英语原文共 10 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
基于PSR模型的北京市生态安全评价
摘要：本文基于压力-状态-响应模型构建了北京市生态安全评价指标体系，采用综合指数法对北京市生态安全状况进行评价，取得了良好的效果。从结果可以看出，北京市生态安全综合指数从2004年的0.589降至2008年的0.540，处于基本安全状态和比较安全状态。虽然缩小的范围不是很大，但也表明北京的生态安全正处于缓慢下降的状态，主要原因是经济的快速发展造成了人口压力、土地压力、资源和城市环境压力严重加大，应加强北京的生态安全意识。结果还可以看出，北京市社会文化反应的安全指数显然在过去的五年里进步了，这说明人们已经明显意识到城市生态安全的重要性。
关键词：城市；综合指数法；生态安全评价，北京
1.引言
城市生态系统是具有一定功能的网络体系结构，是由人类及其周围的生物或非生物环境形成的，也是在人类改造和适应自然环境的过程中建立起来的一个特殊的人工生态系统。它不同于自然生态系统，高度重视城市人文与城市环境的互动关系，是一个由自然系统、经济系统和社会系统组成的复合系统。城市化是人类社会发展过程中的必然趋势。在城市化进程中，人类把大多数野生生物限制在越来越狭隘的范围内，也把自己圈在由混凝土和各种形式的污染组成的人工环境中，远离了原来我们祖先的农村生活环境，这导致了各种各样的生态问题。因此，改善和保护城市生态环境是必须要解决的重要课题之一，在城市建设和发展过程中也必须重视。
目前对生态安全的研究主要集中在国家层面和地区层面，对城市层面的生态安全研究较少，然而城市生态安全却是国家及区域生态安全的基础和核心。[1]城市是人类文化的产物，对经济、文化繁荣、政治活动和信息传播的发展具有巨大的促进作用，但它也会给人类生活环境和生态安全带来负面影响，如城市气候变化引起的环境污染、自然资源损耗、城市人口爆炸等严重的社会问题。作为中国的首都，北京的城市生态环境问题更加集中和紧迫，城市建设的快速发展和生态退化给北京生态环境带来了巨大的压力[2][3]。
目前，评价城市生态安全的常用方法是综合指数评价法，其指标可根据研究目标而改变，我们可以从生态压力、区域生态、空间状态、生态系统服务功能之中选择指标建立压力-状态-响应（PSR）模型[4]。本文基于压力-状态-响应（PSR）模型构建了北京市生态安全指标体系，采用综合指数法对北京的生态安全进行了精准的评估。
2.数据与方法
2.1数据来源
本研究中使用的数据包括卫星遥感数据以及统计局和相关报告中的公开数据。土壤侵蚀数据来源于LandsatTM中的“国家土壤侵蚀遥感调查”数据库。其他的数据包括社会经济、自然灾害、科学技术数据则来源于一些书面材料（如由统计局和环境、水、土地和教育部门发布的有关生态环境保护的文件）。
2.2研究区域
北京位于欧亚大陆东部边缘，属于环渤海经济圈，自古以来的重要城市。它位于北纬3954、东经11623、位于华北平原西北边缘，面积16410.54平方公里以上，是现代中国城市的经济、政治、文化中心。全市平均海拔43.5米，全市常住人口1755万人，人口密度1069人/平方公里。这个区域属于暖温带半湿润大陆性季风气候，有着炎热多雨的夏季、寒冷干燥的冬季以及短暂的春秋。
北京是一个综合性工业城市，综合经济实力位居前列（同等级地区相比）。但值得注意的是，北京的经济发展仍然存在问题，主要是人口爆炸以及人均劳动生产率增长速度较低（与其他主要城市相比）。
3.方法
3.1P-S-R模型
PSR模型是指人类活动对环境产生的压力和改变自然资源的质量和数量，从而导致人类有相关行为反应，是一种基于因果关系的概念。指标被区分为三大类，首先，生态环境压力指标指人类活动和气候变化对环境的压力[5]；第二，生态环境状况指标描述了我国自然环境与生态系统功能的现状；第三，社会反应指标反映了社会应对生态环境变化的反应程度，可能是所用措施的数量和种类，实施措施的努力或措施的有效性。
3.2指标选取
在一个PSR模型框架中选取了18个代表北京主要生态安全特征的独立指标（表1），表中还列出了各级指标的权重。为了选取这些指标，我们参考了目前国内外生态安全评价的相关方法。指标总共有四个层次，一是目标层，即生态安全复合指标；二是准则层，包括来自自然和人类的压力、生态系统现状、人类社会的反应；第三个是指标层，具体结果见表1[6][7]：
表1北京市城市生态安全评价指标体系
|
目标层 |
权重 |
项目层 |
权重 |
因素层 |
权重 |
指标层 |
权重 |
单位 |
|
生态安全复合指数 |
1 |
来自于自然与人的压力 |
0.37 |
人口压力 |
0.26 |
人口密度 |
0.6 |
人/平方千米 |
|
人口自然增长率 |
0.40 |
permil; |
||||||
|
土地压力 |
0.25 |
人均道路面积 |
0.32 |
平方米/人 |
||||
|
人均绿地面积 |
0.25 |
平方米/人 |
||||||
|
人均耕地面积 |
0.43 |
平方米/人 |
||||||
|
水资源压力 |
0.24 |
人均用水量 |
1 |
立方米 |
||||
|
生态系统状态 |
0.33 |
资源质量 |
0.52 |
工业固体废弃物综合利用率 |
0.28 |
% |
||
|
城市污水处理率 |
0.32 |
% |
||||||
|
生活垃圾无害化处理率 |
0.4 |
% |
||||||
|
环境质量 |
0.48 |
环境噪音 |
0.31 |
分贝 |
||||
|
工业废水排放达标率 |
0.32 |
% |
||||||
|
土壤侵蚀 |
0.37 |
平方米 |
||||||
|
人类社会响应 |
0.30 |
人类响应 |
0.49 |
千人病床位数 |
0.58 |
张 |
||
|
万人集书量 |
0.42 |
容量 |
||||||
|
环境响应 |
0.51 |
节省体积 |
1 |
10000吨 |
3.3指标标准化
运用层次分析法可以确定北京市各指标对生态安全的贡献。然而，这种方法不允许我们直接比较指标，因为每个指标都有不同的维度[3]。因此所有指标必须标准化，以克服使用指数时参数之间的不相容性，这个评价指标可分为正项指标和负项指标。对于正向指标，
值越大，它反映的安全性就越高。对于逆向指标，值越大，它反映的安全性就越小。因此，本模型主要采用以下两种形式[8]：
前种情况， (1)
后一种情况, (2)
式中，rij为评价中各指标的标准化值；xij为实际值；zi为所有实际测量中的符号值。因此，rij的值总是介于0和1之间。
3.4权重确定
在城市生态安全评价过程中，各评价因子对目标的重要性范围，根据其在评价中所占比例根据指标的重要性确定的值为重量值[9]。为每个因素分配权重是影响生态安全的另一个基本问题。的正确性权重值不仅影响评价的效率，而且影响评价结果的精度。作为一个基于简单原则的用户友好实用工具，层次分析法（AHP）能够编纂专家意见书，适用于多种不确定环境中出现的问题。存在评估标准。层次分析法是推导各项指标，在环境评价和可持续管理中得到广泛应用。本文采用层次分析法确定评价指标权重，具体过程如下：
1）建立决策矩阵
决策矩阵是上一层次因素和这一层次相关因素两者之间比较重要性的标志。通过引入适当的标准进行定量评估，一般形式如下（见公式（3）[10]：
(3)
根据专家判断，分配数值来判断各因素的相对重要性。为了使评估结果为定量的，我们通常采用Seaty提出的传统1-9量表法（表2）;
表2 西蒂判度表
|
标度 |
含义 |
|
1 |
表示两个因素相比，具有相同重要性 |
|
3 |
表示两个因素相比，前者比后者稍显重要 |
|
5 |
表示两个因素相比，前者比后者明显重要 |
|
7 |
表示两个因素相比，前者比后者强烈重要 |
|
9 |
表示两个因素相比，前者比后者极端重要 |
|
2，4，6，8 |
表示上述相邻判断的中间值 |
|
倒数 |
若因素i与因素j的重要性之比为aij,那么因素j与因素i重要性之比为aji=1/aij. |
2）确定权重
权重的确定包括两个步骤：首先，我们应该根据决策矩阵计算出每个指标的权重；第二，计算特征值和稠度比（公式4）来评估由Kappa统计建立的权重，CR值为0.1或少于0.1是合理的一致性水平，且我们应该在得到良好的一致性之前确认好决策矩阵[11],各权重值见表1：
(4)
CR（一致性比）用于表示随机生成判断矩阵的概率，lambda;max是矩阵的最大特征值或主特征值，n是决策矩阵的阶。Ri是根据seaty[1][2]给出的矩阵顺序得出的一致性指数的平均值。
4.城市生态安全评价
城市生态安全综合指数可用式（5）计算：
(5)
表达式（5）中的公式分别为一级、二级、三级评估，alpha;ij为评价指标的权重值，Rij是评价指标的标准化矩阵，Wi是3项评价指标的权重值，n为评价指标个数。当P（城市生态综合指数）越大时城市越安全，如表3所示我们将城市生态安全分为5个等级：
表3 生态安全等级表
|
综合评价值 |
0~0.35 |
0.35~0.45 |
0.45~0.55 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[19554]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word |
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
