武汉市土地利用生态风险评价
武汉环境评估报告
武汉环境评估报告概述武汉市，作为中国中部重要的经济和交通枢纽城市，其环境质量一直备受关注。
本报告旨在对武汉市的环境状况进行评估，从大气污染、水质状况、噪声污染和生态环境等方面综合分析，为相关决策者和公众提供全面的环境信息。
大气污染武汉市的大气污染问题一直是关注的焦点。
根据近年来的监测数据，武汉市的空气质量总体呈现出逐年改善的趋势。
在2019年，武汉市PM2.5浓度平均值为50微克/立方米，较2015年下降了30%。
然而，尽管总体上有所改善，仍有部分时段和地区的大气污染问题较为突出，如冬季和早晨的雾霾天气频发。
因此，需要加强空气质量管控，控制排放源，提高大气治理效果。
水质状况武汉市地处长江中下游地区，拥有丰富的水资源。
然而，水质状况仍然存在一定的问题。
受到工业废水和农业面源污染的影响，部分水体的水质达不到要求。
根据监测数据显示，武汉市的主要水源地水质达标率为78%，仍有22%的水体未达到国家地表水环境质量标准。
因此，应加强工业和农业污染治理，加强水环境监测，提高水质监管水平，并加强水源保护。
噪声污染作为一个繁忙的城市，武汉市的噪声污染问题一直存在。
交通、建设工地、社会活动等噪声源加剧了城市居民的噪声污染问题。
据统计，武汉市有超过50%的区域的噪声超过了国家标准。
为了改善噪声污染问题，需要严格限制交通噪声、工地施工噪声等，同时加强居民教育，提高公众对噪声影响的认识。
生态环境武汉市拥有着片段的湿地、绿地和山林等生态环境，为城市居民提供了良好的休闲空间。
然而，随着城市的发展，生态环境受到了一定的压力。
湖泊水位下降、湿地退化、土壤污染等问题逐渐显现。
为了保护和改善生态环境，需要加强对湿地、绿地和山林等生态系统的保护，推动生态修复工作。
结论综合来看，武汉市的环境状况在一定程度上存在问题。
尽管大气污染总体改善，但仍需要加强控制排放源，改善雾霾天气的发生频率。
水质和噪声污染问题也需要加强治理，提高水质达标率和控制噪声超标区域。
武汉市土地利用生态风险评价
武汉市土地利用生态风险评价马艳;董利民【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2013(52)15【摘要】Based on materials from statistic yearbooks and investing data,the current situation of land use in Wuhan city has been analyzed.By utilizing principal component analysis and K-means clustering,a model for urban land ecological risk assessment was proposed.The result showed that the composite index of ecological risk of land use has a rising trend year by year,which increased from-1.0033(V) in 2003 to 0.5575(Ⅱ) in 2010,and the rank of ecological risk decreased from the best degree to the bad degree.Based on the assessment results,some countermeasures were put forward to coordinate land use and ecological environment in Wuhan city.%利用武汉市土地生态环境及社会经济资料,分析了武汉市土地利用变化情况,在此基础上,综合运用主成分分析、K均值聚类等方法,建立了土地利用生态风险评价模型,分析和评价了武汉市土地利用生态风险.结果表明2003-2010年武汉市土地利用的生态风险呈逐年扩大趋势,风险值从2003年的-1.003 3(V)上升为0.557 5(Ⅱ),即由安全级降为风险级.根据此评价结果,提出了协调武汉市城市土地利用与生态环境的对策.【总页数】6页(P3731-3735,3739)【作者】马艳;董利民【作者单位】中南财经政法大学工商管理学院,武汉430073;华中师范大学经济与工商管理学院,武汉430079【正文语种】中文【中图分类】F301.2;S181【相关文献】1.生态移民安置区土地利用生态风险评价——以宁夏红寺堡区为例 [J], 李伟华2.基于土地利用变化的生态移民安置区生态风险评价 [J], 孔福星;汪自胜3.武汉市东西湖区主要湖泊表层沉积物重金属污染特征与生态风险评价 [J], 龚杰;孙紫童;冯璐;胡胜华;敖鸿毅;吴辰熙4.基于景观格局的武汉市江夏区土地利用生态风险评价 [J], 侯蕊;李红波;高艳丽5.基于土地利用的三峡库区生态屏障带生态风险评价 [J], 李潇然;李阳兵;韩芳芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
城镇郊区开展土地生态安全评价的必要性——以武汉市江岸区后湖地区为例
与 合 理开 发 和 利 用 土 地 的 基 础 。
土 地 生 态安 全 的影 响 因素
影响土地生 态安全的 因素是很 多的 ，其 中有经济因素 、 人 口因素、管理因素 、 科技因素 、自然因素、 灾害因素等 。 经 济 因素 ，不同经济发展阶段 、不同经济发展水平以及对不 同 经 济 发 展 模式 和 道 路 的选 择 ，决定 了对 土地 资 源 的 态 度 与利 用模式。所以 ，经济 因素是威胁土地资源生态安全的首要因 素， 经济发展与工业生产对环境的破坏引发 了生态安全问题 。
目 地 安 价 土态评 生全
１
、
多样性 ， 那么就谈不上土地结构的稳定安全 了；４ 土地均衡 、 含义 ，土地资源分布的地区均衡和个体与群体间的分 配均衡 同样重要 ，土地资源分布或分配不均衡 ，会增加资源供给的 时间和成本 ， 是导致土地资源安全问题的重要因素；５ 、目标
含义，土地资源安全的 目的是最大限度地实现土地资源数量 供给的稳定 、质量供给稳定和土地资源供给的多样性 ，保证 土地资源供给的地区均衡与人群 均衡 。
力的土地资源质量 ； 、土地结构安全含义 ， ３ 土地资源系统结 构的稳定性 ，包括耕地系统、林地系统、草地系统之 间稳定
的结构关系以及各系统内部结构关系的稳定 ，若土地资源无
产生较大影响 ，而且对土地资源的供给与需求结构产生较大 影响 。科技进步会增加土地资源的需求量 ，同时也扩大了资 源领域与范围。落后 的工业生产与农业生产技术对土地生态
５
、
进行 土 地 生 态评 价 的 意 义
土地生态安全评价源于生态评价 ， 以生态评价为基本框
城市土地资源利用效益的综合评价——以武汉市为例
关 键词 ： 土地 资 源 ； 益 ； 调度 ； 效 协 实证 分 析
中图分 类号 ：２ ３ ２ Ｆ ９ ．
文献标 识 码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ２—９ ５ （０ ９ ０ ０ １ ０ １０ ７ ３ ２ ０ ） ５— ０ ５— ６
一
、
问题 的提 出
在经济发展过程中， 城市化进程是农村剩余劳动力转移 ， 发展工业反哺农业 ， 实现经济快速发展 的根
与评价是一个关于城市可持续发展 的重要命题 ，
虽 然 国 内学者 已经取 得 了一 些 研 究 成 果 ， 相 应 但
市土地资源利用效益综合评价 的理论 ， 完善其评
价指标体系和方 法 以及运用 于城市土 地资源管 理的具 体 实 践 ， 有 一 定 的 理 论 价 值 和 现 实 具
意义 。 二 、 市 土 地 资 源 利 用 效 益 的 综 合 评 价 与 城
本途径。根据美国学者诺瑟姆 ｓ 曲线 的变动规律 ， 形 中国己经进入 国际上公认的城市化率从 ３ ％向 ７ ％ ０ ０
发展的快速发展阶段 ， 今后 ２ ０年我国的城市化发展速度还会更快 。从 国内外一些大城市 的发展经验来
看 ， 市迅 速扩 张后 现 了诸 多 问题 ， 在 土地 利 用 上 存 在着 城 市 规 模 扩展 过 快 ， 地 面 积 锐 减 、 市 内 城 如 耕 城
程如下 ：
准确定 了指标值 。其次 ， 运用德 尔菲法 （ ｅ ｈ） Ｄｌ ｉ ｐ
与层次 分 析 法 （ Ｈ 对评 价 指 标 进 行 了分 层 量 Ａ Ｐ） 化 并确 定 了指 标 权 重 。再 次 ， 城 市 土地 资 源 利 对
用效益 的协调度进行了测算 ， 并具 体分析了影 响 城市土地资源利用效益的主要 障碍 因素 。最后 ， 针对城市土地资源利 用中存在 的问题 ， 提 了实
武汉市土地集约利用评价及对环境影响的分析
高效利用 城市 土地 ．
必 须综合考 虑其 经济 、 会和 环境 意义． 社
１ 城 市 土 地 集 约 利 用 评 价 指 标 体 系 的 构 建
１ １ 评 价 指 标 体 系构 建 的 组 织 体 系 ．
土地 集 约利 用 的经 济 意义 主 要体 现 在经 济 增
长 方 式 的转 变 上 ， 根 本 上 改 变 消 耗 高 、 量 差 的 从 质 生 产 发 展 的 粗 放 方 式 ， 变 成 集 约 化 增 长 方 式 以 提 转
发 展．
城市 土 地集 约 利用 是 在综 合 考虑 影 响城 市 土
地利 用诸 多因素 的基础 上 ， 现城市 土地 利用综 合 实 效益 的最优 化． 市 土 地集 约 利用 的实 质 是 ： 合 城 在 理布局 、 优化 用地 结 构 和可 持 续发 展 的前 提下 ， 通 过增加 存量 土地 投入 、 改善 经 营管 理 等 途径 ， 断 不 提高土地 的使用 效率 和经 济效益 ． 市土地 集约 ］城 利 用不仅 与经 济效益 有关 ， 与社 会效 益和环 境效 还
高 经济效益 ， 土地是 人类进 行其 他物质 生产 的 ］而 基 础． 因此 ， 变土地 的利用 方式 ， 改 对经济 增长方 式
的转 变有重 要 的意义． 随 着 土 地 集 约 利 用 的 深 入 ， 市 土 地 集 约 利 用 城
模迅 速扩 张 ， 建设 用 地 需 求不 断 增 长 ， 用地 尤 其 农 是耕 地被大 量 占用 ， 同时城市 土地粗 放利用 问题 也 日渐 严重． 国土 地资 源有 限 ， 中 耕地 资源 紧缺 ， 均 人
建设用 地规模 快速 扩张 ， 口数 量激增 ， ２ ０ 人 从 ０ ３年
分析武汉长江新城地区土地质量地球化学评价
分析武汉长江新城地区土地质量地球化学评价发布时间：2022-09-18T02:33:36.962Z 来源：《中国科技信息》2022年10期作者：熊赣宇[导读] 土壤的质量受多方面因素的共同影响熊赣宇湖北省地质局第四地质大队湖北省咸宁市 437100摘要：土壤的质量受多方面因素的共同影响，元素的分布情况、地球化学行为等，都属于比较具有代表性的影响因素，而土壤的质量又影响着人们的身体健康等，借助行之有效的技术手段进行土地质量地球化学评价，显然具有一定的现实意义。
本文就根据武汉长江新城地区实际情况，对土地质量地球化学评价的要点和结论等进行研究。
关键词：武汉；长江新城地区；土地质量地球化学评价引言中国特色社会主义市场经济的高度发展，给科学技术发展带来了新的可能性，也让人民群众的生活质量得到了提升，在这种情况下通过技术手段进一步了解生活环境以及生活所需物资的品质，开始成为人民群众关心的问题之一。
土地质量地球化学评价工作具有一定的重要价值，但是从实际情况来看，部分地区的土地质量地球化学评价还存在一定的不足之处，为了解决这个问题，必须要对本课题进行深入分析。
1项目概述为顺应经济社会发展的要求，武汉市提出了建设长江新城的发展目标，预将其打造为体现武汉特色、具有武汉影响力的新型综合性区域，长江新城建设区的原有功能性比较丰富，包括农业耕地、工矿开发等多种功能，存在生产生活垃圾随意堆放、农药化肥过度使用等一系列问题，这导致了十分严重的土壤酸化问题和重金属污染问题，其上生产的各种农作物也会受到影响，安全性无法得到保证。
在这种情况下加强武汉长江新城地区土地质量地球化学评价工作，对土壤的实际情况进行了解和调查，显然具有一定的现实意义，能够为后续土壤资源开发、农业工业发展打下坚实的基础，能够从根本上保证土壤资源利用效益。
本次土地质量地球化学评价工作研究区在武汉中北部谌家矶－武湖－阳逻区块，南以长江为界，西至滠水河，北至318国道，东至倒水河，总面积约550km2，该区域为平原湖区，包括湖积、冲积、冲湖积平原及侵蚀剥蚀低丘陵、侵蚀剥蚀高丘陵区单元，基于原有土地调查的各项资料开展土地质量地球化学评价工作，具有一定的现实意义。
武汉市土地利用生态风险评价
员援员 土地利用数量变化 武汉市地貌类型多样袁山地尧丘陵尧岗地和平原
兼备袁全市土地总面积 愿源怨 源园园 澡皂圆袁占全省土地总
收稿日期院圆园员猿原园远原园苑 基金项目院国家社会科学基金重点项目渊员圆粤郧蕴园园远冤曰中南财经政法大学研究生实践与科研创新课题渊圆园员猿月园愿员源冤 作者简介院马 艳渊员怨愿源原冤袁女袁湖北武汉人袁博士研究生袁主要从事土地利用变化与环境保护等研究袁渊电话冤员缘猿怨员缘缘怨圆远园渊电子信箱冤
摘要院利用武汉市土地生态环境及社会经济资料袁分析了武汉市土地利用变化情况袁在此基础上袁综合运
用主成分分析尧运 均值聚类等方法袁建立了土地利用生态风险评价模型袁分析和评价了武汉市土地利用生
态风险遥 结果表明 圆园园猿原圆园员园 年武汉市土地利用的生态风险呈逐年扩大趋势袁风险值从 圆园园猿 年的
原员援园园猿 猿渊吁冤上升为 园援缘缘苑 缘渊域冤袁即由安全级降为风险级遥 根据此评价结果袁提出了协调武汉市城粤 模型曰运 均值聚类曰武汉市
中图分类号院云猿园员援圆曰杂员愿员
文献标识码院粤
文章编号院0439原愿114渊圆园13冤15原3731-05
耘糟燥造燥早蚤糟葬造 砸蚤泽噪 Assessment of Land Use 蚤灶 宰怎澡葬灶 悦蚤贼赠
酝粤 再葬灶1袁阅韵晕郧 蕴蚤原皂蚤灶2 渊员援杂糟澡燥燥造 燥枣 月怎泽蚤灶藻泽泽 粤凿皂蚤灶蚤泽贼则葬贼蚤燥灶袁 在澡燥灶早灶葬灶 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠 燥枣 耘糟燥灶燥皂蚤糟泽 葬灶凿 蕴葬憎袁 宰怎澡葬灶 源猿园园苑猿袁 悦澡蚤灶葬曰
由表 员 可以看出袁愿 年间武汉市农用地和未利 用地总量减少袁城市建设用地迅速增加遥 在农用地 类型中袁耕地尧牧草地显著流失袁其中牧草地减少最 快袁愿 年共减少 远 远园源援怨苑 澡皂圆袁减幅为 怨缘援怨猿豫曰耕地 面积由 圆园园猿 年所占总土地面积的 源源援员远豫减少到
基于AHP法和熵权法的武汉市土地生态安全评价
资源 ・ 环 境
基于 Ａ Ｈ Ｐ法和熵权法的武汉市土地生态安全评价
马 艳
（ 中南财经政 法大 学 工 商管理 学院 ， 湖北 武汉
４ ３ ０ ０ ７ ３ ）
［ 摘 要 ］ 土 地 资 源 生 态 安 全是 土 地 资 源 可持 续 利 用 的核 心 ， 也 是 实现 整 个 生 态 系统 安 全 的保 障 。 以 武 汉 市 土 地
［ 关键 词 ］ 土地生态安全评价 ； Ａ ＨＰ法 ； 熵权 法； Ｐ Ｓ Ｒ ． 模 型 ［ 中图分类号 ］ Ｘ ２ １ ［ 文献标识码 ］ Ｂ “ 九 省通 衢 ” 之地 。 武 汉 市地 貌类 型多 样 ， 山地 、 丘陵、 岗地 和 平 原
兼备 。 全市土地总面积 ８ ４ ９ ４ ｋ ｍ ２ ， 占全 省 土地 总 面积 的 ４ ． ５ ７ ％。 武 汉 市 土地 类 型 多 样 ， 适 宜性广泛 ， 水 资源优势突 出 ， 为全 市 的 经 济 发 展 提 供 了 主 要 的物 质 基 础 。 但 由于社 会经 济 的发 展 、 城 镇 建
限 于篇 幅 这 里 不 一 一 列 出 。
【 收稿 日期 ］ ２ ０ １ ３ － １ １ — １ ４
［ 基金项 目］ 中南 财 经 政 法 大学 研 究 生 实 践 与 科 研 创 新 课 题 “ 区 域 土 地 整 理 的生 态 安 全 评 价 研 究 一 以 中 部地 区 为例 ” （ ２ ０ １ ３ Ｂ ０ ８ １ ４ ） 。 【 作者简 介］ 马艳 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 湖北武汉人 ， 博士生 ， 研 究 方 向： 土地利用与环境评价研究。
武汉市生态环境评价
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模 型，包括 目标层 ，准则层Ａ ，对象层Ｃ 、Ｂ 结构图。
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第四层Ｃ 对第三层Ｂ 的判断矩阵为：
曰
Ｉ ８
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性 ，可操作性 ，相对完备性，相对独立性及针对性的 原则，并结合武汉市实际，确定了包括环境 ，人 口，
经济 ，资源等三方面１ 项指标，建立 了三层层次结构 １
： １
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本文利用武汉市２ １年各方面 的数据 ，建立层次 ００ 结构模型 ，运用层 次分析法对武汉市的生态环境做出
评价 ，根据指标确定的通用 原则 ，确定 了包括环境， 人 口，经济 ，资源等４ 方面３ 项 指标，然后构造判 断 ２ 矩 阵并作～致性检验和组合一致性检验 ，最终将通过 了一致性检验的判 断矩 阵的最大特征值所对应的归一
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三、计算权 向量并作 一致性检验
所构造的判断矩 阵只有通过 了一致性检验 ，其归
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化 的特征 向量才 能作为权 向量 。 是判断矩阵所对
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０３ ３
基于P-S-R的土地资源生态环境安全评价——以湖北省为例
A Study on the Land Resources Ecological Safety Based on P-S-R： A Case from Hubei Province 作者： 张宇[1];游和远[2]
作者机构： [1]华中科技大学公共管理学院,湖北武汉430074;[2]浙江财经大学城乡规划与管理学院,浙江杭州310018
出版物刊名： 生态经济
页码： 125-128页
年卷期： 2015年 第8期
主题词： 湖北省;P-S-R(Prsssure-State-Response);土地资源;土地生态环境安全
摘要：基于P-S-R（Pressure-State-Response）概念框架,构建具有区域特色的土地资源生态环境评价指标体系,运用最优组合赋权法确定权重和综合评价法建立土地生态安全评价模型,并运用该模型对湖北省1998-2013年土地资源生态环境安全进行评价和分析。
结果表明,近十六年来,湖北省土地生态压力呈逐年减少趋势,土地生态状态和土地生态响应呈逐年增大趋势,湖北省的土地资源生态环境安全呈上升趋势。
同时,研究表明,耕地面积的人均占有量,农用化肥的施用数量,人口的自然增长率及人口密度指标对本区土地生态安全影响最大,要想提高土地资源生态环境安全就需要从以上四个方面着手。
基于熵权TOPSIS法的湖北省土地生态安全评价
基于熵权TOPSIS法的湖北省土地生态安全评价
随着城市化进程加快，土地生态安全越来越受到人们的关注。
为了评价湖北省土地生态安全状况，应用熵权TOPSIS法进行分析与评价。
首先，选取10个指标来评价湖北省土地生态安全，包括土地覆盖度、生态环境质量、土地资源利用率、生态综合承载能力、土地肥力、土地治理适宜度、土地开发利用强度、土地生态保护面积、土地劣化情况和自然灾害频率等。
然后，通过数据标准化处理和计算各项指标的权重，采用TOPSIS法对湖北省土地生态安全进行评价。
最后，利用熵权法对TOPSIS结果进行修正，获得更为准确的评价结果。
结果表明，湖北省土地生态安全整体水平较为稳定。
其中，生态环境质量指标得分最高，达到0.889，表明湖北省的生态环境质量比较良好。
土地劣化情况指标得分最低，仅为0.560，说明湖北省土地劣化问题相对突出。
综合而言，本研究采用熵权TOPSIS法对湖北省土地生态安全进行评价，结果具有一定的可靠性和科学性。
研究表明湖北省土地生态安全存在问题，需要采取有效措施来保护土地生态环境。
基于GIS的武汉市土地利用效益综合评价20140626(综合自然地理学期末论文)
本科生课程论文论文题目：基于GIS的武汉市土地利用效益综合评价课程名称：综合自然地理学姓名：肖梁学号：2012210192专业：资源环境与城乡规划管理年级：2012级任课教师：聂艳中国·武汉2014年06月成绩评卷人目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究现状 (2)1.3 研究意义 (3)1.4 研究内容和思路 (3)1.4.1 研究内容 (3)1.4.2 数据来源 (4)1.4.3 研究思路 (4)第2章土地利用效益评价理论基础 (4)2.1 土地利用效益的基本概念 (4)2.1.1 土地利用结构 (4)2.1.2 土地利用经济效益 (4)2.1.3 土地利用社会效益 (5)2.1.4 土地利用生态效益 (5)2.2 土地利用效益评价的基本理论 (5)2.2.1 系统理论 (5)2.2.2 区位理论 (6)2.2.3 集约利用理论 (6)2.2.4 最优化理论 (6)第3章武汉市城市土地利用效益综合评价 (7)3.1 武汉市区域概况 (7)3.2 构建指标体系的原则和方法 (7)3.2.1 构建指标体系原则 (7)3.2.2 筛选指标的方法 (8)3.2.3 评价指标体系构成 (8)3.2.4 指标值的获取 (9)3.2.5 指标值的标准化 (9)3.2.6 指标值权重的确定 (10)3.3 土地利用效益综合评价 (11)3.3.1 因子分值的计算 (11)3.3.2 土地利用效益综合评价的分类 (12)3.3.3 综合评价结果的空间可视化表达 (12)3.4 综合评价结果分析 (13)第4章问题与对策建议 (13)参考文献 (15)摘要本文以城市土地利用综合效益为核心，从经济、社会和生态3个方面建立了武汉市土地利用效益评价指标体系，主要选取了国内生产总值、固定资产投资、总人口以及人均公共绿地面积四个指标，借助GIS平台对数据进行可视化表达，对武汉市13个区2010年土地利用效益进行了综合评价。
土地利用规划环境影响评价指标体系研究——以武汉市黄陂区为例
土地利用规划环境影响评价指标体系研究——以武汉市黄陂
区为例
罗志军;芦贱生
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2007(035)030
【摘要】土地利用规划会对社会经济的发展和生态环境产生深刻的影响,在规划编制过程中进行环境影响评价是十分必要的.阐述了土地利用规划环境影响评价的内涵及其内容,探讨了土地利用规划环境影响评价指标体系的构建和评价方法的确定,最后以武汉市黄陂区为例进行了土地利用规划环境影响评价指标体系的构建与应用分析.
【总页数】3页(P9657-9659)
【作者】罗志军;芦贱生
【作者单位】江西农业大学国土资源与环境学院,江西南昌,330045;江西农业大学国土资源与环境学院,江西南昌,330045
【正文语种】中文
【中图分类】F301.2
【相关文献】
1.武汉市土地利用规划实施环境影响评价研究 [J], 刘瑞亮
2.南通市土地利用规划环境影响评价指标体系研究 [J], 宜慧;赵言文;黄伟丽;周永红;任偲
3.土地利用规划环境影响评价指标体系研究 [J], 李亮;吕陪陪
4.土地利用规划中的环境承载力评价研究——以黄陂区为例 [J], 王庆;严玉芳;李健
5.武汉市黄陂区构建中心镇及优化其发展体系研究 [J], 白莉萍;钟文新
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于熵权TOPSIS法的湖北省土地生态安全评价
基于熵权TOPSIS法的湖北省土地生态安全评价湖北省是中国重要的经济和交通枢纽之一，拥有丰富的土地资源。
随着城市化和工业化进程的加快，土地的生态安全面临着越来越大的挑战。
对湖北省土地生态安全进行评价是非常重要的。
湖北省土地生态安全评价可以使用熵权TOPSIS法进行。
熵权TOPSIS法是一种较为常用的多指标综合评价方法，能够综合考虑各因素的权重和相对重要性，从而得出全面准确的评价结果。
确定评价指标是非常关键的。
湖北省土地生态安全评价可以考虑以下指标：土地利用变化、土地破碎化、土地退化、土地污染、土地生态服务功能等。
这些指标能够反映土地生态安全的多个方面，从而全面评价土地生态状况。
收集相关数据。
评价指标所需的数据可以从各级政府部门、科研机构和相关统计数据中获得。
确保数据的准确性和可靠性非常重要。
然后，进行指标权重的确定。
熵权法是一种常用的指标权重确定方法，该方法能够根据指标的纯度情况自动计算权重。
通过计算指标的信息熵和权重熵，可以得出各指标的熵权，从而确定各指标的相对重要性。
接下来，进行数据标准化。
将获取的数据进行归一化处理，将各指标的取值范围映射到0-1之间，以便进行综合评价。
然后，计算指标间的相似度和偏离度。
相似度反映了各样本点之间的相似程度，而偏离度表示各样本点与理想解之间的距离。
根据计算结果，可以得出每个样本点的相似度和偏离度。
根据相似度和偏离度，确定最终的评价结果。
相似度越接近1，说明样本点越好；偏离度越小，说明样本点越接近理想解。
基于相似度和偏离度的综合评价可以帮助决策者了解湖北省土地生态安全的整体状况。
武汉市土地利用生态风险评价
武汉市土地利用生态风险评价摘要：利用武汉市土地生态环境及社会经济资料，分析了武汉市土地利用变化情况，在此基础上，综合运用主成分分析、K均值聚类等方法，建立了土地利用生态风险评价模型，分析和评价了武汉市土地利用生态风险。
结果表明2003-2010年武汉市土地利用的生态风险呈逐年扩大趋势，风险值从2003年的-1.003 3（Ⅴ）上升为0.557 5（Ⅱ），即由安全级降为风险级。
根据此评价结果，提出了协调武汉市城市土地利用与生态环境的对策。
关键词：土地利用；生态风险；PCA模型；K均值聚类；武汉市土地利用变化在很大程度上反映了人类活动与自然生态条件变化的综合影响。
随着社会经济快速发展，城市化进程加快，人类对土地的需求越来越大，这种强烈需求使得人地关系矛盾步步升级，随之而来的土地生态问题也日益突出，如土地利用结构不合理，水土流失、土地荒漠化、土壤污染、土地生态破坏性加剧等。
面对严峻的现实，人们开始意识到生态环境的重要性，并有意调控土地利用方式，改善生态环境，促使二者关系趋于协调。
武汉市地处我国中部腹地，位于江汉平原东部，该区域土地类型多样，适宜性广泛，水资源优势突出，为全市的经济社会发展提供了重要的物质基础。
但由于武汉市社会经济的发展、城市化建设的扩张、人口的增加和土地利用方式不当等原因，大量的土地在城市化、工业化过程中丧失，土地生态功能下降，人地矛盾突出。
本研究以武汉市2003-2010年土地利用现状为对象，建立主成分分析（PCA）和K均值聚类的生态风险评价模型，对武汉市土地利用生态风险进行评价，旨在把握武汉市土地利用与生态环境协调发展程度的变化规律，以期能充分认识武汉市土地资源利用和两型社会建设所面临的问题，为城市区域社会经济和生态环境建设发展战略的制定提供参考依据。
1 武汉市土地利用变化情况1.1 土地利用数量变化武汉市地貌类型多样，山地、丘陵、岗地和平原兼备，全市土地总面积849 400 hm2，占全省土地总面积的4.57%。
新农村建设中武汉市郊土地利用状况考察.11d...
《新农村建设中武汉市郊土地利用状况考察》——以武汉市新洲区凤凰镇杨元咀村为例学校名称：江汉大学课题组成员：指导老师：新洲区概况：新洲区是中国中部地区最大城市武汉市的一个新型城区，位于武汉市东北部，南临长江中游，北枕大别山，西靠武汉中心城区，东连黄州、鄂州，为大武汉东部水陆门户。
地形主要是平原和丘岗，其中丘岗面积较大。
新洲区地处北半球中纬度，属亚热带季风气候，四季明显，光照充足，热量丰富，雨水充沛，无霜期长，严寒期短，这也是造成区内水田占耕地比重大的原因。
新农村建设下新洲区得到很大发展，新农村建设取得了很大成果，其中土地利用在武汉市新农村建设中较为典型。
摘要：土地是农村发展的根本，农村土地的利用设计中国新农村建设的方方面面。
在新农村建设的背景下，武汉市郊传统的土地利用状况已明显发生变化，同时也暴露出一些农村土地利用中存在的问题，为此我们组以武汉市新洲区凤凰镇杨元咀村一、二、三组为具体调查对象进行了相关走访调查，以探析新农村建设中武汉市郊土地利用中存在的问题及相关的解决措施。
一、调查基本情况1、调查时间2012年5月至2013年5月2、调查地点武汉市新洲区凤凰镇杨元咀村一、二、三组3、调查对象和过程我们将新农村建设中武汉市郊土地利用的状况、存在的问题、解决问的的方法进行了系统调查，并以新洲区凤凰镇杨元咀村一、二、三组为调查对象，具体的调查包括以下几个方面：实地勘察调查对象的土地利用类型、面积；采访村镇相关负责人，了解并获取调查对象以前和现在包括人口、土地面积等方面的数据；采访村民，了解人口流动的情况及村民对新农村建设中关于土地的了解等。
口头走访对象：武汉市新洲区国土规划局相关负责人、杨元咀村书记与村委会主任、各个湾的村民。
口头走访过程：本组成员利用节假日（暑假、寒假等）时间到新洲区国土规划局及杨元咀村进行了我们预期的调查，对走访对象的采访做了详细的记录。
4、调查方式由于本项目涉及具体的数据，书本及网上的资料不足以支持本项调查研究，所以我们选择实地调查及口头走访的方式进行调查研究。
基于“贡献力—活力—组织力—恢复力”的武汉市自然资源生态安全评价
类活动与自然资源生态安全的关系,为区域国土空间
优化和环境管理提供政策参考。
1 研究区域
武汉 市 地 处 长 江 中 下 游 平 原、江 汉 平 原 东 部,总
面积 8569.
15km2 ,
2021 年常住人口 1364.
89 万,城
镇化率 84.
56% ,是中国 中 部 地 区 快 速 城 市 化 的 典 型
第 43 卷第 4 期
2023 年 8 月
综
合
研
究
Vo
l.
43,No.
4
,2023
Aug.
水土保持通报
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基于 “贡献力 — 活力 — 组织力 — 恢复力 ”的
武汉市自然资源生态安全评价
朱锦维,柯新利,周 婷,何利杰
41971240);国 家 自 然 科 学 基 金 青 年 项 目
(
42101265);湖北省自然资源厅科研计划项目(
ZRZY2020KJ
02)
第一作者:朱锦维(
1993—),男(土家族),湖北省巴东县人,博士研究生,研究方向为土地利用变化与生态系统服务。Ema
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jw118@163.
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基于“三生”用地变化的生态风险时空格局分析和预测——以粤港澳大湾区为例
基于“三生”用地变化的生态风险时空格局分析和预测 以粤港澳大湾区为例聂琪，汤江龙（东华理工大学测绘工程学院，江西·南昌 330013）摘 要：以粤港澳大湾区为例，基于2000~2018年“三生”用地空间，利用FLUS-Markov复合模型预测2026年土地利用格局演变，采用斑块密度、蔓延度和土地利用景观权重而构建的区域土地利用生态风险分析模型和划分空间格网，揭示和预测粤港澳大湾区2000~2026年的土地利用生态风险时空演变特征，为大湾区生态建设和治理、可持续发展提供科学依据。
结果表明：(1)粤港澳大湾区主要土地利用类型为农村生产用地和林地生态用地，所占比例超过76%，其中2000~2018年城镇生活用地与工矿生产用地扩张面积均超150%、农村生产用地和水域生态用地分别减少14.21%和13.68%。
(2)2000~2018年三期生态风险值全局空间自相关Moran’s I指数均在0.57~0.72范围内，空间分布表现出较高的趋同聚集性，呈现出生态风险“两翼高、中间低”分布特征。
(3)研究区整体土地利用生态风险显著加剧，高风险和较高风险区在2000~2018年面积扩张迅猛，分别增加5203.43 km2和2367.31 km2，主要分布在广州、深圳、东莞、佛山中心城市周边地区，两者重心均呈现出向中南部迁移的趋势。
(4)据FLUS-Markov模型预测，2018~2026年期间，区内景观格局与生态风险延续2010~2018年的演变趋势，未来大湾区高风险区持续扩张，香港、澳门将出现小规模集聚的高风险区，景观破碎度水平升高，大湾区生态安全可能受到一定威胁。
关键词：土地利用格局；三生用地空间；生态风险；分析预测；FLUS-Markov复合模型；粤港澳大湾区中图分类号：X826；F301.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1329(2022)02-0052-08生态风险评价是十分重要的生态管理手段，可以分析和度量生态系统及其组成部分在受到外界胁迫后所产生不良生态后果的可能性[1-2]。
碳排放视角下武汉市土地生态风险时空格局演变
第31卷第2期2024年4月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .31,N o .2A pr .,2024收稿日期:2023-02-22 修回日期:2023-04-02资助项目:国家自然科学基金(41971237,72174071) 第一作者:韩雨非(1998 ),女,陕西榆林人,硕士研究生,研究方向为生态安全㊂E -m a i l :1459206131@q q.c o m 通信作者:刘艳中(1979 ),男,山西吕梁人,博士,教授,主要从事生态安全研究㊂E -m a i l :l i u y a n z h o n g@w u s t .e d u .c n h t t p :ʊs t b c y j .p a p e r o n c e .o r gD O I :10.13869/j.c n k i .r s w c .2024.02.009.韩雨非,刘艳中,陈勇,等.碳排放视角下武汉市土地生态风险时空格局演变[J ].水土保持研究,2024,31(2):331-341.H a nY u f e i ,L i uY a n z h o n g ,C h e nY o n g ,e t a l .S p a t i o t e m p o r a l E v o l u t i o no fL a n dE c o l o g i c a lR i s k i n W u h a n f r o mt h eP e r s pe c t i v e o fC a r b o nE m i s -s i o n [J ].R e s e a r c hof S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2024,31(2):331-341.碳排放视角下武汉市土地生态风险时空格局演变韩雨非1,刘艳中1,陈勇1,汪樱2,张祚3,陈弘昳1,谭玉川1(1.武汉科技大学资源与环境工程学院,武汉430081;2.中国地质大学公共管理学院,武汉430074;3.华中师范大学公共管理学院,武汉430079)摘 要:[目的]探究土地利用碳排放对土地生态安全的不利影响,揭示不同因素的演变情况㊂[方法]引入碳足迹压力指数,并结合植被覆盖度㊁降水距平百分比指数㊁土壤侵蚀程度和土地利用混合度一同构建土地生态风险评价模型㊂使用熵权法确定风险指标权重并计算了综合风险指数㊂最后,利用空间分析方法,探究了武汉市2010年㊁2015年㊁2020年土地生态风险及空间集聚效应的时空演化规律㊂[结果]武汉市生态风险整体呈降低态势但幅度较小,各行政区风险指数差值大,中心城区植被覆盖度低㊁土地利用混合度低㊁碳排放压力高㊁土地生态安全状况堪忧;土地生态风险指数呈较强的空间集聚状态,冷热点集聚程度先增强后减弱,热点主要集中在中心城区和汉南区内㊂[结论]土地利用碳排放量的激增造成了土地生态风险的进一步加剧和风险来源的多样化,引入碳足迹压力指数能更全面地评估区域土地生态风险情况,为降低土地生态风险提供依据㊂关键词:土地生态风险;碳排放;空间数据分析;武汉市中图分类号:X 821 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2024)02-0331-11S p a t i o t e m p o r a l E v o l u t i o no fL a n dE c o l o gi c a lR i s k i n W u h a n f r o mt h e P e r s pe c t i v e o fC a r b o nE m i s s i o n H a nY uf e i 1,L i uY a n z h o ng 1,Ch e nY o n g 1,W a n g Yi n g 2,Z h a n g Z u o 3,C h e nH o n g yi 1,T a nY u c h u a n 1(1.C o l l e g e o f R e s o u r c e s a n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ,W u h a nU n i v e r s i t y o f Sc i e n c e a nd Te c h n o l o g y ,W u h a n 430081,C h i n a ;2.S c h o o l of P u b l i cA d m i n i s t r a t i o n ,C h i n aU n i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ,W u h a n 430074,C h i n a ;3.S c h o o l of P u b l i cA d m i n i s t r a t i o n ,C e n t r a lC h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y ,W u h a n 430079,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]T h e a i m s o f t h i s s t u d y a r e t o e x pl o r e t h e a d v e r s e e f f e c t s o f l a n d u s e c a r b o n e m i s s i o n s o n l a n d e c o l o g i c a l s e c u r i t y ,a n dt or e v e a l t h ee v o l u t i o no fd i f f e r e n t f a c t o r s .[M e t h o d s ]T h ec a r b o nf o o t p r i n t p r e s s u r e i n d e xi nc o m b i n a t i o nv e g e t a t i o nc o v e r ,p r e c i p i t a t i o nd i s t a n c e l e v e l p e r c e n t a g e i n d e x ,s o i l e r o s i o n d e g r e e a n dl a n du s e m i x i n g d e g r e et o g e t h e rw a s i n t r o d u c e dt oc o n s t r u c tal a n de c o l o g i c a l r i s ke v a l u a t i o n m o d e l .T h e e n t r o p y w e i g h t i n g m e t h o dw a s u s e d t od e t e r m i n e t h ew e i gh t o f r i s k i n d i c a t o r s a n dc a l c u l a t e t h e c o m p r e h e n s i v er i s ki n d e x .F i n a l l y ,t h es p a t i a la n a l y s i s w a su s e dt oi n v e s t i g a t et h es p a t i a la n dt e m po r a l e v o l u t i o n p a t t e r n s o f l a n d e c o l o g i c a l r i s k a n d s p a t i a l a g gl o m e r a t i o n e f f e c t s i n W u h a n i n 2010,2015a n d 2020.[R e s u l t s ]T h e o v e r a l l e c o l o g i c a l r i s k i n W u h a nC i t y w a s d e c r e a s i n g b u t t h em a gn i t u d ew a s s m a l l ,t h e d i f f e r -e n c e o f r i s k i n d i c e s a m o n g a d m i n i s t r a t i v e d i s t r i c t sw a s l a r g e ,t h e v e g e t a t i o nc o v e r a g e i n t h e c e n t r a l c i t y wa s l o w ,t h e l a n du s em i xw a s l o w ,t h e c a rb o n e m i s s i o n p r e s s u r ew a s h i g h ,a n d t h e l a n d ec o l o g i c a l s e c u r i t y wa s w o r r y i n g .T h e l a n d e c o l o g i c a l r i s k i n d e x s h o w e d a s t r o n g s p a t i a l a g g l o m e r a t i o n s t a t e ,a n d t h e d e g r e e o f c o l d a n dh o t s p o t a g g l o m e r a t i o n f i r s t i n c r e a s e d a n d t h e nw e a k e n e d ,a n d t h eh o t s p o t sm a i n l y co n c e n t r a t e d i n t h ec e n t r a l u r b a na r e a a n dH a n n a nD i s t r i c t.[C o n c l u s i o n]T h e s u r g e i n l a n d-u s e c a r b o ne m i s s i o n sh a s l ed t o t hef u r t h e r ag g r a v a t i o no f l a n de c o l o g i c a l r i s k sa n dth edi v e r s i f i c a t i o no f r i s ks o u r c e s,a n dt h e i n t r o d u c t i o no f c a r b o n f o o t p r i n t p r e s s u r e i n d e x c a nm o r e c o m p r e h e n s i v e l y a s s e s s r e g i o n a l l a n d e c o l o g i c a l r i s k s a n d p r o v i d e a b a s i s f o r r e d u c i n g l a n de c o l o g i c a l r i s k s.K e y w o r d s:l a n d e c o l o g i c a l r i s k;c a r b o ne m i s s i o n s;s p a t i a l d a t a a n a l y s i s;W u h a nC i t y国际能源局(I E A)[1]报告显示,到2030年全球温室气体排放量将增加57%,会导致地表温度升高3ħ㊂过高的碳排放会导致极端天气㊁干旱㊁海平面上升㊁空气污染及饥荒等灾害,对人们的生产生活造成极大危害,是影响土地生态安全的重要因素㊂1850年以来,土地利用变化产生的直接碳排放约占同期碳排放总量的1/3,成为仅次于化石能源消耗的第二大碳排放源[2],由此引发的土地生态风险问题越来越得到重视㊂为适应国际发展新形势,我国提出 双碳 战略,承诺二氧化碳排放2030年左右达到峰值㊂因此,考虑土地利用碳排放对土地生态安全产生的影响,将碳足迹压力指数引入土地生态风险评价中具有现实意义㊂1992年,美国环境保护署[3](U S E P A)提出了生态风险评价的概念,即评估生态系统受一个或多个胁迫因素影响后,可能导致不利生态后果的可能性㊂21世纪以来,随着生态安全研究的拓展深入,土地生态风险评价逐渐兴起并快速发展,形成了3个方面的研究㊂一是基于土地利用变化对土地生态风险进行分析研究,如O m a r 等[4]基于土地利用变化评估了桑给巴尔的生态风险指数,并模拟不同情景下2027年的土地利用变化情况㊂M a o等[5]建立单元网格计算综合生态风险指数,并揭示金石市土地生态风险的空间分异特征和成因㊂二是从风险形成机制出发的土地生态风险评价,如K a y u m b a 等[6]采用C A-M a r k o v模型模拟景观变化,并利用遥感数据建立易感性-灾害指数关系的生态风险评价模型,评估了巴音布鲁克湿地的生态风险㊂虞燕娜等[7]基于多源风险的发生概率㊁风险受体的抵御和自我恢复能力,建立了土地生态风险评价模型㊂三是基于景观结构指数的土地生态风险研究,如Y a o等[8]基于生态系统脆弱性和对生态系统的干扰,评估了陆地生态系统提供的生境服务因景观格局变化而退化的风险㊂郝守宁等[9]以尼洋河流域为研究对象,评价分析了景观生态风险的时空动态演变特征㊂土地利用碳排放的研究则在1992年‘联合国气候变化框架公约“通过后展开㊂迄今为止,土地利用碳排放的研究主要集中在碳排放核算㊁影响因素与驱动机制及碳排放量趋势预测[10]这3个方面㊂除此之外,徐泽等[11]利用信息熵和T a p i o模型揭示了呼包鄂榆城市群土地利用混合度和碳排放的时空演变情况㊂檀斯园[12]划分网格单元分析土地利用碳排放风险的时空变化,拓宽了土地利用碳排放的研究范围㊂上述研究从不同角度出发,对土地生态风险㊁土地利用碳排放进行了综合全面的评估研究,为土地生态安全研究提供了重要参考和借鉴㊂然而,目前国内外土地生态风险评价忽视了土地利用碳排放对土地生态安全产生的影响,导致土地生态风险评价体系构建不完善,评价结果理想化的问题㊂因此,开展考虑碳排放因素的土地生态风险评价,对评估区域土地生态安全状况至关重要,有利于掌握土地利用碳排放量㊁控制土地生态风险,为制定科学的土地生态保护政策提供参考,为实现生态文明建设和碳中和目标提供科学依据㊂武汉市作为长江流域生态保护和经济发展的中心城市,经济发展迅猛,人口总数增速较快,建设用地扩张迅速,城市化水平提高的同时,人类对土地生态系统的干预愈发频繁,造成土地资源稀缺㊁土地利用不合理㊁碳排放量激增㊁生态风险上升等一系列环境问题㊂2017年,武汉市人民政府为加快推进城市绿色低碳发展,实现碳达峰,制定碳排放达峰行动计划㊂2018年,针对长江经济带生态环境保护问题,政府出台‘长江经济带生态环境保护规划“㊂因此,在生态环境保护建设及碳达峰㊁碳中和背景下,将土地利用碳排放引入武汉市土地生态风险评价尤为重要㊂1研究区概况武汉市位于湖北省东部㊁长江与汉水交汇处,是长江经济带核心城市,是我国著名的两型社会建设试验区的中心㊂地理位置为北纬29ʎ58' 31ʎ22',东经113ʎ41' 115ʎ05'㊂全市下辖13个行政区,总面积8569.15k m2㊂该市属于北亚热带季风性气候,年均温度为17.1ħ,年降水量大约1300mm㊂武汉市地形地貌以丘陵为主,中间低平,北部低山林立,平均海拔约为16m㊂区内植被种类丰富多样,且兼具南北方植物种类㊂2010 2020年,耕地面积减少88340 h m2,建成区面积增加385.11k m2,常住人口增加266.23万人,地区生产总值增加10050.13亿元㊂2研究方法与数据来源2.1数据来源本研究中涉及的人口㊁能源消耗数据来源于‘武汉233水土保持研究第31卷统计年鉴“(2010 2020年)㊂土地利用数据来自O p e n A I R E和C E R N创建的数据知识库Z e n o d o(h t t p s:ʊz e n o d o.o r g/)㊂植被覆盖度(v e g e t a t i o n f r a c t i o nc o v e r-a g e,V F C)数据来自地理空间数据云(h t t p:ʊw w w.g s c l o u d.c n/)㊂气象数据来自国家地球系统科学数据中心(h t t p:ʊw w w.g e o d a t a.c n/)㊂数字高程模型(d i g-i t a l e l e v a t i o nm o d e l,D E M)数据来自A S T E RG D E M 数据(h t t p s:ʊw w w.n a s a.g o v/)㊂土壤数据来自世界土壤数据库的中国土壤数据集㊂能源碳排放系数来源于‘2006年I P C C国家温室气体清单指南“㊂2.2土地生态风险指数测算与分级参考韧性城市理念,从土地生态系统的稳定性㊁脆弱性㊁恢复性特征出发,考虑武汉市生态基础㊁气候条件㊁土地结构㊁人类活动的影响,选取植被覆盖度指数(V F C)表征土地生态系统的基础风险;使用土壤侵蚀程度指数(A)㊁降水距平百分比指数(S i)来表征土地生态系统的灾害风险;选取土地利用混合度(T h)㊁碳足迹压力指数(C p)表征土地生态系统的人类活动干扰风险㊂最终,以上述风险指标构建土地生态风险评价模型[13],即E R A=ðn i=1W i㊃P i(1)式中:E R A为土地生态风险指数,取值范围为[0,1];W i 为第i类指标风险权重,借助S P S S软件,采用熵权法(t h e e n t r o p y w e i g h tm e t h o d,E WM),计算得到植被覆盖度㊁降水距平百分比指数㊁土地利用混合度㊁土壤侵蚀程度及碳足迹压力指数因子权重分别为0.162,0.098, 0.185,0.127,0.428;P i为第i类单项生态风险标准化值,运用极值标准化方法进行标准化处理,其值介于[0,1]㊂风险评价指标及标准值获取方法见表1㊂表1风险评价指标的选择及标准化方法T a b l e1S e l e c t i o no f r i s k e v a l u a t i o n i n d i c a t o r s a n d s t a n d a r d i z a t i o nm e t h o d s风险指标计算公式或模型注释标准化公式植被覆盖度V F C=N D V I-N D V I m i nN D V I m a x-N D V I m i n V F C为植被覆盖度[14];N D V I m i n和N D V I m a x分别为归一化植被指数的最小和最大值逆向标准化P V F C=V F C m a x-V F CV F C m a x-V F C m i n降水距平百分比指数S i=R i-R a-bR a-bˑ100%S i为第i年降水距平百分比指数[15];R i为第i年年降水量;R a b为多年平均降水量逆向标准化P S=S m a x-SS m a x-S m i n土地利用混合度T h=ðni=1(b im)l n(b i m)T h为土地利用混合度[11];n为土地利用类型的数量;b i为某个县级单元内第i类土地利用类型的面积;m为某个县级单元内全部土地利用类型的面积逆向标准化P T=T m a x-TT m a x-T m i n土壤侵蚀程度指数A=R㊃K㊃L㊃S㊃C㊃P A为年平均土壤侵蚀量[16];R为降雨侵蚀力因子;K为土壤可蚀性因子;L为坡长因子;S为坡度因子;C为植被覆盖与管理因子;P为水土保持措施因子正向标准化P A=A-A m i nA m a x-A m i n碳足迹压力指数C p=C m/C s C p为碳足迹压力指数[17];C m为不同土地利用方式的碳排放(104t);C s为不同的土地利方式的碳吸收(104t)㊂正向标准化P C=C-C m i nC m a x-C m i n为确定武汉市的土地生态风险等级和状态,根据武汉市生态环境特点,使用自然断点法并参考环境㊁国土㊁气象等相关部门的综合评价方法,同时结合已有研究[13],将土地生态风险划分为5个等级,见表2㊂表2土地生态风险等级划分标准T a b l e2L a n d e c o l o g i c a l r i s k c l a s s i f i c a t i o n c r i t e r i a等级Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级Ⅴ级风险指数(0,0.22](0.22,0.35](0.35,0.5](0.5,0.65](0.65,1]风险状态低较低中等较高高2.3碳排放量计算由于耕地㊁园地㊁林地㊁草地㊁水域和未利用地5种用地类型的固碳能力相对比较稳定,通过碳排放系数直接估算碳排放量,而建设用地碳排放受多种因素影响,间接计算得到碳排放量㊂2.3.1直接碳排放计算本文采用直接碳排放系数法进行估算,计算公式[18]如下:C n=ðnS nˑf n(2)式中:C n为n种土地利用类型的年均碳排放量;S n为第n种土地利用类型当年的面积;f n为第n种土地利用类型的年均碳排放系数㊂根据孙赫[19]㊁方精云[20]㊁石洪昕[21]等的研究成果,确定耕地㊁林地㊁草地㊁水域㊁未利用地的碳排放系数分别为0.0422,-0.644,-0.0021, -0.0253,-0.0005t/h m2㊂2.3.2间接碳排放计算由于建设用地内包含大量住宅区,因此建设用地碳排放量的计算中应包括能源消费和人类呼吸产生的碳排放[22]㊂考虑到数据的可获取性和能源消耗量等因素,选取表3中列举的能源类型,各区的能源消费量数据采用该区第二产业G D P与武汉市第二产业G D P比值来间接测算㊂计算公式[22]如下:C t=λP+ðiE iˑe i(3)333第2期韩雨非等:碳排放视角下武汉市土地生态风险时空格局演变式中:C t为建设用地碳排放量;λ为个体平均的碳排放系数,取0.079t/a[23];P为研究区常住人口数量;E i为第i种能源消费的标准煤折算量;e i为第i种能源的碳排放系数㊂能源碳排放系数见表3㊂表3能源碳排放系数T a b l e3E n e r g y c a r b o n e m i s s i o n f a c t o r t a b l e能源种类煤炭焦炭原油燃料油汽油柴油煤油液化石油气电力碳排放系数/(k g/k g c e)0.75590.85500.58570.61850.55380.59210.57140.50420.2132 2.4全局空间自相关2.4.1全局空间自相关空间自相关是一种反映区域中某现象与邻近区域单元同一现象的相关程度的空间分析工具[24],可分为全局自相关和局部自相关两个方面㊂全局M o r a n指数(G l o b a lM o r a n's I)可从整体上揭示生态环境质量空间布局的集聚情况,公式如下[25]:G l o b a lM o r a n's I=ðn i=1ðn j=1W i j(x i-x)(x j-x) (ðn i=1ðn j=1W i j)ðn i=1(x i-x)2(4)式中:n为样本数量;x i与x j为属性x在空间位置i 和j的观测值;x为属性x i的平均值;W i j为空间权重矩阵㊂本文采用邻接性的权重矩阵,若第i个地区和第j个地区相邻,则W i j取1,否则为0㊂本文使用A r c G I S软件中的G l o b a lM o r a n's I 探索土地综合生态风险格网尺度上的整体分布状况,判断其是否存在空间集聚性㊂空间关系选择反距离插值,距离方法选择欧几里得距离㊂M o r a n's I指数取值范围为[-1,1],正值表示要素集聚,负值表示要素离散;数值为0无空间相关性,随机分布[26]㊂2.4.2冷热点分析热点分析作为一种常见的空间聚集特征分析方法,可以有效识别出在不同置信区间内统计特征显著的空间集聚区,高值区与低值区分别表现为空间集聚程度的热点和冷点[27]㊂本文运用A r c G I S10.2中的热点分析工具,分析武汉市土地生态风险的分布特点,用以表征土地生态安全提升或降低的集中区域,并采用S t a n d a r dD e v i a t i o n法进行分类㊂具体计算公式如下[28]:G*i(d)=ðn i=1ðn j=1W i j(d)X i j/ðn i=1ðn j=1X i j(5) Z(G*i)=G*i(G*i)v a r(G*i)(6)式中:G*i(d)为具有显著统计意义的Z得分;W i j(d)为空间权重,相邻为1,不相邻为0;X i j为对应i行j 列空间位置上的要素值;n为要素总数;Z(G*i)为对G*i值的统计检验值;E(G*i)和v a r(G*i)分别为空间不集聚的原假设下的期望值和方差㊂3结果与分析3.1单因子风险评价3.1.1植被覆盖度根据2010 2020年植被覆盖数据,使用自然断点法将其分为低[0~0.1]㊁较低(0.1~ 0.3]㊁中(0.3~0.5]㊁较高(0.5~0.7]㊁高(0.7~1]5个等级,见图1㊂武汉市的平均植被覆盖度相对较高,在过去10a间整体呈现下降趋势,但降幅并不明显,中值区由中心向四周不断扩张㊂2010 2015年,武汉市植被覆盖度总体变化较小,但中心城区尤其是江岸区和江汉区植被覆盖状况有明显改善㊂环境保护建设初见成效,低植被覆盖度区域面积缩小29.14%,较高植被覆盖度区域面积扩张29.01%,建成区绿化覆盖率由37.48%提升至39.65%,森林覆盖率由26.63%提升至28.01%㊂2015 2020年,植被覆盖度总体略微下降,中值区持续由中心城区向四周扩展,除北部黄陂区和新洲区植被覆盖度略有提高外,其他区县无明显改善㊂截至2020年底,全市建成区绿化覆盖率42.07%,森林面积达到11.947万h m2㊂3.1.2降水距平百分比指数如图2所示,2010年㊁2015年㊁2020年均为丰年,空间上高值区由东南部逐渐向东北部转移,且降水量逐年攀升,年降水总量在2020年达近30a峰值㊂2010年全市年均降水量1494.8mm,相比上年增加33.2%,高于多年平均值17.8%㊂降水距平百分比指数空间上呈东南高西北低的特征,降水分布不均衡㊂2015年全市年均降水量1401.2mm,较2010年降低6.26%,降水距平百分比指数空间上呈东高西低的特征,高值区范围有所缩小㊂2020年全市年均降水量1928.3mm,相比2015年增加37.62%,比多年平均值偏多52.0%,降水距平百分比指数空间上呈东北高西南低的特征,全市区域年降水量均大于多年平均降水量㊂3.1.3土壤侵蚀程度指数由图3可知,2010 2020年武汉市土壤侵蚀程度指数高值区由东南部向北部转移,且总体呈先增加后降低的趋势㊂2010年武汉市平均土壤侵蚀程度指数为2.66t/h m2,东南部土壤侵蚀较严重㊂其中青山区平均土壤侵蚀程度指数最高为2.87t/h m2,东西湖区平均土壤侵蚀程度指数最低为2.48t/h m2㊂2015年武汉市平均土壤侵蚀程度指数为2.62t/h m2,较433水土保持研究第31卷2010年略有下降,但最高侵蚀指数略微上涨㊂东北部和中部地区土壤侵蚀程度加剧,青山区㊁新洲区土壤侵蚀程度较严重,其中新洲区平均土壤侵蚀程度指数增长0.10t/h m2㊂2020年武汉市平均土壤侵蚀程度指数为2.38t/h m2,较2015年土壤侵蚀程度指数整体降低,空间上土壤侵蚀程度高值区向北方转移㊂各区土壤侵蚀程度好转,其中江汉区和青山区平均土壤侵蚀程度指数分别降低0.56,0.58t/h m2㊂图1不同时期植被覆盖度空间分布F i g.1S p a t i a l d i s t r i b u t i o no f v e g e t a t i o n c o v e r i nd i f f e r e n t p e r i o d s图2不同时期降水距平百分比指数空间分布F i g.2S p a t i a l d i s t r i b u t i o no f p r e c i p i t a t i o nd i s t a n c e l e v e l p e r c e n t a g e s i nd i f f e r e n t p e r i o d s3.1.4土地利用混合度2010 2020年,武汉市土地利用混合度呈现缓慢上升趋势,但多数行政区的土地利用混合度有所下降,见表4㊂2010 2015年,武汉市土地利用混合度为1.145,除汉阳区㊁东西湖区㊁汉南区和新洲区升高,其余9个行政区土地利用混合度下降,其中江汉区下降幅度最大,下降0.431,可能原因是辖区面积小,土地资源有限,绿化面积小,土地类型以建设用地为主;汉阳区增幅最大,上升0.064㊂2015 2020年,武汉市土地利用混合度为1.151,除东西湖区㊁汉南区㊁蔡甸区㊁江夏区㊁黄陂区和新洲区升高,其余7个区行政区土地利用混合度下降,硚口区由于大量耕地转化为建设用地降幅最大,下降0.098,汉南区因用地效率提升,土地利用混合度上升0.114㊂3.1.5碳足迹压力指数2010 2020年,武汉市碳足迹压力指数呈先升后降的趋势,各行政区碳足迹压力指数以上升趋势为主,见表5㊂2010年武汉市碳足迹压力指数为4.83,各行政区差异较大㊂江汉区碳足迹压力指数最大,达到525.31,黄陂区碳足迹压力指数最小,仅0.58㊂2015年武汉市碳足迹压力指数为5.20,除汉南区和新洲区以外,其余行政区的碳足迹压力指数均有所上涨,其中江汉区碳足迹压力指数较2010年上涨71.77%,达到902.31㊂2020年由于新冠533第2期韩雨非等:碳排放视角下武汉市土地生态风险时空格局演变疫情的影响,武汉市碳足迹压力指数降至4.51,较2010年㊁2015年分别下降0.32,0.69;江汉区碳足迹压力指数相较于2015年有所降低,但仍为全市最高,黄陂区碳足迹压力指数未发生明显变化,仍是全市最低值㊂除江汉区之外,2010 2020年硚口区㊁汉阳区㊁汉南区碳足迹压力指数变化较大,其中硚口区碳足迹压力指数在10年间不断增加,且增长趋势加快;汉阳区则是在高碳排放压力下锐减;由于2020年武汉市统计年鉴中没有汉南区的能源消耗量,因此使用武汉经济技术开发区的能源消耗量来代替,从而导致2020年汉南区碳足迹压力指数激增㊂图3不同时期土壤侵蚀程度指数空间分布F i g.3S p a t i a l d i s t r i b u t i o no f s o i l e r o s i o nd e g r e e i n d e x i nd i f f e r e n t p e r i o d s表4不同时期土地利用混合度及其变化T a b l e4L a n du s em i x a n d i t s c h a n g e s i nd i f f e r e n t p e r i o d s区/市土地利用混合度2010年2015年2020年土地利用混合度变化2010 2015年2015 2020年2010 2020年江岸区1.0681.0040.973-0.064-0.032-0.095江汉区0.6430.2120.193-0.431-0.020-0.451硚口区1.0230.6750.577-0.348-0.098-0.446汉阳区1.1581.2221.1940.064-0.0280.036武昌区1.0020.9320.902-0.070-0.030-0.100青山区0.8250.6140.541-0.211-0.073-0.284洪山区1.3431.3321.330-0.012-0.002-0.013东西湖区1.0491.0831.1600.0350.0770.111汉南区0.9660.9811.0950.0150.1140.129蔡甸区1.2011.1961.249-0.0050.0530.048江夏区1.1731.1481.219-0.0240.0710.047黄陂区1.0591.0581.107-0.0010.0490.048新洲区1.0481.0841.1070.0360.0230.059武汉市1.1451.1511.1870.0060.0360.042 3.2土地生态综合风险评价3.2.1 土地生态风险评价如图4所示,2010 2020年武汉市土地生态状况整体较好,土地生态风险较低,且呈现出逐渐下降的演变趋势㊂Ⅰ级风险区向北扩展明显,Ⅱ级风险区主要分布在西部及西南部并逐渐向Ⅰ级风险区转变,Ⅲ级风险区在中部逐步缩小,Ⅳ级和Ⅴ级风险区整体变化不大㊂2010年,武汉市土地生态风险指数为0.199,以Ⅰ级和Ⅱ级风险为主,二者占区域总面积的96.07%;2015年,武汉市土地生态风险指数为0.176,46.20%的Ⅱ级风险区下降为Ⅰ级风险区,Ⅰ级风险区面积由3752.28k m2增至5429.11k m2,Ⅳ级风险区面积增加14.52k m2,Ⅲ级风险区和Ⅴ级风险区范围均有所减小,其中Ⅴ级风险633水土保持研究第31卷区降至44.38k m2;2020年,武汉市土地生态风险指数为0.172,仍以Ⅰ级和Ⅱ级风险为主,Ⅲ级风险区面积减少50.83k m2,Ⅳ级风险区面积逐年上升并达到75.05k m2,Ⅴ级风险区无明显改变㊂表5不同时期碳足迹压力指数及其变化T a b l e5C a r b o n f o o t p r i n t p r e s s u r e i n d e x a n d i t s c h a n g e s i nd i f f e r e n t p e r i o d s区/市碳足迹压力指数2010年2015年2020年碳足迹压力指数变化2010 2015年2015 2020年2010 2020年江岸区78.49109.7377.8731.24-31.86-0.62江汉区525.31902.31758.94377.00-143.37233.63硚口区204.46262.86378.1658.40115.30173.70汉阳区137.41148.1928.7010.78-119.49-108.71武昌区20.2321.3922.861.161.472.63青山区136.32171.51178.3035.196.7941.98洪山区5.065.075.820.010.750.76东西湖区35.4342.2151.836.789.6216.40汉南区10.6512.0781.441.4269.3770.79蔡甸区3.413.682.280.27-1.40-1.13江夏区2.542.551.940.01-0.61-0.60黄陂区0.580.640.650.060.010.07新洲区3.293.633.780.340.150.49武汉市4.835.204.510.37-0.69-0.32图4不同时期土地生态风险等级空间分布F i g.4S p a t i a l d i s t r i b u t i o no f l a n d e c o l o g i c a l r i s k l e v e l s i nd i f f e r e n t p e r i o d s对武汉市各区进行土地生态风险指数及等级统计,见表6㊂结果表明,武汉市各区生态风险等级跨度大,中心城区土地生态风险高,周边区域土地生态安全状况良好㊂2010 2015年,武汉市生态环境质量不断优化,东西湖区㊁新洲区生态风险等级由Ⅱ级降为Ⅰ级,汉阳区生态风险等级由Ⅲ级降为Ⅱ级,青山区由Ⅴ级降为Ⅳ级,但江汉区土地生态风险等级为Ⅴ级且风险指数有所升高,需要重点关注㊂2015 2020年,武汉市生态环境质量维持较好,江岸区㊁武昌区生态风险等级由Ⅲ级降为Ⅱ级,江汉区生态风险等级未变但生态风险指数略微下降,生态安全状况有所缓解,硚口区和青山区生态风险指数略微上升,其中青山区生态风险等级由Ⅳ级升为Ⅴ级㊂由此可见,中心城区生态状况依然严峻,仍需稳步推进碳减排等各项生态治理措施㊂3.2.2土地生态风险等级对比在同一土地生态风险等级划分标准下,引入碳足迹压力指数对各行政区的风险等级结果影响较大,结果见图5㊂引入碳足迹压力指数之前,各区土地生态风险等级均呈现出由高风险等级向低风险等级过渡的态势;而引入碳足迹压733第2期韩雨非等:碳排放视角下武汉市土地生态风险时空格局演变力指数后,各区土地生态风险等级明显上升,且呈现出区域性变化趋势,可分为3种变化形式:保持不变㊁好转㊁先好转后恶化㊂江汉区㊁硚口区㊁洪山区㊁汉南区㊁蔡甸区㊁江夏区㊁黄陂区三期土地生态风险等级保持不变,其中江汉区㊁硚口区生态风险较大,且2020年土地生态风险等级高于未引入碳足迹压力指数的土地生态风险等级,原因在于这两个区经济增速较快,建设用地碳排放量大,碳排放压力大,碳足迹压力指数的引入对土地生态风险等级影响很大㊂江岸区㊁汉阳区㊁武昌区㊁新洲区三期土地生态风险等级降低,且低于未引入碳足迹压力指数的土地生态风险等级,原因在于碳足迹压力指数的引入中和了其他4项指标对土地生态风险评价的影响㊂青山区㊁东西湖区三期土地生态风险等级则呈现出先好转后恶化的趋势但变化幅度较小,与未引入碳足迹压力指数的土地生态风险等级差异较小㊂由此可见,在土地生态风险评价中引入碳足迹压力指数对土地生态风险等级影响较大,且对于不同行政区的影响力不同㊂因此,应当在土地生态风险评价中引入能表征土地利用碳排放风险的指数,才能全面反映土地生态风险来源,为制定土地生态保护和碳达峰计划提供科学依据㊂表6各区土地生态风险指数及等级T a b l e6L a n d e c o l o g i c a l r i s k i n d e x a n d g r a d e b y d i s t r i c t区/市2010年指数等级2015年指数等级2020年指数等级江岸区0.399Ⅲ级0.369Ⅲ级0.344Ⅱ级江汉区0.917Ⅴ级0.924Ⅴ级0.846Ⅴ级硚口区0.564Ⅳ级0.507Ⅳ级0.571Ⅳ级汉阳区0.451Ⅲ级0.346Ⅱ级0.255Ⅱ级武昌区0.43Ⅲ级0.394Ⅲ级0.329Ⅱ级青山区0.837Ⅴ级0.643Ⅳ级0.656Ⅴ级洪山区0.204Ⅰ级0.191Ⅰ级0.183Ⅰ级东西湖区0.235Ⅱ级0.216Ⅰ级0.221Ⅱ级汉南区0.297Ⅱ级0.238Ⅱ级0.296Ⅱ级蔡甸区0.193Ⅰ级0.185Ⅰ级0.183Ⅰ级江夏区0.18Ⅰ级0.148Ⅰ级0.153Ⅰ级黄陂区0.177Ⅰ级0.164Ⅰ级0.172Ⅰ级新洲区0.254Ⅱ级0.188Ⅰ级0.192Ⅰ级武汉市0.199Ⅰ级0.176Ⅰ级0.172Ⅰ级3.3综合风险时空格局演变3.3.1全局空间自相关分析2010 2020年武汉市土地综合生态风险的空间集聚状态较集中,具有明确的全局空间正相关特征㊂2010年㊁2015年和2020年全局M o r a n's I指数分别为0.7873,0.7772,0.7775,可以得出2010 2020年武汉市土地综合生态风险集聚状态呈先减弱后增强的态势,且变化幅度较小㊂图5是否引入碳足迹压力指数的土地生态风险等级对比F i g.5C o m p a r i s o no f e c o l o g i c a l r i s k l e v e l s o f l a n dw i t ha n d w i t h o u t t h e i n t r o d u c t i o no f c a r b o n f o o t p r i n t p r e s s u r e i n d e x 3.3.2冷热点分析由图6分析可知,2010 2020年,武汉市土地综合生态风险热点集聚程度呈先降后升的趋势,冷点集聚程度逐年降低,次冷点区与临界冷点区面积增长较快㊂2010年热点区主要集中分布在武汉中心城区以及东西湖区和汉南区,中心热点区由于植被覆盖度低,土地利用混合度低,建设用地占比高,土地综合生态风险较大而形成热点区,西南部热点区由于包含武汉临空港经济技术开发区和武汉经济技术开发区,第二产业增速快,碳排放压力大,导致土地综合生态风险较大㊂冷点区分布在蔡甸区㊁江夏区以及洪山区,上述区域地表水资源丰富,大小湖泊共207座,森林覆盖率高,从而形成冷点区㊂次热点和临界热点较少,均分布在热点区周围㊂次冷点区和临界冷点区主集中在蔡甸区㊂与2010年相比,2015年西部热点区㊁次热点区范围明显缩小,面积共缩减38.80%,主要体现在东西湖区和汉南区的热点及次热点区转变为临界热点区与不显著区㊂冷点区范围缩小37.26%,蔡甸区内大部分的次冷点区转变为不显著区,洪山区部分冷点区转变为次冷点区或不显著区,并且在新洲区与黄陂区内出现小范围的次冷点区与临界冷点区,致使次冷点区㊁临界冷点区面积分别上涨11.37%,31.00%㊂说明这5年间通过实施双碳政策以及退耕还林㊁封山育林工程,生态状况好转,土地利用混合度升高,土地生态风险程度降低㊂相较于2015年,2020年热点区总面积上涨37.91%, 15.87%的临界热点区及0.71%的次热点区转变为热点区㊂除建设用地扩张和植被覆盖度降低之外,还与洪涝灾害所造成的水土流失有关,土地综合生态风险集聚程度明显上升,主要体现在东西湖区的热点范围扩张;而汉南区热点范围扩张主要受经济技术开发区工业发展以及碳排放量增加的双重影响㊂冷点区范833水土保持研究第31卷。
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武汉市土地利用生态风险评价摘要：利用武汉市土地生态环境及社会经济资料，分析了武汉市土地利用变化情况，在此基础上，综合运用主成分分析、K均值聚类等方法，建立了土地利用生态风险评价模型，分析和评价了武汉市土地利用生态风险。
结果表明2003-2010年武汉市土地利用的生态风险呈逐年扩大趋势，风险值从2003年的-1.003 3（Ⅴ）上升为0.557 5（Ⅱ），即由安全级降为风险级。
根据此评价结果，提出了协调武汉市城市土地利用与生态环境的对策。
关键词：土地利用；生态风险；PCA模型；K均值聚类；武汉市土地利用变化在很大程度上反映了人类活动与自然生态条件变化的综合影响。
随着社会经济快速发展，城市化进程加快，人类对土地的需求越来越大，这种强烈需求使得人地关系矛盾步步升级，随之而来的土地生态问题也日益突出，如土地利用结构不合理，水土流失、土地荒漠化、土壤污染、土地生态破坏性加剧等。
面对严峻的现实，人们开始意识到生态环境的重要性，并有意调控土地利用方式，改善生态环境，促使二者关系趋于协调。
武汉市地处我国中部腹地，位于江汉平原东部，该区域土地类型多样，适宜性广泛，水资源优势突出，为全市的经济社会发展提供了重要的物质基础。
但由于武汉市社会经济的发展、城市化建设的扩张、人口的增加和土地利用方式不当等原因，大量的土地在城市化、工业化过程中丧失，土地生态功能下降，人地矛盾突出。
本研究以武汉市2003-2010年土地利用现状为对象，建立主成分分析（PCA）和K均值聚类的生态风险评价模型，对武汉市土地利用生态风险进行评价，旨在把握武汉市土地利用与生态环境协调发展程度的变化规律，以期能充分认识武汉市土地资源利用和两型社会建设所面临的问题，为城市区域社会经济和生态环境建设发展战略的制定提供参考依据。
1 武汉市土地利用变化情况1.1 土地利用数量变化武汉市地貌类型多样，山地、丘陵、岗地和平原兼备，全市土地总面积849 400 hm2，占全省土地总面积的4.57%。
表1选取了武汉市2003年和2010年两个时段土地资源利用状况，统计出了各地类的面积及其变化情况。
由表1可以看出，8年间武汉市农用地和未利用地总量减少，城市建设用地迅速增加。
在农用地类型中，耕地、牧草地显著流失，其中牧草地减少最快，8年共减少6 604.97 hm2，减幅为95.93%；耕地面积由2003年所占总土地面积的44.16%减少到2010年的39.57%。
林地、园地面积增加最多，8年共增加了22 767.71 hm2，两者增幅共计38.79%。
在建设用地类型中，交通水利用地面积增速快于居民点及工矿用地的速度，增幅比例达33.77%。
在未利用地类型中，未利用土地和其他土地共减少了6 111.91 hm2。
值得注意的是，大部分未利用地是难以开发的山丘区荒草地和裸岩地，可垦地较少，耕地后备资源相对贫乏。
1.2 土地利用结构变化由于土地利用类型分类较多，影响程度判断难度较大，因此引入土地利用结构生态风险指数[1-3]，计算各种类型土地面积比重，来衡量8年间武汉市各类型土地生态风险变化情况：借鉴已有的研究方法[3，4]，结合区域经济快速发展特点，本研究利用层次分析法确定了不同土地利用类型的生态风险参数（耕地0.311 5；园地0.109 6；林地0.158 7；牧草地0.035 5；其他农用地0.034；居民点及工矿用地0.018 1；交通运输用地0.225 9；水利设施用地0.055 2；未利用地0.051 5）与生态风险指数。
结合公式（1）与武汉市土地利用类型面积变化数据，计算得出武汉市土地利用结构风险指数（表2）。
由表2可知，武汉市9种土地利用类型中，耕地生态风险指数的平均值最大为0.126 8；其次是林地，为0.015 8；牧草地生态风险指数最小，为0.000 1。
这说明耕地变化对生态环境和社会经济发展潜在影响最大，其次是林地，牧草地潜在生态影响最小。
8年间，不同土地类型平均生态风险指数大小顺序为耕地>林地>未利用地>其他农用地>交通运输用地>居民点及工矿用地>园地>水利设施用地>牧草地。
由图1可以看出，8年间武汉市土地利用结构生态风险指数的变化趋势大致可分为2个阶段：2003-2005年生态风险指数急剧下降，2006-2010年生态风险指下降趋势变缓且趋近平稳，这与武汉市土地利用结构变化的趋势一致。
2003-2005年虽然园地、林地面积以每年1%的速度递增，但牧草地面积急剧缩减，从2003年的6 884.97 hm2减少到2005年的4 248 hm2，加之耕地数量进一步减少，导致了这3年土地生态风险的加大。
2 武汉市土地利用生态风险评价2.1 指标体系建立土地利用生态风险是指不合理的开发利用土地导致某些自然异常因素、生态环境恶化，给人类社会带来损失的可能。
土地利用生态风险评价是从城市土地利用的角度描述和评估城市的环境污染、人为活动或自然灾害对生态系统及其组成成分产生不利作用的可能性和大小的过程[5]。
由于土地生态系统是一个复杂系统，涉及的风险源、暴露体和终点比较多[4]，因此需要构建一套完整的评价指标体系。
本研究在综合考虑生态风险指标的可得性与可操作性基础上，对指标进行筛选，保留重要指标，从自然、社会经济环境状况出发，根据武汉市实际情况最终形成了以下评价指标体系（表3）。
由于不同变量之间具有不同的单位和不同的变异程度，这会导致数据在分析过程中因单位不统一而造成结果的差异。
因此，在进行主成分分析前，首先进行数据的标准化，也称为无量纲化，即将异度量的各指标值分别转化为无量纲的相对指标值。
本研究采用统计学软件SPSS 20.0中的Z-score法对数据进行标准化变换[6]（表3）。
2.2 建立主成分分析法与K均值聚类的武汉市土地生态风险评价模型主成分分析法（PCA）是去掉重复信息、简化数据结构的一种多元统计方法[5]。
利用PCA可以把多个相关的指标变换成少数几个互相无关的综合变量（主成分），通过选择适当的主成分价值函数模型，可以把多维系统降成一维系统。
K均值聚类是最常用的聚类算法之一，它通过寻找一组聚类中心把对象集合划分成一组聚类[6]。
通过SPSS软件，利用主成分分析方法，最终确定m个特征值，m即为因子变量个数，其数值确定见SPSS输出结果（表4）。
由表4的第1列至第4列可以看出因子分析的初始解对原有变量总体的刻画情况，第1列为23个初始解的序号，第2列为因子变量的特征值，它是衡量因子变量重要程度的指标[5]，第4列则是各因子变量的累积方差贡献率。
由主成分分析得出有5个特征值大于1[7]，分别是12.429、4.955、1.807、1.469和1.361。
这5个成分累计方差贡献率达到95.74%，当提取前5个公因子时，特征值变化明显，当提取第5个之后的公因子时，特征值变化很小，基本趋于平缓。
说明前5个因子基本反映了原指标变量的绝大部分信息，即m=5符合分析要求。
2.3 因子得分函数计算因子得分的方法有回归法、Bartlette法、Anderson-Rubin法等[8]。
根据上述计算公式，将因子变量表示为原有变量的线性组合，并代入样本数据，计算出相应的因子得分。
2.4 风险等级划分在上述因子分析的基础上，应用5个因子的方差贡献率作为各自权重，计算土地利用生态风险度。
公式如下：按此公式，得到武汉市8年来土地利用生态风险度。
为了对所研究时段的土地利用生态风险特征进行分析，参照谭三清等[5]和宋志鲲等[8]关于生态风险等级划分标准相关研究，结合K均值聚类的方法对土地利用的生态风险进行了等级划分。
其计算结果是：恶劣级（T>1.2）、风险级（0.17<T≤1.2）、敏感级（-0.22<T≤0.17）、良好级（-0.62<T≤-0.22）和安全级（T≤-0.62）。
结合城市土地利用不同级别风险的特点[5，9，10]，将每种等级的土地利用系统特征表述为表7。
3 结果分析根据各年度计算的城市土地风险值，结合每个等级的城市土地利用分析的土地系统特征，评定了武汉市2003-2010年的土地利用风险状况（表8）。
从表8中可以发现，在所考察时段，武汉市土地利用的生态风险总体上趋于恶化。
2003-2004年武汉市土地生态风险处于安全级别，但此后6年生态风险值呈逐年扩大趋势，说明土地利用的生态状况受到了破坏，生态环境问题较为严重。
通过分析8年间武汉市土地利用生态风险等级，结合每个等级的土地利用特征，可将生态风险状态划分为3个时间段。
1）2003-2004年，生态风险指数缓慢增长阶段，但土地生态风险总体处于安全级别，说明此阶段武汉市土地生态环境良好，系统服务功能基本完善，受干扰后可自行恢复。
2）2005-2006年，生态风险指数进一步上升，风险等级由安全级逐步降为良好级、敏感级，这一变化反映了当地政府对土地利用的投入强度逐步增强，导致生态环境受到了一定程度的破坏。
3）2007-2010年，武汉市土地利用生态风险等级进一步恶化，尽管2010年武汉市土地生态风险指数较上一年有所减少，但仍处于风险级，这一数据的测算与实际情况相符。
其原因在于2005年以后武汉市开始了大规模的市政建设，建设步伐加快使得城市周边土地不断被蚕食，农用地持续减少，闲置土地增多，土壤遭受城市建设破坏和城市垃圾等污染而退化，土地生态环境质量下降，系统服务功能受到破坏并且退化。
4 结语本研究引入土地利用生态风险指数，测算武汉市各地类结构年际变化情况，建立PCA和K均值聚类的土地生态风险模型，利用土地生态风险度来评价武汉市土地利用的相对生态风险，有一定的全面性。
因为土地利用类型的改变势必会引起区域生态功能的变化，故通过研究不同土地利用类型间的迁移变化特征来识别区域生态环境的变化趋势及其内在因素是可行的、有效的。
通过对武汉市土地利用的生态风险评价，可为区域生态环境管理提供数量化的决策依据和理论支持。
根据土地利用生态风险年际间的高低程度，应在高生态风险时段进行生态建设与环境保护，以提高该城市区域的土地生产功能和环境功能，但是也不能忽视中、低生态风险时段的生态建设，才能实现武汉市的生态环境、社会经济建设协调发展。
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