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PSR模型的广西生态建设环境绩效评估研究

采用压力-状态-响应模型构建了广西生态建设环境绩效评估指标体系,测算了2006-2013年间广西生态建设环境绩效指数,并结合广西生态建设和环保工作进行了数据分析。研究结果表明,2006年广西环境绩效指数较低,特别是在资源利用和污染控制、环境治理方面底子薄弱,经过五年的努力,十一五期间广西各项环保工作取得了显著进步,环境绩效指数持续大幅度上升;进入十二五以后,广西重点环保工作取得了新进展,资源利用和污染控制方面的绩效仍保持稳步的增长,但积累的一些环境问题开始显现,环境绩效指数总体上保持小幅度增长,但增幅比十一五有所回落。     

基于两阶段Super-NSBM模型的城市生态福利绩效评价研究

如何在生态门槛内为城市居民实现福利水平的持续提升即城市生态福利绩效的提高是城市生态文明建设和可持续发展的根本要求和必然选择。本文从生态福利视角出发,基于DEA方法构建城市生态福利绩效评价指标体系,并运用两阶段考虑非合意产出的Super-NSBM模型和DEA窗口分析法测算了中国35个主要城市2011—2015年的生态福利绩效,将生态福利绩效分解为生态经济效率和经济福利效率两阶段,打开城市生态福利转化过程的"黑箱",并通过冗余度分析为各城市指明效率改进的方向。研究发现:"十二五"期间,我国35个主要城市的整体生态福利绩效水平不高,且城市之间差异较大,总体上未能实现DEA有效,但近几年呈现出逐年改善的利好趋势。分阶段效率来看,第二阶段的经济福利效率高于第一阶段的生态经济效率,生态经济效率偏低是导致整体生态福利绩效水平不高的主要原因。分区域来看,城市生态福利绩效综合水平呈现出"中部最高、东部次之、西部最低"的态势。与传统的单阶段("黑箱"评价)视角下考虑非合意产出Super-SBM模型相比,两阶段视角下基于考虑非合意产出的超效率网络SBM模型的测算结果精确度更高,再次验证了本文选取该模型的合理性。为提高城市生态福利绩效,促进城市生态文明建设与可持续发展,提出低效率城市应加快产业结构转型、发展绿色生态产业;有效推进京津冀城市群协同发展;建设公共交通导向的紧凑型低碳城市等建议。     

基于景观异质性的城市生态安全格局构建

传统的生态敏感性评价将城市作为一个整体进行评价,然而对于内部景观异质性强的城市,很难有适用于整个城市的评价标准。本文以辽宁省阜新市为研究对象,从分析城市空间景观异质性入手,通过对不同区域自然要素现状分析,将阜新市划分为水蚀荒漠区和风蚀沙化区两种类型区,分片区对生态风险的单因子进行评价,构建了适应不同生态敏感区的城市安全格局,进而优化了城市生态系统的整体稳定性,提升了城市景观的安全性。     

基于PSFR模型的东江湖流域生态安全评价

基于PSFR(压力-状态-功能-响应)框架模型,从社会经济影响、水生态健康、生态服务功能、水环境与水资源调控管理4个方面,选择15个大项,46个小项建立了东江湖流域生态安全评价指标体系。在专家打分和层次分析法的基础上确定指标权重,并采用加权叠加、分类分级的方法定量化地评价了东江湖流域生态安全指数。研究结果表明,东江湖流域生态安全指数为79,处于安全水平,但还未达到很安全的理想程度。影响东江湖流域生态安全的劣势因子主要是水环境与水资源调控管理和社会经济影响因素,包括污染治理、水利工程、矿产开采、流域污染负荷等。完善流域环境基础设施建设,建立流域环境治理和监管体系,是提高流域生态安全,实现东江湖流域可持续发展的重要途径。     

丹江口水源区水生态功能一二级分区研究

水生态功能分区是实现流域水环境"分区、分级、分类、分期"管理的基础。以高程、干燥度及年均径流深为一级分区指标,土地利用、土壤类型、坡度、人均GDP为二级分区指标,将丹江口水源区分为6个一级水生态功能区和19个二级水生态功能区。比较不同分区的水生境状况及底栖动物种群结构特征,发现一级分区间的水生境状况与底栖动物种群结构均存在差异,二级分区之间虽然有部分生境指标较为接近,但底栖动物种群结构差异明显,证明了分区方案的科学性和合理性,为水源区的生态系统保护和水资源管理提供了依据。     

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。
     

基于生态足迹的朝阳市土地生态安全研究

为分析朝阳市土地生态安全情况,采用生态足迹模型对朝阳市2004-2008年的生态足迹和生态承载力进程测算,测算结果:人均生态足迹从2004年的4.344 7 hm2增加到2008年的7.193 8 hm2;人均生态承载力从2004年的1.037 0 hm2增加到2008年的1.060 9 hm2。结果表明:生态足迹的需求量和供给量一直不平衡,始终存在生态赤字现象,区域土地生态系统处于超负荷利用状态,可持续发展的土地利用模式需进一步加强。     

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。     

基于最低成本—周期模型的昆明市空间形态演变研究

在政治经济学背景下,由于政府力量和市场力量相互交融,城市形态演化遵循一定的周期性演变规律。基于1909~2008年间昆明市历史阶段的形态演化资料,运用参与式照片、R指数及高密度填充指数与低密度扩张指数分析了昆明市城市形态演化的周期性规律。结果表明,从理性的微观过程或个体行为及宏观过程或城市实践来看,城市形态演化包含了最低成本周期扩张模型,即低密度的扩张与高密度的填充;低密度的扩张由政府主导的基础设施建设投资所引导,而高密度的回填运动由集体与理性的个体企业所引发,故城市形态的宏观演化,是它本身的内在法则与外部机制的统一体。这一结果有助于解释更多有关土地使用及土地管理的信息,将帮助我们进行规划未来的城市发展。     

基于Circuit理论的城市生态安全格局研究 ——以安庆市为例

生态安全格局构建是保障区域生态安全，协调经济社会发展与生态系统矛盾，提升人类福祉的重要途径之一。以安庆市为实证区，通过生态系统服务功能评估识别区域生态源地，运用电路理论构建生态安全格局，根据电流密度解释区域生态安全格局结构特征，并提出区域生态网络与生态安全的优化策略。研究结果表明：安庆市生态安全格局包括24个大于1 km2的生态源地、3条潜在廊道、23个夹点区域以及3个重要的障碍点，生态源地主要由林地与耕地构成。生态资源本底较好的区域主要分布在城市北部的大龙山森林公园沿线、东部开发区边缘地区及西部农场区域，中心城区生态资源流通受阻，生态廊道连通性较差，生态安全格局空间异质性特征显著。该研究通过对不同阈值下的生态网络安全进行分析，提出对不同网络格局下的生态系统改善、修复策略，对于提高区域生态系统服务的供给能力与生态网络的连通性具有积极的实践指导意义。     

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。     

基于最小累积阻力模型的贵阳市景观生态安全格局构建

贵阳市是我国典型的喀斯特地区,水土流失严重,生态环境脆弱。在生态重要性、景观连通性和生态需求分析的基础上进行生态源地识别,根据土地覆被状况、人为干扰程度和夜间灯光数据构建了生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络,在此基础上构建了贵阳市域和市区的景观生态安全格局。结果表明:(1)贵阳市最重要和重要生态斑块总面积5 393.43 km2,主要分布在西部和北部;生态用地斑块的景观连通度总体较高,其中园地最好,林地最差;生态需求较高的区域主要分布在人口密集的城市建成区周边。生态源地占总面积的18.56%,集中分布于北部及西南部红枫湖、百花湖等区域;(2)贵阳市生态廊道总长为933.58 km,其中关键廊道长287.6 km,沿东北向西南方向延伸。现状廊道遍布市域,主要为河流水系;潜在廊道和关键廊道98%都为林地,主要分布于北部和西部生态环境较好的山地丘陵区;(3)市区景观生态安全格局中,生态源地主要集中在百花湖、红枫湖、香纸沟、相思河等风景区,花溪湿地和南明河作为市区关键廊道纵贯南北。最后,在此基础上提出了"保护和建设并重、区县间统一规划的"生态系统管理对策,为贵阳市生态环境建设提供切实可行的科学指导。     

基于PSR模型的土地利用系统健康评价及障碍因子诊断

土地利用系统健康评价及障碍因子诊断是土地资源可持续利用的重要基础。在界定土地利用系统健康内涵的基础上,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,对四川省土地利用系统健康进行了评价。研究结果表明：（1）2000~2008年四川省土地利用系统健康水平总体不断提高,综合指数从0394 5增加到0557 3,健康等级经历了“不健康 临界状态”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,系统压力是影响土地利用系统健康的首要因素,2000~2008年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均881%和097%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均766%的速度下降;（4）影响土地利用系统健康的主要障碍因子包括固定资产投资增长率、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度、地均GDP等。为了促进土地利用系统健康水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,加大环境治理力度,有效控制水土流失程度     

基于RF-MLP集成模型的耕地生态安全预警系统设计与应用

开发耕地生态安全预警系统,针对耕地生态安全情况做出预先的分析和警报对指导区域耕地资源合理利用和制定科学、合理的农业发展政策具有重要作用。从PSR模型视角构建指标体系,采用熵权法、多因素综合加权法对耕地生态安全状况进行评价,提出随机森林与多层神经网络集成模型(RF-MLP集成模型)对耕地生态安全水平进行预测,构建耕地生态安全预警系统,进而以中国粮食主产区为实例代入该系统,系统运行流畅,精度检验合格,可信度较高,为实现耕地生态安全监测及预警的业务化运行做了有益尝试,具有较强应用价值。结果表明：(1)以RF-MLP集成模型为关键技术构建的预警系统,利用随机森林模型优化多层神经网络的输入属性,对相关特征进行优化选择的提高模型的预测准确度,又避免特征过多导致过拟合,为实现耕地生态安全监测及预警的业务化运行做了有益尝试。(2)应用结果显示2006～2017年的耕地生态安全值总体呈上升趋势但增幅不高,预警等级由中警转为轻警,警情空间格局整体上呈现出北部省份警情级别较南部省份高的分布格局;2018～2027年,整个粮食主产区耕地生态安全值有所提升,但预警等级仍维持在轻警。预测期间警情空间格局已基本趋于...     

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。     

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.     

基于PSR框架模型的三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价

以压力-状态-响应(PSR)框架模型作为研究方法,以2005～2009年的数据为基础,参考国内外已有的有关流域生态系统健康的研究,构建三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价体系,采用层次分析法(AHP)确定该流域各指标的权重值,运用流域生态系统健康综合指数模型对该流域进行综合健康评价分析。研究表明:5a间,忠县汝溪河流域生态系统的健康平均综合指数为0.509 7,整体上处于较健康的状态。2005～2009年,该流域生态系统健康处于波动状态,其中,2007年的流域生态系统健康状况最佳,但2006年的流域生态系统健康状态较差。研究表明,对三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康影响较大的有生物第一性潜在生产率、人口密度,以及地表水综合污染指数等指标。总体上,2005～2009年忠县汝溪河流域在社会、经济、自然各方面都处于良好的状态,整体上保持着整个生态系统的健康状态,基本上能实现本流域的可持续发展。然而,我们仍需将社会效应、经济效应与生态环境相结合,保持三峡库区忠县汝溪河流域生态系统的健康状态。     

基于IDRISI的山东省土地生态安全评价研究

研究目的:通过对2009-2012年数据处理,获取山东省17地市土地生态安全评价值,为土地生态安全评价方法提供借鉴,为山东省土地生态安全保护工作提供参考。研究方法:运用z-score法将数据标准化处理,变异系数赋权法获取各项指标的权重,IDRISI进行数据运算处理,获取土地生态安全评价图和区划分布图。研究结果:通过对比分析2009-2012年山东省各地市土地生态安全变化,对沿海地区与内陆城市土地生态差异性做出研究,发现规律找出问题,提出研究对策。研究结论:沿海地区比内陆城市土地生态安全程度高,各地市的土地生态安全评价值差异性较大,2009-2012年山东省土地生态安全程度总体呈上升趋势。     

中国旅游城市生态安全系统作用机理研究——基于PLS与SD的组合

针对目前旅游生态安全研究重视系统要素间的比较与综合,而忽视系统内部作用路径与动态机理分析的现状,以DPSIR的概念模型作为旅游生态安全系统的基础框架,将该系统作用机理分解为7条作用路径,并以中国30个主要旅游城市为研究对象,采用偏最小二乘法模型(PLS)描述系统静态作用机理,结合系统动力学模型(SD)对系统动态作用机理进行动态仿真。研究结果表明:①采用PLS模型对DPSIR模型中的7条作用路径进行检验与测度,发现"响应-压力"的负向与"影响-响应"的正向作用不显著,造成系统反馈链条出现断裂,难以形成有效的循环反馈机制。据此,将中国旅游城市生态安全系统的静态作用机理解析为两个部分,"驱动力-压力-状态-影响"的单方向的链式作用路径,反映了旅游城市的生产、生活行为对生态环境系统的依存关系及影响;"响应-驱动力/压力"的发散式作用路径,综合汇总了旅游城市对生态安全系统管理能力。②依据修正的DPSIR模型,构建中国旅游城市生态系统的动力学模型进行仿真模拟,揭示旅游生态安全系统的演变路径与发展趋势,并结合旅游产业发展与生态文明建设的战略规划设定政策情景模拟方案,探究在政策干预下我国旅游生态安全系统的状况,并评测政府管理策略的实施绩效,识别旅游产业的策略诉求。依据系统发展现状仿真模拟结果表明,生态安全系统状态呈现持续恶化的态势,游客数量遇到增长拐点而急剧减少,旅游产业协调度呈现曲线下降的态势;依据情景模拟结果表明,设定的"战略导向"与"协调导向"的两种情景模拟方案,均能够有效地改善旅游生态安全系统的现行状况。而"协调导向"通过更加严格的控制游客数量的增长速率,降低产业发展速度,增强环保与基建投入等措施,能够有效地实现游客数量的持续增长,生态系统状况的良性改善,旅游协调度也呈现出优良稳定的态势。