基于格网GIS的关中地区生态安全研究

选择城市化进程不断加快的陕西关中地区为研究区,依据"压力-状态-响应"模型建立了格网化区域生态安全评价体系,在格网GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行1 km×1 km尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间叠加方法实现生态安全模型评价,得到格网化关中地区1990年、2000年和2007年生态安全指数空间数据,在此基础上结合关中地区实际,定性与定量相结合地确定了生态安全评价等级划分阈值。对计算结果进行分析,总结出1990~2007年间关中地区生态安全特点有三,一是总体呈现出生态安全状况逐渐转好态势,但仍处于不安全状态;二是区域内生态安全变化存在明显差异;三是不同年份生态安全影响因素有所差别。研究结果表明,格网GIS用于研究生态安全能更好地反映其内部差异,优于传统研究方法。     

基于模糊综合评价法的昆明市生态安全时序性评价

以昆明市为研究区,采用PSR模型构建生态安全指标体系,通过熵值法确定指标权重,运用模糊综合评价法对昆明市2000～2010年生态安全状态进行动态评价与分析,并运用灰色数列预测法对昆明市生态安全进行预测.结果表明：2000年昆明市生态安全处于不安全等级,2001年至2007年处于临界安全等级.由于昆明市经济的不断发展,逐渐加大对环境保护等方面的投资等原因,2008年后生态安全逐渐好转,处于较安全等级,并具有向更安全等级发展的趋势.     

基于生态压力指数的新疆生态安全时空动态分析

通过计算2000-2007年新疆各地州(市)的生态足迹和生物承载力,选取生态压力指数(EPI)构建区域生态安全评价模型,对不同地区的生态安全状况进行了评价并分析其时空动态变化。结果表明:①2000-2007年新疆各地州(市)人均生态足迹均呈增长趋势,而生物承载力总体上呈减少趋势。②西部大开发战略实施以来,新疆经历了由生态安全向生态不安全演变的过程;各地州(市)生态不安全程度逐年增加,且增加幅度不等。③新疆生态安全程度的空间分布呈现一定的规律性,北部地区＞中部地区＞东、西部地区＞天山北坡地区。     

浙江省旅游生态安全的时空格局及障碍因子

以浙江省为案例地,构建了基于PSR-EES模型的旅游生态安全评价指标体系,运用改进的TOPSIS法对其2000~2012年旅游生态安全进行了动态评估,并使用生态安全等级动态度模型、马尔可夫链模型、灰色关联度模型对其时空格局和障碍因子进行了分析。结果表明：① 2000~2012年,浙江省旅游生态安全指数由0.399增加至0.628,安全等级从敏感等级上升至一般安全等级;② 浙江省旅游生态安全风险等级和敏感等级的城市数量减少,而临界安全和一般安全等级的城市数量增加,且旅游生态安全等级存在跳跃式转移;③ 浙江省旅游生态安全主要障碍因子为游客数量增长率、旅游收入增长率、环保投入占GDP比重和森林覆盖率。     

基于PSR模型的白龙江流域景观生态安全时空变化

以地貌灾害频发的甘肃白龙江流域为研究区,基于"压力-状态-响应"框架模型构建流域景观生态安全评价指标体系,探讨其时空变化过程及其特征。结果表明:1990~2010年间白龙江流域景观生态安全综合指数逐渐上升,中高安全等级以上的面积约占研究区总面积的52%。流域内低生态安全区域主要集中在舟曲-武都段白龙江两岸区域、宕昌县西北区域和迭部县北部山区,高安全区域主要集中在自然保护区、林业发展区等植被覆盖较好的区域,其分布格局与滑坡、泥石流和水土流失等地貌灾害的风险分布格局相反。     

2000—2009年重庆市土地资源生态安全评价及趋势分析

针对重庆市土地资源的特点及问题,在国内关于区域土地生态安全研究成果的基础上,基于压力-状态-响应框架模型,构建了一套土地资源生态安全评价指标体系,采用熵权赋权法确定指标权重,运用土地资源生态安全综合模型对该区域2000—2009年的土地生态安全综合指数进行了计算。结果表明,区域土地生态安全综合指数由2000年的0.160升高至2009年的0.695,2000年土地生态安全属于敏感级,2009年则进入良好级,整体生态安全状态呈好转趋势,但土地所受的生态压力整体上有所加大。土地生态安全状况的改善主要依赖于对土地生态环境的治理,现阶段土地的生态压力依然严峻。对2000—2009年的土地生态安全变化进行趋势拟合,显示土地生态安全综合状况已进入快速改善阶段。     

基于格网GIS的喀斯特生态安全研究——以贵州花江石漠化综合治理示范区为例

喀斯特生态安全评价及其空间格局研究是科学分析喀斯特生态系统安全状况和对石漠化综合治理效果作出客观评价的基础.通过分析喀斯特生态安全的概念,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型,初步形成喀斯特生态安全评价概念框架,建立了喀斯特生态安全评价指标体系和生态安全度标准.在格网GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行5m×5m尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间叠加方法实现喀斯特生态安全模型评价,得到格网化花江示范区的生态安全度空间数据.研究发现示范区整体生态状况呈现出逐步好转的趋势,石漠化综合治理取得了一定成效,但整体仍处于警戒状态,此外人类活动对喀斯特生态安全的影响正在进一步加深.     

中国北方农牧交错带生态脆弱性评价——以鄂尔多斯市为例

农牧交错带在我国区域生态安全建设中具有重要的生态地位。选择鄂尔多斯市作为研究区域,基于1988年和2000年自然和社会经济数据,通过对景观动态变化及生态脆弱性驱动因素的分析,确定脆弱性评价的指标体系,建立脆弱性评价模型,在GIS和SPSS软件支持下,运用空间主成分分析进行生态脆弱性评价。结果显示,鄂尔多斯大部分地区处于高度脆弱区和中度脆弱区,抵御外界干扰能力较差。生态脆弱性指数的空间分布有从东北、西部向中部逐渐增加的态势,生态脆弱性指数高的地区主要分布在人类活动比较频繁的城市区域、生态本底较为脆弱的库布齐沙漠和毛乌素沙地的西部地区。2000年与1988年相比,高度脆弱区分布范围有明显扩大、且连片趋势。其中,东胜区生态质量有所好转,准格尔旗没有较大变化,其他各旗都呈现恶化趋势,尤其以伊金霍洛旗为最。     

中国陆地生态敏感性时空演变特征

生态敏感性作为评价区域生态环境问题的重要指标之一,对区域的生态治理与管理工作具有重要意义。本文从自然生态系统、自然—社会复合生态系统、社会生态系统等视角选取生物多样性、水热环境、土壤盐渍化、土地荒漠化、土壤侵蚀和人类干扰6个指标,运用全排列多边形图示指标法对2000—2018年间中国陆地生态敏感性进行计算,并运用格网编码法对其时空演变特征进行分析。研究结果表明：① 2000—2018年间中国陆地生态敏感性总体稳定,生态敏感值稳定在0.33~0.34之间;但得益于21世纪以来中国实施了一系列生态环境治理与预防工作,敏感值在2000—2018年间持续下降,表明中国陆地生态敏感性状况正在逐渐好转。② 中国陆地生态敏感性空间异质性显著,呈现出“东低西高、南低北高”“城区高、郊区低”的空间分布格局。中国西部区域和北方区域自然环境恶劣,生态自我调节能力较差,易受外界因素的影响,而人类聚居区生态自我调节能力虽然较强,但由于人类活动强度较大,其敏感性反而较高。③ 中国陆地生态敏感性受土壤（地）环境因素影响较大,但人类干扰因素影响力也在逐年递增,这表明在经济快速发展的同时,中国的生态环境保护与治理工作仍然任重道远。     

基于PSR-TOPSIS模型的闽侯县生态安全动态评价

生态安全是区域可持续发展的基础保障,是生态建设的核心内容．闽侯县是福州城市扩展的重点区域,亦是福建省会福州生态安全的关键保障区域．本研究运用PSR（“压力-状态-响应”）框架模型构建区域生态安全评价指标体系,选择多目标决策方法熵权“TOPSIS法”（逼近于理想值的排序方法）评价闽侯县2005-2010年的生态安全动态变化特征．结果显示2005-2010年闽侯县生态安全平均水平处于预警状态,闽侯县亟待改变区域发展模式,增强内涵发展刻不容缓;研究发现生态安全等级水平为生态压力-状态-响应的综合作用,生态系统状态与生态安全水平密切相关,而生态压力和生态响应对生态安全水平起着系统动态调节作用．     

土地利用功能转型及其生态环境效应研究——以吐鲁番市高昌区为例

以吐鲁番市高昌区为例,利用1990、2000、2010年和2018年4期遥感影像解译获取研究区土地利用变化数据,基于格网尺度,综合运用土地利用转移矩阵、核密度估计、生态环境质量指数和生态贡献率等方法,定量分析研究期内高昌区城市化地区、农产品主产区、生态功能区三大主导功能区土地利用转型的时空格局特征及生态环境效应.结果表...     

基于县域单元的中国生态经济系统协调度及空间演化

以中国2853 个县(市、旗、区)为研究单元,利用1980、1990、2000 和2012 年的中国县级行政单元GDP数据和全国1 km格网土地利用数据,通过计算生态系统服务价值(ESV)和GDP的变化率,构建生态经济系统协调度(EEH)模型,分析了EEH的空间演化特征,在此基础上借助空间统计Local Moran's I 和Getis-Ord G_i^* 指数评价EEH空间分布模式.结果表明:①自1980 年以来中国县级行政单元GDP持续快速增长,全国呈现东南沿海增长速度明显高于中部地区,而中部地区又明显高于西部地区的特征;②生态系统服务价值(ESV)在空间分布上表现为西部和北部地区较高,南部和中东部地区较低;③中国县域EEH 1980-2012 年间逐步得到改善,EEH空间关联度总体相对稳定,但空间格局分布不均衡.总体来看,确保生态经济系统的持续协调发展的任务依然十分艰巨.     

基于属性识别模型的区域土地生态安全评价——以徐州市为例

土地生态安全评价是土地生态安全研究的前提和基础,而目前土地生态安全评价的方法及评价标准尚处于探索中。以徐州市为例,根据PSR概念模型框架构建区域土地生态安全评价的指标体系,采用层次分析法结合信息熵法确定权重,运用属性识别模型,进行了区域土地生态安全评价方法的探索。结果表明2006年徐州市整体土地生态安全状况处于良好状态,下属县市也都处于良好状态,而市区则处于预警状态,土地生态安全状况较差,基本与当地的实际情况相符合。基于属性识别模型的评价方法能同时实现生态安全等级的分类和排序,在具有评价标准的生态系统综合评价中具有一定的应用价值。     

珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度分析

以土地利用数据和社会经济统计数据为基础,集成综合指数模型、耦合协调模型和地理探测器,从镇域尺度探讨了1990-2015年珠海市耕地多功能性与安全耦合协调度的时空变化及其影响因子。结果表明：1）珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度的演变在1990-2000年间相对平缓;而在2000-2015年间相对剧烈,总体上全市耦合协调度均值由1990年的0.65降为2015年的0.59。2）珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度下降区域主要分布在东部,上升区域主要分布在西部,整体呈西部耦合协调度高于中部和东部的分布格局。3）根据地理探测器的结果可知,土地垦殖率、种植业占GDP比重、各类作物产量、化肥农药施用量等是珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度演变的主导影响因子。     

东北西部粮食生产时空格局变化及优化布局研究

利用2003~2013年东北西部各县市粮食生产统计数据,运用聚类分析、粮食贡献度和PSR模型方法,分析东北西部粮食生产格局变化及其影响因素,根据国家“镰刀弯”地区规划提出的玉米种植面积调减目标,对各县市具体调减值进行核算,得出以下主要结论。从2003年以来,粮食播种面积和产量明显向玉米、水稻两种作物集中,而相对低产的大豆所占比例明显下降;粮食生产格局发生明显变化,多数地区被以玉米为主的类型区取代。2003~2013年东北西部粮食增产主要归因于种植面积扩大,其次是粮食单产提高,受粮食作物结构影响较小。东北西部耕地生态安全评价值均小于0.6,处于不安全级至临界安全级阈值范围内,其中不安全级和较不安全级所占比重为97.01%,集中呈片状分布,亟待调整区域种植结构以提高耕地生态安全。东北西部玉米播种面积调减总目标为145.20万hm²,其中农牧交错带调减113.23万hm²,冷凉区调减31.97万hm²,调减地区主要集中在赤峰市、通辽市、兴安盟、吉林西部和辽宁西部地区的部分县市等玉米为主的类型区。东北西部各县市在调减玉米种植面积的过程中,应充分考虑耕地生态安全、农民的生计替代和利益补偿等问题,做到科学、合理、有序地调减玉米种植面积。     

基于熵权TOPSIS法的内江市耕地生态安全评价及障碍因子诊断

以位于四川盆地丘陵区的内江市为例,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,采用熵权TOPSIS法和障碍度模型,对内江市耕地生态安全进行了评价。研究结果表明:(1)2004~2014年内江是耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0.209 7增加到了0.788 5,安全等级经历了"风险级—比较安全级"的演变历程;(2)压力指数总体上呈阶段下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;(3)2004~2014年除系统压力障碍度呈"S"型曲线上升外,系统状态以及系统响应的障碍度都呈下降的趋势。且从长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素;(4)影响耕地生态安全的主要障碍因子包括农村财政支出、单位耕地面积化肥施用量、第一产业占GDP比重、农民人均纯收入等。     

基于熵权物元模型的土地生态安全评价——重庆市江津区实证

土地生态安全评价是区域生态文明建设以及维护区域生态安全与社会经济可持续发展的基础工作,近年来受到广泛关注。通过构建基于熵权物元模型的土地生态安全评价体系,并以重庆市江津区为案例开展实证研究。结果表明：（1） 江津区土地生态安全形式总体好转,但土地生态安全整体情况较差,还需要进行大力整治。（2） 江津区各乡镇土地生态安全等级具有明显的区域差异性。（3） 重点对土地生态安全状况差的区域进行整改,土地生态安全高的区域需继续保持生态优先的政策导向是下一步政府工作的重点。     

基于GIS和RBF的城郊区生态安全评价及变化趋势预测——以成都市龙泉驿区为例

以成都市龙泉驿区为研究区,基于PSR模型构建区域生态安全评价指标体系,在GIS空间分析方法中嵌入综合评价指数模型,对2000-2014年研究区生态安全空间状况进行评价,在此基础上集成RBF神经网络和克里格插值法,提出一种生态安全空间变化预测方法,对2015-2028年研究区生态安全空间变化进行预测。结果表明:2000-2014年,研究区生态安全状况呈现恶化态势,整个区域主要处于风险、敏感、良好3种生态安全状态,大部分区域生态安全水平较低;2015-2028年,敏感安全水平以下区域占比多年均值上升至62.45%,区域生态安全严峻形势不会得到根本转变,良好生态安全高等级区和风险生态安全低等级区将大幅缩减,绝大部分地区将处于敏感生态安全状态,未能摆脱生态安全威胁困境。RBF神经网络生态安全综合指数预测平均绝对误差和误差均方根多年均值小于0.05,较好地实现了研究区生态安全变化预测。     

1990—2015年中国县市尺度人口收缩的演变特征及影响因素

近年来,区域人口收缩问题在全球范围内引起了广泛关注,并且在中国也日益明显。利用1990年、2000年和2010年人口普查数据以及2015年1%人口抽样调查数据,本文在县市尺度上分析了1990—2000年、2000—2010年和2010—2015年三个时期人口收缩区的空间特征及演化趋势,并定量探讨了其形成与演变的影响因素,主要发现如下：① 人口收缩现象在县市尺度非常明显,三个时期人口收缩区占比均超过20%;② 2000—2010年人口收缩区以大面积扩张为主要特征,东北地区、川黔渝地区、长江中游地区最为明显,而东部地区则主要集中在江苏北部和福建西部等局部范围;③ 2010—2015年人口收缩转缓慢增长成为主要特征,仅东北地区、河南等人口收缩区仍有所扩张;④ 人均GDP和非农就业占比等经济发展水平因素对人口收缩区的形成影响显著,而经济发展速度因素则与人口收缩的演变密切相关;⑤ 除经济因素外,人口自然增长因素对人口收缩区形成及演变的影响均非常显著,且其作用呈增强趋势。     

查干湖湿地水环境演变特征分析

查干湖湿地是吉林西部重要的生态屏障,分析其水环境演变特征,可为保障其水环境安全提供科学依据。利用1982~2011年的水位资料和1985~2011年的水质资料分析其水环境演变特征,采用卡尔森指数法和模糊综合评价法对查干湖湿地进行综合营养状态和水质状况评价。结果显示引松工程通水后湿地水位得以恢复并稳定在129.8~130.3 m;20世纪80年代末湿地水环境大幅改善,水体盐碱化、富营养化、有机污染得以缓解,但2006年以来水质碱化和有机污染加剧,水质由Ⅲ类演变为IV类。现阶段农田退水缓解了主湖区的碱化且暂未加剧其水体富营养化。查干湖水受流域陆源排放、湖泊内源释放及水文情势等多重因素的交互作用,呈以磷素为限制的中营养状态,应控制区域生活污水和畜禽粪便的污染以保护其水环境健康。