PCA的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究

針對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)所涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)眾多,數(shù)據(jù)量較大,評(píng)價(jià)體系具有明顯的高維、非線性的特點(diǎn)。本文采用投影尋蹤法構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型,并應(yīng)用模擬退火算法優(yōu)化投影方向,將高維數(shù)據(jù)投影到低維空間上,根據(jù)優(yōu)化出的一維投影值計(jì)算評(píng)價(jià)區(qū)域的土地生態(tài)安全度及主要影響要素。該模型在實(shí)際應(yīng)用中取得了較為滿意的效果,評(píng)價(jià)結(jié)果客觀科學(xué),過(guò)程清晰,可操作性強(qiáng),為土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)提供了一種可供借鑒的方法和思路。

隨著20世紀(jì)60年代大慶油田的全面開(kāi)發(fā)和石油化工等企業(yè)的蓬勃發(fā)展,為滿足新興石油化工城市生活物資的急需,而進(jìn)行的大規(guī)模農(nóng)業(yè)墾殖,給大慶市的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了一系列嚴(yán)重后果。如土地污染、土地沙化、土地鹽堿化、草原退化,耕作土壤肥力下降等,這些問(wèn)題都嚴(yán)重威脅著大慶市的土地生態(tài)安全。因此,開(kāi)展土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展研究,對(duì)大慶市生態(tài)建設(shè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義,也為大慶市土地利用提供科學(xué)依據(jù),進(jìn)而促進(jìn)土地利用與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

引言土地生態(tài)安全是區(qū)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)建和諧社會(huì)的基礎(chǔ),土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)對(duì)于區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的長(zhǎng)期協(xié)調(diào)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。土地生態(tài)安全越來(lái)越受到人們的重視,已經(jīng)成為當(dāng)前土地資源可持續(xù)利用研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。以陜西銅川市為研究區(qū),擬構(gòu)建土地生態(tài)安全指標(biāo)體系,定量評(píng)價(jià)其土地生態(tài)安全程度,在分析原因的基礎(chǔ)上提出生態(tài)安全建設(shè)對(duì)策,為該區(qū)土地生態(tài)

從影響土地生態(tài)安全的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)3個(gè)方面選取了17項(xiàng)指標(biāo),構(gòu)建了安康市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系,并應(yīng)用投影尋蹤模型進(jìn)行了相應(yīng)探討。結(jié)果表明：2001^2011年安康市投影值從0.5427上升到3.2170,土地生態(tài)安全度不斷提高。安康市土地生態(tài)安全的威脅主要源于土地經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)土地社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)的限制作用不斷減小;其中人均水資源率、人口密度、單位面積糧食產(chǎn)量、單位面積農(nóng)林牧漁產(chǎn)值、單位面積機(jī)械化水平等因子成為安康市土地生態(tài)安全的主要限制因素。

為了探求安陽(yáng)市土地生態(tài)安全狀況,運(yùn)用主成分分析方法,選取12個(gè)指標(biāo)建立安陽(yáng)市土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)體系,對(duì)安陽(yáng)市土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià).結(jié)果表明,社會(huì)發(fā)展因素、能源消耗與工業(yè)廢物排放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展是影響安陽(yáng)市土地生態(tài)安全的3個(gè)主要因素.2014年安陽(yáng)市龍安區(qū)、林州市和安陽(yáng)縣的土地狀況為良好,湯陰縣土地安全處于預(yù)警狀態(tài),文峰區(qū)處于中度警戒狀態(tài),而內(nèi)黃縣、殷都區(qū)和北關(guān)區(qū)處于重度警戒狀態(tài).安陽(yáng)市土地生態(tài)安全形勢(shì)嚴(yán)峻,必須采取措施,確保土地生態(tài)安全.

[目的]對(duì)重慶市土地生態(tài)安全定量化評(píng)價(jià)做出初步探索，為重慶土地生態(tài)安全研究和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供方法借鑒和理論參考。[方法]構(gòu)建基于驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)（dpsir）概念框架的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，借助灰色關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行賦權(quán)，構(gòu)建土地生態(tài)安全指數(shù)對(duì)重慶市1997-2012年土地生態(tài)安全指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]1997-1998年重慶土地生態(tài)安全處于敏感狀態(tài)，1999-2002年處于較安全狀態(tài)，2003-2009年處于敏感狀態(tài)，2010，2011年為不安全狀態(tài)，2012年為敏感狀態(tài)。重慶市土地生態(tài)安全整體呈現(xiàn)緩慢的下降趨勢(shì)，形勢(shì)不容更樂(lè)觀；重慶市土地生態(tài)安全的驅(qū)動(dòng)力生態(tài)安全指數(shù)和壓力生態(tài)安全指數(shù)呈現(xiàn)出輕微波動(dòng)的整體下降趨勢(shì)；狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)呈現(xiàn)整體增長(zhǎng)趨勢(shì)；影響安全指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)變化狀態(tài)。[結(jié)論]通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、環(huán)境保護(hù)力度及資金投入的加大以及技術(shù)的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)，提高森林覆蓋率，加強(qiáng)對(duì)土地生態(tài)安全的響應(yīng)力度，是重慶市土地生態(tài)安全的根本保障。該評(píng)價(jià)模型和指標(biāo)體系適用性較強(qiáng)，評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀，是土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的可用方法。

為進(jìn)一步了解四川省土地生態(tài)安全現(xiàn)狀,基于p-s-r模型建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,選取熵權(quán)法和物元法對(duì)四川省18個(gè)地級(jí)市土地生態(tài)安全做出評(píng)價(jià),結(jié)果表明:成都土地生態(tài)安全級(jí)別為\"臨界安全\

[目的]通過(guò)研究寧夏自治區(qū)青銅峽市的土地生態(tài)安全發(fā)展?fàn)顩r,為該市的土地生態(tài)安全及其可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)的參考依據(jù)。[方法]綜合運(yùn)用熵權(quán)法、p-s-r模型、綜合指數(shù)法、地理探測(cè)器和gm(1,1)預(yù)測(cè)模型等方法對(duì)該區(qū)域土地生態(tài)安全、安全等級(jí)以及影響土地生態(tài)安全的主要因子進(jìn)行評(píng)價(jià)研究,并對(duì)其未來(lái)9a的土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)。[結(jié)果](1)青銅峽市土地生態(tài)安全綜合指數(shù)在研究期間整體呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢(shì)。2006—2009年土地生態(tài)安全指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)下降的態(tài)勢(shì),由2006年的0.4463下降到2009年的0.4191；2009—2016年青銅峽市土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)值不斷上升,由2009年的0.419上升到2016年的0.5051,其安全等級(jí)始終保持為臨界安全,研究期間青銅峽市土地生態(tài)安全整體水平不斷提高和改善。(2)通過(guò)地理探測(cè)器診斷得出人口密度、農(nóng)用化肥使用量、廢水排放量、萬(wàn)元gdp能耗、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量、建成區(qū)綠化覆蓋率、水利、環(huán)保設(shè)施投資占gdp的比率等要素是青銅峽市土地生態(tài)安全的主要影響因素。(3)利用gm(1,1)預(yù)測(cè)模型對(duì)青銅峽市未來(lái)9a土地生態(tài)安全發(fā)展水平進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明2017—2025年該區(qū)域土地生態(tài)安全水平不斷上升,但其安全等級(jí)不高,仍處于臨界狀態(tài),有待于提高和改善。[結(jié)論]研究期間青銅峽市土地生態(tài)安全波動(dòng)變化明顯,但總體上呈上升趨勢(shì),土地生態(tài)安全得到明顯提升和改善。

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,土地利用強(qiáng)度和利用方式發(fā)生了變化,造成了土地污染和人地矛盾的加劇。因此,文章采用主成分分析法對(duì)2013年長(zhǎng)沙市土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià),選取了8項(xiàng)代表性的評(píng)價(jià)因子,構(gòu)建長(zhǎng)沙市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系。結(jié)果顯示：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口結(jié)構(gòu)、城市化水平是影響長(zhǎng)沙市生態(tài)安全狀況的關(guān)鍵因素,其他生態(tài)保護(hù)措施對(duì)于改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境同樣具有明顯作用,據(jù)此提出相關(guān)建議。

以重慶市為研究對(duì)象,構(gòu)建了由壓力、狀態(tài)和響應(yīng)3個(gè)要素組成的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用熵權(quán)法和物元模型對(duì)重慶市2005-2013年的土地生態(tài)安全作出分析和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,2005-2013年重慶市土地生態(tài)安全綜合關(guān)聯(lián)度都為負(fù)值,均在（-1,0）區(qū)間,表明重慶市土地生態(tài)安全狀況均未達(dá)到所在的等級(jí),但都具備轉(zhuǎn)化為所在評(píng)價(jià)等級(jí)的條件,2005-2007、2009-2013年的土地生態(tài)安全能夠向安全轉(zhuǎn)化,2008年的土地生態(tài)安全能夠向基本安全轉(zhuǎn)化,重慶市土地生態(tài)安全的大致發(fā)展趨勢(shì)是向較安全級(jí)別轉(zhuǎn)化,與重慶市社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)良好有密切關(guān)系。

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是目前關(guān)于土地利用/覆被變化(lucc)研究的重點(diǎn)內(nèi)容與熱點(diǎn)問(wèn)題。筆者首先回顧前人對(duì)生態(tài)安全概念的不同闡釋,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)查詢與梳理,提出生態(tài)安全及土地生態(tài)安全的概念與理論體系。其次以晉西北地區(qū)為例,結(jié)合區(qū)域土地利用變化特點(diǎn),選取自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)3方面的20個(gè)指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。最后,列舉當(dāng)前土地生態(tài)安全研究中普遍存在的一些問(wèn)題,展望中國(guó)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究未來(lái)發(fā)展特點(diǎn)與趨勢(shì)。

為進(jìn)一步明確甘肅省土地生態(tài)安全狀況,借助于n-e-s模式建立甘肅省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型,并通過(guò)熵權(quán)物元模型對(duì)甘肅省2011~2015年的土地生態(tài)安全關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明,2011~2015年甘肅省土地生態(tài)安全狀況整體好轉(zhuǎn)。2011年到2014年均處于臨界安全狀態(tài),但2012年甘肅省岷縣受\"5.10\"特大冰雹山洪泥石流災(zāi)害影響,土地生態(tài)安全水平較2011年有所下降;2014年受伏旱、霜凍影響,土地生態(tài)安全水平較2013年有小幅度下降;2015年處于安全狀態(tài)。綜合分析發(fā)現(xiàn),熵權(quán)物元模型能夠很好的反映甘肅省的土地生態(tài)安全狀況,對(duì)今后的土地利用提供了一定的引導(dǎo)作用。

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是當(dāng)前土地生態(tài)安全研究的熱點(diǎn)之一,但已有的研究多以行政區(qū)劃為基本單元,研究尺度涉及省級(jí)以及市縣級(jí),較少涉及城市圈的土地生態(tài)安全問(wèn)題。以武漢城市圈為研究對(duì)象,基于psr模型框架體系構(gòu)建了武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并利用熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)法分析了該區(qū)域2000年—2012年的土地生態(tài)安全變化狀況。結(jié)果表明,武漢城市圈的土地生態(tài)安全呈現(xiàn)先惡化后好轉(zhuǎn)的趨勢(shì),2009年—2012年處于臨界安全狀態(tài);研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)狀態(tài)子系統(tǒng)和壓力子系統(tǒng)的依賴程度較高,在調(diào)控時(shí),應(yīng)該積極關(guān)這兩個(gè)子系統(tǒng)下各因子的變化和作用。

根據(jù)呼和浩特市土地生態(tài)資源現(xiàn)狀,從自然、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)3個(gè)方面選取了20個(gè)指標(biāo),構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.采用主成分分析法對(duì)2009～2015年呼和浩特市土地生態(tài)安全進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明,2009～2015年呼和浩特市土地生態(tài)安全狀況是逐年走低的.人均gdp、人均公共綠化面積、工業(yè)產(chǎn)業(yè)比重及農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)等因子是影響呼和浩特土地生態(tài)安全的關(guān)鍵因素,保護(hù)農(nóng)牧區(qū)土地質(zhì)量、防治土地退化是保護(hù)土地生態(tài)安全的根本.

采用p-s-r模型,以生態(tài)安全評(píng)價(jià)理論為基礎(chǔ),根據(jù)貴陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒等一系列資料數(shù)據(jù)構(gòu)建3個(gè)層次共16個(gè)指標(biāo)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并運(yùn)用spss主成分分析法對(duì)2010~2014年貴陽(yáng)市的生態(tài)安全現(xiàn)狀進(jìn)行分析和綜合評(píng)價(jià),結(jié)果顯示:2010~2014年貴陽(yáng)市土地生態(tài)安全水平總體呈現(xiàn)波動(dòng)變化的遞增發(fā)展趨勢(shì),土地生態(tài)安全水平呈現(xiàn)大幅度上升的趨勢(shì),處于發(fā)展階段,并提出了一系列減輕壓力指標(biāo)、提高響應(yīng)指標(biāo)的措施。

結(jié)合長(zhǎng)春市土地資源現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況,從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3個(gè)方面共選取了15個(gè)因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用主成分分析法,運(yùn)用spss22.0軟件,對(duì)2008—2014年長(zhǎng)春市的土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,2008—2014年長(zhǎng)春市的土地生態(tài)安全變化趨勢(shì)分為3個(gè)時(shí)期:2008—2009年為下降期;2009—2012年為迅速增長(zhǎng)期;2012—2014年為平穩(wěn)上升期;總體呈現(xiàn)波動(dòng)遞增的趨勢(shì),土地生態(tài)環(huán)境安全狀況改善顯著,土地生態(tài)安全等級(jí)由極不安全的ⅴ級(jí)轉(zhuǎn)變至理想安全的ⅰ級(jí),處于良好發(fā)展階段。

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)作為一種對(duì)目標(biāo)地區(qū)生態(tài)安全性進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)的科學(xué)手段,對(duì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)安全潛在危險(xiǎn),指導(dǎo)當(dāng)?shù)夭扇∠鄳?yīng)改進(jìn)措施改善生態(tài)環(huán)境等工作具有重要作用.通過(guò)運(yùn)用主成分分析法對(duì)滁州市各縣市區(qū)土地生態(tài)安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià),得出目前各地區(qū)生態(tài)安全狀況,并針對(duì)性的提出了幾點(diǎn)解決措施.

土地工程學(xué)科的提出,為人類解決土地生態(tài)化問(wèn)題提供了新的理論支撐和生態(tài)化的解決方案,其研究的核心內(nèi)容為土體有機(jī)重構(gòu)。本文探討了土地工程研究的內(nèi)容及意義、土體材料研究及信息化在土地工程中的應(yīng)用等方面的內(nèi)容,以期為后續(xù)進(jìn)一步豐富和完善土體有機(jī)重構(gòu)理論提供意見(jiàn)和建議。

　　倡山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（y２００４e０５）資助 收稿日期：２００５唱０５唱１４　改回日期：２００５唱１０唱１１ 山東省棗莊市中區(qū)土地資源生態(tài)安全評(píng)價(jià) 倡 韓　美　高桂芹 （山東師范大學(xué)人口·資源與環(huán)境學(xué)院　濟(jì)南　２５００１４） 摘　要　研究探討了區(qū)域土地資源生態(tài)安全的概念、特性及量化方法，并選取２４個(gè)指標(biāo)，利用生態(tài)安全模型對(duì)棗 莊市中區(qū)２年現(xiàn)狀年（１９９８年和２００３年）的生態(tài)安全值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明１９９８年的生態(tài)安全值屬于第一類“惡 劣類”，２００３年屬第二類“較差類”，說(shuō)明該區(qū)２００３年較１９９８年土地資源生態(tài)安全已有明顯改善。 關(guān)鍵詞　棗莊市中區(qū)　土地資源　生態(tài)安全　評(píng)價(jià) evaluationofecologicalsecurityoflandr

土地生態(tài)安全關(guān)乎人類的生存與發(fā)展,是土地資源可持續(xù)利用的核心。針對(duì)西安市的土地利用特點(diǎn),選取自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面的15項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),從經(jīng)濟(jì)可行性指數(shù)(ei)、非社會(huì)可接受性指數(shù)(nsi)和非資源環(huán)境合理性指數(shù)(nrei)三方面構(gòu)建了三角模型,對(duì)西安市2005—2013年土地生態(tài)安全的狀態(tài)和趨勢(shì)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:(1)三角模型在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)方面具有可行性;(2)西安市土地生態(tài)安全狀態(tài)向積極方向發(fā)展。從2005年的不安全狀態(tài),演變?yōu)榱?013年的一般安全轉(zhuǎn)態(tài);(3)西安市土地生態(tài)安全的變化相對(duì)有弱安全趨勢(shì)→很安全趨勢(shì)→一般安全趨勢(shì)→很安全趨勢(shì)→弱安全趨勢(shì)五種變化趨勢(shì),總的來(lái)說(shuō)是趨于向安全的方向發(fā)展,說(shuō)明西安市土地利用日趨合理。

基于改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)模型,建立驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)天水市1995—2015年土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:1995—2006年天水市土地狀況處于敏感狀態(tài),2007年、2009年為較安全狀態(tài),2013—2015年為較安全狀態(tài),2010—2012年處于敏感狀態(tài),2008年為敏感狀態(tài)。從各因子層來(lái)看,城市化水平驅(qū)動(dòng)力、農(nóng)藥和地膜使用壓力、第三產(chǎn)業(yè)影響及工業(yè)廢水排放響應(yīng)對(duì)天水市土地生態(tài)安全的作用較大,城市生態(tài)環(huán)境及工業(yè)廢水的污染是土地質(zhì)量存在危險(xiǎn)的重要原因。天水市土地生態(tài)安全整體呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì),為較安全狀態(tài),土地質(zhì)量狀況良好;政府應(yīng)在今后的開(kāi)發(fā)過(guò)程中減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)土地環(huán)境的壓力,加強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境保護(hù),確保區(qū)域資源的可持續(xù)利用。

土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)是進(jìn)行城市生態(tài)規(guī)劃的基礎(chǔ)。根據(jù)土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果可對(duì)城市建設(shè)用地進(jìn)行劃分。以長(zhǎng)春市為例,綜合考慮地質(zhì)、水文、植物、土地利用等因子,對(duì)不同因子賦予不同的權(quán)重值,采用層次分析法(ahp)和gis手段相結(jié)合的方法,將各因子進(jìn)行加權(quán)疊加計(jì)算,可得出長(zhǎng)春市土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià),并將其劃分為保護(hù)區(qū)、保育區(qū)、緩沖區(qū)和適宜建設(shè)區(qū);為合理有效地安排土地資源利用方式和長(zhǎng)春市生態(tài)規(guī)劃土地類型提供依據(jù)。從保證自然生態(tài)系統(tǒng)和人居生態(tài)系統(tǒng)和諧共處的角度為城市土地利用提出建議,為下一步進(jìn)行城市生態(tài)規(guī)劃提供有益補(bǔ)充和嘗試。