基于突变理论和灰色预测模型的长三角生态安全评价与预警研究

论文摘要

城市是人类生产生活、物质文化交流最为密切的区域,自然生态系统受人类作用显著,随着社会的发展,城市化进程进一步加速,人类对生态环境造成的压力越来越大,生态安全问题日益凸显。我国将生态安全上升到国家安全的程度,可见生态安全对社会稳定发展具有重要意义。长三角城市群是我国重要的经济发展地区,其城市化程度高,经济发展和社会状况具有一定的典型性。本文以长三角城市群为研究区域,基于PSR（压力-状态-响应）模型构建城市生态安全评价指标体系,分别从社会、经济和环境三个方面选取了28个具体指标,时间跨度为2005-2015年。通过熵权法赋权、PSR模型建模、突变级数法测评及GM（1,1,）均值法预测,分别从时间变化角度、空间变化角度,对长三角总系统层、压力层、状态层和响应层生态安全状况进行分析与预测。研究结果表明:（1）时间变化特征长三角生态安全总系统层随时间变化,呈上升发展趋势。2005年,整体生态安全水平较低,除杭州、绍兴及金华市处于安全水平区间外,其余城市均处于较不安全和极不安全水平区间。随时间的发展,长三角生态安全水平呈上升趋势。至2015年,除上海市（0.9578）处于较不安全水平区间外,其余城市均处于安全和较安全水平区间,杭州为最高值（0.9841）,表明长三角整体生态安全水平较高,但没有一个城市的生态安全水平达到理想状态,区域生态安全水平仍存在较大发展空间。2015年长三角城市生态安全发展水平的排名由高到低依次为:杭州市、绍兴市、宁波市、南京市、金华市、湖州市、镇江市、台州市、苏州市、舟山市、无锡市、南通市、常州市、嘉兴市、合肥市、池州市、扬州市、芜湖市、铜陵市、宣城市、盐城市、泰州市、马鞍山市、安庆市、滁州市和上海市。（2）空间变化特征2005年,长三角生态安全相对较高的城市集中在西南部地区,较低的城市主要集中在西北部地区,处于较不安全状态的城市个数大于处于极不安全状态的个数。至2015年,除上海处于较不安全状态外,其余城市均处于安全或较安全水平区间。其中杭州市、绍兴市和宁波市生态安全水平较高,达到较安全状态,其余大部分城市处于安全状态。空间格局上呈现出南部地区生态安全水平较高,其余地区处于安全水平区间,即均一化的特点,表明区域生态安全水平在发展上具有一定的协同性与整体性。（3）预测结果利用均值GM（1,1）模型对长三角2019和2023年生态安全状况做出预测。结果表明,2019年长三角生态安全格局呈现出南部、中部较高,北部较低的特点。除上海市处于较不安全状态外,有25个城市达到安全水平,其中10个城市处于安全状态、14个城市为较安全状态,1个城市为理想状态,表明长三角生态安全水平得到较好发展,区域整体生态安全水平较高。至2023年,长三角生态安全在格局上呈现出西南部较高的特点,其中上海市处于较不安全状态,池州市、宣城市和杭州市达到理想状态,其余城市处于较安全状态,表明长三角生态安全水平得以进一步发展且具有空间协同性的特点。

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的与意义

1.2 国内外研究综述

1.2.1 生态安全与城市生态安全理念

1.2.2 国外研究综述

1.2.3 国内研究综述

1.3 研究内容与方法

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.3.3 技术路线

第2章数据来源与指标体系构建

2.1 研究区域概况

2.2 数据来源与数据预处理

2.2.1 数据来源

2.2.2 数据预处理

2.3 长三角生态安全评价指标体系构建

2.3.1 生态安全评价模型

2.3.2 生态安全评价指标选取原则

2.3.3 长三角生态安全指标体系突变模型构建

2.4 长三角生态安全评价方法

2.4.1 突变理论及突变级数法

2.4.2 熵权法排序

2.4.3 评价标准的确定

第3章长三角城市群生态安全评价与分析

3.1 长三角生态安全指数测算结果

3.2 长三角生态安全时间变化趋势分析

3.2.1 总系统层生态安全指数时间变化分析

3.2.2 压力层生态安全指数时间变化分析

3.2.3 状态层生态安全指数时间变化分析

3.2.4 响应层生态安全指数时间变化分析

3.3 长三角生态安全空间变化趋势分析

3.3.1 总系统层生态安全指数空间变化分析

3.3.2 压力层生态安全指数空间变化分析

3.3.3 状态层生态安全指数空间变化分析

3.3.4 响应层生态安全指数空间变化分析

第4章长三角城市群生态安全预警与分析

4.1 灰色预测模型介绍

4.1.1 均值GM（1,1）的建模过程

4.2 数值预测结果

4.3 2019年长三角生态安全状况分析

4.3.1 2019年长三角系统层生态安全状况

4.3.2 2019年长三角子系统层生态安全状况

4.4 2023年长三角生态安全状况分析

4.4.1 2023年长三角系统层生态安全状况

4.4.2 2023年长三角子系统层生态安全状况

第5章长三角生态安全水平提升对策与建议

5.1 控制人口增长

5.2 加强基础设施建设

5.3 鼓励科研创新

5.4 完善社会保障体系

5.5 提高公众环保意识

5.6 分区治理与协同一体化

第6章研究结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究不足与展望

参考文献

附录A 拟合公式

附录B 预测数值

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 谈晟荟

导师: 高峻

关键词: 突变理论,灰色预测模型,生态安全,长三角

来源: 上海师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 非线性科学与系统科学,环境科学与资源利用

单位: 上海师范大学

分类号: N941.5;X826

总页数: 64

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