基于PSR 模型的旱区城市湿地生态安全评估

湿地是世界上具有独特结构与功能的生态系统, 黑河流域湿地生态系统健康与安全对我国西北干旱区生态网络建设具有重要意义。选取黑河中游典型的城市湿地--张掖北郊湿地为研究区, 以Quick Bird(2009)影像、GoogleEarth 遥感影像(2012)、地形图(1︰50000)、张掖市土地利用总体规划、环境保护规划以及环境监测等为数据源, 基于“压力-状态-响应”框架模型, 构建湿地生态安全评价指标体系, 并运用层次分析法确定各指标权重, 以综合指数法对湿地生态安全性进行了综合评价。研究结果表明: 张掖北郊湿地面积增加明显, 年增长率达0.17 km2·a 1, 湿地生态安全综合指数为0.580, 处于中度安全状态; 生态系统的主要服务功能尚能发挥, 但个别生态压力已超出生态系统的承载能力, 应加强张掖湿地的保护和管理。     

基于压力-状态-响应模型的黑河中游张掖市生态安全评价

生态系统服务的状态与生态是否安全密切相关，生态系统服务的正常发挥是实现生态安全的前提。近年来，中国西北荒漠-绿洲扩张速度加快，改变了生态系统服务的供给与传输，进而影响了区域生态安全。以典型荒漠-绿洲区域黑河中游的张掖市为例，基于压力-状态-响应模型，耦合生态系统服务理论，构建了黑河中游生态安全评价指标体系，评估了2001-2015年黑河中游生态安全演变趋势。研究结果表明黑河中游生态系统面临的资源消耗和环境污染压力越来越大，压力指数有所降低；部分地区出现植被退化、破碎化增加等现象，状态指数略有降低；在实施节水灌溉、产业转移、湿地保护等举措后，响应指数显著增加。总体来看，2001-2015年黑河中游生态安全水平呈现波动增长趋势，生态安全综合指数由0.3748增至0.5888，生态安全等级由"较不安全"达到"临界安全"状态，其中高效节水灌溉面积、生态用水量、地下水开采率等水资源相关要素是影响绿洲生态安全水平的主要因子。基于以上研究，提出了坚持生态保护优先、调整种植和产业结构、发展高效节水灌溉技术、提高公众生态保护意识等提高生态安全水平的相关对策与建议，以期为促进区域生态经济可持续发展提供支撑。     

基于3S技术的图们江流域湿地生态安全评价与预警研究

图们江是我国重要的国际性河流之一,随着我国经济的迅速崛起,图们江地区进入到多国合作联合开发阶段,该区环境也因此受到了不同程度的干扰和破坏,对该区域进行湿地生态安全评价与预警研究,可为图们江流域生态环境的可持续发展提供依据。以图们江流域湿地生态安全为出发点,基于PSR模型构建了适合该区域生态环境的生态安全评价指标体系,在3S技术支持下,通过解译1976年、1990年、2000年、2010年4个年份的TM/MSS影像,获取了这4个时期的景观格局指标数据,并运用层次分析法确定指标权重;在使用逻辑斯蒂增长曲线模型对各个指标进行单指标评价的基础上,使用综合评价法对各个时期的图们江流域湿地生态安全进行评价,最终得到1976年、1990年生态安全值分别为0.650、0.620,湿地生态系统比较安全,2000年、2010年生态安全值分别为0.536、0.454,湿地生态系统处于预警状态,应及时对该区域湿地生态系统进行保护。基于灰色预测模型构建湿地生态安全预测模型,经检验,模型精度较高,可以进行图们江流域湿地生态安全的预测研究。做出了图们江流域未来40a的湿地生态安全预测,分别为0.3903、0.3345、0.2866、0.2456,湿地生态系统处于中度预警状态,并有向重度预警发展的趋势,生态安全面临的威胁越来越严重,急需对本区域湿地生态系统进行保护与管理。     

基于PSR模型的凌河口湿地生态系统健康评价与预警研究

凌河口湿地自然保护区是辽河流域主要的湿地保护区域。选取1995年、2000年、2005年、2009年和2014年TM影像作为研究的数据源,在3S技术平台支撑下构建了凌河口湿地空间信息数据库,获取了5个时期的景观格局指数。运用PSR数学模型,从压力、状态、响应3个方面选取10个评价指数,构建了凌河口湿地生态系统健康评价指标体系;采用AHP方法确定各项指标权重指数,应用逻辑斯蒂增长模型(Logistic growth model)对各个单项指标进行单因子评价,最后用计算CEI的综合评价法对5个时期湿地的生态健康情况进行综合评价。结果表明:1995年、2000年生态系统健康指数为0.642、0.617,凌河口湿地生态系统状态为比较健康;2005年、2009年和2014年生态健康指数为0.524、0.436和0.405,凌河口湿地生态系统处于亚健康的状态,应及时采取措施对该研究区进行生态系统保护。最后通过选取基于灰色系统理论的预测模型,构建凌河口湿地生态健康预测模型GM(1,1),对模型进行精度检验,发现灰色绝对关联度、后验差比值和小误差概率的精度检验等级均为一级,预测模型精度较为理想,因此采用GM(1,1)模型对凌河口湿地进行生态系统健康预测研究。预测结果表明:未来20年的湿地生态健康值分别为:0.357、0.321、0.291、0.267,研究区处于一般病态,并有向病态发展的趋势,生态健康面临愈来愈严重的威胁,对湿地进行保护和管理刻不容缓。     

图们江下游湿地生态系统健康评价

湿地是世界上具有独特结构与功能的生态系统,图们江流域湿地生态系统的健康对该区乃至东北亚地区综合生态系统网络的建设具有重要意义。选择图们江流域下游为研究区,基于压力-状态-响应(PSR)模型,在压力系统、状态系统、响应系统三个层面选取30个指标构建了图们江下游湿地生态系统健康评价指标体系,运用层次分析法和多级模糊综合评判法对研究区湿地生态健康状况进行综合评价,其结果为0.5878,处于亚健康状态。其中,压力系统的健康指数为0.5292,响应系统的健康指数为0.6866,状态系统的健康指数为0.5116,各等级隶属度S=(16.83%, 25.37%, 16.76%, 16.97%,24.07%)。主要表现在研究区域湿地的补水水质差,导致湿地水质污染加重,富营养化现象严重;并且由于人为因素,湿地大面积退化,景观破碎化加剧,功能逐渐丧失,生产力水平下降;急需对本区域湿地进行保护与管理。     

基于PSR 模型的河南省水生态安全综合评价研究

基于河南省水环境现状, 从“压力-状态-响应”(PSR)指标体系框架出发, 建立河南省水环境生态安全评价指标体系, 利用变异系数法确定各指标权重, 运用综合指数评价法对河南省水环境生态安全水平予以评价。结果表明:2007-2013 年河南省水环境生态安全综合指数值整体呈上升趋势, 其生态安全水平已处于预警状态; 压力状态曲线呈逐年下降趋势, 状态曲线与综合指数曲线变化趋势基本一致, 表明河南省水环境综合评价值在很大程度上是状态系统的贡献, 此外响应系统的贡献率逐年增幅显著, 有效促进了河南省水环境生态安全的逐渐改善。     

世界双遗产地生态安全预警体系构建及应用——以武夷山风景名胜区为例

基于遗产地内涵与标准的深入分析,提出符合世界遗产地保护目的的双遗产地生态安全概念,构建“压力-状态-调控”遗产地生态安全预警框架模型并筛选预警指标.在此基础上,以受自然和人类生态过程作用最强烈且频繁的武夷山风景名胜区为研究对象,引入可拓学中的物元模型理论对景区生态安全进行预警.结果表明： 景区生态安全预警准确率达84%;1997和2009年景区总体生态安全等级均处于Ⅰ级安全水平,即属于无警状态,但2009年生态安全系统风险增加,较1997年更趋于向更低水平的安全等级(Ⅱ)转变.2个时期处于敏感预警等级的单项预警“重警源”指标（限制因子）有所差异;1997-2009年间景区生态安全系统压力增加的同时其调控能力也在增强,但系统仍面临生态安全压力.人口密度、人口自然增长率、茶园面积指数、人均耕地面积、干旱程度、生态环保建设投入是制约景区未来（2009年之后）生态安全状态的主要限制因子.总体而言,景区生态安全状态较好（无警水平）,但就个别预警指标而言,依然存在风险,需要针对上述限制因子采取有效防控措施,维持景区生态安全的良好状态.     

基于PSR的黄河河口区生态系统健康评价

根据压力-状态-响应(PSR)框架模型,从广义上定义河口区生态系统,将河口及毗邻的陆域、海域生态系统作为一个整体,从压力指标、状态指标、响应指标3个方面构建了黄河河口区生态系统健康评价的指标体系,以研究区1991年数据和相关国家标准为基准,2013年代表现况,利用综合指数法(CEI)评价了黄河河口区的生态系统健康状况。结果显示:黄河河口区生态系统健康评价的响应指数最高(0.9055),压力指数居中(0.8288),状态指数最低(0.6458),综合指数为0.7427。总体来看,与1991年相比,目前黄河河口区生态系统仍处于"健康"状态,但健康状况明显下降,其中状态指数下降最为严重。从区域轻度开发到人类活动强烈干扰阶段,黄河河口区存在过度捕捞、湿地不合理开发、浅海养殖过度及污染物排放等一系列影响生态系统健康的问题,应进行区域的生态恢复和科学管理。     

广东省生态安全状态及趋势定量评价

为研究区域生态安全在不同时期的动态变化及发展趋势,在国内外已有的研究基础上,根据压力-状态-响应模型框架,提出了一套完整的区域生态安全水平度量的指标体系和基于熵权法赋权的综合指数评价方法,从时间尺度上（1990～2004年）对广东省生态安全进行定量评估和动态趋势分析.结果表明,广东省生态安全综合指数从1990年的0.125增加至2004年的0.402,生态安全整体水平呈逐年上升趋势,但发展过程中存在的问题是区域生态压力在不断加大及生态安全现状水平仍处于“较不安全”状态.对广东省环境规划的实施效果进行预测评估,得出在实现环境目标的情景下,2010规划年和2020规划年的生态安全综合指数将分别达到0.533（临界安全）和0.691（较安全）.评价方法简单直观,评价结果客观合理.     

基于物元模型的汾河流域土地生态安全评价

土地生态安全关乎人类生存与发展,是土地资源可持续利用的核心。研究土地生态安全对于揭示区域内土地利用安全特征,促进人口、资源与环境的协调发展具有重要意义。本文以汾河流域为研究区域,根据"压力-状态-响应(PSR)"模型,构建土地生态安全评价指标体系,采用层次分析法和熵值法确定指标权重,运用物元模型对汾河流域土地生态安全状况进行评价。结果表明:2006年汾河流域土地生态安全状况处于"向安全转化"状态,2012和2017年均处于"向较安全转化"状态,整体发展状况较稳定; 2006—2017年,景观破碎度、人均水资源量和河网密度是制约区域土地生态安全水平的主要因素; 2017年处于"安全"状态的县(市/区)占15%,多数集中在上游,上游土地生态安全水平整体高于中下游地区。     

煤炭资源型城市生态安全评价——以锡林浩特市为例

煤炭资源型城市生态安全评价能够协调人口、资源和环境之间的矛盾,保障城市可持续发展。基于PSR模型,以煤炭资源型城市锡林浩特市为研究区域,从生态环境和社会经济方面共选取了33个指标因子,构建了煤炭资源型城市的生态安全评价指标体系,运用熵权TOPSIS法进行了城市生态安全综合评价,并通过障碍度模型对城市生态安全的主要障碍因子进行了研究。研究结果表明:(1)2008—2017年锡林浩特市生态安全水平总体呈缓慢上升趋势。生态安全综合评价指数从0.464上升到0.553,安全等级由较不安全转为临界安全状态;(2)10年间PSR三大指数表现出不同变化特征。压力指数呈下降后上升再小幅下降的变化趋势,状态指数呈波动上升趋势,响应指数呈快速上升趋势;(3)子系统的障碍度分析表明压力系统的障碍度最大,是影响煤炭资源型城市生态安全的首要因素。子系统的障碍度变化趋势表现为:压力系统和状态系统的障碍度均不同程度增大,响应系统的障碍度越来越小;(4)单项指标的障碍度分析表明影响该资源型城市生态安全的主要障碍因子集中在压力系统和状态系统,10年间最大障碍因子经历了从城镇化率到矿区面积的演变。     

吉林省典型湿地生态评价

湿地生态评价是湿地景观规划,管理和保护的基础,以湿地功能为基本线索,以植被为标志,建立湿地生态评价目标系统（包括湿地生态系统服务功能,湿地生态保护功能和湿地资源等3个综合指标,其中还包括15个生态评价因子）,通过运用层次分析法（Analytic Hierarchy Process简称AHP）对生态评价因子的等级化处理,评价指标权重的确定,计算出各生态评价因子的综合评价指数（CEI）,根据综合评价指数将吉林省典型湿地划分为3种不同湿地生态现状类型,即当CEI＞0．7时,表示湿地生态环境质量较好,依次是莫莫格湿地,长白山湿地,三湖湿地和向海湿地;当0．7＞CDI＞0．5时,表示湿地生态环境质量一般,依次是敬信湿地和查干湖湿地,当CEI＜0．5时,表示湿地生态环境质量较差,依次是大布苏湿地,在此基础上,提出区域湿地的有序开发与环境保护协调发展的基本思路。     

吉林省典型湿地生态评价

湿地生态评价是湿地景观规划、管理和保护的基础,以湿地功能为基本线索,以植被为标志,建立湿地生态评价目标系统(包括湿地生态系统服务功能、湿地生态保护功能和湿地资源等3个综合指标,其中还包括15个生态评价因子).通过运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process简称AHP)对生态评价因子的等级化处理,评价指标权重的确定,计算出各生态评价因子的综合评价指数(CEI).根据综合评价指数将吉林省典型湿地划分为3种不同湿地生态现状类型,即当CEI＞0.7时,表示湿地生态环境质量较好,依次是莫莫格湿地、长白山湿地、三湖湿地和向海湿地;当0.7＞CEI＞0.5时,表示湿地生态环境质量一般,依次是敬信湿地和查干湖湿地;当CEI＜0.5时,表示湿地生态环境质量较差,依次是大布苏湿地.在此基础上,提出区域湿地的有序开发与环境保护协调发展的基本思路.     

快速城市化地区景观生态安全时空演化过程分析——以东莞市为例

依托“压力-状态-响应”概念框架模型,建立景观生态安全评价指标体系,以东莞市为例,研究区域景观生态安全时空发展变化过程,揭示快速城市化地区生态安全发展变化的规律.结果表明:1988、1997和2005年东莞市的平均生态安全综合指数分别为0.497、0.436和0.395,区域总体生态安全从中高安全状态逐步降低到中低安全状态;生态中低安全的区域空间上从“市中心-镇中心”沿“市中心-镇中心-道路”不断扩张.采用以像元为中心的公里网格滑动模板的指标作为像元的评价指标,可以有效解决景观结构指数等指标的计算,在生态安全等级划分时边界过度很平滑,景观尺度的生态安全评价可以为生态可持续发展政策的制定提供科学依据.     

基于生态足迹的阿拉善地区生态安全评价

生态安全关系到一个地区的资源利用以及社会经济发展的可持续程度。基于生态足迹法核算阿拉善地区1990—2017年生态足迹和生态承载力, 运用区域生态赤字、生态压力和万元GDP生态足迹指数评价阿拉善地区生态安全及可持续发展状态。结果表明: 研究期间阿拉善地区生态足迹与生态承载力均显著上升, 生态足迹和生态承载力分别提高4倍和8.5倍; 虽然研究区在研究期间生态承载力增速远高于生态足迹, 但总体上区域生态足迹仍大于生态承载力, 表现为生态赤字; 近30年阿拉善地区生态压力呈下降趋势, 生态压力指数由1.57下降到0.81, 下降了48.40%; 研究期内阿拉善地区万元GDP生态足迹指数显著下降, 由0.72下降到0.02, 下降95%, 表明研究期间该区域资源利用效率显著提高。相关分析结果表明城镇化的推进以及居民的收入水平通过影响生态足迹及生态承载力驱动生态安全。从生态足迹与生态承载力核算角度分析, 阿拉善地区社会经济发展目前尚处于非可持续状态, 而区域生态承载力以及区域资源利用效率已有大幅提升, 可更新资源的生态承载力仍低于区域生态足迹, 区域生态安全问题仍需高度重视。     

基于生态网络的生态安全格局评价

生态网络可用于描述、评价生境破碎条件下景观空间组织方式与物种存续的关系.本文以青岛市为研究区域,基于最小成本路径方法模拟得到2005年林地、湿地生态网络,并基于廊道累计成本值对得到的生态网络进行分级.利用介数指数、相关长度-逐块筛选指数对生态网络中斑块与廊道等结构要素进行重要性区分,形成生态网络结构体系.并在评价2005—2013年新增建设用地对生态网络影响的基础上,提出应对建设用地变化的生态安全格局.结果表明: 在生态网络框架基础上,图形理论的相关评价方法能够量化评价识别生态用地的具体属性(如生态网络斑块的面积)和生态用地之间的功能联系;2005—2013年间,青岛市新增建设用地对湿地侵占面积较大,且没有考虑具体林地、湿地在整个地区生态系统连通性维护中的作用;基于生态网络的生态安全格局的划定可以优化地区生态基底,为生态保护与恢复提供更加精确的空间决策依据,同时为城市空间扩张提供科学合理的空间指引.     

基于系统保护规划的三江平原湿地保护网络体系优化

综合三江平原湿地不同层次、不同维度的生物多样性特征,在系统保护规划方法(Systematic Conservation Planning,SCP)框架下,以集水区为规划单元,计算研究区域不可替代性指数,确定高保护价值网络体系,通过保护空缺分析对现有保护网络进行优化,并评估优化体系的有效性。结果表明:三江平原湿地高保护价值区域的分布呈现沿河流分布的特点;现有保护区中湖泊和目标物种的保护状态比较好;保护网络体系优化后,沼泽湿地在保护网络中的比重由22.88%重增加到50%以上;河流湿地由16.20%增加到33.92%;地下水资源在现有保护网络中的比重非常低,仅为2.01%,优化后保护网络中保护比重增加到12.05%,因此在今后的保护区规划中,应该重视对地下水资源的保护和管理。另外本研究结合生态脆弱性对高保护价值的空缺设计3个情景方案,并根据生态威胁的种类和强度提出各优先保护方案的保护建议,为保护管理决策提供依据。     

基于DPSIR-GM(1,1)模型的甘肃省生态安全评价与预测

生态环境质量的综合评价是实现经济社会与自然环境协调发展的重要前提。以甘肃省为研究区域, 基于“驱动力—压力—状态—影响—响应”(DPSIR)概念模型, 构建生态安全评价指标体系, 运用灰色关联改进理想解(TOPSIS)的评价方法, 对甘肃省生态安全状况进行综合评价, 并采用灰色预测模型对2019—2023年甘肃省生态安全的发展前景进行分析。结果表明: 甘肃省2009—2018年生态安全状况总体呈现上升趋势, 安全等级从敏感上升至一般; 驱动力、压力及影响指标有波动下降的趋势, 状态及响应指标值逐年上升; 甘肃省2019—2023年的生态安全综合指数从0.7274增长至0.9463, 达到安全状态。     

三江平原湿地生态脆弱性研究

建立了湿地生态脆弱性评价指标体系和方法,并利用该方法对三江平原湿地进行了评价,依据湿地生态特征和发展演化规律选择评价指标,利用层次分析法（AHP）进行指标权重,用综合指数法评价湿地生态脆弱性程度,实践表明该方法科学,实用,对湿地资源的合理利用与保护具有指导意义,具有推广价值。     

基于熵值-突变级数法上海市生态安全评价与对策研究

城市生态安全的定量评估对于区域的可持续发展具有极其重要的指导意义。文章基于PSR模型和相关统计数据, 构建了生态安全评价指标体系和评价模型, 结合熵权法对各指标进行赋权, 利用突变级数法对2005—2015年上海市生态安全状况做出定量评价, 并对其状态进行分级, 研究结果表明: 2005—2015年间, 上海市生态安全状态可分为两个阶段, 2005—2009为生态安全上升期, 生态安全指数从0.8633上升到2009年的0.9497, 安全等级由V级上升到III级; 2009—2015年期间则为下降时期, 生态安全指数从0.9497下降至2015年的0.8981, 安全等级则从III级下降到V级, 期间虽有所上升, 但生态安全级别仍处于V级。整体而言, 由于受到来自人类活动的巨大压力, 城市生态安全水平较低, 可持续发展受到严峻的挑战。基于研究结果, 为提高上海市生态安全水平, 促进城市的可持续发展, 政府需要采取一些措施, 具体可从以下角度来考虑, 进一步加强对城市环境的监督和治理, 以实现在经济增长的同时也兼顾环境的质量提升, 控制人口增长, 改善能源结构, 提高清洁能源的使用比例, 同时改进技术, 提高能源利用效率, 降低能耗, 减少排放; 加大对教育, 科技和社会福利性事业的投入力度, 促进生态系统的压力、状态、响应协调发展, 提高城市生态安全水平。研究旨在为上海市生态安全和可持续发展提出理论支持和参考。