中图分类号: X826
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2013)08-0957-08
收稿日期: 2012-09-12
修回日期: 2013-04-6
网络出版日期: 2013-08-20
版权声明: 2013 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献,在以下情况下可以自由使用:学术研究、学术交流、科研教学等,但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介:王 耕(1973-),女,辽宁沈阳人,博士,副教授,主要从事生态安全与环境风险评价研究。E-mail: lnnu_wg@hotmail.com
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摘要
以大连市甘井子区为例,基于压力-状态-响应(P-S-R)框架构建区域生态安全评价体系,利用研究区1990 年、2000 年和2009 年3 期TM遥感影像数据,在GIS 格网技术下量化多源数据,创建区域生态安全格网数据库, 采用加权综合评价方法进行生态安全状态评价。以评价结果为基础,构建区域生态安全GIS-Markov 模型,通过 计算区域生态安全状态转移矩阵,揭示区域生态安全时空演变特点。研究结果表明:① 1990~2009 年甘井子区 各街道生态安全指数逐年增加,其中1990~2000 年生态安全变化较大的地区集中于甘井子北部和中部,西部和 南部地区生态安全变化较小;2000~2009 年除泉水街道与南关岭街道外,其他地区生态安全状况均大幅好转。 ② 区域背景在生态安全空间演变趋同过程中起着重要的作用。甘井子区生态安全演变的可能性受邻域的影 响,安全等级较高的邻域对生态安全等级转移起到正面作用,而安全等级较低的邻域则产生负向影响。1990~ 2000 年,甘井子区生态安全状态受较高安全等级邻域的影响,安全状态好转的面积较大,营城子街道北部及革 镇堡街道西部的农村地区受较低安全等级邻域的影响,安全状态变差。2000~2009 年,甘井子区生态安全总体 向好的方面转变,受邻域的影响较小,只有泉水街道及营城子街道与红旗街道交界处受不安全邻域影响,其生态 安全状况转差。
关键词:
Abstract
In this article, Ganjingzi District of Dalian City in Liaoning Province was taken as an example. According to the pressure-state-response (P-S-R) model, regional eco-security evaluation model for Ganjingzi District was established. Based on the three period’s data of TM remote sensing images in 1990, 2000 and 2009 and the multi-source data quantified by GIS Grid, the database of the regional eco-security evaluation was constructed. Eco-security status of Ganjingzi District was assessed by comprehensive evaluation method. Meanwhile, according to the evaluation results, GIS-Markov model of the eco-security was built, and the rules of eco-security spatial-temporal evolution were studied by calculating transition matrix of regional ecological security state. The results showed as follows: 1) The eco-security index in Ganjingzi District had gradually improved from 1990 to 2009. The eco-security index of north and the central regions in Ganjingzi District changed largely from 1990 to 2000, and small change of ecological security occurred on the south and west regions. Except for the regions of Quanshui Street and Nanguanling Street, the eco-security conditions in Ganjingzi District had a significant improvement from 2000 to 2009; 2) Regional background played an important role in convergence process of the eco-security evolution. The possibility of the eco-security evolution in Ganjingzi District had been affected by its adjacent region. The adjacent region of higher level played a positive role in grade transition of eco-security, and the lower levels had a negative impact. The eco-security status in Ganjingzi District was affected by the adjacent region of higher level, and the areas of improvement increased from 1990 to 2000. During these yeas, the northern rural area in the region of Yingchengzi Street and western region of Gezhenpu Street were affected by lower level neighborhood, and its security status became worse. Except for the region of Quanshui Street and the junction of Yingchengzi Street and Hongqi Street, the eco-security had suffered deterioration by the impact of unsafe adjacent regions. From 2000 to 2009, the eco-security in Ganjingzi District was beginning to change and was less affected by the adjacent regions. GIS-Markov model provided the research ideas and methods in establishing the spatial-temporal evolution of regional eco-security. Moreover, the results could provide a scientific basis for regional development, ecological risk assessment and early warning in Ganjingzi District in the future.
Keywords:
生态安全是当今人类必须共同面对的并且迫切需要解决的重要课题之一。目前国际和国内学者对生态安全的研究领域很多,包括土地利用[1,2],城市生态系统以及水域等[3~6];研究方法也很多,有综合指数法[7,8],系统动力学方法[9,10],生态足迹法[11,12],景观生态学方法 [13,14]等。近年来随着空间技术的发展,遥感与GIS技术在生态安全研究中的应用日渐增多,如张艳丽等基于遥感和GIS技术对石羊河流域进行生态安全研究[15];宋豫秦等结合RS、GIS和景观生态学原理对北京市景观生态安全进行评价[16],任志远等基于GIS技术对陕北高原生态安全变化进行定量分析[17],李文杰等应用 GIS 和遥感技术进行生态安全评价与生物多样性保护研究[18]。从研究结果来看,目前区域生态安全研究集中于生态安全状态的评价与分析,关于生态安全时空演变的实证研究尚不多见[19]。生态安全不是瞬间的结果,而是对人与环境复合系统在某一时期或某一阶段过程状态的描述,是一个动态过程[20],因此对生态安全演变的探讨应是生态安全研究的重点内容。本文借助GIS技术,结合空间马尔科夫链理论对区域生态安全进行时空演变分析,旨在为区域生态安全时空演变研究提供方法依据,为后续基于元胞自动机(CA)的生态安全时空演变研究奠定基础。
本研究中图形数据来源于大连市区划图;遥感数据来源于1990年、2000年和2009年TM遥感影像;社会统计数据来源于近20 a来《大连统计年鉴》[21]、《甘井子统计年鉴》[22]、《大连环境统计公报》①(① 大连市环境保护局.大连环境统计公报汇编.1990~2011.);专题数据来源于大连市甘井子区土地利用规划研究结果②等(② 大连市甘井子区规划和国土资源局.甘井子区土地利用总体规划.1990~2000,2006~2020.)。为了便于多源数据的统计与计算,本文采用统一格网单元进行评价研究。首先在ArcGIS平台建立100 m×100 m的网格;其次数字化甘井子地区,数据的投影类型选择为Transverse-Mercator投影;然后通过ERDAS软件对1990年、2000年、2009年3个时期的遥感影像进行解译分类,得到3期的土地利用矢量图;最后将图形数据、遥感数据和社会经济统计数据通过ArcGIS插值与赋值计算输入到格网单元,建立ArcGIS格网数据库。
1.2.1 评价指标体系建立与权重确定
依据系统性、空间性、实用性以及数据获取可能性等原则,本研究选取P-S-R框架来建立指标体系,结合层次分析法(AHP)与变异系数法确定指标权重(表1)。AHP权重借助于软件Yaahp实现,变异系数权重通过以下公式计算所得:
式中:Vi是第i项指标的变异系数、也称为标准差系数;
1.2.2 生态安全评价指数测算
本研究采用加权平均评价方法进行测算,公式为:
式中,ESI为评价对象的生态安全指数;xi为评价指标i的标准化值;wi为第i项指标的权重。
表1 区域生态安全评价体系及指标权重
Table 1 The evaluation system and the index weight of regional ecological security
指 标 | 数据来源 | 权重 | |||
---|---|---|---|---|---|
AHP法 | 变异系数法 | 综合权重 | |||
压力 | 人口密度 | 统计年鉴 | 0.0196 | 0.0121 | 0.0158 |
人均耕地面积 | 土地变更调查 | 0.0387 | 0.0700 | 0.0543 | |
单位废水排放量 | 统计年鉴 | 0.0508 | 0.0455 | 0.0481 | |
单位废气排放量 | 统计年鉴 | 0.0270 | 0.0396 | 0.0333 | |
单位固废排放量 | 统计年鉴 | 0.0134 | 0.0035 | 0.0084 | |
水资源承载力 | 专题成果 | 0.1380 | 0.0163 | 0.0771 | |
土地资源承载力 | 专题成果 | 0.0483 | 0.0133 | 0.0308 | |
地均化肥施用量 | 调查统计 | 0.0117 | 0.0675 | 0.0396 | |
状态 | 地表起伏度 | DEM数据 | 0.0215 | 0.0600 | 0.0408 |
植被覆盖率 | 遥感数据 | 0.0275 | 0.0431 | 0.0353 | |
景观多样性指数 | 遥感数据 | 0.0230 | 0.4287 | 0.2258 | |
景观破碎度 | 遥感数据 | 0.0071 | 0.0206 | 0.0138 | |
土地利用类型 | 土地变更调查① | 0.0177 | 0.0605 | 0.0391 | |
人类干扰指数 | 遥感数据 | 0.0093 | 0.0045 | 0.0069 | |
响应 | 自然保护区比例 | 专题成果 | 0.0243 | 0.0387 | 0.0315 |
人均GDP | 统计年鉴 | 0.0591 | 0.0963 | 0.0777 | |
环保投资 | 统计年鉴 | 0.0988 | 0.0523 | 0.0755 | |
教育投资 | 统计年鉴 | 0.0680 | 0.0900 | 0.0790 | |
废水达标率 | 统计年鉴 | 0.1586 | 0.0632 | 0.1109 | |
垃圾无害处理率 | 统计年鉴 | 0.1366 | 0.0592 | 0.0979 |
注:人类干扰指数是区域生态环境受人类活动影响的指标,主要是指建设用地所占比重。
从人与环境复合系统相互作用来看,“生态安全”的概念既包括相对状态(生物与环境或与其他生物之间的相对状态)安全,又包括相互关系(生物与环境或与其他生物之间的相互关系)安全[23],是关于时间和空间的连续函数,具有时空演变的特点。本文应用马尔科夫链理论,借助GIS技术构建生态安全时空演变GIS-Markov模型,既分析生态安全等级随时间演变的概率,又分析生态安全等级在空间的关联与影响。
传统的马尔科夫链(Markov Chain)是一种时间和状态均为离散的马尔科夫过程[24]。不同年份生态安全等级之间的转移可以用一个k×k的马尔科夫转移概率矩阵M表示,元素mij表示某一区域在t年份属于i类型,而在下一年份转移到j类的一步转移概率,表达式如下:
式中,nij表示在整个研究期间内,由t年份属于i类型的区域在下一年转移为j类型的区域数量之和,ni表示所有年份中属于i类型的区域数量之和。
空间马尔科夫链是传统马尔科夫链与“空间滞后”概念相结合的产物[25]。空间马尔科夫转移概率矩阵以区域i在初始年份的空间滞后类型为条件,将传统的马尔科夫矩阵分解为k个k×k条件转移概率。转移矩阵中的元素mij(k)表示某区域在其空间滞后类型k的情况下,该年份属于类型i而在下一年份转移为类型j的一步空间转移概率。通过比较马尔科夫矩阵元素和空间马尔科夫矩阵中对应元素,可以了解一个区域向上或者向下转移的概率大小与周围邻域之间的关系,探讨区域环境对生态安全等级变化的影响。
大连甘井子区位于38°47′N ~39°07′N,121°16′E ~121°45′E,呈马蹄形,东北与金州区接壤,南与沙河口区为邻,西南与旅顺口区毗连,面积502 km2,辖14个街道(另有华侨农场、大连市农业科学研究院)(图1)。甘井子区是大连市唯一的城乡结合区和城市扩展区。特殊的地理区位为甘井子区带来了开发机遇,同时带来了大气与水体污染、土地退化等生态安全问题。据大连市环保局统计,2008年之前甘井子区的三废排放量高居大连市榜首,近几年甘井子区政府开始大力调整和优化产业结构,加强基础设施建设,提高三废处理率,该区生态安全状况得以明显好转。随着“十二五”时期大连全域城市化的快速推进,甘井子区环境、经济与社会可持续发展将是大连生态宜居城市建设的重点,因此重视和解决城乡结合部甘井子区生态安全问题,是大连全域城市化建设的必然要求,具有重要现实意义。
依据所建立的评价指标体系及综合评价模型,利用公式3计算格网评价单元的生态安全指数,换算为街道单元的生态安全指数如表2所示。结合前人的研究经验与研究区特点[26],建立生态安全等级评价标准(表3),基于GIS技术制作格网专题地图,分析甘井子区生态安全状态时空演变特点(图2)。
表2 大连市甘井子区各街道生态安全指数
Table 2 The eco-security index of Ganjingzi District in Dalian
街道 | 1990年 | 2000年 | 2009年 | 街道 | 1990年 | 2000年 | 2009年 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
红旗街道 | 0.2633 | 0.4032 | 0.5882 | 机场街道 | 0.2182 | 0.423 | 0.633 |
大连湾街道 | 0.1961 | 0.3982 | 0.58 | 南关岭街道 | 0.2225 | 0.4351 | 0.5942 |
甘井子街道 | 0.1984 | 0.4104 | 0.5987 | 营城子街道 | 0.2328 | 0.3846 | 0.5866 |
泉水街道 | 0.2492 | 0.4426 | 0.5935 | 泡崖街道 | 0.2334 | 0.4207 | 0.6014 |
椒金山街道 | 0.1532 | 0.3731 | 0.6261 | 革镇堡街道 | 0.2324 | 0.427 | 0.611 |
周水子街道 | 0.2015 | 0.4203 | 0.6028 | 中华路街道 | 0.2094 | 0.3954 | 0.6356 |
辛寨子街道 | 0.2401 | 0.409 | 0.6152 | 农业科学研究院 | 0.2502 | 0.4063 | 0.6477 |
兴华街道 | 0.211 | 0.4259 | 0.6356 | 华侨农场 | 0.2697 | 0.3924 | 0.5876 |
表3 生态安全等级评价标准
Table 3 The Evaluation standard of the level for ecological security
生态安全等级 | 不安全 (1级) | 较不安全 (2级) | 一般不安全 (3级) | 临界安全 (4级) | 一般安全 (5级) | 较安全 (6级) | 安全 (7级) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
生态安全指数 | 0~0.25 | 0.25~0.35 | 0.35~0.45 | 0.45~0.55 | 0.55~0.65 | 0.65~0.75 | 0.75~1.00 |
图2 1990年、2000年、2009年甘井子区生态安全评价结果
Fig. 2 The evaluation results of eco-security in Ganjingzi District in 1990, 2000 and 2009
如图2,1990年大连市甘井子区生态安全状况较差,生态安全等级在1~2级。不安全区域主要分布于中华路街道、兴华街道、椒金山街道、周水子街道、甘井子街道,以及大连湾街道和革镇堡街道大部分。这主要是由于改革开放以来,高能耗高污染的产业发展迅速,且经济发展呈现出粗放型与掠夺型发展模式,致使生态安全状况较差。较不安全区域主要分布于甘井子区东部、西部大部分地区,南部较少。一般不安全区零星分布于甘井子区南部(红旗街道、营城子街道南部等)。
2000年甘井子区生态安全状态转好,生态安全等级在2~4级。一般不安全的区域占较大面积,较不安全区域面积次之,临界安全区域零星分布。较不安全区域主要分布在营城子街道北部和南部与红旗街道相交的地方;临界安全区域分布在泉水街道和革镇堡街道北部、辛寨子街道以及红旗街道部分地区,其余地区为一般不安全的区域。
2009年甘井子区生态安全状态较好,大部分地区为一般安全区,生态安全等级多处于4~7级。革镇堡和辛寨子等街道是安全区;甘井子区西部、中部、东北部和南部是较安全区;营城子街道北部和南部,辛寨子街道大部分地区,大连湾街道北部和南关岭街道北部为临界安全区;营城子北部、大连湾中部地区为一般不安全区。
通过对甘井子区的自然和人文环境的实际调研以及该区政府部门工作报告① ① 大连市甘井子区政府办公室.大连市甘井子区2010年度政府工作报告.2010.),本文评价结果与该区的生态环境现状基本相符。
以生态安全状态评价结果为基础,应用马尔科夫模型,借助ArcGIS平台计算1990~2000年和2000~2009格网生态安全状态等级转移矩阵(如表4)。
表4 甘井子区生态安全等级马尔科夫矩阵
Table 4 Markov matrix of eco-security level in Ganjingzi District
1990~2000年 | 2000~2009年 | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
1 | 0.00 | 0.07 | 0.90 | 0.04 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.00 | 0.17 | 0.79 | 0.04 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.35 | 0.49 | 0.15 | 0.00 |
3 | 0.00 | 0.35 | 0.51 | 0.14 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.10 | 0.79 | 0.10 | 0.00 |
4 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.08 | 0.77 | 0.14 | 0.00 |
5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
7 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
注:1代表不安全;2代表较不安全;3代表一般不安全;4代表临界安全;5代表一般安全;6代表较安全;7代表安全。
表4显示生态安全等级随时间演变的概率,其中对角线上的数值表示安全等级没有发生变化的概率,非对角线的数值表示不同安全等级发生转移的概率。从表4中可以看出,1990年~2000年间甘子区生态安全等级转移矩阵存在以下特点:①对角线上第三行(列)的数值为0.51,说明一个地区若在初期时处于一般不安全状态,在随后年份属于该等级的可能性为51%。② 第三列中第一行与第二行元素的数值分别为0.9与0.79,远大于对角线区域,说明在这10 a间,不同安全状态之间发生转移的概率较大,表明区域生态安全恶化与好转不断更替,演变频繁。2000~2009年间存在以下特点:① 对角线上的数值小,均接近0,说明生态安全等级不发生变化的概率趋于0,意味着生态安全在这10 a间会发生明显转变。② 对角线上方元素数值总体上比下方元素数值偏大,并且集中在第五列和第六列,说明该区生态安全状态逐渐趋于好转[27]。
在生态安全状态随时间演变的同时,区域背景在生态安全空间演变趋同过程中起着相当重要的作用。不同邻域条件下,区域生态安全等级转移概率各不相同。由于甘井子区生态安全等级转移在时间上并不平稳,即1990~2000年与2000~2009年2个时期生态安全变化存在显著差异,因此分别构建其空间马尔科夫转移概率矩阵(表5),并绘制其专题图(图3)。
一般来说,一个区域,若以安全等级较高的地区为邻,其向上转移的概率将增加,向下转移的概率将减小;相反,以安全等级较低的地区为邻,其向上转移的概率将减小,向下转移的概率将增加。例如,由表5中可知,在1990~2000年,当不安全区与不安全区域相邻时,不安全区向高一级(较不安全区)转移的概率仅为0.01,而当不安全区与高一级区(较不安全区)相邻时,不安全区向高一级(较不安全区)转移的概率为0.05,说明生态安全状态向安全等级转变的概率增大。由图3可知,甘井子大部分地区生态安全状态受较高安全等级邻域的影响,生态安全状态转好的面积较大,营城子街道北部及革镇堡街道西部的农村地区受较低安全等级邻域的影响,生态安全状态变差。2000 ~2009年间,由于生态安全总体向好的方面转变,因此受邻域的影响较小,只有泉水街道及营城子街道与红旗街道交界处受邻域不安全状况影响,其生态安全状态转差。
表5 甘井子区生态安全类型的空间马尔科夫矩阵(以空间滞后为条件)
Table 5 Spatial Markov matrix of eco-security types in Ganjingzi District (the spatial lag condition)
1990~2000年 | 2000~2009年 | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
1 | 1 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.00 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
3 | 0.00 | 0.04 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
4 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
7 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
2 | 1 | 0.00 | 0.05 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.00 | 0.12 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
3 | 0.00 | 0.25 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
4 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
7 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
3 | 1 | 0.00 | 0.05 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.00 | 0.12 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
3 | 0.00 | 0.24 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
4 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
7 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
4 | 1 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
3 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
4 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
7 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
… | …… | ||||||||||||||
7 | 6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
7 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
注:1代表不安全;2代表较不安全;3代表一般不安全;4代表临界安全;5代表一般安全;6代表较安全;7代表安全。
图3 1990~2009年甘井子区生态安全等级转移及邻域转移的空间分布格局
Fig.3 Spatial distribution pattern on transferring of eco-security level and adjacent regions in Ganjingzi District from 1990 to 2009
空间马尔科夫转移概率矩阵为“时空演变趋同”现象提供了空间上的解释。若某区域的邻域向着安全恶化方向发展,那么该区域的生态安全等级将受到负面影响;而某区域的邻域向着安全良好的方向发展,那么该区域的生态安全等级向上一等级转移的可能性增大,并有效地阻止其向下一级转移。基于空间马尔科夫模型的生态安全空间演变结论可以为甘井子区域开发、生态风险时空评估与预警提供依据。
1) 文章选择百米网格作为评价单元,并基于GIS技术进行生态安全状态评价,实现了生态安全时空评价的定量化和可视化。评价结果反映了区域生态安全的空间差异性,便于区域规划与决策的落实,比基于行政单元的传统评价结果更具有实际指导意义。
2) 文章利用马尔科夫链理论,借助GIS技术构建生态安全时空演变GIS-Markov模型,并以大连甘井子区为例,分析了生态安全时空演变特点,为生态安全时空演变研究做出实证探索。
3) 本文社会经济数据是以街道为单元进行收集,由于某些指标的数据难以获取,只能采用替代指标数据,在一定程度上影响了评价结果的精确性。此外,在数据获取较充分条件下,本研究还应对未来生态安全状态进行预测分析,以期为甘井子区开发建设及生态保护提供建议。
The authors have declared that no competing interests exist.
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