土地生态安全预警系统设计与实现
发布时间：2021-06-05 22:43
土地生态安全问题是区域生态安全的核心问题之一。定量化、可视化、自动化的评价和预测土地生态安全状况并进行实时预警,对土地资源的可持续利用具有重要意义。本文以河北省为研究实例,基于PSR（压力、状态、响应）模型构建了土地生态安全评价指标体系,采用投影寻踪模型对土地生态安全状况进行评价,采用主成分相关分析法诊断土地生态安全的主要影响因子,采用空间差异系数模型分析了土地生态安全的时空格局,采用马尔科夫预测模型对土地生态安全水平进行预测,通过划分土地生态安全预警等级建立了预警机制,并利用MATLAB的图形用户界面（GUI）开发了土地生态安全预警系统。结果表明:1)2010—2018年,河北省土地生态安全指数呈不断增长态势,由0.300上升到0.611,年均增长率为12.92%,土地生态安全状态由"恶化级"转变为"敏感级",预警等级由"巨警"转变为"中警",土地生态安全总体水平仍然较低。2)土地生态安全主要限制因子是人口密度、工业化率、单位播种面积农药负荷、单位土地工业三废负荷、城市建设用地比重、工业用地比重和GDP能耗等。3)河北省各地级市土地生态安全区域差异性不断缩小,近年趋于平稳,至2018...
【文章来源】：中国生态农业学报(中英文). 2020,28(06)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
土地生态安全预警系统组织结构Fig.1Organizationstructureoflandecologicalsecuritywarningsystemhttp://www.ecoagri.ac.cn
940中国生态农业学报(中英文)2020第28卷http://www.ecoagri.ac.cn图2河北省土地生态安全综合指数与各评价指标相关性Fig.2CorrelationbetweenlandecologicalsecurityindexandeachevaluationindexinHebeiProvince各评价指标名称见表1。Thenamesoftheindexesareshowninthetable1.警等级为“中警”。以上地区是河北省工业发达区,交通便利,吸引大量工业企业投资设厂,导致大量工业三废排放,土地质量急剧下降。人口密度大,对水、粮食等资源的需求量巨大,土地承载力大。此外,以上地区也是粮食主产区,农药化肥使用量偏大,土地生态安全度低。衡水市、邯郸市土地生态安全状态处于“风险级”,预警等级为“重警”。衡水市人均耕地面积少,且单位耕地化肥农药使用量超标,加之经济快速发展,建设用地需求量大,影响了该市土地生态安全水平。邯郸市为河北省传统工业城市,具有丰富煤炭资源,第二产业占据非常大的比重,存在大量高污染、高能耗企业和工厂,工业三废排放量大,对土地生态安全造成极大压力。3.4土地生态安全预测3.4.1土地生态安全预测结果利用开发的土地生态安全预警系统对河北省土地生态安全状况进行中短期预测。由表5可知,2019—2025年,河北省土地生态安全综合指数将呈稳步上升趋势,到2025年为0.834,土地生态安全状态达到“较安全级”,预警等级为“轻警”。说明今后几年河北省土地生态朝着良性方向发展的潜力较大。在城镇化加速推进的同时,随着产业结构的不断升级,更加科学的土地利用规划的实施,土地节约和集约利用程度的提高,
第6期张成等:土地生态安全预警系统设计与实现941http://www.ecoagri.ac.cn图42018年河北省土地生态安全空间格局Fig.4SpatialpatternoflandecologicalsecurityofcitiesinHebeiProvincein20182)应用该系统对河北省土地生态安全状况进行实证研究。评价结果表明,2010—2018年,河北省土地生态安全指数呈不断增长态势,由0.300上升到0.611;土地生态安全状态由“恶化级”转变为“敏感级”,预警等级由“巨警”转变为“中警”,但土地生态安全总体水平仍然较低。从障碍因子来看,河北省土地生态安全主要制约因素是人口密度、工业化率、单位播种面积农药负荷、单位土地工业三废负荷、城市建设用地比重、工业用地比重和万元GDP能耗等。从空间格局来看,河北省各地级市土地生态安全区域差异性在不断缩小,近年趋于平稳。至2018年,土地生态安全空间差异系数为32.54%,各市之间的差异性仍然不能忽视;大部分地级市土地生态安全状态处于“敏感级”,预警等级为“中警”,土地生态安全水平有待进一步提高。预测结果表明,2019—2025年,河北省土地生态安全指数呈稳步上升趋势,至2025年为0.834,达到“较安全级”,预警等级为“轻警”,今后几年河北省土地生态系统保持良好的态势。4.2问题与展望4.2.1进一步完善评价指标体系,建立动态预警系统本文基于PSR模型构建了土地生态安全评价指标体系,政府土地利用政策、土地法规等难以量化的指标未加考虑,今后需要进一步将一些定性的指标进行有效的量化,以建立更科学的评价指标体系。本文在选取评价指标时?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Evaluation on Urban Land Ecological Security Based on the PSR Model and Matter-Element Analysis: A Case Study of Zhuhai, Guangdong, China[J]. LI Shuang. Journal of Landscape Research. 2019(03)
[2]基于正态云模型的吉林省耕地生态安全诊断[J]. 刘宝涛,王鑫淼,刘帅,郄瑞卿. 地域研究与开发. 2019(03)
[3]湖北省土地生态安全预警评价及调控[J]. 余文波,蔡海生,张莹,吕博兰. 环境科学与技术. 2018(02)
[4]基于Matlab GUI的机车车轴强度的初步评价系统[J]. 于文涛,徐传波,王秋实. 中国工程机械学报. 2018(01)
[5]基于Matlab GUI的三容水箱液位实时监控系统设计[J]. 朱飞宇,徐志宇,黄国辉. 实验室研究与探索. 2017(09)
[6]河北滨海盐碱土地生态安全评价[J]. 于淑会,周向莉,卿冀川,陈子康,郭爱请,秦岭. 中国生态农业学报. 2017(05)
[7]1990—2012年榆林市土地生态风险综合评价[J]. 任志远,孙艺杰,吴林筱. 中国生态农业学报. 2017(05)
[8]基于RBF神经网络模型的土地生态安全预警——以甘肃省张掖市为例[J]. 陈英,孔喆,路正,王东,邱晓娜,闵文婧,杨润慈. 干旱地区农业研究. 2017(01)
[9]基于不同评价模型的土地生态安全评价——以山东半岛蓝色经济区为例[J]. 周迎雪,李贻学,孙仪阳,姜怀龙. 中国人口·资源与环境. 2016(S2)
[10]基于PSR-TOPSIS模型的宁夏回族自治区土地生态安全评价[J]. 王磊,郭灿,李慧明. 水土保持研究. 2016(06)
硕士论文
[1]基于生态足迹的土地生态安全综合评价模型构建及应用[D]. 陈章.武汉科技大学 2019
[2]扬州市土地生态安全评价及趋势预测研究[D]. 魏衍英.南京农业大学 2014
本文编号：3213059
【文章来源】：中国生态农业学报(中英文). 2020,28(06)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
土地生态安全预警系统组织结构Fig.1Organizationstructureoflandecologicalsecuritywarningsystemhttp://www.ecoagri.ac.cn
940中国生态农业学报(中英文)2020第28卷http://www.ecoagri.ac.cn图2河北省土地生态安全综合指数与各评价指标相关性Fig.2CorrelationbetweenlandecologicalsecurityindexandeachevaluationindexinHebeiProvince各评价指标名称见表1。Thenamesoftheindexesareshowninthetable1.警等级为“中警”。以上地区是河北省工业发达区,交通便利,吸引大量工业企业投资设厂,导致大量工业三废排放,土地质量急剧下降。人口密度大,对水、粮食等资源的需求量巨大,土地承载力大。此外,以上地区也是粮食主产区,农药化肥使用量偏大,土地生态安全度低。衡水市、邯郸市土地生态安全状态处于“风险级”,预警等级为“重警”。衡水市人均耕地面积少,且单位耕地化肥农药使用量超标,加之经济快速发展,建设用地需求量大,影响了该市土地生态安全水平。邯郸市为河北省传统工业城市,具有丰富煤炭资源,第二产业占据非常大的比重,存在大量高污染、高能耗企业和工厂,工业三废排放量大,对土地生态安全造成极大压力。3.4土地生态安全预测3.4.1土地生态安全预测结果利用开发的土地生态安全预警系统对河北省土地生态安全状况进行中短期预测。由表5可知,2019—2025年,河北省土地生态安全综合指数将呈稳步上升趋势,到2025年为0.834,土地生态安全状态达到“较安全级”,预警等级为“轻警”。说明今后几年河北省土地生态朝着良性方向发展的潜力较大。在城镇化加速推进的同时,随着产业结构的不断升级,更加科学的土地利用规划的实施,土地节约和集约利用程度的提高,
第6期张成等:土地生态安全预警系统设计与实现941http://www.ecoagri.ac.cn图42018年河北省土地生态安全空间格局Fig.4SpatialpatternoflandecologicalsecurityofcitiesinHebeiProvincein20182)应用该系统对河北省土地生态安全状况进行实证研究。评价结果表明,2010—2018年,河北省土地生态安全指数呈不断增长态势,由0.300上升到0.611;土地生态安全状态由“恶化级”转变为“敏感级”,预警等级由“巨警”转变为“中警”,但土地生态安全总体水平仍然较低。从障碍因子来看,河北省土地生态安全主要制约因素是人口密度、工业化率、单位播种面积农药负荷、单位土地工业三废负荷、城市建设用地比重、工业用地比重和万元GDP能耗等。从空间格局来看,河北省各地级市土地生态安全区域差异性在不断缩小,近年趋于平稳。至2018年,土地生态安全空间差异系数为32.54%,各市之间的差异性仍然不能忽视;大部分地级市土地生态安全状态处于“敏感级”,预警等级为“中警”,土地生态安全水平有待进一步提高。预测结果表明,2019—2025年,河北省土地生态安全指数呈稳步上升趋势,至2025年为0.834,达到“较安全级”,预警等级为“轻警”,今后几年河北省土地生态系统保持良好的态势。4.2问题与展望4.2.1进一步完善评价指标体系,建立动态预警系统本文基于PSR模型构建了土地生态安全评价指标体系,政府土地利用政策、土地法规等难以量化的指标未加考虑,今后需要进一步将一些定性的指标进行有效的量化,以建立更科学的评价指标体系。本文在选取评价指标时?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Evaluation on Urban Land Ecological Security Based on the PSR Model and Matter-Element Analysis: A Case Study of Zhuhai, Guangdong, China[J]. LI Shuang. Journal of Landscape Research. 2019(03)
[2]基于正态云模型的吉林省耕地生态安全诊断[J]. 刘宝涛,王鑫淼,刘帅,郄瑞卿. 地域研究与开发. 2019(03)
[3]湖北省土地生态安全预警评价及调控[J]. 余文波,蔡海生,张莹,吕博兰. 环境科学与技术. 2018(02)
[4]基于Matlab GUI的机车车轴强度的初步评价系统[J]. 于文涛,徐传波,王秋实. 中国工程机械学报. 2018(01)
[5]基于Matlab GUI的三容水箱液位实时监控系统设计[J]. 朱飞宇,徐志宇,黄国辉. 实验室研究与探索. 2017(09)
[6]河北滨海盐碱土地生态安全评价[J]. 于淑会,周向莉,卿冀川,陈子康,郭爱请,秦岭. 中国生态农业学报. 2017(05)
[7]1990—2012年榆林市土地生态风险综合评价[J]. 任志远,孙艺杰,吴林筱. 中国生态农业学报. 2017(05)
[8]基于RBF神经网络模型的土地生态安全预警——以甘肃省张掖市为例[J]. 陈英,孔喆,路正,王东,邱晓娜,闵文婧,杨润慈. 干旱地区农业研究. 2017(01)
[9]基于不同评价模型的土地生态安全评价——以山东半岛蓝色经济区为例[J]. 周迎雪,李贻学,孙仪阳,姜怀龙. 中国人口·资源与环境. 2016(S2)
[10]基于PSR-TOPSIS模型的宁夏回族自治区土地生态安全评价[J]. 王磊,郭灿,李慧明. 水土保持研究. 2016(06)
硕士论文
[1]基于生态足迹的土地生态安全综合评价模型构建及应用[D]. 陈章.武汉科技大学 2019
[2]扬州市土地生态安全评价及趋势预测研究[D]. 魏衍英.南京农业大学 2014
本文编号：3213059
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