基于物元分析的土地生态安全评价
物元分析法在矿区生态健康评价中的应用
物元分析法在矿区生态健康评价中的应用随着矿业发展的不断加快，各种矿产的开采、处理等业务活动也在不断增加，矿区的污染问题也在迅速恶化。
尤其在山区矿区，上游地区的水系污染已经受到了严重影响，下游河流生态健康状况也在迅速恶化，矿区生态健康状况也日趋恶化，具有严重的社会危害性，需要采取有效的措施来加以解决。
物元分析是一种全面和分层次的矿区生态健康评价方法。
物元分析法以物质、空间、能量几个方面为基础，采用系统分析、模拟技术等手段，对物质的流动、空间的变化、能量的传递及其影响进行数值分析，用以衡量矿区生态健康状况，并为矿区环境保护与修复提供重要的评价依据和参考。
物元分析可以在矿区生态健康评价中发挥多方面的作用。
首先，物元分析可以更准确地确定矿区环境污染源，从污染本质上掌握环境污染状况，做到针对性治理，及时遏制高污染源的污染扩散，从而减少矿区环境污染。
其次，物元分析可以有效评价环境污染的程序及程度，从而提供评价基准，从而更有效地评估治理措施的有效性。
此外，物元分析还可以更加精确地衡量空气、水文、地质等环境因素之间的交互作用，从而更好地预测矿区环境污染的发展趋势，为其它治理措施提供理论支撑。
矿区生态健康评价中使用物元分析法，还需要考虑重要环境因子与环境污染的关系，以及不同污染源的综合作用等。
具体而言，首先，分析物质的流动，使物质的空间分布更加准确，从而更好地识别污染源，同时保证物质的空间分布。
其次，分析物质的空间分布，使得能量的传递更加有效，从而更好地估计其污染的发展趋势。
最后，分析物质的空间分布，使得不同污染源之间的综合作用更加有效，从而更好地预测污染的发展趋势。
综上所述，物元分析是一种非常有效的矿区生态健康评价方法，可以用来准确识别污染源，有效评价环境污染的程度，从而为矿区生态健康状况的评估提供有效的参考依据，为矿区环境治理提供重要的参考依据。
基于物元分析的矿区生态健康评价，必须采取系统的方法，建立科学的评价模型，并做好相应的评估分析研究，从而更好地控制和评估矿区环境。
熵权模糊物元模型在土地生态安全评价中的应用
第28卷第5期农业工程学报V ol.28No.5 2602012年3月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar.2012熵权模糊物元模型在土地生态安全评价中的应用余健1,2,3，房莉2,3，仓定帮4，朱琳1，卞正富1（1.中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221116； 2.安徽师范大学国土资源与旅游学院，芜湖241003；3.安徽自然灾害过程与防控研究省级实验室，芜湖241003；4.中国矿业大学管理学院，徐州221116）摘要：针对目前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题，该文运用物元分析法和熵权法对皖江地区马鞍山、合肥、芜湖等9个市土地生态安全水平进行评价，并与多指标综合评价法进行比较。
熵权物元分析法包括构建评价指标体系、评价指标经典域、节域，建立土地生态安全评价物元模型，计算评价指标关联度，确定指标权重等内容。
研究结果表明：马鞍山的土地生态安全级别为“较不安全”，池州、安庆、的土地生态安全级别向“较不安全”级转化，巢湖、芜湖、铜陵的土地安全级别向“较安全”转化，宣城、合肥、滁州的土地安全级别为“理想安全”，与多指标综合评价结果基本一致。
物元分析单指标评价结果表明：皖江地区土地生态安全主要影响因子是单位面积耕地农药负荷、单位GDP二氧化硫排放量、人均水资源量、人口密度、森林覆盖率、大于25°坡耕地面积比例及工业废气处理率等。
多指标综合评价能得到综合质量信息，而物元模型既能得到综合质量信息，也能反映评价对象的稳定状态，同时可以揭示评价对象单个评价指标的分异。
研究表明熵权物元分析法在土地生态安全评价具一定应用价值。
关键词：生态，模型，数学方法，生态安全，熵权，物元分析doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.05.043中图分类号：X826文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-05-0260-07余健，房莉，仓定帮，等.熵权模糊物元模型在土地生态安全评价中的应用[J].农业工程学报，2012，28(5)：260－266.Yu Jian,Fang Li,Cang Dingbang,et al.Evaluation of land eco-security in Wanjiang district base on entropy weight and matter element model[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2012,28(5):260－266.(in Chinese with English abstract)0引言土地生态安全的概念来源于近年来国内外兴起的对“生态安全”的研究，所谓“生态安全”，一般认为，它是一个国家或地区生态环境资源状况不受或少受来自于资源和生态环境的制约与威胁的状态[1]。
哈尔滨市土地利用与生态环境物元评价_王兰霞
第28卷 第4期2009年7月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCHV o l 128,N o 14July ,2009收稿日期:2009-02-03;修订日期:2009-05-21基金项目:黑龙江省科技厅攻关项目(GZ08A103);黑龙江科技学院引进人才科研启动基金(06-09);哈尔滨市土地利用总体规划(2006~2020年)土地利用与生态环境专题研究项目。
作者简介:王兰霞(1969-),女,山东海阳人,博士,副研究员。
主要从事土地生态环境与区域可持续发展研究。
哈尔滨市土地利用与生态环境物元评价王兰霞1,李 巍1,王 蕾1,2(11黑龙江科技学院建筑工程学院,哈尔滨150027; 21中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130012)摘要:针对区域土地利用与生态环境系统的特点,建立了土地利用与生态环境协调评价的指标体系和复合物元模型,以哈尔滨市为例,对各县级单元进行了土地利用与生态环境协调的空间差异评价。
结果表明:¹物元分析理论对区域土地利用与生态环境评价具有明显的适用性,评价结果显示出哈尔滨市域内土地利用与生态环境协调状况的空间差异明显;º基于复合物元模型进行评价,通过单指标信息可以找出影响区域土地利用与生态环境协调发展的关键问题,如大多数县级区域存在土地集约利用水平较低、面临土壤污染、土壤侵蚀及湿地生态功能脆弱等土地生态环境风险,符合研究区的实际情况;»只有合理制定区域差异化的土地生态环境管制措施,积极引导对土地退化等问题的防治,才能实现区域土地可持续利用、生态环境质量改善和区域可持续发展。
关键词:土地利用;生态环境;评价;物元模型;哈尔滨市文章编号:1000-0585(2009)04-1001-101 引言20世纪以来随着生态环境问题的日益加剧,区域土地利用与生态环境问题日益引起国际社会的普遍关注[1,2]。
国外多侧重区域土地利用变化的生态环境效应的研究[3~5],国内则多关注生态环境敏感区域土地利用的生态环境效应[6~9]。
干旱生态脆弱区土地生态安全评价
干旱生态脆弱区土地生态安全评价摘要：土地是人类赖以生存的基本条件，土地生态安全与人类的生存和发展息息相关。
以新疆为研究对象，基于“状态-压力-响应”模型构建土地生态安全评价指标体系，采用嫡权系数法确定指标的权重，通过物元分析模型对2003-2012年新疆土地生态安全水平进行评价分析。
结果表明：①2003-2012年新疆土地生态综合安全水平持续提升，其2003-2004年处于较不安全水平，2005-2012年处于临界安全水平。
②从各准则层来看，压力系统安全水平从较不安全上升至临界安全；状态系统安全水平一直处于临界安全；响应系统安全水平呈稳步上升趋势，经历了较不安全一临界安全一较安全一安全的发展过程。
③影响新疆土地生态安全的指标因素主要是人均耕地面积、人均水资源量、耕地面积比例、土地利用率、耕地压力指数。
关键词：土地生态安全；P-S-R模型；嫡权；物元模型；生态脆弱区；干旱地区；新疆中图分类号：F301.2文献标识码：A文章编号：0439-8114(2015) 24-6416-07D0I：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.24.083Abstract：Land is the basic condition for human survival,land ecological security are closely related to the survival and development of human.Taking Xinjiang as research object,a landecological security evaluation system was built based on pressure-state-response model.By using entropy weight coefficient method to determine the weights of index,and through matter element model to evaluate and analyze the land eco-security of Xinjiang during2003to2012.The results indicate that,①The comprehensive land ecological security level in Xinjiang continued to improve during2003to2012,but it maintained an unsafe level among 2003-2004and a critical safety level in2005-2012.②From each criterion level,the security level of pressure system was rising from less security to critical security；the security level of state system kept critical safety；the security level of response system showed a steady upward trend,experienced the development process of less safety一critical safety一relative safety一safety.③The main factors affecting the land ecological security in Xinjiang：farmland areas per person；water resources per person；the proportion of arable land；land utilization rate；cropland pressure index.Key words：land ecological security；pressure-state-response model；entropy weight；matter element model；Xinjiang 土地生态安全作为国家、区域生态安全的一个重要基础性组成部分，指地球陆地表层岩土部分内由各种有机物和无机物构成的生态系统的结构不受破坏，同时该生态系统为人类提供服务的质量和数量能够持续满足人类生存和发展需要的状态［1］。
改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价
改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价引言一、物元分析法概述物元分析法是由法国学者拉登布尔于1981年提出的一种多元统计分析方法，其基本思想是将目标进行物化，使其成为具有客观属性的事物。
物元分析法在对复杂问题进行研究时，能够将定性指标和定量指标统一起来，从而实现对问题的全面评价。
在土壤重金属污染评价方面，物元分析法可以将不同土壤重金属的含量、环境因素、土壤理化性质等多个因素进行统一评价，为研究农田土壤重金属污染提供了一种新的思路和方法。
1. 综合性强：改进物元分析法能够将土壤重金属的含量、环境因素、植被生长情况等多个指标进行综合评价，从而得出更为客观、全面的评价结果。
2. 灵活性强：改进物元分析法在进行土壤重金属污染评价时，可以根据具体情况调整评价的指标体系和权重分配，从而更好地适应不同地区、不同农田的实际情况。
3. 高效性强：改进物元分析法能够快速有效地对农田土壤重金属污染进行评价，为相关部门和农民提供及时可靠的决策依据。
1. 指标体系不够完善：当前的改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价中，指标体系相对简单，无法充分反映土壤重金属污染的复杂性和多样性。
2. 数据不够充分：在进行农田土壤重金属污染评价时，往往缺乏充分的数据支撑，导致评价结果的准确性和可靠性受到影响。
3. 权重分配不合理：目前改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价中，权重分配较为主观，难以达到客观公正的评价结果。
1. 建立完善的指标体系：为了更好地评价农田土壤重金属污染，需要建立更为完善的指标体系，包括土壤重金属含量、土壤理化性质、植被生长状况、降雨量等多个方面的指标，从而反映出农田土壤重金属污染的多元化特征。
3. 客观合理地分配权重：针对不同地区、不同农田的具体情况，应该通过科学的方法，客观合理地进行权重分配，避免主观因素对评价结果的影响。
五、结论改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价中具有较大的应用前景，但同时也存在一定的局限性。
基于熵权物元模型的青海省土地生态安全评价
基于熵权物元模型的青海省土地生态安全评价基于熵权物元模型的青海省土地生态安全评价摘要：土地生态安全是关乎人类社会持续发展的重要问题，对其进行科学评价对于保护生态环境、促进可持续发展具有重要意义。
本文利用熵权物元模型方法，对青海省土地生态安全进行评价，并分析了评价结果。
一、引言土地作为人类生存的物质基础，对人类社会的可持续发展具有重要意义。
土地生态安全评价是衡量土地生态环境的健康状况和可持续利用程度的重要手段，对于制定合理的保护政策和措施具有指导意义。
二、熵权物元模型的原理与方法熵权物元模型是一种综合评价方法，它综合考虑了指标之间的相互关系和不确定性。
其核心思想是将评价指标进行标准化处理，然后计算指标的熵值并得出权重，最后利用物元模型计算综合评价值。
三、青海省土地生态安全评价的指标体系为了科学、全面地评价青海省土地生态安全状况，本文构建了综合指标体系，包括土地覆盖类型、土地利用变化、土地水资源利用、土地生态系统服务功能等主要指标。
四、数据获取与处理通过收集青海省的土地利用数据、生态环境监测数据和人口经济数据等，对相关指标进行了数据获取和处理，确保评价结果的准确性和可靠性。
五、青海省土地生态安全评价结果分析根据综合指标体系和熵权物元模型的计算结果，对青海省土地生态安全进行了评价。
评价结果显示，青海省的土地生态安全整体较好，但仍存在一些问题，如部分地区土地利用变化过快、土地水资源利用不合理等。
六、分析评价结果的原因及影响因素通过分析评价结果，我们找到了导致土地生态安全问题的原因和影响因素。
其中，人类活动、气候变化、生物多样性保护措施等因素对土地生态安全产生了影响。
七、基于评价结果的对策建议结合评价结果，本文提出了一些对策建议，以促进青海省土地生态安全的改善和提升。
例如，加强土地规划和管理，推动可持续土地利用方式，加强水资源保护和合理利用等。
八、结论本文基于熵权物元模型对青海省土地生态安全进行了评价，结果显示青海省的土地生态安全整体状况较好。
基于物元模型的四川省土地生态安全评价
基于物元模型的四川省土地生态安全评价吴涛;任平【摘要】In order to further define the status of land eco-security in Sichuan province ,the land eco-security evaluation index system was constructed based on the model of nature-economy-society ,and the land eco-security correlation was studied by employing the matter-element model in the years of 2004 ,2006 ,2008 ,2010 .The results showed that the land eco-security level of Sichuan province was improved from 2004 to 2010 .The land was in critical safe state in 2004 and 2006 ,but compared with 2004 ,the land eco-security level in 2006 decreased because of drought disaster ;The land was in relatively safe state in 2008 and2010 .Comprehensive analysis showed that ,enhancing the ability to resist natural disasters ,strengthening the pollution abatement and ecological environment protection were the keys to improve land eco-security levelof Sichuan province .%为进一步明确四川省土地生态安全状况，基于自然-经济-社会模式构建四川省土地生态安全评价指标体系，并运用物元模型对四川省2004、2006、2008、2010年的土地生态安全关联度进行计算。
基于熵权物元模型的皖江城市带土地生态安全评价
基于熵权物元模型的皖江城市带土地生态安全评价荣慧芳;张乐勤;严超【期刊名称】《水土保持研究》【年(卷),期】2015(22)3【摘要】针对目前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,运用熵权物元模型对皖江城市带的土地生态安全空间差异及其影响因子进行了研究。
结果表明:(1)皖江城市带土地生态安全等级可划分为"向理想安全转化"、"向临界安全转化"、"向较不安全转化"、"向极不安全转化"4个等级,其中超过88%的区域处于临界安全及以下水平,土地生态安全整体状况不容乐观;(2)皖江城市带土地生态安全状态整体稳定性较差,对于外界的干扰较为敏感;(3)皖江城市带土地生态安全空间差异明显,西部优于东部,南部优于北部;(4)单位土地工业废水负荷、自然保护区面积比重、人均水资源量、经济密度、环保支出占GDP比重、森林覆盖率是造成皖江城市带土地生态安全空间差异的主要影响因子。
从而得出结论:熵权物元模型既能反映评价对象的稳定状态,也可以揭示单个评价指标的分异,评价结果较为全面客观地反映了研究区域的土地生态安全状况。
【总页数】6页(P230-235)【关键词】土地生态安全;熵权;物元模型;皖江城市带【作者】荣慧芳;张乐勤;严超【作者单位】池州学院资源环境与旅游系;西南大学地理科学学院【正文语种】中文【中图分类】F301.24【相关文献】1.基于熵权物元模型的重庆市土地生态安全评价 [J], 刘梦;姜世中2.基于熵权物元模型的甘肃省土地生态安全评价 [J], 第珊珊3.基于熵权物元模型的青海省土地生态安全评价 [J], 马红莉;盖艾鸿4.基于熵权物元模型的土地生态安全评价——重庆市江津区实证 [J], 陈伊多;杨庆媛;杨人豪;曾黎5.基于熵权物元模型的四川省土地生态安全评价 [J], 常婷婷;姜世中;彭文甫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于EES-PSR的土地生态安全物元模型评价方法实证研究
基于EES-PSR的土地生态安全物元模型评价方法实证研究王大海;张荣群;艾东;孙玮健【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2017(0)S1【摘要】土地生态安全是资源环境生态系统健康的基础。
鉴于土地生态系统安全各项评价指标的不相容性,借助经典EES-PSR模型在土地生态安全评价指标体系方面的优势,采用物元模型分析方法,构建了土地生态安全评价物元模型。
以黑龙江省哈尔滨市的土地生态安全评价为例,利用物元评价模型,在GIS技术支持下,实现了研究区土地生态安全评价与评价结果的可视化表达与分析。
研究结果表明:2011—2015年哈尔滨市土地生态安全水平从"不安全"向"安全"水平不断转化,2013年后变化最为突出。
造林面积、第一产业占GDP比例、万元GDP能耗标准煤、工业废水处理率、人均占有公共绿地面积连续多年处于"不安全"水平,是哈尔滨市土地生态安全水平的制约因素。
2015年哈尔滨市中部、西南部地区土地生态安全水平较差,北部、东南部地区水平较高。
研究表明物元模型分析对于地区土地生态安全评价工作具有一定的理论价值。
【总页数】10页(P228-237)【关键词】土地生态安全;EES-PSR;物元模型;可视化【作者】王大海;张荣群;艾东;孙玮健【作者单位】中国农业大学信息与电气工程学院;中国农业大学资源与环境学院【正文语种】中文【中图分类】F2【相关文献】1.基于熵权物元模型的重庆市土地生态安全评价 [J], 刘梦;姜世中2.基于PSR模型与物元模型的土地生态安全评价——以湖北省大冶市为例 [J], 刘艳芳;明立彩;孔雪松3.基于熵权物元模型的甘肃省土地生态安全评价 [J], 第珊珊4.基于EES-物元模型的淮南市土地生态安全评价 [J], 金兰;何刚5.基于熵权物元模型的土地生态安全评价——重庆市江津区实证 [J], 陈伊多;杨庆媛;杨人豪;曾黎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于物元分析的内蒙古自治区土地生态安全评价
2017.12!总 464)也參袁邊World Agriculture基于物元分析的内蒙古自治区土地"周蓉蓉(中国社会科学院财经战略研究院北京100028)摘要：开展区域土地生态安全评价，对合理开发利用土地、促进城市区域经济持续、健康发展有重要意义。
本文利用熵权法、物元分析法，对内蒙古自治区土地生态安全进行评价分析，结果表明.2004—2013年，内蒙古自治区土地生态安全级别由“危险”变为“安全#，整体上呈现不断向上跃升的趋势。
2004—2006年，内蒙古自治区土地生态安全级别为“危险#，2007—2008年内蒙古自治区土地生态安全级别为“临界#，2009—2010年内蒙古自治区土地生态安全级别为“一般#，2011—2013年内蒙古自治区土地生态安全级别为“安全”。
本文研究结论：煤炭生产量能否在保证经济发展的前提下持续减少，工业二氧化硫排放量能否连年下降以及工业废水排放达标率、工业固体废弃物综合利用率、水土流失面积治理率、矿山整理恢复面积能否持续上升并维持在一个较高的水平，是影响内蒙古自治区土地生态安全级别高低的主要因素。
关键词：土地生态安全；物元分析；熵权法'内蒙古自治区DOI:10. 13856/l1-1097/s.2017. 12. 0351引言土地生态安全是土地可持续利用的核心，对于 土地资源的 配置、经济社会的持续发展，国家的粮食安全等均 重 。
区域土地生态安全，关系 区域土地资源是否可以合理布局、有效配，能否平衡各类型的用地要求，发挥土地资源利 用 的最大化。
土地生态安全既指土地资源自身的安全，又指 土地资源为人类所提供的服务能够满足人类生产生 活的需求#$。
土地生态安全状态的 ，主 两面 的影响，一方面为 的影响，如不可控的 害，地壳运动等.另面是人类活动的影响，如工业化、新型城镇化的大力推进，耕 地非农 业“三废”等。
的加速推进，人地 日益突出，土地 、草场 退化等问题相继 。
基于不同评价模型的土地生态安全评价——以山东半岛蓝色经济区为例
摘要
TOPSIS 模型和综合指 为寻求最适宜的土地生态安全评价模型 。研究在经过相同数据处理方法及熵权赋权下， 运用物元模型、
数模型对 2013 年山东半岛蓝色经济区七市的土地生态安全水平进行评价 。 三种评价模型得出的评价结果总体排名一致， 土地生态 东营、 青岛、 烟台、 滨州、 日照和潍坊， 三种评价模型具有科学性和合理性； 不同评价模型下各城市评价等 安全水平由高到低均为威海 、 通过对比发现最适宜的土地生态安全评价模型为物元模型； 物元分析结果表明人均水资源量、 单位耕地农药施用量 级存在明显差异， 及化肥施用量、 工业固废综合利用率和农业机械化程度是制约山东半岛蓝色经济区土地生态安全水平的主要因素 。物元模型为最适 研究结果为山东半岛蓝色经济区生态安全保护工作提供科学依据， 研究方法为生态安全评价提供借鉴。 宜的土地生态安全评价模型， 关键词 土地生态安全； 物元模型； 改进的 TOPSIS； 综合指数模型 X826 文献标识码 A 文章编号 1002－2104（ 2016） 11 增 －0207－04 中图分类号
0619 收稿日期： 2016-
， 基于此获得各
作者简介： 周迎雪， 硕士生， 主要研究方向为土地生态与土地利用规划研究。E－mail： 18853818657@ 163．com。 通讯作者： 李贻学， 博士， 副教授， 主要研究方向为土地利用规划、 集约利用。
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中国人口·资源与环境
2016 年
， 根据指标的科学性、 针对性、 可操作
性及数据的可获取性， 考虑指标间相互影响及复杂关系， 从经济、 环境、 社会三个方面筛选出 15 项指标构建山东半 岛蓝色经济区土地生态安全评价指标体系（ 表 1） 。 1．4 评价指标权重的确定 研究采用熵权赋权法确定指标权重。 其原理是： 某项 指标值变异程度越大， 信息熵越小， 该项指标提供的信息 相应的权重越大， 反之权重越小 量越大， 项指标权重值（ 表 1） 。
基于主成分分析的粤北山区土地生态安全评价
基于主成分分析的粤北山区土地生态安全评价土地生态安全评价是指针对某一地区的土地生态状况进行评价，从而确保该地区的生态环境得以保护和改善，为人民提供健康、安全的生活环境。
对于粤北山区这一生态脆弱的区域，进行土地生态安全评价具有重要意义。
本文将主要介绍基于主成分分析的粤北山区土地生态安全评价。
1. 评价指标的选择对于粤北山区这一地区，应特别强调生态环境、水资源、土地利用以及自然灾害等方面的指标。
因此，建议选择如下指标作为评价指标：（1）生态环境方面：森林覆盖率、草地覆盖率、土地沙漠化面积、野生动植物资源丰富度等。
（2）水资源方面：地表水质量、地下水位、水资源保护区面积等。
（3）土地利用方面：耕地面积、林地面积、草地面积、建设用地面积等。
（4）自然灾害方面：洪涝灾害、山体滑坡、泥石流等。
2. 数据预处理进行主成分分析之前，需要对数据进行预处理，即对指标数据进行标准化处理，使得各指标具有可比性和可计算性。
标准化可以使用z-score标准化方法，即将原始指标数据转换为标准正态分布，可表示为：$$z_{i}=\frac{x_{i}-\mu_{i}}{\sigma_{i}}$$其中，$x_i$为第i个指标的原始数据，$\mu_i$为第i个指标的平均数，$\sigma_i$为第i个指标的标准差。
3. 主成分分析进行主成分分析，分析各指标之间的相关性，研究各指标对土地生态安全评价的影响程度。
通过主成分分析，可以得到主成分得分及其权重。
具体分析步骤如下：（1）计算相关系数矩阵先计算指标数据的相关系数矩阵，用来描述各指标之间的相关关系。
（2）计算特征值及特征向量对相关系数矩阵进行特征值和特征向量分解。
特征值代表主成分的解释程度，特征向量表示各指标在主成分中的权重。
（3）选择主成分数选择主成分数，即确定需要保留多少个主成分来解释数据的变异情况。
可以根据保留总体方差贡献率来确定主成分数。
（4）计算主成分得分及权重4. 编制评价报告根据主成分分析得到的评价结果，编制评价报告，描述粤北山区土地生态安全的现状。
改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价
改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价1.引言随着工业化进程的加快和农业生产的规模化，农田土壤重金属污染已经成为严重的环境问题。
重金属污染对土壤生态环境和农作物的生长发育造成不良影响，危害人体健康。
科学评价土壤重金属污染程度，寻求有效的治理措施已经成为亟待解决的问题。
物元分析法是一种多因素、多目标的决策方法，能够综合考虑土壤重金属污染的多种因素，为农田土壤重金属污染的评价提供了新的思路。
本文将介绍改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价中的应用，并探讨其在此领域的优势和局限性。
2.改进物元分析法的基本原理物元分析法是一种新型的决策分析方法，其主要思想是通过物元对待评价对象进行评价，构建物元关联度，综合反映各个评价指标的重要性和影响程度，最终得出综合评价结果。
改进物元分析法在原有的基础上，增加了对评价指标的权重分配和关联度的确定。
通过引入专家咨询、专家打分和灰色关联分析等方法，提高了评价结果的准确性和可信度。
对于农田土壤重金属污染的评价，改进物元分析法能够综合考虑土壤重金属含量、土壤性质、降水量、植被覆盖程度等多个因素，从而更全面地揭示土壤重金属污染的状况。
3.改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价中的应用（1）确定评价指标需要确定农田土壤重金属污染的评价指标。
包括土壤中重金属的含量、土壤质地、土壤-pH值、植被指数、地形地貌、降水量等多个指标。
这些指标能够全面反映土壤重金属污染的状况和影响因素，对于评价土壤重金属污染具有重要的参考价值。
（2）确定指标权重在改进物元分析法中，各个评价指标的权重分配是非常关键的一步。
通过专家咨询、专家打分和层次分析等方法，确定各个评价指标的权重，从而确保评价结果的科学性和客观性。
在农田土壤重金属污染评价中，可以根据土壤重金属的毒性程度、土壤对农作物生长的影响程度等因素确定各个指标的权重，从而更准确地评价土壤重金属污染的程度。
（3）计算灰色关联度在得到各个评价指标的权重之后，需要计算各个指标之间的灰色关联度。
基于P—S—R模型的土地生态安全物元评价——以河南省为例
的关联函数计算得到单指标的生态安全状态 ， 再通过模 型集成得到多指标 的综合生态安全 水平 ， 因此 ， 结果更 加客观和科学 ， 对于土地利用决策也更有意义。本研究
地 域 研 究 与 开 发
ＡＲＥ Ｓ ＡＲＣ ＡＮ Ｄ ＥＬ ＰＭＥＮ ＡＬ ＲＥ Ｅ Ｈ Ｄ ＥＶ Ｏ Ｔ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ４ １３ ． Ａ ｇ ０ １ ｕ ．２ １
基 于 ＰＳＲ模 型 的土 地 生 态 安 全 物 元 评价 ——
— —
以河 南省 为 例
刘 蕾 ， 姜Ｒ模型建立指标体 系， —— 采用
物元 可拓理论构建土地生态安全评价模型。
１ ＰＳＲ概念模型 ——
２ ０世纪 ８ ０年代末 ， 经济合 作发展组织 （ Ｅ Ｄ） Ｏ Ｃ 与 联合 国环境规划署 （ Ｎ Ｐ Ｕ Ｅ ）共同提 出了环境指标 的 ＰＳ —— Ｒ概念模型 ，即压力 （ ｒ ｓｒ） 状态 （ｔｅ 一 ｐｅ ｕｅ 一 ｓ ｓ ｔ） 响应 （ｅ ａ ｒ － ｓｏｓ）模型 Ｊ ｐｎｅ 。在 ＰＳＲ框 架 内， 一类 资源环 境 问 ．． 某 题 ， 以由３个 不同但又相互 联系 的指标类 型来 表达 ： 可 压力指标反 映人类活动给资源环境造成 的负荷 ， 状态指 面临资源环境问题所采取 的对策与措施。ＰＳＲ概念模 —－ 型从人类与环境系统 的相互作用与影响 出发 ， 对资源环 境指标进行组织分类 ， 具有较强的系统性。
１ １ 指标 筛选 ．
考虑到研究 区域的特点 ， 本研究根据 ＰＳＲ概念模 －— 型， 结合 目前国内外有关生态安全评价的各种方法 ， 构建 ４层次的区域土地生态安全评价指标体系 （ １ 。 表 ） 第 １ 层次 ：目标层 （ｂ ｃ ， ） 即区域土地 资源生态安 ｏｊ ｔ Ｏ ， ｅ
改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价
改进物元分析法在农田土壤重金属污染评价随着工业化的发展和城市化进程的加快，农田土壤重金属污染已经成为一个严重的环境问题。
重金属污染不仅会对农作物的生长和品质造成影响，还会对人体健康造成潜在威胁。
对农田土壤重金属污染的评价成为了一项重要的研究课题。
目前，物元分析法在农田土壤重金属污染评价中得到了广泛应用，但是传统的物元分析法在一定程度上存在局限性。
我们有必要对物元分析法进行改进，以提高其在农田土壤重金属污染评价中的适用性。
一、改进物元分析法的理论基础1.引入模糊数学理论传统的物元分析法主要是基于精确数学理论进行分析和评价的，而在实际情况下，农田土壤重金属污染的数据往往受到各种因素的影响，存在一定的不确定性。
在改进物元分析法中，可以引入模糊数学理论，以更好地处理这些不确定性数据，提高评价结果的可靠性和准确性。
2.考虑多因素的综合影响农田土壤重金属污染不仅受到重金属浓度的影响，还受到土壤pH值、有机质含量、土壤类型等多种因素的综合影响。
在改进物元分析法中，可以引入层次分析法等综合评价方法，将不同因素的影响进行量化，并进行综合评价，以更全面地评价农田土壤重金属污染状况。
二、改进物元分析法的评价指标体系1.拓展评价指标2.建立评价指标权重体系在改进物元分析法中，需要建立一套科学合理的评价指标权重体系，以准确反映各评价指标对农田土壤重金属污染的影响程度。
可以借鉴专家打分法等方法，结合实际情况，确定各指标的权重，以提高评价结果的科学性和可靠性。
1.数据处理技术在改进物元分析法中，需要采用先进的数据处理技术，对原始数据进行有效的处理和分析。
可以借助数据挖掘、模式识别等技术，挖掘出数据之间的内在联系和规律，为评价结果的准确性提供技术支持。
2.信息融合技术在改进物元分析法中，可以采用信息融合技术，将来自不同来源和不同类型的数据进行有效融合，以获取更全面、准确的评价结果。
可以利用GIS技术、遥感技术等手段，实现对农田土壤重金属污染的空间分布和动态变化的监测和评价。
基于主成分分析的粤北山区土地生态安全评价
基于主成分分析的粤北山区土地生态安全评价
随着城市化进程的不断加快，土地资源的压力越来越大，土地生态安全问题也愈发突显。
对于粤北山区这样的地区，随着经济的快速发展，面临着土地生态安全问题的风险不
断增大，因此加强对该地区土地生态安全的评价和管理显得尤为重要。
主成分分析是一种常用的基于数据处理的统计分析方法，可以将多个指标综合处理，
得出相对权重的结论。
在土地生态安全评价中，主成分分析可以较为准确地反映土地生态
安全状况，并确定关键因素的重要程度，为有针对性地进行土地生态管理提供依据。
在粤北山区进行土地生态安全评价时，应首先确定评价指标体系。
一般可从土地利用、生态环境、自然灾害等方面入手，分别选取相应的指标进行分析。
例如，在土地利用方面，可以选取土地覆盖率、水土保持等指标；在生态环境方面，可以选取水质、空气质量等指标；在自然灾害方面，可以选取洪涝灾害、地质灾害等指标。
选定指标后，可以利用主成分分析方法对其进行综合评估。
具体而言，可以先构建评
价矩阵，将各指标数据进行归一化，然后计算出各指标的主成分系数，并加权得出总评价值。
最后，根据评价结果，可以确定相关的土地生态管理政策，并制定相应措施和计划，
以保障该地区的土地生态安全。
总之，基于主成分分析的土地生态安全评价方法具有较高的准确性和实用性，可以为
政府和相关机构提供科学合理的土地生态管理建议，促进地区可持续发展。
基于改进物元可拓模型的贵州草海湿地生态安全评价分析.doc
基于改进物元可拓模型的贵州草海湿地生态安全评价分析-贵州咸宁草海湿地是在碳酸盐形成的喀斯特盆地上积水发育而成的独特高原湿地( 李宁云等2007)，是贵州省最大的岩溶湖泊(向应海等，1986)，也是金沙江支流横江、乌江、北盘江及牛栏江的河源地带，生态区位十分重要，对其中下游流域生态安全具有重要影响。
由于不合理的开发利用，周边建设用地不断扩张，导致植被遭到严重破坏，土流失加剧，湖盆淤塞加速，水域面积呈逐渐缩小，土壤、水质受到不同程度污染，生态功能衰退等一系统问题，生态系统健康受到重大威胁(减淑英等，2004)。
目前国内外多众多学者围绕湿地开展大量有益探讨，取得众多的研究成果，主要集中于湿地景观格局变化研究、湿地生态脆弱性研究、湿地生态功能和价值评价(江波等，2011)、湿地环境影响评价和湿地生态安全评价(朱卫红等，2014)，以及湿地的生态恢复与治理(肖协文等，2012)等方面。
本文以贵州草海自然保护区为研究对象，根据压力-状态-响应-模型(PSR模型)，筛选出20个指标，构建草海湿地生态安全评价指标体系，利用改进物元可拓模型，构造标准物元矩阵和节域物元矩阵，结合权变系数法确定指标权重，计算研究生态安全状况与安全等级的关联度，根据关联度大小判断生态安全状况隶属级别，对贵州草海湿地生态安全状况进行评价，并将结果划分为安全、较安全、预警、脆弱、危险五个级别，以期为草海湿地保护和科学管理提供科学依据。
改进的物元可拓模型能有效解决评价指标实测值超出节域的问题，克服传统物元可拓模型的局限性，使评价结果更准确。
1.研究区概况贵州草海湿地位于的东径26049-26053北纬104012-104018地处贵州西部威宁县城西南侧，总面积为120 km2，其中湖盆面积45 km2，集雨面积约束380 km2。
草海湿地1985年被列为省级重点自然保护区，是珍稀动物(如黑颈鹤)的重要栖息地，1992年被批准为国家级自然保护区。
基于熵权物元模型的甘肃省土地生态安全评价
基于熵权物元模型的甘肃省土地生态安全评价作者：第珊珊来源：《农村经济与科技》2017年第13期[摘要]为进一步明确甘肃省土地生态安全状况，借助于N-E-S模式建立甘肃省土地生态安全评价模型，并通过熵权物元模型对甘肃省2011～2015年的土地生态安全关联度进行计算。
结果表明，2011～2015年甘肃省土地生态安全状况整体好转。
2011年到2014年均处于临界安全状态，但2012年甘肃省岷县受“5.10”特大冰雹山洪泥石流灾害影响，土地生态安全水平较2011年有所下降；2014年受伏旱、霜冻影响，土地生态安全水平较2013年有小幅度下降；2015年处于安全状态。
综合分析发现，熵权物元模型能够很好的反映甘肃省的土地生态安全状况，对今后的土地利用提供了一定的引导作用。
[关键词]土地生态安全；熵权法；物元模型；评价[中图分类号]F301.2 [文献标识码]A近年来，随着土地利用开发的强度增大，土地资源退化、土地污染严重、盐碱化等问题相继出现，这些都对土地生态安全造成了一定的影响，同时也在一定程度上制约了社会经济的发展。
甘肃省处于我国西部地区生态环境比较脆弱，也是自然灾害多发的地区。
本文利用熵权和物元模型对甘肃省的土地进行生态安全评价，旨在探测目前甘肃省的土地生态状况，并进一步挖掘出影响土地生态安全的影响因素。
1 研究方法和研究区域物元分析理论是20世纪80年代由我国学者蔡文教授所提出的新学科。
物元分析是研究求解不相容问题时出点子、想办法的规律与方法的理论。
把质和量有机结合，对现实所要达到的目的和条件进行调节的理论，并能精确的以定量的数值表示评价结果。
由于土地生态安全概念也比较模糊，对于土地安全进行评价的指标也较多，单项指标评价结果具有不相容性，因此基于物元模型的土地生态安全评价结果较客观。
研究区域甘肃省地处黄河中上游，介于北纬32°11'～42°57'、东经92°13'～108°46'之间，大部分位于中国地势二级阶梯上，属大陆性很强的温带季风气候，总面积达45.48万km2，总人口近 2600 万。
基于DPSIR物元分析模型的矿区生态健康评价以辽宁省锦州市北镇市为例
收稿日期:20221023基金项目:辽宁省科学事业公益研究基金项目(2022J H 4/10100053);辽宁省社科规划重点基金项目(L 13A J Y 008)㊂作者简介:李 晔(1978),女,辽宁沈阳人,副教授㊂第35卷第4期2023年 8月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )V o l .35,N o .4A u g .2023文章编号:2095-5456(2023)04-0287-08基于D P S I R 物元分析模型的矿区生态健康评价以辽宁省锦州市北镇市为例李 晔,金久旺,韩欣燃,王 莹(沈阳大学区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁沈阳 110044)摘 要:以辽宁省锦州市北镇市为研究区域,基于D P S I R 模型,从驱动力㊁压力㊁状态㊁影响和响应5个层面构建矿区生态健康指标体系,并结合物元分析法对北镇市矿区生态健康进行评价分析㊂利用层次分析法确定权重,构建了评价物元㊁节域和经典域矩阵,最后通过计算关联函数确定了矿区健康等级㊂结果表明:北镇市矿区生态健康等级为 健康(Ⅳ) ,从各指标层面来看,其中矿区人均G D P ㊁矿区水质达标率㊁土壤有机质含量㊁矿区居民人均可支配收入㊁人均耕地面积和三废综合治理率等6项指标影响最为突出,但空气质量指数㊁地质环境治理率等指标的健康等级有待提升;从D P S I R 各层面来看,经过健康等级综合关联度计算,各层面均为健康及健康以上㊂关 键 词:D P S I R 模型;矿区;生态健康评价;物元分析法;北镇市中图分类号:X 171.4 文献标志码:AE c o l o g i c a lH e a l t hA s s e s s m e n t o fM i n i n g Ar e aB a s e d o nD P S I R -M a t t e r -E l e m e n t A n a l y s i sM o d e l :AC a s e S t u d y o f B e i z h e nC i t y,J i n z h o u ,L i a o n i n g Pr o v i n c e L IY e ,J I NJ i u w a n g ,HA N X i n r a n ,WA N GY i n g(K e y L a b o r a t o r y o fR e g i o n a lP o l l u t e d E n v i r o n m e n ta n d E c o -R e s t o r a t i o n ,M i n i s t r y o fE d u c a t i o n ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110044,C h i n a )A b s t r a c t :B a s e do n D P S I R m o d e l ,t h ee c o l o g i c a lh e a l t hi n d e xs y s t e m o f m i n i n g ar e ai n B e i z h e nC i t y ,L i a o n i n g P r o v i n c e ,w a s c o n s t r u c t e d f r o mf i v e l e v e l s o f d r i v i n g f o r c e ,pr e s s u r e ,s t a t e ,i n f l u e n c e a n d r e s p o n s e .M o r e o v e r ,t h e e c o l o g i c a l h e a l t h o fm i n i n g a r e a i nB e i z h e nC i t yw a s e v a l u a t e d a n da n a l y z e dw i t ht h em e t h o do fm a t t e r e l e m e n t a n a l ys i s .A H P w a su s e d t o d e t e r m i n et h e w e i gh t s ,a n dt h e m a t r i x o fe v a l u a t i o n m a t t e re l e m e n t ,n o d ed o m a i na n d c l a s s i c a l d o m a i nw a s c o n s t r u c t e d .F i n a l l y ,t h eh e a l t h g r a d eo fm i n i n g ar e aw a sd e t e r m i n e d b y c a l c u l a t i n g t h ec o r r e l a t i o nf u n c t i o n .T h er e s u l t ss h o w e dt h a t :B e i z h e nc i t y m i n i n g ar e a e c o l o g i c a l h e a l t h l e v e l a s t h e h e a l t h (Ⅳ),F r o mt h e p e r s pe c t i v eo fe a c hi n d e xl e v e l ,s i x i n d i c a t o r s ,i n c l u d i n gp e rc a p i t aG D Po fm i n i n g a r e a ,w a t e r q u a l i t y u p t os t a n d a r dr a t eof m i n i ng a r e a ,s o i lo r g a n i c m a t t e rc o n t e n t ,p e rc a p i t a d i s p o s a b l ei n c o m e o f m i n i n g a r e a r e s i d e n t s ,p e r c a p i t a c u l t i v a t e d l a n d a r e a a n d c o m pr e h e n s i v e t r e a t m e n t r a t e o f t h r e ew a s t e s ,h a v e t h em o s t p r o m i n e n t i m p a c t .H o w e v e r ,t h eh e a l t h l e v e l o f a i r q u a l i t y i n d e x ,g e o l o gi c a l e n v i r o n m e n t c o n t r o l r a t e a n d o t h e r i n d i c a t o r s n e e d s t ob e i m p r o v e d ;F r o mt h e p e r s pe c t i v e of a l l l e v e l s o f D P S I R ,t h r o ugh t h e c o m p r e h e n si v e c o r r e l a t i o n d e gr e e o f h e a l t h g r a d e s ,a l l l e v e l s a r eh e a l t h y or a b o v e .K e y w o r d s :D P S I R m o d e l ;m i n i n g a r e a ;e c o l o g i c a l h e a l t h e v a l u a t i o n ;m a t t e r e l e m e n t a n a l y s i s ;B e i z h e nC i t yCopyright ©博看网. All Rights Reserved.882沈阳大学学报(自然科学版)第35卷矿区生态系统是由生态㊁社会和经济耦合而形成的复杂生态系统,其内部各因素间相互制约㊁相互影响,任意一个子系统的变化都会对其他子系统造成影响,甚至是破坏㊂矿山的开采可以带动区域经济的快速发展,但却无法避免对原生态系统的结构和功能造成破坏,并且严重影响区域经济社会生态的平衡发展,使矿区城镇生态环境保护形势更加严峻[12]㊂因此,对矿区存在的问题进行客观准确的分析,制定合理评价指标体系成为矿区生态健康发展的重要课题㊂矿区生态健康是指矿区生态在受到采矿活动的扰动后,被破坏的生态能够得到及时的重建与恢复,污染的环境能够得到及时的治理,具有维持其组织结构的相对稳定性及自我调节与恢复能力[3]㊂研究者在矿区生态健康分析中主要集中于生态健康的概念㊁指标体系的构建及优化等方面研究,普遍将E E S模型与层次分析法㊁模糊分析法㊁物元分析法㊁灰色关联度法等评价方法相结合[45]㊂而矿区生态健康评价过程中各指标因素之间的相互作用关系,以及所存在的不相容性也是决定其评价结果客观性㊁科学性的关键因素㊂D P S I R模型是由P S R和D S R演化而来的,是一种基于因果关系组织信息及相关指数的新型概念模型,最早被欧洲环境署提出并开始使用[6],因其具有从系统分析的角度看待人类社会与环境系统间相互关系的特点,目前在旅游城市生态安全评价[7]㊁耕地生态安全评价[8]㊁湿地生态安全评价[9]等领域广泛运用,但在矿山生态健康方面却鲜少应用㊂本文以辽宁锦州北镇市为研究对象,基于D P S I R模型构建矿区生态健康评价指标体系[1011],采用物元分析法对研究区域生态健康状况进行评价[12],通过数据分析研究区域当前的生态健康状况,为改善区域环境质量㊁恢复生态服务功能提供科学依据,实现资源的可持续利用㊂1研究区域概况与数据来源1.1研究区域概况北镇市隶属于辽宁省锦州市,位于辽宁西部东端,在东经121ʎ33ᶄ~122ʎ12ᶄ㊁北纬41ʎ19ᶄ~41ʎ48ᶄ之间,面积1782k m2,东接黑山县,西邻义县,南与盘锦市毗邻,北与阜新市接壤,北镇市矿区分布如图1所示㊂图1北镇市矿区分布F i g.1D i s t r i b u t i o no fm i n i n g a r e a i nB e i z h e nC i t y北镇市矿产资源种类虽然较少,但资源总量较丰富,其中建筑用白云岩储量在3000万t以上,主要集中在正安镇和中安镇;石墨探明矿石储量为40578万t,矿物量2478万t,主要集中在杜屯;金㊁铁等也有一定储量,但可供开发利用的并不多㊂同时,该地区矿产资源分布相对集中且便于经营开发利用,对于矿产资源的管理以及整体规划开发十分有利,成为北镇市建材行业的发展优势㊂根据‘辽宁省地质环境恢复和综合治理规划(2018 2022)“的相关要求,遵循科学性㊁全面性㊁整体性原则,北镇市生态环Copyright©博看网. All Rights Reserved.境质量指数(E I )从1995年的35.25提升至2019年的57.36,生态环境质量状况明显改善㊂目前,针对‘全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021 2035)“的要求,对北镇市矿区生态健康进行系统评价,可以为开展矿山生态环境修复工作提供科学依据㊂1.2 数据来源数据主要来源于2021年的‘中国统计年鉴“‘北镇市统计年鉴“‘锦州市生态环境质量统计公报“‘宜居城市科学评价标准“‘环境空气质量标准“(G B3095 2012)和‘生态县㊁生态市㊁生态省建设指标“(修订稿),健康等级划分中个别缺失数据采用特尔菲法计算得出[13]㊂2 研究方法2.1 评价指标体系的构建本文基于D P S I R 模型建立矿山废弃地生态健康评价指标体系:其中D 代表驱动力,反映矿区资源开发与生态环境变化的潜在因素;P 代表压力,即矿山开采过程对环境造成的具体影响㊂在驱动力与压力的双重作用下,矿区环境质量㊁生态水平发生变化而呈现出某种状态(S ),并对经济发展㊁社会生活造成了一定影响(I )㊂因此,为了提高环境质量,维持生态系统平衡,实现资源合理利用,必须采取相应的措施和对策,即为响应(R )㊂图2为北镇市矿区生态健康评价D P S I R 模型框架,它可以较为完整地体现出矿区经济环境社会之间的相互作用㊂图2 北镇市矿区生态健康评价D P S I R 模型框架F i g .2 D P S I Rm o d e l f r a m e w o r ko f e c o l o g i c a l h e a l t ha s s e s s m e n t i nB e i z h e nm i n i n g ar e a 为了确保评价指标的完整性㊁全面性与科学性,进行了指标筛选,其中驱动力层面从区域经济㊁矿产资源利用与社会发展状况3个角度进行筛选;压力层面从经济分配㊁森林覆盖和能源消耗3个角度进行筛选;状态层面集中于区域水㊁大气㊁土壤环境质量和生态水平;影响层面考虑经济发展㊁社会生活水平及土地利用状况;响应层面主要从地方环境治理相关政策与环保资金投入状况考虑㊂筛选出16个评价指标构建矿区生态健康评价指标体系,并采用层次分析法赋权,通过咨询相关专家进行打分,经过计算确定各指标的综合权重[1415],结果如表1所示㊂2.2 矿山生态健康物元评价模型将物元分析法与D P S I R 模型相结合,一方面可以直观地反映影响矿区健康各因素之间存在的相互作用关系,另一方面可以将矿区生态健康问题概括成为关联或不关联问题并进行转化,基本实现分异及综合指标评价信息的目的,更加清晰地揭示矿区生态健康等级㊂2.2.1 确定待评价物元生态健康物元H 是由矿区生态健康值K ㊁其特征变量M 和量变l 组成,其表达式为H =(K ,M ,l),当K 由多个特征组成时,可表示为n 维物元矩阵,即:H =K M 1l 1M 2l 2︙︙M n l æèçççççöø÷÷÷÷÷n ң北镇矿区生态健康H =矿区生态健康矿区人均G D P l 1矿区城镇化率l 2︙︙环保投资占比l æèçççççöø÷÷÷÷÷n ㊂982第4期 李 晔等:基于D P S I R 物元分析模型的矿区生态健康评价以辽宁省锦州市北镇市为例Copyright ©博看网. All Rights Reserved.2.2.2确定节域和经典域对象物元矩阵经典域各健康等级标准值参考‘生态县㊁生态市㊁生态省建设指标“(修订稿)等相关国家标准及各指标全国最低值,并利用特尔菲法划分为疾病Ⅰ㊁一般疾病Ⅱ㊁亚健康Ⅲ㊁健康Ⅳ和很健康Ⅴ5个等级,见表2㊂表1矿区生态健康评价D P S I R指标体系T a b l e1D P S I Re c o l o g i c a l h e a l t he v a l u a t i o n i n d e x s y s t e mo fm i n i n g a r e a评价指标指标注释权重驱动力压力状态影响响应矿区人均G D P衡量矿区每个居民对该地区的经济贡献或创造的价值0.12矿区城镇化率一个地区城镇化所达到的程度,是反应矿区经济发展程度的重要标志0.24矿产资源综合利用率矿山开发利用的主㊁共(伴)生矿产资源及其生产过程中所产生的尾矿㊁废石㊁废水㊁废气和废渣等综合利用程度0.64R&D投入比重衡量矿区研究与开发经费投入力度和投入规模的重要指标,在一定程度上反映了矿区经济增长和可持续发展的能力0.11单位G D P能耗企业的能源利用水平和市场竞争能力,能耗越低说明资源利用越有效,即可以以较少的资源消耗得到高的产出0.37森林覆盖率各类型植被总面积占总土地面积的比率,其高低是衡量生态环境质量的重要指标0.52矿区水质达标率所测水质指标的合格数与总检测项数的比值0.05空气质量指数综合表示空气污染程度或空气质量等级的无量纲相对数值0.07土壤有机质含量单位体积土壤中含有的各种动植物残体与微生物及其分解合成的有机物质的数量,可反映矿区土壤的肥力水平0.30生物多样性指数表示环境质量的一个重要尺度,可反映矿区生态稳定性0.58恩格尔系数食品支出总额占个人消费支出总额的比重,是衡量矿区居民生活水平以及富裕程度的通用性指标0.11矿区居民人均可支配收入矿区居民总可支配收入与矿区总人口的比值0.21人均耕地面积反映矿区自我供给的能力,体现矿区人口㊁经济与环境协调程度的指标0.68矿区地质环境治理率矿山开采伴随着地质灾害发生,该指标反映了矿区地质环境治理的能力0.07三废综合治理率反映矿区治理废气㊁废水和废渣能力的指标0.13环保投资占比环保投资占总产值的比重,反映矿区环境治理方面投入情况的指标0.80表2矿区生态健康指标等级标准T a b l e2M i n i n g a r e ae c o l o g i c a l h e a l t h i n d e x g r a d es t a n d a r d评价指标疾病(Ⅰ)一般疾病(Ⅱ)亚健康(Ⅲ)健康(Ⅳ)很健康(Ⅴ)最高阈值矿区人均G D P0.4920.6251.5602.5003.1753.850矿区城镇化水平40.00060.00065.00070.00075.000100.000矿产资源综合利用率27.00034.29054.65075.00095.250100.000 R&D投入比重1.1251.5412.4053.3504.2505.160单位G D P能耗1.7101.4101.1100.6060.1030.081森林覆盖率4.2405.38010.19015.00019.05023.100矿区水质达标率50.00063.50070.35077.20098.040100.000空气质量指数300.000200.000100.00050.00025.0005.000土壤有机质含量0.0500.0640.8601.6472.0905.540生物多样性指数20.00022.00030.00038.00060.00076.200恩格尔系数50.72045.04039.35033.67027.98018.100矿区居民人均可支配收入0.1300.1651.0832.0002.5403.080人均耕地面积0.0080.0100.0650.1200.1520.185矿区地质环境治理率10.07013.80021.90030.00038.10046.200三废综合治理率45.97054.94063.91073.47083.030100.000环保投资占比0.4000.5102.0003.5004.4505.390 092沈阳大学学报(自然科学版)第35卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.1)节域对象物元矩阵可表示为H p =M p c 1a p 1b p1c 2a p 2b p 2︙︙︙c n a p n b pæèçççççöø÷÷÷÷÷ңn H p =矿区生态健康矿区人均G D P 03.850矿区城镇化率0100︙︙︙环保投资占比05.æèççççöø÷÷÷÷390㊂式中:M p 表示有标准事物及可转化为标准事物组成的节域对象;x p i =[a p i ,b p i ]表示节域对象关于特征变量c i 的量值范围㊂2)经典域对象物元矩阵可表示为:H p j =M p j c 1a p j 1b p j1c 2a p j 2b p j 2︙︙︙c n a p j n b p jæèçççççöø÷÷÷÷÷n ң北镇矿区生态健康H p j =疾病矿区人均G D P 00.429矿区城镇化率040︙︙︙环保投资占比00.æèççççöø÷÷÷÷400,H p j =一般疾病矿区人均G D P 0.4290.625矿区城镇化率4060︙︙︙环保投资占比0.4005.æèççççöø÷÷÷÷390,H p j =亚健康矿区人均G D P 0.6251.560矿区城镇化率6065︙︙︙环保投资占比5.3902.æèççççöø÷÷÷÷000,H p j =健康矿区人均G D P 1.5602.500矿区城镇化率6570︙︙︙环保投资占比2.0003.æèççççöø÷÷÷÷500,H p j =很健康矿区人均GD P 2.5003.175矿区城镇化率7075︙︙︙环保投资占比3.5004.æèççççöø÷÷÷÷450㊂式中:M p j 表示为标准对象;x p j i =[a p j i ,b p j i ]表示为标准对象M p j 关于特征变量c i 的量值范围,x p j i ⊂x pi (i =1,2, ,n );j 为评定等级数目㊂2.2.3 关联函数定义在物元评价中,关联函数表示物元的量值取为实轴上一点时,物元符合要求的取值范围程度,它使解决不相容问题的结果量化[13]㊂有界区间x p j i =[a p j i ,b p j i ]的模定义为:d =x p j i =b p j i -a p j i ,一个点x i 到区间x p j i =[a p j i ,b p ji ]的距离ρ定义为ρ(x i ,x p j i )=x i -12(a p j i +b p j i )-12(b p j i -a p j i )㊂ 关联函数公式定义为:若区间x p j i =[a p j i ,b p j i ],x p i =[a p i ,b p i ],且x p j i ⊂x pi ,则关联函数G i (x i )[9]的计算公式为G i (x i )ρ(x i ,x p j i )x p ji ,x i ɪx p ji ;ρ(x i ,x p j i )ρ(x i ,x p i )-ρ(xi ,x p j i ),x i ∉x p j i ìîíïïïïï㊂2.2.4 关联度的标准化若每个特征变量c i 对应的权重系数为R i ,则待评价对象M 关于等级j 的关联度为G j (T )=ðni =0R i G i (x i )㊂(1)式中:R i 为评价权重系数;若G j (T )=m a x G j (T ),j 为评价等级(Ⅰ~Ⅴ级),则评定T 属于j 等级[1617]㊂3 结果与分析3.1 指标关联度根据上述数据及公式进行计算,得到北镇市矿区生态健康评价指标体系中各指标关于健康等级的192第4期 李 晔等:基于D P S I R 物元分析模型的矿区生态健康评价以辽宁省锦州市北镇市为例Copyright ©博看网. All Rights Reserved.关联度值,并根据最大关联度原则,划分其隶属健康等级,如表3所示㊂表3 各评价指标值关联度T a b l e3 C o r r e l a t i o nd e gr e eo f e a c he v a l u a t i o n i n d e xv a l u e 评 价 指 标疾病(Ⅰ)一般疾病(Ⅱ)亚健康(Ⅲ)健康(Ⅳ)很健康(Ⅴ)隶属等级矿区人均G D P-0.5036-0.4831-0.2721-0.3372-0.1598Ⅴ矿区城镇化水平-0.3415-0.0123-0.0980-0.1025-0.1940Ⅱ矿产资源综合利用率-0.7945-0.7717-0.6692-0.4000-0.4938ⅣR&D 投入比重-0.0044-2.2837-0.2667-0.5301-0.6627Ⅰ单位G D P 能耗-1.0932-0.6202-1.1193-1.1656-0.7893Ⅱ森林覆盖率-0.4380-0.4018-0.1789-0.4802-0.1908Ⅲ矿区水质达标率-0.9615-0.9481-0.9368-0.9194-0.4949Ⅴ空气质量指数-1.1792-0.5682-1.3393-4.1667-1.0000Ⅱ土壤有机质含量-0.4918-0.4895-0.3080-0.1233-0.0589Ⅴ生物多样性指数-0.2265-0.1817-0.2150-0.0573-0.2558Ⅳ恩格尔系数-1.5742-1.3952-0.7785-2.0511-7.1538Ⅲ矿区居民人均可支配收入-0.5559-0.5506-0.3440-0.2508-0.1494Ⅴ人均耕地面积-0.9785-0.9783-0.9683-0.9415-0.8848Ⅴ矿区地质环境治理率-1.1564-1.1173-1.1052-1.2346-1.4691Ⅲ三废综合治理率-0.8149-0.7781-0.7229-0.6231-0.4107Ⅴ环保投资占比-0.6774-0.6701-0.5251-0.1481-0.2947Ⅳ图3 指标健康等级分布F i g.3 D i s t r i b u t i o no f i n d i c a t o r h e a l t h g r a d e 由表3可以得出评价指标健康等级的分布特征,见图3,其中疾病指标占6.25%,一般疾病Ⅱ㊁亚健康指标Ⅲ和健康Ⅳ指标均占18.75%,很健康Ⅴ指标占37.5%㊂其中矿区人均G D P ㊁矿区水质达标率㊁土壤有机质含量㊁矿区居民人均可支配收入㊁人均耕地面积和三废综合治理率等6项指标处于 很健康(Ⅴ级) ,而矿区城镇化水平㊁R&D 投入比重㊁单位G D P 能耗和空气质量指数等指标健康等级较低,成为区域环境健康的制约因素㊂3.2 D P S I R 关联度及矿区健康综合关联度根据表1数据,结合表3各指标关于健康等级Ⅰ~Ⅴ的关联度G i (x i ),利用式(1)可计算出D P S I R 各层面综合关联度,以驱动力关联度的计算为例:G Ⅰ(D )=ðni =0R i G i (x i )=-0.6458;(2)G Ⅱ(D )=ðni =0R i G i (x i )=-0.5500;(3)G Ⅲ(D )=ðni =0R i G i (x i )=-0.4818;(4)G Ⅳ(D )=ðni =0R i G i (x i )=-0.3177;(5)G Ⅴ(D )=ðni =0R i G i (x i )=-0.3802㊂(6) 因此,G j (D )=m a x ðni =0R i G i (x i )=G Ⅳ(D )=-0.3177,其隶属于 健康 等级㊂同理,对其他指标层面进行计算,D P S I R 其他子系统健康等级如下:292沈阳大学学报(自然科学版) 第35卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.压力关联度G j (P )=m a x ðni =0R i G i (x i )=G Ⅴ(P )=-0.4642,其隶属于 很健康 等级;状态关联度G j (S )=m a x ðni =0R i G i (x i )=G Ⅴ(S )=-0.2608,其隶属于 很健康 等级;影响关联度G j (I )=m a x ðni =0R i G i (x i )=G Ⅰ(I )=-0.9185,其隶属于 健康 等级;响应关联度G j (R )=m a x ðn i =0R i G i (x i )=G Ⅳ(R )=-0.2983,其隶属于 健康 等级㊂计算得出北镇市矿区D P S I R5个层面生态健康等级,其中压力㊁状态2个层面子系统为 很健康(Ⅴ级) ;驱动力㊁影响和响应3个层面子系统为 健康(Ⅳ级)㊂最后,根据各指标权重以及关联度G i (x i ),得出北镇市矿区健康等级综合关联度,见表4㊂依据最大关联度原则,北镇市矿区生态健康等级为Ⅳ级健康㊂表4 北镇市矿区生态健康综合关联度T a b l e4 C o m p r e h e n s i v ec o r r e l a t i o nd e g r e eo f e c o l o g i c a l h e a l t h i nm i n i n g a r e ao f B e i z h e nC i t yG ⅠG ⅡG ⅢG ⅣG Ⅴ-3.3837-3.2400-2.7947-2.6816-2.93174 结论与建议基于D P S I R 模型,结合物元分析法对北镇市矿区生态健康进行评价,结果表明北镇市矿区生态健康整体水平良好,其中矿区人均G D P ㊁矿区水质达标率㊁土壤有机质含量㊁矿区居民人均可支配收入㊁人均耕地面积和三废综合治理率等6项指标影响最为突出,而矿区城镇化率㊁R&D 比重㊁单位G D P 能耗和空气质量指数等指标健康等级较低㊂根据D P S I R 模型5个层面相对于矿区生态健康等级的综合关联度可得,北镇市矿区压力㊁状态2个层面子系统为 很健康(Ⅴ级) ,驱动力㊁影响和响应3个层面子系统为 健康(Ⅳ级)㊂为推进北镇市矿区生态环境修复治理工作,提出以下建议:首先,针对矿山废弃地,应依据 宜渔则渔㊁宜林则林㊁宜景则景㊁宜耕则耕 原则,构建 农用地+建设用地 农用地+养殖用地 等垦修复模式,实现科学高效的再利用;其次,对于保持继续开采的矿山,应坚持边开发㊁边修复㊁边治理原则,实现由注重资源开发 向 资源环境并重 ㊁由 粗放浪费 向 集约高效 的根本转变,同时,建设智能化建筑建材产业园,发展绿色㊁智慧矿山,加强节约资源和能源,加大节能环保力度,注重新能源开发与利用,降低单位G D P 能耗,为实现 双碳 目标发挥积极作用;再次,政府应积极采取响应措施弥补矿山开采为生态环境带来的压力,重视矿山开采与环境保护协调发展,稳步推进历史遗留矿山的修复治理工作;最后,应积极适应新常态,贯彻实施供给侧结构性改革,坚持 创新㊁协调㊁绿色㊁开放㊁共享 的发展理念,以创新驱动带动发展,转换经济动力,从根本上降低区域生态环境压力㊂参考文献:[1]杨伟伟.典型生态脆弱区矿区生态系统健康评价研究:以云南兰坪为例[D ].昆明:云南财经大学,2012.Y A N G W W.S t u d y o nh e a l t ha s s e s s m e n to fm i n i n g e c o s y s t e mi nt y p i c a le c o l o g i c a l l y f r a g i l ea r e a s :ac a s es t u d y o fL a n p i n g,Y u n n a n [D ].K u n m i n g :Y u n n a nU n i v e r s i t y ofF i n a n c e a n dE c o n o m i c s ,2012.[2]张志诚,牛海山,欧阳华. 生态系统健康 内涵探讨[J ].资源科学,2005,27(1):136145.Z HA N GZC ,N I U HS ,O U Y A N G H.E c o s y s t e mh e a l t h :c o n c e p t a n a l y s i s [J ].R e s o u r c e sS c i e n c e ,2005,27(1):136145.[3]王广成,闫旭骞.矿区生态系统健康评价指标体系研究[J ].煤炭学报,2005,30(4):534538.WA N G GC ,Y A N X Q.S t u d y o n i n d i c a t o r s y s t e m o f e c o s y s t e m h e a l t ha s s e s s m e n t i na t y pi c a lm i n ea r e a [J ].J o u r n a l o fC h i n a C o a l S o c i e t y,2005,30(4):534538.[4]张立宁.矿区生态系统健康评价模型研究[J ].华北科技学院学报,2007,4(1):2832.Z HA N GLN.S t u d y o n t h e e v a l u a t i n g m o d e l o f e c o s ys t e mh e a l t h i nm i n e r a l a r e a [J ].J o u r n a l o fN o r t hC h i n a I n s t i t u t e o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2007,4(1):2832.[5]申士宝.基于熵权灰色关联分析法的矿山通风系统健康评价模型[J ].内蒙古煤炭经济,2017(1):2628.392第4期 李 晔等:基于D P S I R 物元分析模型的矿区生态健康评价以辽宁省锦州市北镇市为例Copyright ©博看网. All Rights Reserved.492沈阳大学学报(自然科学版)第35卷S H E NSB.H e a l t he v a l u a t i o nm o d e l o fm i n ev e n t i l a t i o ns y s t e m b a s e do ne n t r o p y w e i g h t a n d g r e y r e l a t i o n a l a n a l y s i s[J].I n n e rM o n g o l i aC o a l E c o n o m y,2017(1):2628.[6]R U A N W Q,L IYQ,Z H A N GSN,e t a l.E v a l u a t i o n a n d d r i v em e c h a n i s mo f t o u r i s me c o l o g i c a l s e c u r i t y b a s e d o n t h eD P S I R-D E Am o d e l[J].T o u r i s m M a n a g e m e n t,2019,75:609625.[7]杨良健,曹开军.基于D P S I R模型的伊犁河谷旅游生态安全评价及动态预警分析[J].生态经济,2020,36(11):111117.Y A N GLJ,C A O K J.T o u r i s m e c o l o g i c a ls e c u r i t y e a r l y w a r n i n g o fI l iR i v e rv a l l e y b a s e do n D P S I R m o d e l[J].E c o l o g i c a lE c o n o m y,2020,36(11):111117.[8]张宗芳,易小燕,尚惠芳,等.基于D P S I R-T O P S I S模型的耕地资源环境承载力分析:以安徽省颍上县为例[J].中国农业资源与区划,2022,43(6):131139.Z HA N GZF,Y IX Y,S H A N G H F,e t a l.A n a l y s i s o n t h e e n v i r o n m e n t a l c a r r y i n g c a p a c i t y o f c u l t i v a t e d l a n d r e s o u r c e sb a s e do nD P S I R-T O P S I Sm o d e l[J].C h i n e s e J o u r n a l o fA g r i c u l t u r a lR e s o u r c e s a n dR e g i o n a l P l a n n i n g,2022,43(6):131139.[9]王贺年,张曼胤,崔丽娟,等.基于D P S I R模型的衡水湖湿地生态环境质量评价[J].湿地科学,2019,17(2):193198.WA N G H N,Z HA N G M Y,C U ILJ,e ta l.E v a l u a t i o no f e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t q u a l i t y o fH e n g s h u iL a k ew e t l a n d sb a s e do nD P S I R m o d e l[J].W e t l a n dS c i e n c e,2019,17(2):193198.[10]王广成,刘龙山.基于D P S I R-T O P S I S模型的煤炭矿区绿色转型评价[J].中国煤炭,2019,45(4):2529.WA N G GC,L I U LS.A s s e s s m e n t o f g r e e n t r a n s f o r m a t i o no f c o a lm i n i n g a r e ab a s e do nD P S I R-T O P S I Sm o d e l[J].C h i n aC o a l, 2019,45(4):2529.[11]于晶晶.基于D P S I R模型的煤矿区水土保持综合效益评价指标体系构建[J].江淮水利科技,2013(6):4546.Y UJ J.C o n s t r u c t i o no f c o m p r e h e n s i v e b e n e f i t e v a l u a t i o n i n d e x s y s t e mo f s o i l a n dw a t e r c o n s e r v a t i o n i n c o a lm i n e a r e ab a s e do nD P S I R m o d e l[J].J i a n g h u a iW a t e rR e s o u r c e sS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2013(6):4546.[12]王汉斌,杨鑫.矿区生态系统健康的可拓评价[J].煤田地质与勘探,2011,39(2):3841.WA N G H B,Y A N G X.E x t e n i c s e v a l u a t i o nm e t h o do f e c o s y s t e mh e a l t h i nm i n i n g a r e a[J].C o a lG e o l o g y&E x p l o r a t i o n,2011, 39(2):3841.[13]李兵,李新举,李海龙,等.物元分析法在矿区生态健康评价中的应用[J].安全与环境学报,2011,11(5):119122.L IB,L IXJ,L IH L,e t a l.I n n o v a t e dm a t t e r-e l e m e n tm e t h o d f o r t h e e c o s y s t e mh e a l t he v a l u a t i o n i nm i n i n g a r e a s[J].J o u r n a l o f S a f e t y a n dE n v i r o n m e n t,2011,11(5):119122.[14]牛肖铮,赵迎青.基于层次分析法及模糊综合评价的露天矿山安全风险评价分析[J].露天采矿技术,2021,36(2):2124.N I U XZ,Z H A O Y Q.S a f e t y r i s ka s s e s s m e n t o f o p e n-p i tm i n eb a s e do nA H Pa n d f u z z y c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n[J].O p e n c a s t M i n i n g T e c h n o l o g y,2021,36(2):2124.[15]王雪冬,李世宇,孙延锋,等.基于熵值法和突变理论的矿山环境质量评价[J].煤炭科学技术,2018,46(增刊1):264267.WA N GXD,L I SY,S U N YF,e t a l.E v a l u a t i o no n q u a l i t y o fm i n e e n v i r o n m e n t b a s e do ne n t r o p y v a l u em e t h o da n dc a t a s t r o p h e t h e o r y[J].C o a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2018,46(s u p p l1):264267.[16]G A R I SR,N E WT O N A,I C E L YJD.Ar e v i e wo f t h ea p p l i c a t i o na n de v o l u t i o no f t h eD P S I Rf r a m e w o r kw i t ha ne m p h a s i so nc o a s t a l s o c i a l-e c o l o g i c a l s y s t e m s[J].O c e a n&C o a s t a lM a n a g e m e n t,2015,103:6377.[17]E HA R AM,H Y A K UMU R A K,S A T O R,e ta l.A d d r e s s i n g m a l a d a p t i v ec o p i n g s t r a t e g i e so f l o c a lc o mm u n i t i e st oc h a n g e s i ne c o s y s t e ms e r v i c e p r o v i s i o n s u s i n g t h eD P S I Rf r a m e w o r k[J].E c o l og i c a l E c o n o m i c s,2018,149:226238.ʌ责任编辑:智永婷ɔCopyright©博看网. 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第26卷第3期农业工程学报V ol.26 No.3316 2010年3月 Transactions of the CSAE Mar. 2010 基于物元分析的土地生态安全评价黄辉玲1,2，罗文斌1，吴次芳1，李冬梅2（1．浙江大学东南土地管理学院，杭州 310029；2．黑龙江科技学院建筑工程学院，哈尔滨 150027）摘 要：针对综合指数评价存在的信息屏蔽和主观性问题，该研究采用物元分析法对中国土地生态安全进行评价。
在诠释土地生态安全概念的基础上，基于“经济-环境-社会”模式和层次分析法构建土地生态安全评价指标体系，运用物元分析方法构建土地生态安全评价的综合评判模型，并以河北省为例进行了实证研究。
结果表明：从2005－2007年河北省土地生态安全整体上呈现出由临界安全向较安全跃升的趋势，2004年之后的河北省环保政策和措施绩效明显；人均耕地面积、农药施用量和工业废水排放达标率成为制约河北省土地生态安全水平的因素。
从而得出结论：物元模型能够揭示单个评价指标的分异信息，物元分析方法适用于土地生态安全评价。
关键词：生态，土地利用，数学方法，生态安全，物元分析doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.03.054中图分类号：X826 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2010)-03-0316-07黄辉玲，罗文斌，吴次芳，等. 基于物元分析的土地生态安全评价[J]. 农业工程学报，2010，26(3)：316－322.Huang Huiling, Luo Wenbin, Wu Cifang, et al. Evaluation of land eco-security based on matter element analysis[J]. Transactions of the CSAE, 2010, 26(3): 316－322. (in Chinese with English abstract)0 引 言土地生态安全是一个全新的概念，它来源于近年来兴起的“生态安全”的研究。
关于生态安全，其确切的含义还没有科学的界定。
一般认为，它是指一个国家或地区的生态环境资源状况不受或少受来自于资源和生态环境的制约与威胁的状态[1]。
它包括双重的含义，其一是生态系统自身的安全，即其自身结构未受破坏；二是生态系统对于人类是否安全，即生态系统所提供的服务是否满足人类的生存需要。
生态安全包括国土资源安全、生物安全、生态系统安全、环境与健康安全等[2]。
诸多生态安全问题的出现，从根本上是不合理的土地开发利用的结果[3]。
近年来，日益突出的水土流失、土壤沙化、草场退化和森林减少等土地生态问题引起了人们的广泛关注和重视，众多学者对土地生态安全展开了研究[4-8]。
综合以上的研究，笔者认为土地生态安全是指在一定时空范围内，土地生态系统能够保持其结构和功能不受或少受威胁的状态，同时，土地生态系统为人类提供服务的质量和数量能够持续满足人类生存和发展的需求，从而达到土地环境、社会和经济复合体的长期协调发展。
可见，土地生态安全是土地资源可持续利用的核心和基础，土地生态安全研究已成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题[9]。
人口的增长和经济的发展已对某些区域的土收稿日期：2009-03-23 修订日期：2009-10-20基金项目：中国博士后基金项目（20080430210）作者简介：黄辉玲（1973－），女，黑龙江省哈尔滨市人，副教授，博士，研究方向为土地资源管理、房地产经济。
杭州浙江大学公共管理学院，310029。
Email: huanghuiling00@ 地生态系统造成冲击与破坏，某些破坏已经达到甚至超过了土地的生态承受能力，因此，对土地生态安全进行科学评价，准确掌握土地生态安全状态成为区域可持续发展测度的一个重要内容，也是进行土地生态安全环境分析、土地利用规划与建设、土地生态安全预测和预警的重要依据[10]。
目前，土地生态安全评价研究尚属起步阶段[7,9]，相关研究的主要不足体现在：第一，目前对土地生态安全评价定性分析多，定量研究少；第二，传统土地生态安全评价研究中评价等级的判定都是先求评价对象的评价综合值，然后主观确定等级取值范围并划分若干等级，各等级取值范围一般取0～100或者0～1之间的若干均等分，最后根据评价综合值归等评级，这种方法的主观性较强；第三，定量研究较多使用综合指数分析方法，其方法是将分散的信息通过模型集成，再进行综合值分级来评价研究对象的综合水平，但该方法无法识别单指标、总体指标与评价等级之间的隶属程度，也会遗漏单指标之间的一些评价信息[11]。
而本研究所采用的物元分析法的关联函数属于（-∞，+∞），极大地拓展了它的研究范围，能提示更多的分异信息；在等级确定上结合某些客观标准先对评价指标的经典域进行区间界定，然后通过单指标的关联函数计算得到单指标状态，再通过模型集成得到多指标的综合水平，提高了等级判定的客观性和科学性。
许多研究证明，该方法已广泛应用于环境质量评价[12]、农用地分等定级[13]和土地项目决策[14-15]等方面。
目前将物元模型应用于土地生态安全评价的研究较少[16]。
本文以河北省为例，探讨物元分析法在土地生态安全评价中的应用，并对2005—2007年各年的土地生态安全状况进行比较，对各单个指标提供的分异信息进第3期 黄辉玲等：基于物元分析的土地生态安全评价 317行分析，对区域土地生态安全评价方法作一种尝试与探索，以期验证环境保护政策和措施的成效。
1 土地生态安全评价的物元模型物元模型由中国学者蔡文教授于20世纪80年代初创立，主要用于解决不相容的复杂问题，适合于多因子评价。
土地生态安全可以看成一个不相容的问题，根据物元分析法构建土地生态安全评价物元模型，基本步骤如下[11,17]。
1.1 确定土地生态安全物元土地生态安全N ，土地生态安全特征c 和特征量值v 共同构成土地生态安全物元。
假设土地生态安全N 有多个特征，它以n 个特征c 1,c 2,…c n 和相应的量值v 1,v 2,…v n 描述，则表示为111222nn n v R N c v R c R v R c ==###式中R ——n 维土地生态安全物元，简记R =(N ,c ,v )。
1.2 确定经典域与节域物元矩阵土地生态安全的经典域物元矩阵可表示为111222,(,)(,)(,)(,)oj oj oj oj oj oj oj i o ojn ojn na b N c a b c R N C V a b c ==## （1） 式中：R oj ——经典域物元；N oj ——所划分土地生态安全的第j 个评价等级，j =(1,2,…n )；c i ——第i 个评价指标；(a oj 1,b oj 1)——对应评价等级j 的量值范围，即经典域。
土地生态安全的节域物元矩阵表示为111222,(,)(,)(,)(,)p p pp p p p n p pn pn n a b N c a b c R N C V a b c ==##（2） 式中：R p ——节域物元：v pi =(a pi , b pi )——节域物元关于特征c i 的量值范围；p ——土地生态安全全体等级。
1.3 确定待评物元把待评对象N x 的物元表示为R x1122x x nn v N c v c R v c =##1.4 确定关联函数及关联度土地生态安全指标关联函数K (x )的定义为(,), ()(,), (,)(,)o ooi o op o X X X X X K x X X X X X X X X ρρρρ−∈=∉− （3）式中11(,)()()22o o o o o X X X a b b a ρ=−+−−（4）11(,)()()22p p p p p X X X a b b a ρ=−+−−（5）式中：ρ(X ,X o )——点X 与有限区间X o =[a o ,b o ]的距离；ρ(X ,X p )——点X 与有限区间X p =[a p ,b p ]的距离； |X o |=|b o －a o |，X ，X o ，X p ——待评土地生态安全物元的量值、经典域物元的量值范围和节域物元的量值范围。
1.5 计算综合关联度并确定评价等级待评对象N x 关于等级j 的综合关联度K j (N x )为1()()nj x i j i i K N a k x ==∑ （6）式中：K j (N x )——待评对象N x 关于等级j 的综合关联度；k j (x i )——待评对象N x 关于等级j 的单指标关联度j =(1,2,…m )；a i ——各评价指标的权重。
若max[()], 1,2,ji j i K k x j n ==" （7） 则待评对象第i 指标属于土地生态安全标准等级j 。
max[()], 1,2,jx j x K K N j n ==" （8）则待评对象N x 属于土地生态安全标准等级j 。
关联度数值k (x )在实数轴上的大小表征了待评对象隶属于土地生态安全水平某一标准的程度，物元模型的关联度将逻辑值从模糊数学的[0，1]闭区拓展到 (-∞,+∞)实数轴后，比模糊数学的隶属度所代表的内涵更为丰富，能揭示更多分异信息：当k (x )≥1.0时，表示待评对象超过标准对象上限，数值越大，开发潜力愈大；当0≤k (x )＜1.0时，表示待评对象符合标准对象要求的程度，数值越大，愈接近标准上限；当-1.0≤k (x )＜0时，表示待评对象不符合标准对象要求，但具备转化为标准对象的条件，且数值愈大，愈易转化；当k (x )＜-1.0时，表示待评对象不符合标准对象要求，又不具备转化成标准对象的条件。
2 土地生态安全评价指标体系的构建及评价经典域的确定2.1 土地生态安全评价指标体系的构建在本研究界定的土地生态安全的概念基础上，以依据指标数据的可得性和方法的可操作性为原则，充分考虑区域土地生态安全各评价因子的复杂关系，借鉴国内相关的研究成果[7-11,18]，采用“经济（economy ）-环境（environment ）-社会（society ）”模式（EES 模式），来构建土地生态安全评价指标体系，如表1。
本研究采用专家咨询法和层次分析法（analytic hierarchy process ，AHP ）确定各指标权重，鉴于篇幅有限，具体计算方法不再赘述，结果见表1。
318 农业工程学报 2010年 表1 土地生态安全评价指标体系及其权重Table 1 Evaluation index system and weight of land eco-security目 标因素指 标权重 c 1人均耕地面积/hm 2 0.033 c 2森林覆盖率/%0.086 c 3滑坡、泥石流治理面积/hm 20.096 c 4农药施用量/(kg ·hm -2) 0.049 c 5化肥施用量(折纯)/(kg ·hm -2) 0.045 c 6除涝面积占比/% 0.035 c 7水土流失治理率/%0.063 b 1环境c 8工业废水排放达标率/% 0.052 c 9人均GDP/元 0.096 c 10经济密度/万元·km -2 0.086 c 11耕地有效灌溉率/% 0.042 c 12机耕面积占比/%0.068 b 2经济c 13第三产业占国民生产总值比例/% 0.035 c 14就业率/%0.033 c 15城市化水平/% 0.085 a 土地 生态 安全b 3社会c 16万元GDP 能耗标准煤/t0.0962.2 土地生态安全评价经典域、节域的确定经典域（即评价等级的取值范围）的确定是物元评价的基础。