陕西省城市化与生态环境系统耦合关系

采用层次分析法(AHP)和系统科学的理论构建了城市化与生态环境系统的评价指标体系和耦合模型,并将这个耦合系统的演化周期分为低级共生、协调发展等4个阶段,根据耦合度为45°时,耦合效果最佳的理论又可将协调发展阶段分为相对协调、最佳协调、低度协调3个状态.1990-2008年陕西省的城市化综合指数呈现直线上升的趋势,生态环...     

京津冀地区资源-环境-经济协调发展模式探究

促进京津冀地区资源环境与经济协调发展是京津冀协同发展的目标之一。将物质流分析方法和系统动力学结合,构建资源-环境-经济系统动力学模型,设置经济加速发展模式、惯性模式、资源环境保护模式和协调发展模式,通过不同模式的对比探寻京津冀资源-环境-经济协调发展的最优路径。结果显示:协调发展模式下各地社会经济保持较快发展,通过调整产业结构,增加环保和科技投资,提高工业固废回收利用率等措施,3地资源环境压力减轻,协调发展度提高幅度高于另外3种模式,是京津冀地区资源-环境-经济协调发展的相对最佳方案,但是河北省仍需注意化解城镇化进程中资源环境压力上升的问题。     

半城市化区域能源-经济-环境关系分析

高效、经济、洁净的能源保障是半城市化地区向城市化推进的重要物质基础,能源、经济、环境三者的协调作用与健康有序发展是保障半城市化区域可持续发展的重要条件.基于厦门市集美区半城市化的特点,分析了该区域能源-经济-环境(3E)之间的关系,揭示3E关系瓶颈产生的原因,旨在为构建半城市化区域可持续发展的3E系统提供帮助.分析结果表明,粗放型的能源利用方式、产业结构调整过程中忽视能源的集约利用以及环保意识薄弱是制约集美区3E系统协调发展的重要因素,因此合理利用能源,提高能源利用效率、优化能源和经济结构体系以及加强环境保护意识都将是构建集美区和谐3E系统的有效途径.     

快速城镇化地区生态-环境-经济耦合协同发展研究综述

国外不乏城镇化与生态、环境双向作用关系、城市可持续发展路径等研究,但由于城镇化进程和国情不同,国外鲜见快速城镇化地区的研究。快速城镇化地区作为我国经济社会活跃的地带,又是矛盾多发、尖锐的地区,存在生态、环境、经济诸多问题。有必要梳理快速城镇化地区生态-环境-经济耦合协同发展的文献,查找研究的不足和努力的方向,贯彻生态文明,指导我国城镇化的快速发展与质量提升。当前快速城镇化地区的研究梳理为3个方面:其一,国家尺度、区域尺度、区位布局层面快速城镇化地区内涵外延界定,其存在的区内生态、环境、经济问题、以及区际矛盾;其二,快速城镇化地区生态维度、环境维度、经济维度等单一维度、某一方面的研究;其三,快速城镇化地区生态-环境-经济多要素、多维度间耦合关联与协同发展的研究。总结出当前研究存在的3个不足:即单维度研究多、两维度次之,多维度、系统性、多学科研究缺乏;结构、功能构成论研究多,耦合生成内在机理研究少;东部发达地区研究多,中西部加速城镇化地区研究少。基于此,提出了快速城镇化地区生态-环境-经济耦合协同研究努力方向,应针对微观、中观、宏观不同区域层次界定和研究快速城镇化地区;研究重点由单纯注重东部地区状态分析和问题验证,转向东部地区经验借鉴和中西部地区过程监督、指导并重。研究视角上综合运用经济学、系统学、地理学等多科学知识和方法;研究主要内容从生态、环境、经济系统构成论走向生成论。借鉴一般性区域生态-环境-经济耦合模式和耦合协同量化测度方法。注重理论研究和实践的对接,实现农户、企业、政府等主体,产业、生态、环境等政策,科技、制度、信息等要素,土地、规划、建设等管理部门的协同。     

快速城市化区域经济与环境协调发展动态评价——以深圳宝安区为例

经济和环境的协调性分析是可持续发展研究的基础。目前,协调评价在应用方面多集中于现状评价和短期动态分析,关注城市化长期进程的案例较少,且研究尺度多数是城市及以上水平,对于行政区及更小尺度的研究相对较少。以典型快速工业化、城市化城区——深圳市宝安区为例,选取与城区经济社会发展水平和生态环境状况密切相关的9个指标,建立经济环境协调发展评价指标体系,通过计算协调发展度,对1994─2012年宝安区的经济社会系统与环境系统的协调性动态变化进行了分析。研究表明,20年间,宝安区经济社会综合指数大致呈逐年升高趋势,生态环境综合指数先稳定升高后大幅下降再持续升高最后略有降低,经济与环境的关系经历了经济滞后-环境经济同步-环境滞后的转变,经济-环境协调发展度总体呈先上升后下降再上升的变化特征。可将1994─2012年分成3个阶段:城市化初期(1994─2000年间),宝安区经济-环境协调发展水平稳定提升,从初级协调-中级协调-良好协调;城市化中期(2001─2006年间),协调发展度大幅下降,从中级协调-初级协调-勉强协调(2006年);城市化后期(2007─2012年间),协调发展水平稳定提升,经历了勉强协调-初级协调-中级协调的变化。宝安区经济-环境协调度的变化特征与其城市化过程中经济社会发展和生态环境保护建设历程关系密切。研究成果可为城区可持续发展决策、生态文明建设提供技术支撑,也可为其他快速工业化、城市化地区协调发展提供参考。     

1,3-丁二烯与DNA交联致癌机理的研究——代谢产物与鸟嘌呤反应及与DNA交联作用的AM1计算

采用AMI方法计算了环境致癌物1.2-环氧3,4-丁烯(EB)和1,2,3,4二环氧丁烷(DEB)与DNA鸟嘌呤反应过程速率控制步骤的活化能及DEB与DNA片段生成烷化交联产物的结构和能量、结果得出:用烷化反应的难易程度难以解释DEB的致突性比EB大100倍的实验事实;强致突的DEB可与鸟嘌吟发生两次烷化反应,生成DNA交联产物,交联后的DNA结构稳定、变形小:而EB则不能交联.这可能为两者基因毒性差异巨大的分子机制.     

铝-草酸和铝-麦芽酚手性配合物特性的密度泛函理论研究

手性物质广泛存在于环境和生物体中,探讨环境体系中手性金属-有机配合物特性具有重要科学意义.本文采用密度泛函理论(DFT)结合团簇模型(CM)的量子化学计算方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平下,以铝-草酸和铝-麦芽酚为典型实例,研究手性"铝-有机配合物"的动静态性质,系统地开展了以下工作:(1)优化得到了1对铝-草酸和3对铝-麦芽酚手性配合物,并通过静态结构参数、能量参数和谱学性质分析了手性配合物之间的差异;(2)模拟了手性配合物可能存在的10条水交换反应路径,对比了手性配合物水交换反应速率常数;(3)通过Berny方法得到了铝-草酸手性配合物异构体构型转化的动态反应路径,并计算了对映体构型转化的活化能.结果表明,手性对映体具有基本相同的静态结构和能量特征,但偶极矩存在明显差异;溶剂效应对手性对映体静态结构特征、偶极矩和动态水交换反应速率均有影响;手性对映体之间可发生构型相互转化从而改变对映体所占比例.     

基于时空理念的区域协调度模型及实证分析

以区域关系的实质为着眼点,将协调度的内涵界定为度量系统之间或系统内部之间协调状况好坏的定量指标,以此为基础,从社会经济和资源环境2个子系统之间的协调性入手,选择指标构建评价模型,对1990-2003年新疆区域发展的协调性进行了阶段性分析,结果表明社会经济子系统及资源环境子系统发展水平在波动中提升,2个子系统之间的协调性整体上在逐步改善;从空间上对新疆87个县市协调性进行了对比分析,结果表明空间差异性较大.     

100年来东湖富营养化发生的沉积学记录

在210Pb计年的基础上,运用水生生物遗存、色素、有机碳同位素和磁化率分析了东湖钻孔沉积物中的生物与环境信息,重建了东湖100多年来湖泊营养与环境演化历史.研究发现东湖100多年来在人类活动不断增强的背景下,指示重金属污染的磁化率和指示湖泊富营养化的色素指标如蓝藻叶黄素(Myx)、颤藻黄素(Osc)快速上升,相应的水生生物如介形虫、腹足类、水生高等植物等表现明显的组合和变化阶段,同时有机碳同位素偏正与湖泊生产力升高和藻类繁盛有关.沉积记录表明东湖生态系统近代发生了深刻变化,湖泊营养演化自早至晚呈现四阶段性:贫营养阶段(1900-1966AD)色素水平低、拥有较丰富的水生高等植物和腹足类;中营养阶段(1966-1983AD)色素含量增高、水生高等植物和腹足类减少;富营养化阶段(1983-1989AD)色素含量快速增高、水生高等植物消失;超富营养化阶段(1989AD－至今)色素含量稳定居高、某些耐污染的介形类较繁盛.结果对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、以及如何治理湖泊环境具有现实的意义.     

基于夜间灯光和社会经济数据的城市扩张协调性研究

近几年,随着城市迅速扩张,其协调性成为限制城市发展的重要因素。选择2015和2019年江苏省72个县级单元夜间灯光数据和社会经济数据,采用空间自相关模型和四元协调度模型分析城镇人口、GDP、夜间灯光和建设用地的空间集聚情况,揭示近年来江苏省城市扩张协调性。结果表明,(1)城镇人口、二三产业产值、建设用地和夜间灯光呈现出明显的空间集聚特征,主要集聚状态出现在江苏南部区域。(2)在72个县级区域中,10%的区域土地城镇化增长速率小于人口城镇化,其他90%的区域土地城镇化增长速率大于人口城镇化。整体来看,全域土地城镇化速率快于人口城镇化。另外,约30%的区域土地城镇化增长速率高于经济,约70%的区域土地城镇化增长速率低于经济。整体而言,大部分区域用地效率良好,属于有序扩张。(3)从经济-人口-夜间灯光-建筑用地的协调度来看,2015和2019年95%的县级区域处于协调发展状态。对比2个年份可知,江苏省40%的区域协调度处于增长趋势,其他60%的区域协调度处于下降趋势。研究结果可为江苏省优化城市扩张,促进区域健康、协调的可持续发展提供思路。     

社会-生态耦合分析视角下普达措国家公园生物多样性价值评估

基于社会-生态耦合分析视角,评估生态系统服务并量化服务间的权衡与协同作用对生态系统服务研究和国家公园规划管理具有理论与实践意义。以中国普达措国家公园为研究对象,采用SolVES模型和InVEST模型,构建感知生物多样性价值与生境质量的耦合度/耦合协调度模型,并结合热点分析工具得出社会-生态热点图,综合评估研究区生物多样性价值。结果表明：(1)感知生物多样性价值高值区呈现“多核心、多条状”的空间格局,与距道路远近以及距水体远近呈显著负相关关系,与海拔高低呈显著正相关关系,且在有林地的价值指数达到最大。(2)研究区生境质量的空间格局呈现“中部、中南部和东北部高而西部和东部低”的分布特征;其中,山区林地草地多为生境质量高值区,河谷平坝地区多为生境质量低值区。(3)感知生物多样性与生境质量的耦合度属于高水平耦合,两者处于良好协调的中级水平阶段,且耦合协调类型为社会滞后型。(4)社会-生态热点区域主要位于公园西南部,形成“单条状”分布特点,部分零星分布于东北部。相比之下,社会-生态冷点区域比较集中,主要位于公园东部,属于尼汝河下游流域。该研究可为重构生物多样性研究的理论框架以及生物多样性保护、调...     

基于自然资源价值核算的深圳市绿色经济协调发展分析

开展自然资源价值核算与社会经济发展之间的协调关系研究,是衡量一个地区能否实现可持续发展目标的重要技术手段。该研究基于深圳市自然资源资产负债表价值核算体系,利用2007、2011和2016年遥感影像解译出的土地利用数据核算深圳市自然资源资产价值,并运用绿色经济协调度指数(GEI)定量分析自然资源与社会经济之间的协调发展程度。研究表明:(1)2007—2016年深圳市各类自然资源面积总和下降144. 53 km2,年均降幅1. 00%。(2)近10 a深圳市自然资源总价值减少561. 95亿元,林地和水体的价值总量约占深圳市自然资源价值总和的71. 43%。(3)深圳市自然资源的无形资产价值远大于实物资产价值,无形资产价值占比约94. 68%。在实物资产价值中,土地价值占比最高;无形资产价值中,固碳释氧和气候调节价值是主要贡献者。(4)2007—2016年深圳市绿色经济协调发展等级为低度冲突状态,但呈逐步改善的趋势。     

环氟菌胺在土壤和水-沉积物系统中的降解研究

环氟菌胺是一种新型酰胺类杀菌剂,其在环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了环氟菌胺在不同土壤和水-沉积物体系中的降解特性。结果表明,好氧条件下,其在江西红壤、太湖水稻土、东北黑土中降解速率分别为0.007、0.007、0.009 d~(-1),降解半衰期分别为99.0、99.0和77.0 d;积水厌气条件下降解速率为分别为0.004、0.004、0.011 d~(-1),降解半衰期为173、173和63.0 d。不同类型土壤中降解速率大小为江西红壤≈太湖水稻土东北黑土,土壤p H值是影响环氟菌胺在土壤中降解的主要因素。好氧条件下河流与湖泊水-沉积物系统中环氟菌胺总量的降解速率分别为0.032、0.028 d~(-1),降解半衰期分别为21.7和24.8 d;厌氧条件下其降解速率分别为0.028、0.023 d~(-1),降解半衰期分别为24.8和30.1 d。河流体系的降解速率高于湖泊体系,好氧条件下降解速率高于厌氧条件。环氟菌胺在水-沉积物体系中主要存在于沉积物中,系统降解速率主要受沉积物中的降解速率影响。环氟菌胺在土壤中具有较强稳定性,进入水-沉积物系统时主要分布于沉积物中,可能会对水体和土壤环境造成一定的污染。     

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。     

基于不同填料的人工湿地环境经济价值核算及可持续性评价

为科学评价人工湿地的环境经济价值及可持续发展潜力,以3种典型的人工湿地(填料分别为砾石、沸石和陶粒)为研究对象,采用能值分析的方法,在人工湿地概念化设计的基础上分别核算3种人工湿地系统的环境经济价值,评价其可持续性。结果表明,3种人工湿地的环境经济价值相差不大,砾石1.30×10~(18) sej·a~(-1)、沸石1.20×10~(18) sej·a~(-1)和陶粒1.21×10~(18) sej·a~(-1),其中资源价值是其主要部分,分别占环境经济价值的81.54%、79.97%、80.20%;3种人工湿地的成本价值分别为砾石1.63×10~(17)sej·a~(-1)、沸石6.53×10~(16) sej·a~(-1)和陶粒7.87×10~(16) sej·a~(-1),其中建设成本价值所占比重最大,分别占成本价值的94.48%、91.27%和91.86%;3种人工湿地系统的经济效益比较接近,砾石(1.137×10~(18) sej·a~(-1))沸石(1.135×1018 sej·a~(-1))陶粒(1.131×1018sej·a~(-1)),而效益/成本比率呈现较明显差异,沸石(17.38∶1)陶粒(14.37∶1)砾石(6.98∶1);3种人工湿地系统的可持续性均较高,可持续性指数依次为沸石(209.29)陶粒(137.11)砾石(36.11)。环境经济价值中,资源价值占绝对优势,这表明中水作为一种可再生资源可以降低系统对环境的压力并发挥中水回收利用的潜力。沸石填料的人工湿地相对于其他两种类型的人工湿地具有环境经济效益最为显著、环境负载率最小和可持续发展水平高等优势,该研究可为人工湿地的填料选择及建设运行提供参考。     

精准扶贫视角下生态系统服务与多维贫困耦合协调差异:以甘肃秦巴山贫困核心区为例

促进贫困地区生态保护与经济建设协调发展是新时代国家扶贫开发的重要策略之一,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以甘肃秦巴山贫困核心区为例,采用InVEST模型、市场价值法和影子工程法综合评估以水源供给、土壤保持、水质净化和固碳释氧为主的区域生态系统服务价值。运用参与式农村评估法,基于农户多维贫困测度指标体系,核算多维贫困指数。在综合测度两者耦合协调差异的基础上,分析其耦合协调差异的主要影响因素并针对性地提出分类指导策略。结果表明:(1)甘肃秦巴山贫困核心区25个特困片区生态系统服务价值为1 525.05亿元,其中,固碳价值最高。在各地类中,园地平均生态系统服务价值最大,耕地最小;(2)在25个特困片区的多维贫困中,基本物质需求相对充裕,健康状况贫困、文化教育贫困和社会关系贫困次之,经济收入贫困最严重;(3)由耦合差异分析可知,车拉、藏族等9个片区为生计资本落后型,经济收入、社会关系和文化教育是制约生态系统服务价值显化的主要因素。南阳、崖城等12个片区为生态资产落后型,林地、园地等高生态系统服务价值地类缺乏制约了多维贫困的持续改善。临江、新寨和大桥3个片区为协调发展型,仅理川片区为衰退失调型;(4)依据不同耦合差异类型及制约因素针对性地提出了分类指导策略,为精准扶贫战略决策提供科学参考。     

河南省平顶山市大气降尘的化学特征及其来源解析

为系统反映河南省平顶山市大气降尘的特征,选取平顶山市5个典型功能区(工业区、交通区、居民区、文教区、居民商业混合区),于2008年5月-2009年4月用圆筒型集尘缸采集60个大气降尘样品,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和离子色谱法(IC)分别对其中的20种元素浓度和14种离子浓度进行了分析.结果表...     

“污水-微藻-能源”串联技术新进展

水资源危机和能源危机给人类社会的可持续发展带来前所未有的挑战。微藻具有特殊的生理生态功能和突出的优点,是开展污水净化和生物质能源生产的不二选择。文章在简介微藻清除水体氮磷的特点、作用机理及其影响因素、微藻生产生物质能源的优势、油脂积累机制及其影响因素的基础上,提出一种基于微藻为中介以实现污水氮磷去除与生物质能源开发的串联技术体系。该＂污水-微藻-能源＂串联技术体系从微藻自身的生理生态特色出发,将其在污水净化与生物质能源生产上的优势有机结合起来,实现从污水中索要营养物质供微藻生长需要,以低成本、高效开发利用微藻生物质能源,为共同协调解决水资源危机和能源危机提供了新的思路与途径。通过探讨＂污水-微藻-能源＂串联技术体系的核心理念与开发基础,指出串联技术体系必须重视优质微藻品种的选育、光合生物反应器优化、耦合系统的完善以及高附加值胞内物质后续开发等几个关键技术环节。文章最后展望其发展趋势与应用前景。＂污水-微藻-能源＂串联技术体系的开发应用,有望缓解当前社会面临的水环境污染和能源紧缺双层压力,实现社会、经济、资源与环境的可持续发展,具有极其广阔的应用前景。     

苏州城郊光福镇城乡生态经济协调发展研究

本文从经济生态系统的角度,研究一个小集镇(包括它所辖的村)的生态经济系统的结构和功能.生态经济系统的观点,即城市、集镇及其周围农村的环境、经济、社会的相互作用,都是以城乡居民生活及经济活动为核心.从生态经济系统看,城乡是一个整体.根据这个观点,对于城乡生态经济系统的研究,设计一个由自然环境、经济生产、     

近十年生态工程在中国的进展

我国生态工程近 1 0多年有进一步发展 ,研究和应用对象扩展为社会 -经济 -自然复合生态系统 ,目标明确为可持续发展 ,从追求一维的经济增长或环境与自然保护 ,走向富裕、健康、文明三维一体的复合生态繁荣。在充实“整体、协调、循环、自生”的生态工程原理和生态控制论的基础上 ,总结出生态工程设计的 8项原则。方法论发展为从物理过程的量化走向生态过程的序化 ,从工程结构的优化走向生态格局的进化 ,从机器的人工智能走向人的生态智能。技术路线发展了硬件、软件、心件耦合 ;多学科、多技术的系统组合 ;调控复合生态系统全生态过程 ;寓环境保护于生产和消费中 ,寓废弃物处理于利用中 ;结构和功能纵横耦合成食物链网式、生命周期式、生态系统式等网络结构