巢湖流域生态安全评价研究

目前,巢湖流域的生态安全问题非常突出,已严重影响流域社会经济的可持续发展。基于巢湖流域社会经济、水体环境质量及水生生态系统的数据资料,应用驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型,提出了基于水环境和水生态的巢湖流域生态安全评价框架模型和指标体系,并采用熵权物元模糊评价法进行巢湖流域生态安全评价研究。研究结果表明,2003和2007年巢湖流域整体处于生态安全中度风险状态,水体环境质量的变化和水生生态系统的演替将严重威胁巢湖流域的生态安全,水体中的TP浓度、NH-N浓度以及TN浓度是决定巢湖流域生态安全的最关键因子。     

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。     

基于熵权物元分析模型的城市生态安全综合评价

随着城市化进程的加快,人口膨胀,交通拥挤,环境破坏,大气污染,能源短缺等一系列生态问题严重制约着城市的可持续发展,影响着城市的生态安全。针对城市生态安全的问题,论文以郑州市为例,采用物元分析和熵权法,建立城市生态安全熵权物元模型,首先通过熵权法对郑州市2001-2004年的指标数据进行处理并计算出相应的权重,再通过物元分析法对郑州市2001年城市生态安全状况进行综合评价,结果表明郑州市2001年的城市生态处于较不安全状态,评价结果客观、科学,不仅为解决城市生态安全问题提供了一种有效的评价方法,而且能够为明确城市的发展状况,制定下一步发展战略提供依据。     

基于熵权模糊物元模型的我国省域森林生态安全研究

近年来随着经济社会的快速发展,森林资源锐减和生态环境恶化等问题日益威胁到人们的生产生活,在建设生态文明的背景下研究我国省域森林生态安全状况,是关系国计民生和可持续发展的重要议题。在整理现有生态安全研究体系的基础上,独创性地提出森林生态安全压力-承压模型,应用SPSS、EXCEL等软件,通过主成分分析、熵权法和物元分析等手段对2014年我国31个省级行政单位的森林生态安全水平进行实证研究。结果表明:在压力方面,19个省级行政单位承受了较大森林生态安全压力;在承压方面,12个省级行政单位的承压能力较强;在综合评价方面,14个省级行政单位的森林生态安全水平较高。在深入探讨分析评价结果的同时,为提高我国森林生态安全水平提出对策和建议。     

基于格网的东江流域生态安全空间综合评价

通过统计以往关于生态安全评价的文献,从众多指标中筛选出应用频率较高的指标作为构建生态安全评价指标体系的基础,运用压力-状态-响应(P-S-R)模型,采用熵权法确定评价指标的权重,建立了基于格网的东江流域生态安全评价指标体系,并用综合评分法对东江流域的生态安全状况进行了评价。结果表明:东江流域生态安全由2000年的较安全等级下降为2004年的较不安全等级,到2008年改善为很安全等级。可见,基于对照比较筛选以确定生态安全评价指标,可在很大程度上克服目前生态安全评价指标体系缺乏统一标准的不足;基于格网的生态安全评价,可消除行政界线变动带来的影响,并可反映区域内部的空间差异性,从而提高了研究结果的可信度。     

基于物元模型的鄱阳湖生态经济区土地生态安全评价

基于2001-2007年的相关数据,借助物元模型对鄱阳湖生态经济区的土地生态安全状况进行研究.结果表明:2001年鄱阳湖生态经济区土地生态安全状况为较安全状态,2002—2004年处于临界安全状态,2005年下降为不安全状态,2006年后土地生态安全状况有所好转,处于临界安全状态.表明利用物元模型进行区域土地生态安全评价是可行的,具有计算简便、意义明确、评价精度高等优点,为土地生态安全评价提供了另一种途径.     

以疏勒河流域为例的“山水林田湖草”生态修复多尺度耦合框架及方法

为解决过去保护修复工程只考虑单要素、单一类型生态系统的问题,我国于2016年开展了“山水林田湖草”生态修复工程,旨在通过整体、系统、综合的方法对各类生态系统进行统筹治理。然而,目前的工程治理中仍然存在对系统内部及系统间耦合概念理解不充分、系统耦合机制不明晰、对“尺度”的关注不足、缺少科学的分析方法等问题,制约了保护修复的成效。对此,首先将多个尺度下的耦合研究方法进行归纳总结,并以国家重点冰川水源涵养区及生物多样性保护优先区——疏勒河流域为例,将耦合方法用于分析要素间、自然生态系统间的耦合关系,最后基于该实例研究,提出多尺度耦合分析框架与“升尺度”保护修复模式,以期帮助相关决策者明晰“山水工程”中要素、系统间的耦合关系,增强治理的科学性与有效性,进而推进我国社会与环境的可持续发展。     

城市土地生态水平物元分析评价——以山东省滨州市为例

针对我国多数综合评价研究中存在信息屏蔽和主观性的问题,尝试采用物元分析法对我国城市土地生态水平进行评价,构建了评价指标体系,建立了城市土地生态水平评价的物元模型,并以滨州市为例进行了实证研究.研究结果显示:2002年和2005年,滨州城市土地生态水平都未达到第Ⅳ级(即"较差"水平),但是都具备向第Ⅳ级(即"较差"水平)转化的条件.2005年滨州城市土地生态水平比2002年部分有好转,向第Ⅱ级(即"良好"水平)转化的趋势更加强烈;城市废气和废水过度排放是滨州市城市土地生态水平提升的关键制约因素.研究结论表明:物元模型能够揭示单个评价指标的分异信息和综合评价结果的中间信息,适用于城市土地生态水平的评价.     

近20年疏勒河流域生态承载力和生态需水研究

水资源是一切生物赖以生存和不可替代的基本自然资源,生态需水在维持流域生态系统平衡和生态承载力可持续性方面扮演着极其重要的角色,干旱区内陆河流域尤为突出。以疏勒河流域和其所辖县区为不同尺度区域,利用LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据(30 m分辨率),解译该流域近20年5期土地利用数据,同时在收集和整理流域多年水文水资源基础数据的基础上,以流域生态需水为研究主线,运用多学科方法和原理,结合遥感技术、GIS技术,通过现场调查和观测,计算了流域及其所辖县区近20年生态承载力和天然植被生态需水量。结果表明:近20年来,伴随流域生态承载力的增加,生态需水量也呈增加趋势,两者呈非常明显的正相关关系,相关系数达0.6076;县域尺度上,生态需水与生态承载力正相关关系也较高,其中林、草地的生态需水与生态承载力拟合优度R~2分别达0.8519、0.7235,说明林、草地生态承载力的变化对生态需水变化的解释能力更强,二者之间的关系更为紧密;基于空间热点分析,该流域生态承载力和生态需水的热点和冷点区域均呈现相似的空间格局,说明二者之间在空间尺度上也呈正相关关系。研究结论可为疏勒河流域生态水资源量的科学配置和调控提供重要的决策依据。     

熵权模糊综合评价法在城市生态安全评价中的应用

为了拓新城市复合生态系统生态安全评价方法的研究,根据压力-状态-响应模型,构建了一个有3个要素和33项具体指标的城市生态安全水平度量的指标体系,并运用客观的熵权法赋权、模糊综合评价法以及划分的等级标准对我国5个经济发达城市的生态安全水平进行量化分析.结果表明,苏州市和北京市对“较安全”级别的隶属度最大,分别为0.376和0.286;深圳市、上海市和广州市则处于“临界安全”状态.另外,深圳市具有较大的系统压力,苏州市的系统状态和系统响应表现最优.与其它评价方法相比,该方法评价过程简易,结果定量和相对客观可信.     

基于熵权法的草原生态安全评价——以甘肃牧区为例

在生态安全评价压力-状态-响应概念框架模型指导下,以甘肃牧区为例,将熵权法与综合评价法有机结合,进行了甘肃牧区草原生态安全评价研究。结果表明,根据该方法得到的草原生态安全评价结论与区域实际相吻合,证明该方法在草原生态安全评价及相关研究领域的应用是科学、可行的。研究中采用熵权法确定评价指标权重,从根本上克服了很多评价指标没有统一标准的问题,减少了人为主观性对评价过程的干扰,从而更客观地反映了各评价指标对区域草原生态安全状况的贡献率,为区域生态安全定量化评价提供了新的手段和研究方法,在定量化评价研究领域具有一定的实用价值和推广意义。     

基于DPSIR的湖南省土地生态安全时空变化

根据DPSIR模型从自然、经济、社会、环境和景观格局方面构建指标体系,利用综合权重物元分析模型对湖南省土地生态安全进行评价,并对空间格局变化特征及其影响因素进行分析。结果表明:湖南省2000年土地生态不安全和较不安全等级的地区主要集中在中部和西部,较安全等级地区集中在东北部,2016年向西和向南上升至较安全等级,中北部地区为临界安全等级,空间差异缩小;湖南省土地生态安全总体呈现较不安全到较安全发展趋势,但等级状态不稳定;驱动力、压力、状态和响应系统生态安全等级均有提升,影响系统为临界安全等级且小幅下降,说明承载干扰的能力仍较弱;湖南省土地生态安全因经济密度、农村居民人均收入、人均GDP、城市人均公共绿地面积、农业机械化程度和污水处理率因素水平的提升保障其稳步发展,主要受人口自然增长率、城镇化率,农业面源污染、土地利用景观格局和科技投资比例因素制约。地形和土地利用景观格局因素是形成空间分异的根本原因。     

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...     

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。     

2001-2010年疏勒河流域植被净初级生产力时空变化及其与气候因子的关系

通过改进的光能利用率CASA模型估算2001-2010年间疏勒河流域陆地生态系统的净第一性生产力（NPP）,采用线性趋势分析、变异系数和Hurst指数等方法,分析了NPP的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：①疏勒河流域NPP的空间分布具有明显差异,空间上呈现西北低、东南高的趋势,且具有较明显的经向"条带"分布特征,2001-2010年,NPP平均值为102.26 gC m^-2 a^-1。②2001-2010年,疏勒河流域NPP总体呈增长趋势,年际波动较大,NPP明显增加的区域占总面积25.15%,明显减小的区域约占11.93%。③Hurst指数分析显示,疏勒河流域NPP变化的同向特征强于反向特征,其中持续改善地区占总面积的78.3%,21.7%的区域将由改善转为退化。④在年尺度上,降水是植被NPP变化的主要影响因素,NPP与降水呈弱的正相关关系,与温度相关性不显著;在月尺度上,温度是NPP变化的主要控制因子。疏勒河流域NPP对气候因子不存在明显的时滞和累积效应。     

过去30a玛纳斯河流域生态安全格局与农业生产力演变

以空间地域差异明显的玛纳斯河流域为例,在遥感、GIS和历史文献资料的支持下,对该流域上、中、下游4个生态类型区过去30a的生态安全状况进行了评价;采用前人修正的Costanza模型,进行了流域整体的生态健康评价;最后分析了流域生态安全格局变化对农业生产力的影响。研究认为:过去30a间,4个生态类型区生态安全综合评价指数值及生态安全状况变化为:(1)上游山区指数值下降0.13,由较安全区到预警区;(2)中游绿洲城市区指数值增加0.09,由预警区到较安全区;(3)中下游绿洲农区指数值下降0.19,由预警区到中警区;(4)下游荒漠区指数值下降0.14,生态安全状况在预警区间持续下降。流域的生态健康综合评价指数值降低0.13,由健康状态到一般状态。农业生产力在大面积种植棉花的发展模式下得到了高速发展,但也导致农业耗水占到了年均引水量的90%,绿洲边缘地下水位埋深普遍下降了10多米等生态负效应。这表明农业的表观生产力确实提高了,但潜在的生产力下降了,生态安全格局与农业生产力的演变具有同向性,以破坏生态环境为代价而提高的农业生产力是不利于生态和农业可持续发展的。     

基于属性识别模型的巢湖流域生态安全评价

为建立有效的流域生态安全评价模型,采用AHP赋权方法与属性识别模型相耦合的途径,以巢湖流域生态安全为研究对象,对基于属性识别模型的巢湖流域及其次级评价单元的生态安全评价问题进行了研究.结果表明:巢湖流域9区(县)及流域整体生态安全状况从优到劣的排序结果依次为合肥、流域整体、居巢、无为、和县、含山、舒城、庐江、肥东和肥西;合肥和肥西的生态安全状况分别为Ⅳ级和Ⅰ级,其它评价单元均处于Ⅱ级.基于属性识别模型的流域生态安全评价方法涵义明确、计算过程简单,能同时实现生态安全等级的分类和排序,在其它生态系统综合评价中具有一定的应用价值.     

基于物元模型的吉林省西部生态环境脆弱性评价

从水资源条件、自然灾害和土地“三化”(沙漠化、盐碱化和草原退化)3方面出发,选取10项能反映吉林西部生态环境脆弱性而彼此之间相互独立的指标建立物元模型,采用物元模型和熵权法对吉林西部各县市生态环境进行了脆弱性评价。结果表明1985—2000年吉林省西部乾安县、扶余县、长岭县整体生态环境脆弱性相对较轻为Ⅰ级;大安市、前郭县生态环境脆弱性为中等Ⅱ级;脆弱性较重的地区有洮北区、镇赉县、洮南市、通榆县,脆弱等级为Ⅲ级。整体而言,吉林西部松原市各县环境脆弱性要好于白城市各县市。各县市对不同因子的敏感程度也各不相同,水资源条件脆弱性较重的地区为大安、通榆;自然灾害较为严重的地区为洮北、镇赉、洮南、通榆、乾安;土地“三化”现象幅度最大的地区为洮北、洮南、前郭。     

基于多源数据的三江源国家公园土地生态安全综合评价

开展国家公园尺度的土地生态安全综合评价,对优化三江源国家公园土地利用管理规划、加强生态网络建设具有重要借鉴价值。在“压力-状态-响应”(PSR)理论框架中融入草地退化指数、冻土稳定型分布、生态系统服务价值和景观生态脆弱性等指标,分析三江源国家公园土地生态安全状况及其主导因素。研究表明：(1)三江源国家公园景观生态脆弱性整体较低,不同园区景观生态脆弱性指数略有差异,长江源园区为中等脆弱区,黄河源园区脆弱性次之,澜沧江源园区景观生态脆弱性优于其他两园区。(2)三江源国家公园整体土地生态安全状况为较不安全,其中,长江源园区、澜沧江源园区以较不安全区等级为主、临界安全等级次之,黄河源园区临界安全及以上等级的面积比重为93.94%。(3)土地生态较安全区和安全区分布于长江源园区中南部,以及黄河源园区南北两侧边缘区,较不安全区和临界安全区在长江源园区、澜沧江源园区以及黄河源园区交错且连片分布。(4)基于地理探测器模型的自然生态和社会经济影响因素识别结果显示,居民点密度、水网密度和景观生态脆弱性是影响三江源国家公园土地生态安全的主导因素,揭示了人类活动扰动程度与生态系统脆弱性对国家公园土地生态安全状...     

江苏省县域森林生态安全评价及空间计量分析

通过考察生态区位因素对森林生态安全的影响,建立评价指标体系,研究其空间相关性的内在效应机制,从而实现森林生态安全的评价与监测。以江苏省80个区县为研究对象,基于2000—2015年面板数据,运用熵权法、专家法及模糊物元法计算森林生态安全指数,然后结合气象类指标及地形类指标计算生态区位系数,再用该系数修正森林ESI,同时结合Arc GIS技术、空间相关性分析、SLM与SEM模型得出如下结论:(1)人口密度、单位面积能源消耗量、退耕还林面积占比等指标权重最大;(2)生态区位系数高值区主要分布在江苏南部少数地区,低值区主要分布在江苏东北部;(3)苏南地区森林生态安全状况整体好于苏北及中东部地区;(4) 2000—2015年,江苏省67.5%的区县森林ESI呈现出较明显下降趋势,反映出江苏省森林生态安全发展状况不容乐观;(5)江苏省县域森林ESI整体空间相关性显著(P≤0.01),但2000—2015年空间聚集程度有所下降,且Low-Low聚类显著性更强;(6)森林ESI在江苏省县域间为扩散效应与回流效应并存。