多情景下珠江三角洲地区土地利用变化对生态系统服务的影响预测

土地资源的有序开发是区域可持续发展的基础,针对未来不同情景下土地利用变化对区域生态系统服务的影响进行科学评估与预测,可以为城市可持续发展规划提供科学参考。以珠江三角洲(珠三角)地区为研究区域,采用PLUS模型模拟不同情景下土地利用变化,结合InVEST模型对各情景下产水量、土壤保持量、生境质量、碳储量和水质净化服务及其变化进行预测,构建综合生态系统服务指数从空间上反映各生态系统服务供给量,分析2040年不同情景下土地利用变化对生态系统服务的综合影响。结果表明：(1)PLUS模型模拟精度较高,可用于合理预测珠三角土地利用变化。(2)在自然发展情景下,仅土壤保持服务供给水平得到提高;在城市发展情景下,除水质净化服务损失严重外,其他服务供给损失变化与自然发展情景相似;在生态保护情景下,生境质量和碳储量提升幅度最大,而产水量下降幅度最大;在可持续发展情景下,水质净化能力损失最严重。(3)2040年不同情景下珠三角综合生态系统服务指数空间分布格局相似,与2020年相比,生态系统服务总体水平将有所提高,但整体上预测平均值较低。该研究可为未来珠三角土地利用规划提供参考建议,为协调土地利用与生态保护管...     

基于CLUE-S和灰色线性规划的嘉兴北部土地利用优化配置研究

构建基于CLUE-S与灰色线性规划混合模型的土地利用优化配置方法,在导入区域政策、社会经济、生态目标和土地利用现状等条件下,进行土地利用数量结构与空间布局的统一优化,并以嘉兴北部地区为例进行实证研究,共设置现状趋势情景、规划目标情景和规划可持续情景这3种模拟情景.规划可持续情景侧重社会经济环境效益,故对建设用地快速增长和农用地持续减少起到明显调控作用,可实现生态敏感区环境和粮食安全的双重保护,是理想的土地利用优化方案.CLUE-S模型与灰色线性规划的耦合能够兼顾现状条件和区域发展目标,模拟土地利用的数量和空间变化,是解决土地资源优化配置问题的有效方法.     

天津市生态环境建设展望

本文紧密结合天津市生态环境的特点,坚持污染防治与生态环境保护并重的方针,优先抓好重点区域和重点工程,突出重点,分步实施,从天津市四个生态功能区入手,明确生态环境建设的主攻方向,即：（１）新建和完善天津市各级各类自然保护区;（２）在城市生态区规划建设城市生态环境圈;（３）以蓟北山区为代表,建设生态示范县;（４）中部平原区实行生态农业建设与开发;（５）东部滨海地区生态恢复与建立沿海生态经济型防护林体系     

城市环境影响模拟的系统动力学研究

城市化进程的加快已导致严重的环境问题。对城市环境影响的模拟研究是确定合理的城市发展规模和制定科学的发展规划的重要依据,以采取措施从源头控制环境质量的恶化。城市环境属于复合多动态系统,传统的一些方法可以实现城市环境影响的模拟预测,但参数调控方面的功能较不完善。文章将基于信息反馈控制理论的系统动力学引入城市环境影响模拟中,构建城市环境、社会、经济之间的系统动力学模型,通过调整环保投入、科技投入、经济增长速率以及单位能耗等系统变量,对武汉市未来发展的主要污染物（SO2、COD）排放量和主要资源消耗量（能源、水）等进行了四种情景动态模拟。结果表明：（1）系统动力学适合于研究复杂系统行为,具有较强的模拟和调控能力,同时可以避免繁琐的计算和信息成本高等缺点;（2）＂两型＂发展模式（Ⅳ）下的资源消耗量和污染物排放量明显低于其它3种情景,但仍处于较高的水平。武汉市污染物削减、生态环境保护任务依然繁重,开发新的替代能源、提高资源利用率仍是今后工作的重点。     

广州市东部地区土地资源承载力研究

应用土地遥感解译图，对广州市东部地区的土地利用现状进行分析；并根据广州总体发展战略规划，进行了东部地区土地资源承载力研究。结果表明，如果2020年广州市东部地区耕地保有面积达到基本农田保护区面积。则城市发展所需的土地资源可以满足规划要求。城市发展建设应先占用那些质量较差的农用地。     

热电联产的效益与总量控制

介绍了热电联产的基本类型和一般规划原则,分析了热电联产规划为社会、经济及环境带来的效益,论证了热电联产是城市能源、环境协调发展的必由之路。通过SO2总量排放的分析,导出热电联产与分散供热能源利用方式所产生SO2排放总量的比较方法和计算模式。     

基于目标规划模型的大连市水资源承载力分析

结合“大大连”建设的规划和“十五”及2010年远景规划,选取了人口、国内生产总值、公共绿地面积三个决策变量建立目标规划模型,采取3种方案对大连市水资源承载力进行预测,通过对预测结果的分析并结合水资源承载力的特点提出增强水资源承载力的方案:以可持续发展的观点来设计城市发展规划;调整和改造产业结构;改变城市绿化结构;兴修水利,发展节水技术达到水资源可持续利用。     

城市大气污染综合治理规划方法

以北京市2008年三种主要大气污染物PM10、SO2及NOx环境空气质量达标方案的设计为案例，从城市大气污染综合治理规划方法学角度，提出并发展了一套包括环境空气质量的模拟、城市背景浓度的确定、优化模型、传输矩阵、分区规划、等效排放、措施信息库等方法在内的城市大气污染综合治理规划问题的整体解决的技术方案，为全国其它类似城市进行大气污染综合治理规划提供一种实例与参考，同时，研究的结果对北京市2008年大气污染控制对策的制定提供了科学的依据。     

基于Markov-CLUES耦合模型的杭州湾湿地多情景模拟研究

杭州湾湿地是中国南北湿地的分界线,也是环杭州湾地区重要的区域生态安全屏障。由于全球气候变化和当地经济发展,杭州湾湿地资源锐减,湿地生态功能退化。因此,对杭州湾湿地未来发展趋势的模拟预测,可为资源合理开发、政府政策规划等提供科学依据。以杭州湾湿地为研究对象,利用2006年、2011年、2016年3期遥感影像提取湿地空间分布信息,对杭州湾湿地现状进行分析;构建Markov-CLUES耦合模型,运用耦合模型模拟了多情景下的杭州湾湿地未来演变趋势。研究结果表明,(1)杭州湾滨海湿地主要历史演变特征为:海岸带区域不断向浅海水域方向延伸;淤泥质海滩受到来自内陆方向的围垦;处于极不稳定状态;稻田类型极易转变为建筑等非湿地类型;非湿地面积呈不断上升趋势。(2)以2011年的湿地空间分布格局图为模拟年份初始图,运用Markov-CLUES耦合模型模拟了2016年的湿地空间分布格局模拟图,并以2016年的实际湿地分布现状图进行验证,结果表明,Markov-CLUES耦合模型的总体精度为86%,Kappa系数为0.81,说明Markov-CLUES耦合模型可用于模拟杭州湾湿地演变趋势。(3)通过对杭州湾湿地未来多情景模拟结果分析发现:淤泥质海滩在经济增长情境下围垦速率加快,与自然情景相比,面积下降速率增加3.46%;在滩涂资源保护情境下,面积几乎不变,得到了有效保护。稻田是除浅海水域外的主要湿地类型,在经济建设情景下,稻田向非湿地的转变速率增加5.31%,稻田面积下降;在粮食安全情景下,面积增加了3 470.76 hm~2,在数量上和空间分布上都得到了良好的保护。非湿地在稻田保护的情景下,由于来源的减少,面积增长受到抑制;在其他3个情景下均呈上升趋势;在经济建设的情景下,非湿地增加速度最快。     

不同情景下长江口滩涂湿地2020年景观演变预测

为了解长江口典型滩涂湿地景观格局演变过程,根据1980—2010年长江口滩涂湿地演变规律,采用土地利用动态变化模型Dyna-CLUE模型和CA模型预测2020年长江口3处典型滩涂湿地崇明东滩、南汇边滩以及九段沙在生态保护、现行趋势和围垦加剧3种不同情景下的景观演变。结果表明:到2020年,在生态保护情景、现行趋势情景和围垦加剧情景下,堤外滩涂湿地总面积分别增长56、44 km2以及减少7 km2,其中芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)群落面积比由2010年的36∶38∶26分别变化为2020年的46∶34∶20、38∶38∶24和38∶37∶25。对于崇明东滩、南汇边滩和九段沙而言,生态保护情景下滩涂湿地面积分别增加7、43和6 km2,而现行趋势情景和围垦加剧情景下,滩涂湿地面积呈现不断减少的趋势。     

基于PLUS模型和InVEST模型的西双版纳碳储量变化研究

为了探究西双版纳州2000—2030年不同土地覆被类型变化特征及其对碳储量的影响,提升区域碳储量的估算精度和准确度,采用PLUS模型和InVEST模型相结合的方法,分别预测了2030年不同情景下西双版纳的土地覆被情况以及不同土地类型下的碳储量的变化。结果显示:(1)PLUS模型在西双版纳的预测结果比较理想,2000年模拟2010年、2010年模拟2020年的Kappa系数分别为0.80、0.81。(2)2000—2020年,林地、草地、灌木地在逐渐减少,建设用地在不断扩张,20年间城镇用地增加了172.37 km^(2),至2030年,建设用地进一步扩张,面积达到了381.18 km^(2),林地和草地转移成一部分转换成耕地,另一部分转换成建设用地。(3)InVEST模型计算出来的2000—2030年西双版纳碳储量总体呈下降趋势,空间上存在着呈块状和条状交错分布的特点。2000年、2010年、2020年西双版纳州的碳储量分别为4.94×10^(7)t、4.82×10^(7)t、4.76×10^(7)t,2030年自然发展情景下碳储量为4.64×10^(7)t,城镇发展下为4.63×10^(7)t,生态保护情景下为4.65×10^(7)t。总体来看,城镇化的发展导致西双版纳碳储量呈现逐年降低的趋势,生态保护情景下碳储量相比城镇发展情景提高了1.50×105 t,说明实施生态保护措施可以较好地实现西双版纳固碳作用。实验结果表明,运用PLUS模型模拟未来土地覆被变化具有可行性,同时结合InVEST模型可以预测出未来土地覆被变化下碳储量的增减情况,为西双版纳低碳田园农村发展规划以及推进西双版纳州实现“双碳”目标提供参考依据。     

上海市崇明主要城镇生态环境安全预警初探

在对崇明城桥镇、堡镇和陈家镇生态环境安全现状评价基础上,利用生态环境安全预警理论和方法,运用情景分析法分3种情景对崇明城桥镇、堡镇和陈家镇未来15年生态环境安全状况进行预测。并根据综合指数模型及不良状态预警模型、恶化趋势预警模型和恶化速度预警模型对主要城镇生态环境安全进行预警评判,结果表明:崇明3个主要城镇未来15年生态环境总体仍将处于安全状态。     

合肥市城市土壤重金属元素含量及空间分布特征

研究了合肥市城市土壤中重金属的含量、空间分布特征及来源。结果表明,合肥市城市土壤中,Ni和As2种元素污染不明显,但受到Cu、Zn、Pb、Sr、Cd、Hg6种元素不同程度的污染,其中Hg污染最严重。Ni和As2种元素的分布主要受自然因素影响,Cu、Zn、Pb、Sr、Cd、Hg6种元素主要来源于人为输入。Zn,Cd,Pb3种元素的空间分布规律比较相似,表现为在东部工业区和老城区内明显出现富集。Cu和Hg2种元素在合肥市城市土壤中含量的分布规律比较相似,峰值出现在东部工业区、老城区、北部和南部交通干线交汇区。Zn、Cd、Pb、Cu、Hg5种元素可能主要来源于工业活动和交通污染。Sr元素峰值出现在老城区和工业区中间,主要交通干线沿线和交汇地区含量也较高,Sr元素可能主要来源于交通污染。     

基于灰色关联度的深圳市生态环境与城市扩展时空演化研究

城市扩展带来生态环境变化,明确两者的关联度对城市用地规划和生态文明建设具有重要的指导意义。以深圳市为例,利用2005、2010、2015、2020年4个时相的Landsat系列卫星影像,首先基于归一化建筑指数(NDBI)提取城市建设用地并分析其时空变化特征,再以植被、土壤、地形为因子构建生态环境质量模型评价深圳市近15年来的生态环境质量变化,最后利用灰色关联度计算生态环境质量和城市建设用地之间的关联度,定量地考究两者之间的联系性。结果表明:(1)2005—2020年深圳市城市建设用地规模不断扩大,且后期扩展速率和强度远强于前期,建设用地呈四大板块的形态主要分布在深圳市的中部以及西部;(2)15年间深圳市的生态环境质量变化幅度较小,均属于良好的水平,但东部生态环境质量总体较西部高;(3)深圳市2005—2020年的城市扩展与生态环境质量之间的关联性较强,灰色关联度值均在0.6以上,关联系数在空间上大体上呈现"西高东低"的态势。研究方法和结果可为城市规划和城市更新提供技术支持和数据支撑。     

基于CA-Markov多情景模拟的海南岛土地利用变化及其生态环境效应

以海南岛为研究区域,基于2010年和2020年两期土地利用数据,利用CA-Markov模型预测了3种模拟情景下2030年和2040年土地利用空间分布格局,定量分析了海南岛2010—2040年土地利用变化及其生态环境效应。结果表明,(1)2010—2020年间,海南岛土地利用类型以林地为主,面积占比达62%以上,其次耕地。该时期土地利用类型转移的主要特征是林地、耕地、水域转为建设用地,建设用地面积增加483.55 km2,增长率高达53.27%。(2)利用CA-Markov模型模拟3种情景下海南岛2030年和2040年的建设用地均呈现较大幅度的增长,其中耕地保护情景模拟下的耕地面积最多,生态保护情景模拟下的林地和水域面积有所增加。(3)海南岛生态环境质量呈现出中部高、四周低的阶梯式空间分布格局,2010—2040年间海南岛生态环境质量逐期降低,由2010年的0.606 4下降至2040年的0.587 8。在3种模拟情景中,生态保护情景下的海南岛生态环境质量最高,其次是耕地保护情景,基准情景最差。(4)2010—2040年间,林地转为建设用地是导致海南岛生态环境质量恶化的主要类型和主导因素,耕地转为林地则是致使未来生态环境质量改善的主要土地利用变化类型,生态贡献率超过70%。总体而言,海南岛生态环境质量恶化的趋势大于生态环境质量改善的趋势。     

基于CLUE-S和InVEST模型的五马河流域生态系统服务多情景评估

开展生态系统服务量化评估是科学进行生态系统管理的前提,对保障区域可持续发展和人类福祉意义重大。基于生态系统服务和交易的综合评估模型(In VEST),耦合小区域土地利用转换及其效应模型(CLUE-S),对五马河流域当前土地覆盖条件下及2030年2种土地覆盖情景[经济发展情景(SED)和生态保护情景(SEP)]下的产水、营养物质输移和沉积物持留3项生态系统服务进行量化评估。结果表明,当前流域的总产水量、总氮输出量、总磷输出量、沉积物持留量分别约为2.7×108m3、630 t、142 t和2×108t。经济发展情景下2030年流域上述3项生态系统服务的物质量相对于当前变化均不明显。生态保护情景下2030年流域总产水量相对于当前将减少约600×104m3,总氮和总磷输出量分别减少约34.8%和35.4%,沉积物持留量增加约0.7×106t。总体而言,五马河流域上述3项生态系统服务与土地覆盖状况密切相关,生态保护情景下2030年上述3项生态系统服务功能较当前将有明显提高。     

基于新加坡模式推进中国低碳生态城市发展的思考

通过回顾新加坡城市发展过程,分析了新加坡城市规划、建设、管理、发展四位一体的低碳生态化发展模式。在此基础上,对中国城市发展提出了以低碳生态为规划导向、以增强城市载体功能和绿色发展为建设目的、以完备立法、严格执法、全民参与为管理手段,以＂两型社会＂为发展目标的建议,推进低碳生态城市发展。     

厦门海域底栖生物多样性保护目标确定

以厦门海域为研究对象,基于填海造地、旅游娱乐、港口航运、渔业和工业5类用海类型共14种用海活动构建定量化的近岸海域利用强度指数。根据1980—2016年海域利用强度和底栖生物多样性数据,建立海域利用强度与底栖生物多样性之间的关系模型,预测不同情景下厦门海域底栖生物多样性保护目标值。结果表明,构建的海域利用强度指数与绝大部分底栖生物多样性指数呈显著负相关,建立的指数基本可靠。底栖生物多样性指数中,香农多样性指数H′与海域利用强度指数建立了显著相关的关系模型,香农多样性指数主要受填海造地、捕捞和工业、生活污水的排放影响。"趋势情景""规划情景"和"优化情景"下,2035年厦门海域底栖生物平均香农多样性指数分别为2.88、3.14和3.06。2035年厦门海域生物多样性保护指标宜设为底栖生物香农多样性指数不低于3.06,应加强西海域和九龙江河口的生物多样性保护和生态修复。     

北京城近郊区园林绿地多目标规划

北京市城近郊区人口密集,经济活动频繁,作为改善城市空气质量的重要环境资源之一,园林绿地提供了不可或缺的生态服务功能。针对研究区降尘大、SO_2浓度高以及生产生活耗氧量大等主要环境问题,以满足城市居民环境质量基本要求为目标,通过一系列决策变量与约束条件的设定,建立起北京城近郊区园林绿地多目标线性规划模型。应用Lingo 8．0软件对规划模型求解,结果表明,规划期(2020年)不同种类园林绿地面积分配较基期(2000年)更为合理,强调通过乔灌草相结合提高园林绿地整体生态服务功能,为北京建设生态城市提供了规划依据。     

基于PLUS模型和InVEST模型的南京市生态系统碳储量时空变化与预测

土地利用变化对陆地生态系统碳储量变化有着重要影响,研究土地利用变化与碳储量的空间格局,有利于优化国土空间布局,协调生态保护与土地开发利用之间的关系。以南京市域为研究区,基于2000—2020年土地利用数据,采用InVEST模型对此20年间南京市土地利用变化及碳储量变化进行分析,同时采用PLUS模型预测不同发展情景下2040年南京市碳储量分布,结果表明：(1)土地利用变化直接影响研究区碳储量。2000—2020年,城市建设用地扩张65.62%,耕地、林地和草地随之减少,南京市碳储量减少2.62×10⁶ t;(2)根据预测,到2040年,在耕地保护情景下,碳储量下降最少,仅下降2.44×10⁵ t;在生态保护情景下,碳储量下降1.56×10⁶ t;在城镇发展情景下,碳储量下降最多,下降1.78×10⁶ t;在自然发展情景下,碳储量下降1.62×10⁶ t。这表明采取耕地保护和生态保护政策,可以有效控制碳储量减少;(3)碳储量空间分布特征与土地利用分布保持一致,对于碳储量较高的区域,...