Land eco-security evaluation in the Shule River Basin during 2005–2014 in Gansu Province,China

The Shule River Basin is an ecologically fragile area in arid zone. To understand the state of land eco-security, the Environment-Economic-Society model was applied to build a land eco-security evaluation index system in the Shule River Basin. An entropy-weighted and matter-element model was built for eco-security evaluation from 2005 to 2014. Principal component analysis was used to quantitatively study the limiting factors of land ecological security. The result showed: the direction of development of the state of land eco-security in the Shule River Basin from 2005 to 2014 was characterized by “unsafe (No₄) → safe (No₁),” and presented an upward trend. The land eco-security status during 2005–2007 was in the “Unsafe” state and the state changed to “Critical Safe” in 2008–2009, “Safer” in 2010–2011, but “Safe” in 2012–2014. The key factors that affected land eco-security in the Shule River Basin were Per Capita Arable Land, Forest Cover Rate, Per Capita Water Resources, Water Production Modulus, the Tertiary Industry Output Value, and GDP Ratio and Water Consumption. Among them, Forest Cover Rate and Water Production Modulus had the greatest impact, with principal component loads of up to 0.973 and 0.968, respectively. The result of this study is expected to serve as reference and support for the conservation and management of Shule River Basin to ensure sustainable development.     

城市生态安全格局构建:目标、原则和基本框架

随着人口增长和经济快速发展,城市化已经成为人类社会发展的必然趋势。快速城市化必将导致生态用地流失、生态系统服务下降和环境健康风险加剧,由此影响到城市生态安全。尽管生态安全的概念已经为社会广泛接受,但对生态安全的内涵和如何构建生态安全格局仍然缺乏统一认识。在分析生态安全内涵、生态安全概念辨析和生态安全格局构建基本原则基础上,结合城市生态系统特点,提出了城市生态安全格局构建的目的、基本原则和基本框架。认为城市生态安全格局构建是一个涉及多尺度的区域性、综合性问题,除了要遵循生态安全格局构建的一般性原则外,还必须考虑以下原则:以人为本原则、流域适应原则、区域协调原则和有限目标原则。同时,需要重点关注宏观与微观尺度之间的关系协调、城市内部与外部之间的关系协调、理想与现实目标之间的权衡、人类生存需求与生态服务需求之间的权衡关系。通过城市生态安全格局构建,需要实现以下目标:控制城市化过程中出现的问题、维持城市地区正常的物质循环与代谢功能、维持城市生态系统健康运行与可持续发展、保证城市人居环境健康和居民的正常生活,以及满足现有城市居民可预见时期内生态服务需求。从景观、城市和区域三个尺度上,分析了城市生态安全格局构建需要面对的实体、解决的问题和实现的目标。     

洞庭湖流域生态安全状态变化及其驱动力分析

通过构建由状态子系统、压力子系统和响应子系统组成的洞庭湖流域生态安全评价系统,重点研究了该流域的生态安全变化趋势,并采用因子分析方法探究其驱动力。结果表明,1949年以来,流域生态安全变化表现出如下特征:系统状态指数明显下降,波动性和阶段性显著;系统压力指数1990年后呈下降趋势;系统响应指数一直呈增长趋势;生态安全度自1990年以来开始稳步上升。因子分析表明,流域生态风险是自然和人为因素叠加的结果,农民人均收入增加、农业人口占总人口比例减少、单位面积土地产值和单位土地面积生态建设投入增加,是促进流域生态安全度提高的决定性因素。同时,本文提出了提高流域生态安全度的相关对策。     

基于SD的生态安全指标阈值的确定及应用——以上海崇明岛为例

结合区域复合生态系统的特点,建立由经济、人口、资源、环境和生态5个子系统71个参数构成的上海崇明岛区域生态安全的系统动力学模型,并以变量"净GDP"为参考依据,通过情景仿真进行生态安全趋势分析和方案比较,确定生态安全的指标阈值;通过系统模拟对阈值进行验证,认为阈值在反映系统动态发展趋势上,是一定发展模式下的生态安全的特征参照系。这一尝试克服了目前生态安全指标阈值的研究中以参照法为主的静态性缺憾。将确定的阈值应用于崇明岛生态安全的评价和因子分析中,发现由于崇明岛生态岛的定位和生态保障措施的实施,近几年生态安全综合得分呈现逐步提高的特点,但目前(2007年)得分为0.523,仍处于中等水平;并以阈值为标准的因子检验发现各主要安全因子差异较大,主要的制约因子主要体现为环境治污水平和能源利用等方面。     

城市生态安全及其动态评价方法

城市生态安全是人类生存和发展的一个重大课题。当前,城市生态安全正严重威胁着城市的可持续发展。全面了解城市生态安全状况是维护城市持续发展的基础。而城市生态安全的研究仍处于起步阶段,在吸取现有的国内外相关研究成果的基础上,探讨了城市生态安全的内涵和动态特征,分析了城市生态安全问题。对城市生态安全的评价方法进行了研究,提出了城市生态安全状态评价的指标体系和评价模型,趋势分析模型,以及基于状态评价与趋势分析的城市生态安全动态评价方法。     

基于GIS的沿海地区生态安全时空测度与演变——以大连市瓦房店为例

以大连瓦房店市2000年、2005年和2010年Landsat TM遥感影像(轨道号为120/32,120/33)作为数据源,在景观格局分析的基础上,基于压力-状态-响应(P-S-R)框架构建沿海地区生态安全评价体系,在GIS格网技术下量化多源数据,创建区域生态安全格网数据库,采用加权-模糊隶属度评价方法进行生态安全状态评价,并通过空间统计学方法对研究区生态安全格局时空演变进行分析,揭示沿海地区生态安全时空演变特点。结果表明:12000—2010年瓦房店市生态安全指数平均值分别为0.4636、0.3878和0.3980,说明研究区生态安全恶化后又有缓升趋势,但西部沿海地区生态安全依然需要重视。2Moran's I从2000年到2010年分别为0.9015、0.8738和0.8703,表明瓦房店市生态安全指数在空间上存在较强的正相关关系,生态安全格局表现为高值区域倾向于与生态安全程度高的区域相毗邻,而生态安全程度低的区域倾向于与生态安全程度低的区域毗邻,2000—2005年表现极为明显。32000—2010年瓦房店市生态安全指数的块金值分别为0.0030、0.0007和0.0009,表明非结构因素对研究区生态安全空间分布影响效应逐渐增强,这与10年来瓦房店城市建设用地扩张、人类活动频繁的实际情况相符。CO/(CO+C)值也是先增加后减少,表明非结构因素对研究区生态安全空间分异的影响效应先增强后减弱,2005年以来随着大连市土地政策的实施与管理,城镇建设、人类活动等非结构因素对生态安全演变影响有所消减。     

Regional Eco-Security Assessment Based on the Perspective of Complex System Science: A Case Study of Chongming in China

The objective of this study is to evaluate eco-security of Chongming in China and identify eco-security grades of the relevant subareas. In addition, the study aims to put forward the framework for a regional eco-security assessment system that is suitable for the analysis and evaluation of a man–land complex ecosystem. From the perspective of complex system science, this study puts forward the ANP-PRS-SENCE framework for a regional eco-security assessment. Based on the framework, a compressive assessment index system and a spatial variation assessment index system for Chongming's eco-security were established. Additionally, the eco-security threshold of Chongming was determined through the approach of system dynamics simulation. The assessment results show that in recent years the comprehensive score of eco-security has been on a gradual rise. With respect to the second-grade indices, the ecological risk and ecological protection indices are still relatively low. Therefore, in order to reduce the ecological risk, ecological construction needs to be strengthened and management measures need to be improved. The spatial variation assessment of eco-security shows that although the eco-security levels of most subareas remain between 0.3 and 0.6, regional variations are still quite obvious.     

京津冀城市群地区生态安全格局构建与保障对策

京津冀城市群健康与可持续发展是保障我国国家安全的重要基础,但因其城市化过程缺乏区域间协同联动,产业布局各自为政,导致生态用地流失、水生态失衡等问题,由此带来生态系统服务下降、生态风险加剧、生态安全受到威胁。因此,如何从区域角度构建科学合理的生态安全格局,成为保障京津冀城市群区域一体化协同发展的关键。在国家重大专项(典型脆弱生态修复与保护研究——京津冀城市群生态安全保障技术研究,项目编号为2016YFC0503000)的支持下,该研究将围绕"区域生态安全保障"这一核心主题,揭示京津冀城市群生态安全格局的维持机制与影响因子,重点研发关键生物栖息地生态修复、受损生态空间生态重建、生态监管与生态风险预测预警技术,进而构建区域协调与空间联动的生态安全保障决策系统和预测预警平台,并开展示范应用研究,为京津冀城市群地区生态安全保障提供技术支撑。     

外来树种桉树引种的景观生态安全格局

以大面积桉树引种区云南省澜沧县为研究区,以自然栖息地和生物多样性的整体保护为目标,利用最小累积阻力模型开展了桉树引种的景观生态安全格局的定量研究.结果表明:(1)基于GIS技术和“成本距离加权”制图分析工具,将生物和景观等综合因素融入最小累积阻力模型,把“源”扩展的生态过程与景观格局结合起来,应用于桉树引种的景观生态安全格局构建中是可行的.(2)选择次生常绿阔林为保护“源”,地表覆盖类型、海拔、坡度、土壤质地和公路等为阻力因子,建立最小累计阻力面,识别了廊道、辐射道和战略点等生态安全格局组分;用最小累积阻力阈值划分了生态缓冲区、生态过渡区、生态边缘区、农业耕作区和居民生活区等生态功能区,并界定桉树禁止种植区和桉树可种植区,最终组合成两个方案的中级和高级景观生态安全格局.方案一,中级和高级安全水平的桉树可种植区面积分别占研究区面积的33.48％和19.27％.方案二,中级和高级安全水平的桉树可种植区面积分别占研究区面积的28.37％和15.17％.(3)从“源”的扩展效果、保护广度、管理成本、难易程度及生态环境和经济社会发展要求等方面评价,认为方案二的中级安全水平格局能够相对满足澜沧县对生态、经济发展的要求.研究结果为制定研究区生态安全策略提供参考.     

基于改进SPA法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系统的不确定性,在理解集对分析(SPA)原理的基础上,利用原创联系度的可展性对其进行改进,将三级评判扩展到四级评判,并结合信息熵法,建立了基于改进SPA法的耕地占补平衡生态安全综合评价模型,并利用该模型对永川区影响耕地占补平衡生态安全的18项指标进行评价,得到永川区2005、2009、2015以及2020年的耕地占补平衡生态安全等级.此外,为了验证改进SPA法的可行性与合理性,将其评价结果与改进模糊综合评价结果以及多指标综合评价结果进行比较,研究结果表明:利用改进SPA法得到2005年永川区耕地占补平衡生态安全级别为Ⅱ级,2009年为Ⅲ级,2015年为Ⅳ级,2020年同样为Ⅳ级,整体上呈现出由Ⅱ级向Ⅳ级上升的趋势;改进SPA法综合评价结果与改进模糊综合评价结果以及多指标综合评价结果基本一致.研究认为利用集对势进行耕地占补平衡生态安全评价具有一定的可行性和可行性,评价结果比较贴近实际情况,为耕地占补平衡生态安全评价提供了一种科学合理且简单实用的评价方法.