土地生態安全
① 土地資源生態安全的概念
土地資源生態安全是在能源安全、水安全、食物安全、環境安全、生態安全和資源安全的概念相繼出現和廣泛運用後出現的術語。在介紹土地資源生態安全之前，有必要了解一下生態安全與土地資源安全的概念。
2.1.1 生態安全
所謂安全是指主體存在的一種不受威脅、沒有危險的狀態。當一個國家或地區所處的土地生態環境狀況能夠維系其經濟社會可持續發展時可稱之其生態是安全的，反之，就不安全。通常人們將安全分為傳統安全與非傳統安全兩大類。傳統安全主要是指軍事安全或國防安全。非傳統安全則主要包括文化安全、經濟安全、信息安全、資源安全、環境安全、生態安全和食物安全等。生態安全是非傳統的重要內容，並與環境安全、資源安全、食物安全與經濟安全等有著密切的關系。生態安全是國家生存和發展的必要條件和基本保障，生態安全問題始終是世界各國持續發展的核心任務。
生態安全的概念有廣義和狹義兩種理解。廣義上的生態安全概念以國際應用系統分析研究所 (IASA，1989)提出的定義為代表: 生態安全是指在人的生活、健康、安樂、基本權利、生活保障來源、必要資源、社會秩序和人類適應環境變化的能力等方面不受威脅的狀態，包括自然生態安全、經濟生態安全和社會生態安全，組成一個復合人工生態安全系統。狹義的生態安全是指自然和半自然生態系統的安全，即生態系統完整性和健康的整體水平反映生態系統健康是環境管理的一個新方面和新目標，通常認為，功能正常的生態系統可稱為健康系統，它是穩定和可持續的，在時間上能夠維持其組織結構和自治，及保持對脅迫的恢復力; 反之為功能不完全或不正常的生態系統，即不健康的生態系統，其安全狀況則處於受威脅之中。總之，生態安全具有兩重含義，一是土地生態系統自身是否安全，其結構是否受到破壞; 二是土地生態系統對於人類社會和經濟發展是否安全，所提供的服務是否滿足人類生存需要。顯然前者是後者實現的基礎和前提。同時，生態安全應該是指自然、經濟和社會復合生態系統的安全，包括自然、經濟、社會 3 個方面的安全，屬廣義的生態安全，但又強調自然生態系統功能與人類活動的關系。因此，在一定時期與一定地域范圍內，如果土地生態系統在維持正常健康的系統結構與功能前提下，能夠滿足人類合理的社會經濟發展，則稱為生態安全; 反之，稱為不安全。
生態安全是安全的一種，但又不是普通的安全，其具有特殊的屬性與特點。
2.1.1.1 整體性
生態安全具有整體性，即所謂的 「蝴蝶效應」。局部生態環境的破壞可能引發全局環境問題，甚至會使整個國家和民族乃至全球的生存條件受到威脅。因此，各國應重視國際間的生態環境合作，以求得共同的生態安全利益。
2.1.1.2 綜合性
生態安全包括諸多方面，而各個方面又有諸多的影響因素，各因素有生態方面的，也有社會和經濟方面的，這些因素相互作用，相互影響，使生態安全顯得尤為復雜。
2.1.1.3 區域性
區域性是指生態安全問題不能泛泛而談，應該有針對性。選取的地域不同、對象不同，則生態安全的表現形式也會不同，各區域研究的側重點也應不同，而隨之得出的結果以及採取的措施同樣會不同。
2.1.1.4 動態性
萬事萬物都是發展變化的，生態安全也不例外。生態安全會隨著其影響要素的發展變化而在不同時期表現出不同的狀態，有可能朝著好轉的方向發展，也可能呈現惡化的趨勢。因此，控制好各個環節使其良性發展是維持生態安全的關鍵。
2.1.1.5 戰略性
對於某個國家或地區乃至全球來講，生態安全是關繫到國計民生的大事，具有重要的戰略意義。能夠維持生態安全，才可能實現經濟持續發展，社會穩定、進步，人民安居樂業; 反之，經濟衰退，社會動盪，生態難民流離失所。在制定重大方針政策和建設項目的時候，應該把生態安全作為一個前提。
黨中央、國務院高度重視生態安全問題。黨的十六屆五中全會提出，全面貫徹落實科學發展觀，加快建設資源節約型、環境友好型社會。 「十一五」規劃對建設資源節約型、環境友好型社會提出了具體目標和措施。2008 年 4 月，國務院做出了加強環境保護的決定。第六次全國環境保護大會，對保護生態環境、維護生態安全提出了明確要求，要促進經濟發展能力，明顯改善生態環境，推動整個社會走上生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。
2.1.2 土地資源安全
土地資源安全是生態安全的重要組成部分，關繫到國家的政治安全、經濟安全、國防安全和人民的生存安全。土地資源安全是指一個國家和地區可以持續地獲取、並能保障生物群落 (人類)健康和高效能生產及高質量生活的土地資源狀態或能力。
具體來講，土地資源安全包括以下 5 層含義:
(1)數量安全含義，即按人類所需可以持續地獲取土地資源。土地資源量要充裕，既有總量的充裕，也有人均水平的充裕，而且後者較之前者更有意義。
(2)質量安全含義，即維持土地資源具有長期、持續和穩定生產能力的土地資源質量。
(3)結構安全含義，即指土地資源系統結構的穩定性，包括耕地系統、林地系統、草地系統之間穩定的結構關系以及各系統內部的結構關系的穩定，土地資源供給的多樣性是結構穩定性的基礎，沒有多樣性就談不上土地資源的結構安全。
(4)均衡含義，包括土地資源分布的地區均衡以及個體與群體之間的分配均衡兩方面，土地資源分布或分配不均衡，會增加資源供給的時間和成本，是導致土地資源安全問題的重要原因之一，也是影響土地資源安全的重要因素。
(5)目標含義，即土地資源安全的目標是最大限度地實現土地資源數量供給的穩定、質量供給的穩定和土地資源供給的多樣性，保證土地資源供給的地區均衡和人群均衡。
土地資源安全的特徵主要有以下 4 種:
(1)保障供給。在任何情況下，對於國民經濟發展和人民生活所需要的各類國土資源，都要保障供給，這是國土資源經濟安全的最基本特徵。
(2)土地資源安全的收益具有代際轉移性。這是指保證土地資源安全，既為當代人的發展權利提供了有力的保障，也為未來世代人的發展權利提供了強有力的保障。
(3)土地安全具有基礎性。到目前為止，或在可以預見的將來，人類還找不到一種可以離開土地生態系統生存繁衍的方法和途徑，這就決定了土地資源的基礎性作用。
(4)土地資源安全具有可持續性。從長遠的角度來看，土地資源安全就是土地資源的可持續力，不僅要保證對當代人的供給，也要保證對未來世代人的供給，也就是要保證國土資源的數量和質量，且能夠持續利用。
土地資源不安全的影響具有廣泛性。安全是一種穩定狀態，不安全則使這種穩定狀態遭到了破壞。一旦土地系統的穩定狀態遭到破壞，不僅會影響人類的生存安全，也會影響其他動 (植)物等生物多樣性的安全; 不僅影響當代人的生存安全，也會影響未來世代人的生存安全，因此，土地資源不安全的影響是廣泛而深遠的。土地資源不安全的結果還具有不可逆性。土地資源系統結構的穩定性、過程的連續性和功能的完整性是在漫長歲月中自然進化的結果，人類活動規模的不斷擴大、活動空間的不斷拓展和活動強度的不斷增加，使土地資源系統的安全受到了前所未有的破壞———數量急劇減少、質量退化、土壤系統污染加劇和荒漠化等等，這種結果從某種意義上講是不可修復的，即使可以修復，其修復成本也可能高得難以承受。此外，土地資源不安全的成本具有代際轉移性。當代人的不可逆行為所導致的高昂成本往往並不直接由當代人自身承擔，而是轉移給未來世代人，這可能就是當代人肆無忌憚地濫用人類賴以生存和發展的土地資源的根本原因之一。
2.1.3 土地資源生態安全
土地資源生態安全 (Land Resource Eco1ogical Security，LRES)是指在一定時空范圍內，土地生態系統在非良性人類活動強度影響或外力作用下，能夠保持其結構與功能不受威脅或少受威脅的健康、平衡的狀態，並能夠為保障人類社會經濟與農業可持續發展提供穩定、均衡、充裕的自然資源，從而維持土地自然、社會、經濟復合體長期協調發展。土地資源只有在這種生態安全的狀態下，才能維持土地資源與人類的協調發展，實現自然、經濟和社會的可持續發展目標。
由此可以看出土地資源生態安全研究在相關研究中的地位及其研究分類 (圖 2.1)。
本次研究認為，土地資源生態安全是一種能力，是一定時空范圍內，在非良性人類活動強度影響或外力作用下，土地生態系統能夠保持其結構與功能不受威脅或少受威脅的健康、平衡狀態的能力，也就是維持土地自然、社會、經濟復合體長期協調發展的一種能力。這種能力也可以用土地資源生態安全性或安全度來表示。
相反，土地資源生態不安全則是指土地資源生態系統對外界干擾所產生的應變能力，是在非良性人類活動強度影響或外力作用下產生土地生態環境問題的概率大小，側重突出土地生態系統偏離原生環境的程度，即生態環境受外界干擾後表現出來的不穩定性特徵。不安全性 (不安全度)越大，對非良性干擾越敏感，且具有放大效應; 對良性干擾 (恢復重建)則表現為鈍化，轉化效率低。
圖 2.1 土地資源生態安全分類
進行土地資源生態安全評價的最終目的就是找出造成土地資源不安全的因素，從而有針對性地採取措施以維持土地資源生態安全的可持續性。本次研究認為，造成土地資源不安全的因素可以從兩個方面考慮，一是由其生態系統自身的結構或者立地條件決定，可以稱之為結構型不安全動因，這種動因主要體現在系統自身的不穩定性和敏感性; 二是外部環境擾動對生態系統造成的不利影響，可以稱之為脅迫型不安全動因。根據誘發土地資源生態系統不安全性的各種力量來源，脅迫型不安全動因又可分為人類活動脅迫型和環境脅迫型兩類。
② 土地資源生態安全研究的理論基礎
2.3.1 可持續發展理論
可持續發展是 20 世紀 80 年代人類全面總結自己的發展歷程，重新審視自己的社會經濟行為後，提出的一種全新的發展思想和發展模式。1987 年世界環境與發展委員會(WCED)發表了 《我們共同的未來》，首次系統地闡述了可持續發展的概念和內涵，可持續發展模式強調社會、經濟、環境的協調發展，追求人與自然、人與人之間的和諧，其核心思想是既滿足當代人的需要，又不對後代人滿足其需要的能力構成危害，既滿足本區域發展的需要，又不對其他區域的發展構成危害，使人類能夠持續、健康地發展下去。
目前，可持續發展已從學術討論轉向實際應用，成為 21 世紀人類的共同選擇。可持續發展已經成為指導人類生產和生活實踐的理論之一，我國已經把實施可持續發展戰略作為國家發展的基本戰略。
2.3.1.1 可持續發展的內涵
可持續發展的定義雖短，卻有著非常豐富的內涵，包括經濟可持續發展、社會可持續發展、資源可持續發展和環境可持續發展。
(1)經濟可持續發展: 可持續發展的最終目標就是要不斷地滿足人類的需求和願望。因此，保持經濟的持續發展是可持續發展的核心內容。發展經濟，改善人類的生活質量，是人類的目標，也是可持續發展需要達到的目標。目前廣大的發展中國家正經受著來自貧困和生態惡化的雙重壓力，貧窮導致生態破壞的加劇，生態惡化又加劇了貧困。對於發展中國家來說發展是第一位的，加速經濟的發展，提高經濟發展水平，是實現可持續發展的一個重要標志。沒有經濟的可持續發展，就不可能消除貧困，也就談不上可持續發展。
(2)社會可持續發展: 可持續發展實質上是人類如何與大自然和諧共處的問題。人們首先要了解自然和社會變化的規律，才能達到與大自然的和諧相處。同時，人們必須要有很高的道德水準，認識到自己對自然、社會和子孫後代所負有的責任。因此，提高全民族的可持續發展意識，認識人類的生產活動可能對人類自身環境造成的影響，提高人們對當今社會及後代的責任感，增強參與可持續發展的能力，也是實現可持續發展不可缺少的社會條件。
(3)資源可持續發展: 可持續發展涉及諸多方面的問題，但資源問題是其中心問題。可持續發展要保護人類生存和發展所必需的資源基礎。因為許多非持續現象的產生都是由於資源的不合理利用引起資源生態系統的衰退而導致的。因此，在開發利用的同時必須要對資源加以保護，如對可更新資源利用時，要限制在其承載力的限度內，同時採用人工措施促進可更新資源的再生產，維持基本的生態過程和生命支持系統，保護生態系統的多樣性以利於可持續利用。
(4)環境可持續發展: 可持續發展也十分強調環境的可持續性，並把環境建設作為實現可持續發展的重要內容和衡量發展質量、發展水平的主要標准之一，因為現代經濟、社會的發展越來越依賴環境系統的支撐，沒有良好的環境作為保障，就不可能實現可持續發展。
2.3.1.2 生態安全是可持續發展的基礎
國際生態學聯合會和國際生物聯合會在 1991 年 11 月共同舉行的可持續發展研討會上，將可持續發展定義為 「保護和加強環境系統的生產和更新能力」，認為可持續發展是「不超過環境承載能力的發展」。1992 年，聯合國在巴西里約熱內盧召開的 「世界環境與發展大會」上第一次明確地提出了環境安全與可持續發展的概念，並指出了生態安全與可持續發展的緊密關系。生態安全對社會經濟發展，尤其是對經濟發展具有一定的約束作用，但它同時對發展又具有引導、調控和促進作用，科學合理的生態安全標準是引導、調控發展的依據，穩定的生態環境對經濟具有加速作用。
溫家寶總理在 「21 世紀論壇」2005 年會議開幕式上指出，實現可持續發展，是新世紀人類社會共同面臨的重大問題，呼籲發展中國家要推進可持續發展能力建設。生態安全對可持續發展具有保障作用，是可持續發展能力的重要組成部分。在經濟發達階段，比較充足的財富條件使人們更加關注安全，發展與生態安全的矛盾相對弱化; 但在發展的初級階段，尤其是在經濟遠遠落後的情況下，人們面臨的發展壓力很大，特別容易忽視生態安全，盲目發展造成的後果是，輕者環境惡化，阻礙經濟持續增長，重者危及人類的生存。因而，如果不能夠保證生態安全，那麼發展最終會偏離可持續的方向，類似 「南轅北轍」的道理，速度越快，經濟崩潰發生得越早。
如果沒有生態系統的可持續性，沒有環境及生態安全的保障，可持續發展就會成為一句空話。因此，生態安全是可持續發展的基礎。
2.3.2 土地生態學理論
土地生態經濟理論在土地資源利用中的運用較為廣泛和深入，土地生態-社會-經濟系統觀點的建立就是典型例證。土地資源既是勞動的對象，又是基本的生產資料，因而，對土地的評價及其開發，必須立足於生產系統，運用土地生態經濟學原理，把生態中的自然生態、社會經濟及技術等因素融為一體，進行綜合性研究。土地生態社會經濟系統中的生產過程是自然、社會和技術的綜合。在這個系統中，土地生態系統再生產和經濟系統的再生產相互交織，它們之間存在著物質和能量的交換。土地生態系統通過自然再生產過程使物質和能量發生轉化後，將各種再生產品輸入經濟系統再生產，成為經濟系統的輸入，而經濟系統則輸出勞動、技術和物質產品等，成為土地生態系統的輸入，如此循環往復形成的最終的社會產品又作為物質與能量輸入，進入社會進步系統。3 個系統相互依存，彼此制約，互有反饋。
經濟發展與自然資源利用、環境保護和社會進步之間存在著辯證關系。物質資料的生產是人類社會存在和發展的基礎，生產活動是人類最基本的實踐活動，沒有生產及其相應的經濟活動，就沒有人類社會的進步。人們通過生產勞動實現對自然界的作用，引起自然界的變化，改變自然界的面貌，進行經濟再生產和自然再生產。人類正是通過對自然資源的開發來獲取各種人類所需的物質資料，以滿足自身的需要，推動社會發展。可以說自然資源是經濟發展的物質基礎，自然資源的狀況影響著經濟發展的速度，離開了自然資源，人類要進行物質資料的生產及從事與其相聯系的其他一系列活動都是不可想像的。但是自然資源的豐富並不等於社會財富的豐富，要將自然資源轉化為社會財富還有賴於社會經濟系統的有效運行。這些是建立在經濟的發展和技術水平提高的基礎上的，因此，經濟的發展是自然資源的認識、開發、利用和保護的社會前提。經濟發展與環境保護的關系是相輔相成的。經濟的發展有賴於社會生產，而社會生產又與環境的開發利用和周圍的生態環境有著不可分割的聯系。環境也是一種資源，環境資源的好壞直接關繫到經濟發展的前景。良好的環境資源狀況可以為經濟發展提供良好的條件; 反之，環境資源如果遭到污染和破壞，勢必阻礙生產的發展。環境問題主要是在經濟發展過程中產生的，如不發達國家的環境問題是由於環境生態意識薄弱、技術和管理落後、交通能源基礎工業薄弱、資源利用率低下造成的，因此，要解決生態環境問題，就必須發展經濟。在經濟活動中，由於環境污染和生態破壞影響社會穩定和經濟發展的事例屢見不鮮，環境問題在許多方面已成為經濟發展的一個不容忽視的制約因素。土地生態經濟理論認為: 土地生態環境問題必須與社會經濟問題一起考慮，並在經濟發展中求得解決，必須採取措施實行環境保護和經濟發展相協調的發展戰略。
2.3.3 人地關系理論
人地關系從生態學角度上看是人與土地生態環境相互關系的簡稱。人地關系理論的提出及其具體含義，隨著時代背景和各學科的不同而不盡相同，有著一個由簡單到比較復雜的發展過程。
早期的地學家提出的人地關系可概括為人與自然的關系，是反映人與自然之間的構成和聯系的。人們在人地關系研究中形成的各種理論，就是對人地關系、人與自然之間本質關系和機理的表述。這與後來人地關系研究中越來越多地重視人與自然、人類社會經濟發展與生態環境之間的關系確實存在著很大的不同。但是這種不同主要還是由於在不同的歷史時期，人們對土地需求及認識和利用改造自然能力的不同而形成的。
早期的人地關系理論一般立足於人對自然的依賴和適應上，因而主要著眼於向土地索取食物作為人地關系的平衡點。後來，隨著人口增多和科技發展，人類對土地的需求不再只是食物，不能單純地依賴土地的自然供給，也有能力利用和改造自然以滿足日益增多的需求，因而後來的人地關系研究更多的是開拓人地關系中人與自然及其衍生的人口經濟問題，從而將人地關系的內涵擴展到了 「人口-資源 (土地)-糧食-能源-環境」的總框架和多元結構與聯繫上，以尋求人類社會經濟發展與資源環境的協調和平衡。而要求人地關系，即人與自然之間的總體協調和平衡，首先應將著眼點和立足點置於人口問題和人口經濟問題上，因為土地是自然供給的，而人口因素是可變的。
2.3.4 區域科學與區域分析理論
區域作為人類聚居的場所，或者經濟社會活動的載體，都是人類為了自身發展和社會進步而進行開發、利用、改造的對象。地理學作為研究人類活動與地表自然環境的關系，即人地關系的學科，其中心或集中點即是研究反映各種人地關系的地域系統，或稱區域系統。因此，區域研究歷來就是地理學一個傳統的、基本的研究領域。「區域」是一個普遍的概念。地理學把 「區域」作為地球表面的一個自然地理單元，經濟學把 「區域」理解成一個在經濟上相對完整的經濟單元，其他科學領域對 「區域」的理解和定義也各不相同。但就區域的本質而言，它是地球表面的一個范圍，是地球表面各種空間范圍的泛稱或抽象，具有一定的范圍和界限、一定的體系結構形式 (多級性、層次性)。區域是客觀存在的，人們對其定義的差別是人們按照不同的要求、對象加以劃分的，是主觀對客觀的反映。
區域分析主要是對區域發展的自然條件和社會經濟背景特徵及其對區域社會經濟發展的影響進行分析，探討區域內部各自然及人文要素間和區域間相互聯系的規律。區域分析涉及地理學、經濟學、社會學、政治學以及生物學等許多學科，並不是一門獨立學科，而是作為一種科學方法論形成和發展起來的，是為有關學科研究區域問題和進行區域規劃提供理論基礎和研究方法的。區域分析是隨著區位論和區域科學的發展而發展的。在區位論產生以前，無論是地理學還是經濟學對區域的研究都停留在觀察、記錄和統計描述上，區位論的產生及其發展，使區域分析開始運用數學方法對區域要素進行統計、歸納、演繹乃至模擬。早期的區位論和區域科學對區域問題的分析研究雖然也涉及社會學、地理學等其他學科的理論方法，但還是以運用經濟學的理論方法為主，研究內容以經濟問題為重點。20 世紀 80 年代以來，人口、資源、環境及區域發展問題越來越受到人們重視，這使得區域分析的內容更加廣泛和綜合，也使得以研究區域資源與環境問題見長的地理學者對區域問題的研究有了更多的參與機會和更多的研究領域。
2.3.5 系統論
系統論是由美籍奧地利生物學家貝塔朗菲 (L.V.Bertalanffy)提出的，是一門運用邏輯學和數學方法研究一般系統運動規律的理論，從系統的角度揭示了客觀事物和現象之間相互聯系、相互作用的共同本質和內在規律性。系統論的基本概念包括系統、層次、結構、功能、反饋、信息、漲落、突變和自組織等。系統是由若干相互聯系、相互作用的要素組成的有機整體。系統的構成必須具備: ①由若干組成成分構成; ②各組分相互聯系、相互作用; ③組分以整體的方式共同完成一定的功能。層次指系統組織的等級秩序性; 結構是系統內部組成要素間相對穩定的聯系方式、組織秩序與時空的表現形式; 功能指系統自我調節的循環過程; 信息指不確定性的量度，系統的組織程度和有序程度，物質、能量時空不均勻性的表現; 平衡是指在一定條件下，系統所處的相對穩定的狀態; 漲落是對系統穩定平衡狀態的偏離，又稱為干擾和雜訊; 突變是指外部條件連續變化時系統發生在躍遷臨界點上的不連續性; 自組織是系統自發走向有序結構的性質和能力。系統特性如下:
(1)整體性: 系統的整體性是指系統內部各要素之間相互聯系、相互制約，共同構成一個有機體，某種要素的變化會引起其他要素變化乃至整個系統的變化。例如在水源區生態環境系統中，由特有的氣候、水文、土壤、生物和地貌共同構成一個復雜的自然地理系統，如果當地的植被遭到大規模破壞，地表徑流增加，就會引起水土流失加劇、大規模的土壤退化、生物衰減，出現整個地理系統的逆向演化。
(2)穩定性: 是指系統的性質在一定的內外干擾下不發生相應改變或發生改變後可以自動恢復到原來狀態的性能。系統之所以具有穩定性是由於系統內部存在著一系列負反饋機制或自我調節機制。系統穩定性的大小主要與系統的組成和結構的復雜程度有關。任何系統的穩定性都是有條件的，其自我調節能力均存在一定的限度。當系統內外干擾超過了系統本身自我調節能力時，其穩定性就遭到破壞，系統的整體功能就要發生變化。
(3)層次性: 系統由要素組成，要素就是該系統的 「子系統」，而要素本身又是由更低一級的子系統構成的，如此類推可以分出很多級子系統，產生了不同的層次。
(4)開放性: 系統的開放性指系統與其環境發生物質、能量和信息交換的性能，系統從其周圍環境中得到 (輸入)物質、能量和信息，同時系統又向環境釋放 (輸出)物質、能量和信息。水源區生態系統存在於特定區域的自然環境和社會經濟環境之中，不能脫離環境而存在，與環境之間不斷地進行著物質轉移、能量轉換和信息傳遞，體現了水源區生態系統不是孤立的、而是開放的特性。
(5)動態性: 系統每時每刻都在發生變化，只不過有些系統變化明顯一些，有些系統變化不很明顯。在水源區生態環境綜合研究過程中，植被的變化、資源的過度開發利用、環境的污染以及土地利用/土地覆被變化都會導致水源區生態環境系統穩定性變差，生態環境安全出現危機。
③ 土地資源生態安全驅動因素分析
土地資源生態安全也就是土地資源生態系統的安全。土地生態系統是一個由土地、自然環境、社會經濟環境、技術、政策、人等生態因子組合而成的有機整體，系統中的任何一種因子的變化都會使自然界原有的土地生態平衡被打破，影響著土地生態系統自身的安全狀況及其對人類和社會經濟發展的安全狀況。盡管土地生態系統自身具有一定的恢復功能，但這個功能是有其自身的限度的，超過了這個限度將不能恢復，或者說，超過了一定限度，土地生態系統就是不安全的。因此，在構建土地資源生態安全評價體系之前，研究和深入理解影響土地生態系統或土地資源生態安全的各種因素是非常有必要的。
總體來講，影響土地生態系統或土地資源生態安全的各種因素主要有兩個方面，即自然條件和人文條件。整個土地生態系統的物質循環、能量轉換和信息流動的前提和基礎就是土地資源的自然條件或立地條件，自然條件是影響土地生態系統安全的內在因素;而人文因素或人的活動則是影響土地生態系統安全的外在動因，二者共同作用促使土地資源生態安全的動態變化。
6.1.1 自然驅動因素分析
自然條件與土地資源條件直接影響著土地生態質量，進而影響著土地資源生態安全。自然條件主要包括氣象氣候、地形條件、水資源條件和植被條件等。
6.1.1.1 氣象氣候
河南省處於暖溫帶和亞熱帶交錯的邊緣地區。全省年平均氣溫為12.8～15.5℃。年降水量從北到南在550～1295mm之間。氣候變化異常，較常產生乾旱、冰雹、霜凍、洪澇、大風等各種氣象災害。這些災害在豫西山地丘陵區極易造成水土流失、滑坡、泥石流，尤其是豫西南地區降雨量大，年內分布不均衡，60%以上集中於汛期，暴雨集中，歷時短，入滲有限，地表徑流量較大，水土流失較為嚴重，加劇了生態環境的脆弱化，從而降低了生態環境的安全度。總體來說，氣候適宜，土地質量高，土地生態的安全性就好。
6.1.1.2 地形條件
地形條件是影響土地資源的持續利用和土地資源生態安全的條件之一。河南省地形呈西高東低之勢，東部黃淮平原地形條件好，水土流失少，土地質量相對高，土地持續利用的可能性大，安全性高;反之，諸如豫西、豫西北山地、黃土丘陵區地形條件不好、坡度大的部分區域，土地質量差，土地利用受到的限制大，在利用過程中容易造成土地質量退化，生態安全性就差。
6.1.1.3 水資源條件
水資源為既是資源又是土地利用的基本用地類型。水資源總量的多少、時空分布以及水資源質量狀況對土地利用、區域經濟發展以及生態環境都具有重要的影響。河南省地表水資源並不豐富，且由於受地形地貌的影響分布極為不均。其分布與降水的總趨勢大體一致，徑流的高低值區與多雨、少雨區彼此相應。基本上是南部大於北部、山區大於平原，且由西至東遞減。地表水資源的地區分布與土地及人口分布組合很不平衡，加劇了水資源的供需矛盾，很容易引發一系列水資源生態問題。
6.1.1.4 植被條件
植被條件通過土地表層覆蓋度直接影響著土地生態環境狀況。植被多樣化、覆蓋度較高的地區，生態系統結構和功能相對較好，能夠較好地起到保水保土作用，生態防護性能和土地生態安全性就高。
6.1.2 人文驅動因素分析
土地是人類社會賴以生存的基礎，是進行各種開發利用活動的載體，同時土地利用變化尤其是土地生態環境狀況反過來也受著人類活動———例如，經濟、技術、社會以及政治等的重大影響。長期以來，尤其是在工業化、城鎮化的快速發展中，對自然資源的掠奪性、粗放型經營利用導致了自然生態環境的惡化，嚴重地威脅著包括土地在內的各類自然資源的可持續利用。這些社會、經濟行為和技術政策條件就是人文因素。在自然資源越來越稀缺的狀況下，土地資源生態安全狀況越來越多地受到人文因素的制約和影響。人文因素，主要包括區域人口因素、經濟發展狀況、土地利用方式和技術等。
6.1.2.1 人口因素
人口是一個包括人口數量、質量、人構成、人發展、分布和遷移等各種因素的綜合范疇。人口因素是社會生活的必要條件之一，是土地生態系統中最活躍、最積極的因素，對社會發展和自然生態環境變化起著影響和制約的作用。最早環境安全的由來便是考慮到人口因素對自然的影響之多。美國著名環境專家Lester.R.Brown於1981年出版的《建設一個持續發展的社會》中指出「目前對安全的威脅來自國與國關系的較少，而來自人與自然間關系的可能較多……土壤侵蝕，地球基本生物系統的退化和石油儲量的枯竭，目前正威脅著每個國家的安全」。
隨著人類數量的增長，人類對資源的佔有和不合理的開發利用，如森林減少、工業「三廢」、環境污染等，導致了生態平衡的失調，越來越強烈地干擾自然生態系統的平衡。表現在土地生態系統上，人類過度墾殖導致土地沙化、水土流失、大量耕地和基本農田被佔用，打破了原來比較合理的土地利用結構;過度消耗土地生態系統的產品，增加了對土地系統生產力的壓力，對生態安全性造成不利影響。總之，人口因素是土地利用變化的一個重要的驅動力。
6.1.2.2 經濟因素
經濟的粗放式擴張將消耗大量的資源，也會有一定的污染物排放，對生態環境造成一定的破壞，對於環境承載力是一個嚴峻考驗;人類為了盡快地實現經濟的發展，提高整個社會的經濟水平，就要最大限度地提高資源和能源的利用率，加速對資源的開發和利用，從而使得各地資源稟賦、環境承載力嚴重失衡。在我國，20多年的時間內就集中出現了發達國家上百年工業化過程中分階段才會出現的各種生態環境問題。
城鎮化和工業化是現代經濟發展的兩種重要過程。它們通過人口、產業集中、地域擴散佔用土地，使土地利用非農化;通過生活方式和價值觀念的擴散，改變原來土地的利用結構。在此過程中，農耕地向非農業用途轉化尤為突出。城市用地迅猛地擠占周圍的農用地，使部分區域的農業安全性和可持續性很難維持。
6.1.2.3 土地利用方式和技術
土地利用方式和技術對土地資源生態安全有正負兩個方面的影響。一方面，由於土地利用方式的合理、技術的提高，對土地資源的保護能力和技術也不斷提高，可以維持和提高土地的質量和生態功能，例如，生態退耕、沙地治理、提高林地和濕地面積等等對土地生態環境都有改善;另一方面，如果土地利用方式由於技術的提高，增加了對土地資源的開發利用強度，如果不加以防範，可能會造成土地退化，對生態安全造成影響，例如，過度耕墾、不合理規劃、生態退耕和沙地治理存在忽視植被自然地域分異規律等現象，都會導致土地資源總體生態服務功能的相對下降。
④ 土地生態安全性評價
為了對浙江上虞土地質量安全性進行區域性評價，作者選擇了本區大面積種植的水稻作為評價指示作物。評價指標選擇Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Se等8種元素指標。評價的源標准採用國家食品衛生標准(表5-1)。
表5-1 8種評價指標的國家食品限量衛生標准一覽表Table 5-1 The indexes of National limited sanitary standards for estimating food
(一)確定評價標准值
浙江上虞境內採取稻米-根系土配套樣品26組，另外在浙江東部沿海平原區、浙江北部平原其他地區還採集稻米-根系土配套樣品156 組，因此，在浙江省平原(盆地)區可用於確定評價標准值的原始數據共有182組。
1.Cd
從稻米-根系土Cd數據分布圖(圖5-1)可以看出，土壤中Cd含量分布范圍為95～2059μg/kg，相應的稻米中Cd含量分布范圍為3.7～371.3μg/kg。顯然，根據如此分布的182組數據建立稻米Cd與土壤Cd的相關分析是不合適的。從圖中可以看出，其中96.15%的數據組(175組)集中分布在土壤Cd含量為95～608μg/kg范圍內、稻米Cd含量為3.7～189.6μg/kg范圍內，且其相關趨勢比較顯著，因此，本書試圖利用較集中分布的175組數據以《食品中鎘限量衛生標准(GB15201—94)》規定的大米Cd最高限量200μg/kg確定評價標准值。
圖5-2是浙江北部及東部地區175組稻米Cd-根系土Cd的分布及回歸分析。從圖5-2中可以看出，回歸方程和其構造的95%的置信區間，未能很好地反映這組數據的數量關系特徵，主要原因在於這組數據在低值區段極為密集，結果是在採用最小二乘法使殘差平方和達到最小的計算中，這些數據的殘差占據了明顯優勢，而這是由於原始數據分布造成的。為了消除這方面的影響，本書採用了聚類分析方法，將密集數據按聚類分組合並構造出一組能代表原始數據特徵的新的數據組，並進行了構造數據組的代表性比較試驗。代表性比較試驗是將原始數據按數據相近程度構造成一系列新的數據組，並分別進行回歸分析，觀察回歸方程對數據特徵的逼近程度。圖5-3、圖5-4、圖5-5、圖5-6、圖5-7、圖5-8、圖5-9、圖5-10、圖5-11，分別為160 組、140 組、120 組、100組、90組、80組、70組、50組和30組構造數據的分布及相關關系圖。
圖5-1 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd分布(182組數據)
Fig.5-1 Cd distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-2 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(175組數據)分布
Fig.5-2 Cd distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-3 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(160組構造數據)分布
Fig.5-3 Cd distribution(160 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-4 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(140組構造數據)分布
Fig.5-4 Cd distribution(140 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-5 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(120組構造數據)分布
Fig.5-5 Cd distribution(120 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-6 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(100組構造數據)分布
Fig.5-6 Cd distribution(100 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-7 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(90組構造數據)分布
Fig.5-7 Cd distribution(90 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-8 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(80組構造數據)分布
Fig.5-8 Cd distribution(80 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-9 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(70組構造數據)分布
Fig.5-9 Cd distribution(70 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-10 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(50組構造數據)分布
Fig.5-10 Cd distribution(50 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-11 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cd(30組構造數據)分布
Fig.5-11 Cd distribution(30 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
通過對90組構造數據與原始數據(175組)的數據特徵、回歸方程、置信區間的比較，認為90組構造數據可以較好地代表175組原始數據組的數據特徵，可以用其確定評價標准值。由Cd食品衛生標准計算的回歸值或推測回歸值分別為324μg/kg、563μg/kg和802μg/kg。綜合考慮國家土壤環境質量標准及其使用情況，建議取320μg/kg作為本區安全界限值，取560μg/kg和800μg/kg分別作為基本安全界限值和危險界限值。
2.Hg
從圖5-12中可以看出，土壤中Hg含量分布范圍為42.7～530μg/kg，相應的稻米中Hg含量分布范圍為4.5～27.2μg/kg；其中99.45%的數據(181組)集中分布在土壤Hg含量為42.7～530μg/kg、稻米Hg含量為4.5～16.7μg/kg范圍內，遠遠低於衛生部頒發的《食品中汞允許量標准(GB2762—94)》規定的糧食Hg最高限量20μg/kg。說明，當土壤中Hg含量低於530μg/kg時，其上生產的稻米Hg指標是安全的，保障程度達99%以上。若根據181組稻米Hg-土壤Hg數據(圖5-13)，推測回歸值分別為2222μg/kg、3932μg/kg和5642μg/kg，遠遠高於本地區實測數據范圍。因此，綜合考慮國家土壤環境質量標准及其使用情況，建議取530μg/kg作為安全界限值，取1000μg/kg、1500μg/kg分別作為基本安全界限值和危險界限值。
圖5-12 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Hg(182組數據)分布
Fig.5-12 Hg distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-13 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Hg(181組數據)分布
Fig.5-13 Hg distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east Area of Zhejiang Province
3.Pb
從圖5-14中可以看出，土壤中Pb含量分布范圍為17.6～427mg/kg，稻米中Pb含量分布范圍為0.17～1.95mg/kg，其中97.25%的數據(177組)集中分布在土壤Pb含量為17.6～73.9mg/kg、稻米Pb含量為0.17～1.95mg/kg范圍內。此時，97.18%的數據組中稻米Pb含量高於或遠遠高於衛生部頒發的《食品中鉛限量衛生標准(GB14935—94)》規定的糧食Pb最高限量0.4mg/kg。顯然，根據上述集中分布的177組數據計算得到的安全界限值、基本安全界限值和危險界限值(圖5-15)遠遠低於《土壤環境質量標准(GB15618—1995)》。產生這一結果的原因可能有：①土壤環境質量標准中二級標準的制定依據來自對照試驗數據，而本書中的數據來自天然狀態下的測試數據，這也說明用對照試驗模擬天然狀態會出現很大偏差；②本區天然狀態下土壤Pb可能不是稻米Pb的主要來源，而這與已有研究結論相悖。
圖5-14 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Pb(182組數據)分布
Fig.5-14 Pb distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-15 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Pb(177組數據)分布
Fig.5-15 Pb distribution(177 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
鑒於在廣大的浙江平原(盆地)區，當地居民在長期食用其上生產的稻米尚未發現大量發Pb 和血 Pb 異常累計的情況，本書暫時採用《土壤環境質量標准(GB15618—1995)》中的Pb標准作為評價標准，並把土壤Pb含量為35mg/kg定義為安全界限值；把土壤Pb含量為250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分別定義為pH值小於6.5、6.5～7.5、大於7.5情況下的基本安全界限值；把pH值小於6.5情況下的土壤Pb含量500mg/kg定義為危險界限值。
4.As
從圖5-16中可以看出，土壤As含量范圍為1.87～76.2mg/kg，稻米As含量范圍為0.074～1.101mg/kg，其中96.15%的數據(175 組)集中分布在土壤 As 含量1.87～14.89mg/kg、稻米As0.074～1.09mg/kg范圍內。集中分布的175組稻米As-土壤As數據(圖5-17)具有以下特點：①稻米As含量不隨土壤As含量的變化而變化，這與對照試驗的研究結果(表4-11)不同。在土壤環境質量研究組的試驗中，從北方到南方的不同地區，不論草甸褐土、草甸棕壤、黃棕壤，還是紅壤、赤紅壤、磚紅壤，試驗組中稻米As含量均高於對照組。②其中土壤As最高含量低於15mg/kg，所對應的89.71%的數組中稻米As含量低於《食品中砷限量衛生標准(GB4810—94)》中的0.7mg/kg。這說明在90%的置信度下，當土壤As含量低於15mg/kg時，其上生產的稻米As含量符合國家食品衛生標准。
圖5-16 浙江省北部及東部地區稻米-根系土As(182組數據)分布
Fig.5-16 As distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-17 浙江省北部及東部地區稻米-根系土As(175組數據)分布
Fig.5-17 As distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
考慮到土壤As含量15mg/kg恰好也是土壤環境質量標准中的自然背景值，本書建議採用《土壤環境質量標准(GB15618—1995)》中的水田As含量標准作為評價標准，並將土壤As含量15mg/kg定義為安全界限值；把土壤As含量30mg/kg、25mg/kg、20mg/kg分別定義為pH值小於6.5、6.5～7.5、大於7.5情況下的基本安全界限值；把pH大於6.5情況下的土壤As含量30mg/kg定義為危險界限值。
5.Cr
圖5-18 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cr(182組數據)分布
Fig.5-18 Cr distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-19 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cr(179組數據)分布
Fig.5-19 Cr distribution(179 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
從圖5-18中可以看出，土壤Cr含量范圍為20.9～105.7mg/kg，稻米Cr含量范圍為0.05～62.83mg/kg，其中 98.35% 的數據(179 組)集中分布土壤Cr含量20.9～103.7mg/kg、稻米Cr含量0.05～5.74mg/kg范圍內(圖5-19)。集中分布的179組稻米Cr-土壤Cr數據(圖5-19)具有以下特點：①稻米Cr含量不隨土壤Cr含量的變化而變化，這與前人的研究結果相悖(包括對照試驗和江蘇淮安綠色食品基地采樣測試)，需要進一步分析研究其中原因；②稻米Cr含量超過國家《食品中鉻限量衛生標准》中的1.0mg/kg的58組數據的土壤Cr含量范圍也為20.9～103.7mg/kg，就是說稻米超標數據組中土壤Cr-稻米Cr也不存在正相關統計關系。
但鑒於長期生活於廣大的浙江平原(盆地)區上的居民，並未發現與高Cr有關的健康問題，本書暫時採用《土壤環境質量標准(GB15618—1995)》中的水田Cr標准作為評價標准，並把土壤Cr含量90mg/kg定義為安全界限值；把土壤Cr含量250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分別定義為pH值小於6.5、6.5～7.5、大於7.5情況下的基本安全界限值；把pH值小於6.5情況下的土壤Cr含量400mg/kg定義為危險界限值。
6.Cu
從圖5-20中可以看出，土壤中Cu含量分布范圍為11.7～83.1mg/kg，稻米中Cu含量分布范圍為1.29～9.8mg/kg，其中99.45%的數據(181組)集中分布在土壤Cu含量11.7～83.1mg/kg、稻米Cu含量1.29～7.99mg/kg范圍內，遠遠低於衛生部頒發的《食品中銅限量衛生標准(GB15199—94)》規定的糧食Cu最高限量10mg/kg。這說明，當土壤中Cu含量低於83.1mg/kg時，其上生產的稻米Cu含量指標是安全的。根據181 組稻米Cu-土壤Cu數據(圖5-21)，從國家食品衛生標准推測的3個回歸值分別為120mg/kg、165mg/kg和211mg/kg。綜合考慮國家標准及其使用情況，建議取80mg/kg作為安全界限值，取120mg/kg和200mg/kg分別作為基本安全界限值和危險界限值。
圖5-20 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cu(182組數據)分布
Fig.5-20 Cu distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-21 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Cu(181組數據)分布
Fig.5-21 Cu distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
7.Zn
從圖5-22中可以看出，土壤中Zn含量分布范圍為38.7～467.1mg/kg，稻米中Zn含量分布范圍為7.2～67.07mg/kg，其中98.90%的數據(180組)集中分布在土壤Zn含量38.7～200mg/kg、稻米Zn含量7.2～40mg/kg范圍內，遠遠低於衛生部頒發的《食品中鋅限量衛生標准(GB13106—91)》規定的糧食Zn最高限量50mg/kg。這說明，當土壤中Zn含量低於200mg/kg時，其上生產的稻米Zn含量指標是安全的。根據由180組稻米Zn-土壤Zn數據聚類合並的構造數據組(圖5-23)推測的3個回歸值分別為259mg/kg、524mg/kg和789mg/kg。綜合考慮國家標准及其使用情況，建議取200mg/kg作為安全界限值，取300mg/kg和500mg/kg分別作為基本安全界限值和危險界限值。
圖5-22 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Zn(182組數據)分布
Fig.5-22 Zn Distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-23 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Zn(60組構造數據)分布
Fig.5-23 Zn distribution(60 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
8.Se
從圖5-24中可以看出，土壤中Se含量分布范圍為0.124～0.642mg/kg，稻米中Se含量分布范圍為0.011～0.311mg/kg，其中99.45%的數據(181組)集中分布在土壤Se含量0.124～0.642mg/kg、稻米Se含量0.011～0.133mg/kg范圍內，遠遠低於衛生部頒發的《食品中硒限量衛生標准(GB13105—91)》規定的糧食Se最高限量0.3mg/kg。說明當土壤中Se含量低於0.64mg/kg時，其上生產的稻米Se含量指標是安全的。根據181組稻米Se-土壤Se數據(圖5-25)，推測的3個回歸值分別為2.21mg/kg、2.80mg/kg和3.39mg/kg。綜合考慮有關Se生態效應的文獻資料，建議取0.60mg/kg作為安全界限值，取2.0mg/kg和3.0mg/kg分別作為基本安全界限值和危險界限值。
圖5-24 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Se(182組數據)分布
Fig.5-24 Se distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
圖5-25 浙江省北部及東部地區稻米-根系土Se(181組數據)分布
Fig.5-25 Se distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
綜上所述，浙江北部、東部平原區水田安全性評價的農業地質地球化學評價標准值可歸納為表5-2、表5-3。
表5-2 浙江北部、東部平原區5種評價指標的評價標准值一覽表Table 5-2 Evaluation standard values for the 5 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang
表5-3 浙江北部、東部平原區3種評價指標的評價標准值一覽表Table 5-3 Evaluation standard values for the 3 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang(mg/kg)
(二)評價結果及討論
根據評價方法要求和確定評價標准值實測數據情況，在對浙江上虞市進行土地安全性農業地質地球化學評價之前，首先將浙江上虞全域區分為丘陵山區和平原盆地區兩類。本方法僅對浙江上虞平原盆地區進行評價，實際評價范圍包括北部山前平原-濱海平原區、章鎮盆地、豐惠盆地等，面積約742.5km2。
評價數據採用淺層土壤樣品測試分析數據，即樣品數據密度為1個/km2。浙江上虞境內共計1040個采樣點數據，其中評價區內共有868個采樣點數據。
評價程序是，首先逐一進行單指標評價，得到每個指標的評價結果離散圖；再採用「一票否決，區域疊加」方法，進行多指標評價；最後綜合考慮地質地理和人類活動等因素勾繪評價分區。安全區、基本安全區分別用綠色、黃綠色表示；警戒區、危險區分別用橙黃色、紅色表示，並用評價指標命名(圖5-26)。
1.評價結果
評價結果顯示，上虞市平原盆地區土地地球化學狀況良好，安全區和基本安全區面積約716.4km2，占評價區面積的96.5%。其中，安全區面積455.1km2，占評價區面積的61.3%，主要分布在北部平原區的瀝海鎮、崧廈鎮、蓋北鄉、百官鎮以及豐惠盆地的永和鎮、章鎮盆地南部、曹娥江沿岸上浦鎮—曹娥街道等地區。
基本安全區面積約261.3km2，占評價區面積的35.2%，主要分布在丁宅—章鎮、湯浦鎮、豐惠鎮、東關—道墟、小越—蓋北等地。基本安全區特徵是土壤Pb含量稍高，其中除小越—蓋北一帶可能主要由於受施用肥料、農葯等農業生產活動影響以外，其餘地區主要是受銀山、大齊嶴礦化的自然地質背景的控制。個別地區也有Hg、As或Cd含量稍高的現象，如東關鎮西局部地區土壤Hg、As、Cd 含量稍高，蓋北鄉以南局部地區As、Cd含量稍高，豐惠鎮西北局部地區土壤Hg含量稍高。
警戒區零星分布在東關、長塘湖田、銀山、豐惠鎮黃浦橋、蓋北鄉夏蓋山村五個地點(表5-4)，面積約17.7km2，占評價區面積的2.4%。其中銀山為As、Pb警戒區，主要是由於銀山礦化點地質背景造成的；東關、湖田、黃浦橋均為Hg警戒區，主要是受長期人類活動影響所致；蓋北鄉夏蓋山村為Cu警戒區，反映了蓋北葡萄基地20餘年來施用CuSO4溶液防治病蟲害產生的土壤Cu積累。
表5-4 浙江省上虞市土地警戒區分布情況一覽表Table 5-4 Distribution chart for alerting land zones in Shangyu City，Zhejiang Province
危險區零星分布在海螺山、稱山、華鎮、中塘四個地點(表5-5)，面積約8.4km2，占評價區面積的1.1%。除海螺山為As危險區以外，稱山、華鎮、中塘均為Cd危險區，可能都是人類活動影響所致。
表5-5 浙江省上虞市土地危險區分布情況一覽表Table 5-5 Distribution charts for dangerous land zones in Shangyu City，Zhejiang Province
2.評價結果討論
從本地區的評價結果看，與採用國家土壤環境質量標准評價的結果相比較(表5-6)，二者主要的不同點在於：
第一，從各類區的土地面積及分布來看，土地安全區相當於土壤環境質量的Ⅰ類和Ⅱ類區，基本安全區相當於Ⅲ類區，警戒區和危險區相當於超Ⅲ類區。僅從這一點來說，目前評價工作中，將用土壤環境質量標准評價得出的Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、超Ⅲ類的土壤環境質量分級，分別定義為清潔、輕度污染、中度污染、重度污染，不符合實際情況。
第二，從國家土壤環境質量標准二級標準的制定原則看，Ⅰ類和Ⅱ類區都應屬於未使農作物籽實重金屬含量超標的地區，應屬於安全區，這一點在本書的實例中得到了證實。
第三，本書所定義的基本安全區為農作物籽實符合國家食品衛生標準的保障程度是75%，而用國家土壤質量標准評價的Ⅲ類區屬於農作物籽實重金屬含量超標的范圍。二者對同一地區的土地質量安全性的評判存在很大差異，同時也證實了國家土壤質量標准確定的界限過於嚴格。
第四，本方法將相當於國家土壤質量標准評價結果的超Ⅲ類區，進一步區分為警戒區和危險區，更有利於合理利用和保護土地。
表5-6 浙江省上虞市土地安全性分區與國家標准土壤分類對比表Table 5-6 Contrast chart for the ecological safety zoning of land in Shangyu City，Zhejiang Province and the National Soils Categories
續表
圖5-26 浙江省上虞市土地生態安全性評價圖
Fig.5-26 Ecological safety estimation chart for land in Shangyu City，Zhejiang Province
⑤ 土地資源生態安全評價指標基準值
評價指標基準值主要來源於國家、行業和地方規定的標准，環境背景基準，類比基準，通過科學研究已判定的生態效應等。本研究所採用的基準值，來源主要為目前國際公認值和世界平均值，同時，考慮到我國生態環境的特點和河南省實際情況，部分指標的基準值採用了全國平均值和河南省平均值(表8.2)。
表 8.2 河南省土地資源生態安全指標基準值
注: Ⅰ為國際公認值; Ⅱ為國際標准; Ⅲ為世界平均值; Ⅳ為河南省平均值; Ⅴ為課題組制定。
⑥ 河南省土地資源生態安全評價的安全值
根據生態安全指標綜合安全計算的數學模型，即各評價指標的安全指數與指標權重的乘積，得到全省各評價區域的土地資源生態安全值。
從安全值分布區間來看，安全值低於0.4(不含0.4)的縣(市)有4個，佔到評價單元總數的11.76%;安全值在0.4～0.5之間的縣(市)有4個，佔到評價單元總數的11.76%;安全值在0.5～0.6之間的縣(市)有16個，佔到評價單元總數的47.06%;安全值在0.6～0.7之間的縣(市)有8個，佔到評價單元總數的23.53%;安全值高於0.7的縣(市)有2個，佔到評價單元總數的5.88%。
⑦ 加強土地生態安全監測、評價和預警
土地生態安全監測、評估與預警系統是維護土地資源生態安全體系的核心部分。加強土地生態監測站網建設，及時注意區域內土地生態環境狀況的動態變化，充分利用現有的氣候、水文等基礎土地生態環境監測站，合理布局監測站網，提高站網在空間上和監測對象上的覆蓋面。在站網稀疏、監測資料缺乏地區要適當增加布點。在監測的基礎上，建立土地生態環境變化的評價與預警系統，利用計算機技術、GIS 技術和 RS 技術等先進手段，構建生態安全信息資料庫與智能決策系統，及時快捷地發現警情，確定警源，評判警度，採取措施，防患於未然。同時對生態安全建設規劃的實施進行全過程監督，對實施結果進行認真評估，這樣在很大程度上能確保規劃順利實施和執行。
9.5.1 土地利用遙感動態監測體系建設
隨著河南省城市化進程的加快，土地資源開發利用的程度也在不斷地加深，規模在逐步擴大。但目前由於保護措施不到位，缺乏宏觀控制，造成了耕地減少、土地退化、資源短缺、生態環境惡化等諸多問題，從而極大地制約了經濟和社會持續穩定的發展。及時掌握土地利用變化信息，是政府制定經濟發展規劃、保障社會經濟協調持續發展的必要前提。通過土地利用動態遙感監測體系的建立，可以及時地將土地利用情況信息化，快速形成全面、准確的土地利用變化信息，定期向社會和有關部門公報。這不僅提高了土地管理水平，而且滿足了土地行政主管部門全面、及時地掌握土地利用的動態情況需要。
土地利用動態遙感監測體系是基於遙感與 GIS 手段能夠更准確及時地掌握土地利用結構變化、基本農田保護區的數量變化及保護情況，及時掌握耕地的最新的動態變化，可從宏觀上掌握城市建設規模的年度變化情況，從而能夠對地區的土地利用變化情況做出更准確的分析研究，輔助政府決策部門對地區經濟發展計劃做出合理的決策。通過衛星遙感動態監測等手段定期對重點城市或區域基本農田的變化情況進行動態監測，快速准確地掌握重點城市或區域基本農田的變化情況，嚴格限制非農建設佔用，防止農業結構調整破壞耕作層，對違法、違規佔用耕地 (基本農田)做到及時發現問題，及時查處糾正。
9.5.2 土地利用預警系統建設
對土地利用的預警分析是防止其利用向無序化發展和進行調控的重要途徑之一，對提高風險意識的能力，促進土地資源可持續利用，改善人類生存環境具有重大意義。河南省是人口大省，地區生態環境較脆弱，城市建設用地集約化程度普遍不高。因此，通過土地利用預警系統的建設，有利於加強土地利用的警示教育，讓公眾全面了解和正確認識河南省土地利用的現狀和形勢，積極引導公眾切實樹立科學發展觀，使土地利用向集約化轉變。
河南省是全國人口大省，也是全國重要的糧食主產區，人均耕地較少，低於全國平均水平。針對河南省耕地問題的重要性，需要建立耕地預警機制。耕地預警是在耕地數量遙感監測和地區耕地質量分析的基礎上，利用計算機技術、網路技術，進行耕地特別是基本農田利用和保護情況分析並發出預警等級信號。預警系統根據監測的基礎數據，預測一定時期內耕地質量變化的方向與變化程度，結合作物生長發育要求進行調控，並充分考慮國家糧食安全的要求，通過人口、土地生產力和人均消費水平來預測耕地的需求量，從而對耕地進行預警。
土地生態安全預警是對土地資源或土地生態安全可能出現的衰竭或危機而建立的報警，是從發現警情、分析警兆、尋找警源、判斷警度以及採取正確的預警方法將警情排除的全過程。土地生態安全預警的核心是土地生態安全的分析與評估，而影響土地生態安全的因素可能來自土地生態系統內部和外部的各個層面，因此必須選用不同的建模工具，建立模擬模型、評估模型和預測模型。通過測定土地生態系統所提供的服務的質量和數量變化來確定其安全閾值。根據安全閾值，可以監測土地生態系統結構與功能的變化及其對土地生態系統服務的質量和數量所受到的干擾，根據這些干擾與壓力作出土地生態系統受到威脅的判別，從而進行土地生態安全預警。
⑧ 土地資源生態安全評判分析
8.7.1 河南省土地資源生態安全評判標准
根據河南省各縣 (市)土地資源生態安全評價情況，參考相關文獻，本次研究制定了 5 個安全等級，即Ⅰ (不安全狀態)、Ⅱ (較不安全狀態)、Ⅲ (一般安全狀態)、Ⅳ(較安全狀態)和Ⅴ (安全狀態)。由於評價的是 「安全度」，因此綜合安全值越高，其區域土地資源生態系統結構相對較為穩定，在人為活動脅迫條件下的抗干擾性就相對較強，生態狀況就越好，反之則差 (表 8.9)。
表 8.9 河南省土地資源生態安全標准綜合評判
8.7.2 河南省土地資源生態安全評判分析
8.7.2.1 土地資源生態安全評價綜合值評判分析
通過對河南省土地資源可持續利用的生態安全評價可知 (表 8.10)，在評價的 34 個縣 (市)里，有 4 個評價單元的生態安全狀況處於 「不安全狀況」，分別為鞏義市、新密市、澠池縣和陝縣。其生態安全綜合值均接近上限。狀態表徵處於 「較不安全狀態」的有義馬市、西峽縣、嵩縣、商城縣、寶豐縣等，共 20 個評價單元，占評價單元總數的58.82% 。其中，近 80% 評價單元的生態安全綜合值處於中下等水平，義馬市更是接近不安全狀態。狀態表徵處於 「一般安全狀態」的有息縣、新蔡縣、虞城縣和封丘縣等，共10 個評價單元，占評價單元總數的 29.41% 。其中 80% 其生態安全綜合值位於 0.6 ～ 0.7之間，由此說明，雖然處於 「一般安全狀態」，這些評價單元的土地資源生態安全狀況也並不樂觀 (圖 8.3 至圖 8.6)。
8.7.2.2 評價結果總體評判分析
從土地資源生態安全評價結果 (表 8.11)可以看出，河南省土地資源生態安全總體狀況處於 「較不安全狀態」(圖 8.7)。
表 8.10 河南省土地資源生態安全評價結果
從系統評價結果可以看出，土地自然資源因素對評價的影響程度最大，其次是土地經濟因素和社會因素 (圖 8.8，圖 8.9)具體評判分析如下:
(1)土地資源生態安全處於不安全狀態的評價區域，如新密市、澠池縣、鞏義市、陝縣等，都是由於土地資源因素和土地經濟因素均處於較低水平而導致的，或者說，這些評價區域的土地資源生態不安全性的大部分動因是具有「結構型不安全」類型的。該地區位於丘陵區，植被覆蓋較差，耕地壓力較大，人均後備土地資源儲備明顯不足，水土流失面積占區域土地總面積的比例較大，土地自然資源質量有降低趨勢。此外，新密市、鞏義市等還存在由於土地污染現象加重，水質下降、治理投入資金相對污染速度較低而導致的社會生態環境不安全狀況。
圖 8.3 河南省土地資源生態安全評價綜合值
圖 8.4 處於不安全狀況的樣點 (區)分布
圖 8.5 處於較不安全狀況的樣點 (區)分布
圖 8.6 處於一般安全狀況的樣點 (區)分布
圖8.7 安地資源生態土全綜合評價圖
圖8.8 全地自然生態安土系統安全評價圖
圖8.9 安地經濟生態土全系統評價圖
(2)土地資源生態安全處於較不安全狀態的評價區域有義馬市、西峽縣、嵩縣、商城縣等，該區域在地形地貌上有平原和丘陵。平原地區的土地資源生態不安全表現為以人類活動脅迫為主的不安全動因，具體表現為人均耕地壓力較大，人口密度大，土地生態系統服務功能退化嚴重; 丘陵地區的土地資源生態不安全表現為人類活動和環境脅迫兼有的不安全動因，具體表現為人均耕地壓力較大，森林覆蓋率低，耕地質量指數低，環境污染治理強度差等，該地區生態系統結構破壞較大，功能退化且不完全，受外界干擾恢復困難，生態問題較大，生態災害也比較多。
(3)土地資源生態安全處於一般安全狀態的有息縣、新蔡縣、虞城縣、封丘縣等，大部分屬平原地區，該地區人均水資源相對較多，農田旱澇保收率較高，水土流失面積百分比偏低，單位土地工業 「三廢」負荷相對較低，土地利用結構多樣性指數較高。總之，土地生態系統服務功能已有退化，生態環境受到一定破壞，生態系統結構有變化，但尚可維持基本功能，受干擾後易惡化，生態問題顯著，生態災害時有發生。
表 8.11 河南省土地資源生態安全評價因素安全值排序
續表
⑨ 土地資源生態安全評價指標實際值
土地資源生態安全評價指標的實際值主要通過統計年鑒、文獻資料和實地調查取得。取得方式可分為直接獲取和間接計算。
首先，根據研究區域所在省轄市2006年統計年鑒，直接獲得評價區域的城鎮化水平指標的實際值;從獲取的人口總數、區域土地總面積、糧食產量、農村總收入以及環境污染治理投資等數據，可計算包含「人均」及「單位土地」、「單位耕地」等評價指標的數據(如人均耕地、人均水資源、人均後備資源、單位耕地糧食等)。
其次，根據土地變更台賬、土地後備資源調查結果、農用地分等定級成果、環境公報和水資源公報等文獻資料可獲取評價區域的耕地面積、水資源總量、後備資源總量、耕地質量指數、地表水質等級、水土流失面積、工業三廢排放量、區域化肥、農葯及農膜使用量等數據，並結合統計年鑒中獲取的數據，從而計算各項評價指標數據。
最後，選取了南陽、永城、平頂山等地進行了實地調查，對疑問數據進行了核實和調整。
河南省土地資源生態安全評價指標實際值見圖8.2。
圖8.2 評價區域部分指標值分布
⑩ 土地資源生態安全及評價研究現狀
劉勝華、潘成榮、曲福田等學者從土地資源生態安全問題及對策角度對土地資源生態安全進行了研究。劉勝華 (2004)圍繞我國土地生態安全方面的主要問題提出要完善我國土地生態安全的法律體系。潘成榮 (2004)根據安徽省自然資源質量與分布等特徵討論了土地利用與生態安全，並針對土地利用的具體問題提出了相應的解決措施。曲福田(2005)首先闡述了土地生態安全的概念，隨後以江蘇省為例分析了其嚴重的土地生態安全問題，最後提出了確保土地生態安全的對策。
羅貞禮、王強、劉勇、田克明以評價指標體系、評價方法等為主要內容對土地資源生態評價進行了研究。羅貞禮 (2002)利用系統聚類分析方法，以湖南省 14 個地州 (市)為樣本，從 1999 年社會經濟和土地生態環境壓力、土地生態環境質量、土地生態環境保護和整治能力等多方面選取了 24 個指標，對土地利用生態安全評價指標作了聚類分析。王強 (2003)通過介紹我國草地概況和國內外生態安全研究的進展，提出了我國草地生態系統生態安全的評價體系。劉勇在對區域土地資源生態安全概念、內容和目標研究的基礎上，探討了區域土地生態安全評價方法，建立了土地資源生態安全評價的代表性指標體系，並以浙江嘉興市為例，以嘉興市土地資源生態安全作為評價的目標層，構建了適合區域特徵的土地資源生態安全評價指標體系，進而運用相關數學方法，對嘉興市 1991 年和 1997 年的土地資源生態安全狀況進行了綜合評價。田克明 (2005)在分析我國農用地生態現狀的基礎上，建立了農用地生態安全評價的指標體系，並針對我國的國情提出了農用地生態安全評價方法 (表 3.2)。
表 3.2 我國以土地資源生態安全為主題的部分研究課題一覽