湖南省土地生態(tài)安全預(yù)警及調(diào)控研究.pdf

1、開展土地生態(tài)安全預(yù)警及調(diào)控研究對推進(jìn)湖南省土地生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)和土地資源的可持續(xù)利用，建設(shè)綠色湖南、生態(tài)湖南、“兩型社會”、生態(tài)文明都具有重要意義。本文立足湖南省區(qū)域?qū)嶋H，基于生態(tài)學(xué)、土地科學(xué)、地理學(xué)等多學(xué)科理論，遵循“基礎(chǔ)理論研究——現(xiàn)狀警情評價——警情預(yù)測——排警調(diào)控”的思路，構(gòu)建預(yù)警指標(biāo)體系、預(yù)警模型、預(yù)測模型和調(diào)控模擬模型，對湖南省土地生態(tài)安全預(yù)警與調(diào)控問題進(jìn)行了研究與探討。
　　 (1)系統(tǒng)梳理了土地生態(tài)安全預(yù)警及調(diào)控的

2、內(nèi)涵、理論、研究內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和方法。土地生態(tài)安全預(yù)警及調(diào)控的理論包括可持續(xù)發(fā)展理論、生態(tài)承載力理論、突變理論、系統(tǒng)論、生態(tài)幅理論和耐受性定律、復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論、人地關(guān)系理論、控制論等;土地生態(tài)安全預(yù)警及調(diào)控的研究內(nèi)容主要包括五部分，即明確警義、分析警情、探索警源、預(yù)報警度和排除警患，在實際操作過程中可采取“明確警義→分析警情→探索警源→預(yù)報警度→排警調(diào)控”的流程;土地生態(tài)安全預(yù)警及調(diào)控的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括信息收集與整理系統(tǒng)、預(yù)警分析系統(tǒng)、預(yù)報系

3、統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng);土地生態(tài)安全預(yù)警的方法有黑色預(yù)警法、綠色預(yù)警法、黃色預(yù)警法、紅色預(yù)警法、白色預(yù)警法，調(diào)控的方法可以借鑒生態(tài)安全領(lǐng)域的有關(guān)方法，包括情景分析法、決策支持法、模式調(diào)控法、控制論方法等。
　　 (2)剖析了湖南省土地生態(tài)安全面臨的主要問題，并運(yùn)用生態(tài)足跡模型對2010年湖南省土地資源的安全性進(jìn)行了評估，結(jié)果表明，2010年湖南省土地資源的人均生態(tài)承載力低于其人均生態(tài)足跡，土地生態(tài)出現(xiàn)赤字，土地資源處于不安全狀態(tài)，有必要進(jìn)

4、行預(yù)警及調(diào)控研究，以明確其警情狀況。
　　 (3)基于PSR模型框架，從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三方面選取指標(biāo)建立湖南省土地生態(tài)安全預(yù)警指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用熵權(quán)法和綜合指數(shù)法從時、空兩個維度對湖南省土地生態(tài)安全警情現(xiàn)狀進(jìn)行評價。結(jié)果表明:①1996-2010年，湖南省土地生態(tài)安全警情呈下降態(tài)勢，由“高警”（橙燈）下降到“中警”（黃燈），但總體上下降幅度有限，土地生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題未得到根本解決。其中，壓力系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)呈波動狀上升態(tài)勢，警

5、度由“高警”（橙燈）上升到“重警”（紅燈）;狀態(tài)系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)呈略微上升態(tài)勢，警度基本處于“中警”（黃燈）狀態(tài);響應(yīng)系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)呈迅速下降態(tài)勢，警度由“重警”（紅燈）直線下降至“輕警”（藍(lán)燈）。②從生態(tài)安全警情空間格局看，2010年，湖南省土地生態(tài)安全基本呈“中部警情高，四周警情低”的格局。在各子系統(tǒng)上，2010年，壓力系統(tǒng)呈“湘中和湘北警情高，湘東、湘南、湘西南和湘西北警情居中，湘西警情偏低”的格局;狀態(tài)系統(tǒng)呈“湘西南警情低，其他地

6、區(qū)警情高”的格局;響應(yīng)系統(tǒng)呈“湘北和湘東警情相對較輕，湘南和湘西南警情居中，湘西地區(qū)警情相對較重”的格局。在預(yù)警指數(shù)演變態(tài)勢上，1996-2010年的15年間，懷化、湘西州呈逆向演化態(tài)勢，其他市州呈正向演化態(tài)勢。在警度格局演變狀況上，則由1996年“西部警情低，其他地區(qū)警情高”的格局演化成2010年的“中部警情高，其他地區(qū)警情低”的格局。
　　 (4)運(yùn)用主成分分析法，選取13個指標(biāo)對湖南省土地生態(tài)安全影響機(jī)制進(jìn)行分析，結(jié)果表明

7、，湖南省土地生態(tài)安全的主要影響機(jī)制包括社會經(jīng)濟(jì)機(jī)制、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)機(jī)制和自然機(jī)制。其中社會經(jīng)濟(jì)機(jī)制是影響湖南省土地生態(tài)安全的主要機(jī)制和最深層次原因;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)機(jī)制為第二影響因子;自然機(jī)制為第三影響因子。
　　 (5)在現(xiàn)狀警情評價的基礎(chǔ)上，運(yùn)用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(RBF)，基于Matlab7.10.0應(yīng)用軟件編寫程序，對2011-2020年湖南省土地生態(tài)安全警情演變趨勢進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明:①RBF模型有較高的模擬精度，能較好地擬合2

8、011-2020年湖南省土地生態(tài)安全警情演變趨勢。②在各子系統(tǒng)的警情演變趨勢上，2011-2020年，湖南省土地生態(tài)安全壓力系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)將逐步波動上升，到2020年將接近0.63，處于“重警”（紅燈）狀態(tài);狀態(tài)系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)也將略微波動上升，到2020年基本處于0.41-0.42之間，雖仍為“中警”（黃燈），但變化形勢不容樂觀;響應(yīng)系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)將進(jìn)一步下降，越來越趨近“輕警”（藍(lán)燈）狀態(tài)的下限。③總體而言，若不發(fā)生大的變故，2011

9、-2020年湖南省土地生態(tài)安全預(yù)警指數(shù)將基本維持1996-2010年的變化趨勢，波動中略有下降，基本處于0.46-0.49之間，繼續(xù)維持“中警”（黃燈）水平。
　　 (6)基于情景分析法，設(shè)置人口調(diào)控情景、土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)情景、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提升情景、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)情景四個情景對湖南省土地生態(tài)安全警情調(diào)控問題進(jìn)行模擬，結(jié)果表明:四種情景下，湖南省土地生態(tài)安全預(yù)警指數(shù)均呈下降趨勢，但人口調(diào)控情景、土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)情景、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提升情景

10、下，湖南省土地生態(tài)安全預(yù)警指數(shù)下降幅度有限，均無法達(dá)到警度降低的目的;統(tǒng)籌協(xié)調(diào)情景下土地生態(tài)安全警情得到緩和，到2020年將下降至“輕警”狀態(tài)，說明湖南省土地生態(tài)安全警情態(tài)勢的緩和，需要壓力、狀態(tài)、響應(yīng)系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理和人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會的統(tǒng)籌調(diào)控。
　　 (7)從調(diào)控模式（包括總體調(diào)控模式及城市地區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部、水土流失地區(qū)、礦區(qū)、湖區(qū)等典型地區(qū)的調(diào)控模式）、區(qū)域調(diào)控（包括長株潭低山丘陵土地生態(tài)功能區(qū)、湘北平原湖泊土地