长江三角洲区域生态安全时空演变及调控图谱研究

Ecological safety plays significant role in national security, which is the basis and prerequisite for achieving harmonious development of the society in economics and natural environment. Although the current ecological security problems in the rapid economic development region have hindered the regional sustainable development, the theory and method for the research of ecological security in the rapid economically growing area are still imperfect. In this project, the theory and method of Geo-info-TUPU is proposed to study the different scales of regional ecological security in the Yangtze River delta for the first time. The research model "Scale-Pattern-Process" is used to deeply understanding of the affected sources and the affected field of the ecological security. the ecological optimization and regulation suitable for the megalopolis are established. By analyzing the four periods ecological landscape info-TUPU and ecological landscape evolution info-TUPU in large, medium and small scales, the Spatial-temporal evolution patterns and characteristics are revealed; And then, the evaluation index system of regional ecological security is constructed, and the present situation and the development trend of different scales regional ecological security are estimated and analyzed in different scales; Finally, on the basis of ecological sensitivity and importance evaluation of ecosystem service function, the optimization and regulation of ecological security are realized. What's more, countermeasures and strategies to early warning and management are found. And in the end, obtaining diagnostic TUPU, symptom TUPU and implement TUPU. The research has important theoretical and practical significance both in exploring the scientific strategy to improve ecological environment and promote regional sustainable development. This project not only enriches the case, theory and methodology on ecological security and Geo-info-TUPU, but also provides reference and guidance for the assessment of ecological security and restoration of ecology in other areas.

生态安全是构成国家安全的重要基石之一，是实现社会经济与自然环境和谐发展的基础和前提。当前经济快速发展地区的生态安全问题已经阻碍区域可持续发展，然而生态安全的理论与方法尚不完备，本项目首次提出应用地学信息图谱的理论与方法研究不同尺度下长江三角洲的区域生态安全，利用"尺度-格局-过程"的模式研究区域生态安全演变过程中的影响源和影响场，建立适应城市群区特点的生态优化和调控措施。通过建立大、中、小尺度下4个时段的生态景观信息图谱及生态景观演变信息图谱，揭示其时空规律及演变特点；进而构建区域生态安全指标体系，评估和分析不同尺度区域生态安全的特征和规律；最后，在生态敏感性和生态系统服务功能重要性评价的基础上，确定生态安全格局, 实现生态安全优化和调控，找到预警与管理的对策、措施，获得诊断图谱、征兆图谱和实施图谱。本研究对制定生态环境问题的科学对策，促进长三角及其它区域可持续发展具有重要理论和现实意义。

长江三角洲地区经济快速增长的同时，人地关系日趋紧张，生态环境问题正逐渐上升到生态安全问题。本研究通过解析不同时空尺度的长江三角洲地区生态景观的动态度、转移矩阵和程度变化，并采用经济学中的洛伦茨曲线和基尼系数，从空间结构变化、数量及程度等角度分析长江三角洲生态景观的时空变化特征；采用Costanza生态系统服务价值计算方法，参照修正后的生态系统单位面积生态服务价值系数，探讨了生态系统服务价值的时空演化规律；利用马尔科夫预测模型计算长江三角洲的生态景观变更数据并分析其时空规律；使用变异系数法、综合指数法、自然断点分级法等对长江三角洲地区的生态敏感性和生态服务功能重要性进行时空分布特征分析；根据生态功能区划的基本原则，对长江三角洲进行生态功能分区；基于PSR模型构建适合长三角的生态安全指标体系，利用熵权法及层次分析法相结合确定各指标的权重，根据指标权重和标准化后的指标指数，采用综合指数法计算得到长三角生态安全综合指数。对长三角各城市的生态安全指数进行时间和空间分析，确定影响长三角生态安全水平的主要限制因子以及各城市的生态安全水平现状，并对长三角生态安全水平进行不同等级的判定；利用重心模型，计算长三角生态安全重心的演变过程，并结合长三角生态安全发展现状预测其未来生态安全重心的发展趋势与方向；在生态安全、生态敏感性和生态服务功能重要性评价结果的基础上，根据“源-汇”和地学信息图谱的理论与方法，对长江三角洲生态安全水平较低的重点区域（中、低安全区）和长三角整体区域进行优化调控，分别得到不同等级的生态源地、生态廊道、生态节点和生态断裂点等组成的生态安全调控图谱，以期实现社会经济发展与生态系统支撑相匹配的生态调控格局，为长江三角洲资源有序开发利用与环境保护提供科学依据，对制定生态环境问题的科学对策、促进长三角区域可持续发展具有一定的现实意义，并为其它城市群区的生态安全及调控提供借鉴和指导。