基于改进蒙特卡洛模拟的耕地生态安全时空特征研究 ——以齐齐哈尔市为例

为解决耕地生态安全评价中高维指标权重赋值难,及由此导致的评价结果不确定性的问题,以齐齐哈尔市为例,通过引入蒙特卡洛模拟,采用三角分布模型对蒙特卡洛模拟中权重值域不合理问题进行了改进,构建了基于PSR(压力-状态-响应)模型的耕地生态安全评价指标体系,利用Python语言编程实现了模拟计算过程,从时空角度分析了区域耕地生态安全状况.结果表明:(1)近15年齐齐哈尔市耕地生态安全值从0.333增长至0.641,呈现"缓和下降—快速增长—平稳上升"的阶段性发展特点,耕地生态安全状态呈逐渐改善趋势;(2)依据各区县耕地生态安全值时空变化特征可以将齐齐哈尔市划分为耕地生态安全良好区、缓和区与风险区三类,其分布具有一定的空间聚集特征;(3)改进的蒙特卡洛模拟优化了权重值域分布,可以量化因权重差异导致的最终评价结果的不确定性,使得评价结果更客观、可靠.运用改进的蒙特卡洛模拟可以客观真实地反映齐齐哈尔市耕地生态安全状况,对齐齐哈尔市耕地资源利用、因地制宜地兼顾生态文明建设与经济发展需求具有重要意义.     

基于耕地占补平衡的区域生态安全评价——以芜湖市为例

在分析耕地占补平衡对区域生态安全影响的基础上,利用"压力-状态-响应"(PSR)模型建立耕地占补平衡的区域生态安全评价指标体系,运用模糊物元分析法构建耕地占补平衡的区域生态安全综合评判模型,并以芜湖市为例作实证分析.结果表明:2005-2011年,芜湖市生态安全水平较为平稳,安全级别经历了由临界安全→不安全→临界安全的变化过程.总体来看,芜湖市生态安全形势仍不乐观.芜湖市需要继续控制非农建设占用耕地数量,加大高标准基本农田和农地整理项目实施力度,避免过多开发滩涂、苇地等未利用地;同时要充分重视补充耕地过程中相关工程的实施给生态环境带来的不良影响,采取生态环境保育型的土地整理方式和技术,提升芜湖市生态安全水平.     

基于PSR模型的杭州市生态安全评价

随着经济的发展,生态安全问题日益突出.城市作为人口高度集聚的生态系统,其生态系统的安全性更加脆弱,因此,探讨城市生态安全问题也尤为重要.运用PSR(压力-状态-响应)模型建立了城市生态安全评价指标体系,并运用熵值法确定指标权重.以杭州市为例,分析了2001年至2012年杭州市的生态安全状况,指出影响杭州市生态安全水平的主要因素.评价结果表明,杭州市的生态安全状况总体呈安全状态,但仍然面临较严峻的挑战.     

基于改进SPA的乐山市耕地生态安全评价

耕地生态安全评价是对农田生态复合系统的全面诊断,也是测度区域可持续发展的重要内容.本文以四川省乐山市为例,在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建基于PSR模型的评价指标体系,并采用改进的SPA法分别对乐山市及各区县2007,2009,2012年耕地生态安全进行评价,并对其变化因素进行了分析.结果表明:1)乐山市耕地生态安全水平整体上呈上升趋势,安全等级由"临界安全"逐渐演变为"较安全",区域上呈现出北高南低的现象;2)耕地资源数量和质量、生态环境的优劣、经济发展水平是导致南北耕地生态安全差异的主要因素;3)改进的SPA法能够揭示耕地生态安全评价指标体系的分异程度,提取综合评价结果的中间信息,在耕地生态安全评价中具有一定实用价值.     

城市生态安全模糊综合评价研究——以萍乡市为例

城市生态安全评价是预测和预警生态安全状况的基础。这也是城市生态系统管理的有效途径。基于"压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)"(PSR)概念模型,建立了城市生态安全评价指标体系。然后将模糊数学引入城市生态安全评价中,建立了模糊综合评价模型。该模型采用层次分析法(AHP)赋予指标权重。最后对江西省"海绵城市"试点萍乡市2007-2016年的城市生态安全状况进行了评价。结果表明,萍乡市生态安全状况良好,有逐步改善的趋势。本研究为城市生态安全评价提供了新的途径。     

基于格网GIS的县域生态安全空间评价——以湖北省曾都区为例

以30m×30m栅格为基础评价单元,借助PSR模型选取16个指标构建县域生态安全评价指标体系,并采用层次分析法确定指标权重.在各项评价指标空间化和标准化的基础上,使用生态安全综合评价模型进行图层运算得到生态安全状况空间分布数据,并对研究区生态系统状态进行分级评析.从整体上来看,曾都区生态安全状况良好.生态安全评价值的空间分异明显,大致以市区为中心呈环状格局,由内到外递增.研究表明:基于格网GIS的空间评价,既能提高评价精度,又能实现评价结果可视化,具有重要的理论和实践意义.     

福建省土地利用生态安全评价

在PSR模型框架下,构建区域土地利用生态安全评价的指标体系,使用AHP法确定指标权重,采用综合指数法对福建省及其9个设区市的土地利用生态安全状况进行评价.结果表明:福建省土地生态系统已受到一定的破坏,服务功能和生态结构尚能维持,但抵抗干扰的能力有所下降.内陆地区土地利用生态安全水平明显高于沿海地区,自然地理环境、土地利用方式、经济发展实力和人文因素共同影响生态安全水平.人口压力、工业和农业对土地的污染、粗放式的经营方式是福建省土地利用生态安全的主要限制因素.     

湖北省耕地生态安全时空演变特征研究

耕地生态安全评价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。以湖北省为研究区域,借助DPSIR模型构建耕地生态安全评价指标和熵权法确定指标权重,运用GIS对湖北省耕地生态安全水平和空间分布特征进行定量研究。研究结果表明:1)2002-2011年湖北省耕地生态安全水平总体不断提高,安全等级经历了2002-2006年"风险-敏感"阶段和2007-2011年"临界安全-比较安全"阶段的演变历程;2)2002-2011年的Moran′s I值表明湖北省耕地生态安全水平具有较明显的空间聚集特征,其中2008年Moran′s I值最高;17个单元的局部自相关指数表明湖北省各行政单元的耕地生态安全水平在空间上也具有一定的集聚或分异特征。研究结果可为湖北省耕地生态安全态势的预测与预警、促进耕地可持续利用提供决策参考。     

耕地生态安全评价及时空格局分析——以传统农业区河南省周口市为例

针对传统农业区内耕地生态安全状况,以河南省周口市为研究区域,基于人与耕地相互作用机理,运用改进的PSR模型构建适用于研究区域的评价指标体系,采用组合赋权法和多因素综合评价法,对2001-2013年间全市及下属10个县区的耕地生态安全水平进行时空格局分析,结果表明:(1)从时间尺度上看,周口市耕地生态安全综合值呈现出"下降—上升—下降—上升"的波动变化且安全值相对较低,相应的安全等级也经历了"较不安全—临界安全—较安全—临界安全"的倒"U"型发展阶段.(2)从空间尺度上看,各县区耕地生态安全状况存在着明显的地带性差异.安全和较安全区主要集中在周口市的中部和西南部地区,并随着安全状况的变化向东部、北部扩展或缩减;临界安全区的分布变动幅度较大,但主要集中在周口市北部、东部和南部6个县区;较不安全和不安全等级仅在2001年和2003年有所分布.2001年较不安全区主要集中在南部的项城和沈丘,但随着环境的继续恶化,到了2003年,该分布范围蔓延到了东北部的郸城和鹿邑,并且项城沦为了研究期内唯一的不安全分布区.     

基于GIS、RS的生态脆弱区生态安全评价——以河北太行山区为例

本文利用RS、GIS技术,基于DEM将河北太行山区划分为22个小流域．根据PSR模型,选取对山区生态安全起关键作用的29项指标建立指标体系。采用主、客观结合的赋权方法——AHP结合熵权法对各评价指标赋权．通过加权和法确定各小流域的生态安全状况。结果表明,该区域生态安全处于较差状态,进而深入分析其主要驱动因素,提出改善建议。     

基于东北地区耕地增减变化的资源环境保护策略

 耕地和生态用地是维持生态安全和可持续发展的重要屏障,研究其动态变化特征及转化关系,将为生态环境保护决策提供依据。以东北地区为实证区,采用1990、1995、2000、2005、2010、2015年6期Landsat遥感影像为数据源,利用耕地动态度和土地利用转变矩阵量化数量变化。研究结果表明：东北地区生态用地转化为耕地是耕地转化为生态用地的3.11倍,生态用地中主要是林地和草地与耕地转化相对活跃,水域与耕地间的转化面积相对较小;黑龙江省和吉林省耕地面积的增减变化均使得生态用地逐期减少,仍需加强未利用地的合理开发;建设用地通过占用耕地扩张迅速,耕地流向生态用地变少;生态用地流向耕地和耕地流向建设用地的土地流动格局使东北地区生态用地面临巨大的压力;严格控制草地开垦和建设用地的无序扩张、严禁毁林开荒是未来东北地区加强土地资源保护、促进经济与生态协调发展的有效途径。     

基于GIS的国家重点生态功能区生态空间识别研究——以湖北长阳县为例

生态空间科学合理识别是区域生态保护的基础.以国家重点生态功能区中三峡库区水土保持生态功能区——长阳土家族自治县为案例区,借助于RS和GIS技术方法,因地制宜地选取指标进行生态功能重要性和生态敏感性评价,对生态空间识别进行研究,并简要提出了分区分级管控生态空间的思路,最后结合现状土地利用类型对生态空间土地利用冲突进行分析.结果表明：1)长阳县生态空间总面积为3 032.21 km2,占研究区总面积的88.66%,其中底线型、危机型和缓冲型生态空间面积分别为1 406.79 km2、862.59 km2和762.83 km2,分别占研究区总面积的41.14%、25.22%和22.31%.2)在现状土地利用类型分析中,约有17.11%的耕地和0.23%的建设用地等非生态用地位于生态空间内,既在一定程度上对于切实维护区域生态安全难以起到积极作用,也不利于保持生态空间的稳定性.3)底线型生态空间原则上按照禁止开发区要求进行管理,危机型生态空间强制性管控,缓冲型生态空间限制性开发.该研究能够为现阶段生态保护红线划分与优化调整以及生态空间分类管控提供科学的依据,以期实现县域生态保护和经济发展的有机统一.     

阿克苏地区土地利用变化情景模拟及其生态安全水平评价

采用CA-MCE-Markov模型设计并模拟了阿克苏地区2030年自然发展、经济发展优先、内涵提升情景下的土地利用变化,运用PSR模型定量评价了3种情景的土地生态安全水平.结果表明：1)面积变化上,内涵提升情景耕地减少了774 km²,城乡建设用地增加了100 km²,实现了集约发展;自然发展情景与经济发展优先情景耕地增加了3 436 km²,城乡建设用地增加了386 km²,呈粗放式发展.2)空间变化上,自然发展情景耕地、林地、水域反演位置不符实际、经济发展优先情景城乡建设用地布局粗放、内涵提升情景用地布局具备合理性.3)顺延历年发展状态,生态安全水平将持续降低;若以经济发展优先为发展导向,安全压力及承载力响应两方面问题依然严峻;相比之下,内涵提升情景生态安全水平大幅提升,为最优模拟方案,生态高度安全.通过评测不同情景土地利用变化差异,为解决实际矛盾、改善生态环境、谋求永续发展提供措施与方法.     

基于PSR模型的小城镇用地生态安全评价——以潼南县22个小城镇为例

为了测试小城镇用地生态安全状况,诊断小城镇用地生态安全隐患,为小城镇持续、健康发展提供科学借鉴,采用实地考察与统计分析相结合的方法,建立小城镇用地生态安全评价基础数据库,运用压力(P)—状态(S)—响应(R)概念模型构建小城镇用地生态安全评价指标体系,结合熵权法和综合指数法计算小城镇用地生态安全综合指数.结果显示:潼南县22个小城镇用地生态安全压力大,生态安全状态较差,生态响应微弱,生态安全综合指数低.提出了加强小城镇用地规划选址生态安全评价、开展小城镇用地生态安全治理、在生态脆弱地区实施生态移民等提高小城镇用地生态安全水平的建议.     

基于可拓云模型的区域生态安全预警模型及应用-以垫江县为例

为了了解垫江县生态安全状况,建立了生态安全评价与预警模型。基于压力、状态、响应框架模型构建生态安全预警指标体系,采用主客观综合赋权法确定指标权重,并基于可拓云模型建立了区域生态安全预警模型。评价垫江县2005-2015年的生态安全,并对其2020年的生态安全进行预警。结果表明：(1)2005-2015年垫江县总体生态安全水平较高,2008-2010年、2012-2015年皆处于蓝色预警状态,但发展趋势呈下滑状态;(2)在影响垫江县生态安全的指标中,人均GDP、建成区绿化覆盖率保投入强度、万人拥有医院床位数的变化最为剧烈;(3)预测2020年垫江县的生态安全处于为黄色预警状态,人口和环保投入强度将成为影响垫江县生态安全的主要因素。可见生态安全评价与预警能为垫江县的生态工程建设提供决策参考,对垫江县生态安全的维护具有重要意义。     

彭阳县生态足迹与生态承载力动态变化研究

在分别计算彭阳县1983—2008年的生态足迹和1999—2005年的生态承载力的基础上,得到了彭阳县近年的可持续发展指标.结果表明,在1983—2008年中,彭阳县人均生态足迹总体处于增长趋势,由1983年的0.504 7hm2增加到2008年的2.796 7hm2,增加了5.54倍,草地、化石能源和耕地是生态足迹的主要供给部分;人均生态承载力由1999年的1.196 2hm2降低到2005年的0.900 5hm2,耕地、林地和草地是生态承载力的主要供给部分.2001年是彭阳县生态经济系统可持续发展状态的转折点,此前彭阳县的可持续发展指标大于0,其发展是可持续的,而此后可持续发展指标小于0,其发展状态是不可持续的,即彭阳县从此出现了生态赤字.     

广西农业生态经济系统安全评价与预警研究

开展长时间序列的广西农业生态经济系统安全评价、安全影响因素和安全预警研究，可为系统安全调控、农业可持续发展和乡村振兴提供决策参考。本研究采用生态足迹模型核算2000-2021年广西农业生态经济系统人均生态足迹和人均生态承载力，通过资源利用效率指数、生态盈亏、生态压力指数评价系统安全状况，利用偏最小二乘(PLS)模型分析系统安全的影响因素，基于灰色GM(1,1)模型开展系统安全预警，并将预警结果与云南、贵州进行比较。结果表明，2000-2021年广西农业生态经济系统人均生态足迹增长90.30%,其中林地增长最快，耕地占比最大；人均生态承载力下降0.67%;系统资源利用效率提高72.97%,但2011年以来增幅较小；系统生态赤字从-0.395 hm²/人不断加剧到-1.292 hm²/人，生态压力指数从1.66升高到3.18,系统从中度不安全状态逐渐转变为重度不安全状态，并开始进入极度不安全状态；人均耕地面积和耕垦指数对系统安全具有正向影响；2022-2033年系统安全由重警转为巨警，警情等级高于贵州和云南。因此，要提高耕地保护力度，促进农业转型...     

基于生态安全的西南山地丘陵区土地利用优化模式研究——以重庆市开县为例

本文通过构建开县土地资源生态安全评价指标体系,对其土地资源的生态安全现状进行评价,分析得出开县2009年土地资源生态安全度为"预警"级别,土地生态安全状况属于"一般",处于"生态威胁"的土地利用状态.在此基础上,探求建立了生态安全约束条件下的土地利用优化模式,运用主成分分析法、聚类分析法和灰色线性规划法,提出了适合该区域的土地利用优化的模式,构建了集"数量"与"空间"、"微观"与"宏观"于一体的优化模型,总结了开县土地利用优化主要对策:严格用地管制,合理安排生态用地;加大生态环境建设治理投入,规避生态危害;加强生态环境宣传教育,鼓励公众参与生态建设和环境保护.     

基于改进云物元的山东省城市生态安全评价及贡献度分析

基于压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)模型建立城市生态安全评价体系,提出一种改进的云物元模型,利用云模型的双重不确定性和物元可拓理论相结合定性定量分析,对山东省2009-2019年城市生态安全进行综合评价,并重点研究济南市生态安全及指标贡献度。结果表明：该模型所给出的生态安全指数既能描述生态安全状况,亦可对不同城市进行比较。济南市虽一直处于临界安全状态,但生态安全指数稳步上升,受生态系统压力和状态影响较大。山东省16个地级市生态安全状况存在明显差异,整体呈上升趋势,但总体处于临界安全级别,威海、青岛、济南处于排名前列,德州、枣庄、菏泽处于较不安全。建议山东省政府注意区域发展的不平衡性,制定相关政策方案来缩小各城市间的差距。     

基于PSR的区域生态安全评价——以重庆市渝北区为例

基于环境指标压力-状态-响应(PSR)概念模型,参考现有生态环境评价及生态安全评价方法,结合层次分析法构建评价指标体系,采用综合指数法对渝北区的生态系统进行综合评价,得到了其生态安全状态;并且通过聚类分析法分析了影响重庆市渝北区生态安全的27个单项指标,将其按照安全程度划分成四个层次.通过结果分析表明:渝北区生态安全状态处于"安全",影响其生态安全的主要因素为人口密度,农药化肥使用量和水土流失.最后依据评价结果及渝北区的现状,为重庆市渝北区的生态建设以及管理提供科学依据和指导.