态风险概念的认识概括为以下几点:(1)生态风险表现为生态系统受到外界威胁或胁迫的可能性。

(2)土地生态风险是面向土地利用活动的，土地利用作为生态风险的风险源。

(3)生态系统一旦受到外界干扰，其健康将遭受不同程度的危害，这种危害在生态系统的结构和功能方面会有所表现。

(4)这里的生态系统不仅是自然生态系统，而且是由人类的社会经济活动和自然条件共同组合而成的社会—经济—自然复合生态系统。

综上所述，土地生态安全和土地生态风险，是既有联系又有区别的两个概念。

两者的联系在于:(1)都关注土地利用的生态环境问题;(2)从研究的空间尺度来看，都关心区域尺度上的宏观问题;(3)两者的研究都是因为土地生态系统遭受干扰出现了对土地生态系统健康的威胁。

两者的区别在于:(1)从研究内容来看，土地生态安全多关注土地生态系统结构和功能的完整性，而土地生态风险强调风险源及风险的具体表现和强度;(2)从土地利用的角色来看，土地生态安全把土地利用看作一个有人类活动参与的生态系统，土地生态风险将土地利用看作导致生态风险的原因或风险源;(3)土地生态安全属于状态研究，重点研究土地生态系统受干扰后出现的状态，而土地生态风险注重对风险的系统分析。

(4)一般认为，土地生态风险评价是土地生态安全预警的重要内容。

(5)从两者发展的背景来看，土地生态安全的提出起源
于全球人口数量的激增和土地稀缺性的突显，更多是基于可持续发展目标的考虑;
而土地生态风险最早起源于区域生态环境的恶化，最初多考虑化学污染物的影响。

2 评价方法比较
土地评价是土地科学中的重要内容，对于一定区域，只有通过评价才能了解土地生态系统的健康状况。

从前人研究文献来看，土地生态安全和土地生态风险的评价，是目前相关研究的重点内容，也体现了对土地生态安全和土地生态风险概念的具体认识。

2.1 土地生态安全评价
(1)指标体系构建。

土地生态安全评价的指标体系构建有以下两种方法。

①基于压力—状态—响应 (PSR)的指标体系。

如曹新向提出了基于压力—状态—响应模式
的指标体系，其中压力包括人口密度、人均土地面积、人均水资源、单位面积化肥农药使用量;状态包括灾害成灾率、耕地质量和低产土地面积等;响应包括人均收入、科技人员、农民素质等［1］。

马瑛基于生态环境质量压力、资源与社会人文压力、社会人文响应，评价了北方农牧交错带的土地利用生态安全［9］。

郭斌基于生态环境压力、生态环境状态、人文环境响应［10，11］，研究了西安市土地生态安
全问题。

喻锋通过自然生态环境状态指数、人文社会压力指数、环境污染压力指数研究了皇甫川流域土地利用变化与生态安全评价［12］。

冯异星等利用自然生态
环境状态指数、人文社会压力指数、环境污染压力指数评价了［13］新疆玛纳斯
河流域的土地生态安全。

范瑞锭等基于土地利用压力、土地利用状态、土地利用响应的指标体系，评价了福建省的土地利用生态安全［2］。

蒙吉军等基于“资源—社会—经济”压力指标、“自然—生态—环境”状态指标和“人文—社会”响应指标评价了鄂尔多斯市的土地利用生态安全［3］。

②基于生态系统组成的指标体系。

张婷婷从系统的角度，将土地生态安全系统分为土地自然生态安全系统、土地社会生态安全系统、土地经济生态安全系统，评价了黄石市土地利用变化的生态安
全［14］。

王庆日等从自然因素、社会因素和经济因素3个方面评价了西藏地区
的土地利用生态安全［15］。

杨赛明等将区域土地生态安全系统分为自然系统、
经济系统和社会系统［16］。

上述土地生态安全评价指标体系的构建方法源自两种不同的思路。

其中，PSR模
型回答了“发生了什么、为什么发生、将如何做”3个基本生态问题，特别是它提出的所评价对象的压力—状态—响应指标与参照标准相对比的模式受到了国内外
很多学者的推崇，广泛应用于区域可持续发展指标体系研究。

另一种思路从系统学角度考虑，作为土地生态安全关注对象的复合生态系统，是由人类社会、经济活动和自然条件共同组合而成的统一体。

因此，土地生态安全可分解为自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，这也正是部分学者从自然、经济和社会3个方面
构建指标体系的理论依据。

(2)评价数学模型。

数学模型是土地评价中定量分析的方法基础。

在以往土地生态
安全评价中，采用了以下数学方法:①特尔非法［12，17］，如公式(1)。

式中:ECQ为生态安全水平指数;ei第i个评估因子相对于生态安全系统的权重;pi
为第i个评估因子稳定性程度指数。

特尔非法主要通过专家打分获得各因子的权重，该方法因简单易操作被广泛使用，但是各因子的内在联系不能得到很好表现，而且权重的确定也难免受人为影响。

②灰色关联系数
式中:ρ为分辨系数;其他变量参考文献［18］。

灰色关联系数主要是用来确定各个因子的权重。

③生态安全综合指数［19］
式中:λ为生态安全综合指数;βn为n指标权重;Sn为指标n的分值。

生态安全综合指数实际上是一种加权的欧氏距离法。

除了以上3种方法，另外还有聚类分析［20］、主成分分析法［20，21］、物元模型方法［22，23］和神经网络方法［24］等。

这些数学模型实际上并不为土地生态安全评价所专用，在其他许多领域的评价研究中也得到广泛应用。

2.2 土地生态风险评价
2.2.1 评价指标及指标体系
(1)单独指标—土地生态风险指数。

土地生态风险指数最早见于曾辉［25］基于景观结构的区域生态风险分析，后来又被臧淑英、刘永兵等众多学者［26－29］应用到土地生态风险评价。

具体表达如公式 (4)所示:
式中:IER为评价区域的土地利用生态风险指数;i为各景观组分类型序号;Ai为样地内第i种景观组分的总面积;A为样地总面积;Wi为第i种景观组分所反映的生态风险强度参数。

该指数关键在于不同景观类型的权重确定，从以往研究看，权重主要依靠专家咨询法确定。

该方法的优点是简便易行，缺点是不能揭示土地生态风险对土地生态系统的结构和功能究竟存在什么影响。

土地利用生态风险指数除了公式(4)以外，还有另外两种表达形式。

一种如公式(5)所示:
式中:Ei为景观类型的干扰度指数;Fi为景观类型的脆弱度指数;A表示某单元土地总面积;Ai为景观类型i的总面积。

Ei=aCi+bSi+cDOi，a+b+c=1。

系数a、b和c 分别为各指标权重;Ci为景观破碎度;Si为景观分离度;DOi为景观优势度［30，31］。

该公式和公式 (4)相比，除了具有公式(4)的优点，还引入了景观格局指数，使生态学意义更为明确。

另一种是基于土地利用变化的生态风险指数，如公式 (6)所示:
式中:Ri为单个样区的生态风险指数;m为研究单元中的地类数;ωi为i地类的土地利用分级指数;Ai为i地类面积，A为样地面积;Vi为i地类的动态变化率;Ci为i地类的生态服务价值系数［32］。

公式 (6)将不同地类的生态风险和生态服务功能联系起来，这是比公式 (4)进步之处。

生态风险指数是当前中国在研究土地生态风险时的常用指数，具有简单易实现的特点。

但生态风险指数过于单一，也不能从机理上揭示土地利用生态风险。

从公式的参数来看，这些指数对土地利用类型的依赖性强，不能表达同一种土地利用类型内部生态风险的差异性，因此生态风险指数对生态风险的表达比较粗略。

(2)指标体系构建。

喻光明选取水、土和生物3个要素14个因子，构建了土地整理生态风险识别的指标体系［33］。

刘勇选取了土地利用指标和景观指标来描述土地生态风险，其中土地利用指标包括土地利用综合指数、耕地垦殖指数和植被覆盖指数;景观指标包括多样性指数、优势度指数和破碎度指数［7］。

张慧霞等选择土地利用程度综合指数、土地利用动态度、景观蔓延度指数、景观破碎度指数和景观分形维数指数对东莞市进行海岸带生态风险研究［34］。

孙洪波从土地利用视角出发，借鉴国外相关生态风险评价案例，从生态风险的要素即:风险源、风险受体和风险效应3个方面构建指标体系［35］，其中风险源有农用地比例、工业污染物排放强度、农田面源污染压力、路网密度和建设用地比例;风险受体指标有斑块密度、形状指数、周长面积分维数、平均最近邻体距离、Shannon多样性指数和聚集度;风险效应指标有植被覆盖度、综合结构指数、水面率、人口密度、综合水质指数及源强等级—距离指数［36］。

刘引鸽等从压力的角度，构建了土地压力综合生态风险评价指标体系，具体包括自然压力生态风险、经济压力生态风险和社会环境压力生态风险［37］。

从以上指标体系来看，土地生态风险评价指标体系构建受到了生态风险早期研究的影响。

相关学者认为，生态风险评价包括风险源、暴露、危害(不良效应识别)、风险受体等4个方面的分析，因此在土地生态风险评价过程中，人们也往往从这4个方面来构建指标体系，其思路是一种基于原因—结果的思维框架。

2.2.2 数学模型
土地生态风险评价的数学方法主要有特尔菲法［38］、主成分分析法［8］、地统计学方法［39］等。

特尔菲法和主成分分析法是各学科领域评价研究中常用的数学方法。

地统计学方法也是近年来空间分析和空间插值常见的数学方法，它主要通过插值的方法获得土地生态风险值在整个区域的分布，从而探索土地生态风险值的空间特性。

综上分析，土地生态安全评价和土地生态风险评价的区别并不在于评价中采用的数学模型，因为两者作为土地评价的内容，所使用的数学方法并没有本质区别，而且这些数学方法在其他领域也被广泛使用。

土地生态风险评价和土地生态安全评价的区别关键在于选择指标或指标体系的不同。

土地生态安全评价的指标选择体现了人们对复合生态系统健康状况的关注，而土地生态风险评价的指标选择则体现了对生态学中生态风险评价研究的继承和人们对土地利用活动可能造成生态系统不利影响的关注。

3 研究内容比较
3.1 土地生态安全的研究内容
(1)土地生态安全分析。

土地生态安全分析是土地生态安全评价的基础。

从以往研究来看，土地生态安全分析的主要内容包括影响土地生态安全的因素、土地生态安全现状以及相关对策。

如史培军通过对深圳的分析，认为能源消耗与废气排放、企业用水与废气排放、固体废物是影响土地生态安全的主要因素［40］;潘成荣等分析了安徽省土地生态安全的现状、原因和对策［41］。

(2)土地生态安全响应。

这里的响应是指生态系统对土地利用的反应，也即土地生
态系统受到土地利用所施压力的表现。

如减淑英等认为湿地生态系统对资源型城市土地利用的响应主要表现为湿地景观分割、景观破碎和景观迅速减少，对生物多样性安全、水资源安全和人类健康安全等产生威胁［42］。

史培军认为，中国土地
利用/覆盖变化的生态环境安全响应表现为土地退化、环境污染、生物多样性衰退
和自然灾害［43］;王志强等认为，农业生态系统对土地利用的响应有农业生态环
境恶化、土地退化、生物多样性水平下降、土壤肥力下降和农业水资源短缺等［44，45］。

(3)土地生态安全评价。

土地生态安全是土地研究的关键内容。

由于在前面已经分析，这里不再赘述。

(4)土地生态安全预警。

土地生态安全预警的研究内容主要分为明确警义、寻找警源、分析警情、预报警度和排除警患等5部分，目前对于土地生态安全预警研究
成果还较少。

其中有赵凤琴关于吉林西部土地生态环境安全预警研究［46］、黎
德川等对四川省乐山市土地生态安全预警［47］、刘欣等对河北省太行山区土地
资源生态安全预警研究［48］、郑荣宝关于广州市的土地生态安全预警研究［49］等。

(5)土地生态安全管理与设计。

主要是针对出现的生态安全问题，提出相应的管理
措施和设计方案［50］。

目前关于土地生态管理和设计的研究成果散见于土地生
态规划、区域生态规划等研究中。

3.2 土地生态风险的研究内容
(1)土地生态风险分析。

主要包括风险类型分析、生态风险表征分析［6］、生态风险的空间分布特征分析［33］、生态风险的驱动力分析［37］。

土地生态风险分
析是土地生态风险研究的基础，生态风险分析可以通过定性或定量方法进行。

(2)土地生态风险评价。

目前主要有土地整理的生态风险、土地利用规划的生态风
险、土地利用变化的生态风险等。

从以往的研究来看，中国土地生态风险研究还着重于风险分析和风险评价。

总体来看，当前土地生态安全和土地生态风险的研究内容主要为“安全”和“风险”的评价，对于其他方面涉及较少。

无论土地生态安全还是土地生态风险，评价的目的都应为进一步的生态管理、调控和设计服务。

4 结论与讨论
(1)土地生态安全和土地生态风险是既有联系又有区别的概念。

两者的联系在于皆
关注土地生态系统出现的问题;都着重于区域尺度的研究;两者的根本目的是统一的，都为了土地生态系统的健康。

但两者又有区别，土地生态安全关注生态系统自身结构和功能的完整性，以及为人类提供的服务;而土地生态风险基于土地利用事件，
将土地利用活动作为风险源。

生态安全是生态系统受到干扰后造成的后果;生态风
险是生态系统受到干扰的机会可能性及强度可能性。

风险既不安全出现的可能性和规模 (强度)，可能性表现为不安全状况出现的概率;规模 (强度)指危险的程度，也
即不安全因素带来后果的严重程度。

(2)在实证研究中，两者确实存在一定的意义重叠，主要体现为两者在评价指标上
的重复，这是由土地生态安全和土地生态风险的联系造成的。

如果土地利用活动不存在使生态系统遭受危害的可能性，就不会出现生态系统的安全问题。

反之，土地生态系统之所以偏离结构和功能的正常状态，是由于外界的干扰作用。

(3)目前中国对于土地生态安全和土地生态风险还缺少建树性的成果，重复性研究
较多。

如土地生态风险评价，多数研究多是采用了生态风险指数，而缺乏对该指数科学性的讨论。

多数研究还停留在土地生态安全和土地生态风险的评价上，指标体系的构建不统一，使研究缺乏可比性。

在研究内容上，中国对两者的研究还注重在评价研究，而缺乏对评价结果的应用研究。

(4)未来应加强机理研究和应用研究。

揭示土地生态风险和土地生态安全的机理，
是控制或降低土地生态风险，提高土地生态安全水平的根本途径，对各影响因子的作用强度、作用方式及作用过程应进做深入研究。

加强评价结果的应用研究，不能为评价而评价，要将土地生态风险和土地生态安全的评价结果应用到土地利用和管理中。

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