主成分分析的貴陽市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)

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(jì)與社會(huì)3個(gè)方面選取了20個(gè)指標(biāo),構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.采用主成分分析法對(duì)2009～2015年呼和浩特市土地生態(tài)安全進(jìn)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(jià)格指數(shù)等因子是影響呼和浩特土地生態(tài)安全的關(guān)鍵因素,保護(hù)農(nóng)牧區(qū)土地質(zhì)量、防治土地退化是保護(hù)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況,從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3個(gè)方面共選取了15個(gè)因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用主成分分析法,運(yùn)用spss22.0軟件,對(duì)2008—2014年長春市的土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,2008—2014年長春市的土地生態(tài)安全變化趨勢(shì)分為3個(gè)時(shí)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(dòng)遞增的趨勢(shì),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(jí)由極不安全的ⅴ級(jí)轉(zhuǎn)變至理想安全的ⅰ級(jí),處于良好發(fā)展階段。

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)作為一種對(duì)目標(biāo)地區(qū)生態(tài)安全性進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)的科學(xué)手段,對(duì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)安全潛在危險(xiǎn),指導(dǎo)當(dāng)?shù)夭扇∠鄳?yīng)改進(jìn)措施改善生態(tài)環(huán)境等工作具有重要作用.通過運(yùn)用主成分分析法對(duì)滁州市各縣市區(qū)土地生態(tài)安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià),得出目前各地區(qū)生態(tài)安全狀況,并針對(duì)性的提出了幾點(diǎn)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(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù),對(duì)所選取的逆向指標(biāo)運(yùn)用倒數(shù)法進(jìn)行正向化處理,采用指數(shù)法對(duì)所選指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,以年為單位進(jìn)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(guān)數(shù)據(jù)fb;遵循科學(xué)性、整體性、層次性、實(shí)用性、動(dòng)態(tài)性原則,建立了吉安市土地利用變化生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;借助主成分分析法和評(píng)價(jià)模型計(jì)算出吉安市土地利用自然資源安全指數(shù)、土地利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(gè)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(shì),上升趨勢(shì)減緩,同時(shí)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(qiáng)監(jiān)控和維護(hù)。

隨著20世紀(jì)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(jìn)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(yán)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(yán)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(duì)大慶市生態(tài)建設(shè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義,也為大慶市土地利用提供科學(xué)依據(jù),進(jìn)而促進(jìn)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(jì)帶城市的生態(tài)特點(diǎn)，基于驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)摸型構(gòu)建具有長江經(jīng)濟(jì)帶特色的生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過主成分分析方法求取指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論建立生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型；以武漢市作為實(shí)證研究對(duì)象，對(duì)其近10年的生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)；并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，提出相應(yīng)的對(duì)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(shì)，其中2014年生態(tài)安全水平最佳，達(dá)到良好水平。

針對(duì)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)所涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)眾多,數(shù)據(jù)量較大,評(píng)價(jià)體系具有明顯的高維、非線性的特點(diǎn)。本文采用投影尋蹤法構(gòu)建土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型,并應(yīng)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(jì)算評(píng)價(jià)區(qū)域的土地生態(tài)安全度及主要影響要素。該模型在實(shí)際應(yīng)用中取得了較為滿意的效果,評(píng)價(jià)結(jié)果客觀科學(xué),過程清晰,可操作性強(qiáng),為土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)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(gòu)建常州市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；運(yùn)用熵權(quán)法求取指標(biāo)權(quán)重,構(gòu)建常州市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型,對(duì)常州市2005～2015年的土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。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(jí)由ⅳ級(jí)\"較不安全\"上升至ⅲ級(jí)\"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(yīng)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(yīng)深入實(shí)施和落實(shí)耕地保護(hù)政策,繼續(xù)加大土地污染治理和環(huán)境保護(hù)力度、優(yōu)化土地開發(fā)利用發(fā)展方式和結(jié)構(gòu),并推進(jìn)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(shí)現(xiàn)土地資源可持續(xù)發(fā)展。

生態(tài)安全是有關(guān)人類生存和發(fā)展的一個(gè)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(chǔ)和核心,作為人口高度集聚的復(fù)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?；趐sr模型構(gòu)建了城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,探討了主成分分析方法在城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。以上海市為例,從一定時(shí)間尺度上(1999～2005年)評(píng)價(jià)了城市生態(tài)安全狀況,探求了影響城市生態(tài)安全的關(guān)鍵要素,為城市生態(tài)安全管理提供了科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

土地承載力是土地利用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和區(qū)域協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)要素。構(gòu)建貴陽市土地承載力指標(biāo)體系,采用均方差權(quán)數(shù)決策法和線性回歸模型對(duì)貴陽市土地承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。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(shì);土地承載力指數(shù)與分項(xiàng)承載力指數(shù)在年份之間的增幅有一定的差異;根據(jù)預(yù)測(cè),2014～2025年,土地承載力總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì),但社會(huì)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(qiáng)生態(tài)建設(shè)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(huì)、經(jīng)濟(jì)3個(gè)方面選取了17項(xiàng)指標(biāo),構(gòu)建了安康市土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系,并應(yīng)用投影尋蹤模型進(jìn)行了相應(yīng)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(jì)生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)土地社會(huì)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(jī)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(duì)土地利用生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)并分類。先建立土地利用生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,然后用主成分分析剔除存在相關(guān)性、信息重疊的指標(biāo),再利用主成分分析得到的具有代表性的主成分指標(biāo)代替原來的評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)土地利用生態(tài)安全進(jìn)行聚類分析,所得結(jié)果客觀,為土地利用生態(tài)安全評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

[目的]對(duì)重慶市土地生態(tài)安全定量化評(píng)價(jià)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(shè)提供方法借鑒和理論參考。[方法]構(gòu)建基于驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)（dpsir）概念框架的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，借助灰色關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行賦權(quán)，構(gòu)建土地生態(tài)安全指數(shù)對(duì)重慶市1997-2012年土地生態(tài)安全指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。[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(shì)，形勢(shì)不容更樂觀；重慶市土地生態(tài)安全的驅(qū)動(dòng)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(dòng)的整體下降趨勢(shì)；狀態(tài)指數(shù)和響應(yīng)指數(shù)呈現(xiàn)整體增長趨勢(shì)；影響安全指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)變化狀態(tài)。[結(jié)論]通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、環(huán)境保護(hù)力度及資金投入的加大以及技術(shù)的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)，提高森林覆蓋率，加強(qiáng)對(duì)土地生態(tài)安全的響應(yīng)力度，是重慶市土地生態(tài)安全的根本保障。該評(píng)價(jià)模型和指標(biāo)體系適用性較強(qiáng)，評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀，是土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的可用方法。

以重慶市為研究對(duì)象,構(gòu)建了由壓力、狀態(tài)和響應(yīng)3個(gè)要素組成的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用熵權(quán)法和物元模型對(duì)重慶市2005-2013年的土地生態(tài)安全作出分析和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,2005-2013年重慶市土地生態(tài)安全綜合關(guān)聯(lián)度都為負(fù)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(dá)到所在的等級(jí),但都具備轉(zhuǎn)化為所在評(píng)價(jià)等級(jí)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(shì)是向較安全級(jí)別轉(zhuǎn)化,與重慶市社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)良好有密切關(guān)系。

在構(gòu)建環(huán)洞庭湖區(qū)城市土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,利用主成分分析法計(jì)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(gè)地級(jí)城市(益陽、岳陽、常德)土地集約利用水平呈不斷上升趨勢(shì),土地集約化利用趨勢(shì)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(duì)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(jìn)行,給國家提供了優(yōu)質(zhì)的石油資源,進(jìn)行石油銷售也提高了大慶的經(jīng)濟(jì)水平,石油經(jīng)濟(jì)是大慶市g(shù)dp的重要組成部分,占有相當(dāng)大的比例。石油的開發(fā)給大慶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí),對(duì)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(yàn)。做到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地生態(tài)建設(shè)的同步發(fā)展,是大慶市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要解決的一個(gè)重要問題。

土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是當(dāng)前土地生態(tài)安全研究的熱點(diǎn)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(jí)以及市縣級(jí),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(duì)象,基于psr模型框架體系構(gòu)建了武漢城市圈土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并利用熵權(quán)灰色關(guān)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(shì),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(duì)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(shí),應(yīng)該積極關(guān)這兩個(gè)子系統(tǒng)下各因子的變化和作用。

土地生態(tài)安全關(guān)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(duì)西安市的土地利用特點(diǎn),選取自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面的15項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),從經(jīng)濟(jì)可行性指數(shù)(ei)、非社會(huì)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(gòu)建了三角模型,對(duì)西安市2005—2013年土地生態(tài)安全的狀態(tài)和趨勢(shì)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:(1)三角模型在土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)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(duì)有弱安全趨勢(shì)→很安全趨勢(shì)→一般安全趨勢(shì)→很安全趨勢(shì)→弱安全趨勢(shì)五種變化趨勢(shì),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(guān)土地集約利用評(píng)價(jià)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,建立了包含土地投入強(qiáng)度、土地利用強(qiáng)度、土地經(jīng)濟(jì)效益、土地社會(huì)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并通過spss19.0軟件對(duì)全國31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的2012年的備選指標(biāo)集進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理來確立各子系統(tǒng)指標(biāo)集內(nèi)有效指標(biāo),運(yùn)用主成分分析法對(duì)我國城市土地集約利用進(jìn)行評(píng)價(jià),并在評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的對(duì)策與建議。

基于主成分分析法的城市土地利用潛力評(píng)價(jià)

基于改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)模型,建立驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)天水市1995—2015年土地生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。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(dòng)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(yīng)對(duì)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(xiǎn)的重要原因。天水市土地生態(tài)安全整體呈緩慢增長趨勢(shì),為較安全狀態(tài),土地質(zhì)量狀況良好;政府應(yīng)在今后的開發(fā)過程中減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)土地環(huán)境的壓力,加強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境保護(hù),確保區(qū)域資源的可持續(xù)利用。