生态安全是人类赖以生活和可持续发展的基础。近年来中国城市化进程加快,经济发展迅速,尤其是海岸带城市。城市化进程的加快,以及经济发展的同时也造成了土地利用方式的不断改变,城市生态安全的急剧变化。海岸带生态环境的巨大变化,导致沿海地区原来脆弱敏感的生态环境更易受到破坏,城市生态安全是可持续发展的重要基础,迫切需要人们对海岸带城市的生态安全进行较为深入研究。位于我国东南沿海的宁波,是中国众多海岸带城市的一个典型代表。人口和经济的快速增长导致了地表建筑物的不断扩大和地表植被覆盖度的不断减少,这些都影响着宁波市的生态环境系统。此外,其他的一些因素,例如围填海、工业化以及废气、废水的排放都对宁波市的生态安全造成了压力。为保证宁波的可持续发展,亟待研究其生态安全的时空分布格局。本文在理论梳理的基础上,以专家评价和主成份分析为研究方法,对宁波市1975年至2015年40年来生态安全进行评价。对影响生态安全变化的空间因子进行研究,并对未来宁波30年内的生态安全格局进行模拟预测。为帮助地方政府优化城市规划,实行合理的土地使用管理办法,改善生态环境,建设环境友好型城市提供依据。本文主要研究内容如下:(1)生态安全空间格局评估及其与空间驱动因子关系。基于遥感、GIS、空间驱动因子,利用专家评价法评估采样点的生态安全值;分析其生态安全的空间分异格局与时间变动规律。基于遥感数据和矢量数据提取生态安全的关键性空间驱动因子,包括到市中心距离、到区县中心距离、到主要道路距离、到主要污染源距离、平均NDBI、平均NDVI。利用广义可加模型(generalized additive models)分析生态安全格局与空间驱动因子的关系。结果表明,宁波市生态安全状况自1975年以来不断恶化,现在宁波市中心和慈溪市中心区为非常不安全状态。影响生态安全的主要因素是到市中心的距离,到区县中心的距离和到主要道路的距离,以及平均NDBI。其中,平均NDBI的影响是最大的空间驱动因子。(2)遴选最优空间驱动因子进行主成份分析获取生态安全格局。基于专家评分数据以及空间驱动因子数据,进行GAM分析遴选影响宁波市生态安全的最优空间驱动因子。利用主成份分析法提取各年份最优空间驱动因子的主成份。基于提取的主成份数据结合GIS空间分析获取宁波市生态安全空间格局,分析宁波市生态安全的动态变化过程。结果表明,影响生态安全最重要的空间驱动因子依次为平均人口密度、到区县中心的距离、平均NDVI、平均NDBI、到市中心距离。主成份分析的生态安全格局结果也表明宁波市的生态安全一直处于恶化状态。(3)基于元胞自动机预测未来生态安全格局。将最优空间驱动因子平均人口密度、到区县中心距离、平均NDVI、平均NDBI、到市中心距离作为生态安全的驱动因子,利用元胞自动机模型模拟未来宁波市2020年至2050年生态安全格局。模拟结果显示,未来宁波市的生态持续恶化,但恶化的速度在逐步降低。未来宁波市中心、慈溪市中心、余姚市中心、奉化市中心、江北区中心、镇海区中心、北仑区中心、宁海县中心以及象山县中心生态仍处于非常不安全等级。郊区的生态安全状况良好。(4)风暴潮淹没影响的生态安全未来格局分析。以宁波市DEM数据为基础研究数据,利用Arc GIS空间分析技术获取在风暴潮影响下水位上升1米至10米宁波市淹没范围。根据不同水位上升高度将淹没区域的淹没时长,分别划分为2小时至20小时。不同时长的淹没区域划分为不同生态安全等级。将淹没区域的生态安全格局与基于CA模拟生态安全格局进行叠加分析,得到顾及风暴潮淹没影响的宁波市未来生态安全格局。模拟结果显示:2020年至2050年宁波市中心区域,慈溪市、余姚市中心区域以及镇海区、北仑区中心区域生态安全状态都呈现非常不安全,且范围较大。奉化市中心、宁海县中心以及象山县中心区域生态安全状态也呈现非常不安全,但范围相对较小。余姚市北部、慈溪市北部以及东北部靠近海岸线的区域生态均呈现非常不安全状态。