主成分分析的貴陽市土地生態(tài)安全評價

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)濟與社會3個方面選取了20個指標,構建了評價指標體系.采用主成分分析法對2009～2015年呼和浩特市土地生態(tài)安全進行分析,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)資料價格指數(shù)等因子是影響呼和浩特土地生態(tài)安全的關鍵因素,保護農(nóng)牧區(qū)土地質(zhì)量、防治土地退化是保護土地生態(tài)安全的根本.

結(jié)合長春市土地資源現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟發(fā)展的實際情況,從自然、經(jīng)濟、社會3個方面共選取了15個因素作為評價指標,采用主成分分析法,運用spss22.0軟件,對2008—2014年長春市的土地生態(tài)安全狀況進行評價。結(jié)果表明,2008—2014年長春市的土地生態(tài)安全變化趨勢分為3個時期:2008—2009年為下降期;2009—2012年為迅速增長期;2012—2014年為平穩(wěn)上升期;總體呈現(xiàn)波動遞增的趨勢,土地生態(tài)環(huán)境安全狀況改善顯著,土地生態(tài)安全等級由極不安全的ⅴ級轉(zhuǎn)變至理想安全的ⅰ級,處于良好發(fā)展階段。

土地生態(tài)安全評價作為一種對目標地區(qū)生態(tài)安全性進行分析、評價及預測的科學手段,對發(fā)現(xiàn)當?shù)厣鷳B(tài)安全潛在危險,指導當?shù)夭扇∠鄳倪M措施改善生態(tài)環(huán)境等工作具有重要作用.通過運用主成分分析法對滁州市各縣市區(qū)土地生態(tài)安全情況進行評價,得出目前各地區(qū)生態(tài)安全狀況,并針對性的提出了幾點解決措施.

依據(jù)1999～2008年吉安市土地利用變化生態(tài)安全評價指標數(shù)據(jù),對所選取的逆向指標運用倒數(shù)法進行正向化處理,采用指數(shù)法對所選指標進行標準化,以年為單位進行主成分分析,得到1999～2008年土地利用變化生態(tài)安全度相關數(shù)據(jù)fb;遵循科學性、整體性、層次性、實用性、動態(tài)性原則,建立了吉安市土地利用變化生態(tài)安全評價指標體系;借助主成分分析法和評價模型計算出吉安市土地利用自然資源安全指數(shù)、土地利用社會經(jīng)濟安全指數(shù)、土地利用生態(tài)環(huán)境安全指數(shù)以及土地利用生態(tài)安全度4個參數(shù);通過分析得出吉安市土地利用變化生態(tài)安全度整體上呈現(xiàn)出上升的趨勢,上升趨勢減緩,同時得出吉安市土地利用變化生態(tài)安全水平較低,安全度值為0.645,僅僅處于弱度安全區(qū)域,需要加強監(jiān)控和維護。

隨著20世紀60年代大慶油田的全面開發(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)境帶來了一系列嚴重后果。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,這些問題都嚴重威脅著大慶市的土地生態(tài)安全。因此,開展土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展研究,對大慶市生態(tài)建設具有重要現(xiàn)實意義,也為大慶市土地利用提供科學依據(jù),進而促進土地利用與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)合長江經(jīng)濟帶城市的生態(tài)特點，基于驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應摸型構建具有長江經(jīng)濟帶特色的生態(tài)安全評價指標體系，通過主成分分析方法求取指標權重，運用灰色系統(tǒng)理論建立生態(tài)安全評價模型；以武漢市作為實證研究對象，對其近10年的生態(tài)安全狀況進行評價；并根據(jù)評價結(jié)果，提出相應的對策建議。研究結(jié)果表明：武漢市2001-2014年間生態(tài)安全水平總體呈上升趨勢，其中2014年生態(tài)安全水平最佳，達到良好水平。

針對土地生態(tài)安全評價所涉及的評價指標眾多,數(shù)據(jù)量較大,評價體系具有明顯的高維、非線性的特點。本文采用投影尋蹤法構建土地生態(tài)安全評價模型,并應用模擬退火算法優(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算評價區(qū)域的土地生態(tài)安全度及主要影響要素。該模型在實際應用中取得了較為滿意的效果,評價結(jié)果客觀科學,過程清晰,可操作性強,為土地生態(tài)安全評價提供了一種可供借鑒的方法和思路。

本文基于p-s-r模型,構建常州市土地生態(tài)安全評價指標體系；運用熵權法求取指標權重,構建常州市土地生態(tài)安全評價模型,對常州市2005～2015年的土地生態(tài)安全狀況進行綜合評價。結(jié)果表明:2005～2015年11年間常州市土地生態(tài)安全值由2005年的0.3819上升至2015年的0.6276,安全值變化幅度較大,安全等級由ⅳ級\"較不安全\"上升至ⅲ級\"臨界安全\"。盡管土地生態(tài)壓力略有上升,但是在土地生態(tài)響應不斷加大的情況下,土地生態(tài)狀態(tài)仍然逐漸轉(zhuǎn)好。未來常州市應深入實施和落實耕地保護政策,繼續(xù)加大土地污染治理和環(huán)境保護力度、優(yōu)化土地開發(fā)利用發(fā)展方式和結(jié)構,并推進土地節(jié)約集約化利用,不斷提升常州市土地生態(tài)安全水平,實現(xiàn)土地資源可持續(xù)發(fā)展。

生態(tài)安全是有關人類生存和發(fā)展的一個重大課題。城市生態(tài)安全是地區(qū)和國家生態(tài)安全的基礎和核心,作為人口高度集聚的復合生態(tài)系統(tǒng),城市生態(tài)系統(tǒng)具有一定的脆弱性和不穩(wěn)定性。基于psr模型構建了城市生態(tài)安全評價指標體系,探討了主成分分析方法在城市生態(tài)安全評價中的應用。以上海市為例,從一定時間尺度上(1999～2005年)評價了城市生態(tài)安全狀況,探求了影響城市生態(tài)安全的關鍵要素,為城市生態(tài)安全管理提供了科學依據(jù)和指導。

土地承載力是土地利用空間結(jié)構優(yōu)化和區(qū)域協(xié)同發(fā)展的基礎要素。構建貴陽市土地承載力指標體系,采用均方差權數(shù)決策法和線性回歸模型對貴陽市土地承載力進行評價和預測。結(jié)果顯示：2007～2013年,貴陽市土地承載力指數(shù)變化呈先緩慢下降后緩慢上升趨勢;土地承載力指數(shù)與分項承載力指數(shù)在年份之間的增幅有一定的差異;根據(jù)預測,2014～2025年,土地承載力總體呈波動上升趨勢,但社會承載力和生態(tài)承載力持續(xù)下降。從優(yōu)化土地利用效率、加強生態(tài)建設等方面提高貴陽市土地承載力水平。

從影響土地生態(tài)安全的自然、社會、經(jīng)濟3個方面選取了17項指標,構建了安康市土地生態(tài)安全評價體系,并應用投影尋蹤模型進行了相應探討。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)濟生態(tài)系統(tǒng),同時土地社會生態(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。

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土地資源是人類賴以生存的資本,土地利用生態(tài)安全問題也日益被重視。該文采用主成分聚類分析的方法對土地利用生態(tài)安全進行評價并分類。先建立土地利用生態(tài)安全評價的指標體系,然后用主成分分析剔除存在相關性、信息重疊的指標,再利用主成分分析得到的具有代表性的主成分指標代替原來的評價指標,對土地利用生態(tài)安全進行聚類分析,所得結(jié)果客觀,為土地利用生態(tài)安全評價提供參考依據(jù)。

[目的]對重慶市土地生態(tài)安全定量化評價做出初步探索，為重慶土地生態(tài)安全研究和生態(tài)環(huán)境建設提供方法借鑒和理論參考。[方法]構建基于驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應（dpsir）概念框架的土地生態(tài)安全評價指標體系，借助灰色關聯(lián)模型進行賦權，構建土地生態(tài)安全指數(shù)對重慶市1997-2012年土地生態(tài)安全指數(shù)進行評價。[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，形勢不容更樂觀；重慶市土地生態(tài)安全的驅(qū)動力生態(tài)安全指數(shù)和壓力生態(tài)安全指數(shù)呈現(xiàn)出輕微波動的整體下降趨勢；狀態(tài)指數(shù)和響應指數(shù)呈現(xiàn)整體增長趨勢；影響安全指數(shù)呈現(xiàn)波動變化狀態(tài)。[結(jié)論]通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構的調(diào)整、環(huán)境保護力度及資金投入的加大以及技術的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術改進，提高森林覆蓋率，加強對土地生態(tài)安全的響應力度，是重慶市土地生態(tài)安全的根本保障。該評價模型和指標體系適用性較強，評價結(jié)果較為客觀，是土地生態(tài)安全評價的可用方法。

以重慶市為研究對象,構建了由壓力、狀態(tài)和響應3個要素組成的土地生態(tài)安全評價指標體系,采用熵權法和物元模型對重慶市2005-2013年的土地生態(tài)安全作出分析和評價。結(jié)果表明,2005-2013年重慶市土地生態(tài)安全綜合關聯(lián)度都為負值,均在（-1,0）區(qū)間,表明重慶市土地生態(tài)安全狀況均未達到所在的等級,但都具備轉(zhuǎn)化為所在評價等級的條件,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)展趨勢是向較安全級別轉(zhuǎn)化,與重慶市社會經(jīng)濟快速發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護良好有密切關系。

在構建環(huán)洞庭湖區(qū)城市土地集約利用評價指標體系的基礎上,利用主成分分析法計算環(huán)洞庭湖區(qū)各城市歷年土地集約利用程度。結(jié)果表明:環(huán)洞庭湖區(qū)的3個地級城市(益陽、岳陽、常德)土地集約利用水平呈不斷上升趨勢,土地集約化利用趨勢越來越明顯,土地利用狀況也越來越合理。不同城市之間土地集約利用差異顯著,常德市相對最優(yōu),岳陽市次之,益陽市第三。

大慶市一座因石油而興起的大城市,石油開采工作的進行,給國家提供了優(yōu)質(zhì)的石油資源,進行石油銷售也提高了大慶的經(jīng)濟水平,石油經(jīng)濟是大慶市gdp的重要組成部分,占有相當大的比例。石油的開發(fā)給大慶帶來巨大的經(jīng)濟利益的同時,對生態(tài)環(huán)境也造成了極大的破壞,尤其是土地的生態(tài)安全問題,面臨著重大的考驗。做到經(jīng)濟發(fā)展和土地生態(tài)建設的同步發(fā)展,是大慶市實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要解決的一個重要問題。

土地生態(tài)安全評價是當前土地生態(tài)安全研究的熱點之一,但已有的研究多以行政區(qū)劃為基本單元,研究尺度涉及省級以及市縣級,較少涉及城市圈的土地生態(tài)安全問題。以武漢城市圈為研究對象,基于psr模型框架體系構建了武漢城市圈土地生態(tài)安全評價指標體系,并利用熵權灰色關聯(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,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,應該積極關這兩個子系統(tǒng)下各因子的變化和作用。

土地生態(tài)安全關乎人類的生存與發(fā)展,是土地資源可持續(xù)利用的核心。針對西安市的土地利用特點,選取自然、經(jīng)濟、社會各方面的15項評價指標,從經(jīng)濟可行性指數(shù)(ei)、非社會可接受性指數(shù)(nsi)和非資源環(huán)境合理性指數(shù)(nrei)三方面構建了三角模型,對西安市2005—2013年土地生態(tài)安全的狀態(tài)和趨勢進行了動態(tài)評價。結(jié)果表明:(1)三角模型在土地生態(tài)安全評價方面具有可行性;(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)安全的變化相對有弱安全趨勢→很安全趨勢→一般安全趨勢→很安全趨勢→弱安全趨勢五種變化趨勢,總的來說是趨于向安全的方向發(fā)展,說明西安市土地利用日趨合理。

在分析研究國內(nèi)外有關土地集約利用評價文獻的基礎上,建立了包含土地投入強度、土地利用強度、土地經(jīng)濟效益、土地社會效益以及土地可持續(xù)發(fā)展效益五大子系統(tǒng)的土地集約利用評價指標體系。并通過spss19.0軟件對全國31個省、自治區(qū)、直轄市的2012年的備選指標集進行數(shù)據(jù)預處理來確立各子系統(tǒng)指標集內(nèi)有效指標,運用主成分分析法對我國城市土地集約利用進行評價,并在評價結(jié)果的基礎上提出了相應的對策與建議。

基于主成分分析法的城市土地利用潛力評價

基于改進的灰色關聯(lián)模型,建立驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應評價指標體系,對天水市1995—2015年土地生態(tài)安全狀況進行評價。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)。從各因子層來看,城市化水平驅(qū)動力、農(nóng)藥和地膜使用壓力、第三產(chǎn)業(yè)影響及工業(yè)廢水排放響應對天水市土地生態(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)量存在危險的重要原因。天水市土地生態(tài)安全整體呈緩慢增長趨勢,為較安全狀態(tài),土地質(zhì)量狀況良好;政府應在今后的開發(fā)過程中減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對土地環(huán)境的壓力,加強土地生態(tài)環(huán)境保護,確保區(qū)域資源的可持續(xù)利用。