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。     

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DPSIR模型的合肥市土地生态安全物元分析评价

为了探究承接产业转移示范区的土地生态安全状况,在阐述土地生态安全概念的基础上,基于“驱动力—压力—状态—影响—响应”模型构建土地生态安全评价指标体系,商权法与层次分析法相结合测算各指标权重,运用物元分析法构建土地生态安全评价的综合评判模型,并以合肥市为例进行了实证研究。结果表明:2005—2009年、2011年合肥市土地生态安全级别为“不安全”,2010年为“较不安全”,2012年合肥市土地生态安全级别为“临界安全”;总体来看,2005—2012年合肥市土地生态安全呈现从“不安全”到“临界安全”跃升的趋势。该结论可为承接产业转移的合肥市社会经济健康、持续发展提供理论依据。     

基于熵权物元模型的土地生态安全评价

土地是人类最重要的生活和生产资料,土地生态安全与人类的生存和发展有着密切的联系。为解决土地生态安全评价中信息的缺乏和研究者的主观问题。运用熵权物元分析法构建评价指标体系、权重、经典域和节域,借助"经济-自然-社会"模式建立武威市土地生态安全评价模型,计算评价指标关联度。结果表明:1)绿洲面积覆盖率、荒漠化程度、森林覆盖率、人均水资源量、水土流失治理率、土地利用多样性指数、贫困人口比例、耕地有效灌溉率、土地利用强度、人均耕地、居民消费者水平等指标是影响土地生态安全的主要因素;2)2001~2013年武威市土地生态安全处于较安全水平,并且土地生态安全水平整体上呈上升趋势;3)武威市2001~2004年的土地生态安全处于临界安全水平,2005~2013年的土地生态安全处于较安全水平。熵权物元模型较为准确的反应土地生态安全等级,对武威市土地生态安全改善有一定的指导意义。     

基于熵权物元模型的耕地占补平衡生态安全评价

针对目前耕地占补平衡生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,该研究以重庆市永川区为例,在构建耕地占补平衡生态安全评价指标体系的基础上,结合物元分析法和熵权理论,对其耕地占补平衡生态安全进行定量评价。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,建立耕地占补平衡生态安全评价物元模型,计算评价指标关联度,确定相关指标权重等内容。研究结果表明:2005年、2009年永川区耕地占补平衡生态安全级别为"较安全",2015年和2020年永川区耕地占补平衡生态安全级别为"安全",2005年、2009年、2015年和2020年永川区耕地占补平衡生态安全级别整体上呈现出由"较安全"向"安全"的提升趋势;物元分析单指标评价结果表明,永川区耕地占补平衡生态安全主要制约因子是人口密度、森林覆盖率、单位面积耕地农药负荷以及单位面积耕地化肥负荷等,而耕地占补平衡生态安全主要促进因子则是人均耕地面积、耕地与其他土地比例、农民人均纯收入年增长率、GDP年增长率、第一产业产值年增长率、人口自然增长率等。此外,为了验证熵权物元模型评价的可行性与合理性,将其评价结果与模糊综合评价结果进行比较,结果表明熵权物元评价结果与模糊综合评价结果基本一致,虽个别年份有差异,但未出现越级现象。与模糊综合评价相比,熵权物元评价结果更为准确、合理直观,能更细致地描述对象的生态安全等级,为耕地占补平衡生态安全评价研究提供了一种简单实用且科学合理的评价方法。     

牡丹江市退耕还林前后生态安全评价

退耕还林工程是当前中国最为宏大的生态修复与重建工程,开展区域退耕还林前后生态安全评价,可综合检验退耕还林成效,并为进一步巩固退耕还林成果、制定区域环保规划及可持续发展战略规划等提供决策依据。该文在深入分析生态安全本质的基础上,结合压力-状态-响应模型,构建了退耕还林区域生态安全评价指标体系,并采用物元模型对牡丹江市退耕还林前后生态安全进行评价。结果表明:1)退耕后,市区及绥芬河市生态安全等级下降,分别由较安全和安全降至临界安全,其他地区生态安全等级没有变化;2)各地区生态安全隶属度变化显著,表现为宁安地区生态安全隶属度值下降,而东宁、林口、海林、穆棱等地区生态安全隶属度值增加,其生态环境质量得到改善。概言之,物元模型能够揭示单个评价指标的分异信息,研究结果符合研究区实际情况。     

黄土高原山丘区土地生态安全动态评价及预测

以2001—2010年晋城市土地生态安全相关数据为基础,运用PSR框架模型构建了土地生态安全动态评价指标体系,运用主成分分析法确定指标权重,对晋城市土地生态安全状况进行了动态评价,并采用GM（1,1）模型对未来土地生态安全状况进行了预测。研究结果表明:晋城市土地生态安全综合值总体上呈上升的趋势,土地生态安全等级从2001年的Ⅲ级变成2010年的Ⅱ级,土地生态安全状态从2001年的“敏感”状态变成2010年的“较安全”状态。晋城市土地生态安全状况空间分异显著,不同区县（市）由于社会经济发展水平、自然条件状况、环保投入水平、土地利用结构和产业布局的不同,导致全市土地生态安全格局分布的差异性和空间演化的异质性。该研究为黄土高原山丘区土地生态安全动态评价提供一种思路,为制定科学有效的生态环境相关政策和土地整治提供依据。     

基于P-S-R模型的汕头市土地生态安全评价

汕头作为中国首批经济特区之一,人多地少是其一大特点,经历30 a特区的建设和发展,在经济发展同时其生态环境也发生了较大的变化。以经济特区汕头市社会经济发展特点为出发点,基于P-S-R模型构建了一套包含3个准则19个指标的土地生态安全评价指标体系,采用主成分分析法确定指标权重,依据土地生态安全综合指数法对2001-2008年汕头土地生态安全状况进行了评价。结果表明:2001-2008年汕头市土地生态安全值在0.65上下摆动,变化幅度不大（不超过0.0348）,介于临界安全和较安全等级,说明研究期内汕头市土地生态环境总体较好,土地生态系统结构较完整,土地生态系统服务功能基本完善,受干扰后一般可恢复。该研究可为了解汕头市土地生态安全现状,及未来生态环境质量改善和生态安全规划管理提供依据。     

土地生态安全预警系统设计与实现

土地生态安全问题是区域生态安全的核心问题之一。定量化、可视化、自动化的评价和预测土地生态安全状况并进行实时预警,对土地资源的可持续利用具有重要意义。本文以河北省为研究实例,基于PSR(压力、状态、响应)模型构建了土地生态安全评价指标体系,采用投影寻踪模型对土地生态安全状况进行评价,采用主成分相关分析法诊断土地生态安全的主要影响因子,采用空间差异系数模型分析了土地生态安全的时空格局,采用马尔科夫预测模型对土地生态安全水平进行预测,通过划分土地生态安全预警等级建立了预警机制,并利用MATLAB的图形用户界面(GUI)开发了土地生态安全预警系统。结果表明:1)2010—2018年,河北省土地生态安全指数呈不断增长态势,由0.300上升到0.611,年均增长率为12.92%,土地生态安全状态由"恶化级"转变为"敏感级",预警等级由"巨警"转变为"中警",土地生态安全总体水平仍然较低。2)土地生态安全主要限制因子是人口密度、工业化率、单位播种面积农药负荷、单位土地工业三废负荷、城市建设用地比重、工业用地比重和GDP能耗等。3)河北省各地级市土地生态安全区域差异性不断缩小,近年趋于平稳,至2018年,空间差异系数为32.54%,各市之间的差异性仍然不容忽视,大部分地级市土地生态安全状态处于"敏感级",预警等级为"中警",土地生态安全水平有待进一步提高。4)2019—2025年,河北省土地生态安全指数呈稳步上升趋势,到2025年为0.834,达到"较安全级",预警等级为"轻警",土地生态朝着良性方向发展的潜力较大。     

生态脆弱区土地生态安全动态评价——以河北省张家口市为例

[目的]通过研究河北省张家口市土地生态安全的演变趋势及时空差异特征,旨在为张家口市土地资源管理及可持续利用提供科学依据。[方法]从土地自然基础状况、土地利用状况、土地污染、退化状况、土地景观格局状况、土地生态建设状况及土地社会经济状况6个方面构建张家口市土地生态安全评价指标体系,运用综合指数法对张家口市2000和2010年土地生态安全状况进行动态评价,分析其土地生态安全动态变化趋势及其空间异质性特征。[结果]2000—2010年张家口市多数区县的土地生态安全评价综合指数呈增长趋势,且土地生态安全状况多处于安全、较安全及敏感态,土地生态安全状况处于风险态和恶劣态的区县主要集中在中部市区及其周边地区。[结论]近10a来,张家口市土地生态安全状况总体变好,这与退耕还林还草工程及其他生态建设工程的实施具有密切关系。     

基于PSR模型的张家口地区生态安全综合评价

人口快速增长,城镇化速度加快以及人类对自然环境不合理开发利用所引发的资源浪费、土壤退化和环境污染等问题,给生态安全状况带来了重大挑战.以河北省张家口地区为例进行了生态安全综合评价研究.根据该地的社会、经济和环境特点,运用压力—状态—响应(PSR)模型,提出以社会经济资源作为模型组成部分的区域生态安全综合评价模型及指标体系.共确定了29项评价指标,经过建立样本矩阵对指标进行无量纲化处理,运用AHP法确定指标权重,将得到的各指标值采用综合指数法进行运算,从而得到各指标的综合生态安全指数值.1987-2009年各县(区)的生态安全指数总体呈增长趋势,涨幅为0.035 6;坝上高原区的平均综合生态安全指数总体要高于冀西北间山盆地区,平均高0.006 0.评价结果与实际拟合度较高,能够反映区域生态问题和区域生态安全状况.     

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。     

广东省旅游生态安全时空测度及障碍因子诊断

以广东省为研究对象,基于压力—状态—响应(PSR)模型构建旅游生态安全评价指标体系,运用熵值法和综合评价模型分析广东省旅游生态安全的时空变化特征,并采取障碍度模型诊断旅游生态安全的主要限制因子。结果表明:(1)2005—2014年,广东省旅游生态安全指数总体呈上升的趋势,安全等级从风险等级提升至比较安全等级;(2)2005—2014年,除揭阳外,广东省其他20市的旅游生态安全水平均有所提升;(3)从指标层来看,2005—2008年广东省旅游生态安全的最大障碍因子是城镇生活污水处理率,2009—2010年其最大的障碍因子是固体废弃物排放量,而2011—2014年其最大障碍因子则是城镇化率,主要影响因子由环境经济方面过渡到了社会经济方面。从目标层来看,目前压力系统成为阻碍广东省旅游生态安全水平提升的主要因素。     

基于熵值法和灰色预测模型的耕地生态安全诊断

[目的]弥补已有耕地生态安全诊断中指标体系及评价方法的不足,分析耕地生态安全水平。[方法]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,采用熵值法和灰色预测模型,对四川省耕地生态安全水平进行了诊断。[结果]1999—2013年四川省耕地生态安全水平总体不断提高,耕地生态安全等级经历了"临界安全—较安全"的演变历程,但2013年"较安全"水平不高;压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数呈现波动下降趋势,响应指数呈现上升趋势;单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、单位耕地农药负荷、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素;2014—2018年四川省耕地生态安全水平呈现稳步上升趋势。[结论]基于PSR模型的评价指标体系能更准确地反映耕地生态安全各要素之间的关系;熵值法和灰色预测模型能有效挖掘耕地生态安全存在的问题,适合用于耕地生态安全评价。     

基于人工神经网络的喀斯特地区水资源安全评价

[目的]对喀斯特地区水资源安全状况进行评价,为喀斯特地区水环境管理与可持续发展提供科学依据。[方法]以喀斯特典型分布区贵州省为例,建立喀斯特地区水资源安全评价指标体系,构建BP人工神经网络模型,对贵州省9个州市水资源安全进行评价,并与熵权物元模型相比较。[结果]贵州省9个州市的水资源安全,有2个处于比较安全状态,6个处于一般状态,1个处于比较不安全状态。评价结果与熵权物元模型评价结果基本一致。[结论]该体系评价结果合理,评价方法简便直观,该模型对类似地区水资源安全评价有一定的参考价值。     

基于熵权物元模型的资源型城市脆弱性评价

[目的]测度资源型城市——河北省唐山的城市脆弱性演变状况,为提高唐山和类似资源型城市可持续发展能力提供科学依据。[方法]采用敏感性—应对能力框架,从资源环境、经济和社会三方面构建了城市脆弱性评价指标体系,运用物元分析模型对2000—2014年唐山城市脆弱性开展评价。[结果]研究期间唐山城市脆弱性程度整体呈现下降趋势,警情等级从"向巨警转化"下降为"向无警转化",并分为4个阶段;人均耕地面积、地方财政自给率、城乡平衡指数、资源密集型产业就业比重、第三产业增加值比重、产业结构多样化指数、单位电耗、工业固体废弃物综合利用率、科技支出占地方财政支出比重、第三产业从业人员等仍是制约唐山市脆弱性状况的主要因素。[结论]物元模型可用于城市脆弱性评价。评价结果表明唐山城市脆弱性得到了改善,但未来仍需关注研究的障碍因子。     

基于熵权物元模型的沂蒙山区土地生态安全动态变化及其影响因素研究

采用“经济－环境－社会（EES）”模式建立指标体系,运用熵权物元方法构建土地生态安全评判模型,对沂蒙山区土地生态安全的时空变化及其影响因素进行实证研究。结果表明:（1）从时间变化上来看,1995、2000和2005年沂蒙山区土地生态安全为Ⅳ级,2010和2015年该地区土地生态安全为Ⅲ级,呈现逐步提高的态势,高土地生态安全水平的县域数量增加,低土地生态安全水平的县域数量减少;（2）从空间变化上来看,除个别县域出现了小幅波动现象外,沂蒙山区县域土地生态安全水平呈现逐渐改善的趋势,但各县域的提升速度并不一致,绝对差异波动上升,相对差异波动下降,县域土地生态安全的空间分布不均衡,西部强于东部,南部高于北部,但东部地区的提升速度快于西部地区;（3）森林覆盖率等10项指标对沂蒙山区土地生态安全水平的提升有重要贡献,人口自然增长率等5项指标对土地生态安全水平变化的影响较小,而GDP增长率等5项指标是制约土地生态安全水平提高的主要因素。熵权物元模型对土地生态安全评价具有实际应用价值和可操作性。