基于TOPSIS-RBF模型的土地生态安全评价及预测——以山东省烟台市为例

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土地在人类社会经济活动中起着不可替代的作用,但由于社会经济的迅猛发展,城市化进程的加快及工业化、现代化的不断推进,出现了土地污染、土地退化等一系列土地生态问题,严重影响了土地资源的可持续利用。面对严峻形势,进行土地生态安全研究,对土地生态安全作出合理评价,并提出针对可行的改善建议是非常有必要的。这对保障自然、经济、社会协调发展,促进土地资源可持续利用,以及推进国家生态文明建设具有重要意义。  文章以山东半岛中心城市之一、环渤海区域重要港口城市烟台市为研究区,根据国内外土地生态安全相关研究,选取主观层次分析法(AHP)与客观熵权法相结合的组合权重确定方法,将TOPSIS模型与RBF模型进行结合对烟台市土地生态安全状况开展评价预测研究:首先利用TOPSIS模型对土地生态安全水平进行了评价,得到了客观、准确的评价结果;然后在此基础上,借助高模拟精度的径向基函数神经网络RBF模型对土地生态安全状况进行预测。主要研究结论如下:  (1)烟台市土地生态安全评价。  2000-2014年,烟台市土地生态安全等级总体上呈现上升趋势,D+变小,趋向于正理想解,D-变大,逐步偏离负理想解,其贴近度 C由2000年的0.3863提高到了2014年的0.6023,增长了0.2160,土地生态安全等级由“较不安全”逐步提升到“较安全”水平。  在土地生态安全发展趋势上,2000-2001年安全水平小幅上升,负作用因素仅有农药施用量;2001-2004年安全水平小幅下降,负作用因素增加,以城市化进程和人均耕地影响最大;2004-2013年安全水平大幅上升,正向作用很大,但负作用同样明显,废水负荷、城市化、建设用地、农药等多种因素共同起着负向作用;2013-2014年安全水平小幅下降,干旱引起的有效灌溉影响较大。  2000-2014年之间,土地生态安全发展所反映出的问题主要存在于城市化扩张、耕地减少、建设用地扩张、废水负荷、农田水利有效灌溉、粮食安全、农药化肥面源污染,这些影响因素将是烟台市亟须解决的重要问题。  (2)烟台市土地生态安全预测。  2015-2020年,烟台市土地生态安全将延续2004-2013年的状态,维持在较安全状态中缓慢上升,分值从0.6096提升至0.7122,朝着安全状态缓慢发展。  在土地生态安全评价三个子系统的发展上,2015-2020年,土地生态安全压力子系统安全等级将维持在较不安全状态,生态安全值将处于0.33-0.29之间,但下降趋势渐缓,反映出近几年对生态负荷的控制以及对生态安全的保护工作初见成效;土地生态安全状态子系统将延续其2004-2014年11年之间的缓慢上升趋势,生态安全值处于0.58-0.68之间,但建设用地扩张与耕地面积减少的问题仍不容小觑;土地生态安全响应子系统分值维持在0.71-0.76之间,2015-2016年小幅下降,2017年开始反弹,延续之前响应子系统分值持续上升的状态,但趋势渐缓。  虽然烟台市土地生态安全在未来一段时间会朝着安全状态缓慢发展,但距离安全状态仍有一段差距,生态负荷等压力的影响作用仍然不容小觑。因此,在未来的发展中,烟台市还需要不断重视土地生态安全保护工作,力争早日使其达到安全状态。
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