基于熵值法和灰色预测模型的土地生态系统健康评价

在界定土地生态系统健康内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)模型的评价指标体系,采用熵值法和灰色预测模型,对四川省土地生态系统健康状况进行了评价。研究结果表明:(1) 1999-2010年四川省土地生态系统健康水平总体不断提高,综合指数从0.481 3增加到0.637 2,健康等级经历了"临界状态-亚健康"的演变过程;(2) 压力指数和状态指数总体上呈现下降趋势,响应指数总体上呈现上升趋势;(3) 人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度、单位耕地化肥负荷、单位耕地农药负荷等是土地生态系统健康等级提升的关键制约因素;(4) 2011-2015年四川省土地生态系统健康水平呈现稳步上升趋势,年均增长率为2.86%。     

重庆市黔江区土地生态安全评价及时空变化分析

[目的]揭示重庆市黔江区土地生态安全的时空变化特征,为黔江区土地资源的可持续利用提供科学依据。[方法]从生态负荷、生态保护、生态功能及生态经济4个方面构建黔江区土地生态安全评价指标体系,采用主客观组合赋权和综合指数法对该区土地生态安全状况进行分析。[结果](1)研究区土地生态安全水平呈上升趋势,但总体水平不高,有待进一步改善;(2)黔江区土地生态安全空间差异显著,呈现"区中心土地生态安全水平低,四周土地生态安全水平较高"的土地生态安全格局。[结论]主客观组合赋权有助于克服单一的主观赋权及单一客观赋权的不足;将"压力—状态—响应(PSR)"模型和"自然—经济—社会"模型有机结合构建的基于生态负荷、生态保护、生态功能及生态经济的评价指标体系较好地反映了黔江区土地生态安全的时间变化及空间差异状况。     

甘肃省泾河流域2010-2019年农村生态环境质量分析及预测

[目的] 研究甘肃省泾河流域农村生态环境质量评价的相关问题，为农村生态环境保护和高质量发展研究提供参考。[方法] 基于压力—状态—响应（PSR）模型，构建了甘肃省泾河流域农村生态环境质量评价指标体系。运用熵值法和综合指数法对生态环境质量水平进行评价，并采用灰色GM （1，1）模型进行预测。[结果] 2010—2019年农村生态环境质量综合指数等级变化趋势为“劣等—差等—中等”，但总体呈现上升趋势，压力指数呈“Ⅴ”型波动变化，状态指数和响应指数逐年增长，说明环境治理的政策实施有效，预计到2021年将达到良好等级。[结论] 今后还需加大农村环保的资金和政策投入，改善各地环保制度措施，增强民众意识等。     

中国土地利用系统健康动态评价

在界定土地利用系统健康内涵的基础上,构建了基于"压力—状态—响应"(PSR)模型的评价指标体系,采用熵值法和灰色预测模型,对中国土地利用系统健康状态进行了评价。研究结果表明:(1)1999—2008年中国土地利用系统健康水平总体不断提高,综合指数从0.393 5增加到0.533 1,健康等级经历了"不健康—临界"状态的演变过程;(2)土地利用系统健康的压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数呈现上升趋势;(3)固定资产投资年增长率、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度、地均GDP等是土地利用系统健康等级提升的关键因素;(4)2009—2015年中国土地利用系统健康水平呈现稳步上升趋势,2014年土地利用系统健康等级达到"亚健康"。并提出了提高土地利用系统健康水平的一些具体措施。     

基于灰色关联理论的三峡库区2015-2019年生态安全时空演变特征研究

[目的] 研究三峡库区生态安全变化趋势与影响因素,为推动三峡库区生态安全发展提供科学依据。[方法] 基于压力—状态—响应模型（PSR）建立生态安全指标体系,采用熵值法、层次分析法对2015—2019年的生态安全状况做出评价。利用灰色系统理论,构建了灰色关联度的评价模型,并根据三峡库区2015—2019年数据,定量评价该区生态安全动态变化情况,并采用灰色聚类法加以验证。[结果] ①2015—2019年库区生态安全关联度较高,单位土地面积农药施用量、植被减少表土损失量、生态服务指数、环保投资比等的关联度均高于0.7。②2015—2019年库区生态安全部分地区综合评价指数呈上升趋势,部分地区综合评价指数略有下降。③三峡库区的PSR指数集聚特征随时间变化并不明显,H-H集聚区主要集中于主城区,符合经济发展一般规律;L-L集聚区主要集中于边缘地区的夷陵、秭归等区县;L-H和H-L集聚区主要集中分布于L-L以及H-H集聚区的周边区县。[结论] 三峡库区的生态安全受部分指标影响显著,应从影响指标入手推进三峡库区生态安全建设,且三峡库区的区县之间存在较大差异。因此,充分发挥部分区县的带动作用是建成三峡库区生态安全的关键。     

基于灰色关联模型的江苏省农村生态文明建设水平研究

[目的]诊断农村生态文明建设水平,为相关政策制定提供一定的参考依据。[方法]建立基于PSR模型的农村生态文明建设水平评价指标体系,采用灰色关联模型诊断江苏省农村生态文明建设水平。[结果]江苏省农村生态文明建设水平具有区域差异,其中苏州市最高,农村居民恩格尔系数、节能环保公共财政支出、对生活污水进行处理的行政村数量比例、单位耕地农药负荷、每万人口卫生机构床位数是农村生态文明建设水平提升的关键制约因素。[结论]基于PSR模型的评价指标体系能更准确地反映农村生态文明各要素之间的关系;灰色关联模型能有效挖掘农村生态文明建设存在的具体问题,适合用于农村生态文明建设水平诊断。     

河北省近20年耕地生态安全动态变化及阻力分析

耕地的生态安全关系到粮食安全及区域可持续发展。运用PSR模型,选取耕地生态系统压力、耕地生态系统状态和耕地生态系统响应3个准则层,人口自然增长率、土地垦殖率和农民人均纯收入等17个指标层,构建河北省耕地生态安全指标体系,并采用熵值法和阻力诊断模型,对1991—2010年河北省耕地生态安全状况进行了评价分析。结果表明:(1)1991—2010年河北省耕地生态安全状态经历了"不安全—较不安全—临界安全"的变化阶段。(2)从单项指标变化趋势上看,1991—2010年河北省单位耕地化肥负荷、单位耕地农膜负荷、单位耕地农药负荷等指标阻力度上升幅度较大。系统压力和系统状态的阻力度呈上升趋势,而系统响应的阻力度呈下降态势。因此,在耕地利用过程中应注重对农药和化肥使用的管理,防止耕地生态环境的持续恶化,以保护耕地生态安全。     

基于BP神经网络的工业生态安全动态评价及障碍因子诊断

[目的] 对安徽省工业生态安全进行评价和预测,为安徽省工业生态安全可持续发展提供科学依据。[方法] 基于压力、状态、响应框架和生态、环境、经济、社会框架构建工业生态安全评价指标体系,采用聚类工具进行安全等级划分,结合熵权法和综合指数法评价2009—2018年安徽省工业生态安全水平,运用BP神经网络模型对2019—2025年工业生态安全水平进行科学预测。[结果] ①从总体上看,2009—2018年安徽省工业生态安全评价指数呈波动上升趋势,安全等级由“临界安全”上升为“较安全”;②从各子系统来看,2009—2018年压力子系统的评价指数呈上升态势,状态和响应子系统的评价指数呈先下降后上升态势;③BP神经网络预测结果显示：2019—2025年安徽省工业生态安全态势总体呈波动上升状态,处于“临界安全”向“较安全”转变态势;④影响安徽省工业生态安全的主要障碍因素包括第二产业从业人员比例、第二产业占GDP的比例、污水集中处理率、森林覆盖率和人口密度,是今后调控的方向。[结论] 研究期间安徽省工业生态安全波动明显,但总体上呈上升趋势,工业生态安全得到明显的改善。     

基于熵权可拓物元模型的耕地生态安全评价

耕地生态安全评价是改善耕地生态系统状况,促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)概念模型的评价指标体系,建立了熵权可拓物元模型,并以四川省为例进行了实证分析。结果表明:(1)2000-2008年四川省耕地生态安全水平呈逐步改善态势,但2008年"较安全"等级关联度很弱;(2)单位耕地农药负荷、单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、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。因此,为了促进耕地生态安全等级不断提升,需要进一步转变经济发展方式,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;加大环境治理力度,有效控制水土流失。     

基于突变级数法的土地生态安全评价及其影响因素研究——以广西壮族自治区为例

[目的]分析影响土地生态安全状态变化的关键因素,为优化土地利用模式,落实广西壮族地区生态文明建设提供依据。[方法]在PSR模型的基础上结合"自然—经济—社会"和"人口—资源—环境—发展"框架构建了评价体系,运用突变级数法(CPM)揭示该区土地生态安全2005—2015年的总体变化趋势,并通过计算灰色关联度对不同阶段的影响因素进行甄别。[结果]2005—2009年广西地区土地生态安全水平呈快速上升趋势,达到较安全状态,主要归功于土地生态系统状态改善带来的积极作用;2010—2015年广西土地生态安全水平呈现先上升稳定后下降至临界状态,虽然生态系统压力水平的显著提升引起了土地生态安全水平的下降,但是生态系统响应状况呈逐年提高带来了正向的推动作用。灰色关联度结果显示,2005—2009年的生态安全水平变化主要是由于广西地区造林工程的积极推进带来的生境改善;2010—2012年的变化主要是社会经济水平提升和社会发展;2013—2015年的变化主要是由于人口增长以及人类活动对自然环境的响应。[结论]针对影响土地生态安全水平的主要限制因素,广西地区今后应更加注重转变经济增长方式,提升资源利用效率,控制工业污染排放和提升农业科技水平等各方面的工作。     

粮食主产区耕地生态安全障碍诊断及调控策略

生态安全作为耕地“三位一体化”的核心保护任务,越来越得到政府、公众及学术界广泛关注,耕地生态安全评价视为关键技术及重要依据。基于PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,以国家粮食主产区安徽省为例,综合运用改进熵权法、TOPSIS模型、ESDA模型及障碍诊断模型,评价安徽省2000年以来,以及分市级2000年、2010年、2018年3个年份的耕地生态安全度,剖析耕地生态安全时空分异特征,进一步诊断耕地生态障碍因子及对应调控策略。结果表明：(1)安徽省耕地生态安全度具有一定波动性,总体呈现上升趋势,由2000年的0.234 1增至2018年的0.724 7,大致分为低位震荡阶段、快速增长阶段及高位爬坡阶段;(2)近20年来耕地生态安全状态进一步呈现不平衡、不均衡演变趋势,导致全省耕地生态安全空间格局差异显著,尤其是以高风险、安全两类区域分布空间集中区域发生很大改变,基本呈现皖南地区安全程度高并由皖中地区过渡至皖北地区风险程度高的空间梯度格局,耕地生态安全空间集聚情况并未显著;(3)从全省维度分析,障碍因子以建成区绿化覆盖率、污水处理率等响应准则层为主,逐渐转变至复种指数、单位耕地粮食产量、...     

基于投影寻踪模型的河南省耕地生态安全评价

耕地生态安全关系到粮食供给、社会稳定和经济社会可持续发展,对河南省2006—2015年的耕地生态安全状况从时空角度进行了分析评价,为指导区域耕地合理、可持续利用提供科学依据。运用PSR模型构建了耕地生态安全评价指标体系,运用准确度较高的投影寻踪模型进行了评价指数的测算。结果表明:（1）人均耕地面积、单位耕地面积化肥负荷、第一产业占GDP比重、耕地垦殖率、城镇化水平已经成为影响河南省耕地生态安全状况的主要因素;（2）研究期间,河南省耕地生态安全综合评价值从0.893 7增加至0.941 9,呈现出“快速上升—缓慢下降—波动上升”的阶段性发展态势;（3）根据耕地生态安全综合评价值的变化规律,将18个评价单元从时间维上分为快速上升区、慢速上升区和基本稳定区3种类型,在空间维上分为安全级别、良好级别、敏感级别、风险级别、危险级别5种划分类型;（4）2006—2015年,除了郑州,其他17个省辖市耕地生态安全综合评价值均呈上升态势,城镇化水平、人口密度、人均耕地面积、第一产业占GDP比重是影响郑州耕地生态安全的主要因素。     

基于模型的山东省土地生态安全评价

为山东省土地生态安全保护工作的开展提供科学依据,论文基于PSR模型,从压力、状态、响应3个方面构建山东省土地生态安全评价指标体系;运用基于熵权改进的TOPSIS法对2013年山东省各地市间的土地生态安全状况进行空间差异性研究。结果表明：（1）山东省土地生态安全评价等级包括“较安全”、“临界安全”和“较不安全”,空间差异明显,呈现从东部沿海向西部内陆逐渐递减的规律;（2）影响山东省土地生态安全空间差异的主要因素为人均耕地面积、人均水资源量、土地产出率、单位播种面积粮食产量、经济密度、环保投资占GDP比重、农业机械化水平等,是今后工作的重点。     

基于PSR模型的广西石漠化地区土地生态安全动态评价

[目的]对广西壮族自治区轻度及以上石漠化地区进行土地生态安全评价,为该区土地生态安全及其可持续发展提供科学参考。[方法]基于PSR模型构建了广西石漠化地区土地生态安全评价指标体系,采用熵权赋权法确定权重,运用生态安全综合模型,对研究区2005,2015年的土地生态安全综合指数进行计算。[结果]广西石漠化地区土地生态安全主导因素为人口密度、单位GDP综合耗能、土地垦殖率、耕地粮食单产、城市化水平、人口自然增长率等因素;压力指数、状态指数和响应指数共同决定广西石漠化地区土地生态安全评价的综合指数;从时间上看,2005—2015年广西石漠化地区土地生态安全经历了从临界安全等级向较安全等级的变化趋势,土地生态安全的状况主要因响应状态系统的提升,而使得综合土地生态安全指数有所上升。从空间上看,2005年贵港地区的土地生态安全等级处于不安全级,2015年南宁、贵港、来宾等地区的土地生态安全等级处于较不安全级。[结论]广西石漠化地区的土地生态安全略有上升,但受压力和状态子系统承载力水平的限制,研究区的土地生态安全仍处于中等水平,需要进一步加强土地生态安全建设。     

基于熵权TOPSIS模型的江西省土地利用多功能及其障碍因素动态分析

[目的]分析江西省2004—2017年间土地利用多功能状况,为区域土地持续利用提供支撑。[方法]构建评价指标体系,基于熵值法确定各指标权重,运用TOPSIS模型综合评价了江西省土地利用多功能变化状况,并采用障碍度模型剖析了主要限制因素。[结果] 2004—2017年江西省土地利用综合功能变化动态度为297.90%,经济功能、社会功能和生态功能变化动态度分别为224.37%,207.14%,2 021.61%;生态功能障碍度逐年下降,经济功能障碍度波动上升,2010年之后主要障碍因子有综合恩格尔系数、产业结构、经济密度、人均GDP、废水排放强度、人均水资源和城镇登记失业率等。[结论]江西省土地利用功能总体呈现增长变化趋势,但各项功能变化有所差异,其中土地利用生态功能变化最大;土地利用功能实现从经济社会型向生态社会型转变;不同阶段限制土地利用功能发挥的因素有所差异,目前主要为经济障碍因子。