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。     

模糊综合评价法在生态安全预警评价中的应用——以河北省围场县为例

基于2003-2012年围场县的经济、水环境、土地资源、自然资源等相关数据,运用P-S-R模型从压力、状态、响应3方面构建围场县生态安全预警指标体系,采用模糊评价法并结合预警指数和警度标准对2003-2012年围场县生态安全警情状况进行分析。结果表明,2003-2012年围场县生态安全预警指数总体上呈波动上升态势,预警指数由2003年的5.278 1上升到2012年的6.809 1,处于"轻警"状态,趋于预警状态。就压力、状态、响应各子系统而言,2003-2012年围场县生态安全的压力指标、状态指标和响应指标的预警指数呈上升趋势,发展趋势良好。     

晋江市就地城镇化下LUCC特征及其生态安全评价

文章以晋江市为研究区域,基于2000、2005和2013年三期SPOT遥感数据,在定量分析研究区土地利用程度、土地利用动态变化以及土地覆被变化的基础上,参考P-S-R模型框架,从经济、环境、资源、人口等方面选取19个评价指标构建土地资源生态安全评价指标体系,并结合研究区近年来的经济社会发展情况定量评价其土地资源生态安全状况.结果显示:2000—2013年晋江市土地利用处于发展上升期,建设用地面积持续增加,呈现极端非平衡"涨势"状态,其他土地利用类型均呈现"落势"状态,规模趋于缩减趋势,使晋江市土地利用结构失调,土地覆被状况及宏观生态状况越转越差;13年间土地资源生态安全综合评价指数呈先上升后下降的趋势.2000年土地资源生态安全综合值为0.619,安全等级为Ⅳ,处于风险级(中警状态);2005年上升至0.741,安全等级为Ⅲ,处于敏感级(预警状态);2013年又下降至0.674,虽仍处于敏感级(预警状态),但土地资源生态安全综合评价指数有所下降.     

巴里坤湖流域生态安全评价及预测研究

针对巴里坤湖流域面临的湖泊萎缩、荒漠化和土壤盐渍化等生态问题,采用层次分析法,选择16个因素作为评价指标,对巴里坤湖流域2006-2015年的生态安全进行评价与预测。结果表明:由于经济生态安全系统和自然生态安全系统指标的快速下降,该流域生态安全长期处于下降状态;预测今后该流域生态安全将持续下降,2020年甚至接近很不安全状态。若这种趋势不能得到有效缓解,则将对巴里坤湖泊流域的可持续发展产生不利影响。     

基于PSR方法的抚仙湖流域土地生态安全评估

以1990—2018年玉溪市社会、经济和环境数据以及“压力-状态-响应(PSR模型)”生态安全评价指标体系为基础，采用熵值法对抚仙湖流域1990—2018年土地生态安全进行了分析和评估，结合1990—2018年抚仙湖流域内土地利用变化情况，分析流域内土地生态安全的影响因素，对改善流域内土地生态安全的质量提供了相应的建议与对策。结果表明：1)抚仙湖流域的土地生态安全评价指标体系中，包括国内生产总值、第三产业增加值和农业总产值等指标在内的系统状态层是影响系统评价的重要因素，权重最高为0.552 3;2)1990—2018年抚仙湖流域生态安全综合指数整体呈现为较小幅度的波动后持续增长，在2018年生态状况达到最好，生态安全综合指数为0.790 7;3)2010—2015年是抚仙湖流域生态安全状况变化最大、生态安全等级跨度最大的时期，由较不安全等级过渡到临界安全等级再到较安全等级；4)城镇化建设、社会经济发展、农耕生产活动是影响流域生态安全处于较不安全状态的主要压力，而退耕还林、植树造林、土地资源的合理配置和产业结构的优化调整则是影响土地生态安全的主要原因。     

基于SMI-P方法的黄河流域水生态安全评价与分析

为了响应黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略,改善黄河流域水生态环境,亟须评估流域水生态安全状况,因地制宜保护与修复生态系统.选取黄河流域62个地级行政区,基于“压力-状态-响应”(Pressure-State-Response, PSR)模型选取15个指标构建评价指标体系,采用“单指标量化-多指标综合-多准则集成”(SMI-P)评价方法,计算2009-2019年流域各地级行政区水生态安全指数(Water Ecological Security Index, WESI),并采用空间自相关模型分析各地级行政区的水生态安全水平的集聚性特征和空间分布.结果表明,黄河流域水生态安全水平逐年上升,WESI由2009年的0.42上升至2019年的0.45,增幅达7.14%,流域整体呈现四周高中间低的空间布局,近十年来流域62地级行政区的WESI具有明显的正相关性,且空间聚集程度呈现先上升后下降的趋势.     

基于GIS的徐州市生态安全评价

生态安全是区域可持续发展的核心问题,是国家安全和社会稳定的一个重要组成部分.以徐州市为例,采用压力-状态-响应模型,选取18个评价指标,构建了生态安全评价体系;然后运用相关数学方法得到安全指数,并运用多层次分析法,确定各个指标的权重,对徐州市的各个县市进行了分区综合评价.研究表明:新沂市生态处于较安全状态,丰县生态处于危险状态,其他县市处于预警状态.     

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。     

杭州湾滨海湿地生态安全动态变化及趋势预测

【目的】受人类活动干扰,滨海湿地日益突出的生态问题已经对区域可持续发展构成了严重威胁,明确滨海湿地的生态安全状态及变化趋势至关重要。笔者对杭州湾滨海湿地的生态安全状况进行评估和发展趋势分析预测,为湿地的有效管理、区域可持续发展,以及滨海湿地生态安全趋势的准确预测提供参考。【方法】基于DPSIR概念模型, 从驱动力、压力、状态、影响和响应等5个层面选取46个相关指标构建杭州湾滨海湿地生态安全评价体系。基于遥感数据、湿地监测数据、地理辅助数据、社会经济等统计数据获取各指标数据。分别对正负向指标进行标准化处理,使用熵值法计算各指标的权重,建立加权判断矩阵,确定各指标的正负理想解。根据各指标与理想解之间的距离,计算贴近度,即生态安全值,并划分为安全、比较安全、预警、脆弱、极度脆弱等5个等级。分别计算2000、2005、2010及2015年的生态安全值,使用灰色预测模型GM(1,1)对2020年杭州湾滨海湿地的生态安全值进行预测分析。【结果】根据熵值法改进的TOPSIS模型计算得到杭州湾滨海湿地在2000、2005、2010和2015年的生态安全指数分别为0.413、0.382、0.287和0.582,安全等级由预警等级恶化到脆弱等级,又恢复到预警等级,呈下降后上升趋势。熵值法计算的指标权重表明,湿地保护率、景观多样性指数、生活污水排放量、大气调节、长效机制构建、固碳、文教科研、人口增长率、旅游休闲、人均GDP、工业废气排放量和水源涵养是影响杭州湾滨海湿地生态安全的主要因素。杭州湾滨海湿地的DPSIR模型中,“驱动力”一直处于预警状况,但其面临的“压力”越来越大,从安全状态恶化到极度脆弱状态,“状态”不容乐观,从比较安全恶化到极度脆弱后好转,处于脆弱状态,“影响”基本处于预警状态,当地对湿地生态安全的“响应”从无到有,并稳步提高,有效地改善了滨海湿地整体生态安全状况。通过灰色预测模型 GM(1, 1)预测得到 2020 年杭州湾滨海湿地生态安全值为 0.697,处于“比较安全”的状态。【结论】经济快速发展,城市化加快和污染负荷加剧,导致杭州湾滨海湿地生态安全恶化; 随着政府及民众对湿地的广泛关注和重视,环保投入资金增加,构建了湿地保护长效机制,杭州湾滨海湿地生态安全状况逐渐改善,但仍处于安全预警状态。随着湿地保护力度增加,预计2020年杭州湾滨海湿地的生态安全状况将进一步好转,提升到比较安全状态。     

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AHP的克孜勒苏河流域生态安全评价及预测

为了更加高效地改善克孜勒苏河流域生态安全环境,基于AHP技术的支持,选取研究区域经济生态安全系统、自然生态安全系统、社会生态安全系统中的15个指标构建生态安全评估指标体系,对克孜勒苏河流域2008-2020年的生态安全进行评价与预测。结果表明:该流域生态安全处于上升状态,增长情况并不明显。预测至2020年克孜勒苏河流域生态安全将持续处于较安全状态,但是并未达到安全状态。从戈壁产业和天然草场保护方面提出对策建议。     

基于支持向量机的人口失衡风险预警

提出人口失衡风险预警的工作流程,构建人口失衡风险预警指标体系,并设置相应指标的预警阈值．在此基础上,应用支持向量机技术,以LibSVM软件包为平台建立人口失衡风险预警模型,并以广西2005—2010年数据为样本,对风险预警模型进行实例验证．研究结果表明,广西近年人口失衡风险已达中警等级．     

Key issues on watershed ecological security assessment

Based on analyses of key issues concerning watershed ecological security assessment including the subject, content, and methodology of assessment, this paper points out that ecological security should be assessed dynamically at different levels (e.g. watershed and ecosystem levels) with human being as the main assessment subject. Both the functional security and the structural security must be considered in watershed ecological security assessment. In order to reflect the overall and timely security status of the watershed, the PSR (pressure-state-response) method should be employed. Longitudinal Range-Gorge Region (LRGR) was researched as an example. An index system of watershed ecological security assessment has been proposed, which includes structural index, functional index, pressure and response index, and the state of ecological security is analyzed for LRGR in Yunnan Province.

     

基于GPR与概率神经网络的城市道路路基病害预警模型研究

近年来由道路路基病害所导致的城市道路塌陷事故频繁发生,造成人员伤亡和巨大的经济损失。针对城市道路路基病害所带来的诸多问题与安全隐患,提出了一种基于探地雷达与概率神经网络的城市道路路基病害预警模型。首先在分析路基病害成因的基础上建立了城市道路路基病害评价指标体系;然后依托城市道路路基病害动态演化物理模型,使用探地雷达采集并积累样本数据;最后基于样本数据建立概率神经网络预警模型并进行仿真分析,结果表明预警准确率达到88.9%。该预警模型在郑州市中牟县的滨河路和荟萃路进行了应用试验,预警结果与实际情况基本吻合,表明该预警模型可对城市道路路基病害做出有效预警,为道路养护和工程整治设计提供技术支撑。     

基于被动微波遥感的城市土地生态承载力极限预警方法

现有的土地生态承载力极限预警方法对自然状态中的因素界定模糊,未能获取较高质量的预警指标数据,导致预警结果精度不高.为此,提出基于被动微波遥感的城市土地生态承载力极限预警方法.建立城市土地生态承载力极限预警指标,详细分析其中的自然状态指标,并计算土地生产潜力,再利用被动微波遥感技术完成土壤水分反演.在此基础上,结合熵权法,通过构建判断矩阵计算得到自然状态指标因素的权重,提高预警指标数据质量.然后根据社会状态与经济状态指标,采用灰色预警模型实现对城市土地生态承载力极限的预警.实验结果表明,该方法对土地生产潜力估计的准确率较高,土壤水分反演数据耗时远低于传统方法,权重计算结果绝对误差均值为5.5％,且承载力极限预警精度处于90％左右,证明该方法具有较强的应用优势.     

岷江上游日径流过程分维分析及其生态脆弱性表征

运用分形理论的计盒维数原理，采用网格法研究了岷江上游日径流过程线的分形特征．通过计算紫坪铺站、姜射坝站、桑平站的日径流过程分形维数，发现各测站间的分维数变化上存在很大的联系，日径流过程分维数的变化趋势基本一致，将姜射坝站日径流过程线分维数与岷江上游生态脆弱性结合进行分析，分维在一定程度上还可以是生态脆弱性的表征，因此分形分维理论为水文学和生态学研究提供了新思路。     

闽江流域生态安全问题及建议

介绍了生态安全与区域生态安全的基本概念,结合闽江流域的基本概况,分析了闽江流域存在的水土流失严重、自然灾害频繁、森林资源破坏与结构不合理、流域水体污染加剧、生物多样性退化等生态安全问题的原因,提出改善闽江流域生态安全的建议,以促进福建省经济的可持续发展,保护其生态经济安全.