退耕还林背景下寒地山区土地生态安全格局动态变化

为了研究退耕还林工程引起的土地生态安全格局变化,该文应用遥感和GIS技术对牡丹江地区2000-2014年土地利用变化特征进行了分析,并基于DPSIR概念框架构建评价指标体系,从空间上揭示了研究区退耕还林期间土地生态安全水平及格局变化.结果表明,退耕还林工程的实施对研究区土地利用结构产生了极大的影响,林地面积增加1 520.16 km2,草地、耕地面积分别减少878.50、517.14km2,土地利用强度先下降后上升:退耕还林工程在有效控制坡地垦殖、增加林地面积的同时,能够显著提高区域土地生态安全水平,2000-2014年,各坡度等级内安全、较安全、临界安全面积共增加1 088.6 km2;14 a来研究区土地生态安全水平总体呈“先改善后恶化”的趋势,但仍较2000年工程实施前有了较大幅度的提升,西部、东部及南部地区土地生态安全水平显著提高,但中部牡丹江河谷盆地土地生态安全水平提升缓慢,建议新一轮退耕还林工程将此地区作为重点调控整治区域.     

基于熵权物元模型的耕地生态安全评价研究——以河北省肥乡县为例

耕地生态安全关系到区域可持续发展和粮食安全。以河北省肥乡县为例,考虑影响耕地生态安全的自然因素、经济因素和社会因素,结合熵权法和物元理论,建立基于熵权物元模型的肥乡县县域耕地生态安全评价模型,对肥乡县2001~2010年的耕地生态安全进行定量评价和分析。结果表明:肥乡县2001~2010年耕地生态安全状况可分为3个阶段:2001~2003年,肥乡县耕地生态安全水平处于安全状态;2004~2007年,肥乡县耕地生态安全状况逐年下降,由2004年的较安全水平降至2007年的不安全水平;2008~2010年,肥乡县耕地生态安全水平有所提高,由2008年的临界安全水平提高至2010年的较安全水平。建立的耕地生态安全评价模型能够准确合理地描述评价对象的生态安全等级,表明熵权物元模型在耕地生态安全评价中具有一定应用价值。     

基于PSR模型的生态文明示范区生态安全评价及其障碍诊断

为了探究生态文明示范区生态安全的变化趋势与影响因素,基于PSR构建区域生态安全评价指标体系,运用熵权法对江西省生态文明先行示范区2009-2018年生态安全状况进行评价,结合障碍模型分析了其生态安全障碍因素。结果表明:(1)在2009-2018年江西省各地市生态安全水平总体有所提升,但生态安全等级各地差距较大;(2)江西省生态安全障碍度排序结果为响应因素>压力因素>状态因素,且受到城镇建设用地面积比重、生态环境耗水量、城镇化水平、第一产业占GDP比重以及单位土地面积农药使用量的综合影响;(3)江西省生态安全划分为生态经济发展协调区、生态经济改善区和生态安全脆弱区;(4)应从存量用地再开发、推动区域产业高质量发展和强化生态环境政策响应方面构建生态安全治理体系。可见,生态文明示范区生态安全等级介于临界安全等级(Ⅱ)较多,距离基本安全等级(Ⅲ)状态仍有较大差距,而通过分析生态安全空间与诊断影响因素可为提升生态安全水平提供理论支持。     

鄱阳湖生态经济区土地生态安全研究

土地生态安全评价是生态安全评价的的重要组成部分,也是当前土地可持续利用研究的前沿课题,对其进行研究有着极其重要的意义。利用2001-2007年的相关数据,借助于物元模型对鄱阳湖生态经济区的土地生态安全进行研究。结果表明:（1）鄱阳湖生态经济区土地生态安全状况,由2001年较安全状态下降到2005不安全状态。（2）2005-2007年土地生态安全由不安全状态到临界安全状态,状态有所好转。研究也证明了利用物元模型进行区域土地生态安全评价是可行的,这种方法可作为土地生态安全评价研究的新方法。     

基于PSR模型的青铜峡市土地生态安全评价与预测

[目的]通过研究宁夏自治区青铜峡市的土地生态安全发展状况,为该市的土地生态安全及其可持续发展提供科学的参考依据。[方法]综合运用熵权法、P-S-R模型、综合指数法、地理探测器和GM(1,1)预测模型等方法对该区域土地生态安全、安全等级以及影响土地生态安全的主要因子进行评价研究,并对其未来9a的土地生态安全状况进行预测。[结果](1)青铜峡市土地生态安全综合指数在研究期间整体呈现出先下降后上升的变化趋势。2006—2009年土地生态安全指数呈现波动下降的态势,由2006年的0.446 3下降到2009年的0.419 1;2009—2016年青铜峡市土地生态安全综合评价值不断上升,由2009年的0.419上升到2016年的0.505 1,其安全等级始终保持为临界安全,研究期间青铜峡市土地生态安全整体水平不断提高和改善。(2)通过地理探测器诊断得出人口密度、农用化肥使用量、废水排放量、万元GDP能耗、工业固体废物产生量、建成区绿化覆盖率、水利、环保设施投资占GDP的比率等要素是青铜峡市土地生态安全的主要影响因素。(3)利用GM(1,1)预测模型对青铜峡市未来9a土地生态安全发展水平进行预测,结果表明2017—2025年该区域土地生态安全水平不断上升,但其安全等级不高,仍处于临界状态,有待于提高和改善。[结论]研究期间青铜峡市土地生态安全波动变化明显,但总体上呈上升趋势,土地生态安全得到明显提升和改善。     

基于熵权物元模型的皖江城市带土地生态安全评价

针对目前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,运用熵权物元模型对皖江城市带的土地生态安全空间差异及其影响因子进行了研究。结果表明:(1)皖江城市带土地生态安全等级可划分为"向理想安全转化"、"向临界安全转化"、"向较不安全转化"、"向极不安全转化"4个等级,其中超过88%的区域处于临界安全及以下水平,土地生态安全整体状况不容乐观;(2)皖江城市带土地生态安全状态整体稳定性较差,对于外界的干扰较为敏感;(3)皖江城市带土地生态安全空间差异明显,西部优于东部,南部优于北部;(4)单位土地工业废水负荷、自然保护区面积比重、人均水资源量、经济密度、环保支出占GDP比重、森林覆盖率是造成皖江城市带土地生态安全空间差异的主要影响因子。从而得出结论:熵权物元模型既能反映评价对象的稳定状态,也可以揭示单个评价指标的分异,评价结果较为全面客观地反映了研究区域的土地生态安全状况。     

基于改进灰靶模型的土地生态安全评价——以江苏省徐州市为例

尝试引入灰靶理论进行土地生态安全评价,以解决目前土地生态安全评价中参照标准的适用局限性问题。同时,为消除传统灰靶模型等权的不合理影响,引入指标权重对传统灰靶模型进行改进,建立了基于熵权的改进后灰靶评价模型,并将其应用于徐州市土地生态安全评价。结果表明:2003—2012年,徐州市土地生态安全综合靶心度值由0.665 3上升为0.943 5,安全等级由不安全级提升到理想安全级,其土地生态安全整体处于变好的趋势;但土地社会生态安全一直在临界安全级附近波动,存在安全风险。与综合指数法相比,改进后灰靶评价模型得到的靶心度值的变化趋势与其基本一致,两者的安全等级变化完全吻合。表明改进后的灰靶评价模型能够用于土地生态安全评价,并能避免参照标准的适用上存在局限性这一问题,具有一定的应用价值。     

生态足迹模型及其改进模型在耕地评价中的应用

耕地是一种公众资源,承载着保证粮食安全、满足工业化和城市化用地需求,以及生态建设退耕还林还草要求等功能。运用传统生态足迹模型及区域能值足迹模型、耕地能值足迹模型两种能值改进模型,从时间序列上(1978～2007年)对新疆耕地资源利用进行了评价,并分析了3种模型的优缺点。结果表明:1978～2007年间,新疆人均耕地生态足迹不断上升,而人均生态承载力呈无规律变化,但变化幅度较小;新疆耕地生态可持续发展指数不断下降。耕地能值足迹模型显示,新疆耕地可持续发展指数由1978年的5.63下降到2007年的0.60,新疆耕地利用逐步由可持续状态(1978～2000年)恶化为不可持续状态(2001～2007年)。3种模型的对比研究表明:区域能值足迹模型不适合对耕地利用进行评价,只能从总体上分析一个区域的可持续状况;耕地能值足迹模型评价效果最好,能更客观地反映出耕地利用的可持续状态及其变化,在一定程度上克服了传统生态足迹模型的不足和缺陷。     

基于属性识别模型的重庆市生态安全动态评价

根据“压力—状态—响应”模型构建生态安全评价指标体系,采用熵权法与属性识别耦合模型对重庆市九大主城区生态安全状况进行综合评价.评价结果表明:2006-2010年,重庆九大区中沙坪坝区、渝北区及巴南区生态安全状况略有所改善,具有较好的发展趋势,生态安全得分有所增加;但渝中区、江北区及九龙坡区生态安全状况有所下降,由较安全等级向不安全等级转变,生态安全得分下降;大渡口区、南岸区和北碚区生态安全处于波动状况,发展趋势不确定性较大.与其他模型相比,属性识别模型计算过程简单,评价结果精度较高,能进行有效识别和比较分析,为生态安全评价提供一种新的思路.     

基于“压力－状态－响应”模型的土地生态安全评价及预测

  目的  土地生态安全评价是土地高效利用的基础和核心,是进行土地生态安全预测与预警、区域国土空间规划的重要依据。沈阳市作为东北地区政治、经济、文化中心和交通枢纽中心,测算其土地生态安全价值,可为该区域生态文明建设提供理论依据。  方法  基于“压力－状态－响应”模型（P-S-R模型）,从压力、状态和响应三个层次选取了15个评价指标构建沈阳市土地生态安全评价指标体系,结合熵值法计算各项指标权重,依据最终的综合指数来判定沈阳市2011 ~ 2018年的土地生态安全等级,并运用灰色系统GM（1, 1）模型来预测2019 ~ 2022年沈阳市土地生态安全态势。  结果  研究表明,沈阳市土地生态安全综合指数整体呈现波动上升的趋势,安全等级由临界安全水平上升到较安全水平;预测2019 ~ 2022年沈阳市土地生态安全态势,亦呈现逐步上升的趋势,但安全等级仍为较安全状态。  结论  本研究基于P-S-R评价模型构建的沈阳市土地生态安全评价指标体系,较好的反映了近10年来沈阳市土地生态安全状态,研究结果可为沈阳市土地资源可持续利用及区域可持续发展提供参考。     

基于物元分析的土地生态安全评价

针对综合指数评价存在的信息屏蔽和主观性问题,该研究采用物元分析法对中国土地生态安全进行评价。在诠释土地生态安全概念的基础上,基于“经济-环境-社会”模式和层次分析法构建土地生态安全评价指标体系,运用物元分析方法构建土地生态安全评价的综合评判模型,并以河北省为例进行了实证研究。结果表明：从2005－2007年河北省土地生态安全整体上呈现出由临界安全向较安全跃升的趋势,2004年之后的河北省环保政策和措施绩效明显;人均耕地面积、农药施用量和工业废水排放达标率成为制约河北省土地生态安全水平的因素。从而得出结论：物元模型能够揭示单个评价指标的分异信息,物元分析方法适用于土地生态安全评价。     

退耕还林工程实施前后黄土高原地区粮食生产时空变化

始于1999的退耕还林工程是中国政府针对西部生态脆弱区所实施的重大生态工程。工程的实施对当地粮食生产的影响及由此而产生的政策效果是值得研究的问题。该研究利用1996年、2003年和2007年黄土高原地区分县统计数据,对中国黄土高原生态脆弱区1999年以来所实施的退耕还林工程对粮食生产能力的影响进行了分析。结果显示,从1996年到2003年,研究区粮食播种面积下降剧烈,之后有所回升,到2007年大部分县粮食播种面积下降的势头得以遏制;从1996年到2007年,研究区粮食总产量下降,粮食单产水平提高;研究区粮食单产水平远低于全国平均水平,人均粮食产量略低于全国平均水平,二者都表现出较大的年际波动性。粮食生产水平越低,其年际波动性越大。不稳定的粮食产量会强化农民的垦殖动力,不利于退耕工程实施成果的巩固。应根据各地的条件,有区别有节奏按适度规模循序渐进地推进退耕还林工程的实施,并在政策上对农民的生计进行引导和保障,以巩固退耕工程实施效果。     

退耕还林（草）对农牧交错区小流域景观格局的影响——以神木县六道沟小流域为例

为了解退耕还林（草）工程对黄土高原农牧交错区小流域土地利用及景观格局的影响,利用RS、GIS技术和景观生态学方法,选择景观格局指数,对研究区退耕还林（草）前（1995--2002年）后（2002--2010年）的土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明：1）退耕还林（草）前,景观格局变化幅度较小,具体表现为研究区面积比例、聚集度指数以及各景观类型的变化幅度比较小,退耕还林（草）后,小流域景观格局发生了剧烈演变,具体表现为耕地面积比例急剧减小,林草地面积比例迅速增加以及斑块边界复杂性下降;2）1995--2010年,研究区景观蔓延度指数从46．26升高到47．54,多样性指数从1．67下降到1．65,从以耕地、草地和林地为主的景观生态系统转变为以草地和林地景观为主的景观异质程度较低的景观生态系统;3）退耕还林（草）工程是研究区景观格局良性演化的主要驱动力。     

山地城镇化进程中土地生态安全动态评价研究——以贵阳市为例

为促进其土地资源可持续利用及其未来生态环境质量改善和生态安全规划管理提供依据,对贵阳市近20 a来的土地资源生态安全状况进行动态评价研究。基于P-S-R模型构建城市化驱动力下土地生态安全评价指标体系,采用多指标综合评价法计算土地资源生态安全水平,利用SPSS软件和GM（1,1）模型进行相关性分析与短时间序列预测。结果表明:近20 a贵阳市土地生态安全指数1992—2000年处于恶化级、2001—2009年处于风险级、2010—2011年处于敏感级,总体呈波动上升趋势,但基本处于不安全状态;人类社会经济活动的响应对土地资源生态安全的影响较大;预测在2011年后5 a内该区域压力值、状态值、响应值和综合值均呈上升趋势,土地生态环境良性循环发展潜力具大,但生态系统脆弱且敏感性显著等问题一直存在。控制人口增长,优化人口结构,加快转型发展,构建绿色经济生态体系,统筹城乡协调发展,优化合理利用土地,探索节约集约用地的新型城镇化模式,加大环境保护力度,建立生态补偿机制是保护贵阳市土地资源生态安全的合理性对策。     

中国退耕还林工程固碳现状及固碳潜力估算

为了科学评估中国退耕还林工程的固碳能力,收集整理了退耕还林一期工程（1999—2010年）详细的造林资料,结合中国主要树种的蓄积量（生物量）生长曲线和退耕还林前后土壤有机碳变化特征及各树种碳储量计算的相关参数,估算退耕还林工程1999—2050年的固碳量及其变化。结果表明：截至2010年,退耕还林工程造林总固碳量（土壤和植被）为355.87 Tg;工程实施期间,造林后期固碳量显著大于造林前期,平均每年固碳量为29.66 Tg;工程林固碳增汇潜力不断增加,预计到2050年中国退耕还林工程的固碳增汇潜力为1 234.04 Tg。因此,中国的退耕还林工程产生了巨大的碳汇效益。     

退耕还林还草背景下黄土高原粮食生产系统可持续性的时空演变

粮食生产系统的可持续性事关国家粮食安全目标的实现，探究退耕还林还草背景下粮食生产系统的可持续性对准确评估生态安全和粮食安全之间的关系具有重要意义。基于2000、2010和2018年黄土高原县域粮食生产相关数据，构建粮食生产系统可持续性综合测度指标体系，对黄土高原粮食生产系统的可持续性进行综合分析；通过分析典型生态修复工程"退耕还林还草"，阐明退耕对粮食生产系统可持续性的影响。结果表明：1）2018年黄土高原粮食生产系统的可持续性高于2000年，系统的可持续性在逐步增强；粮食生产系统可持续性由自然资源供给为主导，转变到以社会经济可持续发展为主导的阶段。2）2000-2010、2010-2018年间黄土高原粮食生产系统可持续性增长率分别达到31.03%和28.81%，因此，2000-2010年间是粮食生产系统可持续性大幅提升阶段。3）退耕背景下虽然耕地大幅减少（-33.48%），但平均海拔和坡度也呈下降趋势（分别下降了20.3 m和0.88°），土壤侵蚀模数由16.14 t/(hm2·a)降至9.34 t/(hm2·a)，产水量和粮食生产潜力则年均增长5.09 mm/(km2·a)、53.75 kg/hm2。4）退耕背景下粮食生产系统的可持续性显著提升，工程的实施对六个分区粮食生产系统的可持续性都呈正向的促进作用；其中，土石山区粮食生产系统的可持续性指数由0.14增长至0.17，其受退耕的影响最大。退耕还林还草工程对易造成水土流失和土地沙化的生态脆弱地区实行退耕，虽减少了粮食生产的物质基础，但通过改变其空间分布格局，对耕地质量、耕地平均海拔和高度均产生影响，由此使得土壤侵蚀模数下降、水源涵养能力提高，有效地改善了生态环境，显著提升了粮食生产系统的可持续性。整体而言，退耕还林还草提升了粮食生产系统的可持续性，生态安全对粮食安全存在着正向的促进作用。     

熵权模糊物元模型在土地生态安全评价中的应用

针对目前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,该文运用物元分析法和熵权法对皖江地区马鞍山、合肥、芜湖等9个市土地生态安全水平进行评价,并与多指标综合评价法进行比较。熵权物元分析法包括构建评价指标体系、评价指标经典域、节域,建立土地生态安全评价物元模型,计算评价指标关联度,确定指标权重等内容。研究结果表明:马鞍山的土地生态安全级别为"较不安全",池州、安庆、的土地生态安全级别向"较不安全"级转化,巢湖、芜湖、铜陵的土地安全级别向"较安全"转化,宣城、合肥、滁州的土地安全级别为"理想安全",与多指标综合评价结果基本一致。物元分析单指标评价结果表明:皖江地区土地生态安全主要影响因子是单位面积耕地农药负荷、单位GDP二氧化硫排放量、人均水资源量、人口密度、森林覆盖率、大于25°坡耕地面积比例及工业废气处理率等。多指标综合评价能得到综合质量信息,而物元模型既能得到综合质量信息,也能反映评价对象的稳定状态,同时可以揭示评价对象单个评价指标的分异。研究表明熵权物元分析法在土地生态安全评价具一定应用价值。     

基于P一S一R模型的城市生态安全模糊物元评价——以吉林省四平市为例

利用P—S—R模型构建指标体系,采用熵权法求取权重,基于吉林省四平市模糊物元模分析方法,利用1991年、2001年和2007年的3期TM遥感影像,结合野外调查数据及社会经济数据等,分析处理提取生态安全评价指标,对四平市的生态安全进行评价。结果表明:（1）四平市1991—2007年城市生态安全状况是不稳定的,经历了由“不安全”向“临界安全”转化的过程;（2）影响四平市城市生态安全的因素并不协调统一,其中,城市化率、人均GDP、万元GDP能耗、恩格尔系数等指标为安全状态,而人均道路面积、建设区紧凑度、每万人拥有公共交通车辆、建设区绿化覆盖率等指标为不安全状态;（3）四平市在今后的发展中,要继续提高环境保护意识,转变经济增长方式,加大科技投入,优化产业结构,增加人均公共绿地面积和公共交通车辆,提高土地利用率,从而实现经济效益、环境效益和社会效益的协调统一。     

蒲河流域退耕前后降水和植被对土壤侵蚀变化的影响

为了定量评价退耕还林还草前后蒲河流域土壤侵蚀变化特征及降水和植被对土壤侵蚀的影响,运用修正后的通用土壤流失方程(RUSLE模型)探讨1990—2019年流域土壤侵蚀变化,结合LMDI模型评估了1990—2000年、2000—2010年、2010—2019年3个时间段植被和降水对流域土壤侵蚀变化的影响。结果表明：30年来,流域侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,而中度及以上等级的土壤侵蚀面积有逐渐减小的趋势;流域侵蚀情况总体持续向好,植被覆盖度与降雨侵蚀力相互作用驱动了研究区土壤侵蚀的动态发展;2000年以前,降水是影响土壤侵蚀变化的主导因素,随着退耕还林还草工程的实施,植被作用逐渐凸显。蒲河流域的退耕还林还草成效显著,是流域侵蚀防治的有效措施,应在侵蚀较强的流域中上游地区继续加强植被恢复措施。