基于BP人工神经网络的区域土地生态安全评价研究——以安徽省为例

为了进行区域土地生态安全评价研究,在界定土地生态安全概念的基础上,建立了由15个评价指标组成的区域土地生态安全评价指标体系,运用BP人工神经网络方法,构建起区域土地生态安全评价模型,并根据此模型对1998—2012年安徽省土地生态安全程度进行评价。研究表明：（1）安徽省土地生态安全等级在1998—2002年是“非常不安全”,2002—2007年是“较安全”,2008—2012年是“较不安全”;（2）BP人工神经网络通过对历史数据的学习,能够实现区域土地生态安全评价,对探索区域土地生态安全评价方法具有重要意义。     

土地资源生态安全研究综述

土地资源生态安全已经成为当前土地资源可持续利用研究关注的热点问题,笔者在归纳了生态安全概念与特征的基础上,进一步阐述了土地资源生态安全的内涵、驱动因素、评价框架与方法。指出土地资源生态安全主要包括两个方面：一是土地生态系统的结构功能处于健康和平衡的状态;二是能够为人类社会可持续发展提供稳定、均衡、充足的供给。这一状态的实现,需要自然、经济、社会三大驱动因素共同推进,协调发展,其中,经济因素和社会因素对土地资源的影响远远超过自然因素。在评价框架方面,阐述了PSR、DPSIR、DPSER、“自然-经济-社会”4种体系的来源及应用。关于评价的方法,笔者分别对数学模型法、生态模型法、景观生态模型法、数字地面模型法4类方法的优缺点进行了概括总结,并提出了近年来一些新兴的评价方法。最后,笔者对土地资源生态安全研究趋势进行了展望：（1）以生态功能区划为基础,制定具有针对性、体现差异性的土地资源生态安全评价指标体系,并确定生态安全阈值;（2）注重开展干旱区、风沙区、喀斯特地区、水土流失地区、高原山区等典型区域的土地资源生态安全格局研究与未来状况的动态预警研究;（3）在评价方法上加强地理信息技术相结合;（4）探索新的评价方法,以便更好把控土地资源生态安全状况,实现土地资源的永续利用。     

基于熵权物元模型的青海省土地生态安全评价

为了科学评判生态脆弱区青海省土地资源的生态安全及其变化情况,运用熵权法和P-S-R模型,构建该区域土地生态安全评价指标体系及权重,采用物元理论建立土地生态安全的综合评判模型,并对青海省2000—2010年土地生态安全状况变化情况及空间差异进行了分析。结果表明：青海省土地生态安全的发展趋势大体表现为“较不安全→临界安全”;青海省各市（州、地区）的土地生态安全状况变化情况不尽相同,地区间差异明显;影响青海省土地生态安全水平的主要制约因素包括经济密度、人均耕地面积、林草覆盖率、水土协调度、成灾面积比重和化肥施用量。     

中国区域土地生态安全与评价研究进展

区域土地生态安全问题日益突出,土地生态安全评价与研究成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题。笔者通过对相关文献查询和梳理,系统地评析国内外不同学者关于中国区域土地生态安全与评价的研究进展。总体来看,土地生态安全评价研究正由单要素、静态研究向综合、动态研究发展,从数理评价模型向空间评价模型转变。研究区域多限于西北干旱区、农牧交错带、城市区域、流域及其他敏感地区,主要基于数学模型、生态模型、景观生态模型和3S技术进行研究,缺乏基础理论的探讨和典型区域的对比研究。评价指标体系以及安全阀值的确定是研究的难点。在此基础上,对未来的研究方向进行了展望,旨在为今后土地生态安全评价与研究提供方法和借鉴。     

格尔木市盆地地区土地生态安全动态评价研究

为了进行区域土地生态安全评价研究,采用压力-状态-响应(PSR)模型,构建了土地生态安全动态评价模型,然后运用均方差法计算得到各指标的权重,再利用综合指数法计算格尔木市盆地地区的2000、2005、2010年3个不同时期土地生态安全分值,并进行等级划分。结果表明,生态安全度总体上呈上升趋势,土地生态安全综合指数从2000年的0.3740上升到2010年的0.5899,基本靠近良好状态。其中2000—2005年上升比较平缓,而2005—2010年上升强度比较大。后一阶段是前一阶段的3倍。     

安徽省区域生态安全动态评价与预警分析

]随着城镇化和工业化的高速发展,经济发展和生态环境保护之间的矛盾日益加剧。客观评价区域生态安全状况、变化规律、影响因素,并适时准确进行生态安全预警,对促进区域经济社会和生态环境协调发展具有重要意义。[方法]本研究运用PSR模型构建安徽省生态安全评价指标体系,综合熵权法和层次分析法确定指标综合权重,对2008-2013年安徽省区域生态安全状况进行评价和预警。[结果]结果发现安徽省生态安全综合指数总体呈上升趋势,大部分区域处于轻警-无警区。生态安全指数空间上呈南高北低趋势,皖南山区生态安全状况最好,江淮地区次之,皖北地区较差。从驱动因子上看,皖北地区生态安全受压力指标影响较大,江淮地区生态安全受状态指标影响较大,皖南地区生态安全受响应指标影响较大。[结论]本研究进一步丰富了省域生态安全评价实证案例和相关理论体系,为政府制定相关决策提供了技术支撑和理论依据。     

长沙市土地利用生态风险及评价

摘要：城市生态环境问题已成为制约城市可持续发展的重要问题,土地利用变化是城市生态环境改变的重要因素。长沙市作为中部经济发达、人口众多的大城市,其工业化和城市化的发展速度很快。强烈的土地需求对土地利用的强度、方式、规模、布局等造成了深远的影响,同时也对城市生态环境造成强烈的冲击,生态安全受到严重威胁。本文引入城市土地利用生态风险评价的概念,分析长沙市土地利用现状,阐述城市土地利用生态风险产生的原因,识别与土地利用相关的生态环境问题,综合运用主成分分析,K均值聚类等方法,建立了土地利用生态风险评价模型,分析和评价长沙市土地利用生态风险。结果发现该区所研究时段土地利用生态风险总体上变大,土地利用生态风险值从1996年的-0.85286（Ⅴ）,变为2006年的1.321039（Ⅰ）,期间变化波动明显,风险值在1996-1999年和2003-2006年趋于上升,2000-2002年趋于下降。根据此评价结论提出一系列规避和应对生态风险,协调城市土地利用与生态环境的对策。     

典型风景名胜城市生态系统健康评价──以广西壮族自治区阳朔县为例

依据压力-状态-响应概念模型,建立了基于土地利用空间格局的阳朔县生态健康评价指标体系。以1991、2000、2009年的遥感数据和解译的土地利用数据为基础,基于像元尺度,采用RS和GIS技术,提取阳朔县3个时期的土地利用空间格局和指标信息,借助评价模型对研究区生态系统健康进行计算并制作空间分布图,然后对研究区生态系统健康进行时空动态评价。研究结果表明:(1)阳朔县整体生态系统健康状态一般,但正逐渐向生态系统健康较好状态转变;(2)阳朔县生态系统健康较好状态(健康和很健康)的区域主要位于阳朔东北部和西南部的山区和丘陵,阳朔县生态系统健康一般状态(亚健康和不健康)的区域主要位于阳朔的中部;(3)土地利用空间格局的转变是葡萄、白沙、阳朔等乡镇生态系统健康呈一般状态的主要原因。     

基于GIS的三峡库区土地生态安全评价——以丰都县沿江地区为例

充分运用遥感数据、数字高程模型和各种调查数据,以栅格为分析单元,利用层次分析法和GIS相结合的方法,实现了对三峡库区丰都县沿江地区土地生态安全状况的分析和评价,以期为三峡库区绿色生态屏障建设提供一定的指导。结果表明,研究区重警、中警、预警、较安全、安全状态的比例分别为0.15%、5.36%、41.85%、46.07%和6.57%,土地生态安全状态以较安全状态和预警状态为主。生态屏障区土地生态安全状况主要为重警、中警状态,该区域是沿江地区生态环境最为脆弱的区域。研究区长江南岸土地生态状况较好,而长江北岸土地生态状况主要以预警为主,土地生态功能退化较严重。通过对土地生态安全等级状况的分析,明确了区域土地生态安全格局和形成原因,为构建区域生态安全格局提供了有益参考。     

典型黑土区耕地生态安全评价及阻力分析——以长春市为例

研究旨在针对黑土区耕地生态安全状况,以典型黑土区长春市为例,基于“压力-状态-响应”模型构建黑土区特有的耕地生态安全评价指标体系。釆用层次分析法和熵值法相结合的综合确权法及阻力度模型对长春市2005—2014年的耕地生态安全状况以及阻力因素进行分析。研究结果表明：（1）2005—2014年长春市耕地生态安全等级经历了“安全—临界安全—较安全—临界安全”的变化过程,呈波动下降的状态;（2）长春市耕地生态安全响应指数呈上升状态,压力指数和状态指数呈下降状态;（3）从单项阻力指标变化趋势上看,草地覆盖率、自然灾害受灾指数、农业财政支出比重、单位耕地面积化肥负荷等指标阻力度上升幅度较大;（4）长春市下辖县市耕地生态安全的空间分布方面,2005年长春市地区均处于安全和较安全状态;2008年安全区分布范围向长春市西部缩小,敏感区向长春市东部扩展;2011年除双阳区之外,长春市其他地区均处于安全状态。因此在耕地利用过程中应注重水土保持和化肥农药的科学利用,保护黑土区的耕地生态安全。     

两型社会建设背景下长株潭城市群耕地安全性评价

摘要：耕地是一种具有经济、生态和社会价值的重要资源,它的数量、质量和生态状况关乎一个地区资源节约和环境友好型社会的建设。本论文运用长株潭城市群耕地利用历史数据,采取层次分析、障碍度分析等研究方法,以两型社会建设理论为依据,在定性描述耕地资源安全内涵的基础上,从资源节约、环境友好两个方面构建评价指标体系,对长株潭城市群耕地资源安全状况进行了评价和障碍度诊断。研究的主要结论是：（1）耕地资源安全具有系统性特征,其内涵涵盖数量安全、质量安全和生态安全,并成为一个有机整体;（2）研究区耕地安全总体及数量、质量和生态状况差异显著,1990-2007年间长株潭城市群耕地安全的总体状况趋于变坏,安全评估得分值从1990年的2.125降到2007年的0.158,表明该地区耕地资源安全存在制约因素;（3）通过障碍因素分析发现,研究区不同时段障碍因素不同,1990-1995年,耕地安全的障碍因素是城市化和经济的过快发展;1996-2002年,障碍因子则转变为地均粮食单产、地均经济产出等过低,而2003-2007年,则表现为环境污染排放等耕地的生态压力因素加大。     

2001-2007年湖北省耕地安全演化分析

为了研究湖北省耕地资源安全状况,从耕地的数量、质量以及耕地生态3个方面构建了耕地安全演化评价体系,应用信息熵模型评价了湖北省2001-2007年耕地安全系统的演化状况。结果表明：湖北省的耕地系统从2001年的0.12088,变为2007年的-0.22354,其中耕地的数量、质量及生态分别从2001年的0.10358、-0.00286、0.02015变为2007年的-0.22273、-0.00078、-0.00002。说明湖北省耕地安全向着有序的方向发展,且有序度不断增强。但仍存在不稳定因素,主要为人均耕地减少、城市快速扩张、生态环境恶化等。因此,应加大耕地整理力度,提高城市土地集约度,同时运用经济、法律、政策手段提高耕地质量,改进耕地生态。     

基于P-S-R模型的白银市土地生态安全评价

为了探究西北地区资源枯竭型城市的土地生态环境现状及其影响因素,以甘肃省白银市为例,运用P-S-R模型和层次分析法构建关于土地生态安全的评价指标体系,并结合熵权法和特尔斐法测算各指标权重,根据综合指数界定白银市土地生态的安全等级。结果表明：白银市土地生态安全指数呈现先下降后增长再下降又增长的“W”型变化趋势。2004—2006年,综合指数从0.574594下降到0.131562,安全等级从临界安全下降到不安全;2006—2010年,综合指数从0.131562上升到0.378097,安全等级从不安全上升到较不安全;2010—2011年,综合指数从0.378097下降到0.338470,安全等级一直处于较不安全;2011—2012年,综合指数从0.338470上升到0.416796,安全等级从较不安全上升到临界安全。整体看来,考察期内,白银市土地生态安全经历了由好到坏再逐渐变好的变化趋势,该结论为白银市制定改善土地生态安全的措施提供了理论依据。     

中等时间尺度县级耕地景观格局变化研究——以福建省龙海市(县)为例

耕地是土地的精华,是维护国家粮食安全的保障。笔者以景观生态理论为基础,选取分形维数、空间结构稳定性指数、蔓延度指数、香农多样性指数以及香农均匀度指数,对龙海市1998、2007、2013年耕地景观利用现状进行分析。研究结果表明人类社会活动对研究区的耕地景观影响效应既有正向的,也有负向的。研究区耕地景观斑块的规整度提高,耕地景观抗干扰能力增强,耕地的稳定性提升,耕地斑块类型趋于均匀化,但优势斑块的连续性降低和耕地景观的破碎程度增加。在对正向效应土地整理和农业结构调整进行肯定的同时,改善和避免县级土地开发这一负向作用的人类活动。     

基于PSR模型的珠三角都市农业生态安全综合评价

随着工业化、城镇化和现代化建设进程的加快,城市资源环境约束力不断加大,都市农业生态安全值得关注。报告在PSR模型的基础上构建了珠三角都市农业生态安全评价指标体系,运用综合指数法、熵值法和障碍度模型,对珠三角地区都市农业生态安全进行综合评价和相关障碍因素分析。结果表明：2006-2015年珠三角都市农业生态安全形势逐步好转;深圳和中山市的都市农业生态压力较大,东莞市的都市农业生态状态较差,肇庆和江门市的都市农业生态响应较弱;城镇化率、人均耕地面积等指标是当前影响珠三角都市生态安全的主要障碍因素。珠三角地区应大力加强耕地资源保护,继续推进城市生态环境和农业面源污染治理,从而保证都市农业生态安全的稳定发展。     

黑龙江省耕地资源安全研究

【研究目的】为完善各地区耕地资源安全问题研究,笔者以集中连片耕地大省黑龙江省为研究区,构建耕地资源安全评价指标体系。采用熵值法、综合评价法及障碍度模型对黑龙江省2007—2016年的耕地安全状况及趋势进行定量分析。结果表明：（1）2007—2016年黑龙江省耕地资源安全经历了“临界安全—较安全—临界安全—较安全”的波动状态;（2）通过对准则层分值及趋势进行分析,发现生态安全分值有较大波动的下降,耕地生态安全问题凸显;（3）以障碍度模型对2007—2016年研究区指标数据进行计算,发现生态安全指标因子的障碍度在中后期愈发凸显,问题集中在农耕化学生产资料的过量投入。基于此,控制化学生产资料投入,实行有效轮耕、休耕制度和农业生产补偿机制是必要的。