农业工程学报 2008年 面积的下降速率是全国平均值的8倍,说明顺义区耕地指标: 资源的紧张形势会更加严峻。 1)目的性和机理性: DPSIR概念模型具有极强的目 1.2工业化对土地资源的压力 的性,用来解释发生了什么、为什么发生、现状如何、 根据1991-2002年的统计数据,顺义区工业用地的有什么后果以及我们将如何应对等问题。因此,宜从 效率大约是农业用地的70~143倍;工业水资源的利用土地利用变化的机理出发,依据土地利用变化的因果关 效率是农业的13~33倍。水的多少及其利用方式决定了系确定反映系统持续性的驱动因素、所面临的压力、日 水田或水浇地的面积,因此工业对农业水资源的竞争间前的状态、对土地系统的影响以及人类的政策响应,使 接影响了农业土地利用方式。工业对农业水土资源的竞因子之间的相互关系得到充分体现。 争导致耕地向非农建设用地转移,且耕地中水田的转移 2)实用性与可操作性: DPSIR模型的另一特点是它 速率远大于旱地的转移速率(包括水田变为旱地)。1991的易用性和实践能力1。因此选取的指标要简单明确、 年顺义区水田的面积为1507hm2、旱地为5503hm2;含义清楚,这样可使指标体系更易为人们所理解和采用; 2002年二者分别为167hm2和35817hm2,水田流失的速指标的优劣程度应该比较容易量化,方便操作。提取指 率是旱地的247倍 标所需要的数据要易收集,而且所采用的指标要统 1.3生态用地对土地资源的压力 便于推广;既要适于不同地域间的对比研究,又要有开 随着生活水平的提高,人们对居住环境的要求也相展长时间序列分析的可能性 应提高,促使生态用地的面积逐渐增多。在城市及城市 3)系统性与主导性:农业系统是一个复杂的开放性 边缘区,林地、水域和草地承担重要的生态功能。根据生态系统,而农业土地可持续利用状况更是受多种因素 1990年以及2000年顺义区土地利用类型转移情况,转移的限制和制约1。在确定指标时要遵循系统性原则,既 为水域的耕地占总转移量的23%,林地占16%,草地为要全面反映土地利用的状况,又不能罗列所有的因子/指 3%(主要为牧草地),累计百分比42%,反映生态环境建标。本研究利用主成分分析法在相似或相互关联的指标 设与农业土地资源存在比较强烈的竞争关系 间选取内涵丰富、独立性强、代表性好的主导性因子。 2农业土地资源的可持续性评价 2.2指标体系的建立 在全面分析农业系统特征以及农业土地系统压力 2.1指标体系建立的原则 的基础上,以农业土地资源持续利用为目标,以农业土 农业土地资源持续利用评价的相关成果涉及百余个地利用变化的驱动力(D)、土地系统的压力(P)、土地 指标,本研究在 DPSIR框架下对这些指标归类整理,并系统的状态(S)、环境影响(1)和人文社会政策响应(R) 依据该模型的特点设计了“资源竞争指数”等指标,并作为准则层,构建了包涵25个指标的农业土地资源持续 遵循以下原则,选择灵敏度高、便于度量且内涵丰富的性评价指标体系(表1)。 表1农业土地持续利用指标体系及其权重 Table I Factor system and its weight for sustainable use of agricultural land 因素 单因子 因子 权重 人口增长率(D1) 耕地占土地面积的比重(S1) 0.278 单位国土面积利用外资(D1) 驱动力 状态(S 农业劳动力生产效率 单位国土面积固定资产投资(D1) 农业土地利用效率(S3) 城市化水平(D1) 农业产值占GDP的比重(S4) 0.258 人口密度(P1) 0.136 单位面积平均粮食产量(11) 0.746 影响(1 人均耕地面积(P2 耕地年均损失率(12) 0.254 单位农村劳动力耕地面积(P3) 农田水利化程度(R1) 工农业间水资源竞争指数(P4) 单位面积耕地用电量(R2) 0.248 工农业间土地资源竞争指数(P5) 力(P) 喷灌面积占灌溉面积的比重(R3) 0.165 工农业劳动力资源竞争指数(P6) 响应(R) 单位耕地面积化肥施用量(P7) 单位耕地面积农业机械化总动力(R4) 0.109 单位耕地面积农药负荷(P8) 单位耕地面积农膜使用量(P9) 农业生产结构指数(R5) 0.182 单位耕地面积粪便承载量(P10) 0.124 由于研究时段较短,自然驱动力的作用难以体现 源竞争压力通过资源竞争指数来表征阿。土地系统的“状 本文只考虑社会经济驱动力。影响土地利用持续性的社态”包括土地资源状态、土地生产现状两个方面。农业 会经济驱动力是人口对粮食的需求和经济发展的需求,土地系统“状态”的变化所产生的“影响”主要体现在 因此驱动力可用人口和经济发展的相关指标代替。社会两个方面:一是对农业生产力的影响,如单位面积土地 经济驱动力对农业土地资源持续性的压力集中体现在人产出:二是对土地资源的数量和质量的影响。为实现农 口压力、资源竞争压力和环境压力3个方面:其中,资业土地资源可持续利用,人类必须对“压力”和“影 o1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net54 农业工程学报 2008 年 面积的下降速率是全国平均值的 8 倍，说明顺义区耕地 资源的紧张形势会更加严峻。 1.2 工业化对土地资源的压力 根据 1991－2002 年的统计数据，顺义区工业用地的 效率大约是农业用地的 70～143 倍[9]；工业水资源的利用 效率是农业的 13～33 倍。水的多少及其利用方式决定了 水田或水浇地的面积，因此工业对农业水资源的竞争间 接影响了农业土地利用方式。工业对农业水土资源的竞 争导致耕地向非农建设用地转移，且耕地中水田的转移 速率远大于旱地的转移速率（包括水田变为旱地）。1991 年顺义区水田的面积为 1507 hm2 、旱地为 55903 hm2 ； 2002 年二者分别为 167 hm2和 35817 hm2 ，水田流失的速 率是旱地的 2.47 倍。 1.3 生态用地对土地资源的压力 随着生活水平的提高，人们对居住环境的要求也相 应提高，促使生态用地的面积逐渐增多。在城市及城市 边缘区，林地、水域和草地承担重要的生态功能。根据 1990 年以及 2000 年顺义区土地利用类型转移情况，转移 为水域的耕地占总转移量的 23%，林地占 16%，草地为 3%（主要为牧草地），累计百分比 42%，反映生态环境建 设与农业土地资源存在比较强烈的竞争关系。 2 农业土地资源的可持续性评价 2.1 指标体系建立的原则 农业土地资源持续利用评价的相关成果涉及百余个 指标，本研究在 DPSIR 框架下对这些指标归类整理，并 依据该模型的特点设计了“资源竞争指数”等指标，并 遵循以下原则，选择灵敏度高、便于度量且内涵丰富的 指标： 1）目的性和机理性：DPSIR 概念模型具有极强的目 的性，用来解释发生了什么、为什么发生、现状如何、 有什么后果以及我们将如何应对等问题[11]。因此，宜从 土地利用变化的机理出发，依据土地利用变化的因果关 系确定反映系统持续性的驱动因素、所面临的压力、目 前的状态、对土地系统的影响以及人类的政策响应，使 因子之间的相互关系得到充分体现。 2）实用性与可操作性：DPSIR 模型的另一特点是它 的易用性和实践能力[12]。因此选取的指标要简单明确、 含义清楚，这样可使指标体系更易为人们所理解和采用； 指标的优劣程度应该比较容易量化，方便操作。提取指 标所需要的数据要易收集，而且所采用的指标要统一、 便于推广；既要适于不同地域间的对比研究，又要有开 展长时间序列分析的可能性。 3）系统性与主导性：农业系统是一个复杂的开放性 生态系统，而农业土地可持续利用状况更是受多种因素 的限制和制约[13]。在确定指标时要遵循系统性原则，既 要全面反映土地利用的状况，又不能罗列所有的因子/指 标。本研究利用主成分分析法在相似/或相互关联的指标 间选取内涵丰富、独立性强、代表性好的主导性因子。 2.2 指标体系的建立 在全面分析农业系统特征[14]以及农业土地系统压力 的基础上，以农业土地资源持续利用为目标，以农业土 地利用变化的驱动力（D）、土地系统的压力（P）、土地 系统的状态（S）、环境影响（I）和人文社会政策响应（R） 作为准则层，构建了包涵 25 个指标的农业土地资源持续 性评价指标体系（表 1）。 表 1 农业土地持续利用指标体系及其权重 Table 1 Factor system and its weight for sustainable use of agricultural land 因素 单因子 权重 因素 因子 权重 人口增长率（D1） 0.201 耕地占土地面积的比重（S1） 0.278 单位国土面积利用外资（D1） 0.403 农业劳动力生产效率（S2） 0.177 单位国土面积固定资产投资（D1） 0.290 农业土地利用效率（S3） 0.287 驱动力（D） 城市化水平（D1） 0.106 状态（S） 农业产值占 GDP 的比重（S4） 0.258 人口密度（P1） 0.136 单位面积平均粮食产量（I1） 0.746 人均耕地面积（P2） 0.100 影响（I） 耕地年均损失率（I2） 0.254 单位农村劳动力耕地面积（P3） 0.065 农田水利化程度（R1） 0.296 工农业间水资源竞争指数（P4） 0.075 单位面积耕地用电量（R2） 0.248 工农业间土地资源竞争指数（P5） 0.232 工农业劳动力资源竞争指数（P6） 0.056 喷灌面积占灌溉面积的比重（R3） 0.165 单位耕地面积化肥施用量（P7） 0.131 单位耕地面积农药负荷（P8） 0.050 单位耕地面积农业机械化总动力（R4） 0.109 单位耕地面积农膜使用量（P9） 0.031 压力（P） 单位耕地面积粪便承载量（P10） 0.124 响应（R） 农业生产结构指数（R5） 0.182 由于研究时段较短，自然驱动力的作用难以体现， 本文只考虑社会经济驱动力。影响土地利用持续性的社 会经济驱动力是人口对粮食的需求和经济发展的需求， 因此驱动力可用人口和经济发展的相关指标代替。社会 经济驱动力对农业土地资源持续性的压力集中体现在人 口压力、资源竞争压力和环境压力 3 个方面；其中，资 源竞争压力通过资源竞争指数来表征[9]。土地系统的“状 态”包括土地资源状态、土地生产现状两个方面。农业 土地系统“状态”的变化所产生的“影响”主要体现在 两个方面：一是对农业生产力的影响，如单位面积土地 产出；二是对土地资源的数量和质量的影响。为实现农 业土地资源可持续利用，人类必须对“压力”和“影