基于RBF的湖南省土地生态安全动态预警

基于1996-2010 年湖南省土地生态安全的相关数据, 从压力、状态、响应3 方面构建湖南省土地生态安全预警指标体系, 运用RBF模型对2011-2015 年湖南省土地生态安全演变趋势进行预测, 并结合预警指数和警度标准对1996-2015 年湖南省土地生态安全警情状况进行分析, 结果表明:① RBF模型有较高的模拟精度, 能够较好地拟合2011-2015 年湖南省土地生态安全各系统的发展趋势。② 就各子系统的安全警度而言, 1996-2010 年湖南省土地生态安全的压力和状态系统的警度呈波动上升趋势, 响应系统的警度呈下降趋势, 2011-2015 年, 压力系统将逐步由“中警”(黄灯) 转变为“重警”(橙灯), 状态系统将处于“中警”(黄灯) 状态, 响应系统将处于“无警”(绿灯) 状态。③ 总体而言, 1996-2010 年, 湖南省土地生态安全警度呈略有下降态势, 2011-2015 年, 预警指数将处于0.42 左右, 警度将处于“中警”(黄灯) 状态。④ 影响湖南省土地生态安全的主要因素包括农业经济比重、建设占用耕地面积量、自然灾害受灾面积比重、人均建设用地面积、第三产业比重、自然保护区面积比重等, 是今后调控的重点。     

基于可拓-马尔科夫模型的贵州省生态安全预警

基于1990—2013年贵州省生态安全的相关数据,从压力、状态、响应三个方面构建贵州省生态安全预警指标体系,运用惩罚型变权-可拓模型对1990—2013年贵州省生态安全预警等级进行测度,并运用马尔科夫模型对贵州省2014—2020年生态安全警情进行预测。结果表明:1)贵州省1990—2013年生态安全等级分为:巨警、向重警转换、重警、向中警转换、中警、向轻警转换,整体呈波动上升的趋势,指示灯由"红色"演化为"待定";2)贵州省2014—2020年生态安全预警等级为:中警和轻警,指示灯为"黄色"和"蓝色",生态安全状况具有恶化的趋势;3)影响贵州省生态安全水平的主要因素包括人口自然增长率、农民人均纯收入、GDP增长率、石漠化面积比重、水土流失治理比例等,是今后调控的重点。研究结果可为贵州省生态安全的维护提供参考。     

石家庄市生态安全动态变化趋势及预警机制研究

在国内外已有的研究基础上,从压力—状态—响应3个方面构建了石家庄市生态安全预警评价指标体系,并基于模糊数学模型,结合EXCEL程序,建立了生态安全预警评价计算模型(FE模型)。利用所构建的指标体系及FE模型,从时间尺度上(1999—2020年)对石家庄市的生态安全预警状态进行了定量评估和动态趋势分析。结果表明,石家庄市生态安全预警综合指数从1999年的7.367(中警)降低到2008年的5.769(轻警),生态安全整体水平呈逐年上升趋势,2010,2015,2020年石家庄市的生态安全预警综合指数分别为5.324,4.959,4.742,未来近10年(2010—2020年)石家庄市的生态安全预警状态从一般逐渐过度到良好。     

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。     

产业结构生态预警研究——以甘肃省为例

区域产业的发展及其组合类型、强度的变化都将对生态环境产生强烈的胁迫。有关经济、环境预警的基本方法引入产业结构生态预警研究中,建立了产业结构生态预警的指标体系及预警模型,并以甘肃省为例进行了产业结构生态效应的景气预警和景兆预警评价。研究发现,1996- 2004年间,有2/3年份的产业结构生态效应处于巨警状态;2005-2009年间,所有年份的产业结构生态效应都处于重警状态。     

西藏日喀则地区生态安全评价与生态环境建设

用生态安全的PSR(压力-状态-响应)概念模型和层次分析法建立西藏日喀则地区生态安全评价体系,综合评价全区生态安全现状。结果表明,日喀则地区生态环境系统安全状况目前已退化到中警状态,生态环境问题已成为制约当地经济发展和社会进步的主要因素。同时,分别计算出全区18县市各自的生态安全指数值,结果显示,除吉隆县属预警状态,其余17县市都为中警状态,且区域相对差异极为明显,东部生态安全问题更为突出。文章根据日喀则地区不同生态环境要素的区域差异以及生态安全建设的需要,提出五大生态环境建设区以满足日喀则地区改善生态安全现状的需要。同时详述了各生态环境建设区的生态环境特征、存在问题和治理方向。     

历史时期流域生态安全探研——以汾河上游为例

本文选择了位于生态脆弱区的汾河上游为研究区域,运用"系列横剖面"、"压力-状态-响应"框架模型等方法,对历史时期流域生态安全问题进行了尝试性探索。研究表明:与历史时期社会生产技术水平相适应,人类对环境的干预及应对环境变迁的能力较低,故历史时期流域生态安全也存在波动变化;研究历史时期生态脆弱地带的流域生态安全,人口数量、耕地数量、畜牧业开发程度、国家政策、战争频次等应是主要指标;在"压力-状态-响应"评价体系下,压力、状态指标安全指数呈下降趋势,响应指标安全指数反之,民间控制行为的出现反证了生态演变程度的加剧。本文研究复原了历史时期汾河上游生态安全演变态势,但如何量化不同阶段的流域生态阈值,并进行生态安全性的判别等,尚待进一步深入研究。     

银川市生态安全水平量度及其对策研究

选取银川市城市生态系统为研究对象,借鉴了城市生态安全的评价方法,利用状态-压力-响应(P-S-R)模型,从资源环境压力、资源环境状态、人文环境响应三个方面,建立了其评价指标体系,从时间尺度上(1997-2004)对银川市生态安全进行了定量评估和趋势分析,认为:银川市生态安全指数从1997年的0.472增加至2004年的0.666,生态安全整体水平呈逐年上升趋势,但其中还存在一些不安全因子造成生态压力不断增大及生态安全水平仍处于中度安全水平,最后针对发展中存在的问题提出了改善和提高银川市生态安全的对策措施。     

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．     

黄河三角洲生态经济区水资源承载力评价及趋势预测

水资源承载力是反映区域水资源对经济社会发展的支撑能力,是衡量水资源与经济、社会、自然是否和谐发展的重要指标。综合考虑经济、社会、自然等因素,构建“承压-压力-协调-管理”四维水资源承载力评价指标体系,通过组合赋权法测度水资源承载力水平,运用M-K趋势法分析其时空变化特征,并运用R/S分析法预测未来发展趋势。结果表明：（1）黄河三角洲高效生态经济区水资源承载力指数呈缓慢上升趋势,整体数值偏低;（2）沿海地区水资源承载力较好,水资源承载力指数由沿海向内陆逐渐降低,承压指数、压力指数、协调指数、管理指数空间特征明显;（3）水资源承载力在莱州湾及黄河入海口部分县（市、区）显著改善,远海地区呈现显著恶化趋势,协调指数和管理指数有所改善,承压指数不容乐观,压力指数普遍恶化;（4）未来变化中,水资源承载力在黄河三角洲高效生态经济区呈现持续改善趋势,惠民县、阳信县、利津县、高青县等地区呈持续恶化态势。     

甘肃河西地区1986—2011年水土保持生态安全格局

以甘肃河西内陆河流域为研究区域,在凸显水土保持综合措施作用的基础上,运用压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)模型,选取12个评价指标,用综合指数评价法对该地区的生态安全格局进行分析.结果表明:(1)研究区1986—2011年水土保持生态安全指数由0.4046(风险级)上升至0.5211(敏感级),呈现不断改善的趋势;(2)1986—2011年压力指数逐年减小,说明该区环境资源压力持续增大,基于水土保持综合措施的生态环境状态和响应指数自2001年明显增加,表明甘肃内陆河流域实施的水土保持综合措施建设具有一定的效果;(3)甘州区、金塔县、高台县以及玉门市的生态安全指数自2001年起略有下降,民勤县水土保持生态安全度虽有提升,但仍然处于恶化级.     

中国省域能源消耗碳排放安全评价

碳排放安全评价和预测在应对全球气候变化、实现区域可持续发展方面有重要意义。根据1996-2012年统计数据,基于压力—响应模型,从经济、社会、环境3个层面构建省域能源消费碳排放安全评价指标体系,分析了中国能源消费碳排放安全的时空分异,并运用GM(1, 1)方法进行预测。结果表明：1996-2012年,中国碳排放安全综合指数在临界安全区间内呈现波动下降趋势。其中,压力系统指数与综合指数变化态势趋于一致,响应系统指数表现为上升趋势;多数省区处于临界安全状态,亚安全状态省区逐渐消失,安全等级差的省区出现南移现象;大部分省区压力系统恶化的同时响应系统好转;区域间碳排放安全差距逐渐缩小,高压力低响应的区域大量减少。预测发现,2020年全国大部分省区处于临界安全或以下状态,碳排放安全情况不容乐观。     

南四湖湖泊湿地生态环境预警研究

基于南四湖近30 a来多源遥感影像、土地利用、环境监测和实地调查数据,选择1982年、1992年、2002年和2012年4个时间断面,从湿地组织结构、整体功能和社会经济3个方面选取指标,从无警、轻警、中警、重警和巨警5个级别划分警度,采用多级模糊综合评价法进行警度评价,并运用BP神经网络模型对未来10 a警度发展进行预测,研究结果表明：① 南四湖湿地生态环境现在处于重警状态,农业化肥、农药污染和工业污染物排放是主要的警报来源;② 近30 a来南四湖湿地整体生态环境处于不断恶化趋势,社会经济指标恶化趋势明显,未来10 a各项指标和整体预警度均呈下降趋势,整体水平达到中警状态,社会经济投入的增加是重要影响因子;③ 近10 a环境恶化速度比前20 a有所减缓,社会经济指标恶化速度较快,人类活动的负向干扰仍大于正向干扰。     

基于PSR模型的新疆水资源经济生态韧性时空差异及影响因素分析

以新疆干旱区14个地州为例，基于压力-状态-响应（PSR）模型构建评价指标体系，运用熵权法计算指标权重，采用综合评价法和核密度分析14个地州压力-状态-响应韧性的时空分布特征，借助地理探测器对新疆水资源经济生态韧性的主要影响因子及因子交互作用进行探测。结果表明：（1）2010—2020年新疆各地州压力韧性评价指数多数呈现下降的趋势，其中克孜勒苏柯尔克孜自治州的压力韧性水平由高度韧性降为中等韧性。状态韧性、响应韧性、综合韧性均呈现不断增强的趋势，韧性水平也有所提升。（2）2010—2020年新疆各地州压力-状态-响应韧性核密度空间上呈现高低交错分布的格局，且西南部高于东北部。从3个维度来看，压力韧性核密度高值区由西南部向中部蔓延，分布较集聚；状态韧性和响应韧性核密度高值区由北部向南部蔓延，分布较分散。2020年，区域内综合韧性、状态韧性、响应韧性核密度差异呈不断缩小的趋势，压力韧性核密度空间差异较显著。（3）产业结构、人均GDP、生态自净能力影响因子对水资源经济生态韧性的影响力有所增强，人为灾害等因素有所减弱。产业结构、生态自净能力、社会消费品零售额等影响因子的交互作用强于单因素对系统韧...     

基于ANP-PRS-SENCE框架的崇明岛生态安全评价

将复杂系统的网络分析法(ANP)作为生态安全评价指标体系构建的基本方法,综合复合生态系统理论(SENCE)和"压力-状态-响应"(PSR)模型,提出ANP-PRS-SENCE框架体系,并以崇明岛为例进行实证研究.结果表明,近十余年崇明岛综合得分呈现逐渐提高的趋势,2007年综合得分为0.513,处于中等偏上水平,反映了崇明岛长期交通阻隔、相对落后的经济发展状况导致生态压力和环境污染较小;随着越江隧桥工程的建成通车,未来跨越式发展将使生态安全面临巨大压力.二级综合指数中,生态风险和生态保障指数较低,因此加强生态建设,完善管理和保障措施,降低生态风险对崇明岛生态系统的影响,应是提高生态安全综合指数等级的主要途径.     

西北诸河流域土地利用变化及土地生态安全评估

运用ArcGIS空间分析,揭示了1990—2018年西北诸河流域土地利用动态变化特征,采用"压力-状态-响应"(Pressure-state-response,P-S-R)模型和熵权法对指标进行赋权,并分析了西北诸2.65%,土地利用变化剧烈。2000年后城乡建设用地年平均单一动态度为4.16%,增长速度最快。草地主要向沙地、耕地和其他未利用土地转出,流域荒漠区沙地和其他未利用土地之间转换稳定。(2)西北诸河流域土地生态安全评价指标体系中状态层权重最高,为0.4985,由指标权重排序可知,经济社会发展、湿地面积和人口增长是影响西北诸河流域土地生态安全评价的重要因素。(3)1990—2018年西北诸河流域土地生态安全指数呈递增趋势,1990—2014年基本处于不安全级,2015年后转变为较不安全级,西北诸河流域土地生态安全状况有所好转。本研究为西北诸河流域土地利用管理规划提供科学依据,为自然流域尺度的土地利用变化及土地生态安全性研究提供实例。     

矿粮复合区土地生态安全评价——以焦作市为例

应用PSR模型构建焦作市矿粮复合区土地生态安全评价指标体系,通过AHP法与熵权法相结合确定24个评价指标的权重,对其2006-2010年的土地生态安全状况进行动态评价与分析,旨在揭示该区域近年来的土地生态安全状况,提出实现其土地可持续利用的建议。结果表明：其土地生态安全综合指数总体呈现先短期轻微下降后又逐年回升的趋势;5 a内其安全水平先后经历了较不安全、临界安全、较安全3个等级;状态与响应指标与土地生态安全状况的相关性密切,对环境胁迫的恢复力起重要作用,且在维护和改善土地生态安全状况上的作用不断增强;植被因素对土地生态安全的正作用最明显,生态用地比例等4项指标在土地生态安全评价中的地位相对较重要;主控生态安全的因子越多,生态状况越好;未来3 a,其生态状况有继续提升的趋势。实现土地可持续利用须从不同方面通过多种手段进行。该研究为实现区域农业生产和工矿建设等经济活动与土地资源和生态环境保护之间的协调发展提供决策依据。     

皇甫川流域土地利用变化与生态安全评价

基于"3S"技术揭示了皇甫川流域近十多年来的土地利用变化状况,并进一步在像元水平上对流域生态安全进行了综合评价,最后重点分析了流域土地利用变化与生态安全的关系。结果表明：① 近十几年来,皇甫川流域土地利用变化剧烈,土地利用格局持续承受着来自当地快速城市化进程及社会经济发展和生态环境保护及建设两方面相互矛盾的巨大压力;② 1987年到2000年,流域生态安全状况有所好转,但整体好转的状况难掩局部地区生态环境在大规模治理和恢复的背景下发生的恶化;③ 流域内林地、耕地、灌丛、水体、城镇用地和草地从面积上看,基本上均处于生态安全的预警状态,而裸砒砂岩和沙地的绝对大部分属于中警状态或重警 (巨警) 状态;④ 6种不同土地利用类型的安全指数大小顺序基本保持为灌丛 > 林地 > 草地 > 耕地 > 沙地 > 裸砒砂岩,表明林、灌措施是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地尤其是分布面积较广的裸砒砂岩则是流域生态环境综合治理的难题和关键。最后,提出了通过优化流域土地利用格局来确保生态安全的初步设想。     

基于惩罚型变权的农地生态安全预警评价——以新疆生产建设兵团为例

将变权理论引入土地生态安全预警研究,结合熵值分析法得到的静态权和预警指标值的动态发展趋势,构建了农地生态安全预警的惩罚型变权模型并进行了实证研究。惩罚型变权评价模型更符合农地生态安全预警的动态性要求,评价结果更接近实际。1982—2012年间,新疆生产建设兵团农地的生态安全呈现出先上升后下降的趋势,但总体上位于轻警区间。通过预测,在未来的5年间,其安全状况会较现状年有一定程度退化,有向中警区间延伸的趋势。     

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。