基于熵值法和灰色预测模型的城市土地生态安全评价

城市土地生态安全事关城市经济社会的持续、健康发展。以信阳市为例,从资源环境协调性、经济可行性和社会可接受性3个方面构建城市土地生态安全评价指标体系。采用熵值法与灰色预测模型模型相结合的方法定量分析了2006-2012年信阳市城市土地生态安全状况,并对信阳市2013-2016年的土地生态状况进行了预测,构建障碍度模型诊断识别信阳市城市土地生态安全的主要障碍因素。研究表明:(1)2006-2012年信阳市城市土地生态安全指数总体呈增加态势,由2006年的不安全等级发展到2012年的较为安全等级;(2)资源环境协调性指数和社会可接受性指数快速增加,经济可行性则呈现波动增长;(3)人口密度高、工业用地比重大、人均建设用地大、城乡收入差距大等因素阻碍了信阳市城市土地生态安全水平的进一步提升;(4)2013-2016年信阳市城市土地生态安全状况呈现稳步上升趋势,年均增长率为5.05%。     

基于BP神经网络方法的山东省海洋生态安全评价

基于2002~2012年山东省海洋生态安全的相关数据,从生态安全、经济安全和社会安全3方面选取26个指标构建海洋生态安全评价指标体系,运用BP神经网络对山东省海洋生态安全发展现状和演变趋势进行评价,并结合评价指数和超载度标准进行分析。结果表明:①BP神经网络通过对历史数据的学习,能够实现海洋生态安全的评价,是一种切实可行的生态安全评价方法。②就各子系统而言,2010~2012年山东省海洋生态安全子系统安全程度呈现上升趋势,经济安全子系统和社会安全子系统的安全程度均呈现下降趋势,综合生态安全程度呈现下降趋势。③总体而言,2010年和2011年山东省海洋生态安全处于较为安全等级,2012年生态安全处于临界安全等级,海洋生态安全出现了恶化的趋势。     

安徽铜陵市生态安全评价研究

铜陵市是全国重要的有色金属生产基地,长期的矿业采冶和加工对城市生态系统构成了巨大的持续压力,生态安全问题凸显.因此,本文构建了城市生态安全评价指标体系和生态安全压力与响应指数模型,采用集对分析-可变模糊集综合分析方法,对铜陵市生态安全进行时序评价.评价结果显示,2000年以来,铜陵市生态系统一直处于较不安全、临界安全水平,安全等级总体较低.2003年作为分割时点,铜陵市的生态安全由较不安全上升至临界安全.压力和响应指数变化趋势反映了生态安全子系统间的作用机理,即2000年以来,铜陵市生态调控措施减缓了系统压力,而环境投入力度不够,致使生态安全在较低等级徘徊.影响系统安全的主要因子为生态环境压力综合因子、资源约束综合因子和环境投入响应综合因子.     

模糊综合评价法在城市生态安全评价中的应用

运用压力-状态-响应(PSR)框架模型,筛选评价指标,尝试建立通用的城市生态安全评价指标体系。建立了包括目标层、项目层和指标层的3层26个指标的城市生态安全评价指标体系,选择评价效果较为理想的模糊综合评价法作为本次定量研究的方法。根据以上建立的城市生态安全评价指标体系,利用绵阳市已有的调查数据和有关统计资料,对绵阳市1998～2005年间的生态安全水平进行了纵向评估。结果表明,绵阳市的生态安全水平发展趋势良好,但就所处的生态安全等级来看,该市总的生态安全水平并不乐观。研究中发现,环境压力一直处于一种相对反复起迭的状况,不安全的隶属度仍然占很大的比例;环境状态中临界安全的隶属度逐渐减小,较安全和安全的隶属度在增大;环境响应中较不安全的隶属度占的比例较大。     

区域水土资源生态安全指标的筛选与应用

文章针对日益突出的水土资源生态安全问题,构建DPSIR水土资源生态安全指标体系。在此基础上提出了兼顾指标主客观、相关性与区分度的概念模型,运用层次分析法、熵权法、person相关系数与指标信息贡献率等方法对原始指标体系进行筛选与度量。通过灰色熵权法与综合评价法对2003-2015年黑龙江水土资源生态安全现状进行实例验证。结果显示:原始指标评价结果与核心指标评价结果误差绝对值10%、隶属安全等级一致,2003-2011年生态安全等级为Ⅲ级、2012-2015年生态安全等级为Ⅳ级。表明该方法针对多因素指标筛选合理有效,对评价过程中指标冗余问题具有较好的精简能力。     

干旱区内陆河流域土地利用程度变化与生态安全评价——以新疆玛纳斯河流域为例

以天山北坡玛纳斯河流域为例,在遥感与GIS支持下揭示了流域1989-2002年间土地利用程度变化状况,并进一步对流域生态安全进行了综合评价,最后分析了土地利用程度变化与生态安全的关系。结果表明：①玛纳斯河流域土地利用程度稳定上升,土地利用总体处于发展时期;②1989-2002年,流域生态安全状况整体有所好转,但局部生态环境出现恶化趋势;③流域土地利用程度综合指数在18~100间的区域生态安全等级有所提高,由1989年主体属于中警状态提高到2002年的预警状态;④不同土地利用程度下流域在较安全和预警状态面积之和有以下顺序：Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅵ＞Ⅲ＞Ⅱ,表明Ⅴ级土地利用程度区即林草地是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地则是生态环境治理的难题和关键。最后,提出了通过提高低利用程度区的土地利用程度来确保生态安全的观点。     

半干旱区农业开发土地资源生态安全评价——以宁夏孙家滩国家农业科技园区为例

在生态环境脆弱的半干旱区,实施农业开发的核心目的是发展区域经济并维持生态安全,而土地资源生态安全是实现半干旱区可持续发展的重要前提.针对综合指数法、模糊综合法无法同时兼顾生态安全评价指标的模糊性与随机性,以及特尔菲法、层次分析法确定指标权重时主观性过强的问题,本研究将正态云模型与熵权法引入半干旱区农业开发土地资源生态安全评价,并以位于半干旱区的孙家滩国家农业科技园为例,对农业开发前后的土地资源生态安全做定性测度.结果表明:从规划基期年2013年至规划目标年2020年,孙家滩土地资源生态安全综合指数将从1.9762上升至2.1376,生态安全等级将维持在中等.研究表明,正态云模型与熵权法有效地降低了偶然误差,提高了土地资源生态安全评价的准确性.该研究可为半干旱区农业开发土地资源生态安全评价及农业开发规划的编制修改提供一定的借鉴与参考.     

基于PSR模型的三峡库区生态经济区土地生态安全评价

针对三峡库区生态经济区土地资源的特点及所面临的主要问题,基于PSR框架模型的发展,构建了一套评价指标体系.采用熵权赋权法确定权重,运用土地生态安全综合模型,对该区域2003~2006年的土地生态安全综合指数进行了计算.结果表明,区域土地生态安全综合指数由2003年的0.134(敏感级)升高至2006年的0.269(临界安全级),整体生态安全状态呈好转趋势,土地所受的生态压力整体上有所加大.现有土地生态安全状况的改善主要依赖于对现有土地生态问题的治理.现阶段土地的生态压力依然严峻.对2003~2006年的土地生态安全变化进行分析显示,土地生态安全综合状况已进入快速改善阶段.     

兰州市土地利用生态安全评价

运用压力-状态-响应概念模型,结合兰州市社会、经济、环境等实地情况,从土地生态系统压力、状态、响应的角度出发,选择能够反映土地规划与利用情况的,涵盖社会、经济、资源与环境协调发展的21个指标,设计了具有目标层、准则层、因素层和指标层的区域土地利用生态安全评价体系.以兰州市土地详查数据为依据,剖析了1997—2006年兰州市土地利用生态安全水平的变化情况.结果表明:兰州市土地利用生态安全水平较低,处于不安全状态,但整体有好转趋势.2006年兰州市土地利用生态安全综合指数为0.666 4,比1997年提高了0.060 1,由1997年的风险级转为2006年的敏感级,但仍处于不安全状态.就县区而言,城关区、榆中县与红古区的增长强度较大,增幅分别为25.03%,18.09%和17.65%,其中榆中县2002年土地利用生态安全水平由风险级转为敏感级;其次为城关区与七里河区,增幅分别为13.13%和13.10%;其他县区增幅在6%左右.      

南水北调重要水源地的土地生态安全动态研究 ——以陕西省商洛市为例

土地生态安全对区域可持续发展具有重要影响。论文从影响土地生态安全的自然、 社会、 经济和环境因素方面选取了23个指标,构建商洛市土地生态安全评价指标体系,运用计量模型,对商洛市土地生态安全进行定量综合评价。结果表明:2000—2009年商洛市土地利用结构信息熵从1.031 4降低到0.980 5,土地利用结构均衡度不断降低,并向非均衡态发展;土地生态安全综合指数整体呈上升趋势,土地生态安全状况不断改善,土地生态安全压力尚未得到根本缓解;商洛市土地生态安全的威胁主要源于土地自然生态系统,土地经济生态系统的限制作用逐渐减小;人均耕地面积、 旱涝保收率、 人口自然增长率、 单位面积化肥和地膜施用量等因子成为商洛市土地生态安全的主要限制因素。     

基于改进TOPSIS方法的耕地系统安全评价及障碍因子诊断

耕地系统安全评价及障碍因子诊断是改善耕地安全状况、促进耕地可持续利用的基础。论文在界定耕地数量、质量、生态安全关系的基础上,从耕地数量、质量、生态“三位一体”的系统角度出发,构建耕地系统安全指标体系,运用改进的TOPSIS模型和障碍度模型,以江西省鹰潭市为研究区域,研究2005—2015年耕地系统安全时空变化状况及进行障碍因子诊断。结果表明：1）2005—2015年间,鹰潭市耕地数量安全和耕地质量安全均整体呈上升趋势,耕地生态安全呈先上升后缓慢下降趋势,耕地系统安全水平整体呈上升趋势,2015年,安全状态耕地提升至90.44%,非常安全耕地占2%;2）不同县（市、区）因发展类型及特点不同,耕地系统安全变化特征不一,月湖区耕地系统安全水平最低并呈先下降后缓慢上升趋势,余江县耕地系统安全整体较高并呈上升趋势,贵溪市耕地系统安全处中上水平并呈先下降后上升趋势;3）土壤有机质含量、化肥负荷、耕地保有力度、pH、固定资产投资、灌溉保证率、人均耕地面积、城市化水平、环保投资占GDP比例和农药负荷是制约耕地系统安全的主要障碍因子。     

基于GIS格网模型的银川市土地生态安全评价研究

为探索市域范围内土地生态安全的粒度特性及其空间效应,论文结合PSR理论框架构建评价指标体系,以公里格网为评价单元,采用熵权法计算区域土地生态安全综合指数。银川市的实证分析表明,2014年整个区域土地生态安全指数为0.488 2,市域范围内土地生态安全存在着空间异质性和结构功能分化的双重特征。从宏观行政区划层面来看,3个中心辖区表现相对较为均衡,2个郊区县差异性较大,仅有贺兰县（0.557 7）高于全市均值;从微观格网尺度来看,北部和城市中心的综合指数较高且呈离散分布,城市边缘区较低且呈集聚分布;从土地利用功能区的角度来看,农业区、城市建城区、湿地和自然保护区的核心区域综合指数较高,而功能边缘区与交叉区较低,土地生态安全和土地利用方式存在耦合关系。通过ESDA空间分析表明,格网尺度下土地生态安全全局Moran’s I指数为0.780 4,生态安全的空间格局表现出空间连续性和聚集效应。因此,从空间建构的视角来看,应充分利用“高高聚集”区的空间扩散和溢出效益,并通过逐步改善影响“低低聚集”区的限制性因子,实现区域内部土地生态安全格局的优化配置。     

生态红线保护下的两江新区土地利用/覆盖情景模拟及生态价值评估

生态保护红线的划定对于维护国家和区域生态安全具有非常重要的作用,是我国在生态环境保护方面的重要举措.为分析生态保护红线划定后区域生态系统服务价值的变化情况,以重庆市两江新区为例,采用CLUE-S模型对未来的土地利用变化情况进行情景模拟,并在此基础上对各地类价值系数进行优化调整构建生态系统服务价值评估优化模型,对不同情景下的生态系统服务价值进行定量计算,分析生态系统服务价值的敏感度及变化度.结果表明:①采用CLUE-S模型对两江新区的未来土地利用进行空间模拟效果较好（Kappa系数达到0.82以上）,模型的普适性较好.②生态价值敏感度结果表明两江新区的生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性,结果的可信度高.③2020年生态保护情景下,林地的面积增加量大于自然增长情景,城镇和工矿用地则相反,生态保护红线对于城镇扩张起到了一定的约束作用.④2014年现状、2020年自然增长情景和2020年生态保护情景下的生态系统服务价值分别约为10.53×108、10.50×108和10.88×108元,两种未来情景下耕地的生态系统服务价值减少最为明显,林地、水域服务价值均表现出增加的趋势.⑤林地和水域的生态价值变化度表明其面积变化对生态系统服务价值的影响较大.研究显示,CLUE-S模型进行小区域的土地利用变化情景模拟效果较好,构建的生态系统服务价值评估优化模型计算结果的可信度较高.政府相关部门可以根据生态保护红线及生态系统服务价值评估结果,进一步优化生活、生产和生态空间,使其在城市规划、绩效考核和生态补偿中得到实际运用,在区域的经济可持续发展中起到支撑作用.      

“丝绸之路经济带”中国段土地利用系统安全性评价及阻力分析

在构建土地利用系统安全性评价指标体系的基础上,结合基于TOPSIS算法的DPSIR模型对2006—2015年"丝绸之路经济带"范围内中国九个地区进行土地利用系统安全性分析。同时借助障碍度诊断模型分析影响区域系统安全性提升的阻碍因子,并运用最小方差法(LSE)对区域土地利用系统进行系统阻力类型划分。结果表明:(1)研究区域土地利用系统安全指数全部位于0.20—0.60,即处于不安全状态和临界状态,距离安全状态仍有一定差距。(2)不同阻碍因子对不同地区影响作用有所不同,障碍因子由经济发展、社会投资、技术等基础方面转向土地资源和环境生态等方面,未来应针对不同地区的不同障碍因子制定具有差别化的缓解土地资源环境压力的政策。(3)研究期初和期末的区域土地利用系统阻力主要分为四系统阻力模式、五系统阻力模式,大部分研究地区由期初的D-S-I-R阻力型转变为期末的D-P-S-I阻力型,压力子系统阻力作用越来越突出。     

基于PSFR评估框架的太子河流域水生态安全评估

以减少人类压力、保持生态健康、维持服务功能和规避潜在生态风险为出发点,建立了基于PSFR(压力、状态、功能、风险)的太子河流域水生态安全评估指标体系.通过遥感影像解译、年鉴资料查询收集和实地调查数据相结合的数据整合方式,利用综合指数法计算了太子河流域生态安全指数,并分析了造成流域生态安全退化的原因.结果表明,太子河流域划分的105个小流域中不存在“极不安全”等级,仅有下游5个小流域处于“不安全”等级,占总数的4.8%;多数小流域均处于“较安全”和“一般”等级,呈集中分布的特点,其中处于“较安全”等级的小流域有59个,占56.2%;处于“一般”等级的小流域有38个,占36.2%;处于“安全”等级的小流域只有3个,占2.8%,说明整个太子河流域的水生态安全状况整体处于“较安全”等级.研究显示,流域内农业和城镇用地的扩张是显著影响生态安全状态及生态服务功能的主要因素.      

基于MCR模型的大别山核心区生态安全格局异质性及优化

以大别山核心区精准扶贫对象岳西县为研究单元,选择10个生态阻力因子建立生态安全评价指标体系,利用ArcGIS构建生态阻力面,应用空间数据探索分析方法（Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA）、最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance,MCR）和重力模型对生态安全进行诊断和潜在生态廊道识别提取。研究表明：（1）岳西县生态安全较高及高等级区域占县域总面积37.79%,而较低及低等级区域占51.89%,整体呈现北低南高的空间特征,生态安全水平总体偏低。（2）ESDA分析显示,生态安全空间分布全局Moran's I指数为0.6374,LISA图显示岳西县生态安全等级主要以高高（HH）、低低（LL）两种聚集类型为主,在空间上呈明显的片状集聚分布特征。在此基础上,选择生境良好的自然保护区及大型风景区斑块为生态源,生成累积耗费阻力面,基于MCR最小累积阻力模型构建生态源之间的最小累积耗费路径,提取潜在生态廊道90条,生态节点103个,利用重力模型识别出21条重要潜在生态廊道,其中,一级和二级潜在生态廊道分别为13条和8条。（3）结合岳西县旅游产业空间发展规划,提出了“一环三带”生态网络框架空间布局模式及优化对策,该模式可作为岳西县生态经济产业发展格局的有效补充。     

土地生态安全二维预警模型构建及应用——以临湘市为例

引入生态可持续性指数,在风险矩阵的框架下与土地生态安全指数相结合,构建了土地生态安全二维预警模型,并应用于临湘市土地生态安全预警.研究表明:土地生态安全指数逐年上升,土地生态系统自身稳定性及其对社会经济发展的支撑能力不断提高;生态可持续性指数逐年下降,土地生态系统对社会经济发展的支撑能力的可持续性逐渐减弱,如不采取相应措施,未来将难以避免跌入不可持续状态;2005~2019年土地生态安全警情呈“中警-轻警-中警-轻警”的波折变化,最终稳定为轻警,预测2020~2025年将延续轻警,跌入重警的可能性较小,但仍存在跌回中警的风险.临湘市应通过发展生态友好型产业､加大环保投入､有序扩张第二产业和建设用地､节制消费和应用新技术提高生产力等措施,综合改善土地生态安全状况.研究认为二维预警模型可有效避免传统模型预警失真的问题,有利于提高土地生态安全预警结果的全面性､前瞻性和合理性.