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1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

一、研究意义

1.1问题提出的背景

生态安全有广义和狭义之分，广义的生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全等三方面，它们共同组成一个复合人工生态系统；狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全，是生态系统完整性和健康的整体水平的反映^[1]。土地利用／覆被变化 （Land use／Cover Change，LUCC）是全球环境变化的重要组成部分和主要原因之一，这一过程与陆地表层物质循环和生命过程密切相关^[2]。LUCC 不仅带来了地表结构的巨大变化，而且极大的影响了区域的气候、水文水资源、土壤以及生物多样性和生物地球化学循环，对整个生态系统的结构和功能造成了影响^[3]。土地生态安全是生态安全的重要组成部分，是指在一定时空范围内，土地资源能够维持其自身结构功能完整性，保持不受或者少受威胁的健康平衡状态，并能够为人类社会经济及农业发展提供较好的支撑条件，从而维持土地自然社会经济复合体长期可持续发展。

近代以来，伴随着工业经济的快速发展，城市化的进程也在不断加快，人类对土地的需求表现的越来越强烈，对土地的开发程度也在进一步加深，导致人地关系的矛盾愈演愈烈，土地生态问题层出不穷。2016 年国务院印发的《十三五生态环境保护规划》中对土地生态环境的修护和治理提出了强调。2017 年习总书记在十九大报告中对生态环境以及生态文明的报告也凸显出了在人民日益增长的美好生活需求中，对生态环境的要求也在日益提高。土地生态安全不仅包含土地生态系统本身的安全性，也包含土地生态系统是否能保证人类生产和生活的安全问题，因此对土地利用的生态安全影响进行研究是极其必要的。

二、国内外研究概况

（一）土地利用变化对生态安全影响的尺度研究

国际上，生态安全研究尺度多集中在个体、种群或国家尺度上，尤其是一些国家或全球尺度上的研究，而对地方及区域尺度却鲜有研究。我国在国家尺度上的关于生态安全的概念、特点、衡量标准、预警等，郭中伟^[4]、曲格平^[5]等进行了较充分的论述。对于地方及区域尺度而言，肖荣波^[6]、李征等人以实地为例，评价和分析了所选区域的生态系统安全。同时，对于一些典型地区，如喀斯特地貌等也有涉足和研究。

从时间尺度上看，生态安全可以通过时间“点”和时间“段”两个尺度进行指标分析，从而可以快速了解到评价对象的现状和特征并总结出评价对象的动态变化特征^[7]。如郭斌等利用遥感影像资料，分析了西安市1988—2000年间土地利用的时空演变，并对生态安全进行了动态评价，从而有利于制定科学的土地利用规划。贺文龙等人基于1986年、2004 年和 2012 年的土地利用现状遥感解译图，对研究区的景观生态安全进行评价^[8]。

从空间的尺度上看，研究地区以长江流域和西部地区为主，与我国经济发展侧重趋势一致，2000 年 11 月，在国务院发布的全国生态环境保护纲要中，明确维护―国家生态环境安全的目标。左伟基于区域生态环境系统安全评价概念框架理论基础，采用 GIS 和 RS 等技术方法手段，选取长江三峡库区典型区—重庆市忠县为研究区，对该区域的生态环境系统安全进行了评价与制图，进一步探究了该区生态安全问题的成因机理以及相应调控措施^[9]。邹长新则以生态安全预警理论为基础，结合生态安全与景观生态学方法，根据PSR框架与层次分析思想建立起西北地区黑河流域的生态安全评价指标体系，对本区的生态安全进行评价，在评价结果基础上分析黑河流域生态安全警情、警源、警度。李月臣等利用 PSR 模型对北方13省土地利用/覆盖变化的动态变化特征进了分析研究^[10]。2016年宁立新以江苏省海岸带为例，基于PSR模型构建江苏省海岸带生系统评价体系，对海岸区域的生态环境状态进行了评价。

（二）土地利用变化对生态安全影响的评价方法研究

生态安全研究已由最初定性的简单描述发展到现今定量的精确判断。在评价方法上，国内外已有较多的应用与实践。随着生态安全研究的不断深入，以及景观生态理论和3S技术的普及，生态安全评价方法也得到了长足的发展。我国学者刘红将其主要归纳为4种方法：数学模型法、生态模型法、景观模型法和数字地面模型法。

数学模型包含综合指数法、层次分析法、灰色关联度法、物元可拓评价法、模糊综合评价法、模糊模式识别模型、主成分投影法以及BP网络法等^[11，12]，科学性强且可靠性大，是较常见的成熟评价方法^[13]。不同的评价方法，可能得到不同的评价结果。如刘蕾等^[14]借助物元和可拓理论构建区域土地资源生态安全综合评价模型，以河南省为研究对象进行土地资源态安全评价，得出人口数量与质量、人均耕地面积、第三产业比重是影响土地资源生态安全状况的重要因素；江勇等^[15]以河北省永清县为例，计算研究区域在 1995-2008 年的生态安全度，安全值总体处于预警级，整体水平呈现逐渐恶化趋势，通过时间序列预测了其2010，2015和2020年的生态安全度，为该区域生态安全预警、土地利用规划和经济环境生态协调发展提供了科学依据；李政等^[16]结合熵权法和特尔斐法确定土地资源生态安全综合评价指标的权重，运用PSR概念模型和层次分析法，分析四川省耕地土地生态安全状况，其土地生态安全等级经历了波动上升变化趋势，为其生态环境改善提供了理论支撑；杨春红等^[17]利用主成分分析法。

1.2研究意义

本文基于国内外生态安全现状研究，从生态安全基本概念出发，以江苏省南京市作为研究对象，根据南京市2000-2017年土地利用现状变化，对南京市近十年生态安全进行动态评价，探寻南京市生态安全可能存在的问题以及问题产生的原因，从而为南京市快速协调发展统筹规划提供理论依据，引导城市创新、协调、健康、持续发展。

确定土地资源生态安全综合评价指标的权重，基于 PSR 概念模型，分析汕头市土地生态安全状况，其土地生态环境整体状况良好，土地生态系统结构完整、功能完善；陈静等^[18]以熵权法确定土地资源生态安全综合评价指标的权重，运用PSR 概念模型，以丰都县为例分析三峡库区土地生态安全状况，其土地生态安全等级整体呈现逐渐变好的变化趋势，但土地生态系统所承受的压力也逐渐增大，土地安全问题亟待解决。近年来FDA生态安全风险评价法掀起了热潮，即模糊综合评价—层次分析—主成分析模型。FDA 方法的优点在于评价过程简易，整个评价过程能够做到完全量化,使得评价结果相对客观可靠^[19]。我国学者左伟^[20]在此基础上提出了另外一种复合模型法，通过该方法可以得到趋于真实的评价结果。还有一种方法可以对生态安全演变趋势实行动态预警——RBF 模型，即径向基函数(Radial Basis Function)法。生态模型法、景观模型法常互相结合应用于研究中。景观生态学方法主要着眼于相对宏观的要求，可以从生态系统的结构出发综合评估各种潜在生态影响类型^{［11，21］}。而将生态学理论与数学原理相结合、基于资源环境承载力基础发展起来的生态足迹法是为数不多的生态安全评价的定量生态模型。杨丹荔等^[22]、黄海^[23]杨璐迪等^[24]分别以四川省攀枝花市、重庆市合川区、武汉城市圈为研究对象，运用生态足迹法，对区域的土地生态安全进行了研究，均得出研究区域在研究时段内生态赤字基本上呈直线上升趋势，土地生态承载力呈下降趋势，土地生态压力指数呈上升趋势，土地生态需求与生态供给矛盾日益突出，土地生态安全等级基本处于不安全状态，提出要从大力发展生产业、强化土地利用规划的导向作用、加强环境整治力度、发展循环经济，提高能源利用效率等途径着手，提高土地生态安全等级，实现土地利用与经济发展、环境保护相协调发展。生态足迹法大大简化了评价因子，如果能克服诸如过于简单化与静态化的缺陷，生态足迹法应该是生态安全定量评估中概念与原理最简单、明确并最具生命力的方法之一^［25］。

生态安全评价研究的实践来看，主要还集中在数学模型的评价范式上，部分学者尝试了景观生态学方法与数字地面模型结合的方法。由于生态系统变化的复杂性，随着GIS与遥感技术在生态学领域的广泛应用，尤其是对生态安全预测与预警的要求不断增加，生态模型方法将成为生态安全研究的主流^［26］。

（三）土地利用变化对生态安全影响的评价指标体系

指标体系是生态安全内涵的具体化与成效的度量。科学、适当地选择指标是客观评价的基础，制定选择原则是必要的先提条件，因此指标体系的构建对于生态安全评价具有极其重要的作用。生态安全评价指标体系经历了单因子评价指标向多因子小综合评价指标到多因子大综合评价指标的发展历程^［11］。单因子指标多数是针对以环境污染和毒理危害为内容的风险评价和微观生态系统的质量和健康评价。多因子小综合评价指标侧重于生态安全的生物的或资源环境方面的含义，大多是针对自然或半自然生态系统的安全状况而言的。而多因子大综合评价指标体系考虑的范围更加广泛，包括生物与资源环境、生命支持系统对社会经济及人类键康的作用，而指标体系的展开则是在一系列概念框架下实现的^［11］，其核心就是希望通过一系列的可以度量的指标来力求全面反映社会－经济－生态复合系统的本质和现状。尽管综合评价指标体系的建立体现了评价者力求全面反映评价对象本质的愿望，但由于生态安全评价作为一门交叉学科的评价，指标体系的内容涉及范围极为广泛，包括资源、环境、经济和社会等方面，其综合评价指标体系的建立十分复杂。因此在评价实践中，不同的研究者建立的指标体系会有所不同，其主观性和偏差在所难免^{［11，13，27］}。选用不同的指标体系得到的评价结果可能不同，而指标体系的选取一般应该遵循科学性、综合性、可比性、可操作性、独立性和层次性等原则^{［28，29，30］}。为了避免选取的指标体系过于庞大，可运用线性相关分析和灰色关联分析，利用相关系数和可信度检验，筛去部分相关性较，强的

指标项，精简指标体系，最后，采用主成分分析，进一步简化指标体系^{［30，31］}。进行分析前，应对原始数据进行标准化转换，以统一属性和量纲^［31］。国内外学者根据选取不同的评价模型，确定了适用于所研究区域的指标体系。我国学者左伟^[8]在常用模型的基础上，提出了DPSR模型和了DPSE-R模型；李晓燕等^[20]在PSR模型（压力Pressure—状态State—响应Response）^［32］的基础上，提出了PFC模型，即压力（需求驱动）—反馈（生态服务功能）—调控（减压），对PSR模型进行了扩展。这些从不同角度出发所构建的评价体系，对丰富和完善我国的生态安全评价指标体系具有重要的借鉴和指导意义。

表 SEQ 表格 \* ARABIC 1指标体系的选取以及常用模型

常用模型	研究区域	选取指标
自然系统	经济系统	社会系统
PSR模型（压力-状态-响应）	基于土地利用变化的区域生态安全评价———以鄂尔多斯市为例， 蒙吉军,赵春红,刘明达	海拔，坡度，土壤质地，土壤有机质含量，土壤侵蚀程度，年降水量	人口密度，人均耕地面积，单位草地上的牲畜头数，经济密度，人均粮食产量，草地面积占总面积比例，人均GDP	单位面积的机械化水平，耕地的灌溉比率，土地利用类型，人口相对于上年的增长率
西安城区土地利用与生态安全动态变化 郭 斌，任志远	人均水资源量，人均水浇地面积，固废无害化处理，废水处理率，工业废气处理率	人口密度，人均住房面积，人均煤炭消费量，人均汽油消费量，人均GDP，人均GDP增长率	人口自然增长率，万人拥有大学以上文化程度人数，城市化率，
京津沪渝生态安全评价指标体系的选择及其评价 伍 阳，蒋加洪，甘 欣	森林覆盖率，人均公园绿地面积，空气质量优良天数比供地面积，工业废水达标排放率	人均GDP，第三产业比重，单位GDP能耗，工业增长率，GDP增长率固定资产投资占GDP比重	城镇化水平，城市人口失业率，农民年人均纯收入，万人高等学历人数，人口自然增长率
隐患―状态―免疫 (Hazard-State-Immune)	基于RS和GIS的济宁市土地利用变化 及生态安全研究，吕建树，吴泉源	坡度，年降水量，植被覆盖度，土壤有机质含量，水质指数，三废处理率，水网密度	人均GDP，环保投资GDP	人口密度，人口自然增长率，土地利用程度
DPSIR模型（驱动力-压力-状态-影响-响应）	基于物元分析-DPSIR 概念模型的重庆土地生态安全评价 张凤太,王腊春,苏维词	森林覆盖率，城市人均公园绿地面积，工业废水达标污排放率	人均GDP,GDP增长率，人口密度，单位面积GDP产出率，单位耕地粮食产量物，第三产业比重，	人口自然增长率，城市化水平，农业机械化水平
基于 DPSIR 模型的流域生态安全评价指标体系研究 李玉照，刘永，颜小品	库区水质，林草覆盖率，土壤侵蚀模数，土地流失面积比例，地震基本烈度	人均GDP以及年增长率，电站运营收入及利润率，流域开发产值占GDP比例，工业化水平指数，人口密度，恩格尔系数，	公众对环境满意度，人口平均寿命，劳动力转移，产业结构调整

三、应用前景

土地是人类赖以生存和发展的物质基础，土地利用是人与自然交叉最为密切的环节，随着人类对自然资源利用的加剧，土地利用格局时刻发生着变化，并影响着生态环境，不合理的土地利用方式将给区域生态环境带来风险。因此，研究区域土地利用变化及其生态安全具有现实意义。通过基于土地利用变化的生态安全评价，借助于先前学者们取得的大量研究成果，在大力推动构建生态安全格局的背景下，进一步探索城市生态安全内涵，开展生态安全的动态研究，对城市土地生态安全特征及时空变化差异进行研究分析。

参考文献：

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

一、研究目标

本文基于国内外生态安全现状研究，从生态安全基本概念出发，以南京市2000-2017年的土地利用现状数据为基础，分析2000—2017 年南京市各地类的变化情况，并从土地利用变化及景观格局变化两方面入手，构建基于土地利用指标和景观生态指标的综合生态安全模型，进而测算出南京市的生态安全变化情况，以探明随着南京市土地利用格局变化所造成的区域生态安全的变化趋势，为相关部门制定土地利用规划和进行生态安全治理提供科学依据，以期促进南京市生态环境良性循环和健康发展。

3. 研究的方法与方案

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

一、研究方法

1.1文献综述法

通过对以往学者、专家对相关问题的研究和阐述进行阅读，探究城市人居环境概念及基本、外延内涵，在综合把握生态安全研究的基础上，对已有研究进展及不足进一步总结评述。

1.2熵值法

熵值法是一种能够反映出指标信息熵值的效用价值的方法。熵值法应用广泛，能够客观真实的反映信息熵值，避免人为主观的确定权重，具有更高的可信度，适合评价和分析多元指标，具体步骤如下。

第一步, 对各个评价单元的指标数据进行无量纲化处理。由于各个数据之间存在着不同的量纲, 因此, 首先要对每个评价单元的指标数据进行无量纲化处理, 即消除量纲, 然后再进行比较计算。其计算方法详见（1）（2）式

(1)、(2) 式中:i= (1, 2, 3……n) ;j= (1, 2, 3……n) ;

X^;ij———为第i年的第j个评价的相对评分值

Xij———为第i年的第j个评价指标的原始数据

第二步, 计算第i年的第j项指标值的比重。第j项指标值比重的计算方法详见 (3) 式:

（3) 式中:Yij为第i

第三步, 计算指标信息熵。具体计算方法详见 (4) 式

(4) 式中:ej为指标信息熵：k=1/lnm。

第四步, 计算信息熵冗余度。具体计算方法详见 (5) 式:

(5)式中：dj表示信息冗余度，ej表示指标信息熵。

第五步, 计算指标权重:指标权重的具体计算方法详见 (6) 式:

(6)式中：Wj为指标权重；k=1/lnm;m为评价年份；n为指标数。

1.3现代信息技术与方法

3S技术是本研究数据处理的主要手段与工具，它是遥感技术（RemoteSensing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）的统称。本研究中，将大庆市各年卫星遥感数据作为数据源，运用 Arc GIS9.3软件进行图形矢量化及属性注记，最终汇总成 GIS 空间数据库，获得本文所需要数据。另外本文对土地利用及景观格局变化这一部分的相关研究主要应用的也是 Arc GIS9.3 软件。GPS 技术可以根据经纬度准确定位，在本文确定解译精度进行实地考察时得到应用。

二、技术路线

三、可行性分析

1.南京农业大学具有着丰富的馆藏书目，电子图书，方便查找所需的统计数据、期刊文献，且目前统计年鉴，环境公报等数据包含指标较全，较细致，因此借助江苏省统计年鉴，能为本论文提供了研究数据来源。

2.指导老师夏敏老师有着多年指导毕业生论文的经验，并且在城市研究方面有一定的理论积累，她在治学上态度严谨、细致认真。在整个论文设计中，夏老师会给予我许多宝贵的意见，使我的毕业论文更臻完善。

3.本人对生态安全相关研究兴趣浓厚。生态问题不仅影响经济社会持续健康发展,也是国家安全的重要组成部分。本人想通过该方面的研究探索城市土地利用变化与生态安全的相互联系，丰富相关理论研究。

4. 研究创新点

特色或创新之处

1.探究生态安全的基本内涵及其外延，统筹区域发展宏观背景，以南京市为研究对象，进行纵向比较。

2. 随着人口增加以及工业化、城镇化的快速推进，土地利用格局会随着人类对土地与日俱增的需求而发生变化，从而引起生态系统结构和功能的改变，进而对生态安全产生影响，如何量化这些生态影响因子并进行科学的评价是本研究的重点以及创新点。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

时间	进展计划
2018.11-2018.12	确定选题
2019.03-2019.04	收集资料，完成初稿
2019.04-2019.05	修改并定稿
2019.05-2019.06	毕业论文答辩