2009—2019年山东省耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全是国家和区域生态安全的重要组成部分。为了明确认识耕地生态安全及其障碍因子、促进耕地生态与农业发展,利用PSR模型构建耕地生态安全的指标体系,基于第三次国土调查和第二次土地调查数据,评估了山东省2009—2019年的耕地生态安全变化,同时利用障碍度模型,诊断了影响耕地生态安全的障碍因子。结果表明:(1)山东省2009—2019年耕地生态安全整体上呈现下降的态势,生态安全指数由0.27下降至0.14;(2)2009—2019年不同地级市耕地生态安全状况变化不同,5个地级市呈现上升的趋势,4个地级市耕地安全基本稳定,7个地级市出现不同程度的下降;(3)二三产业从业人员比重、二三产业产值比重、农村居民人均可支配收入、耕地平均海拔和复种指数在2009—2019年是影响耕地生态安全的主要障碍因子。综上,2009—2019年山东省耕地生态安全出现下降的趋势,存在多个影响耕地生态安全的障碍因子。研究认为加强耕地污染治理、发展生态农业、缓解产业结构不平衡是改善耕地生态安全的关键措施。     

耕地生态安全动态评价及障碍因子诊断——以黄河下游沿黄县区为例

[目的]对黄河流域下游耕地生态安全进行动态评价,并诊断其人为障碍因子,旨在发现人类不合理行为对下游耕地生态安全造成的危害,为黄河下游生态保护和高质量发展提供现实科学依据.[方法]以黄河下游沿黄49县区为研究对象,基于PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,运用物元可拓、马尔科夫链模型等方法开展研究.[结果]①2000-...     

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...     

洞庭湖平原耕地面源污染时空特征及脱钩效应

[目的] 揭示2009—2019年洞庭湖平原耕地面源污染时空演变规律,探究耕地面源污染与农业生产的脱钩关系,为洞庭湖平原耕地面源污染治理提供科学参考。[方法] 采用化肥农药施用强度和粮食单产分别描述洞庭湖平原耕地面源污染和农业生产状况,利用空间分析法和脱钩模型揭示2009—2019年洞庭湖平原耕地面源污染和农业生产的时空演变规律及其脱钩关系。[结果] ①2009—2019年洞庭湖平原化肥、农药施用强度均呈现“先升后降”的趋势,且具有明显的空间差异性,化肥、农药生产率总体上呈现出上升趋势; ②2009—2019年洞庭湖平原粮食单产呈现出倒U形趋势,且具有明显的空间差异性; ③洞庭湖平原粮食单产与化肥农药施用强度的脱钩关系呈现出明显的阶段性特征：第一阶段为波动期(2009—2013年),第二阶段为强脱钩期(2014—2015年),第三阶段为弱负脱钩和衰退脱钩期(2016—2019年); ④洞庭湖平原农业生产与耕地面源污染的脱钩关系在县级空间尺度上逐渐呈现出较高的趋同性和聚集特征。[结论] 应进一步加强耕地面源污染源头防治,并采取多种举措提高粮食单产,最终实现耕地面源污染与农业生产的强脱钩。     

2005-2019年洞庭湖平原耕地面源污染迁移轨迹及空间格局

洞庭湖平原因不合理的农业生产活动导致严重的耕地面源污染问题,揭示洞庭湖平原近10余年耕地面源污染迁移轨迹及空间格局,可为洞庭湖平原下一步科学防治耕地面源污染提供参考。该研究以洞庭湖平原湖南省部分的21个区（县、市）为实例,利用清单分析法构建农田化肥、人畜排泄物和农田固废3类污染单元,测算化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）、总氮（Total Nitrogen,TN）和总磷（Total Phosphorus,TP）3类污染物排放情况,并运用空间分析、重心模型和冷热点分析研究2005－2019年洞庭湖平原耕地面源污染轨迹迁移变化及空间格局。结果表明：1）从时序上看,2005－2019年间3类污染物排放总量和排放强度总体上均呈现下降趋势;从空间分布上看,COD排放强度等级分布更为集中,洞庭湖平原耕地面源污染程度呈现出“东部>西部>中部”的空间格局;2）从重心模型分析来看,3类污染物排放强度重心在东西方向上的移动更显著,并且重心移动速度呈现阶段变化;3）从冷热点分析来看,3类污染物空间分布格局差异性显著,COD最为明显,TP次之,TN最小,热点区域大多分布于洞庭湖平原东部,冷点区域大多分布于洞庭湖平原中部。研究说明了在生态文明建设过程中,洞庭湖平原耕地面源污染情况有所好转,并且各地区耕地面源污染程度和治理都具有差异性,为今后因地制宜地治理耕地面源污染提供理论依据和思路。     

生态文明视角下的伊犁河谷绿洲土地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的]基于生态文明视角对伊犁河谷绿洲生态安全问题进行研究,揭示影响土地生态安全的主要因素,为实现区域土地可持续利用提供合理化建议,促进生态文明建设.[方法]采用PSR—熵权TOPSIS模型对2000-2018年伊犁河谷绿洲土地生态安全进行评价,结合评价结果,建立障碍因子诊断模型,进行障碍度诊断分析.[结果]①总体来看...     

广东省耕地利用质量评价、时空跃迁及障碍因子诊断

耕地利用质量是区域多种因素综合作用的结果，耕地利用质量提升是实现中国式现代化的重要粮食安全保障。该研究运用压力—状态—响应（pressure-state-response, PSR）框架、探索性时空数据分析（exploratory spatial temporal data analysis, ESTDA）与障碍度模型揭示2005—2020年广东省县域耕地利用质量的时空特征及诊断其障碍因子。研究表明：1）2005—2020年广东省耕地利用质量指数年均增长率为1.03%，说明区域耕地开发、利用与保护成效较好，并且耕地利用质量指数从高到低依次为山区、珠三角、东翼、西翼，而耕地利用质量指数增速从快到慢依次为珠三角、西翼、东翼、山区；2）珠三角、西翼与山区的部分县区耕地利用质量的空间结构波动较大，整体上耕地利用质量的空间结构具备较强的时空依赖性并兼具跃迁惰性与活性；3）人均农业产值、地形分布指数与地均农业产值是影响广东省耕地利用质量排名前3的障碍因子，充分表明资源禀赋依赖与社会经济结构是决定耕地利用质量的关键因素。为实现广东农业布局现代化与高质量发展，该研究提出持续推进现代农业产业园建设以充分发挥农业典型示范效应，遵循耕地资源的空间结构差异以有序推进耕地“非粮化”治理，以及依托全域国土综合整治积极探索承包地细碎化试点等政策建议。     

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。     

洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险及脱钩效应

[目的]推动实现农业经济增长与化肥面源污染生态环境风险的脱钩,为有效治理耕地面源污染和耕地可持续利用提供理论支持。[方法]基于生态环境风险评价模型,从县域尺度评价洞庭湖平原各地区化肥面源污染生态环境风险程度,采用非参数核密度估计洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险区域差异,进而采用脱钩模型进一步分析了洞庭湖平原农业经济增长与耕地化肥面源污染生态环境风险的脱钩关系。[结果](1) 2009—2019年洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险指数呈现先升后降的趋势,化肥面源污染生态环境风险指数先由2009年的0.749升至2014年的0.762,然后降至2019年的0.732,经历了由中度风险转为高度风险,后又降为中度风险的过程;中部地区污染更严重;(2)化肥面源污染生态环境风险区域差异明显,呈现两极分散化集聚特征,内部差距先扩大后缩小;(3)洞庭湖平原农业经济增长与化肥面源污染生态环境风险的脱钩关系呈现出明显的阶段性特征：第一阶段为波动期(2009—2013年),第二阶段为强脱钩期(2014—2019年)。[结论]在面源污染治理工作的推进下,洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险经历了先上升后下降的...     

新郑市耕地生态安全动态预警研究

耕地生态安全预警对改善耕地生态安全水平,保障粮食安全具有重要的意义。以河南省粮食主产区新郑市为研究对象,基于压力、状态、响应(P-S-R)和生态、环境、经济、社会(E-E-E-S)框架模型,构建了耕地生态安全预警指标体系。引入变权理论确定指标权重,运用改进物元可拓模型确定新郑市2001—2010年耕地生态安全预警等级,并采用障碍度模型分析耕地生态安全障碍因子。结果表明:2001—2010年新郑市耕地生态安全水平总体呈现上升趋势,预警等级由Ⅲ级(预警)上升为Ⅳ级(较安全);2009—2010年预警等级虽处于较安全(Ⅳ级),但有下降趋势。制约新郑市耕地生态安全水平的主要障碍因子是地均化肥使用强度、耕地复种指数、人均粮食产量、城市化水平、耕地垦殖率、人口自然增长率、人均水资源量、地均地膜使用强度、第三产业占GDP比重、农业经济比重、未利用土地比重等,这些因子应是今后改善新郑市耕地生态安全的重点。     

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。     

西安市耕地生态安全测度及影响因素分析

耕地生态安全评价对改善耕地生态系统安全状况、促进耕地可持续利用具有重要的现实意义。以西安市为研究区域,采用压力—状态—响应模型,构建了基于能值理论的耕地生态安全指标评价体系,采用组合赋权法来确定指标权重,测度了2001—2012年西安市耕地生态安全水平值及变动趋势,并采用多元线性回归模型分析了耕地生态安全的影响因素。结果表明:西安市耕地生态安全值总体波动趋势为:2001—2007年耕地资源由较安全区下降至安全临界区,在2004年出现一次波动;2007—2010年耕地资源安全评价值呈上升趋势,且达到最高值,耕地生态状况由安全临界区跨越到较安全区;2010—2011年耕地资源安全状态下降至安全临界区,幅度较大,2012年虽有升高,但仍然处于安全临界区。提高人均能值产出、增加农业财政支出比例和严格管控建设用地占用耕地是改善西安市耕地生态安全的重要措施。     

鄱阳湖平原耕地多功能时空演变及其驱动机制

[目的] 科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法] 运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果] ①2000—2020年鄱阳湖平原各县区耕地综合功能总体呈上升趋势,受社会经济发展水平影响显著,具体表现为耕地综合功能的提高优先发展于社会经济发展较快地区,如南昌县、安义县等南昌市周边地区。②20 a间鄱阳湖平原耕地多功能变化趋势不同,其中生产和景观美学功能呈现增长趋势,生态维持和社会保障功能则出现下降趋势,说明鄱阳湖平原耕地生产功能虽有所提高,但难以保障日益增长的粮食、经济需求,同时第二、三产业的飞速发展使耕地所能提供的经济贡献比重逐渐下降。③鄱阳湖平原耕地多功能发展水平受社会和自然两方面影响,社会因素可通过实施改善农业生产基础条件,保障农村居民最低收入,提高农村居民医疗福利标准等政策调节,自然环境方面则需要人类共同保护、修复生态环境。[结论] 多种因素共同影响鄱阳湖平原耕地多功能发展水平,合理制定耕地保护利用政策、保障农村居民生活水平对提高耕地多功能发展水平具有促进作用。     

肇源县耕地集约利用评价及障碍度诊断

耕地资源是人类赖以生存和发展的物质基础,面对我国人多地少,耕地资源匮乏的国情,保护和合理利用有限的耕地资源,提高耕地集约利用水平,是确保我国粮食安全及可持续发展的关键。以黑龙江省肇源县为研究区,从投入强度、利用程度、利用效益三个方面选取18个指标构建县级耕地集约利用评价指标体系,运用熵权法和综合指数模型评价2006—2011年肇源县耕地集约利用程度,并构建障碍度模型对影响县级城市耕地集约利用的障碍因子进行诊断。结果显示:肇源县耕地集约利用水平呈上升趋势,2006—2011年耕地利用集约度从0.202 3上升到0.867 0。耕地投入强度障碍度以年均36.23%的速度增加,而利用效益和利用程度障碍度分别以年均54.63%和23.46%的速度下降,由此得出,耕地利用投入强度是影响肇源县耕地集约利用的最大障碍因素。     

粮食主产区耕地集约利用及障碍因素诊断

耕地是土地的精华,其集约利用关系着国家粮食安全及经济社会的可持续发展。以河南省为研究对象,从投入强度、利用程度、产出效果和持续状态等方面构建耕地集约利用评价指标体系。采用突变级数模型和熵权系数法定量分析1996—2008年河南省耕地集约利用状况,并诊断耕地集约利用的障碍因素。研究表明:(1)1996—2008年河南省耕地集约利用度总体呈上升趋势,但受自然灾害影响,2002—2004年出现小幅波动;(2)1996—2008年河南省耕地的投入强度、利用强度、产出效果、持续状态等均总体呈增加态势;(3)河南省耕地集约利用的主要障碍因素是地均农电投入、地均农机动力、地均利润、城镇化水平等,因而政府应继续加大农业基础设施投入力度,提高农民积极性,增强农业抗灾能力。     

洞庭湖区生态用地生态服务价值时空演化的地形梯度效应

从数量变化和垂直分布两个层面分析了洞庭湖区1990-2015年期间生态用地及其生态服务价值时空演化的垂直空间分布特征,结果表明:（1） 洞庭湖区生态用地由1990年的17 215.77 km²增加到2015年的17 258.28 km²。其中湿地数量增加,林地、草地数量减少。（2） 生态用地生态服务价值由1990年的856.72亿元增加到2015年的1 393.28亿元,湿地生态服务价值增加明显。（3） 低地形梯度（1~10）为湿地的优势分布区;高地形梯度（30~50）是林地和草地的优势分布区。生态用地的转入和转出在不同时期交替进行,转入主要集中在较低的地形梯度上,而转出覆盖的梯度更广。（4） 生态服务价值优势分布区逐渐向低梯度聚集,中高梯度贡献的生态服务价值比例明显下滑。在明晰生态用地及其生态服务价值的垂直分布变化规律的基础上,进行精准的生态管控和建设,实现洞庭湖区生态系统的健康发展。