城市生态系统承载力研究进展

承载力一词来自生态学，最初应用于对自然生态系统中生物数量的研究。从城市生态学与城市生态系统理论的发展角度介绍了城市生态学中承载力一词含义及其发展过程，并重点介绍了国内外学者对资源承载力、环境承载力及生态承载力的研究与应用。针对城市所具有的明显自然-社会-经济复合生态系统特征，笔者认为应该在城市生态系统承载力研究中强调社会经济系统能力的贡献。     

基于生态足迹模型的区域可持续发展定量评估——以东江流域东源县为例

可持续发展定量评价方法研究是当前可持续发展研究的前沿和热点.生态足迹分析模型是通过对区域人口对自然利用程度的测度,确定区域的发展是否处于生态承载力范围之内.运用生态足迹理论和计算方法,采用2004-2007年东源县统计年鉴、历年年初土地面积、2002世界粮农组织(FAO)和世界自然基金会(WWF)的相关数据,对重点饮用水源地--东源县14 a(1994-2007年)来人均生态足迹和人均生态承载力进行实证计算和分析.结果表明:2007年的东源县人均生态足迹需求为0.856 1 hm~2·cap~(-1),而实际人均生态空间面积(均衡承载力面积)为1.641 8 hm~2·cap~(-1),人均生态盈余为0.588 7hm~2·cap~(-1).14 a来东源县的生态承载力总体上几乎都是大于生态需求(除了1995年、1996年生态需求略大于生态供给外),处于生态盈余状态且生态盈余呈现稳中增长的趋势,区域生态系统处于一种相对可持续状态.其中,林地生态承载量最大,生态盈余最多,呈现逐年减少的态势;耕地生态承载量次之,生态足迹最大,生态赤字大,生态压力严重;水域和草地的生态压力逐年增大.     

区域生态安全:概念及评价理论基础

借鉴国内外的研究成果,提出区域生态安全的概念是指在一定时空范围内,在自然及人类活动的干扰下,区域内生态环境条件以及所面临的生态环境问题不对人类生存和持续发展构成威胁,并且自然-经济-社会复合生态系统的脆弱性能够不断得到改善的状态。指出生态安全评价是一个多学科交叉的研究领域,其评价理论基础涉及可持续发展理论、生态系统服务功能理论、生态承载力理论、时空论和系统工程论等;生态安全是可持续发展的基础,两者具有内涵和目标的一致性;区域生态安全研究的目的就是平衡人类的自然资源利用与生存环境质量需求的矛盾,保证生态系统在持续安全的状态下提供服务;应用生态承载力的研究成果有助于补充和完善生态安全评价。区域生态安全评价强调研究对象的时空性和研究方法的系统性。多学科整合能更好地指导区域生态安全评价。     

桂西北喀斯特区可持续发展现状评价与趋势预测

以广西河池市为例,运用生态足迹方法对区域可持续发展状态进行定量分析,应用GM(1,1)模型对区域人均生态足迹和人均生态承载力进行趋势预测.结果表明:该区1985-2006年人均生态足迹持续上升,增加近2倍,而人均生态承载力逐步下降,降幅达12.6%,由生态盈余转变为生态赤字,呈不可持续发展状态;1990-2001年人均生态足迹变化幅度最大,达120.76%,但2001年后趋于缓和;对生态足迹构成的分析表明,耕地和草地消耗最大,草地足迹正向变化最为剧烈,所占生态足迹构成比例由12.88%增至30.12%;对河池市人均生态足迹和人均生态承载力的趋势预测结果显示,未来9a人均生态足迹仍继续上升,生态赤字将相应进一步扩大.     

青岛市生态足迹动态研究

利用生态足迹和生态承载力度量和评价1995—2004年间的青岛市可持续发展程度。结果发现,随着经济的发展和社会的进步青岛市的生态足迹显著上升,各类用地都呈现增加趋势,耕地增加程度最大,而水域则表现出不稳定;承载力明显下降,其中主要是耕地承载力下降,林地、水域等其他用地则有相对的提高。生态足迹和承载力的变化造成生态赤字进一步加大。将单位生态足迹内产生的GDP作为生态效率,可以发现青岛市的生态效率呈现增加趋势,表明青岛市的资源利用效率明显增加。按照1995到2004年的发展趋势,青岛在未来十年的生态赤字将进一步加大,通过科学技术提高生态效率是青岛降低生态赤字的主要途径。文章首次分析了青岛市的生态足迹动态,提出了降低生态赤字的途径,为青岛市的可持续发展提供了理论参考。     

生态承载力的概念及其研究方法

生态承载力研究是可持续发展科学领域关注的热点问题,是判定可持续发展的重要分析手段,对生态承载力的概念和评价方法的研究有利于可持续发展科学的发展与完善。对国内外相关研究中的生态承载力概念进行了总结,并深入探讨了不同学者对于生态承载力概念达成的共识及存在的分歧,在此基础上提出了生态承载力概念的内涵。依据生态承载力评价的思路,将国内外生态承载力评价方法分为3类,第1类是指标体系评价法,第2类是以能量、物质流为基础的产品周期评价,第3类是综合性评价。上述评价方法在处理复杂系统问题上都有各自的优缺点,需要评价者根据评价目的采用互补的方式对方法进行集成,加强综合集成的方法在生态承载力评价中的应用。最后,结合生态承载力研究的发展趋势,分析了目前生态承载力研究的不足,提出了生态承载力中主动因子与被动因子、生态承载力预测及其与区域规划的结合、经济发展和科技进步对生态承载力的影响、生态承载力方法改进等亟待开展的研究内容。     

基于ARIMA模型的辽河流域生态足迹动态模拟与预测

将能值与生态足迹理论相结合,引入能量折算系数,通过能值密度构建能值-生态足迹模型,并应用此模型对辽河流域2001—2010年生态承载力和生态足迹进行计算。生态承载力计算主要是自然生态承载力和本地产品产出承载力,其中自然生态承载力主要考虑可更新资源的承载力,本地产品产出承载力主要包括生物资源产出承载力和工业产品产出承载力。生态足迹的计算主要包括消费足迹和污染足迹,消费足迹主要测算生物资源消费、能源消费和水资源消费足迹。污染足迹主要测算废气和生活废水、工业废水对自然生态系统带来的负荷。测算结果表明:2001—2010年辽河流域人均生态承载力和人均生态足迹均有所增加,但是生态足迹的增长速度远远大于生态承载力,致使流域内自2001与2009年生态略有盈余外,其余年份均出现生态赤字,处于不可持续发展状态。以能值-生态足迹模型测算结果为基础,基于EViews采用自回归综合移动平均模型(ARIMA),对流域内10年的生态足迹和生态承载力进行动态模拟。首先通过ADF与PP单位根检验时间序列的平稳性;其次分析序列的自相关函数图和偏自相关函数,初步确定AR和MA的阶次;再根据R2、AIC及SC准则,进行模型参数估计并诊断分析;最后确定最佳模拟模型。以ARIMA模型预测2011—2015年辽河流域生态足迹和生态承载力的演变趋势。预测结果表明,人均生态足迹在未来5年内会继续呈直线式增长,到2015年达到7.387 8 hm2,是2001年的2.16倍;而人均生态承载力在2011年之后开始下降,生态赤字继续扩大,到2015年增长到-4.167 67,约为2005年的10倍,流域内不可持续发展形势会更加恶化。最后提出辽河流域生态安全建设的对策。能值-生态足迹模型测算结果与实地调研基本相符,较真实反映了辽河流域可持续发展状况。基于ARIMA模型模拟预测结果可为未来流域开发和建设提供参考依据。     

近30年国内外生态约束下农村产业适宜性研究进展

通过文献计量学可视化分析方法客观评价生态约束下农村产业适宜性研究进展,了解国内外产业适宜性研究前沿,判断未来研究趋势。采用CiteSpace软件和文献计量学方法,以中国知网数据库核心期刊和Web of Science数据库为数据源,分析了1992—2020年国内外生态约束下农村产业适宜性研究的发展历程。该研究发现对资源承载力以及气候变化、土地利用、水资源管理等生态约束表征和经济驱动下的产业适宜性相关研究在国际上具有前沿性。2011—2020年国际研究热点内容聚焦在气候变化引发的产业适宜性和生态资源向资产管理转化方面,不再局限于与资源承载力关联的生态约束。而我国相关研究受国家政策和国际前沿研究导向影响明显,在1992—2010年以农村产业结构优化调整和生态安全体系构建为重点,基于短板理论,通过精确量化不同生态资源的弹性力,明确不破坏生态系统恢复能力的特定产业极限状态;近10 a来,随着生态对产业发展约束作用的凸显,生态约束概念的正式出现,生态保护与产业发展的关系得到更系统和全面的理解。最后,通过对比分析30年来国内外生态约束下农村产业适宜性相关研究的内容、方法和成果,提出我国今后的研究方向与重点是明晰化与度量化、协同化与资产化、政策化与底线化。     

生态补偿理论研究现状与进展

全球生态环境问题已经引起世界各国的极大关注。生态系统及其服务的可持续性是人类社会可持续发展的决定性约束因素,人类赖以生存与发展的自然环境面临威胁,修复自然生态创伤,实施生态补偿是可持续发展的必然要求。一些生态补偿关键问题成为科学研究热点,如生态系统服务功能的价值核算、生态补偿的对象、标准、途径与方法,以及资源开发和重大工程活动的生态影响评价等。总结了国内外生态补偿相关研究成果,并进行综述,为开展生态补偿研究提供借鉴。     

基于生态足迹法的区域水资源生态承载力计算与评价——以珠海市为例

研究了人类社会对水资源的消耗、对自然生态环境的影响以及该影响的量化方法和量化指标,将生态足迹法引入区域水资源承载力系统,构建珠海市水资源生态承载力计算模型,分析计算水资源供给对区域经济社会发展的生态承载力,并对该地区的水资源生态承载力进行生态盈亏和敏感性评价.结果表明,总体上珠海市水资源系统呈现生态亏损,亏损率为37%,水资源生态承载呈现超载现象,珠海市城市化进程中流动人口增长对区域水资源的生态承载压力较大.研究结果还表明,将生态足迹模型运用到地区水资源承载力中具有较高的可信度,对地方尺度具有适用性.     

环境承载力理论在北京市和房山区的应用

基于环境承载力的相关理论,建立环境承载力评价指标体系,并对北京市和房山区进行了实证研究。分析结果表明,北京市和房山区经济系统和社会系统的承载状况良好,资源环境系统存在较多问题,房山区的问题尤为突出。基于上述结论,进一步提出了区域经济环境协调发展的对策建议。     

庐山风景名胜区旅游环境容量分析

运用有关旅游环境容量的理论与方法,通过资源空间容量、生态环境容量、经济发展容量和当地居民心理容量4个子系统进行分析,得出庐山风景名胜区旅游环境容量综合值为12804人次/d,其中生态环境容量中的水环境容量是最主要的限制因子。最后指出庐山风景名胜区以牯岭镇为单一中心的空间格局和旅游路线是造成庐山旅游压力的根本原因,并提出相应的解决措施。     

森林生态旅游的生态影响──兼论建立定位站的必要性

论述了我国森林生态旅游对生态环境的影响，及游客量与生态负荷量之间的关系，强调旅游资源开发利用必须坚持生态经济原则。据此，提出了建立我国森林生态旅游定位站的设想，论述了其建立条件、研究内容及意义。     

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。     

生态足迹分析法在生态持续发展定量研究中的应用--以南京市1998年的生态足迹计算为例

利用生态足迹分析方法计算了南京市1998年的生态足迹和生态承载力.认为南京市生态足迹需求对本地生态系统持续发展不构成威胁,但对全国或全球可持续发展造成负面影响.     

论流域水质与水量集成规划

“水量”与“水质”是流域大系统的两个特征,水环境研究偏重于水质,而水资源研究则更偏重水量,但是“质”与“量”是不能截然分开的,它们之间既相互关联,又互影响,相互制约,构成矛盾的统一体,基于这一出发点,本文从规划方法学的历史发展与流域水环境大系统的结构分析入手,系统阐述了提出流域水质与水量集成规划基本概念,目标及其策略与技术路线。     

Harvesting the sun: New estimations of the maximum population of planet Earth

The maximum population, also called Earth's carrying capacity, is the maximum number of people that can live on the food and other resources available on planet Earth. Previous investigations estimated the maximum carrying capacity as large as about 1 trillion people under the assumption that photosynthesis is the limiting process. Here we use a present state-of-the-art dynamic global vegetation model with managed planetary land surface, Lund-Potsdam-Jena managed Land (LPJmL), to calculate the yields of the most productive crops on a global 0.5° × 0.5° grid. Using the 2005 crop distribution the model predicts total harvested calories that are sufficient for the nutrition of 11.4 billion people. We define scenarios where humankind uses the whole land area for agriculture, saves the rain forests and the boreal evergreen forests or cultivates only pasture to feed animals. Every scenario is run in an extreme version with no allowance for urban and recreational needs and in two soft versions with a certain area per person for non-agricultural use. We find that there are natural limits of the maximum carrying capacity which are independent of any increase in agricultural productivity, if non-agricultural land use is accounted for. Using all land planet Earth can sustain 282 billion people. The save-forests-scenario yields 150 billion people. The scenario that cultivates only pasture to feed animals yields 96 billion people. Nevertheless, we should always have in mind that all our calculated numbers for the carrying capacity refer to extreme scenarios where humankind may only vegetate on this planet. Our numbers are considerably higher than the general median estimate of upper bounds of human population found in the literature in the order of 10 billion.