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。     

基于组合模型的煤炭城市生态安全预警研究——以焦作市为例

从城市复合生态系统视角出发,构建具有煤炭资源型城市特色的压力-状态-响应(PSR)和自然-社会-经济(NES)评价模型相融合的复合指标体系。在差异系数法组合权重的基础上,借助MATLAB软件,应用等维新息灰色神经网络(DGM-RBF)动态组合预警模型,对焦作市生态安全动态演变进行预警分析。结果表明:焦作市2000—2022年生态安全指数呈稳定上升的趋势,安全警度由"巨警"下降为"轻警"。压力、状态、响应3个子系统生态安全指数呈波浪式上升的趋势,安全警度由"巨警"或"重警"下降为"轻警"。自然、经济、社会三大影响因素中,经济因素安全指数上升比较平稳,警情由巨警逐步过渡到无警状态;自然和社会因素安全指数上升波动较大,且在2015年后的个别年份出现了负向演化和迅速恶化的趋势。焦作市未来5年内生态安全仍处于轻警状态。     

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。     

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。     

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.     

基于正态云模型的吉林省耕地生态安全诊断

耕地生态安全评价中传统评价方法无法兼顾评价指标和评价结果存在模糊性和随机性,为了弥补此缺陷,将人工智能的正态云模型引入耕地生态安全评价中。借助正态云模型、熵值赋权法、实证研究法,基于Matlab 7. 1软件平台,构建吉林省耕地生态安全诊断PSR-EES框架体系,对2000—2016年吉林省耕地生态安全状况进行综合诊断。结果表明:(1)研究期内,吉林省耕地生态安全状况经历了"临界安全—较安全—临界安全—安全"的演化过程,整体呈趋好态势;(2)单一指标演化发展中,状态层和响应层多数指标优化趋势明显,压力层指标恶化较快。正态云模型实现了评价指标向耕地生态安全等级的不确定性映射,兼顾了评价指标和评价结果存在的随机性和模糊性,使评价结果更具客观性,适用于耕地生态安全评价。     

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。     

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。     

基于改进PSR模型的城市土地利用警情判别研究——以南京市为例

基于系统论构建改进的PSR模型,通过探究压力、状态、响应系统要素作用机理构建南京市城市土地利用警情判别指标,并运用数理量化模型开展警情综合评价。结果表明:(1)2009—2016年南京市城市土地利用压力系统和状态系统警情为“倒U”型且呈上升态势,响应系统警情为“倒U”型且呈下降态势。(2)2009—2016年南京市城市土地利用警情总体上为“倒U”型且呈波动上升态势。(3)压力系统是造成南京市城市土地利用综合警情难以显著转变的关键,同时受经济发展与土地集约利用协调度、土地生态治理力度、用地结构与人口分布均衡度等要素影响。     

黄河源区植被指数与干旱指数时空变化特征

标准化降水蒸散发指数(SPEI)是评估气候变暖背景下区域干旱的重要指标。基于生态功能分区,利用MODIS-NDVI数据和SPEI指数,探讨2000—2014年黄河源区植被指数和干旱指数的年际变化、空间分布规律以及两者之间的相关关系。结果表明:(1)2000—2014年黄河源区NDVI和SPEI总体上均呈波动上升趋势,植被覆盖状况略有好转,干旱程度有所降低;(2)NDVI与SPEI变化趋势的空间分布特征大致相同,东南部区域总体呈减少趋势,西北部区域总体呈增加趋势;(3)黄河源区降水量是影响植被生长的主要因子,也是影响SPEI变化的主要条件。当0.3NDVI0.6时,SPEI对NDVI的影响较强,当NDVI0.6时影响较小;(4)黄河源区大部分地区NDVI与SPEI呈正相关,其中呈显著正相关的区域分布在青根河生态区以及黄河源头生态区植被覆盖度较低区域;小部分地区由于受到人类活动的干扰,使NDVI与SPEI呈负相关或相关性较弱,其中呈显著负相关的区域在黄南草原生态区及周围草地退化、生物多样性敏感的区域。黄河源区干旱程度的下降对植被覆盖的增加有促进作用,为该区域的生态恢复提供了有利条件。     

基于循环经济的黑龙江省耕地利用集约度时空差异

为准确把握耕地集约利用水平及时空变化特征,基于循环经济"减量化、再利用、资源化"的基本原则,从投入强度、重复利用、综合效益和持续状态入手构建耕地集约利用评价指标体系,采用熵值法和变异系数法对1986-2008年黑龙江省耕地利用集约度进行评价,并通过秩相关系数模型和聚类分析法分析黑龙江省各地耕地集约利用空间差异特征。结果表明:1研究期间黑龙江省耕地集约利用水平明显提高,但1994-1998年呈波动下降趋势;2除持续状态呈下降趋势外,其余准则层均表现为上升态势,耕地利用协调度处于高度协调状态;3黑龙江省东北部地区耕地利用集约度明显下降,其余地区耕地利用集约度的上升或下降幅度均不明显;4黑龙江省各地耕地利用集约度差异比较显著。     

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。     

近10a来东北地区生态环境演变及其特征研究

东北地区资源环境具有人地相互作用短时限、高强度特征,生态环境问题突出。构建基于"压力-状态-响应(PSR)模型的生态环境综合评价体系,应用熵值法系统评价2003年以来东北地区生态环境演变及其特征,结果显示:①东北振兴战略实施以来,东北地区生态环境压力呈波动减小趋势,生态环境状态逐渐趋于好转,生态环境响应得分降低,但东北地区生态环境综合得分呈波动上升趋势;②东北地区生态环境质量总体提高,但生态环境演变的省际差异显著,同时环境改善效果与生态建设成效差距突出;③近10 a来东北地区生态环境演变具有显著的时间、空间、结构特征。并从重点工程实施、区域组织协调、环境治理投入、产业结构演变等方面分析了生态环境演变的成因,最后提出相应措施。     

夹金山脉大熊猫栖息地遗产旅游可持续发展评价

基于DPSIR模型,从驱动力、压力、状态、影响、响应5个维度构建夹金山脉大熊猫栖息地遗产旅游可持续发展评价指标体系,运用极差变化法进行指标标准化处理,运用变异系数法确定指标权重,对栖息地遗产旅游可持续发展进行评价。结果表明:2005—2016年夹金山脉大熊猫栖息地遗产旅游可持续发展指数介于0.340 5～0.736 2,呈不断上升趋势,但可持续发展水平不高。驱动力、压力、状态、影响、响应五大子系统中,压力系统与响应系统指数偏低,栖息地遗产旅游面临较大压力,相应的响应措施亟待加强。     

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.     

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。     

基于Delphi-PSR模型的祁连山国家级自然保护区生态安全评价

祁连山是我国西部重要的生态安全屏障,是国家生态安全核心区和重点治理区。为研究祁连山国家级自然保护区生态安全状况,本文基于该自然保护区的生态系统结构和功能特征,选取24项评价指标,构建PSR(压力—状态—响应)模型,以Delphi经典法确定权重,综合评价2008年、2016年祁连山国家级自然保护区的生态安全状况。结果表明:2008年不安全度为0.1934,处于稍不安全状态;2016年为0.2454,较2008年增加了26.9%,处于很不安全状态。其中,压力因子的不安全度由0.1094升至0.1276,增加了16.6%;状态因子由0.0593升至0.0748,增加了26.1%;响应因子由0.0247升至0.0430,增加了74%;说明响应层面不安全度上升最显著。2008年与2016年相比,人类活动增加及资源过度开发是祁连山保护区生态安全水平下降的主要原因,具体表现在旅游客流量大幅度持续增加、水电和矿产的不合理开发。本研究成果可应用于其他复杂生态系统的安全评价,为国家级自然保护区生态安全提供科学管理和决策依据。     

塔里木河流域生态经济系统耦合态势分析

在过去50 a里,在资源开发和社会经济发展的同时,塔里木河流域生态环境发生了显著变化,生态与经济的矛盾日益突出。基于系统论视角与生态经济学原理,构建评价指标体系,用宏观流域尺度运用耦合态势定量评价模型对塔里木河流域生态经济系统耦合态势进行了评判。研究结果表明,2001—2005年间,在流域生态经济系统内部,生态环境子系统与社会经济子系统综合指数基本呈同步上升趋势;生态环境子系统的演化速度呈上升趋势,但是一直低于呈下降趋势的社会经济子系统的演化速度;生态经济系统耦合态势由2001—2003年的强烈开发不协调状态逐步调整为2004—2005年的协调发展型。     

基于生物免疫学的安徽省城市生态系统承载力研究

依据城市生态系统健康发展与生物免疫系统的相似性,利用安徽省统计资料数据,建立科学完善的评价指标体系,运用生物免疫模型研究了2005—2014年安徽省城市生态系统承载力和社会经济发展压力的变化趋势,并判断城市化发展的可持续状态。结果表明:1)安徽省城市生态系统承载力水平呈前期下降后期增长的趋势;城市生态系统自然承载力指数变化大致与城市生态系统综合承载力指数变化趋势相似;2005—2014年,安徽省城市生态获得性承载力指数持续上升。2)安徽省资源消耗指数、环境污染指数和城市生态系统压力指数均呈缓慢增长趋势,压力持续增加可能会导致城市承载力超载。3)除2006和2013年安徽省城市生态系统承载力处于协调发展状态外,其余年份城市生态系统变化率小于社会经济压力变化率,城市生态系统承载力发展不可持续。由于获得性承载力的滞后性,未来还应重点考虑提高资源利用率、增大生态弹性系数和改变经济发展模式来实现人地关系协调发展。     

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。