积极开展土地生态安全测评研究,及时掌握土地生态安全现状和变化趋势,对于指导区域土地合理利用和制定科学的经济发展对策具有重要作用。国家环保总局也曾指出我国将构建和开发国家生态安全监测、预警系统。基于此,本研究在总结了国内外相关领域的研究成果的基础上,利用MATLAB GUI可视化编程技术,开发了土地生态安全测评系统。并利用该系统对河北省土地生态安全状况进行评价和预测研究,主要取得了以下研究成果:1.经过总体设计、模型设计和详细设计,综合应用MATLAB GUI可视化编程技术、数据库技术和数学模型开发了可视化、自动化的土地生态安全测评系统。2.利用土地生态安全测评系统对河北省土地利用状况进行了分析:(1)从时间和空间维度上分析了河北省土地利用数量和结构变化;(2)估算出2002年、2004年、2006年和2008年河北省土地生态系统服务价值分别为192877.234万元、196638.962万元、196188.403万元和196057.299万元。3.基于“压力―状态―响应(PSR)”模型构建了河北省土地生态安全评价指标体系,利用土地生态安全测评系统中的熵值法和投影寻踪模型分别对河北省2003年―2013年土地生态安全进行了评价研究。其中,投影寻踪模型的评价结果更能真实的反映河北省土地生态系统的实际情况。(1)评价结果表明,河北省土地生态安全呈不断上升趋势,土地生态系统安全等级由“恶化级”转变为“敏感级”。其中2003―2006年处于“恶化级”,2007―2010年处于“风险级”,2011―2013年处于“敏感级”。总体来看土地生态安全等级较低,生态环境破坏、生态系统功能退化等问题还十分突出。(2)相关性分析表明,目前河北省土地生态安全的主要制约因素包括人口密度、人口自然增长率、单位播种地农药化肥负荷和人均建设用地面积。(3)空间聚类分析表明,2013年河北省11个地级市的土地生态安全状况共划分为5类,第一类为“恶化级”,为张家口市;第二类为“风险级”,为承德市;第三类为“敏感级”,包括保定市、沧州市、衡水市、邢台市;第四类为“较安全级”,包括秦皇岛市、唐山市、廊坊市、邯郸市;第五类为“安全级”,为石家庄市。(4)差异性分析表明,2003年―2009年,河北省土地生态安全空间差异性呈现不断降低的趋势,2009年―2013年,降低趋势缓慢并趋于平稳,至2013年,土地生态安全整体的空间变异系数达24.537%,空间变异系数较大,说明当前河北省各市之间的土地生态安全空间差异性仍然显著。4.利用土地生态安全测评系统中的灰色预测法和马尔科夫预测法分别对河北省2014年―2020年土地生态安全进行预测研究。其中,马尔科夫预测法的预测结果更能真实的揭露河北省土地生态系统的潜力。预测结果表明,在未来的7a里,河北省土地生态压力指数、状态指数、响应指数和综合指数均呈上升趋势。其中,2014―2016年,土地生态安全状态为“敏感级”;2017年―2018年,为“较安全级”;2019―2020年,为“安全级”,说明今后几年河北省土地生态系统保持良好的态势。5.最后针对河北省土地生态安全现状,提出调控对策:(1)优化人口结构,创新人口城镇化新模式;(2)加快产业转型,构建绿色产业体系;(3)统筹城乡发展,建立科学合理的城乡规划体系;(4)合理利用土地,实行差别化土地政策;(5)加大土地生态保护力度,建立协同治理机制。