在我国“十一五”期间,城市化继续被列入国家社会经济六大重点发展战略之一。城市化总是处于剧烈的经济与社会变动之中,是一个经济、社会、生态、文化诸方面全面转变的动态时空过程,随着城市化进程不断加快,区域发展需要大量的资金、资源以及人口转移为支撑,极大地削弱了生态环境承载力,导致一系列生态环境问题,从而对区域生态安全及可持续发展产生较大影响。然而,这一影响在不同区域及区域内部有所差异,特别是行政单元构成的区域,因此,有必要利用格网GIS技术,通过对影响生态安全的种种要素进行空间格网化表达,来研究区域城市化进程中生态安全状况及其空间格局变化规律,这对研究区域落实科学发展观及构建和谐社会无疑具有重大的理论和实践意义。本文结合国家自然科学基金项目(40771019),选择陕西关中地区为研究区,在对研究区生态环境状况进行综合分析和对生态安全这一概念的性质进行总结的基础上,定性与定量相结合地确定了生态安全评价等级划分阈值,并依据“压力——状态——响应”模型建立了格网化下区域生态安全评价体系,通过对关中地区1990年、2000年和2007年这三期遥感影像进行解译,得到对应年份的土地利用数据,然后在格网GIS技术的支持下,基于土地利用和NDVI等数据基础,对评价体系中各指标进行1Km*1Km尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间叠加方法实现生态安全的模型化评价,得到格网化下关中地区生态安全指数空间数据,最后从空间自相关、空间异质性和时空演变趋同这三个方面对其进行了地统计分析,总结出1990～2007年间关中地区生态安全特点,并结合影响生态安全各指标的权重及变化情况分析,尝试提出关中地区生态安全建设对策。本研究得出的结论如下:(1)格网GIS技术用于研究区域生态安全具有以行政区域为最小研究单元的传统评价方法不具备的优势,即可在一定程度上揭示行政单元内部生态安全状况的差异,从而为更好的分析研究区域生态安全提供科学依据。(2)关中地区温湿指数空间分布特征如下,以西安市为中心的周边区县连成的区域,其温湿指数始终保持较好的等级,但该区域的范围在2000年有所增大,在2007年却有所缩小,并且在2007年温湿指数的差异仅为10.89,远小于1990年的(45.7)和2000年的(47.27),这一变化表明2007年的气象环境存在异常。(3)关中地区水文指数空间分布特征如下,在1990年呈现出从西到东逐渐减小的趋势;在2000年,水文指数空间布局发生变化,较大的区域主要分布在关中地区的四周,而关中地区内部则明显表现出水文指数较小的特征;在2007年,水文指数空间分布已与1990年的截然相反,以渭南市一带为最大,从而也表明2007年的气象环境存在异常。(4)关中地区生态安全状况如下,在整个关中地区,按照本文构建的城市化进程中生态安全评价体系,生态很不安全区域(相对的)已不存在,但较不安全区域仍较大,且主要分布在各地级市市辖区;生态安全区域主要分布在杨凌区、铜川市宜君县、宝鸡市太白县和凤县及千阳县、咸阳市礼泉县等地,基本符合实际。(5)关中地区生态安全时空变化特点如下,总体呈现出生态安全状况逐渐转好态势,但仍处于不安全状态;区域内生态安全变化存在明显差异;不同年份生态安全影响因素有所差别。(6) 1990和2000年生态安全区域的空间自相关特征不是很明显,而在2007年,明显增大,表现出了较好的聚类特征。本文拟在以下几个方面尝试有所创新,一、生态安全评价体系的建立和等级阈值的确定。从生态安全具有相对性和动态性入手,结合城市化进程中的关中地区生态安全状况综合分析结果,尝试建立了格网化下的城市化进程中区域生态安全评价指标评价体系,并运用定性与定量相结合的方法,针对生态安全等级阈值确定这一问题进行了探讨和尝试。二、尝试用格网化方法对关中地区生态安全进行了研究。截止目前,尚未见到针对关中地区生态安全研究采用格网化方法,因此本文采用此方法,在一定程度上揭示了行政区域内部生态安全状况空间分布差异,从而对其进行了较为实际的时空表达,为进一步研究关中地区生态安全提供了较为科学、合理的空间数据保证。三、人口、GDP和环境要素等统计数据的格网化表达。在结合前人对空间化研究方法的基础上,提出并实践了一套新的人口和环境要素统计数据的空间化研究方法,结果表明,该方法具有可操作性强、便于实现、受主观因素影响较小等特点,但仍存在精度等方面的不足,值得进一步研究。四、基于空间马尔科夫链的生态安全时空变化分析。结合栅格数据叠加后得到的生态安全定量化数据,将常用于研究区域经济时空演变的空间马尔科夫链方法应用到区域生态安全时空演变分析中,对关中地区生态安全时空演变趋同进行了分析,并得出结论。