湖南省土地生态安全预警及调控研究.pdf

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1、摘要开展土地生态安全预警及调控研究对推进湖南省土地生态系统的维护和土地资源的可持续利用，建设绿色湖南、生态湖南、“两型社会’’、生态文明都具有重要意义。本文立足湖南省区域实际，基于生态学、土地科学、地理学等多学科理论，遵循“基础理论研究——现状警情评价——警情预测——排警调控”的思路，构建预警指标体系、预警模型、预测模型和调控模拟模型，对湖南省土地生态安全预警与调控问题进行了研究与探讨。(1)系统梳理了土地生态安全预警及调控的内涵、理论、研究内容、结构和方法。土地生态安全预警及调控的理论包括可持续发

2、展理论、生态承载力理论、突变理论、系统论、生态幅理论和耐受性定律、复合生态系统理论、人地关系理论、控制论等；土地生态安全预警及调控的研究内容主要包括五部分，即明确警义、分析警情、探索警源、预报警度和排除警患，在实际操作过程中可采取“明确警义一分析警情一探索警源一预报警度一排警调控”的流程；土地生态安全预警及调控的系统结构包括信息收集与整理系统、预警分析系统、预报系统和调控系统；土地生态安全预警的方法有黑色预警法、绿色预警法、黄色预警法、红色预警法、白色预警法，调控的方法可以借鉴生态安全领域的有关方法

3、，包括情景分析法、决策支持法、模式调控法、控制论方法等。(2)剖析了湖南省土地生态安全面临的主要问题，并运用生态足迹模型对2010年湖南省土地资源的安全性进行了评估，结果表明，2010年湖南省土地资源的人均生态承载力低于其人均生态足迹，土地生态出现赤字，土地资源处于不安全状态，有必要进行预警及调控研究，以明确其警情状况。(3)基于PSR模型框架，从压力、状态、响应三方面选取指标建立湖南省土地生态安全预警指标体系，综合运用熵权法和综合指数法从时、空两个维度对湖南省土地生态安全警情现状进行评价。结果表明

4、：①1996-2010年，湖南省土地生态安全警情呈下降态势，由“高警”(橙灯)下降到“中警”(黄灯)，但总体上下降幅度有限，土地生态系统面临的问题未得到根本解决。其中，压力系统的预警指数呈波动状上升态势，警度由“高警"(橙灯)上升到“重警’’(红灯)；状态系统的预警指数呈略微上升态势，警度基本处于“中警”(黄灯)状态；响应系统的预警指数呈迅速下降态势，警度由“重警”(红灯)直线下降至“轻警”(蓝灯)。②从生态安全警情空间格局看，2010年，湖南省土地生态安全基本呈“中部警情高，四周警情低"的格局。在

5、各子系统上，2010年，压力系统呈“湘中和湘北警情高，湘东、湘南、湘西南和湘西北警情居中，湘西警情偏低"的格局；状态系统呈“湘西南警情低，其他地区警情高”的格局；响应系统呈“湘北和湘东警情相对较轻，湘南和湘西南警情居中，湘西地区警情相对较重”的格局。在预警指数演变态势上，1996-2010年的15年间，怀化、湘西州呈逆向演化态势，其他市州呈正向演化态势。在警度格局演变状况上，则由1996年“西部警情低，其他地区警情高”的格局演化成2010年的“中部警情高，其他地区警情低”的格局。(4)运用主成分分析

6、法，选取13个指标对湖南省土地生态安全影响机制进行分析，结果表明，湖南省土地生态安全的主要影响机制包括社会经济机制、产业结构机制和自然机制。其中社会经济机制是影响湖南省土地生态安全的主要机制和最深层次原因；产业结构机制为第二影响因子；自然机制为第三影响因子。(5)在现状警情评价的基础上，运用径向基函数神经网络模型(RBF)，基于Matlab7．10．0应用软件编写程序，对2011-2020年湖

7、IMIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIY2326100南省土地生态安全警情

8、演变趋势进行预测。结果表明：①RBF模型有较高的模拟精度，能较好地拟合201卜2020年湖南省土地生态安全警情演变趋势。②在各子系统的警情演变趋势上，201卜2020年，湖南省土地生态安全压力系统的预警指数将逐步波动上升，到2020年将接近O．63，处于“重警”(红灯)状态；状态系统的预警指数也将略微波动上升，到2020年基本处于O．4卜0．42之间，虽仍为“中警”(黄灯)，但变化形势不容乐观；响应系统的预警指数将进一步下降，越来越趋近“轻警"(蓝灯)状态的下限。③总体而言，若不发生大的变故，201

9、1-2020年湖南省土地生态安全预警指数将基本维持1996-2010年的变化趋势，波动中略有下降，基本处于0．46—0．49之问，继续维持“中警”(黄灯)水平。(6)基于情景分析法，设置人口调控情景、土地生态环境保护情景、社会经济发展提升情景、统筹协调情景四个情景对湖南省土地生态安全警情调控问题进行模拟，结果表明：四种情景下，湖南省土地生态安全预警指数均呈下降趋势，但人口调控情景、土地生态环境保护情景、社会经济发展提升情景下，湖南省土地生态安全预警指数下降幅度有限，均