基于P-S-R框架辽宁省2003年-2012年城市生态安全演变趋势研究

着眼于辽宁省经济发展与环境问题凸显的现状,基于压力-状态-响应(P-S-R)生态安全评价模型,选取辽宁省14个城市2003年-2012年的经济、社会与环境等25个指标数据进行生态安全综合评价,对生态安全演变趋势进行分析.结果表明:十年来辽宁省城市生态安全指数呈现整体上升趋势,生态安全综合评价指数基本与生态安全指数变化趋势相似,说明辽宁省生态安全状况正逐步改善,并且总体呈现发展趋势,辽宁省的生态安全建设取得一定进展.     

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。     

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.      

三维生态足迹视角下塔里木河流域水土资源与生态承载状况评价

塔里木河流域是新疆发展、丝绸之路经济带的重要组成部分,明晰其水土资源资本利用及生态承载状况,对塔里木河流域的高质量发展具有重要意义。运用改进的三维生态足迹模型,核算塔里木河流域的生态足迹,并对人均区域生态足迹深度、广度变化进行分析;引入水资源压力指数、土地综合压力指数、生态压力指数,判断当前水资源、土地资源是否处于超载状态,并对塔里木河流域的生态承载状况进行评价。结果表明:1)2000-2019年研究区的人均生态足迹持续上升,由2.091 ha/人增加至5.864 ha/人,年均增长率为5.58%。生态赤字问题严重,20年增长了2.98倍。2)研究期内,区域人均生态足迹深度持续增长,由9.283增加到23.905。人均生态足迹广度增长了8.89%;3)水资源压力指数、土地综合压力指数、生态压力指数均>1,各类生产生活对生产性土地造成了严重负担,生态安全形势严峻。     

滇池生态安全综合评估研究

湖泊水库的生态安全是湖库区(流)域人民赖以生存和社会经济可持续发展的重要基础.通过深入剖析湖库生态安全的内涵,运用湖库生态安全综合评估模型,从人类活动压力、湖库水体健康和湖库生态服务功能三方面评价了滇池1999~2007年间的生态安全状况.结果表明,通过污染物排放总量的控制,至2007年人类活动对滇池产生的直接压力已有效减轻,然而湖体水质状况却未得以根本改善,多年来滇池生态安全状况处于Ⅳ级,即生态安全状况较差.     

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.     

基于生态足迹改进模型的生态安全及其预测研究

由William Rees提出的生态足迹模型已经成为近年来生态可持续发展的重要的度量工具,但是该模型仅考虑了土地的基本生产功能,忽视了土地生态系统的服务功能。文章借鉴生态系统服务功能理论改进了传统的生态足迹模型,将生态系统服务功能价值当量因子引入生态足迹模型均衡因子和产量因子的计算中,改进后的模型体现了生态系统功能的完整性;同时,文章以江苏省2010年的统计数据为基础,应用改进模型计算了其2010年生态压力指数,结果表明,江苏省生态压力指数达到1.495,其安全状况已经超过了极不安全边界,处于极不安全状态;最后利用灰色理论GM(1,1)模型对其2011-2015年的生态安全状况进行了预测,发现江苏省未来5年生态压力指数快速增大,年平均增长速度为6.89%,表明江苏省未来5年生态安全状况将继续恶化,这将严重影响其生态可持续发展和经济可持续发展。     

青海湖流域生态安全评价

进行流域的生态安全评价,对于改善流域的生态环境,维护区域的可持续发展具有重要 的意义。本文选择自然生态环境状态指数、人文社会压力指数、环境破坏压力指数,构建了青海 湖流域生态安全综合评价指数模型,提取了生态安全指标,对2000 年青海湖流域的生态安全进 行了评价。结果表明,2000 年青海湖流域生态安全属于生态安全预警等级,流域生态安全面临着 较为严峻的挑战。气候变化和人类活动对青海湖流域的生态环境产生的负效应,也因此会影响到 区域的可持续发展,所以必须进行流域的综合治理,改善当地的生态环境。     

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.     

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%。     

基于物元分析-DPSIR概念模型的重庆土地生态安全评价

构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应（DPSIR）概念框架的土地生态安全评价指标体系,借助灰色关联模型进行赋权,引入物元分析法对重庆市土地生态安全进行评价,研究结果表明：①1997年重庆土地生态安全属于不安全等级,2001年属于较安全、2005年属于不安全、2009和2012年属于安全等级,表明1997~2012年重庆市土地生态安全总体呈现转好趋势,但由于关联度均小于0,土地生态安全的水平不稳定;②重庆市土地生态系统脆弱,承载干扰的能力较弱;③1997直辖后,经济社会的发展,环境保护意识的提升,政府部门生态环境建设力度和环保投入的加大是重庆市土地生态安全有效提升的保障.人口增加,经济社会以及城市化的快速发展,农业面源污染等是重庆市土地生态安全的制约因素;④该评价模型和指标体系适用性较强,评价结果较为客观,为土地生态安全评价提供了一个方法的参考.     

基于变权理论和DPSIRM的中国森林生态安全评价

为克服常权权重不能精准刻画生态和经济复杂交互关系的缺陷,结合变权理论和DPSIRM因果框架,构建了包含6个子系统、23个具体指标的中国森林生态安全评价体系.基于2006~2018年的中国统计年鉴数据、林业统计年鉴数据及相关数据资料,运用K-means聚类法和变权理论对中国大陆31个省（市、自治区）（不包含台湾、香港、澳门）的森林生态安全状况进行评价.结果表明：（1）在研究时期内,基于DPSIRM因果框架的中国森林生态安全总指数呈现“W”型总体上升的小幅波动趋势;（2）经过变权处理后,状态子系统平均权重最大达到0.0781,管理和响应子系统次之,分别达到0.0728和0.0640,管理子系统平均得分呈“N”型变化趋势,与其他子系统相互作用显著,对森林生态安全具有全局性影响.（3）研究期内,大部分省（市、自治区）森林生态安全综合评估值呈现平稳上升或先降后升趋势,仅有辽宁、西藏等地区波动下降.区域森林生态安全状况差异明显,西南地区平均得分最高达0.3414,西北、华东、华中地区平均得分远低于各地区平均水平0.2794.（4）中国的森林生态安全状况整体呈改善趋势,但各省（市、自治区）之间森林生态安全状况呈现严重分化现象,传统林业优势地区森林生态安全状况较好,而经济高速发展地区的森林生态风险较大.建议在未来的森林生态安全管理中需重点关注生态脆弱区和经济发达地区,在加强现有森林资源保护的基础上,继续大力实施和推进林业生态恢复工程建设.     

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。     

京津冀生态屏障区人类活动对生态安全的影响

使用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）和InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型分别模拟计算了滦河和潮河流域水源涵养、面源污染、干旱特征和生境质量等指标,在此基础上使用压力-状态-响应（PSR）模型建立了生态安全评价体系,以面源污染、生境质量和土地利用特征等人类活动对生态安全的影响作为切入点,以子流域为评价单元,评价了研究区生态安全,分析了各层指标对生态安全的影响.结果表明,2010年和2015年研究区总体生态安全状态等级均为敏感级,生态安全评分综合指数分别为0.50和0.48.研究区生态系统整体较为稳定,空间上各子流域之间生态安全状态存在较大差异.面源污染和城镇扩张等人类活动对生态安全的影响较大.林地和草地评分较低,可能与种植结构和景观格局有关.水源涵养量值增加和生境稀缺性值下降,说明加大水源涵养能力建设和降低生境稀缺性是提高生态安全的有效措施.     

基于源-汇理论和最小累积阻力模型的城市生态安全格局构建——以安徽省宁国市为例

根据景观生态学相关理论,选取高程、坡度、土地利用类型、植被覆盖度、土壤侵蚀、距风景名胜区距离、距水体距离、距道路距离、距居民点距离、距工业用地距离、距矿点距离等11个生态安全评价因子,应用GIS空间分析技术对安徽省宁国市生态安全等级进行划分,并采用基于源汇理论的最小累积阻力(MCR)模型构建宁国市生态廊道和生态节点,优化生态网络布局.模拟结果表明,宁国市总体生态安全水平较高,高度安全的区域面积为1174.38 km2,占区域总面积的48.41%;低度安全的区域面积为232.07 km2,占区域总面积的9.57%;在生态安全评价的基础上,提取了宁国市88条潜在生态廊道,总长度约1426.99 km,生态节点57个.与现有生态廊道相比较,宁国市需进一步补充11条主要生态廊道,总长度约241.37 km,这对城市生态安全保护具有重要的意义.     

基于水生态系统结构特征的滇池流域水生态功能三级分区

水生态功能分区的目的是为了实现中国流域的"分区、分类、分级、分期"管理的精细管理理念,而水生态系统结构是水生态系统完整性的基础,也是区分不同区域生境特征与功能差异的重要指标.因此,为了实现更精细化的湖泊流域管理,在滇池流域完成水生态功能二级分区基础上,基于水生态系统结构特征进一步对滇池流域进行三级区划,进而反映流域水生态功能的空间异质性.以反映水生态系统结构的物理、化学与生物特征为依据,分别构建了滇池流域陆域与湖体的三级分区指标体系;通过对三级分区单元指标综合值进行聚类分级,最终将滇池流域的水生态功能三级分区划分为20个陆域区和4个湖体区,并利用底栖与藻类的生物数据对分区进行合理性评价.最后基于生态服务功能理论,结合滇池流域自身特点与管理需求,将滇池流域三级分区定义为不同的水生态功能类型.通过对滇池流域水生态功能三级分区的划分以及主体功能的确定,不仅为滇池流域水生态健康管理构建了空间管理单元,而且为湖泊水生态功能分区的研究提供了案例.     

矿业城市景观生态安全研究——一种双层复杂网络分析方法

以土地利用变化（LUC）和景观生态安全指标（LESI）分别作为上、下层网络,通过确定LUC和LESI单层网络的节点、节点重要度和节点连接强度,以及LUC与LESI上下层网络之间的节点连接系数,形成LUC-LESI双层复杂网络模型,并构建度中心性、聚类相关性和节点影响强度等3个复杂网络指标,定量分析区域土地利用变化与景观生态安全之间的内在有机联系,为土地利用调控提供指导.大冶市案例研究结果表明,2005~2015年大冶市景观生态安全状况相对稳定,7个乡镇景观生态安全状况得到提高,8个乡镇景观生态安全状况降低,景观生态安全总体处于第4等级;耕地减少和建设用地增加在LUC网络中处于核心位置,是整个网络的骨架,香农多样性指数SHDI在LESI网络中处于核心位置,对区域景观生态安全的影响最大,耕地减少和建设用地增加在区域景观生态安全变化中起主导作用;建设用地扩张主要占用耕地,耕地-建设既有相对集中的大面积开发区,又存在工矿建设的遍地开花,且建设主要沿道路线性展开,导致耕地-建设的平均斑块面积大、斑块聚集度较低、斑块形状指数较高;耕地改种树木现象在各乡镇已较为普遍,单块面积较大且相对集中,而耕地抛荒主要发生在山丘区域,虽集中度高但单块面积较小,耕地改种树木和耕地抛荒多表现为成片进行,导致耕地-林地平均斑块面积较大而耕地-草地平均斑块面积小,两者斑块聚集度均较高,斑块形状指数均较低.LUC-LESI双层复杂网络实现了景观生态安全与土地利用变化之间关系的定量化表达,可以作为区域景观生态安全研究的一种有效分析工具.     

基于一体化生态空间格局的土地利用/覆被变化及其生态环境效应——以长三角为例

区域一体化发展背景下,一体化生态空间格局的构建及其生态环境效应评估兼具丰富生态系统完整性和关联性研究的理论价值、指导生态空间跨区域协同保护的现实意义.以长三角一体化区域为案例,基于生态系统完整性和关联性,开展生态过程模拟和潜在生态廊道识别研究,构建跨区域、一体化的生态空间格局;基于2000—2018年土地利用数据,解析生态空间格局的土地利用/覆被变化（LUCC）,核算生态空间格局的生态环境效应及其变化,分析污染物排放与生态环境质量的关系.结果表明,长三角地区的潜在生态廊道和一体化生态空间格局涵盖大部分城市,并主要分布在江苏沿江、安徽南部和浙江东南部地区;生态空间格局内生态用地占据主导,建设用地有缓慢增长的态势,导致生态环境质量有所降低;浙江东南部、安徽南部城市生态环境质量较高,且保持相对稳定;生态廊道内部缓冲区的生态环境质量较高,适合作为构建一体化生态空间格局、维护区域生态安全的主要载体;污染物排放与一体化生态空间的生态环境质量存在一定负相关关系,未来需要采取针对性措施以同步促进污染物减排和提升生态环境质量.     

生态—社会经济系统耦合方法在县域国土空间生态修复规划中的运用——以四川威远县为例

国土空间规划体制具有强烈生态指向意义,生态安全已是国土空间安全的重点。以四川省威远县为研究对象,针对县域生态国土空间的生态资源破坏、生态系统紊乱等问题,利用生态—社会经济系统耦合方法,从要素修复、结构优化、系统价值提升三个角度构筑系统耦合度评价指标体系,计算系统耦合度及子系统综合功效,综合耦合系统时空格局变化分析得出县域生态修复安全目标格局与生态修复对策。研究结果表明：（1）县域生态修复规划具有目标多层次性、系统复合性及途径多样化性,可从宏、中、微观层级提出对策。（2）系统耦合度在0.457~0.497区间浮动,耦合系统现处于拮抗时期向磨合时期发展。（3）依据系统耦合度、子系统综合功效及指标影响度构建“点—线—面”的生态修复格局。研究提出应对县域尺度的生态修复专项规划方法和实践运用,可为当前县域国土空间规划编制提供新的思路和方法。