基于灰色关联模型的山地城市生态安全动态评价——以重庆市巫山县为例

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。     

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。     

张家界市旅游生态安全评价及障碍因子分析

开展旅游生态安全研究对旅游地协调生态环境保护与旅游业发展的关系具有重要意义。基于2001~2014年张家界市旅游生态安全的相关数据，从威胁、质量、调控3方面构建了张家界市旅游生态安全评价的“TQR”指标体系，并运用灰色关联投影法及障碍度模型对其旅游生态安全状况及主要障碍因子进行了分析。结果表明：总体上，2001~2014年，张家界市的旅游生态安全灰色关联投影值呈波动上升态势，但幅度有限，旅游生态安全水平未得到根本提升，除2003年外，安全状况均处于“一般”水平；就各子系统而言，2001~2014年，张家界市旅游生态安全威胁系统的安全状况由“一般”下降到“较不安全”，质量系统除2003年外均处于“较安全”水平，调控系统的安全状况由“较不安全”提升到“较安全”；2001~2014年，影响张家界市旅游生态安全的主要障碍因子有一定变化，早期的威胁主要为生态用地被占用、污水处理水平较低、从业人员素质不高等因素，近期则在游客密度控制、旅游资源利用强度调控、生态用地保护及污染减排等方面面临的压力越来越大。     

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。〖     

基于耗散结构理论的城市生态水平评价研究——以武汉市为例

城市是一个经济-社会-自然复合系统,城市生态环境是城市经济社会持续发展的支持系统。基于耗散结构理论和信息熵原理,通过计算生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变,分析城市生态系统的演化发展规律;利用综合发展度和协调发展度两个指数,建立城市生态水平评价的定量模型。以武汉市1988~2004年城市生态系统发展为例,评价结果表明：（1）武汉城市生态系统的生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变均呈现出下降趋势,城市健康、有序水平不断提高;（2）武汉城市生态系统在经历了1988~1991年停滞发展期后,从1992年开始,生态综合发展水平逐年提升,协调发展水平在不断增加,近10年来都保持在基本协调发展水平。     

提高区域生态环境质量综合评价水平的新思路--GIS与层次分析法的结合

区域生态环境质量综合评价涉及众多要素，同时又需要反映生态环境质量状况的空间格局。层次分析法在多要素综合评价方面具有独特优势，而GIS技术拥有强大的空间分析能力，将GIS与层次分析法相结合应用于江苏省生态环境质量综合评价，可以充分发挥两种方法的优势。首先，根据江苏省生态环境的基本特点确定生态环境质量综合评价的指标体系和基本评价单元，通过层次分析法，确定各评价指标的权重，计算出每个评价单元的生态环境质量综合指数和分指数；然后运用GIS技术，根据每个评价单元的质量指数和分指数，自动生成江苏省生态环境综合评价等级图；在此基础上，对江苏省生态环境整体及各不同侧面质量状况的空间分异规律进行分析和研究。结果显示，江苏省生态环境质量基本上由南向北逐渐降低，与自然环境状况的空间格局大体吻合，但局部地区有差异。表明自然条件对江苏省生态环境质量的空间分异起决定性作用，但社会经济和环境污染等因素同样对生态环境具有重要影响，在某些情况下，甚至可以成为决定因素，并在一定程度上改变生态环境的空间格局。     

基于PSR模型的昆明市城市饮用水源区生态安全问题研究

昆明是严重缺水的城市之一,城市饮用水生态安全问题事关昆明长远发展。本文从经济、社会和生态三方面,应用PSR(压力—状态—响应)模型构建了城市饮用水源区生态安全评价指标体系,并对昆明市两大水库—松华坝水库和云龙水库进行实证分析,得出整体上两者都处于比较安全状态。松华坝水库的生态安全指数为0.895,已基本接近安全水平,松华坝水库准则层,压力系统安全指数为0.816,状态系统安全指数为0.986,响应系统安全指数为0.881,状态系统属于安全状态,压力系统和响应系统均属于较安全状态;云龙水库生态安全指数是0.826,云龙水库准则层,压力系统安全指数为0.937,状态系统安全指数为0.897,响应系统安全指数为0.645,压力系统属于安全状态,状态系统均属于较安全状态,响应系统属于较不安全状态,说明云龙水库的生态压力较小,但保护措施力度较弱,生态环境保护程度需要进一步提升。     

基于生态足迹的江苏省生态安全动态研究

基于生态足迹理论，引入生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数作为评价区域生态安全的指标，并构建了生态安全评价标准。对江苏省1999~2008年的生态安全进行动态的定量分析评价。结果显示：江苏省1999~2008年的人均生态足迹由1526 hm2逐年增加到3.08 hm2，而人均生态承载力则呈现波动式下降（从0.522 hm2降至0.477 hm2），万元GDP的生态足迹自1.43 hm2下降到0.78 hm2;生态赤字则由1999年的1.004 hm2持续上升到2008年的2.603 hm2；生态压力指数从1999年的2.922增至2008年的6.462，同期的生态占用指数亦从0.694增至1.399，生态经济协调指数则从1999年的0.237下降至2008年的0.217。数据表明江苏省的经济发展处于不可持续状态，整体上生态安全趋势不容乐观，生态压力加大。同时随着技术水平的提高，单位产值所消耗的资源不断减少。社会经济发展与生态环境的协调性亦有所下降，且处于很差的状态。同时对未来的生态安全状况进行了线性预测分析，并提出了适当的措施。
     

成都市环境绩效评估研究

本文采用主题框架模型和"驱动力-压力-状态-影响-响应"模型,构建了由环境健康、生态保护、环境治理、资源与能源可持续利用4个二级指标、11个三级指标及28个四级指标构成的成都市环境绩效评估指标体系,并采用目标渐进法、均权法、环境绩效指数法等评价方法,测算了2011—2015年间成都市的环境绩效指数,研究结果表明:2011—2015年成都市综合环境绩效表现良好,总体呈上升趋势,但是二级指标中生态保护指标绩效水平最差,三级指标中噪声、生态环境、环境管理指标绩效离目标水平存在很大差距,各地区之间的环境绩效水平差距也很大。各区(市)县应有针对性的采取措施,提高综合环境绩效水平。     

城镇化视角下三峡库区重庆段水生态安全评价

基于驱动力—压力—状态—影响—响应(DPSIR)框架选取25个能反映水生态安全状态的指标,通过指标权重确定、数据标准化处理和水生态安全评价模型的构建,以三峡库区重庆段为例,从城镇化视角分析三峡库区重庆段自2007年三峡库区水位达156m高程以来的水生态安全状态。为了使AHP所确定的指标更客观,运用熵权对AHP进行修正,得到综合权重值来表示指标的权重。分析结果表明:三峡库区重庆段水生态安全自2007年三峡库区水位达156m高程至2010年三峡水库蓄水达到175m最终水位水生态一直处于不安全状态,2011~2012年升至警戒状态,总体趋势在逐年升高。影响三峡库区重庆段水生态安全的劣势因子是资源环境压力,其次是资源环境影响;影响三峡库区重庆段生态安全程度的优势因子是经济社会驱动力和经济社会响应。由权重值判断生态安全影响程度,资源环境影响对三峡库区重庆段水生态影响最大,其次是资源环境压力,影响最小的是资源环境状态。从指标层来看,对三峡库区重庆段水生态安全影响最大的前3个因素依次是灾害损失、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量;影响最小的是水土流失面积比例。     

巫山县生态承载力研究

由于三峡工程的开工建设,巫山县大量移民就地后靠,土地所承载的压力剧增,阻碍了巫山县社会经济的可持续发展。利用生态足迹原理和模型对巫山县2005~2010年土地生态承载力进行分析,并运用相关分析、主成分分析等方法将生态足迹指标与传统经济指标相结合,分析了巫山县社会经济的发展对生态足迹的驱动作用,为巫山县的生态建设及可持续发展提供依据及参考。结果表明：巫山县生态足迹呈现逐年增加的趋势,且近几年增加速度明显加快,而生态承载力则基本持平,人均生态赤字由2005年的1336 2 hm2增长至2010年的2194 2 hm2,说明巫山县对自然资源的消费远远超过了区域所能提供的资源供给,阻碍可持续发展。在此基础上本研究以巫山县2005~2010年的生态足迹时间序列作为模型因变量,并根据区域社会经济发展与生态足迹变化的作用机理选择了8个社会经济发展相关指标为自变量,建立多元线性回归模型。模型检验结果令人满意,并通过相关性分析、主成分分析等手段揭示了巫山县社会经济发展指标对人均生态足迹的强烈驱动作用     

鄱阳湖生态经济区土地生态安全警情研究

土地生态安全研究是当前土地可持续利用研究的前沿课题。为了确保土地生态安全，就必须对土地生态安全系统预警进行研究。结合预警理论，从压力 状态 社会响应3方面构建了土地生态安全预警指标体系，运用物元模型对鄱阳湖生态经济区2001~ 2008年的土地生态安全的警情进行分析。结果显示：2001年鄱阳湖生态经济区土地生态安全警情为轻警状态；2002~ 2004年处于中警状态；2005~ 2006年下降为重警状态；2007~ 2008年土地生态安全警情状况有所好转，处于中警状态。通过研究表明，利用物元模型进行区域土地生态安全预警研究是可行的，具有计算简便、意义明确、评价精度高等优点，可为土地生态安全预警研究提供了另一种途径     

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。     

基于PSR-灰靶模型的巢湖环湖防洪治理工程生态环境影响评价研究

针对目前生态环境影响评价中存在的评价指标标准值难以确定以及权重确立存在较强主观性的问题,以巢湖环湖防洪治理工程为例,分析其生态环境影响特点并结合相关数据,以"压力—状态—响应"模型为理论基础,从压力、状态、响应3方面构建评价指标体系,采用熵权法确定各指标权重,借助灰靶模型对巢湖环湖防洪治理工程施工期产生的生态环境影响进行定量评价,以增强不同评价单元之间的可比性,并选取常用的综合指数法进行对比验证。研究结果表明:(1)肥西县、包河区、肥东县、巢湖市和庐江县的靶心度总得分分别为0. 779 0,0. 761 0,0. 616 1,0. 688 8,0. 600 1,对应的生态环境质量等级分别为良、良、一般、一般和较差;(2)对于压力层靶心度高,而状态层、响应层靶心度相对较低的肥西县,对排放的废弃物进行积极治理、加大环保资金的投入会取得良好的效果;相较于状态层、响应层靶心度,包河区、肥东县、巢湖市、庐江县压力层靶心度低,所以应尽可能合理安排施工场地和时间来减少废弃物的产生,从而改善该区域的生态环境质量状况。     

移民型城市生态人居环境评价与优化研究

三峡工程建设以来,在大规模移民迁建的拉动下,形成了大量库区移民城市.良好的人居环境是保障移民型城市稳步发展的关键,也是建设生态城市的核心问题.本文基于生态人居清洁、舒适、低环境负荷的特点,以三峡移民第一城--重庆市万州区为例,对其1999-2005年居住适宜性水平进行了评价和分析,并基于评价结果提出了相应的优化调整建议.针对库区移民城市强调社会结构重建的特点,本文分别从基础设施、居住系统、生态环境、社会人文四个方面筛选指标,建立三级评价指标体系,综合运用层次分析法和熵权法确定指标权重,有效避免了主、客观定权方式各自的弱点.评价结果表明:7年来万州城区宜居水平虽呈上升趋势,但综合指数集中在0.45～0.6之间,距离生态人居的标准还存在明显差距.其中,基础设施滞后问题尤为突出,社会人文、生态环境指数自2000年后一直呈下降的趋势.     

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     

基于压力-状态-响应模型的长株潭城市群生态承载力安全预警研究

在构建城市群生态承载力安全预警评价指标体系基础之上，通过数据的收集，利用灰色加权关联理论，计算了2006~2015年长株潭城市群生态承载力安全指数，并对各年份生态承载力安全警度进行了判定。计算结果显示：从总体来看，2006~2015年长株潭城市群生态承载力安全指数呈现出上升的趋势，安全警度由“高警”下降为“轻警”；从压力、状态、响应3个子系统来看，安全指数同样呈现出上升的趋势，安全警度则由“高警”或“中警”下降为“轻警”。分析表明：近些年长株潭城市群“两型社会”试验区相关资源与环境政策的实施效果是明显的。但我们也发现，试验区统计年份安全指数数值都在 0.700 0 之下，与 “无警”（0.850 0）状态距之甚远，长株潭“两型社会”建设依然任重而道远。     

区域生态环境评价的灰色关联投影模型

区域生态环境评价是实现全面环境管理，协调区域经济发展与生态环境保护．实现区域可持续发展的重要手段。由于评价所涉及的地域复杂性和因素多样性，许多评价方法和体系都处于不断探索和发展之中。区域生态环境系统是一个灰色系统，包括了自然、经济和社会等方面具有信息不确知性和不完全性的因素。基于灰色系统理论和矢量投影原理，建立了区域生态环境评价的灰色关联投影模型。该模型将评价样本及各级质量标准视为矢量．分别向同一矢量(理想样本)进行投影。根据投影值的大小，确定样本所属的生态环境质量级别及样本间的优劣排序。以巢湖流域为个案，在建立生态环境评价指标体系和标准的基础上，运用所建模型对其生态环境质量现状进行了评价，结果与实际情况相吻合。即巢湖流域总体以及分区合肥市、六安市的生态环境质量为4级，分区巢湖市为5级。研究表明，灰色关联投影模型对于多指标的区域生态环境质量评价是科学的、有效的，具有一定的推广和实用价值。     

安徽省森林生态承载力及其重心迁移研究

以安徽省72个区县为研究样本,基于PSR(Pressure-State-Response)模型,运用熵权法与专家法确定综合权重,根据综合指数法计算森林生态承载力指数,并对2001～2016年安徽省森林生态承载力进行时空分析,同时在GIS技术支持下对安徽省县域森林生态承载力重心轨迹的演变规律进行研究.结果表明:安徽省森林生态承载力状况整体上得到了很大改善,全省大部分区县处于可载等级;政府林业投资强度、天然林保护面积占比、退耕还林面积占比、林分结构等指标权重较大;省内森林生态承载力水平分布不均衡,超载地区主要分布在皖北平原地区,可载地区则大多分布在皖西南山区;森林生态承载力重心在2001～2006年从西北向东南方向迁移,2006～2009年从东南向东北方向迁移,2009～2016再次向东南方向迁移,且迁移的速度明显加快.     

基于灰色聚类法的长江经济带中心城市生态安全评价研究

以长江经济带为研究区域,选取长江经济带中心城市武汉市、上海市、重庆市为研究对象,首先运用PSR模型构建具有长江经济带特色的生态安全评价指标体系,包含目标层、准则层、指标层3个层次共31个指标;然后通过主成分分析方法进行权重求解,消除了指标间的影响,使各指标权重更加客观;最后构建基于白化权函数的灰色聚类模型对3个城市2004~2015年的生态安全状态进行评价。评价结果表明:3个城市2004~2015年间生态安全水平总体呈上升趋势,生态安全状态不断好转。