生态安全是国家安全的重要基石,它是一个国家赖以生存和发展的生态环境处于不受或少受破坏与威胁的状态。随着社会经济的发展,部分区域出现了较为严重的经济发展与生态建设争地、生态资源承载力减弱、生态破坏和污染加重等现象,对区域的生态安全构成严重威胁,阻碍和制约区域的可持续发展。因此,在区域尺度上,分析其生态系统的安全状态,科学预测和模拟区域生态安全发展趋势,进而针对性地提出解决方案,这对于新常态下区域生态安全的保护和建设有重大的理论和现实意义。本文以自然条件多样、社会经济条件复杂的陕西省为研究区。首先,基于“压力—状态—响应”框架构建区域生态安全评价指标体系;其次,采用熵权法确定指标权重,通过加权综合的方法,分别计算研究区生态安全压力指数、生态安全状态指数、生态安全响应指数、及生态安全综合指数等参数,并分析其时空分异;最后,以Maxout作为激活函数构建Maxout-BP神经网络模型,在模型模拟验证的基础上预测2016-2021年陕西省生态安全压力指数、状态指数、响应指数、综合指数,分析其时空分异,为陕西省生态安全建设和保护决策提供理论依据。论文得出结论如下:(1)基于“压力—状态—响应”框架构建适宜于陕西省的区域生态安全评价指标体系。自上向下分为目标层、准则层和指标层3个层级,准则层分为压力、状态、响应3个子系统;指标层是表征区域生态安全状况的具体可度量指标,结合陕西省实际情况,筛选出20项能反映3个准则层状态的指标。基于指标标准化和熵权法处理数据,为后续陕西省的区域生态安全评价奠定基础。(2)2005-2015年间陕西省整体生态安全状况改善显著。从2005年的低安全等级为主逐步向2015年的高安全等级为主转变,空间分布格局由“北部以风险状态及比较安全状态并存、中部以恶劣状态为主、南部以风险状态为主”向“南北部以比较安全状态为主、中部以临界安全为主”转变。其中,陕西省压力等级空间分布由“南北部以比较安全为主、中部以恶劣状态为主”的格局转变为“北部以临界安全及比较安全状态为主、中部以临界安全为主、南部以非常安全为主”的格局;状态等级空间分布由整体为恶劣状态的格局转为“南北部以临界安全及以上的高安全等级为主、中部以临界安全及以下的低安全等级为主”的格局;响应等级空间分布由整体为恶劣状态的格局转为“北部以风险状态及比较安全状态并存、中部以比较安全为主、南部以临界安全为主”的格局。(3)构建的Maxout-BP神经网络模型模拟精度较高。通过新型激活函数Maxout构建改进的BP神经网络;并在此基础上对2015年陕西省生态安全压力指数、状态指数、响应指数和综合指数栅格数据进行模拟对比,精度分别为:85.93%、80.55%、80.38%、83.98%。验证精度均处于80%以上,为预测陕西省生态安全奠定方法基础。(4)2016-2021年陕西省整体生态安全状况基本趋于稳定,空间分布格局由“南北部以比较安全状态为主、中部以临界安全为主”向“南北部以临界安全及比较安全状态为主、中部以比较安全为主”转变。其中,陕西省压力等级空间分布格局由“北部以比较安全为主、中部以临界安全为主、南部以非常安全为主”转为“中北部以临界安全及以下的低安全等级为主、南部以比较安全为主”;状态等级空间分布由“南北部以临界安全及以上的高安全等级为主、中部以临界安全及以下的低安全等级为主”的格局转为“北部以非常安全为主、中部以临界安全为主、南部以比较安全为主”的格局;响应等级空间分布由“北部以风险状态及比较安全状态并存、中部以比较安全为主、南部以临界安全为主”的格局转为“中北部以非常安全为主、南部以比较安全为主”的格局。