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。     

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。     

基于土地生态安全的黔江区土地利用结构优化

通过构建黔江区土地生态安全评价指标体系,对黔江区2005—2012年土地生态安全状况进行了动态分析,在此基础上,采用灰色多目标规划模型,以综合效益最大化为目标,对黔江区土地利用结构进行优化。结果表明:(1)黔江区土地生态安全水平由2005年的0.426 9上升到2012年的0.586 2,土地生态安全级由"较不安全"上升到"临界安全",土地生态安全水平还有待改善,需要对土地利用结构进行优化;(2)黔江区土地利用结构优化后,土地生态安全等级由"临界安全"级上升到"较安全"级,土地生态安全水平达到0.748 9;(3)从优化结果看,农用地中耕地面积有所减少,园地、林地、其他农用地都有所增加,建设用地中交通水利用地和其他建设用地增幅较大,其他土地中自然保留地面积有所减少。研究结果对黔江区提高土地利用综合效益,维持土地生态系统的相对平衡和持续利用以及经济社会的可持续发展具有重要的现实意义。     

基于能值分析的哈尔滨所辖市县土地资源生态安全评价

科学评价城市扩张冲击下所辖市县的土地资源生态安全,对合理利用土地资源,促进城市所辖市县经济、社会、生态持续稳定健康发展具有重要意义。以哈尔滨所辖市县为研究区,运用能值分析法和“压力—状态—影响—响应（PSIR）”模型构建土地资源生态安全评价体系和土地资源生态安全可持续能值指数（EULESI）,结合可持续发展能值指数（EISD）与EULESI进行相关性分析,从而对2004—2011年研究区近8 a土地资源生态安全状态进行评价。结果表明:（1）可持续发展能值指标（EISD）与EULESI二者相关性系数为0.84,具有极强相关性,相较于EISD指数,EULESI指数对土地资源生态安全评价研究更具有敏感性和代表性,同时作为评价土地资源生态安全水平指标具有科学性,可用于其他类似地区的相关研究评价指标;（2）2004—2011年城市扩张后的研究区土地资源生态安全总体呈递减趋势,土地资源生态安全水平波动较大,处于较不稳定发展阶段,总体处于较不安全水平。具体而言,2004—2006年研究区土地资源生态安全处于较安全水平;2007—2008年处于较不安全水平;2009—2010年均处于临界安全水平;2011年数值为近8 a来最低值,处于较不安全水平,土地资源生态环境受到严重威胁。总而言之,能值分析法能够客观揭示各个指标自身涵义,有效避免评价过于主观性,研究结果符合研究区实际情况。     

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。     

基于P-S-R模型的河南省土地生态安全评价及预测

依据P-S-R框架模型构建土地生态安全评价指标体系,运用土地生态安全综合指数模型评价2002—2011年河南省土地生态安全状况,并运用灰色系统GM（1,1）模型预测其未来9 a的土地生态安全态势。结果表明:2002—2011年河南省土地生态安全值在0.45上下波动,土地生态处于临界安全水平,2012—2020年呈下降趋势,表明土地生态系统结构发生变化,土地生态环境受到一定破坏,土地生态系统服务功能已开始退化,虽尚可维持其基本功能,但受干扰后易恶化,土地生态环境脆弱,制约了区域经济的发展。该研究可为改善区域生态环境及生态安全规划管理提供依据。     

松嫩平原北部典型地域耕地利用安全评价研究——以齐齐哈尔市为例

耕地利用安全是保护耕地和保障国家粮食安全的基础。以松嫩平原北部典型地区齐齐哈尔市为研究区,从耕地利用生态安全、耕地利用经济安全以及耕地利用社会安全三方面,构建了耕地利用安全评价指标体系,运用功效评分法,对齐齐哈尔市2002-2008年耕地利用安全状态进行了定量分析和综合评价。结果表明:2002-2008年,齐齐哈尔市耕地利用安全级别存在一定的差异,且总体呈现不稳定的波动状态。其中2002-2004年耕地利用安全处于临界状态;2005年耕地利用达到安全状态;2006-2007年耕地利用安全级别急剧下降;2006年为临界安全级别;2007年为不安全级别;2008年耕地利用安全状况有所好转,但仍处于临界安全状态。研究表明,耕地复种指数、耕地受灾面积等耕地利用经济指标与耕地利用社会指标是影响耕地利用安全的敏感因素。     

基于DPSIR-灰色关联模型的重庆市土地生态安全评价

[目的]对重庆市土地生态安全定量化评价做出初步探索,为重庆土地生态安全研究和生态环境建设提供方法借鉴和理论参考。[方法]构建基于驱动力—压力—状态—影响—响应(DPSIR)概念框架的土地生态安全评价指标体系,借助灰色关联模型进行赋权,构建土地生态安全指数对重庆市1997—2012年土地生态安全指数进行评价。[结果]1997—1998年重庆土地生态安全处于敏感状态,1999—2002年处于较安全状态,2003—2009年处于敏感状态,2010,2011年为不安全状态,2012年为敏感状态。重庆市土地生态安全整体呈现缓慢的下降趋势,形势不容更乐观;重庆市土地生态安全的驱动力生态安全指数和压力生态安全指数呈现出轻微波动的整体下降趋势;状态指数和响应指数呈现整体增长趋势;影响安全指数呈现波动变化状态。[结论]通过产业结构的调整、环境保护力度及资金投入的加大以及技术的提高,农业生产技术改进,提高森林覆盖率,加强对土地生态安全的响应力度,是重庆市土地生态安全的根本保障。该评价模型和指标体系适用性较强,评价结果较为客观,是土地生态安全评价的可用方法。     

基于PSR-CPM模型的市域土地生态安全评价

以PSR模型为基础,构建目标层、准则、因素层和指标层4级评价体系,运用突变级数法（CPM）对2005—2014年晋城市土地生态安全水平进行了评价。结果表明:2005—2008年,晋城市土地生态安全水平呈上升趋势,达到临界安全状态;2008—2009年,土地生态安全呈下降趋势,降低到较不安全水平;2009—2013年,土地生态安全水平呈上升趋势,并稳定在较安全水平;2013—2014年土地生态安全水平略有下降趋势,再次降低到较不安全状态。2005—2008年的变化主要是晋城市开展造林工程和产业结构改革的结果;2008—2009年的变化主要是受经济危机和旱灾的影响;2009—2013年的变化主要是由于经济、粮食产量的恢复和工业污染得到有效控制;2013—2014年的变化主要是经济发展减缓和人口增长所造成的。针对主要限制因素,晋城市今后应更加注重产业结构转型,控制工业污染排放和增加农业灌溉设施这三个方面的工作。     

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GIS的宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价

土地利用生态安全评价是区域可持续发展关注的重要内容之一。以宁夏中部干旱带为例,针对研究区实际生态问题,基于RS和GIS技术,构建"隐患—状态—免疫"生态安全评价指标体系,采用熵权法与综合指数模型,实现了30m×30m栅格水平可视化的土地利用生态安全综合评价。结果表明:2004—2014年,研究区土地利用变化和区域政策的实施结果一致。草地、林地面积急剧扩大,旱地和未利用地面积持续下降,建设用地和水域面积变化不大,水浇地面积呈缓慢增加趋势。结合已有研究成果与研究区实际,采用聚类法,将研究区土地利用安全分为5个等级:生态安全区(Ⅰ)、生态较安全区(Ⅱ)、生态临界安全区(Ⅲ)、生态不安全区(Ⅳ)和生态极不安全区(Ⅴ)。研究区土地利用生态安全指数从2004年的-0.12上升为2014年的0.03,整体状态呈变好趋势,但ESI指数仍小于0.1,处于临界安全状态。具体表现为:Ⅰ级乡镇从4个增加为5个、Ⅱ级区从10个增至11个、Ⅲ级乡镇从13个减少为12个、Ⅳ级乡镇从5个减少为4个、Ⅴ级乡镇从8个减少为7个,针对评价结果分析其动态演变机制。通过对宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价,以期为宁夏境内生态移民区选址和生态环境保护提供数据支撑。     

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。     

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。     

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。     

精河县土地利用/覆被变化及土地生态安全研究

基于3S技术对土地利用/覆被和土地生态安全的研究,不仅可以为经济发展提供依据,同时也能为生态环境保护提供一定的借鉴。以精河县为研究区,选择2005年、2011年和2014年3期Landsat遥感影像数据,利用RS和GIS技术对精河县的土地利用/覆被进行了定量的提取,结合近10年社会经济数据,构建精河县"驱动力—压力—状态—影响—响应"(Driving force-Pressure-State-Impact-Response,D-P-S-I-R)评价指标体系,对精河县土地利用/覆被与土地生态安全变化进行分析。结果表明:(1)2005—2014年,精河县土地生态安全状况先恶化后改善,总体向好的方面转变,但其分布格局极不平衡;(2)水体、耕地和林草地是精河县土地生态安全指数较高的地类;(3)精河县大部分地区处于临界安全水平,精河县土地生态安全状况亟待改善。     

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。     

黑龙江省耕地资源安全综合评价研究

黑龙江省是我国重要的商品粮基地,耕地总面积、人均占有耕地面积、粮食商品率均居全国首位,黑龙江省耕地资源安全与否直接影响国家耕地与粮食安全。以全国最大的商品粮基地——黑龙江省为研究区域,从耕地自身安全、经济安全、社会安全以及生态安全角度出发,结合黑龙江省耕地资源的实际,构建耕地资源安全评价指标体系,运用层次分析法,对黑龙江省1998-2007年间耕地资源安全状态进行定量分析与综合评价。结果表明:不同时期黑龙江省的耕地安全状态并不一致,1998-2001年耕地资源安全处于持续恶化阶段,2002-2007年耕地资源安全处于波动变化阶段,整体处于相对安全状态。全部评价值仅在2001年进入稍不安全行列,其余均处于相对安全值区间,耕地资源社会功能与生态功能评价结果基本与综合评价值整体态势相一致。