基于DPSIRM模型的长江中游城市群生态安全时空特征及障碍因素

[目的]客观识别长江中游城市群生态安全时空演化特征并诊断其影响因素,为构建区域生态安全格局提供参考。[方法]以长江中游城市群31个市级行政单元为研究对象,基于DPSIRM模型构建生态安全评价指标体系,运用探索性空间方法剖析了研究区2006—2020年生态安全时空演化特征,采用障碍度模型识别其生态安全主要障碍因素,并提出了对应提升路径。[结果](1)在2006—2020年长江中游城市群各地市生态安全水平总体不断提升,生态安全等级存在空间差异,但总体差距不大;(2)长江中游城市群生态安全障碍度排序结果为管理因素>影响因素>压力因素>响应因素>驱动力因素>状态因素。其生态安全水平受固定资产投资额比重、人均水资源量、地方财政一般预算内教育支出、绿地与广场用地面积、水土流失治理面积和人均GDP共同制约;(3)长江中游城市群生态安全水平存在空间自相关性,江西省中部形成高值集聚区,而在湖北省中部形成低值集聚区;(4)长江中游城市群各地市多处于临界安全等级(Ⅲ),距离整体达到安全等级(Ⅴ)状态仍有较大差距。[结论]长江中游城市群生态安全水平呈整体向好态势,需要多关注经济对策响应、生态资源利用以及生态制度建设管理方面,助力构建长江中游城市群生态安全屏障。

基于DPSIRM框架的长江经济带水环境治理绩效评价及障碍因素研究

以DPSIRM因果框架模型为基础构建水环境治理绩效评价体系,运用熵权法客观赋权,结合线性加权法和障碍度模型综合评估2010—2019年长江经济带水环境治理绩效综合指数并识别主要障碍因素。结果表明,总体上来看,长江经济带水环境治理绩效综合指数呈快速上升态势。从空间上来看,上游地区和下游地区水环境治理绩效总体水平较好,中游地区最差且波动性较大。各子系统绩效指数发展趋势差异性明显,但都呈波动上升趋势。从主要障碍因素综合分析来看,单位耕地面积化肥施用量、城镇居民人均可支配收入增长率、万元工业产值COD排放量、万元工业产值氨氮排放量、工业废水治理设施处理能力是阻碍长江经济带水环境治理绩效提升的主要障碍因素。

基于DPSIRM模型的河长制综合评价指标体系研究

河长制是水生态文明建设的重要推手,制定科学、全面、可操作的河长制综合评价指标体系是河长制实施的重要环节。基于DPSIRM模型,结合河长制推行的目标要求和我国水生态文明建设现状,综合国内外研究成果,构建了包括驱动力、压力、状态、影响、响应和管理6类指标的河长制综合评价指标体系,涵盖了水资源、水环境、水安全、水功能的整体情况,揭示了社会经济发展对水资源水环境带来的负面影响,促使人类采取应对措施。

基于DPSIRM模型的苏州吴江区湿地生态安全评价

【目的】科学评价水网地区湿地生态安全状况,为区域生态安全与高质量发展提供依据。【方法】基于水网地区湿地在城市发展过程中所面临的威胁,以苏州市吴江区为研究对象,运用驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)模型构建评价指标体系,采用组合赋权法赋予指标权重,结合地理信息系统(GIS)格网技术将部分指标进行空间量化,最终通过综合评价法对2012-2020年吴江区的湿地生态安全进行评价。【结果】2012、2016、2020年吴江区湿地生态安全值分别为0.394 4、0.455 2和0.516 4,总体由低安全和中度安全向较高安全等级演变;各时期的高值区域集中于太湖沿岸、震泽片区、北麻漾片区、同里湖片区、三白荡片区以及元荡片区;基于DPSIRM模型分析,管理、影响、驱动力子系统安全值明显提升,压力子系统有所下降,状态、响应子系统呈先降低后升高的态势。【结论】研究时段内吴江区湿地生态安全值总体呈上升状态。今后湿地的生态保护应当注重对压力指标的调节,加强对生态安全等级较低区域的管控,并保持较高强度的管理措施。

基于DPSIRM概念框架模型的岩溶区水资源安全评价

针对目前水资源安全评价中存在的评价指标片面性、单个指标隶属信息遗漏及权重确定主观性问题,以岩溶典型区-贵州省为例,结合岩溶地区水资源的特点,构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（DPSIRM）概念框架的岩溶区水资源安全DPSIRM评价指标体系,借助灰色-集对模型对贵州省2005~2012年水资源安全进行定量评价,研究结果表明：2005和2006年整个贵州省水资源安全处于临界安全状态,2007~2012年处于较安全状态,贵州省水资源安全呈现整体转好的态势.水资源的状态和水资源管理是目前影响贵州省水资源安全的重要因素;因此,在继续调整经济结构转变增长方式同时,提高水资源的利用效率,加大水资源基础设施建设的投入,加强水资源管理制度建设和提高水资源管理制度的落实情况,是贵州省水资源安全的根本保障;该评价模型和指标体系适用性较强,评价结果较为客观,为岩溶地区水资源安全评价提供了一个新视角和新方法.

基于“五水共治”的浙江省水安全评价研究

基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)模型,结合浙江省“五水共治”工作实践,建立了包括6个准则层、42个评价指标的浙江省水安全评价指标体系,并结合障碍度诊断模型,对2006—2020年浙江省水安全的障碍因子进行了诊断分析。结果表明:(1)浙江省的水安全状况总体呈逐年上升趋势;(2)除驱动力子系统外,各子系统水安全指数基本呈波动上升趋势;(3)不同时段的主要障碍度因子各不相同,2006—2013年,压力和响应子系统是水安全的主要制约因素。2016年起,状态和驱动力子系统成为制约水安全的主要障碍。

基于DPSIRM模型的高原城市水源地水资源脆弱性评价及障碍诊断

综合考虑影响高原城市水源地的经济、社会、资源、环境、生态等因素,构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)模型的水源地脆弱性评价指标体系,采用熵值法对各指标赋权重值,运用集对分析与障碍度模型对昆明市云龙水库水源地2014-2019年水资源脆弱性进行评价研究。结果表明:2014年云龙水库水源地脆弱性呈强脆弱状态,2015-2019年均呈现中等脆弱状态,其属于中等脆弱等级的置信度值逐年上升,水资源脆弱性逐渐降低,表明已实施的水资源管理政策取得成效;从评价模型各子系统障碍诊断结果看,2014-2015年压力、状态、影响子系统障碍度占主导作用,2016-2018年影响与响应子系统占主导作用,2019年压力与影响子系统占据主导作用,并且影响子系统障碍度影响更大。建议应从系统论维度推进水资源安全的良性发展,加强水源地水资源水质管控,加大对水资源的综合开发治理。

基于DPSIRM模型的太原市水资源承载力研究

基于DPSIRM模型,结合太原市的水资源现状,构建了包含驱动力、压力、状态、影响、响应、管理6个子系统,选取15个评价指标,运用熵权TOPSIS评价模型对2011-2018年太原市水资源承载力进行评价。同时,采用障碍度模型对影响水资源承载力的关键因素进行分析。结果表明:在研究期间内,太原市水资源承载力2011-2012年为超载状态,2013-2018年为临界超载状态;2015-2018年太原市水资源承载力快速提升主要是由于状态、管理子系统的提升;城镇人均生活用水量和地下水超采系数两项指标在未来还有很大的提升空间。

基于DPSIRM模型和改进TOPSIS法的河北省水环境安全评价

为了有效评价河北省水环境安全状况,立足于河北省水环境和水资源现状,基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)模型构建水环境安全评价体系,引入加权马氏距离和灰色关联分析改进TOPSIS,采取熵值法计算指标权重,运用改进TOPSIS法评估河北省2010~2019年水环境安全状况。结果表明,2010~2019年河北省水环境安全相对贴进度呈波动上升趋势,由0.405增至0.561,整体由基本安全向安全状态发展,表明水环境安全状况逐渐好转,其中,2014年相对贴进度最低(为Ⅳ级),2019年最高(为Ⅱ级);河北省应从产业结构调整、环保投入、农业节水等方面做出积极响应,从而降低水环境风险。

基于DPSIRM模型的城市化进程与水安全耦合关系分析

根据DPSIRM框架模型,以保定市为例,构建城市化进程与水安全相关的驱动力、压力、状态、影响、响应、管理6个子系统,并分别计算子系统各指标权重;对城市化进程与水安全发展过程进行趋势分析和耦合交互分析,并选择T-C-D耦合协调度模型进行协调度分析。结果显示:保定市2005—2016年处于城市加速发展阶段,2017—2018年处于城市减速发展阶段;城市化进程与水安全发展处于中度失调转向勉强协调状态,且大部分时间处于失调状态。该模型与指标体系具有较强的适用性,可以客观地反映城市水资源安全的演变特征与制约因素,评价结果与实际情况较为接近,可为区域水资源评价提供一种新思路。

基于变权理论和DPSIRM的中国森林生态安全评价

为克服常权权重不能精准刻画生态和经济复杂交互关系的缺陷,结合变权理论和DPSIRM因果框架,构建了包含6个子系统、23个具体指标的中国森林生态安全评价体系.基于2006~2018年的中国统计年鉴数据、林业统计年鉴数据及相关数据资料,运用K-means聚类法和变权理论对中国大陆31个省(市、自治区)(不包含台湾、香港、澳门)的森林生态安全状况进行评价.结果表明:(1)在研究时期内,基于DPSIRM因果框架的中国森林生态安全总指数呈现“W”型总体上升的小幅波动趋势;(2)经过变权处理后,状态子系统平均权重最大达到0.0781,管理和响应子系统次之,分别达到0.0728和0.0640,管理子系统平均得分呈“N”型变化趋势,与其他子系统相互作用显著,对森林生态安全具有全局性影响.(3)研究期内,大部分省(市、自治区)森林生态安全综合评估值呈现平稳上升或先降后升趋势,仅有辽宁、西藏等地区波动下降.区域森林生态安全状况差异明显,西南地区平均得分最高达0.3414,西北、华东、华中地区平均得分远低于各地区平均水平0.2794.(4)中国的森林生态安全状况整体呈改善趋势,但各省(市、自治区)之间森林生态安全状况呈现严重分化现象,传统林业优势地区森林生态安全状况较好,而经济高速发展地区的森林生态风险较大.建议在未来的森林生态安全管理中需重点关注生态脆弱区和经济发达地区,在加强现有森林资源保护的基础上,继续大力实施和推进林业生态恢复工程建设.

基于DPSIRM模型的安徽省土地生态耦合评价研究

基于DPSIRM模型构建指标评价体系,使用熵权法确定权重,结合综合评价指数对DPSIRM六系统进行耦合评价研究。结果表明:2012—2019年,安徽省土地生态状况从敏感级别逐渐改善至安全状态,且朝着系统协调方向发展。压力子系统、管理子系统对土地耦合协调作用显著,管理水平明显提高,状态子系统、影响子系统、响应子系统稳步上升,这与生态环境注重地质的治理、增强管理决策的力度密不可分。

基于“生态要素-DPSIRM”生态安全评价体系的构建

当前我国尚未形成统一的生态安全评价指标体系,而且公安机关在生态安全中的作用常常被忽略。为构建具备公安特色、完整统一的生态安全评价指标体系,首先运用文献分析法将生态安全界定为"作为生态主体的人类在与生态环境的相互作用中,具有管理生态风险和生态脆弱性的能力,并且现在和未来的生态环境以及人的生存发展均处于无生态危险或不受生态危险威胁和损害的状态下,具备可持续发展的趋势。"其次将生态安全基本要素归纳为自然生态安全和社会经济生态安全两部分,并在此基础上以世界银行发布的《2019年世界发展报告》为参考,以生态法治为理念,基于DPSIRM模型并结合公安机关在生态安全中的管理作用,构建了包括相关法律法规制度体系健全水平、生态违法犯罪的打击力度及能力、生态执法投资占GDP的比例、生态文明的宣传教育普及率、防控人为生态风险的信息化程度和科技投入五项评价指标在内的44项生态安全评价指标,形成了一套具有公安特色的生态安全评价指标体系,最后以2019年北京的生态安全保护工作为例对模型进行验证,提出完善生态法律法规制度体系;提高警察生态违法犯罪打击力度和能力;加强生态宣传与教育;加大生态执法投资和科技投入等建议。

基于DPSIRM框架模型的高原湿地生态安全评价

综合考虑高原湿地生态安全的资源、环境、生态、社会、经济等影响因素,以驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)框架模型建立高原湿地生态安全DPSIRM评价指标体系,采用灰色关联法对各评价指标赋权重值,运用集对分析法建立评价模型,对威宁草海2011-2016年的湿地生态安全进行评价研究。结果显示:人口自然增长率、单位工业产值废水排放量、生活污水排放量、化肥施用强度、农药施用强度、人均水资源量、物种多样性、水土流失率、物质生产、湿地面积退化率、污水处理率、物质生活指数、环保投资指数和政策法规实施力度等是影响威宁草海湿地生态安全的主要因素;威宁草海湿地生态安全逐渐转好,2011-2012年草海湿地生态安全属于不安全等级,2013-2016年属于临界安全等级;从各子系统情况看,驱动力子系统为较安全等级,压力、状态、影响、响应和管理子系统均为临界安全等级,响应子系统为不安全等级,成为影响威宁草海湿地生态安全的重要系统。研究成果可为威宁草海湿地的生态安全和环境建设提供科学参考。

黄河中下游沿黄城市水资源承载力贴近度空间结构及作用机理

采用贴近度测度黄河中下游31个沿黄城市水资源承载力,分析承载力贴近度的空间特征和空间作用机理。结果表明:黄河中下游流域城市水资源承载力整体偏低,尤其是下游流域沿黄城市的水资源供需矛盾尖锐;从空间结构特征全局看,31个沿黄城市水资源承载力整体呈现空间自相关特征,从局部看,大部分城市无分异特征,但中游流域出现热点区域,下游流域尤其是河南省出现低洼区域;通过沿黄城市水资源承载力贴近度空间作用机理分析,中游流域沿黄城市水资源承载力受到驱动力(D)、压力(P)、状态(S)、影响(I)、管理(M)5个因素的影响,且城市之间存在空间虹吸效应,水资源表现出空间竞争,而不是空间协同发展。下游流域沿黄城市水资源承载力只受到驱动力(D)、状态(S)、影响(I)3个因素的作用。研究成果可为沿黄城市加强水资源的管理、优化城市发展模式提供参考。

长三角地区低碳经济发展水平及空间相关性研究

为推动我国低碳经济发展,基于低碳经济相关内涵构建DPSIRM低碳经济评价指标体系,使用熵权TOPSIS法对长三角地区41个城市低碳经济发展水平进行测度与分析。研究发现:2010-2014年长三角地区低碳经济发展水平出现倒退,2015-2019年发展情况逐渐好转;省域低碳经济发展水平对比可见,上海最优,江苏省和浙江省为第二梯队,安徽省综合表现欠佳;近十年长三角地区65.85%的城市低碳经济发展处于低水平区。以上结果显示长三角地区低碳经济发展水平差异较大且整体偏低。

太湖流域水环境承载力评价研究

构建"驱动力D(人口、社会经济发展)-压力P(水资源问题与污染排放)-状态S(水质变化)-影响I(自然生态、水土资源)-响应R(污水处理、用水普及)-管理M(绿化、投资)"(DPSIRM)评价模型,并从社会经济、水资源、水质状态、投资管理等方面选取指标,建立具有3层结构的评价指标体系.引入变异系数法进行各指标权重赋值,计算太湖流域2005~2014年的水环境承载力评价指数,获得相应评价等级.结果表明:太湖流域水环境承载力有明显好转,评价等级从2005年的Ⅲ级转变为2014年的Ⅱ级.压力指标所起作用最为显著,状态指标紧随其后,其次是驱动力指标、影响指标和响应指标,管理指标作用相对较小.10年间,驱动力子系统指数明显呈上升趋势,影响和管理子系统的指数出现波动,压力、状态和响应子系统的指数均随年份增长而呈上升趋势,压力子系统指数上升幅度最大,表明2005~2014年太湖流域水环境对工农经济发展的承载能力在增强.对水环境承载力影响程度最大的指标中,万元GDP水耗和单位工业产值废水排放量都属于压力子系统指标,表明压力子系统指标所起作用最为显著.研究表明,构建的太湖流域水环境承载力评价的DPSIRM模型具有实用性和可行性,可以为区域水环境规划与综合管理的科学决策提供依据.

城市水资源承载力评价指标体系构建——以天津市为例

中国城市水资源短缺问题日益严峻,华北地区尤其突出。基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)模型,从6个方面选取24个指标,构建水资源承载力评价指标体系。以天津市为例,对2008-2017年水资源承载力进行评价。结果表明:2008-2017年天津市水资源承载力从0.269波动上升到0.328,整体处于IV级(较弱)水平;各子系统对水资源承载力的影响从大到小依次为状态、响应、驱动力、压力、影响和管理;河流水质符合Ⅲ类水质达标率,城镇化率、废水治理设施处理能力、单位面积水资源量、节水量和森林覆盖率等指标对天津市水资源承载力有较大影响。基于评价结果,从“七水一保”角度提出提高天津市水资源承载力的建议,如治理地下水超采、加快建设节水城市、提高污水全收集全处理能力、构筑生态屏障和加强水土流失治理力度等,以期为城市水资源管理政策的制定提供参考。

供需协调的矿井水开发利用潜力评价

为科学评价矿井水开发利用潜力并为水资源短缺地区矿井水资源化利用与管理提供科学依据,基于DPSIRM模型构建了供需协调的矿井水开发利用潜力评价指标体系,并应用灰色集对模型对陕北能源化工基地矿井水开发利用潜力进行量化评价。结果表明:2011年矿井水开发利用潜力等级低,2012—2017年潜力等级较低,矿井水开发利用潜力态势趋好,影响、响应和管理3个子系统为矿井水开发潜力评价的重要制约因素,这与陕北能源化工基地矿井水现状开发利用实际相符。

基于SVR的长江经济带水环境承载力评价

基于DPSIRM模型构建区域水环境承载力评价指标体系,并基于SVR模型构建了区域水环境承载力评价模型,利用交叉验证法对SVR模型参数进行优化选择,进一步提高模型预测精度.运用该模型研究了长江经济带2009~2018年的水环境承载力演变趋势及空间差异,结果表明:长江经济带水环境承载力等级整体呈现升高趋势,其中上游城市群承载等级由II级(超载)提升到了IV级(弱可承载);中游城市群承载等级由II级(超载)提升到了IV级(弱可承载);下游长三角区域承载等级由I级(重超载)提升到了IV级(弱可承载).将评价结果与熵权-TOPSIS法的评价结果相比较,相同率达到91.7%,说明SVR模型评价区域水环境承载力可行,评价结果可靠.以下游区域为例,分别对其6个子系统的承载力进行剖析,并运用单因素轮换OAT法对各子系统内的评价指标进行敏感性分析,便于决策者识别指标敏感性.