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地球信息科学学报 >

2017 , Vol. 19 >Issue 7: 924 - 933

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2017.00924

地理空间分析综合应用

基于主客观分析法的城市生态安全格局空间评价

  • 程鹏 ,
  • 黄晓霞 , * ,
  • 李红旮 ,
  • 李霞 ,
  • 张琳
展开
  • 中国科学院遥感与数字地球研究所,北京 100101
*通讯作者：黄晓霞（1970-）,女,研究员,研究方向为非再生资源遥感。E-mail:

作者简介：程 鹏（1990-）,男,硕士生,研究方向为非再生资源遥感。E-mail:

收稿日期: 2016-09-18

  要求修回日期: 2017-03-05

  网络出版日期: 2017-07-10

基金资助

国家科技支撑计划项目课题（2014BAL04B06）

深圳市基本生态控制线专项调查

深圳市2012年测绘地籍工程计划项目（[2012]0365）

收起

The Spatial Evaluation of Urban Ecological Security Pattern Based on Subjective and Objective Analysis

  • CHENG Peng ,
  • HUANG Xiaoxia , * ,
  • LI Hongga ,
  • LI Xia ,
  • ZHANG Lin
Expand
  • Institute of Remote Sensing and Digital Earth, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
*Corresponding author: HUANG Xiaoxia, E-mail:

Received date: 2016-09-18

  Request revised date: 2017-03-05

  Online published: 2017-07-10

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《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

摘要

生态安全是城市生态文明建设的主要目标,是城市经济可持续发展的重要基础,评价城市生态安全格局对于城市规划具有极其重要的作用。本文通过选取典型评价指标,运用生态安全格局客观分析法与主观分析法进行对比分析,建立了包括生态系统服务安全格局、生物多样性保护安全格局、生态敏感性安全格局的生态安全格局综合评价体系,并将该评价体系运用到研究区域,对研究区域生态安全格局的变化趋势进行评价和分析。结果表明：①在基本生态控制线内,低水平、较低水平生态安全格局区域的面积有所增加;在基本生态控制线外,中水平生态安全格局区域的面积有所减少;整体上高水平生态安全格局区域面积基本不变。②生态安全格局主观分析法评价结果主要依赖于专家的评定,本文采用的专家评价方法结果与客观分析法评价结果一致。该评价体系已经应用于研究区域的城乡规划和生态保护中,应用结果表明该评价体系能够较完备地进行城市生态安全格局评价,对城市规划和生态保护具有重要的指导作用。

关键词： 城市生态安全格局; 生态系统服务安全格局; 生物多样性保护安全格局; 生态敏感性安全格局

本文引用格式

程鹏 , 黄晓霞 , 李红旮 , 李霞 , 张琳 . 基于主客观分析法的城市生态安全格局空间评价[J]. 地球信息科学学报, 2017 , 19(7) : 924 -933 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2017.00924

Abstract

Ecological security is one of the main goals to the reconstruction of urban ecological civilization and an important foundation for the sustainable development of urban economy. Therefore, it is significant to evaluate the ecological security pattern of urban for urban planning. This paper selected several typical indexes, made a comparative analysis between objective analysis and subjective analysis method and established an evaluation system of ecological security pattern. To verify the effectiveness of the evaluation system, this paper made an evaluation of the ecological security pattern for the study area using the evaluation system. The result shows that: (1) The Tanglang mountain, Merlin mountain, Yinhu mountain, ecological corridors of Dashahe park and Xiangsilin park all have a low level of security pattern of the value of ecosystem service and ecological sensitivity. (2) The ecological corridors of Dashahe Park and Xiangsilin Park and the dams of Merlin and Changlingpi have a complete biodiversity with a low level of security pattern of the protection of biodiversity and ecological sensitivity. (3) On the basic line of ecological control, the area of the low level and lower level of ecological security pattern increased. Also, the area of the intermediate-level ecological security pattern had a decrease in the area outside the line. On the whole, the high-level ecological security pattern area was substantially constant. (4) The percentage of high level and intermediate level of security pattern is the same in the result made by taking the objective analysis method and the result by taking the subjective analysis method. The former percentage of low-level security pattern is less than the latter. In spite of the difference, they show the similar tendency and results.

Key words： the ecological security pattern of urban; the security pattern of the value of ecosystem services; the security pattern of the protection of biodiversity; the security pattern of ecological sensitivity

1 引言

随着中国经济和城市化的快速发展,人类活动不断地改造着自然环境,对生态系统的影响越来越大,使得人口、资源和环境的矛盾越来越突出,可持续发展面临着重大挑战。生态安全是可持续发展的重要目标,对城市生态安全格局的评价有助于管理部门统筹区域生态建设和城乡规划,保障区域可持续发展。
随着Costanza等对全球生态系统服务价值的论述[1],生态系统的评价研究成为当前生态学研究的热点,生态安全评价的研究也随之迅速发展起来。中国学者对生态安全评价进行了大量的研究,研究成果覆盖生态安全评价的概念理论、指标体系、评价方法、预警等各个方面,研究尺度也多样[2-18]。生态安全格局的研究是基于景观生态格局理论,在生态安全评价的基础上发展起来,目前国内关于生态安全格局的研究相对较少,马克明等从概念与理论基础角度论述了区域生态安全格局[19];黎晓亚等论述了区域生态安全格局的设计原则与方法,提出了区域生态安全格局设计的方法框架[20];张小飞等根据城市景观功能与结构特征,将城市空间结构分为多种景观,并提出符合城市生态安全的空间优化方案[21];张宁等运用综合评价指数法对研究区域的生态安全格局进行了综合评价[22];刘洋等对区域生态安全格局的研究进展进行了论述[23];陈星通过分析影响区域生态安全的主要因素,建立生态安全空间格局模型[24];王棒等利用改进的GAP方法进行生态安全格局的分析与评价[25];俞孔坚等基于国土尺度,选择水源涵养、洪水调蓄、沙漠化防治、水土保护、生物多样性保护5个指标进行全国的生态安全格局分析和评价[26]。针对深圳市的生态安全格局研究,目前相对比较少;吴健生等以深圳市为例,提出了结合景观连通性分析、生物多样性服务评估和生境质量评估来提取重要斑块,识别生态安全格局的源地[27];李雪飞等采用聚类分析法与图形叠置法将深圳市生态功能区进行分级,从而为城市生态安全格局提供参考[28];曾宪曙等利用景观生态学理论,采用最小累计阻力模型,对深圳市福田区的景观生态安全格局进行评价,并据此提出了福田区生态安全格局规划[29]。现有生态安全格局评价研究尚处于探索阶段,针对深圳市生态安全格局评价的研究相对较少,评价数据的获取也较为困难,使得所采用的评价指标强调生态保护性,对城市生态服务功能考虑较少;在评价方法上以主观定性评价方法居多,对客观的空间化、定量化方法研究较少。
深圳市作为经济特区,飞速发展的经济使其面临着更严峻的生态问题,建立一个系统性的生态安全格局综合评价体系对城市发展规划有着极其重要的指导作用。考虑到生态系统服务功能对生态安全的重要性,本文建立了包括生态系统服务安全格局、生物多样性保护安全格局、生态敏感性安全格局的生态安全格局评价体系,并且以深圳市梅林区域为研究对象,利用RS和GIS技术手段,运用建立的评价体系对研究区域进行生态安全格局综合评价。

2 研究区与数据源

2.1 研究区概况

研究区位于深圳市中南部（113°50′~114°05′ E、22°33′~22°39′ N之间）,总面积为82.35 km2。图1为2008年研究区域影像,图2为2012年研究区域影像,包括福田区西北部、南山区东北部、宝安区东南部分区域,该区域包含塘朗山、梅林、银湖山,生物种类丰富,生态系统保护较好,而且该区域位于经济发展快速的上述三大重镇的交界处,是城市化发展与自然保护矛盾较为尖锐的区域,选择这一区域作为研究对象对深圳市其他区域具有重要的指导意义。
Fig. 1 The image of the research area in 2008

图1 2008年研究区域影像

Fig. 2 The image of the research area in 2012

图2 2012年研究区域影像

2.2 数据源

本文所使用数据主要来源于深圳市规划和国土资源委员会,包括遥感影像数据、实地调研数据和查阅文献所获数据。其中遥感影像数据为2008年的航空影像和2012年法国Pléiades1A/1B卫星数据,本文利用遥感影像来提取研究区域背景影像和计算二级指标。实地调研数据包括2008年深圳市土地利用数据;2013-2015年获取的地理国情普查数据;2014年获取的深圳市生态线调查联合研究成果中野外群落样本、植物群落分类、珍稀动植物调查以及土地覆盖现状图等[30];深圳市2015年耕地质量等分年度更新评价数据。通过查阅文献或从其他部门获取的数据包括广东省森林生态系统服务评估数据[31-32]、中国生物多样性经济价值评估数据[33]。

3 研究方法

3.1 生态安全格局评价体系的构建

根据生态安全格局评价体系应能反应研究区域生态安全状况,满足区域城乡规划对生态安全格局评价要求的原则,本文针对深圳市梅林区域,利用层次分析法,将评价体系分为目标层、准则层和指标层3个层次,选择生态系统服务安全格局、生物多样性保护安全格局、生态敏感性安全格局作为生态安全格局综合评价体系的准则层。参考俞孔坚在全国尺度上生态安全格局评价指标的选取[26]方法,本文利用专家经验主观筛选的方法,对于生态系统服务安全格局选择的指标为：氮硫净化、阻滞粉尘、降温效应、降噪效应、水源涵养、产品供应、固碳效应、休憩美学;生物多样性保护安全格局评价选择的指标为：物种多样性指标、迁徙通道指标、生命支撑指标;生态敏感性安全格局评价选择的指标为：水土流失指标、生境敏感性指标、地质灾害指标（表1）。
Tab. 1 Evaluation index system of ecological security pattern

表1 生态安全格局评价指标体系

目标 准则层 一级指标 二级指标
生态安全格局综合评价 生态系统服务安全格局 氮硫净化 林地氮硫净化
阻滞粉尘 叶面积指数、叶面积滞尘量、植被类型、绿地类型、植被覆盖度、生物丰度
降温效应 植被覆盖度、绿地降温效应
降噪效应 林地降噪
水源涵养 植被覆盖度、降雨量、坡度、土地利用类型
产品供应 耕地产品供应、园地产品供应
固碳效应 植被覆盖度、植被碳密度值
休憩美学 土地利用类型、植被覆盖度、覆盖类型美学价值
生物多样性保护安全格局 物种多样性 生态群落多样性、土地利用类型
迁徙通道指标 珍稀物种种类、生态线廊道、廊道面积、
生命支撑指标 水源地保护等级、水库等级、河道等级
生态敏感性安全格局 水土流失 土壤侵蚀量、降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形因子、植被覆盖度、土壤保持措施
生境敏感性 植被类型、土地覆盖类型、保护物种栖息地
地质灾害 地质灾害等级指标
（1）主观赋权法（层次分析法）
层次分析法是美国运筹学家萨蒂提出的一种层次权重决策分析方法,是一种定性与定量分析方法相结合的多目标决策分析方法。通过将一个复杂的多目标决策问题分解为多个目标或准则,进而分解为多指标的若干层,然后利用定性与定量的方法计算出层次权重,以作为目标决策的方法[34]。大体上可分为如下4个步骤：
① 构造判断矩阵。根据准则层中的各指标在目标衡量中所占权重不一定相同,根据专家评定各指标的重要性程度,将重要性程度量化构成判断 矩阵。
② 层次单排序。计算判断矩阵的最大特征值和其对应的特征向量,然后将特征向量归一化后分配权重。
③ 进行一致性检验。计算一致性指标CI（consistency index）,如式（1）所示。然后根据平均随机一致性指标,计算一致性比例CR（consistency ratio）,如式（2）所示。当CR<0.10时,认为判断矩阵通过一致性检验,否则继续调整判断矩阵。
CI = λ max - n n - 1 （1）
式中： λ max 为判断矩阵最大特征值; n 为矩阵阶数。当 CI = 0 时,表示判断矩阵完全一致性;当 CI 越大,一致性越差。
CR = CI RI （2）
式中： RI 为已知的平均随机一致性指标,其1-10阶查找表如表2所示。
Tab. 2 Average random consistency index table of 1 to 10 orders

表2 1阶到10阶平均随机一致性指标表

阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
RI 0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49
（2）客观赋权法（熵权法）
熵最初来源于热力学,反应系统混乱程度,现已用到包括信息领域的多种领域中。信息熵反映了信息的无序程度,可用来评价信息量的大小。熵权法是一种客观赋权法,在使用过程中,熵权法根据各指标的变异程度,利用信息熵计算出各指标的熵权,然后通过熵权对各指标的权重进行修正,从而得出较为客观的指标权重[35]。本文针对生态安全格局目标,采用的熵权法可分为如下3个步骤：
① 数据标准化。将各个指标的数据进行标准化处理,如式（3）所示。
X ij = x ij - min ( x j ) max ( x j ) - min ( x j ) （3）
式中：Xij为第i个对象的第j项指标标准化之后的值;xij为第i个对象的第j项指标值; min ( x j ) 为所有对象中指标j的最小值; max ( x j ) 为所有对象中指标j的最大值。
② 求各指标的信息熵。根据信息论中信息熵的定义,求取各指标信息熵（式（4））。
e j = - k ∑ i = 1 m ( Y ij × ln Y ij ) （4）
式中： Y ij = X ij ∑ i = 1 m X ij ; k = 1 lnm ； m 为评价对象个数。
③ 计算指标权重。计算公式如式（5）所示。
W i = d j ∑ j = 1 n d j （5）
式中： d j = 1 - e j ; n 为指标数。

3.2 二级指标权重的确定

生态安全格局评价需要确定各二级指标的权重值,进而计算生态系统服务安全格局、生物多样性保护安全格局、生态敏感性安全格局。本文各级指标权重值的计算采用变异系数法,变异系数法又称“标准离差率”,是直接利用各项指标所包含的信息,通过计算得到指标的权重。由于评价指标体系中的各项指标的量纲不同,不宜直接比较其差别,需要用各项指标的变异系数来衡量各项指标取值的差异程度。各项指标的变异系数公式如式（6） 所示：
V i = σ i x ̅ i ( i = 1,2 , ⋯ ， n ) （6）
式中：Vi是第i项指标的变异系数;σi是第i项指标的标准差; x ̅ i 是第i项指标的平均数。
各项指标的权重为：
W i = V i ∑ i = 1 n V i ( i = 1,2 , ⋯ ， n ) （7）

3.3 技术流程和指标计算

本文主要利用RS和GIS技术,采用定性与定量相结合的方法,对有具体算法的指标采用定量计算,其他指标采用定性分级计算,从生态系统服务安全格局、生物多样性保护安全格局、生态敏感性安全格局3个准则层计算各评价指标,以此进行生态安全格局的评价。技术路线图如图3所示。部分指标说明如表3所示。
Fig. 3 The technical process of the evaluation of ecological security pattern

图3 生态安全格局评价技术流程

Tab. 3 The explanation of some indexes

表3 部分指标说明

指标 公式计算及说明
林地氮硫净化 林地单位面积净化大气氮硫含量×林地面积
叶面积指数 利用野外实际叶面积测量值,建立其与对应的Pléiades1A/1B高分辨率遥感植被指数NDVI之间的线性关系,进而获得叶面积指数分布图
植被覆盖度 f=NDVI-NDVIminNDVImax-NDVImin,其中NDVI为归一化植被指数
耕地产品供应 根据深圳市耕地质量等分年度更新评价与监测评价数据将研究区域的耕地按重要性分为5级
降雨量 从气象部门获得降雨量数据进行插值
坡度 g=hl,其中h为两点高程最大值,l为两点距离
生物丰度 f=(0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域湿地+0.11×耕地+0.04×建设用地+0.01×未利用地)/区域面积
水土流失指标 A=R×K×LS×C×P,其中R为降雨侵蚀力;K为土壤可侵蚀性因子;LS为地形因子;C为植被覆盖因子;P为土壤保持措施因子
生态安全格局指数采用综合指数法计算,将确定的各单项参评指标的指标值和其权重相乘,然后求指数和,即得到生态安全格局指数（式（8））：
ESP = ∑ i = 1 n ( W i × Z i ) （8）
式中：ESP为生态安全格局评价值;Wi为各指标权重值;Zi各指标标准值。
利用层次分析法,结合专家意见确定各指标重要性程度,本文得出生态安全格局综合评价各准则（指标）的权重如表4所示。经过计算,针对研究区域的得到的CI=0.026,RI=0.52,CR=0.0516<0.10,符合一致性检验。
Tab. 4 The index weights determined by AHP

表4 层次分析法指标权重

准则层指标 生态系统服务安全格局 生物多样性保护安全格局 生态敏感性安全格局
权重 0.1958 0.3108 0.4934
利用熵权法得出的生态安全格局综合评价各准则（指标）的权重如表5所示。
Tab. 5 The index weights determined by entropy weight method

表5 熵权法指标权重

准则层指标 生态系统服务安全格局 生物多样性保护安全格局 生态敏感性安全格局
权重 0.2556 0.3490 0.3950

4 结果与分析

为了直观展现研究区域的安全格局水平,将生态安全格局评价值分为4级,生态安全格局等级越高表示安全格局水平越低,越易遭到破坏。1级为高水平安全格局,该等级区域保护范围最大,安全程度最高;2级为中水平安全格局,该水平区域生态系统保护范围次于高水平安全格局区域,具有比高水平安全格局更高的保护等级;3级为较低水平安全格局,该等级水平生态安全格局保护范围相对中水平安全格局要小,但保护等级更高;4级为低水平安全格局,该等级区域范围最小,是保护的最低限度,保护级别最高。
根据上述研究方法,得到生态安全格局评价各指标值和综合评价值（图4-13,其中图4、6、8、10、12为2008年生态安全格局评价图,图5、7、9、11、13为2013年生态安全格局评价图）,并生成生态安全格局综合评价表（表6-9,其中表6、8为2008年生态安全格局评价表;表7、9为2013年生态安全格局评价表）。从图中可以看出：
Fig. 4 The security pattern of the value of ecosystem service in 2008

图4 2008年生态系统服务安全格局

Fig. 5 The security pattern of the value of ecosystem service in 2013

图5 2013年生态系统服务安全格局

Fig. 6 The security pattern of the biodiversity protection in 2008

图6 2008年生物多样性保护安全格局

Fig. 7 The security pattern of the biodiversity protection in 2013

图7 2013年生物多样性保护安全格局

Fig. 8 The security pattern of ecological sensitivity in 2008

图8 2008年生态敏感性安全格局

Fig. 9 The security pattern of ecological sensitivity in 2013

图9 2013年生态敏感性安全格局

Fig. 10 The evaluation of ecological security pattern by subjective method in 2008

图10 2008年主观分析法生态安全格局评价

Fig. 11 The evaluation of ecological security pattern by subjective method in 2013

图11 2013年主观分析法生态安全格局评价

Fig. 12 The evaluation of ecological security pattern by objective method in 2008

图12 2008年客观分析法生态安全格局评价

Fig. 13 The evaluation of ecological security pattern by objective method in 2013

图13 2013年客观分析法生态安全格局评价

Tab. 6 The evaluation of ecological security pattern by subjective method in 2008 and 2013

表6 2008年和2013年生态安全格局主观分析法评价表

等级 状态 面积/km2 面积百分比/%
2008 2013 2008 2013
1 高水平 50.03 49.90 60.76 60.60
2 中等水平 48.46 48.58 58.85 58.99
3 较低水平 42.54 42.57 51.66 51.70
4 低水平 35.26 35.30 42.82 42.87
Tab. 7 The evaluation of ecological security pattern by objective method in 2008 and 2013

表7 2008年和2013年生态安全格局客观分析法评价表

等级 状态 面积/km2 面积百分比/%
2008 2013 2008 2013
1 高水平 49.90 49.90 60.60 60.60
2 中等水平 48.46 48.58 58.85 58.99
3 较低水平 35.30 35.30 42.87 42.87
4 低水平 25.82 26.15 31.36 31.75
（1）生态系统服务低水平生态安全格局的区域主要集中于塘朗山、梅林、银湖山一带。这些区域树种丰富,植被茂盛,且都是深圳市规划的公园绿地,具有较高的供给、调节、文化服务功能;中水平、高水平生态系统服务安全格局集中于居民区,生态系统服务价值较低,不易遭受破坏;在基本生态控制线内,2013年生态系统服务安全格局低水平、较低水平区域面积较2008年有所增加,但对于整个研究区域,高水平区域面积基本不变。
（2）大沙河公园生态廊道、相思林公园生态廊道、梅林水库、长岭皮水库为低水平生物多样性保护安全格局,主要是因为梅林水库、长岭皮水库中水生植物和鱼类较为丰富,而大沙河公园生态廊道、相思林公园生态廊道作为生态廊道,且连接的生态斑块珍稀濒危物种种类较多,具有较高的生物多样性保护等级。而中水平、高水平生物多样性保护安全格局主要位于居民区和部分林地,包括塘朗山、梅林、银湖山部分区域,这些区域物种较单一,物种多样性不易遭受破坏。在基本生态控制线内,2013年生物多样性保护安全格局中水平区域面积较2008年有所增加,低水平、较低水平区域面积基本没有变化;在基本生态控制线外,中水平区域和高水平区域面积基本保持一致。
（3）研究区域位于福田区、南山区、宝安区三大经济发展快速重镇的交接区域,较低水平生态敏感性安全格局区域范围较大,生态系统较为脆弱,在城乡规划和生态建设中应重点考虑;高水平、中水平生态敏感性安全格局区域范围较小,为远离森林的居民区,对生态系统变化的敏感性较弱。在基本生态控制线内,低水平、较低水平生态敏感性安全格局区域面积有所增加,中水平区域面积有所减少,减少的区域主要是由林地变为了荒地;对于整个研究区域,高水平区域面积保持一致。
（4）从生态安全格局综合评价来看,塘朗山、梅林、银湖山一带,包括大沙河公园生态廊道、相思林公园生态廊道,这些区域是重要生态斑块,具有较低的生态安全格局等级;高水平和中水平生态安全格局主要位于居民区和部分植被区域,这些区域物种较单一,主要以建筑物和草地为主,生态系统服务价值较低。2013年生态安全格局低水平、较低水平、中水平区域面积较2008年都有不同程度的增加,而高水平区域面积有所减少,增长的区域主要位于基本生态控制线内,减少的区域主要位于居民区集中的地方,这些区域绿化面积相对有所减少,建筑面积有所增加。
从表6-7可以看出在生态安全格局评价方面,主观分析法和客观分析法评价结果相近。对于2008年的生态安全格局评价,主观分析法评价结果中低水平、较低水平、高水平生态安全格局区域面积均高于客观分析法评价结果,中水平区域面积相同。对于2013年的生态安全格局评价,2种方法中高水平生态安全格局和中水平生态安全格局面积相同,主观分析法评价结果中较低水平生态安全格局和低水平生态安全格局较客观分析法都要高,主要差距在于低水平生态安全格局。

5 结论

本文以深圳市梅林地区为实验区,对城市生态安全格局进行了主客观分析法的时空评价研究,针对研究区域优化了生态系统服务安全格局、生物多样性保护安全格局、生态敏感性安全格局的评价指标,建立了生态安全格局综合评价体系,分别对研究区2008年和2013年2个时期的生态安全格局进行了空间评价,评价结果表明：
（1）研究区域生态安全格局变化较明显,其中基本生态控制线内变化较大。5年间基本生态控制线内低水平、较低水平生态安全格局区域面积均有所增加;而基本生态控制线外中水平、高水平生态安全格局区域面积有所减少,对于整个研究区域,高水平生态安全格局区域面积略有减少。可为相关部门对生态安全格局等级和变化趋势进行区域调控,为制定相应的城市规划政策,协调城市发展和生态建设的关系提供参考。
（2）实验表明,城市生态安全格局评价采用的客观分析法在评价分类面积和比率等要素与专家评价结果一致,在空间分布上接近,由于客观分析法避免了需要较多专家参与主观评判等因素,可以作为传统专家主观评价方法的一种有效补充。本文为生态安全格局的评价提供了一种新的思路和方法,在后续的工作中将继续优化评价指标,开展多时相的生态安全格局动态评价方法研究。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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王耕,王利,吴伟.区域生态安全概念及评价体系的再认识[J].生态学报,2007,27(4):1627-1637.生态安全概念的提出已有十多年,但是至今还未有一个统一的定义。在“生态”涵义上的分歧导致了“生态安全”的许多种解释:强调生物(系统)与环境或与其他生物之间可持续发展关系的生态安全理解;强调生态环境涵义的生态安全理解;强调环境安全的生态安全理解;强调复合生态系统的生态安全理解。在生态安全评价体系上大多学者沿用“压力-状态-响应(P-S-R)”概念框架,但是通过本人实践和综合各位学者研究,反映出基于P-S-R框架的生态安全评价在生态安全状态研究上有余,安全趋势研究不足;总体研究有余,空间差异研究不足;现象研究有余,安全机理研究不足;结果理论性有余,实践指导性不足。在实际生产生活中人们更加关注的不仅是生态安全的现时状态,而是生态安全未来发展趋势。在安全科学中影响安全的因素是隐患,它在一定条件下触发或由量变累积到质变,安全状态就发生改变甚至突变。生态安全从诞生时起就孕育着各种隐患,而且无时无刻不受到隐患及危害的威胁,隐患因素的跨边界性传递作用又导致了生态安全空间差异性。因此生态安全是一个空间概念,区域生态安全是人与环境复合系统保障由于自然因素和人类活动或二者共同作用而产生的生态安全隐患对人类生态安全空间不构成威胁的状态或演变趋势的可能性。由于生态安全的动态性和空间性,仅仅基于“压力-状态-响应”(P-S-R)框架的状态评价研究是远不能全面客观解释与分析生态安全过程。为全面剖析生态安全的内涵,完善生态安全的理论,生态安全评价体系需要在不同区域的生态安全(特殊)机理研究,生态安全隐患研究,生态安全趋势预测研究,生态安全预警系统研究4个方面进一步深入地发展,使之更好地指导实践工作。

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王振祥,朱晓东,石磊,等.安徽省沿淮地区生态安全评价模型和指标体系[J].应用生态学报,2006,17(12):2431-2435.运用压力-状态-响应（PSR）模型，以安徽省沿淮地区为例进行了生态安全评价研究.根据安徽省沿淮地区的经济、社会和环境特点，提出社会经济作为模型组成部分的区域生态安全综合评价模型及指标体系.采用德尔菲法、层次分析法确定了17项评价指标及其权重，分类建立评价指标数学函数，计算该地区生态安全指数，并与PSR模型的评价结果进行了比较分析.结果表明，PSR模型评价结果为0.41，增加社会经济部分后的PSR模型的评价结果为0.34，两种评价结果同属较不安全等级，但相差为20.6%.区域生态安全评价模型和指标体系的建立应当结合区域特点，采用多模型进行评价，分析差异原因，以确定影响生态安全的主要要素.

[ Wang Z X, Zhu X D, Shi L, et al.Ecological security assessment model and corresponding indicator system of the regions along Huaihe River in Anhui Province[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2006,17(12):2431-2435. ]

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杨志,赵冬至,林元烧.基于PSR模型的河口生态安全评价指标体系研究[J].海洋环境科学,2011,30(1):139-142.PSR模型是有效的生态评价和管理模型，近年来其在生态系统评价领域的运用越来越普遍。本文 对PSR模型的产生、原理及其主要的类型进行介绍，介绍其在生态评价领域的运用概况，并重点介绍其在流域-河口及海洋生态安全评价中的运用，为河口生态安 全评价做准备。本文对PSR模型在河口生态安全评价中的适用性进行分析，并基于PSR模型构建了河口生态安全评价指标体系，最后指出该模型在评价中存在的 主要问题。

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[ Nan Y, Ji Z, Feng H D, et al.On eco-security evaluation in the Tumen River region based on RS&GIS[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013,33(15):4790-4798. ]

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[ Li P W, Li G C, Zhang J H, et al.Several assessment models and application analysis of urban ecological security[J]. Geographical Research, 2009,28(2):293-302. ]

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刘红,王慧,张兴卫.生态安全评价研究评述[J].生态学杂志,2006,25(1):74-78.lt;P><FONT face=Verdana>生态安全评价是可持续发展研究的一个新领域，也是建立生态安全预警系统及进行</FONT><FONT face=Verdana>环境管理的基础。首先介绍了与生态安全评价相关的几个概念：生态风险评价、生态系</FONT><FONT face=Verdana>统健康评价、生态系统服务功能评价及生态承载力分析，进而对当前生态安全评价的指标体</FONT><FONT face=Verdana>系进行了评述，并在此基础上总结了国内外生态安全评价的方法，包括数学模型法、生态</FONT><FONT face=Verdana>模型法、景观生态学法及数字地面模型法；最后，提出在评价实践中存在的问题及今后发展</FONT><FONT face=Verdana>的3个方向，静态的现状评价转向动态的预测和预警、与现代科学技术相结合、与基</FONT><FONT face=Verdana>础理论相结合。</FONT></P>

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马克明,傅伯杰,黎晓亚,等.区域生态安全格局:概念与理论基础[J].生态学报,2004,24(4):761-768.提出区域生态安全格局概念的提出,适应了生态系统恢复和生物多样性保护的发展需求。针对区域生态环境问题,通过干扰排除以及空间格局规划和管理,能够保护和恢复生物多样性,维持生态系统结构、功能和过程的完整性,实现对区域生态环境问题的有效控制和持续改善。区域生态安全格局的研究对象具有针对性、研究尺度具有区域性、研究问题具有系统性、研究手段具有主动性。它强调区域尺度的生物多样性保护、退化生态系统恢复及其空间合理配置、生态系统健康的维持、景观生态格局的优化、以及对社会经济发展需求的满足。它更加强调格局与过程安全及其整体集成,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上,实现管理效果的直观可视。相关理论,景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等为其提供了坚实的理论基础。区域生态安全格局不存在一个固定标准,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、和法规为手段,更要以其不断发展对生态系统服务功能的新需求为目标逐步进行。区域生态安全格局研究对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用,具有广阔应用前景。

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[ Ma K M, Fu B J, Li X Y, et al.The regional pattern for ecological security (RPES): the concept and theoretical basis[J]. Acta Ecologica Sinica, 2004,24:761-768. ]

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黎晓亚,马克明,傅伯杰,等.区域生态安全格局:设计原则与方法[J].生态学报,2004,24(5):1055-1062.区域生态安全格局概念的提出为区域生态恢复和生物保护提供了整体性对策. 基于这一概念及其理论基础,提出了区域生态安全格局设计的初步原则和方法.通过对景观生态规划原则的增补,确定了区域生态安全格局的设计原则.根据区域生 态环境问题和人类干扰的特点,综合集成了基于格局优化、干扰分析2种规划途径和地理信息系统、空间模拟和预案研究等多种方法,形成了区域生态安全格局设计 的方法框架.该方法突出体现了区域生态安全格局注重针对性、区域性、系统性和主动性的特点,满足了适应性生态系统管理的需求,为实现区域生态安全提供技术 支持.

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[ Li X Y, Ma K M, Fu B J, et al.The regional pattern for ecological security (RPES): designing principles and method[J]. Acta Ecologica Sinica, 2004,24(5):1055-1062. ]

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[ Zhang X F, Li Z G, Wang R S, et al.Study on network analysis for urban ecological security pattern in Changzhou City[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2009,45(4):728-736. ]

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张宁,常学礼,李秀梅,等.基于沙漠化程度的生态安全格局评价[J].中国沙漠,2010,30(2):247-253.lt;FONT face=Verdana>以内蒙古奈曼旗为研究区域,以乡镇为评价尺度,在凸显沙漠化作用的基础上,运用综合评价指数法对该地区的生态安全格局进行了综合评价。在权重确定中,在一级层次上分为沙漠化土地和非沙漠化土地:其中,沙漠化土地权重赋值为0.7;非沙漠化土地赋值0.3。在二级层次上分为流动沙丘、林地等12种土地利用/覆被类型,不同类型的权重采用评价时间尺度内土地利用动态度来确定。结果表明:在1975—1985年、1985—1995年到1995—2005年这3个时期间,奈曼旗的生态安全状况经历了极不安全—安全—较安全的过程,生态安全综合评价的平均指数分别为-4.06、2.56和1.06。其中从1985—1995年到1995—2005年这段期间,生态安全状况趋向恶化,但是从1975—2005年,奈曼旗整体的生态安全水平呈好转的趋势。</FONT>

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刘洋,蒙吉军,朱利凯.区域生态安全格局研究进展[J].生态学报,2010,30(24):6980-6989.如何构建一个安全的区域生态格局.对土地町持续利用和区域生态安全有重要意义.区域生态安全格局的构建需要多学科的综合、多角度的分析和多种实现手段的结合,一般从景观格局优化、土地资源优化配置和景观恢复等途径人手,构建结构合理、功能高效、关系协调的区域生态安全模式.在分析国内外相关研究进展的基础上,对区域生态安全格局构建在数量优化、空间优化和综合优化等方法进行了总结,在此基础上提出了构建区域生态安全格局的思路:区域生态现状评价、情景预案与目标设定、区域生态安伞格局设计、方案实施及其效果评价、方案调整与管理.未来区域生态安全格局研究的趋势表现为:空间优化模型的进一步改进;区域生态安全标准量化的探索;注重公众参与机制和不同组织水平利益相关者的协调.

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DOI

[ Wu J S, Zhang L Q, Peng J, et al.The integrated recognition of the source area of the urban ecological security pattern in Shenzhen[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013,33(13):4125-4133. ]

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李雪飞,杨艳刚.城市生态功能区划及其在生态安全格局中的应用研究——以深圳市为例[J].长春大学学报,2013,23(6):701-704.参照《生态功能区划技术暂行规程》,应用定性与定量相结合的方法,设计了3级分区的等级体系。通过分析深圳市生态系统分布特征、自然条件、社会经济发展区域空间分异特点,在GIS环境下,对研究单元采用聚类分析法与图形叠置法自下而上逐步合并,将深圳市生态功能区划分为4个一级区,9个二级区,34个三级区。为深圳市的城市生态安全格局提供了重要参考。

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杜欣,黄晓霞,李红旮,等.基于投影寻踪学习网络算法的植物群落高分遥感分类研究[J].地球信息科学学报,2016,18(1):124-132.lt;p>传统的植物群落调查方法主要是野外样地调查和抽样统计,其对于地形复杂的区域难以做到对数据的全面调查;将遥感技术应用于植物群落调查,可实现数据的全面获取,以及对植物群落的快速分类。在深圳市植物群落野外样地调查的基础上,本文应用高分辨率Pl&eacute;iades影像,结合光谱、地形及纹理信息,采用投影寻踪学习网络的方法,实现了深圳市东部地区植物分类。在实验中,选取人工林和次生林中典型群落样本,将投影寻踪与学习网络算法结合应用于植被分类,通过分类结果与经典监督分类方法比较表明,该算法应用于植物群落分类是可行的;并且该算法分类精度高,更新速度快,能满足深圳市重点项目基本生态控制线专项调查的要求。</p>

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李帅,魏虹,倪细炉,等.基于层次分析法和熵权法的宁夏城市人居环境质量评价[J].应用生态学报,2014,25(9):2700-2708.城市人居环境已成为日益关注的热点问题,同时也是城市化水平和城市可持续发展的重要衡量因素之一.本文以 宁夏回族自治区的5个地级市为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建以生态环境、社会环境、人文环境和经济环境为系统层的评价指标体系,并利用AHP和 熵权法结合的方法确定指标权重,对城市人居环境质量大小进行综合评价.结果表明:5个城市的人居环境质量大小顺序为银川市(0.85)、石嘴山市 (0.62)、吴忠市(0.43)、中卫市(0.33)和固原市(0.32);生态环境质量得分最高的是石嘴山,银川市的社会环境、人文环境和经济环境质 量均最佳,中卫市和固原市的4大系统层指标质量得分均较低.5市人居环境内部各组分的协调程度均较好,其中,吴忠市、固原市、中卫市均达到良好协调,银川 市和石嘴山市为一般协调.不同城市间同一系统层指标的协调度均较低,城市间的社会环境建设失调,其余也均为勉强协调.宁夏城市的人居环境质量总体不容乐 观,城市间的协调度亟待提高.宁夏城市人居环境的建设需要加快发展弱势指标,统筹协调城市内部和城市间全方面的发展,以此为宁夏的城市化建设和城市可持续 发展提供有力保证.

[ Li S, Wei H, Ni X L, et al.Evaluation of urban human settlement quality in Ningxia based on AHP and the entropy method[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014,25(9):2700-2708. ]

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