土地生态安全
① 土地资源生态安全的概念
土地资源生态安全是在能源安全、水安全、食物安全、环境安全、生态安全和资源安全的概念相继出现和广泛运用后出现的术语。在介绍土地资源生态安全之前，有必要了解一下生态安全与土地资源安全的概念。
2.1.1 生态安全
所谓安全是指主体存在的一种不受威胁、没有危险的状态。当一个国家或地区所处的土地生态环境状况能够维系其经济社会可持续发展时可称之其生态是安全的，反之，就不安全。通常人们将安全分为传统安全与非传统安全两大类。传统安全主要是指军事安全或国防安全。非传统安全则主要包括文化安全、经济安全、信息安全、资源安全、环境安全、生态安全和食物安全等。生态安全是非传统的重要内容，并与环境安全、资源安全、食物安全与经济安全等有着密切的关系。生态安全是国家生存和发展的必要条件和基本保障，生态安全问题始终是世界各国持续发展的核心任务。
生态安全的概念有广义和狭义两种理解。广义上的生态安全概念以国际应用系统分析研究所 (IASA，1989)提出的定义为代表: 生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成一个复合人工生态安全系统。狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康的整体水平反映生态系统健康是环境管理的一个新方面和新目标，通常认为，功能正常的生态系统可称为健康系统，它是稳定和可持续的，在时间上能够维持其组织结构和自治，及保持对胁迫的恢复力; 反之为功能不完全或不正常的生态系统，即不健康的生态系统，其安全状况则处于受威胁之中。总之，生态安全具有两重含义，一是土地生态系统自身是否安全，其结构是否受到破坏; 二是土地生态系统对于人类社会和经济发展是否安全，所提供的服务是否满足人类生存需要。显然前者是后者实现的基础和前提。同时，生态安全应该是指自然、经济和社会复合生态系统的安全，包括自然、经济、社会 3 个方面的安全，属广义的生态安全，但又强调自然生态系统功能与人类活动的关系。因此，在一定时期与一定地域范围内，如果土地生态系统在维持正常健康的系统结构与功能前提下，能够满足人类合理的社会经济发展，则称为生态安全; 反之，称为不安全。
生态安全是安全的一种，但又不是普通的安全，其具有特殊的属性与特点。
2.1.1.1 整体性
生态安全具有整体性，即所谓的 “蝴蝶效应”。局部生态环境的破坏可能引发全局环境问题，甚至会使整个国家和民族乃至全球的生存条件受到威胁。因此，各国应重视国际间的生态环境合作，以求得共同的生态安全利益。
2.1.1.2 综合性
生态安全包括诸多方面，而各个方面又有诸多的影响因素，各因素有生态方面的，也有社会和经济方面的，这些因素相互作用，相互影响，使生态安全显得尤为复杂。
2.1.1.3 区域性
区域性是指生态安全问题不能泛泛而谈，应该有针对性。选取的地域不同、对象不同，则生态安全的表现形式也会不同，各区域研究的侧重点也应不同，而随之得出的结果以及采取的措施同样会不同。
2.1.1.4 动态性
万事万物都是发展变化的，生态安全也不例外。生态安全会随着其影响要素的发展变化而在不同时期表现出不同的状态，有可能朝着好转的方向发展，也可能呈现恶化的趋势。因此，控制好各个环节使其良性发展是维持生态安全的关键。
2.1.1.5 战略性
对于某个国家或地区乃至全球来讲，生态安全是关系到国计民生的大事，具有重要的战略意义。能够维持生态安全，才可能实现经济持续发展，社会稳定、进步，人民安居乐业; 反之，经济衰退，社会动荡，生态难民流离失所。在制定重大方针政策和建设项目的时候，应该把生态安全作为一个前提。
党中央、国务院高度重视生态安全问题。党的十六届五中全会提出，全面贯彻落实科学发展观，加快建设资源节约型、环境友好型社会。 “十一五”规划对建设资源节约型、环境友好型社会提出了具体目标和措施。2008 年 4 月，国务院做出了加强环境保护的决定。第六次全国环境保护大会，对保护生态环境、维护生态安全提出了明确要求，要促进经济发展能力，明显改善生态环境，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。
2.1.2 土地资源安全
土地资源安全是生态安全的重要组成部分，关系到国家的政治安全、经济安全、国防安全和人民的生存安全。土地资源安全是指一个国家和地区可以持续地获取、并能保障生物群落 (人类)健康和高效能生产及高质量生活的土地资源状态或能力。
具体来讲，土地资源安全包括以下 5 层含义:
(1)数量安全含义，即按人类所需可以持续地获取土地资源。土地资源量要充裕，既有总量的充裕，也有人均水平的充裕，而且后者较之前者更有意义。
(2)质量安全含义，即维持土地资源具有长期、持续和稳定生产能力的土地资源质量。
(3)结构安全含义，即指土地资源系统结构的稳定性，包括耕地系统、林地系统、草地系统之间稳定的结构关系以及各系统内部的结构关系的稳定，土地资源供给的多样性是结构稳定性的基础，没有多样性就谈不上土地资源的结构安全。
(4)均衡含义，包括土地资源分布的地区均衡以及个体与群体之间的分配均衡两方面，土地资源分布或分配不均衡，会增加资源供给的时间和成本，是导致土地资源安全问题的重要原因之一，也是影响土地资源安全的重要因素。
(5)目标含义，即土地资源安全的目标是最大限度地实现土地资源数量供给的稳定、质量供给的稳定和土地资源供给的多样性，保证土地资源供给的地区均衡和人群均衡。
土地资源安全的特征主要有以下 4 种:
(1)保障供给。在任何情况下，对于国民经济发展和人民生活所需要的各类国土资源，都要保障供给，这是国土资源经济安全的最基本特征。
(2)土地资源安全的收益具有代际转移性。这是指保证土地资源安全，既为当代人的发展权利提供了有力的保障，也为未来世代人的发展权利提供了强有力的保障。
(3)土地安全具有基础性。到目前为止，或在可以预见的将来，人类还找不到一种可以离开土地生态系统生存繁衍的方法和途径，这就决定了土地资源的基础性作用。
(4)土地资源安全具有可持续性。从长远的角度来看，土地资源安全就是土地资源的可持续力，不仅要保证对当代人的供给，也要保证对未来世代人的供给，也就是要保证国土资源的数量和质量，且能够持续利用。
土地资源不安全的影响具有广泛性。安全是一种稳定状态，不安全则使这种稳定状态遭到了破坏。一旦土地系统的稳定状态遭到破坏，不仅会影响人类的生存安全，也会影响其他动 (植)物等生物多样性的安全; 不仅影响当代人的生存安全，也会影响未来世代人的生存安全，因此，土地资源不安全的影响是广泛而深远的。土地资源不安全的结果还具有不可逆性。土地资源系统结构的稳定性、过程的连续性和功能的完整性是在漫长岁月中自然进化的结果，人类活动规模的不断扩大、活动空间的不断拓展和活动强度的不断增加，使土地资源系统的安全受到了前所未有的破坏———数量急剧减少、质量退化、土壤系统污染加剧和荒漠化等等，这种结果从某种意义上讲是不可修复的，即使可以修复，其修复成本也可能高得难以承受。此外，土地资源不安全的成本具有代际转移性。当代人的不可逆行为所导致的高昂成本往往并不直接由当代人自身承担，而是转移给未来世代人，这可能就是当代人肆无忌惮地滥用人类赖以生存和发展的土地资源的根本原因之一。
2.1.3 土地资源生态安全
土地资源生态安全 (Land Resource Eco1ogical Security，LRES)是指在一定时空范围内，土地生态系统在非良性人类活动强度影响或外力作用下，能够保持其结构与功能不受威胁或少受威胁的健康、平衡的状态，并能够为保障人类社会经济与农业可持续发展提供稳定、均衡、充裕的自然资源，从而维持土地自然、社会、经济复合体长期协调发展。土地资源只有在这种生态安全的状态下，才能维持土地资源与人类的协调发展，实现自然、经济和社会的可持续发展目标。
由此可以看出土地资源生态安全研究在相关研究中的地位及其研究分类 (图 2.1)。
本次研究认为，土地资源生态安全是一种能力，是一定时空范围内，在非良性人类活动强度影响或外力作用下，土地生态系统能够保持其结构与功能不受威胁或少受威胁的健康、平衡状态的能力，也就是维持土地自然、社会、经济复合体长期协调发展的一种能力。这种能力也可以用土地资源生态安全性或安全度来表示。
相反，土地资源生态不安全则是指土地资源生态系统对外界干扰所产生的应变能力，是在非良性人类活动强度影响或外力作用下产生土地生态环境问题的概率大小，侧重突出土地生态系统偏离原生环境的程度，即生态环境受外界干扰后表现出来的不稳定性特征。不安全性 (不安全度)越大，对非良性干扰越敏感，且具有放大效应; 对良性干扰 (恢复重建)则表现为钝化，转化效率低。
图 2.1 土地资源生态安全分类
进行土地资源生态安全评价的最终目的就是找出造成土地资源不安全的因素，从而有针对性地采取措施以维持土地资源生态安全的可持续性。本次研究认为，造成土地资源不安全的因素可以从两个方面考虑，一是由其生态系统自身的结构或者立地条件决定，可以称之为结构型不安全动因，这种动因主要体现在系统自身的不稳定性和敏感性; 二是外部环境扰动对生态系统造成的不利影响，可以称之为胁迫型不安全动因。根据诱发土地资源生态系统不安全性的各种力量来源，胁迫型不安全动因又可分为人类活动胁迫型和环境胁迫型两类。
② 土地资源生态安全研究的理论基础
2.3.1 可持续发展理论
可持续发展是 20 世纪 80 年代人类全面总结自己的发展历程，重新审视自己的社会经济行为后，提出的一种全新的发展思想和发展模式。1987 年世界环境与发展委员会(WCED)发表了 《我们共同的未来》，首次系统地阐述了可持续发展的概念和内涵，可持续发展模式强调社会、经济、环境的协调发展，追求人与自然、人与人之间的和谐，其核心思想是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害，既满足本区域发展的需要，又不对其他区域的发展构成危害，使人类能够持续、健康地发展下去。
目前，可持续发展已从学术讨论转向实际应用，成为 21 世纪人类的共同选择。可持续发展已经成为指导人类生产和生活实践的理论之一，我国已经把实施可持续发展战略作为国家发展的基本战略。
2.3.1.1 可持续发展的内涵
可持续发展的定义虽短，却有着非常丰富的内涵，包括经济可持续发展、社会可持续发展、资源可持续发展和环境可持续发展。
(1)经济可持续发展: 可持续发展的最终目标就是要不断地满足人类的需求和愿望。因此，保持经济的持续发展是可持续发展的核心内容。发展经济，改善人类的生活质量，是人类的目标，也是可持续发展需要达到的目标。目前广大的发展中国家正经受着来自贫困和生态恶化的双重压力，贫穷导致生态破坏的加剧，生态恶化又加剧了贫困。对于发展中国家来说发展是第一位的，加速经济的发展，提高经济发展水平，是实现可持续发展的一个重要标志。没有经济的可持续发展，就不可能消除贫困，也就谈不上可持续发展。
(2)社会可持续发展: 可持续发展实质上是人类如何与大自然和谐共处的问题。人们首先要了解自然和社会变化的规律，才能达到与大自然的和谐相处。同时，人们必须要有很高的道德水准，认识到自己对自然、社会和子孙后代所负有的责任。因此，提高全民族的可持续发展意识，认识人类的生产活动可能对人类自身环境造成的影响，提高人们对当今社会及后代的责任感，增强参与可持续发展的能力，也是实现可持续发展不可缺少的社会条件。
(3)资源可持续发展: 可持续发展涉及诸多方面的问题，但资源问题是其中心问题。可持续发展要保护人类生存和发展所必需的资源基础。因为许多非持续现象的产生都是由于资源的不合理利用引起资源生态系统的衰退而导致的。因此，在开发利用的同时必须要对资源加以保护，如对可更新资源利用时，要限制在其承载力的限度内，同时采用人工措施促进可更新资源的再生产，维持基本的生态过程和生命支持系统，保护生态系统的多样性以利于可持续利用。
(4)环境可持续发展: 可持续发展也十分强调环境的可持续性，并把环境建设作为实现可持续发展的重要内容和衡量发展质量、发展水平的主要标准之一，因为现代经济、社会的发展越来越依赖环境系统的支撑，没有良好的环境作为保障，就不可能实现可持续发展。
2.3.1.2 生态安全是可持续发展的基础
国际生态学联合会和国际生物联合会在 1991 年 11 月共同举行的可持续发展研讨会上，将可持续发展定义为 “保护和加强环境系统的生产和更新能力”，认为可持续发展是“不超过环境承载能力的发展”。1992 年，联合国在巴西里约热内卢召开的 “世界环境与发展大会”上第一次明确地提出了环境安全与可持续发展的概念，并指出了生态安全与可持续发展的紧密关系。生态安全对社会经济发展，尤其是对经济发展具有一定的约束作用，但它同时对发展又具有引导、调控和促进作用，科学合理的生态安全标准是引导、调控发展的依据，稳定的生态环境对经济具有加速作用。
温家宝总理在 “21 世纪论坛”2005 年会议开幕式上指出，实现可持续发展，是新世纪人类社会共同面临的重大问题，呼吁发展中国家要推进可持续发展能力建设。生态安全对可持续发展具有保障作用，是可持续发展能力的重要组成部分。在经济发达阶段，比较充足的财富条件使人们更加关注安全，发展与生态安全的矛盾相对弱化; 但在发展的初级阶段，尤其是在经济远远落后的情况下，人们面临的发展压力很大，特别容易忽视生态安全，盲目发展造成的后果是，轻者环境恶化，阻碍经济持续增长，重者危及人类的生存。因而，如果不能够保证生态安全，那么发展最终会偏离可持续的方向，类似 “南辕北辙”的道理，速度越快，经济崩溃发生得越早。
如果没有生态系统的可持续性，没有环境及生态安全的保障，可持续发展就会成为一句空话。因此，生态安全是可持续发展的基础。
2.3.2 土地生态学理论
土地生态经济理论在土地资源利用中的运用较为广泛和深入，土地生态-社会-经济系统观点的建立就是典型例证。土地资源既是劳动的对象，又是基本的生产资料，因而，对土地的评价及其开发，必须立足于生产系统，运用土地生态经济学原理，把生态中的自然生态、社会经济及技术等因素融为一体，进行综合性研究。土地生态社会经济系统中的生产过程是自然、社会和技术的综合。在这个系统中，土地生态系统再生产和经济系统的再生产相互交织，它们之间存在着物质和能量的交换。土地生态系统通过自然再生产过程使物质和能量发生转化后，将各种再生产品输入经济系统再生产，成为经济系统的输入，而经济系统则输出劳动、技术和物质产品等，成为土地生态系统的输入，如此循环往复形成的最终的社会产品又作为物质与能量输入，进入社会进步系统。3 个系统相互依存，彼此制约，互有反馈。
经济发展与自然资源利用、环境保护和社会进步之间存在着辩证关系。物质资料的生产是人类社会存在和发展的基础，生产活动是人类最基本的实践活动，没有生产及其相应的经济活动，就没有人类社会的进步。人们通过生产劳动实现对自然界的作用，引起自然界的变化，改变自然界的面貌，进行经济再生产和自然再生产。人类正是通过对自然资源的开发来获取各种人类所需的物质资料，以满足自身的需要，推动社会发展。可以说自然资源是经济发展的物质基础，自然资源的状况影响着经济发展的速度，离开了自然资源，人类要进行物质资料的生产及从事与其相联系的其他一系列活动都是不可想像的。但是自然资源的丰富并不等于社会财富的丰富，要将自然资源转化为社会财富还有赖于社会经济系统的有效运行。这些是建立在经济的发展和技术水平提高的基础上的，因此，经济的发展是自然资源的认识、开发、利用和保护的社会前提。经济发展与环境保护的关系是相辅相成的。经济的发展有赖于社会生产，而社会生产又与环境的开发利用和周围的生态环境有着不可分割的联系。环境也是一种资源，环境资源的好坏直接关系到经济发展的前景。良好的环境资源状况可以为经济发展提供良好的条件; 反之，环境资源如果遭到污染和破坏，势必阻碍生产的发展。环境问题主要是在经济发展过程中产生的，如不发达国家的环境问题是由于环境生态意识薄弱、技术和管理落后、交通能源基础工业薄弱、资源利用率低下造成的，因此，要解决生态环境问题，就必须发展经济。在经济活动中，由于环境污染和生态破坏影响社会稳定和经济发展的事例屡见不鲜，环境问题在许多方面已成为经济发展的一个不容忽视的制约因素。土地生态经济理论认为: 土地生态环境问题必须与社会经济问题一起考虑，并在经济发展中求得解决，必须采取措施实行环境保护和经济发展相协调的发展战略。
2.3.3 人地关系理论
人地关系从生态学角度上看是人与土地生态环境相互关系的简称。人地关系理论的提出及其具体含义，随着时代背景和各学科的不同而不尽相同，有着一个由简单到比较复杂的发展过程。
早期的地学家提出的人地关系可概括为人与自然的关系，是反映人与自然之间的构成和联系的。人们在人地关系研究中形成的各种理论，就是对人地关系、人与自然之间本质关系和机理的表述。这与后来人地关系研究中越来越多地重视人与自然、人类社会经济发展与生态环境之间的关系确实存在着很大的不同。但是这种不同主要还是由于在不同的历史时期，人们对土地需求及认识和利用改造自然能力的不同而形成的。
早期的人地关系理论一般立足于人对自然的依赖和适应上，因而主要着眼于向土地索取食物作为人地关系的平衡点。后来，随着人口增多和科技发展，人类对土地的需求不再只是食物，不能单纯地依赖土地的自然供给，也有能力利用和改造自然以满足日益增多的需求，因而后来的人地关系研究更多的是开拓人地关系中人与自然及其衍生的人口经济问题，从而将人地关系的内涵扩展到了 “人口-资源 (土地)-粮食-能源-环境”的总框架和多元结构与联系上，以寻求人类社会经济发展与资源环境的协调和平衡。而要求人地关系，即人与自然之间的总体协调和平衡，首先应将着眼点和立足点置于人口问题和人口经济问题上，因为土地是自然供给的，而人口因素是可变的。
2.3.4 区域科学与区域分析理论
区域作为人类聚居的场所，或者经济社会活动的载体，都是人类为了自身发展和社会进步而进行开发、利用、改造的对象。地理学作为研究人类活动与地表自然环境的关系，即人地关系的学科，其中心或集中点即是研究反映各种人地关系的地域系统，或称区域系统。因此，区域研究历来就是地理学一个传统的、基本的研究领域。“区域”是一个普遍的概念。地理学把 “区域”作为地球表面的一个自然地理单元，经济学把 “区域”理解成一个在经济上相对完整的经济单元，其他科学领域对 “区域”的理解和定义也各不相同。但就区域的本质而言，它是地球表面的一个范围，是地球表面各种空间范围的泛称或抽象，具有一定的范围和界限、一定的体系结构形式 (多级性、层次性)。区域是客观存在的，人们对其定义的差别是人们按照不同的要求、对象加以划分的，是主观对客观的反映。
区域分析主要是对区域发展的自然条件和社会经济背景特征及其对区域社会经济发展的影响进行分析，探讨区域内部各自然及人文要素间和区域间相互联系的规律。区域分析涉及地理学、经济学、社会学、政治学以及生物学等许多学科，并不是一门独立学科，而是作为一种科学方法论形成和发展起来的，是为有关学科研究区域问题和进行区域规划提供理论基础和研究方法的。区域分析是随着区位论和区域科学的发展而发展的。在区位论产生以前，无论是地理学还是经济学对区域的研究都停留在观察、记录和统计描述上，区位论的产生及其发展，使区域分析开始运用数学方法对区域要素进行统计、归纳、演绎乃至模拟。早期的区位论和区域科学对区域问题的分析研究虽然也涉及社会学、地理学等其他学科的理论方法，但还是以运用经济学的理论方法为主，研究内容以经济问题为重点。20 世纪 80 年代以来，人口、资源、环境及区域发展问题越来越受到人们重视，这使得区域分析的内容更加广泛和综合，也使得以研究区域资源与环境问题见长的地理学者对区域问题的研究有了更多的参与机会和更多的研究领域。
2.3.5 系统论
系统论是由美籍奥地利生物学家贝塔朗菲 (L.V.Bertalanffy)提出的，是一门运用逻辑学和数学方法研究一般系统运动规律的理论，从系统的角度揭示了客观事物和现象之间相互联系、相互作用的共同本质和内在规律性。系统论的基本概念包括系统、层次、结构、功能、反馈、信息、涨落、突变和自组织等。系统是由若干相互联系、相互作用的要素组成的有机整体。系统的构成必须具备: ①由若干组成成分构成; ②各组分相互联系、相互作用; ③组分以整体的方式共同完成一定的功能。层次指系统组织的等级秩序性; 结构是系统内部组成要素间相对稳定的联系方式、组织秩序与时空的表现形式; 功能指系统自我调节的循环过程; 信息指不确定性的量度，系统的组织程度和有序程度，物质、能量时空不均匀性的表现; 平衡是指在一定条件下，系统所处的相对稳定的状态; 涨落是对系统稳定平衡状态的偏离，又称为干扰和噪声; 突变是指外部条件连续变化时系统发生在跃迁临界点上的不连续性; 自组织是系统自发走向有序结构的性质和能力。系统特性如下:
(1)整体性: 系统的整体性是指系统内部各要素之间相互联系、相互制约，共同构成一个有机体，某种要素的变化会引起其他要素变化乃至整个系统的变化。例如在水源区生态环境系统中，由特有的气候、水文、土壤、生物和地貌共同构成一个复杂的自然地理系统，如果当地的植被遭到大规模破坏，地表径流增加，就会引起水土流失加剧、大规模的土壤退化、生物衰减，出现整个地理系统的逆向演化。
(2)稳定性: 是指系统的性质在一定的内外干扰下不发生相应改变或发生改变后可以自动恢复到原来状态的性能。系统之所以具有稳定性是由于系统内部存在着一系列负反馈机制或自我调节机制。系统稳定性的大小主要与系统的组成和结构的复杂程度有关。任何系统的稳定性都是有条件的，其自我调节能力均存在一定的限度。当系统内外干扰超过了系统本身自我调节能力时，其稳定性就遭到破坏，系统的整体功能就要发生变化。
(3)层次性: 系统由要素组成，要素就是该系统的 “子系统”，而要素本身又是由更低一级的子系统构成的，如此类推可以分出很多级子系统，产生了不同的层次。
(4)开放性: 系统的开放性指系统与其环境发生物质、能量和信息交换的性能，系统从其周围环境中得到 (输入)物质、能量和信息，同时系统又向环境释放 (输出)物质、能量和信息。水源区生态系统存在于特定区域的自然环境和社会经济环境之中，不能脱离环境而存在，与环境之间不断地进行着物质转移、能量转换和信息传递，体现了水源区生态系统不是孤立的、而是开放的特性。
(5)动态性: 系统每时每刻都在发生变化，只不过有些系统变化明显一些，有些系统变化不很明显。在水源区生态环境综合研究过程中，植被的变化、资源的过度开发利用、环境的污染以及土地利用/土地覆被变化都会导致水源区生态环境系统稳定性变差，生态环境安全出现危机。
③ 土地资源生态安全驱动因素分析
土地资源生态安全也就是土地资源生态系统的安全。土地生态系统是一个由土地、自然环境、社会经济环境、技术、政策、人等生态因子组合而成的有机整体，系统中的任何一种因子的变化都会使自然界原有的土地生态平衡被打破，影响着土地生态系统自身的安全状况及其对人类和社会经济发展的安全状况。尽管土地生态系统自身具有一定的恢复功能，但这个功能是有其自身的限度的，超过了这个限度将不能恢复，或者说，超过了一定限度，土地生态系统就是不安全的。因此，在构建土地资源生态安全评价体系之前，研究和深入理解影响土地生态系统或土地资源生态安全的各种因素是非常有必要的。
总体来讲，影响土地生态系统或土地资源生态安全的各种因素主要有两个方面，即自然条件和人文条件。整个土地生态系统的物质循环、能量转换和信息流动的前提和基础就是土地资源的自然条件或立地条件，自然条件是影响土地生态系统安全的内在因素;而人文因素或人的活动则是影响土地生态系统安全的外在动因，二者共同作用促使土地资源生态安全的动态变化。
6.1.1 自然驱动因素分析
自然条件与土地资源条件直接影响着土地生态质量，进而影响着土地资源生态安全。自然条件主要包括气象气候、地形条件、水资源条件和植被条件等。
6.1.1.1 气象气候
河南省处于暖温带和亚热带交错的边缘地区。全省年平均气温为12.8～15.5℃。年降水量从北到南在550～1295mm之间。气候变化异常，较常产生干旱、冰雹、霜冻、洪涝、大风等各种气象灾害。这些灾害在豫西山地丘陵区极易造成水土流失、滑坡、泥石流，尤其是豫西南地区降雨量大，年内分布不均衡，60%以上集中于汛期，暴雨集中，历时短，入渗有限，地表径流量较大，水土流失较为严重，加剧了生态环境的脆弱化，从而降低了生态环境的安全度。总体来说，气候适宜，土地质量高，土地生态的安全性就好。
6.1.1.2 地形条件
地形条件是影响土地资源的持续利用和土地资源生态安全的条件之一。河南省地形呈西高东低之势，东部黄淮平原地形条件好，水土流失少，土地质量相对高，土地持续利用的可能性大，安全性高;反之，诸如豫西、豫西北山地、黄土丘陵区地形条件不好、坡度大的部分区域，土地质量差，土地利用受到的限制大，在利用过程中容易造成土地质量退化，生态安全性就差。
6.1.1.3 水资源条件
水资源为既是资源又是土地利用的基本用地类型。水资源总量的多少、时空分布以及水资源质量状况对土地利用、区域经济发展以及生态环境都具有重要的影响。河南省地表水资源并不丰富，且由于受地形地貌的影响分布极为不均。其分布与降水的总趋势大体一致，径流的高低值区与多雨、少雨区彼此相应。基本上是南部大于北部、山区大于平原，且由西至东递减。地表水资源的地区分布与土地及人口分布组合很不平衡，加剧了水资源的供需矛盾，很容易引发一系列水资源生态问题。
6.1.1.4 植被条件
植被条件通过土地表层覆盖度直接影响着土地生态环境状况。植被多样化、覆盖度较高的地区，生态系统结构和功能相对较好，能够较好地起到保水保土作用，生态防护性能和土地生态安全性就高。
6.1.2 人文驱动因素分析
土地是人类社会赖以生存的基础，是进行各种开发利用活动的载体，同时土地利用变化尤其是土地生态环境状况反过来也受着人类活动———例如，经济、技术、社会以及政治等的重大影响。长期以来，尤其是在工业化、城镇化的快速发展中，对自然资源的掠夺性、粗放型经营利用导致了自然生态环境的恶化，严重地威胁着包括土地在内的各类自然资源的可持续利用。这些社会、经济行为和技术政策条件就是人文因素。在自然资源越来越稀缺的状况下，土地资源生态安全状况越来越多地受到人文因素的制约和影响。人文因素，主要包括区域人口因素、经济发展状况、土地利用方式和技术等。
6.1.2.1 人口因素
人口是一个包括人口数量、质量、人构成、人发展、分布和迁移等各种因素的综合范畴。人口因素是社会生活的必要条件之一，是土地生态系统中最活跃、最积极的因素，对社会发展和自然生态环境变化起着影响和制约的作用。最早环境安全的由来便是考虑到人口因素对自然的影响之多。美国著名环境专家Lester.R.Brown于1981年出版的《建设一个持续发展的社会》中指出“目前对安全的威胁来自国与国关系的较少，而来自人与自然间关系的可能较多……土壤侵蚀，地球基本生物系统的退化和石油储量的枯竭，目前正威胁着每个国家的安全”。
随着人类数量的增长，人类对资源的占有和不合理的开发利用，如森林减少、工业“三废”、环境污染等，导致了生态平衡的失调，越来越强烈地干扰自然生态系统的平衡。表现在土地生态系统上，人类过度垦殖导致土地沙化、水土流失、大量耕地和基本农田被占用，打破了原来比较合理的土地利用结构;过度消耗土地生态系统的产品，增加了对土地系统生产力的压力，对生态安全性造成不利影响。总之，人口因素是土地利用变化的一个重要的驱动力。
6.1.2.2 经济因素
经济的粗放式扩张将消耗大量的资源，也会有一定的污染物排放，对生态环境造成一定的破坏，对于环境承载力是一个严峻考验;人类为了尽快地实现经济的发展，提高整个社会的经济水平，就要最大限度地提高资源和能源的利用率，加速对资源的开发和利用，从而使得各地资源禀赋、环境承载力严重失衡。在我国，20多年的时间内就集中出现了发达国家上百年工业化过程中分阶段才会出现的各种生态环境问题。
城镇化和工业化是现代经济发展的两种重要过程。它们通过人口、产业集中、地域扩散占用土地，使土地利用非农化;通过生活方式和价值观念的扩散，改变原来土地的利用结构。在此过程中，农耕地向非农业用途转化尤为突出。城市用地迅猛地挤占周围的农用地，使部分区域的农业安全性和可持续性很难维持。
6.1.2.3 土地利用方式和技术
土地利用方式和技术对土地资源生态安全有正负两个方面的影响。一方面，由于土地利用方式的合理、技术的提高，对土地资源的保护能力和技术也不断提高，可以维持和提高土地的质量和生态功能，例如，生态退耕、沙地治理、提高林地和湿地面积等等对土地生态环境都有改善;另一方面，如果土地利用方式由于技术的提高，增加了对土地资源的开发利用强度，如果不加以防范，可能会造成土地退化，对生态安全造成影响，例如，过度耕垦、不合理规划、生态退耕和沙地治理存在忽视植被自然地域分异规律等现象，都会导致土地资源总体生态服务功能的相对下降。
④ 土地生态安全性评价
为了对浙江上虞土地质量安全性进行区域性评价，作者选择了本区大面积种植的水稻作为评价指示作物。评价指标选择Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Se等8种元素指标。评价的源标准采用国家食品卫生标准(表5-1)。
表5-1 8种评价指标的国家食品限量卫生标准一览表Table 5-1 The indexes of National limited sanitary standards for estimating food
(一)确定评价标准值
浙江上虞境内采取稻米-根系土配套样品26组，另外在浙江东部沿海平原区、浙江北部平原其他地区还采集稻米-根系土配套样品156 组，因此，在浙江省平原(盆地)区可用于确定评价标准值的原始数据共有182组。
1.Cd
从稻米-根系土Cd数据分布图(图5-1)可以看出，土壤中Cd含量分布范围为95～2059μg/kg，相应的稻米中Cd含量分布范围为3.7～371.3μg/kg。显然，根据如此分布的182组数据建立稻米Cd与土壤Cd的相关分析是不合适的。从图中可以看出，其中96.15%的数据组(175组)集中分布在土壤Cd含量为95～608μg/kg范围内、稻米Cd含量为3.7～189.6μg/kg范围内，且其相关趋势比较显著，因此，本书试图利用较集中分布的175组数据以《食品中镉限量卫生标准(GB15201—94)》规定的大米Cd最高限量200μg/kg确定评价标准值。
图5-2是浙江北部及东部地区175组稻米Cd-根系土Cd的分布及回归分析。从图5-2中可以看出，回归方程和其构造的95%的置信区间，未能很好地反映这组数据的数量关系特征，主要原因在于这组数据在低值区段极为密集，结果是在采用最小二乘法使残差平方和达到最小的计算中，这些数据的残差占据了明显优势，而这是由于原始数据分布造成的。为了消除这方面的影响，本书采用了聚类分析方法，将密集数据按聚类分组合并构造出一组能代表原始数据特征的新的数据组，并进行了构造数据组的代表性比较试验。代表性比较试验是将原始数据按数据相近程度构造成一系列新的数据组，并分别进行回归分析，观察回归方程对数据特征的逼近程度。图5-3、图5-4、图5-5、图5-6、图5-7、图5-8、图5-9、图5-10、图5-11，分别为160 组、140 组、120 组、100组、90组、80组、70组、50组和30组构造数据的分布及相关关系图。
图5-1 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd分布(182组数据)
Fig.5-1 Cd distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province
图5-2 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(175组数据)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
图5-3 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(160组构造数据)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
图5-4 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(140组构造数据)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
图5-5 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(120组构造数据)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
图5-6 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(100组构造数据)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
图5-7 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(90组构造数据)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
图5-8 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(80组构造数据)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
图5-9 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(70组构造数据)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
图5-10 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(50组构造数据)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
图5-11 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(30组构造数据)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
通过对90组构造数据与原始数据(175组)的数据特征、回归方程、置信区间的比较，认为90组构造数据可以较好地代表175组原始数据组的数据特征，可以用其确定评价标准值。由Cd食品卫生标准计算的回归值或推测回归值分别为324μg/kg、563μg/kg和802μg/kg。综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况，建议取320μg/kg作为本区安全界限值，取560μg/kg和800μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。
2.Hg
从图5-12中可以看出，土壤中Hg含量分布范围为42.7～530μg/kg，相应的稻米中Hg含量分布范围为4.5～27.2μg/kg；其中99.45%的数据(181组)集中分布在土壤Hg含量为42.7～530μg/kg、稻米Hg含量为4.5～16.7μg/kg范围内，远远低于卫生部颁发的《食品中汞允许量标准(GB2762—94)》规定的粮食Hg最高限量20μg/kg。说明，当土壤中Hg含量低于530μg/kg时，其上生产的稻米Hg指标是安全的，保障程度达99%以上。若根据181组稻米Hg-土壤Hg数据(图5-13)，推测回归值分别为2222μg/kg、3932μg/kg和5642μg/kg，远远高于本地区实测数据范围。因此，综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况，建议取530μg/kg作为安全界限值，取1000μg/kg、1500μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。
图5-12 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(182组数据)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
图5-13 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(181组数据)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
从图5-14中可以看出，土壤中Pb含量分布范围为17.6～427mg/kg，稻米中Pb含量分布范围为0.17～1.95mg/kg，其中97.25%的数据(177组)集中分布在土壤Pb含量为17.6～73.9mg/kg、稻米Pb含量为0.17～1.95mg/kg范围内。此时，97.18%的数据组中稻米Pb含量高于或远远高于卫生部颁发的《食品中铅限量卫生标准(GB14935—94)》规定的粮食Pb最高限量0.4mg/kg。显然，根据上述集中分布的177组数据计算得到的安全界限值、基本安全界限值和危险界限值(图5-15)远远低于《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》。产生这一结果的原因可能有：①土壤环境质量标准中二级标准的制定依据来自对照试验数据，而本书中的数据来自天然状态下的测试数据，这也说明用对照试验模拟天然状态会出现很大偏差；②本区天然状态下土壤Pb可能不是稻米Pb的主要来源，而这与已有研究结论相悖。
图5-14 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(182组数据)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
图5-15 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(177组数据)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
鉴于在广大的浙江平原(盆地)区，当地居民在长期食用其上生产的稻米尚未发现大量发Pb 和血 Pb 异常累计的情况，本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的Pb标准作为评价标准，并把土壤Pb含量为35mg/kg定义为安全界限值；把土壤Pb含量为250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于6.5、6.5～7.5、大于7.5情况下的基本安全界限值；把pH值小于6.5情况下的土壤Pb含量500mg/kg定义为危险界限值。
4.As
从图5-16中可以看出，土壤As含量范围为1.87～76.2mg/kg，稻米As含量范围为0.074～1.101mg/kg，其中96.15%的数据(175 组)集中分布在土壤 As 含量1.87～14.89mg/kg、稻米As0.074～1.09mg/kg范围内。集中分布的175组稻米As-土壤As数据(图5-17)具有以下特点：①稻米As含量不随土壤As含量的变化而变化，这与对照试验的研究结果(表4-11)不同。在土壤环境质量研究组的试验中，从北方到南方的不同地区，不论草甸褐土、草甸棕壤、黄棕壤，还是红壤、赤红壤、砖红壤，试验组中稻米As含量均高于对照组。②其中土壤As最高含量低于15mg/kg，所对应的89.71%的数组中稻米As含量低于《食品中砷限量卫生标准(GB4810—94)》中的0.7mg/kg。这说明在90%的置信度下，当土壤As含量低于15mg/kg时，其上生产的稻米As含量符合国家食品卫生标准。
图5-16 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(182组数据)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
图5-17 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(175组数据)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
考虑到土壤As含量15mg/kg恰好也是土壤环境质量标准中的自然背景值，本书建议采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田As含量标准作为评价标准，并将土壤As含量15mg/kg定义为安全界限值；把土壤As含量30mg/kg、25mg/kg、20mg/kg分别定义为pH值小于6.5、6.5～7.5、大于7.5情况下的基本安全界限值；把pH大于6.5情况下的土壤As含量30mg/kg定义为危险界限值。
5.Cr
图5-18 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(182组数据)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
图5-19 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(179组数据)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
从图5-18中可以看出，土壤Cr含量范围为20.9～105.7mg/kg，稻米Cr含量范围为0.05～62.83mg/kg，其中 98.35% 的数据(179 组)集中分布土壤Cr含量20.9～103.7mg/kg、稻米Cr含量0.05～5.74mg/kg范围内(图5-19)。集中分布的179组稻米Cr-土壤Cr数据(图5-19)具有以下特点：①稻米Cr含量不随土壤Cr含量的变化而变化，这与前人的研究结果相悖(包括对照试验和江苏淮安绿色食品基地采样测试)，需要进一步分析研究其中原因；②稻米Cr含量超过国家《食品中铬限量卫生标准》中的1.0mg/kg的58组数据的土壤Cr含量范围也为20.9～103.7mg/kg，就是说稻米超标数据组中土壤Cr-稻米Cr也不存在正相关统计关系。
但鉴于长期生活于广大的浙江平原(盆地)区上的居民，并未发现与高Cr有关的健康问题，本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田Cr标准作为评价标准，并把土壤Cr含量90mg/kg定义为安全界限值；把土壤Cr含量250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于6.5、6.5～7.5、大于7.5情况下的基本安全界限值；把pH值小于6.5情况下的土壤Cr含量400mg/kg定义为危险界限值。
6.Cu
从图5-20中可以看出，土壤中Cu含量分布范围为11.7～83.1mg/kg，稻米中Cu含量分布范围为1.29～9.8mg/kg，其中99.45%的数据(181组)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范围内，远远低于卫生部颁发的《食品中铜限量卫生标准(GB15199—94)》规定的粮食Cu最高限量10mg/kg。这说明，当土壤中Cu含量低于83.1mg/kg时，其上生产的稻米Cu含量指标是安全的。根据181 组稻米Cu-土壤Cu数据(图5-21)，从国家食品卫生标准推测的3个回归值分别为120mg/kg、165mg/kg和211mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况，建议取80mg/kg作为安全界限值，取120mg/kg和200mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。
图5-20 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(182组数据)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
图5-21 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(181组数据)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
从图5-22中可以看出，土壤中Zn含量分布范围为38.7～467.1mg/kg，稻米中Zn含量分布范围为7.2～67.07mg/kg，其中98.90%的数据(180组)集中分布在土壤Zn含量38.7～200mg/kg、稻米Zn含量7.2～40mg/kg范围内，远远低于卫生部颁发的《食品中锌限量卫生标准(GB13106—91)》规定的粮食Zn最高限量50mg/kg。这说明，当土壤中Zn含量低于200mg/kg时，其上生产的稻米Zn含量指标是安全的。根据由180组稻米Zn-土壤Zn数据聚类合并的构造数据组(图5-23)推测的3个回归值分别为259mg/kg、524mg/kg和789mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况，建议取200mg/kg作为安全界限值，取300mg/kg和500mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。
图5-22 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(182组数据)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
图5-23 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(60组构造数据)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
从图5-24中可以看出，土壤中Se含量分布范围为0.124～0.642mg/kg，稻米中Se含量分布范围为0.011～0.311mg/kg，其中99.45%的数据(181组)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范围内，远远低于卫生部颁发的《食品中硒限量卫生标准(GB13105—91)》规定的粮食Se最高限量0.3mg/kg。说明当土壤中Se含量低于0.64mg/kg时，其上生产的稻米Se含量指标是安全的。根据181组稻米Se-土壤Se数据(图5-25)，推测的3个回归值分别为2.21mg/kg、2.80mg/kg和3.39mg/kg。综合考虑有关Se生态效应的文献资料，建议取0.60mg/kg作为安全界限值，取2.0mg/kg和3.0mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。
图5-24 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(182组数据)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
图5-25 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(181组数据)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
综上所述，浙江北部、东部平原区水田安全性评价的农业地质地球化学评价标准值可归纳为表5-2、表5-3。
表5-2 浙江北部、东部平原区5种评价指标的评价标准值一览表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、东部平原区3种评价指标的评价标准值一览表Table 5-3 Evaluation standard values for the 3 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang(mg/kg)
(二)评价结果及讨论
根据评价方法要求和确定评价标准值实测数据情况，在对浙江上虞市进行土地安全性农业地质地球化学评价之前，首先将浙江上虞全域区分为丘陵山区和平原盆地区两类。本方法仅对浙江上虞平原盆地区进行评价，实际评价范围包括北部山前平原-滨海平原区、章镇盆地、丰惠盆地等，面积约742.5km2。
评价数据采用浅层土壤样品测试分析数据，即样品数据密度为1个/km2。浙江上虞境内共计1040个采样点数据，其中评价区内共有868个采样点数据。
评价程序是，首先逐一进行单指标评价，得到每个指标的评价结果离散图；再采用“一票否决，区域叠加”方法，进行多指标评价；最后综合考虑地质地理和人类活动等因素勾绘评价分区。安全区、基本安全区分别用绿色、黄绿色表示；警戒区、危险区分别用橙黄色、红色表示，并用评价指标命名(图5-26)。
1.评价结果
评价结果显示，上虞市平原盆地区土地地球化学状况良好，安全区和基本安全区面积约716.4km2，占评价区面积的96.5%。其中，安全区面积455.1km2，占评价区面积的61.3%，主要分布在北部平原区的沥海镇、崧厦镇、盖北乡、百官镇以及丰惠盆地的永和镇、章镇盆地南部、曹娥江沿岸上浦镇—曹娥街道等地区。
基本安全区面积约261.3km2，占评价区面积的35.2%，主要分布在丁宅—章镇、汤浦镇、丰惠镇、东关—道墟、小越—盖北等地。基本安全区特征是土壤Pb含量稍高，其中除小越—盖北一带可能主要由于受施用肥料、农药等农业生产活动影响以外，其余地区主要是受银山、大齐岙矿化的自然地质背景的控制。个别地区也有Hg、As或Cd含量稍高的现象，如东关镇西局部地区土壤Hg、As、Cd 含量稍高，盖北乡以南局部地区As、Cd含量稍高，丰惠镇西北局部地区土壤Hg含量稍高。
警戒区零星分布在东关、长塘湖田、银山、丰惠镇黄浦桥、盖北乡夏盖山村五个地点(表5-4)，面积约17.7km2，占评价区面积的2.4%。其中银山为As、Pb警戒区，主要是由于银山矿化点地质背景造成的；东关、湖田、黄浦桥均为Hg警戒区，主要是受长期人类活动影响所致；盖北乡夏盖山村为Cu警戒区，反映了盖北葡萄基地20余年来施用CuSO4溶液防治病虫害产生的土壤Cu积累。
表5-4 浙江省上虞市土地警戒区分布情况一览表Table 5-4 Distribution chart for alerting land zones in Shangyu City，Zhejiang Province
危险区零星分布在海螺山、称山、华镇、中塘四个地点(表5-5)，面积约8.4km2，占评价区面积的1.1%。除海螺山为As危险区以外，称山、华镇、中塘均为Cd危险区，可能都是人类活动影响所致。
表5-5 浙江省上虞市土地危险区分布情况一览表Table 5-5 Distribution charts for dangerous land zones in Shangyu City，Zhejiang Province
2.评价结果讨论
从本地区的评价结果看，与采用国家土壤环境质量标准评价的结果相比较(表5-6)，二者主要的不同点在于：
第一，从各类区的土地面积及分布来看，土地安全区相当于土壤环境质量的Ⅰ类和Ⅱ类区，基本安全区相当于Ⅲ类区，警戒区和危险区相当于超Ⅲ类区。仅从这一点来说，目前评价工作中，将用土壤环境质量标准评价得出的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、超Ⅲ类的土壤环境质量分级，分别定义为清洁、轻度污染、中度污染、重度污染，不符合实际情况。
第二，从国家土壤环境质量标准二级标准的制定原则看，Ⅰ类和Ⅱ类区都应属于未使农作物籽实重金属含量超标的地区，应属于安全区，这一点在本书的实例中得到了证实。
第三，本书所定义的基本安全区为农作物籽实符合国家食品卫生标准的保障程度是75%，而用国家土壤质量标准评价的Ⅲ类区属于农作物籽实重金属含量超标的范围。二者对同一地区的土地质量安全性的评判存在很大差异，同时也证实了国家土壤质量标准确定的界限过于严格。
第四，本方法将相当于国家土壤质量标准评价结果的超Ⅲ类区，进一步区分为警戒区和危险区，更有利于合理利用和保护土地。
表5-6 浙江省上虞市土地安全性分区与国家标准土壤分类对比表Table 5-6 Contrast chart for the ecological safety zoning of land in Shangyu City，Zhejiang Province and the National Soils Categories
续表
图5-26 浙江省上虞市土地生态安全性评价图
Fig.5-26 Ecological safety estimation chart for land in Shangyu City，Zhejiang Province
⑤ 土地资源生态安全评价指标基准值
评价指标基准值主要来源于国家、行业和地方规定的标准，环境背景基准，类比基准，通过科学研究已判定的生态效应等。本研究所采用的基准值，来源主要为目前国际公认值和世界平均值，同时，考虑到我国生态环境的特点和河南省实际情况，部分指标的基准值采用了全国平均值和河南省平均值(表8.2)。
表 8.2 河南省土地资源生态安全指标基准值
注: Ⅰ为国际公认值; Ⅱ为国际标准; Ⅲ为世界平均值; Ⅳ为河南省平均值; Ⅴ为课题组制定。
⑥ 河南省土地资源生态安全评价的安全值
根据生态安全指标综合安全计算的数学模型，即各评价指标的安全指数与指标权重的乘积，得到全省各评价区域的土地资源生态安全值。
从安全值分布区间来看，安全值低于0.4(不含0.4)的县(市)有4个，占到评价单元总数的11.76%;安全值在0.4～0.5之间的县(市)有4个，占到评价单元总数的11.76%;安全值在0.5～0.6之间的县(市)有16个，占到评价单元总数的47.06%;安全值在0.6～0.7之间的县(市)有8个，占到评价单元总数的23.53%;安全值高于0.7的县(市)有2个，占到评价单元总数的5.88%。
⑦ 加强土地生态安全监测、评价和预警
土地生态安全监测、评估与预警系统是维护土地资源生态安全体系的核心部分。加强土地生态监测站网建设，及时注意区域内土地生态环境状况的动态变化，充分利用现有的气候、水文等基础土地生态环境监测站，合理布局监测站网，提高站网在空间上和监测对象上的覆盖面。在站网稀疏、监测资料缺乏地区要适当增加布点。在监测的基础上，建立土地生态环境变化的评价与预警系统，利用计算机技术、GIS 技术和 RS 技术等先进手段，构建生态安全信息数据库与智能决策系统，及时快捷地发现警情，确定警源，评判警度，采取措施，防患于未然。同时对生态安全建设规划的实施进行全过程监督，对实施结果进行认真评估，这样在很大程度上能确保规划顺利实施和执行。
9.5.1 土地利用遥感动态监测体系建设
随着河南省城市化进程的加快，土地资源开发利用的程度也在不断地加深，规模在逐步扩大。但目前由于保护措施不到位，缺乏宏观控制，造成了耕地减少、土地退化、资源短缺、生态环境恶化等诸多问题，从而极大地制约了经济和社会持续稳定的发展。及时掌握土地利用变化信息，是政府制定经济发展规划、保障社会经济协调持续发展的必要前提。通过土地利用动态遥感监测体系的建立，可以及时地将土地利用情况信息化，快速形成全面、准确的土地利用变化信息，定期向社会和有关部门公报。这不仅提高了土地管理水平，而且满足了土地行政主管部门全面、及时地掌握土地利用的动态情况需要。
土地利用动态遥感监测体系是基于遥感与 GIS 手段能够更准确及时地掌握土地利用结构变化、基本农田保护区的数量变化及保护情况，及时掌握耕地的最新的动态变化，可从宏观上掌握城市建设规模的年度变化情况，从而能够对地区的土地利用变化情况做出更准确的分析研究，辅助政府决策部门对地区经济发展计划做出合理的决策。通过卫星遥感动态监测等手段定期对重点城市或区域基本农田的变化情况进行动态监测，快速准确地掌握重点城市或区域基本农田的变化情况，严格限制非农建设占用，防止农业结构调整破坏耕作层，对违法、违规占用耕地 (基本农田)做到及时发现问题，及时查处纠正。
9.5.2 土地利用预警系统建设
对土地利用的预警分析是防止其利用向无序化发展和进行调控的重要途径之一，对提高风险意识的能力，促进土地资源可持续利用，改善人类生存环境具有重大意义。河南省是人口大省，地区生态环境较脆弱，城市建设用地集约化程度普遍不高。因此，通过土地利用预警系统的建设，有利于加强土地利用的警示教育，让公众全面了解和正确认识河南省土地利用的现状和形势，积极引导公众切实树立科学发展观，使土地利用向集约化转变。
河南省是全国人口大省，也是全国重要的粮食主产区，人均耕地较少，低于全国平均水平。针对河南省耕地问题的重要性，需要建立耕地预警机制。耕地预警是在耕地数量遥感监测和地区耕地质量分析的基础上，利用计算机技术、网络技术，进行耕地特别是基本农田利用和保护情况分析并发出预警等级信号。预警系统根据监测的基础数据，预测一定时期内耕地质量变化的方向与变化程度，结合作物生长发育要求进行调控，并充分考虑国家粮食安全的要求，通过人口、土地生产力和人均消费水平来预测耕地的需求量，从而对耕地进行预警。
土地生态安全预警是对土地资源或土地生态安全可能出现的衰竭或危机而建立的报警，是从发现警情、分析警兆、寻找警源、判断警度以及采取正确的预警方法将警情排除的全过程。土地生态安全预警的核心是土地生态安全的分析与评估，而影响土地生态安全的因素可能来自土地生态系统内部和外部的各个层面，因此必须选用不同的建模工具，建立模拟模型、评估模型和预测模型。通过测定土地生态系统所提供的服务的质量和数量变化来确定其安全阈值。根据安全阈值，可以监测土地生态系统结构与功能的变化及其对土地生态系统服务的质量和数量所受到的干扰，根据这些干扰与压力作出土地生态系统受到威胁的判别，从而进行土地生态安全预警。
⑧ 土地资源生态安全评判分析
8.7.1 河南省土地资源生态安全评判标准
根据河南省各县 (市)土地资源生态安全评价情况，参考相关文献，本次研究制定了 5 个安全等级，即Ⅰ (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ(较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。由于评价的是 “安全度”，因此综合安全值越高，其区域土地资源生态系统结构相对较为稳定，在人为活动胁迫条件下的抗干扰性就相对较强，生态状况就越好，反之则差 (表 8.9)。
表 8.9 河南省土地资源生态安全标准综合评判
8.7.2 河南省土地资源生态安全评判分析
8.7.2.1 土地资源生态安全评价综合值评判分析
通过对河南省土地资源可持续利用的生态安全评价可知 (表 8.10)，在评价的 34 个县 (市)里，有 4 个评价单元的生态安全状况处于 “不安全状况”，分别为巩义市、新密市、渑池县和陕县。其生态安全综合值均接近上限。状态表征处于 “较不安全状态”的有义马市、西峡县、嵩县、商城县、宝丰县等，共 20 个评价单元，占评价单元总数的58.82% 。其中，近 80% 评价单元的生态安全综合值处于中下等水平，义马市更是接近不安全状态。状态表征处于 “一般安全状态”的有息县、新蔡县、虞城县和封丘县等，共10 个评价单元，占评价单元总数的 29.41% 。其中 80% 其生态安全综合值位于 0.6 ～ 0.7之间，由此说明，虽然处于 “一般安全状态”，这些评价单元的土地资源生态安全状况也并不乐观 (图 8.3 至图 8.6)。
8.7.2.2 评价结果总体评判分析
从土地资源生态安全评价结果 (表 8.11)可以看出，河南省土地资源生态安全总体状况处于 “较不安全状态”(图 8.7)。
表 8.10 河南省土地资源生态安全评价结果
从系统评价结果可以看出，土地自然资源因素对评价的影响程度最大，其次是土地经济因素和社会因素 (图 8.8，图 8.9)具体评判分析如下:
(1)土地资源生态安全处于不安全状态的评价区域，如新密市、渑池县、巩义市、陕县等，都是由于土地资源因素和土地经济因素均处于较低水平而导致的，或者说，这些评价区域的土地资源生态不安全性的大部分动因是具有“结构型不安全”类型的。该地区位于丘陵区，植被覆盖较差，耕地压力较大，人均后备土地资源储备明显不足，水土流失面积占区域土地总面积的比例较大，土地自然资源质量有降低趋势。此外，新密市、巩义市等还存在由于土地污染现象加重，水质下降、治理投入资金相对污染速度较低而导致的社会生态环境不安全状况。
图 8.3 河南省土地资源生态安全评价综合值
图 8.4 处于不安全状况的样点 (区)分布
图 8.5 处于较不安全状况的样点 (区)分布
图 8.6 处于一般安全状况的样点 (区)分布
图8.7 安地资源生态土全综合评价图
图8.8 全地自然生态安土系统安全评价图
图8.9 安地经济生态土全系统评价图
(2)土地资源生态安全处于较不安全状态的评价区域有义马市、西峡县、嵩县、商城县等，该区域在地形地貌上有平原和丘陵。平原地区的土地资源生态不安全表现为以人类活动胁迫为主的不安全动因，具体表现为人均耕地压力较大，人口密度大，土地生态系统服务功能退化严重; 丘陵地区的土地资源生态不安全表现为人类活动和环境胁迫兼有的不安全动因，具体表现为人均耕地压力较大，森林覆盖率低，耕地质量指数低，环境污染治理强度差等，该地区生态系统结构破坏较大，功能退化且不完全，受外界干扰恢复困难，生态问题较大，生态灾害也比较多。
(3)土地资源生态安全处于一般安全状态的有息县、新蔡县、虞城县、封丘县等，大部分属平原地区，该地区人均水资源相对较多，农田旱涝保收率较高，水土流失面积百分比偏低，单位土地工业 “三废”负荷相对较低，土地利用结构多样性指数较高。总之，土地生态系统服务功能已有退化，生态环境受到一定破坏，生态系统结构有变化，但尚可维持基本功能，受干扰后易恶化，生态问题显著，生态灾害时有发生。
表 8.11 河南省土地资源生态安全评价因素安全值排序
续表
⑨ 土地资源生态安全评价指标实际值
土地资源生态安全评价指标的实际值主要通过统计年鉴、文献资料和实地调查取得。取得方式可分为直接获取和间接计算。
首先，根据研究区域所在省辖市2006年统计年鉴，直接获得评价区域的城镇化水平指标的实际值;从获取的人口总数、区域土地总面积、粮食产量、农村总收入以及环境污染治理投资等数据，可计算包含“人均”及“单位土地”、“单位耕地”等评价指标的数据(如人均耕地、人均水资源、人均后备资源、单位耕地粮食等)。
其次，根据土地变更台账、土地后备资源调查结果、农用地分等定级成果、环境公报和水资源公报等文献资料可获取评价区域的耕地面积、水资源总量、后备资源总量、耕地质量指数、地表水质等级、水土流失面积、工业三废排放量、区域化肥、农药及农膜使用量等数据，并结合统计年鉴中获取的数据，从而计算各项评价指标数据。
最后，选取了南阳、永城、平顶山等地进行了实地调查，对疑问数据进行了核实和调整。
河南省土地资源生态安全评价指标实际值见图8.2。
图8.2 评价区域部分指标值分布
⑩ 土地资源生态安全及评价研究现状
刘胜华、潘成荣、曲福田等学者从土地资源生态安全问题及对策角度对土地资源生态安全进行了研究。刘胜华 (2004)围绕我国土地生态安全方面的主要问题提出要完善我国土地生态安全的法律体系。潘成荣 (2004)根据安徽省自然资源质量与分布等特征讨论了土地利用与生态安全，并针对土地利用的具体问题提出了相应的解决措施。曲福田(2005)首先阐述了土地生态安全的概念，随后以江苏省为例分析了其严重的土地生态安全问题，最后提出了确保土地生态安全的对策。
罗贞礼、王强、刘勇、田克明以评价指标体系、评价方法等为主要内容对土地资源生态评价进行了研究。罗贞礼 (2002)利用系统聚类分析方法，以湖南省 14 个地州 (市)为样本，从 1999 年社会经济和土地生态环境压力、土地生态环境质量、土地生态环境保护和整治能力等多方面选取了 24 个指标，对土地利用生态安全评价指标作了聚类分析。王强 (2003)通过介绍我国草地概况和国内外生态安全研究的进展，提出了我国草地生态系统生态安全的评价体系。刘勇在对区域土地资源生态安全概念、内容和目标研究的基础上，探讨了区域土地生态安全评价方法，建立了土地资源生态安全评价的代表性指标体系，并以浙江嘉兴市为例，以嘉兴市土地资源生态安全作为评价的目标层，构建了适合区域特征的土地资源生态安全评价指标体系，进而运用相关数学方法，对嘉兴市 1991 年和 1997 年的土地资源生态安全状况进行了综合评价。田克明 (2005)在分析我国农用地生态现状的基础上，建立了农用地生态安全评价的指标体系，并针对我国的国情提出了农用地生态安全评价方法 (表 3.2)。
表 3.2 我国以土地资源生态安全为主题的部分研究课题一览