城市生态安全评价研究

城市生态安全评价研究

李小玲1，杨成忠2

【摘 要】摘要：基于城市生态安全内涵，运用压力－状态－响应（PSR）模型建立了平凉市生态安全评价指标体系，并以最大信息熵原理（MIEP）为基础，自组织特征映射神经网络（SOFM）为算法，借助MATLAB数学软件为计算平台，从复杂系统结构演化的角度提出了城市生态安全评价模型。最后，用MIEP模型对青海省平凉市2002—2011年的城市生态安全进行了评价。结果表明，平凉市城市生态安全状态呈上升好转的状态，生态安全水平稳步提高。2002—2009年平凉市城市生态安全状态是临界安全，2010和2011年是较安全，在2011年达到最高值1．372 6，但与理想的安全水平还有一定的差距。 【期刊名称】湖北农业科学 【年(卷),期】2018(057)016 【总页数】5

【关键词】城市生态安全；压力－状态－响应（PSR）模型；最大信息熵原理（MIEP）；平凉市

李小玲，杨成忠.城市生态安全评价研究［J］.湖北农业科学，2018，57（16）：113-117.

基金项目：青海省社科基金项目（k061709）

工业文明给人类带来极大的物质财富，城市化进程也随着快速工业化而加快。工业化和城市化给人类带来福利的同时，人类的生存环境也遇到了严重的破坏和威胁，产生了生态环境问题，如大气、水体、固体废弃物污染、土壤污染、光污染、化学污染、生物多样性减少等，还有如交通拥挤、水资源短缺、占用

耕地、就业紧张、住房奇缺等一系列的 “城市病”。这些问题已经严重威胁到人类的生存和生活，进而威胁到人类的集中地——城市生态安全。城市生态安全是国家安全的重要组成部分之一，是确保国家安全的生态基础和屏障。研究城市生态安全、保护城市安全，对未来城市的发展具有重要而积极的作用，城市生态安全评价研究是适应中国快速城市化发展中保障城市生态安全的要求，能够满足促进城市健康发展和为人们提供良好的城市生态环境的重大需求。城市生态安全状况分析是生态城市建设的前提和必要条件，对生态城市建设有指导意义。

1 城市生态安全理论

心理学家马斯洛提出了 “基本需求层次理论”，将人的需求分为5个层次：其中“安全需要”列为第二层次，仅次于第一层次的“生理需求”。由此可见，安全对于人类的重要程度。这也说明对于城市生态安全的研究不仅仅是专业技术上的需要，更是人类社会的需要。

城市生态安全是指一个城市的环境和资源状况能够满足人类经济、社会等持续发展需求，又能通过自身及经济、社会的调节保证其生态环境状况处于不受或少受威胁的状态。其中，人类社会的需求与资源环境的可持续供给之间的供给是核心内容［1］。其研究对象是涵盖自然、经济、社会3个子系统的自然－经济－社会复合生态系统。3个子系统之间相互作用，自然生态系统提供服务，社会、经济系统消耗资源、排放废弃物并积极响应；3个系统之间是相互作用、相互制约的关系，体现在各种相互间的威胁与破坏上，同时三者间又相互的有机联系，相互支持与完善，使城市处于自然系统健康，经济和社会系统可持续发展的广义可持续发展状态，进入城市生态安全的理想模式。

城市生态安全评价就是根据经济社会持续发展与生态安全影响因子间的关系，在分析生态环境对社会经济持续发展的影响与制约的基础上划定生态安全与不安全的界线，对生态安全程度进行区分［2］。生态安全研究逐渐成为生态科学和环境科学关注的焦点［3－7］。生态安全评价的方法有很多，如综合指数法、主成分分析法、生态足迹法、景观生态格局法、灰色关联法等，这些方法都不同程度地考虑了人类活动对环境压力、自然资源质量变化和人类活动的情况，但不能清楚地揭示生态安全的机理和动态演化过程，未体现生态安全体系内部各要素之间的关联性和耦合性，也很难预测生态安全的发展趋势。本研究运用系统论的观点，对青海省平凉市城市生态系统安全状况进行了分析评价，构建了基于最大信息熵的评价指标体系和城市生态安全模型，通过模型计算和分析，评判平凉市的生态安全状况，确定安全等级，对于平凉市生态城市建设具有重要的指导意义。

2 基于PSR模型的平凉市生态安全指标体系

关于城市生态安全评价指标体系，学术界用的比较多的主要有：压力－状态－响应（PSR）模型［8］、驱动力－压力－状态－影响－响应（DPSIR）模型［9］和驱动力－状态－响应（DSR）模型［10］等。 使用最多的是 PSR模型，其可操作性强，逻辑关系清晰明了，强调环境与经济运作之间的联系。本研究构建平凉市生态安全指标体系，选用PSR模型，压力层选取经济、人口、土地、资源和环境5个压力要素，每个指标反映的是城市生态安全问题产生的影响因素；状态层由资源和环境2个质量状态要素构成，每个指标的值反映城市生态不同环境的质量状况；响应层由污染控制、经济投入和人文社会3个响应要素构成，每个指标反映人类对生态环境问题和安全威胁的应对能力。依据城市生