基于信息熵的武汉市城市生态系统演化分析研究

基于信息熵的分析方法,在前人的研究基础上,以武汉市2000~2010年城市生态系统发展为例,通过计算城市生态系统输入-输出熵流、代谢熵产生和系统总熵变,分析系统演化发展规律及原因;分别采用综合发展度和协调发展度评估城市的可持续发展水平,并将其进行指数化表征。分析结果表明：近11 a内系统熵流和总熵总体是呈现振荡式下降趋势,而熵产生先升后降,武汉市总体不断向着健康、有序方向发展,但有序度不稳定;近年来协调发展度和综合发展度二者保持同时增长,说明武汉市城市生态系统不断向着可持续方向发展,但武汉市目前仍处于初级协调发展水平     

基于生命力指数与集对分析的城市生态系统健康评价

鉴于城市生态系统的生命特征,引入城市生命体概念,构建包括生产力、生活态、生态势和生机度的城市生命力指数,分别针对经济子系统、社会子系统、自然子系统及生态调控子系统来综合反映城市生态系统健康状况.引入集对分析这种不确定理论与方法,在充分考虑城市生态系统健康不确定性与相对性的基础上,构造各被评价城市与最优评价集的相对贴近度,开展城市生态系统相对健康状况比较研究,以促进城市生态系统健康水平的整体提升.利用基于集对分析的城市生命力指数综合评价模型及信急熵权重,比较了北京、上海、武汉、广州等16个城市2005年的生命力指数相对状况,结果表明:2005年,厦门、上海、北京、青岛等城市的生命力指数处于被评价城市中相对较高等级,即城市生态系统健康状况较优;而重庆、西安、银川、哈尔滨、成都等城市处于相对较低等级,即城市生态系统健康状况较劣.     

长三角城市群生态城市建设定量评价

长江三角洲是我国发育最为成熟的城市聚集区,随着城市发展主流趋势--生态城市的日益兴起,区内各城市相继开展了生态城市建设,并取得了相当的成效。但是在生态城市建设过程中还不可避免地存在着城市复合生态系统不协调发展、生态城市建设程度难以定量以及片面定量的问题。试从长三角城市群社会经济和地域情况入手,构建具有地方特色的生态城市建设指标体系,并采用城市生态指数、城市协调度指数和生态城市综合指数来分别衡量长三角城市群内各城市的生态化水平、城市协调发展水平和生态城市建设程度。结果表明：（1）长三角城市群15个城市中,苏州生态城市建设程度较好,而南通则略差;（2）只有城市的全面协调发展,才能建成可持续发展的生态城市。     

长三角城市群生态文明建设问题及潜力研究——基于5大城市群的比较

理清城市群的生态文明建设现状与问题，对于认清城市群下一步生态文明建设方向有着重要意义。通过复合生态系统理论和“PSR”模型构建生态文明评价指标体系，运用熵权TOPSIS法、协调度模型、耦合协调度模型、生态文明建设潜力模型对5大城市群生态文明建设现状进行评价，并总结归纳各城市群面临的问题。研究显示：（1）经济发展与生态保护之间的矛盾是当前长三角城市群生态文明建设的主要矛盾，整体上城市群的自然、经济、社会发展不协调；（2）部分地级市的生态文明建设存在盲目性或建设意识不强的情况，缺乏科学引导；（3）经济发达的地区具有更强的能动性，而协调发展的地区拥有更大的生态文明发展潜力。建议长三角城市群以科技创新为抓手，走经济与环境协调发展道路，率先支持上海、杭州等有条件的大城市成为示范城市，进而发挥带动作用。 关键词： 城市群；生态文明；潜力；PSR；复合生态系统     

我国耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全评价及障碍因子诊断是改善耕地生态系统状况、促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和障碍度模型,对我国耕地生态安全进行了评价。研究表明：（1）1996~2010年我国耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0484 4增加到0626 9,安全等级经历了“临界安全-较安全”的演变历程;（2）压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;（3）长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素,1996~2010年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均533%和052%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均802%的速度下降;（4）影响耕地生态安全的主要障碍因子包括单位耕地面积农药负荷、单位耕地面积化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等。为了促进耕地生态安全水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度     

武汉城市群空间扩展的生态状况诊断

武汉城市群是我国建设资源节约型和环境友好型社会综合配套改革实验区，城市群的生态环境质量是实现城市群可持续发展的重要保障，是建设生态型城市群的重要支撑。构建了由自然资源要素、生态环境要素和社会经济要素组成的武汉城市群空间扩展的生态状况诊断指标体系，采用熵技术支持下的AHP模型和模糊隶属度函数模型建立了城市群空间扩展的生态状况诊断模型，利用1997~2006年武汉城市群9市土地利用数据、社会经济和环境变化数据，系统分析了武汉城市群空间扩展的生态环境质量变化状况。研究认为：1997~2006年武汉城市群生态状况诊断的综合评价指数呈先下降后上升的变化趋势，说明伴随城镇用地扩张和土地利用转化，城市群生态环境质量先降后升；除仙桃市外，城市群内其余各市生态状况诊断的综合评价指数均缓慢下降，说明各市空间扩展造成生态环境质量的下降，这种影响在9个城市之间存在着较大的空间差异性。〖     

长江中游城市群经济与生态成本空间演化模式分析

综合运用变异系数、泰尔指数及ESDA-GIS多种方法,在充分考虑传统经济影响因子的基础上,尝试引入经济发展生态成本指标,分析长江中游城市群经济综合发展水平与生态成本的空间匹配及演化模式。研究表明:经济综合发展水平高低聚集特征明显,空间极化现象是导致区域经济发展不平衡的主要原因;生态成本空间集聚现象以高高集聚和低低集聚为主,且呈现出高高集聚减少、低低集聚增多的现象,生态成本消耗有所改善;2001~2012年长江中游城市群市域经济综合发展水平与生态成本表现出越来越显著的差异化空间格局,呈现出由低经济综合发展水平-低生态成本过渡到高经济综合发展水平-高生态成本,进而发展到高经济综合发展水平-低生态成本的空间匹配模式的阶段性特征;高经济综合发展水平-高生态成本的经济发展模式仍在大部分城市中存在,经济与生态空间协调发展的潜力仍然很大。     

中国旅游经济与生态环境协调发展水平的空间差异与演变特征

本文在构建旅游经济与生态环境耦合系统评价指标体系的基础上,运用AHM权重和熵值权重相结合的方法及协调发展度测度模型,对1996-2010年我国东中西部11省区旅游经济与生态环境协调发展水平的时空演变特征进行了分析。研究结果表明:①近10余年来,我国东中西部11省区旅游经济与生态环境的协调发展水平均在不断提高,2010年11省区均已进入协调发展状态,但总体上仍处在较低水平;②我国旅游经济和生态环境协调发展水平的空间差异十分显著,但差异主要表现在东部地区与中西部地区之间,中部地区和西部地区之间差异不明显;③旅游经济综合效益与生态环境综合效益对比分析显示,我国东部省市多为生态环境滞后型区域,而中西部省区多为旅游经济滞后型区域。     

张家界市旅游-经济-生态环境协调发展综合评价

旅游业是当前许多国家和地区重要的发展产业之一,而良好的生态环境是旅游经济持续发展的重要基础和载体。协调好旅游发展与生态环境之间的关系,已成为实现旅游地可持续发展的关键问题之一。张家界市是我国著铭旅游景区——武陵源风景名胜区的所在地,本文从旅游-经济-生态环境之间的关系出发,通过引入协调发展度数学模型及计算方法,对张家界市1996-2010年旅游-经济与生态环境协调发展状况和发展态势进行了综合评价。研究表明,张家界市旅游子系统与经济子系统的评价值总体呈上升趋势,但旅游子系统的评价值存在一定的波动变化;张家界市旅游-经济-生态系统的协调发展度总体呈上升趋势,但仍属中度协调发展类;系统耦合协调类型正在以经济发展超前型逐渐演变为旅游发展超前型。这说明近年来张家界市的旅游业得到了快速发展,综合效益不断提高;但相对于旅游发展的而言,其生态环境的发展与改善还有较大的潜力和发展空间。     

长江经济带人口城镇化与土地城镇化协调发展时空差异研究

长江经济带是我国经济发展的战略区域,人口城镇化和土地城镇化的协调发展是推进新型城镇化发展的战略重点之一。本文以2006-2013年长江经济带126个地级市的人口、土地数据为基础,从长江经济带、区域和市域视角,采用熵值法、发展水平评价模型和均衡发展模型测度人口城镇化和土地城镇化协调发展度,结合空间分析方法对协调发展度进行分析,并使用ArcGIS10.2得出二者协调发展度的空间分布图。研究发现,从整体来看长江经济带2006-2013年人口城镇化与土地城镇化协调发展水平不断提高,并呈现相对平稳增长,2013年总体上达到较高协调发展水平。从区域视角来看,协调发展度呈现阶梯特征即下游地区中游地区上游地区的状态,且自2009年起3大区域协调发展度差距呈扩大趋势。从市域视角分析,长江经济带126个地级市2006-2008年协调发展度的发展速度慢,2009年后发展速度显著提升;在空间上呈现"东北-西南"的空间非均衡性和空间异质性,东北高、西南低,并表现明显的"城市群集聚"发展特征。长江经济带在人口城镇化和土地城镇化进程中应不断推进区域经济发展,加快中上游城市的城镇化进程,充分发挥"城市群"的经济辐射带动作用,同时转变土地财政思想,真正实现地区发展水平的提高,最终实现人口城镇化和土地城镇化协调发展。     

基于灰色关联模型的山地城市生态安全动态评价

随着“十八大”报告中全面建成小康社会目标的提出，我国的社会经济发展将进一步加快，生态环境所承受的压力势必也将增大，如何协调城市发展与城市的生态安全已经成为一个不可回避的问题。我国是一个多山的国家，山地、丘陵及高原面积占国土面积的69%，山区生态系统脆弱，自然灾害频发，水土流失严重，极大的制约了其社会经济的发展，因此以巫山为例，在世界经合组织建立的PSR模型框架下，将熵值赋权法与灰色系统理论相结合，通过分析巫山县各指标2001~2011年统计数据，用熵值法赋予权重值，计算各指标灰色关联度，得到了其生态安全状态，并对巫山县生态安全等级状况进行了动态评价。巫山县生态安全综合指数由2001年的0.59（Ⅲ级）发展到2011年的0.66（Ⅳ级），个别年份有些许波动，整体生态安全状况呈现良好的发展态势，生态环境压力有所缓解。生态安全综合指数及各分项指数较高，巫山县生态环境处于较好状态     

基于熵变视角的生态脆弱区城市化与生态环境交互耦合发展研究——以西宁市为例

基于城市化与生态环境的内在关联视角,通过建立西宁市城市化与生态环境系统综合评价体系,运用物理学熵变原理和熵值法及构建PSE模型对西宁市2000—2014年间城市化与生态环境综合水平及交互耦合演化态势进行了实证分析,以此探讨快速城市化背景下与生态系统相互作用、共同演进的规律性特征。结果表明:在西宁市城市化综合水平呈不断上升进程中,生态环境综合水平呈现明显的"U"型发展格局,即先下降后上升,且经济城市化和生态弹性分别对城市化子系统和生态环境子系统贡献份额最大;西宁市城市化与生态环境在协调型和拮抗型之间徘徊,2005年后呈现为协调型的良好发展趋势,其中2002、2003、2005年为对应的"节点"。     

生态敏感区村域尺度土地生态经济系统的耦合协调发展研究——以重庆市江津区为例

评估土地生态经济系统的耦合协调发展状况,有助于揭示区域人地关系地域系统的动态演化规律,促进土地资源可持续利用.以三峡库区生态敏感区江津区为例,在剖析土地生态经济系统耦合机理的基础上,构建土地生态经济系统耦合协调发展的评价指标体系,通过土地综合评价和耦合协调度测度模型研究村域尺度土地生态经济系统的耦合协调发展特征.结果表明:(1)江津区土地生态系统发展逐渐变坏,总体表现出低等级村域空间挤压高等级村域空间的趋势,且土地生态系统发展表现出明显的空间分异;(2)江津区土地经济系统发展呈现向好趋势,但土地经济系统发展具有较大的空间差异,并呈现出显著的城乡分界;(3)江津区土地生态经济系统的耦合协调发展朝着子系统相互促进的方向演进,但全区整体的土地生态经济系统耦合协调水平还有待提升;(4)江津区村域土地生态经济系统的耦合协调发展具有显著的空间差异,高耦合协调的村域零星分布,中、低耦合协调的村域广泛分布,失调村域主要分布在城区范围之外.     

珠江三角洲城市生态系统适宜度评价研究

生态系统适宜度评价思想自提出以来,已得到了世界各国的基本认同.本研究主要从城市入手来分析和评估珠江三角洲城市生态系统适宜度的发展状况,采用社会统计学的方法,构建了体现城市结构、城市功能和城市协调度的垂直式和反映经济、社会、人口、资源、环境状况的水平式两者相结合的指标体系,选取1995-2004年10个年份的数据,对珠江三角洲9个城市的生态系统适宜度进行测算,并将10个测评年份的数据统一进行标准化处理和非负处理,实现了不同年份和不同城市的可对比化.划分了城市生态系统适宜度的类型,分析了类型的变化和由这些变化形成的城市生态系统适宜度发展的特点,并得出珠江三角洲城市生态系统适宜度增强、珠江三角洲城市生态适宜度3个垂直层次的发展稳定性不一致等结论.     

“长江经济带”战略背景下武汉城市水环境承载力综合评价

为揭示长江经济带战略背景下武汉城市水环境承载力的演化特征，理解长江经济带建设过程中武汉城市水环境的承载基础，从水资源环境、水污染控制和社会经济承载3个子系统来构建城市水环境承载力指标体系，采用结构熵权法和均方差决策法进行主客观联合赋权，对长江经济带战略下的武汉城市水环境承载背景进行研究。研究结果表明：（1）2004~2013年武汉城市水资源、环境与社会经济的发展协调性较好，城市水环境承载力综合值呈上升态势，具有较好的水环境承载基础；（2）水资源环境和水污染控制两个子系统在武汉城市水环境承载力中贡献较大；（3）长江经济带建设背景下水污染控制是提升武汉水环境承载力的关键，未来控制城市生活污水、加强城市环保基础设施的建设和管理是武汉城市水环境管理的重中之重     

基于熵权TOPSIS模型的土地利用多功能性诊断

从经济、社会和生态3个方面出发构建土地利用多功能性评价指标体系，应用熵权TOPSIS模型对江苏省近年来土地利用多功能性进行诊断分析可以优化区域土地的合理开发，提高土地利用效率，为促进区域的可持续发展提供有效依据。研究结果表明：2006~2016年江苏省土地利用综合功能经历了一般—良好的发展阶段，综合功能在不断优化；经济功能经历了较差—一般—良好—优秀—良好的发展阶段，虽然有所波动,但其依旧呈增长态势；社会功能经历了较差—一般—良好—优秀的发展阶段，呈现出持续稳步提高趋势；生态功能经历了一般—良好—一般的发展趋势，整体呈下降趋势。另外土地利用的经济功能和社会功能子目标的障碍度在逐年下降，对目前江苏省土地利用有效性起制约作用的主要是生态功能，应减少废水排放和工业固体废弃物等污染造成的生态破坏，加强水资源的保护，同时缩小城乡差距，推进城乡融合，促进土地利用过程中经济、社会和生态功能的协调发展。     

乡镇居民点规模—功能系统耦合协调发展研究——以重庆市潼南区为例

借鉴耦合理论,建立了乡镇居民点规模-功能耦合系统,以潼南区为案例,采用熵权法、耦合协调度评价和空间集聚分析等方法,对2014年潼南区22个乡镇居民点规模-功能的耦合协调发展状态进行评价。研究发现,经济规模是乡镇居民点规模的主要决定因素。第三产业是影响居民点生产功能的主要因素,教育医疗则是影响生活功能的主要因素,建成区绿化面积是影响居民点生态功能的主要因素。潼南区乡镇居民点规模-功能耦合协调发展水平在空间上具有明显的单核结构特征,区域发展具有较大的不平衡性。大部分乡镇规模-功能耦合处于拮抗状态,规模滞后状态,规模、功能建设发展都处于低水平状态。应当积极培育县城以外的区域次级增长中心,以缩小区域发展的不平衡性。在村镇居民点的规划中,应重视居民点经济规模的地位与作用,以求更为合理的预测居民点规模,并规划建设居民点功能。     

海岸带城市环境-经济系统的协调发展评价及应用--以天津市为例

在海岸带城市的环境一经济系统分析的基础上,建立了适用于海岸带城市的环境一经济协调发展评价指标体系。并以天津市为例。采用综合指数法对其协调度和综合发展水平进行了计算。结果表明。天津市环境与经济发展关系相对趋于协调。但1995年后天津市的环境经济协调发展模式已从经济增长滞后型发展为环境质量滞后型。利用灰色系统GM(1,1)模型对天津市未来15年的经济协调度和发展水平进行预测,发现天津市环境与经济发展协调度在未来将显现下降趋势,从2000年的0．95下降到2015年的0．59。城市综合发展水平在2005年之后也开始呈下降趋势。     

长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系与评价模型

基于生态系统理论,构建了由社会、经济、自然环境、自然灾害4个子系统和7个二级指标及29个三级指标组成的长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系;以信息熵理论为基础建立了客观确定指标权重的综合信息熵模型法,并以层次分析法和综合信息熵模型法相结合确定评价指标权重值;采用灰色关联综合评价模型对上海滨岸带生态环境质量进行评价。对上海滨岸带宝山、浦东、南汇、奉贤、金山和崇明岸段1999~2003年5年间生态环境质量的时空变化特征和分级规律的研究表明：宝山滨岸带生态环境质量1999~2000年为较差,2001~2003年为中等;浦东、奉贤、南汇和金山生态环境质量一直处于中等水平;崇明生态环境质量1999、2000年为良,而2001~2003年为中。     

深圳红树林湿地系统健康评价

本文以深圳市福田自然保护区红树林为例,基于压力-状态-响应(PSR)模型构建了深圳红树林湿地生态系统健康评价体系,并根据熵权法和GM(1,1)模型计算深圳市红树林2008-2018年的综合生态健康指数(CHI)。结果表明:深圳市福田红树林生态系统的综合健康指数(CHI)呈现波动上升趋势,表明红树林生态系统为亚健康状态,个别年份的生态系统综合生态健康指数出现下降,但从整体上看综合生态健康情况呈现良好发展的趋势。