资源环境承载力与区域可持续发展

实施"可持续发展战略"是世界各国的发展共识。可持续发展理念的核心是经济发展、资源保护和生态环境保护相协调统一。资源环境承载力是制定可持续发展战略规划的基础。只有准确衡量区域的资源环境承载力,才能从整体上以承载力为约束对国土空间进行科学规划,引导社会经济活动在资源节约、环境保护的基础上科学发展,从而实现区域的可持续发展。文章综述了与区域可持续发展密切相关的四大类资源承载力(包括土地资源、水资源、能源资源和生物资源承载力)和两大类环境承载力(包括空气环境和水环境承载力)的重要性。在综合我国国家标准文件和研究论文的基础上,总结了四大类资源承载力和两大类环境承载力的主要评价指标和评价标准。更进一步,结合我国的资源承载力和可持续发展的研究和实践现状,从研究内容和指标体系构建两方面着眼,指出应尽快制定符合我国国情的评价标准和综合评价体系,并通过简化评价过程来提高资源环境承载力评价的可操作性。     

区域资源环境承载力评价研究进展及展望

区域资源环境承载力评价是综合衡量区域人口与资源环境间的协调性、区域经济可持续发展性的重要途径与方法,全面了解区域资源环境承载力评价的研究进展对于指导未来的研究方向具有十分重要的意义。通过聚焦资源环境承载力的基础理论,区域资源环境承载力评价的方法选择、指标体系构建与实证研究,对区域资源环境承载力评价的国内外研究成果进行了综述。区域资源环境承载力的基础理论研究较少,其理论体系尚未形成;应用单一评价方法的局限性;区域资源环境承载力评价指标体系的指标选取过于庞统、缺乏定量依据;区域资源环境承载力评价的实证研究缺少对于空间尺度多元性与地域开放性的关注。未来研究中亟需解决的主要问题包括:明确区域资源环境承载力的定义、内涵与外延、本质特征、构成要素、承载机理与演进机制等基础理论内容,构建理论分析框架;定性与定量评价方法的结合使用,注重引入GIS地理空间技术方法;基于区域资源与环境的现实状况,设计针对性强、更加科学合理的区域资源环境承载力评价指标体系;建立动态监测平台,实时监控分析区域内与区域间的资源环境状况。     

基于承载力提升视角的村镇资源环境承载力评价研究：以北京大兴区采育镇为例

资源环境承载力评价是一系列国土空间规划的基础,是空间管控底线的重要组成部分。以北京大兴区采育镇作为案例区进行村镇尺度承载力评价探索,建立基于"驱动力-压力-状态-影响-响应"即DPSIR模型的承载力综合指标体系,分析镇内资源环境状况,得到各村承载力评价分级结果和基于承载力提升的空间规划方案评估结果。结果表明,采育镇内各村资源环境状态存在较大差异,这主要是由于各村人口密度、用地集约程度差异导致,也与各村用地结构、经济发展模式直接相关。该研究对未来小尺度承载力评价思路提出展望,同时为其他地区小尺度资源环境承载力评价提供参考。     

小尺度资源环境承载力预警评价研究——以大鹏半岛为例

建立资源环境承载力监测预警机制,是生态文明制度创新的一项重要工作。已开展的资源环境承载力研究多针对大尺度区域,而针对小尺度区域开展的研究相对较少。该研究在小尺度水平,以大鹏半岛为例,分别从区级和街道级两个层次构建了资源环境承载力预警评价指标体系,定量评价了2014年大鹏半岛资源环境承载状况,对资源环境承载力整体-局部的分配问题进行了探讨。结果表明,大鹏半岛资源环境承载力总体上处于轻警状态,3个街道的综合资源环境承载状况较为一致。土地资源承载力、水资源承载力、生态资源承载力、海洋环境承载力、大气环境承载水平均较高,表现为无警或轻警水平;但地表水环境承载力和固废、交通等基础设施承载力是其短板,特别是地表水环境承载力,大鹏半岛的承载指数为0.36,处于重警水平。3个街道在单要素承载力方面存在空间差异。其中,葵涌街道的土地资源和水环境承载状况最好,大鹏街道的土地资源、水环境、基础设施承载状况最差,南澳街道的水资源承载状况最佳。研究成果可为该区域资源环境开发利用、可持续发展决策提供更精准的技术支撑,也可为其他地区的小尺度资源环境承载力监测预警体系研究提供参考借鉴。     

区域地下水资源承载力综合评价的集对分析方法

集对分析是一种新的不确定性分析方法,针对关于确定-不确定系统给出了分析背景下的联系度表达式,由于其联系度概念具有鲜明的辨证性、完整性,成为处理不确定性问题的独具特色的思想方法。应用集对分析法对关中地区的地下水资源承载力进行了综合评价,评价结果得出:西安地下水资源承载力已达Ⅲ级,该地区地下水资源开发已接近饱和值;咸阳、宝鸡、关中平原、渭南等地区地下水资源承载力属于Ⅱ级,地下水资源开发利用已有相当的规模,但仍有一定的开发利用潜力。评价结果与模糊综合评价、投影寻踪法和物元分析法的结果基本相同。本方法具有概念明确、计算简单,结果合理。该方法为水文水资源的分析、评价提供了一种更为简便的方法。     

城市生态可持续性的内涵及其支持系统评价指标体系研究

构建城市生态可持续性支持系统评价模型并对其发展水平进行综合评价,是城市生态可持续性从理论研究阶段进入可操作的实际应用阶段的重要步骤。针对城市生态可持续性基本内涵,根据＂承载力-支持力-吸引力-延续力-发展力＂（CSAED）模型框架,构建城市生态可持续性支持系统的评价指标体系,以泛长株潭地区为例,分析了该区域各地市在生态环境有效改善、资源能源集约利用、社会民生和谐进步、经济高效公平增长、人口质量综合提升、政策和制度调整与完善等方面的基本情况与提升方向。评价结果表明：泛长株潭地区大部分城市生态环境有效改善水平、资源能源集约利用效率、社会民生进步程度以及经济高效公平增长水平都普遍偏低,这意味着当前该区域亟需解决城市生态承载力不够强、环境容量有限、产业结构仍待升级、就业结构不优及公共服务不足等区域经济社会发展不协调问题,以维持区域城市生态可持续性。     

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。     

村镇建设资源环境承载力测算的基本逻辑与框架

中国不少村镇出现非农化、老弱化、空废化、污损化、贫困化("五化")现象,其实质是村镇建设与资源环境承载力不协调的问题,尤其在实施乡村振兴战略的背景下,大量生产要素投向农村带来发展的同时让这种矛盾日益突出。由于缺少管理上可操作的村镇关键资源环境约束与胁迫因子的精准核算,在村镇发展规模、模式和发展方向路径选择上缺乏依据和标准。该文界定了村镇建设资源环境承载力概念,开展了村镇建设资源环境区划与功能类型划分,设计了村镇建设水、土地、生态关键约束因子及阈值测算原理,建立了村镇建设资源环境承载力综合测算逻辑框架,并提出了村镇建设资源环境承载力研究的关键问题及展望。     

基于人均生态承载力的安徽省资源环境公平性研究

通过对人均生态承载力内涵的扩展,提出了生态承载系数的概念。从多个时间断面出发,计算2001—2010年安徽省17个地市的人均生态承载力,并选取能源消耗、水资源消耗、SO2排放和COD排放4个评价因子,构建基于人均生态承载力的安徽省资源环境基尼系数和生态承载系数的计算与评价方法。结果表明:(1)安徽省SO2排放的资源环境基尼系数高于0.4的警戒线,能源消耗的资源环境基尼系数接近0.4的警戒线,水资源消耗和COD排放的资源环境基尼系数均处于相对平均等级。(2)总体来看,省内资源型城市马鞍山、淮南,经济较发达城市合肥和沿江工业城市安庆、芜湖是安徽省资源消耗和污染物排放不公平性的主要因子,需要优化资源环境分配;皖南山区城市黄山、池州和宣城是安徽省资源消耗和污染物排放公平性的主要因子。该研究可为安徽省资源环境安全性评估和分配提供理论依据。     

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。     

烟台市生态经济系统的能值分析

利用能值分析方法分析了2013年烟台市生态经济系统的能值流动状况,并提出了相应的能值利用调控对策。2013年烟台市生态经济系统的能值总用量为2.630×1023 sej,人均能值用量为4.044×10^16 sej,能值自给率为22.6%,能值密度为19.14×10^12sej/m^2,能值货币比率为2.848×10^12sej/,电力能值占能值总用量的比例为5.6%,由可更新资源及其产品支持的人口承载力为16.19×10^4人,由可更新资源及其产品、进口产品及技术共同支持的人口承载量为518.6×10^4人,能值可持续指标值为4.986。将上述计算结果与其它国家和地区进行比较表明：虽然目前烟台市经济较发达,能值利用效率和人民生活水平较高,生态经济系统的能值使用总体上符合区域可持续发展的要求,但系统能值自给率较低,生态环境比较脆弱,经济增长对外部输入的能源和资源依赖性较强。据此,提出了调整产业结构、转变经济增长方式、加强电力资源开发、发展科学教育事业等能值利用的调控对策。     

京津冀地区大气NO2污染特征研究

京津冀都市圈作为全国主要的重化工业基地,区域性大气污染问题成为关注的焦点。NO2作为二次颗粒物及光化学污染物的重要前体物,了解其在时空尺度的污染特征对于保护公众康健及大气污染综合治理具有重要意义。本研究主要基于OMI遥感反演数据并结合部分地面监测数据,研究了2005—2013年京津冀NO2区域污染特征。结果表明：京津冀NO2柱浓度总体呈现逐年升高的趋势,年平均增长速率可达5.69%。在空间格局上呈东南平原区高、西北山区低的特征,平原的年均柱浓度是山区的3倍多;平原区存在两大NO2高值区域,分别为北京-天津-唐山区域和石家庄-邢台-邯郸区域;9年内, NO2高值范围不断扩大,且呈现明显的连片趋势。各城市大气 NO2在9年内的增长趋势也表现出明显的空间差异性。其中石家庄、唐山、邢台等 NO2重度污染区域的增长速率最大,衡水、沧州、秦皇岛、廊坊等中度污染区域的增长速率次之,承德、张家口等轻度污染区域的增长速率最小。京津冀NO2柱浓度具有显著的季节变化特征,总体表现为秋冬高、春夏低,但山区与平原区差异较大。人口密度、能源消耗、机动车排放等人为因素与京津冀 NO2污染密切相关,不同城市的首要影响因素却不同。北京 NO2柱浓度变化主要受机动车排放影响,天津、唐山、石家庄、邯郸、邢台地区主要受工业燃煤的影响,其次为机动车排放。人为因素对平原区NO2柱浓度的影响作用始终占据主导地位,对山区的主导作用从2006年开始突显。此外,京津冀平原区NO2重污染中心的形成还受到特殊地形和不利的气象条件影响。2008奥运年,京津冀空气质量得到迅速且有效的改善,说明北京及周边省市联合开展大气污染治理及监管工作的有效性及必要性。     

基于投影寻踪的广东省资源环境绩效评估与分析

采用基于投影寻踪的资源环境综合绩效指数（REPIPP）,对2007年广东省各市的资源环境绩效进行了评估与分析。研究结果表明,全省资源环境绩效水平空间差异明显,呈现珠江三角洲地区高于东西两翼和粤北地区、沿海城市高于内陆城市的特点,与广东省的区域经济发展格局基本一致;在各项指标中,工业固废排放绩效的权重较大,落后地区应特别注意加强环境保护和发展循环经济,减少工业固废排放;REPIPP与人均GDP具有一定的正相关关系,但并不完全由人均GDP决定,必须通过优化经济结构、增强科技创新水平和管理水平、加强环境保护等综合措施来提高资源环境绩效水平。     

中国工业SO2排放量动态变化分析

中国工业SO2减排工作的重点。经济增长、经济空间结构变化、技术进步是影响污染物排放量变化的三个重要因素。在分析我国工业SO2排放量、排放结构、排放强度等变化趋势的基础上,通过构建对数平均权重分解模型定量分解经济增长、结构变化、技术进步这3个因素对工业SO2排放量变化的贡献。结果表明：（1）中国工业SO2排放量年均增长48.7×10^4 t,年均增长率为3.2%,且2002—2006年增速加快;（2）分地区看,1991年以来,东部地区SO2排放量所占比重明显下降,中部地区略有上升,而西部地区所占比重增加显著;（3）单位产值工业SO2排放强度在研究期内迅速降低,年均下降幅度为8.4%,对减缓SO2排放量的过快增长起到了积极作用;（4）经济增长平均每年促进SO2排放量增长183.7×10^4 t,技术进步则平均每年使SO2排放量减少134.2×10^4 t,空间结构因素平均每年减少SO2排放量0.8×10^4 t。可以看出,长期以来,虽然我国的技术水平有了一定程度提高,但经济规模的扩张使中国工业SO2排放量持续增长,对中国环境压力形成了巨大压力,同时,经济总量在不同地区的分配对SO2排放量的影响也在不断变化中。     

小城镇复合生态系统能值整合研究

运用能值理论和方法,以湖北省小城镇(大悟县)为案例,对其复合生态系统进行研究,以了解系统的能流结构和特点,为系统持续发展提供科学指导。研究结果表明,该系统能值自给率68.42%,对外界依赖性低,经济安全性高;但人均能值用量和能值密度较低,系统经济不发达。不可更新资源占能值总用量63.51%,属于资源消耗型的经济模式,环境压力较大,不利于区域可持续发展,今后应增加可更新资源的利用,提高不可更新资源的利用效率,增加科技投入,促进该区域可持续发展。     

天津市工业废水污染控制问题的研究

本文对天津市的水环境质量现状和存在的主要环境问题进行了系统分析,根据天津市污染防治长期规划,从建设工业水污染防治体系的目标出发,提出了解决城市工业废水污染控制问题的对策,方法和相应措施。并针对水资源严重匮乏地区的经济与环境协调发展问题,进行了研究和探讨。     

Ecological network and emergy analysis of urban metabolic systems: Model development,and a case study of four Chinese cities

Analysis of the structure and function of urban metabolic systems is an important goal of urban research. We used network pathways and network utility analysis to analyze the basic network structure of the urban metabolic system and the complex ecological relationships within the system, providing a new way to perform such research. Using four Chinese cities as examples, we developed an ecological network model of the urban metabolic system. By using network pathway analysis, we studied the changing relationships between metabolic length and the number of metabolic pathways, and between metabolic length and reachability. Based on the distribution of the number of metabolic pathways, we describe the basic structure and intercompartment relationships of the system. By using the sign distribution in the network utility matrix, we determined the ecological relationships and degree of mutualism between the compartments of the system. The basic components of the system consisted of the internal environment, the external environment, and the agricultural, industrial, and domestic sectors. With increasing metabolic length, the ecological relationships among the components of the system became more diverse, and the numbers of metabolic paths and their reachability improved. Although the basic network structure of the four cities was identical, the mutualism index differed. Beijing's mutualism index was superior to that of Shanghai, and much higher than those of Tianjin and Chongqing. By analyzing the structure and function of the urban metabolic system, we provide suggestions for optimizing the structure and adjusting the relationships, and propose methods for the application of ecological network analysis in future urban system research.     

Integrated water resource management at the industrial park level: A case of the Tianjin Economic Development Area

Water reuse and wastewater minimization are becoming increasingly important strategies for industrial parks. However, integrated industrial water management systems at an industrial park level have not yet been adequately investigated to determine synergies. This paper employs a case study of the Tianjin Economic Development Area (TEDA) to examine the importance of developing an integrated water resources management framework at the industrial park level. The paper presents a framework for effective and efficient management of water resources within an industrial park by taking a systems approach to conventional water management practices, designed to minimize industrial water use and maximize wastewater reuse among different tenants of an industrial park. The framework is composed of four elements: a management information system, policies and regulations, economic instruments and capacity building. The paper then considers how to implement such an integrated approach.     

Evaluation of urban metabolism based on emergy synthesis: A case study for Beijing (China)

Cities (“urban superorganisms”) exhibit metabolic processes. Disturbance of these processes results from the high throughput of the socioeconomic system as a result of the flow of resources between it and its surroundings. Based on systematic ecology and emergy synthesis, we developed an emergy-based indicator system for evaluating urban metabolic factors (flux, structures, intensity, efficiency, and density), and evaluated the status of Beijing's environment and economic development by diagramming, accounting for, and analyzing the material, energy, and monetary flows within Beijing's metabolic system using biophysically based ecological accounting. We also compared the results with those of four other Chinese cities (Shanghai, Guangzhou, Ningbo, and Baotou) and China as a whole to assess Beijing's development status. From 1990 to 2004, Beijing's metabolic flux, metabolic intensity, and metabolic density increased significantly. The city's metabolic processes depend excessively on nonrenewable resources, but the pressure on resources from outside of the city decreased continuously. The metabolic efficiency increased by around 12% annually throughout the study period. Beijing had a highest metabolic fluxes and density compared with the four other cities; its metabolic efficiency was lower, and its metabolic intensity was higher. Evaluating these metabolic indicators revealed weaknesses in the urban metabolic system, thereby helping planners to identify measures capable of sustaining these urban metabolic processes.     

运用聚类分析划分农业生态类型区

科学地划分农业生态类型区对于分类指导农业生产、合理利用农业资源具有重大的现实意义。本文通过相关分析,选择了包括自然本底、经济条件、生态环境和生态经济效益在内的26个指标,采用聚类分析的方法,把全省划分为四个生态类型区,即山区林地生态区(Ⅰ)、盆地丘陵生态区(Ⅱ)、水网平原生态区(Ⅲ)和沿海岛屿生态区(Ⅳ)。在分区的基础上,分别对各生态类型区进行了综合评述。