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信息化是当今社会发展的鲜明特征和主要趋势。以“3S”技术为代表的现代地理信息技术已成为当前地理与生态环境问题研究的重要技术支撑。作为“3S”技术的核心技术GIS,经过30多年的发展、推广与应用,日益成熟与完善,在被广泛地引入生态环境研究的各个领域之后更是取得了许多令人瞩目的重要成果。 近年来,生态环境对人类生存和国家安危的影响逐步凸显。从国际上来看,生态危机已成为引发国家和地区之间矛盾与冲突的最根本因素之一。因此,生态安全作为一种非传统的安全被提到了与政治安全、军事安全、经济安全、科技安全等传统安全同一层次的高度上,作为其他安全的基础和载体,构成国家安全的又一种外延。世界上的主要国家都对生态安全研究给予了高度的重视,关于生态安全的研究也日益增多。从国内生态环境现状和国际竞争的角度来看,我国21世纪初的生态安全形势非常严峻,进行生态安全相关领域的研究已迫在眉睫。 生态安全研究的重要战略意义与GIS技术的日趋成熟使GIS在生态安全相关领域的研究具有十分广阔的前景。在此背景下,笔者针对草原生态系统,就草原生态安全基础理论及其基于GIS评价研究的相关问题做了探讨。 本文论述了生态安全的涵义,其中包括国际、国内对其定义的探讨以及生态安全的特点和研究意义;接着论述了生态安全评价的定义及其研究进展;在此基础上,提出草原生态安全的概念,即在具体的时空范围内,草原生态系统的内在结构、功能和外部表现,在现有的自然环境压力和社会经济压力以及人类的积极响应之下,其所能提供的生态服务对人类生存和社会经济持续发展的支持和影响,使人类的生活、生产、健康和发展不受威胁的一种状态。最后对草原生态安全评价的原理做了探讨,介绍了相关的评价方法。 在草原生态安全评价的标准与指标体系研究中,讨论了评价标准选取的原则、建立方法、来源以及草原生态安全指标体系构建的原则,依据草原生态系统以及牧区社会经济发展的特点,借鉴驱动力PSR生态环境系统服务的概念框架设计了草原生态安全评价的概念框架,并构建了草原生态安全评价指标层次结构体系。 基于GIS的草原生态安全模糊评价的理论研究,首先论述了评价思路与技术流程,重点研究草原生态安全模糊评价模型与可视化表达的实现,建立草原生态安全模糊评价模型,探讨了评价结果与评价指标二维可视化以及评价过程可视化的方法。在草原生态安全模糊评价数据库设计中论述了数据的组织与管理,完成了草原生态安全模糊评价信息系统的数据分层设计。 以甘肃省天祝藏族自治县为例进行了草原生态安全模糊评价的实例研究。在构筑多层次评价指标体系的基础上,对评价指标数据进行了整理和标准化处理;采用层次分析法对指标权重进行分配;建立隶属函数,确定模糊评价的标准值,计算得到天祝县各乡镇的草原生态安全模糊评价等级值。在模糊评价结果的基础上,实现评价结果和评价指标的可视化表达。 评价结果显示:天祝县草原生态安全状况一般,处于临界状态及不安全、极不安全状态的乡镇占到了总数的55%,如不采取有效措施加以控制,草原生态安全状况很容易进入不安全状态。基于GIS的草原生态安全模糊评价方法,将GIS技术引入草原生态安全研究之中,探索生态安全定性、定量以及定位相结合的研究方法,将使生态安全研究更加科学化和实用化。虽然研究中也存在一些不足,但就未来发展而言,基于GIS的生态安全研究具有十分广阔的应用前景。