本文聚焦于煤炭资源型城市生态安全系统,综合运用生态经济学、城市生态学、城市生态系统、生态安全理论和相关交叉学科知识,采用理论研究与实证分析相结合、定量分析与定性描述相结合的研究方法,对煤炭资源型城市生态安全预警及调控进行了系统深入的研究和探讨。主要研究内容如下:首先在查阅了国内外有关资源型城市、煤炭资源型城市及生态安全研究成果的基础上,对资源型城市及煤炭资源型城市生态安全研究现状和存在的问题进行评述。其次,采用综合分析法,对煤炭资源型城市、生态系统与城市生态系统、生态安全与城市生态安全基本概念和内涵进行了界定;对生态经济学理论、生态安全及预警理论、城市生态学理论与城市生态系统理论研究的对象和内容进行了梳理。第三,根据煤炭资源型城市生态系统的复杂性、动态性、开放性以及系统内部具有互为条件、相互激发指向性的运动特征,运用应力场理论构建了煤炭资源型城市生态系统“三场”应力耦合互动演化模型。在建立了力学基本假设条件的基础上,对煤炭资源型城市生态场中要素耦合力、子系统耦合力和外部耦合力的大小及相互作用关系进行了量化分析,厘清了煤炭资源型城市生态系统中各子系统及要素间的互为条件、相互激发的耦合作用机理,揭示了煤炭资源型城市生态系统从低级到高级,从无耦合到低度耦合、从中度耦合到高度耦合的螺旋上升的四阶段发展规律。第四,对煤炭资源型城市生态安全预警指标进行优化筛选,建立了具有通用性的煤炭资源型城市生态安全预警指标“备选库”。从复合生态系统视角出发,将PSR框架模型与NES模型优势相融合,建立了具有煤炭资源型城市特色的PSR-NES生态安全预警指标体系。第五,在探讨了原始数据处理方法、预警指标标准选择及警情等级划分依据的基础上,构建了等维新息灰色DGM(1,1)预测模型、RBF神经网络模型及等维新息灰色神经网络(DGM-RBF)动态组合预警模型,提出了预警研究的基本流程和预警结果的表达形式。第六,根据等维新息灰色神经网络动态组合预警模型原理,运用MATLAB R2014b软件,对焦作市2016~2021年生态安全演变趋势进行了预警分析。第七,采用情景模拟法与案例分析法,根据焦作市2016~2021年生态安全预警结果,设计了“子系统调控”、“关键因子调控”、“目标仿真调控”三种调控模拟方案,对焦作市的生态安全进行调控模拟。最后,结合焦作市生态建设实际,从自然、经济、社会三大因素六个方面,提出了具体调控措施与对策。