能源富集区土壤重金属污染与生态安全研究——以陕北为例

基于构建的生态安全指标体系和表层土壤样点数据,运用模糊综合评价法和指示克里格法进行生态安全评价和土壤重金属风险评估,结合宏观层面的生态安全评价和微观层面的土壤重金属风险评价划定了陕北生态热点区,提取出应对土壤重金属污染的优先保护区域,旨在明晰陕北能源区内生态安全状况以及土壤重金属生态风险情况,为该区土壤重金属污染控制和土壤保护与修复提供依据。结果表明,20世纪80年代以来的20余年间,陕北地区土地生态系统整体处于临界安全状态,其中西北部等级最低,南部等级最高,而能源开采区中只有煤炭典型开采Ⅱ区处于中度安全级别,其余各能源区均处于临界安全状态。各种重金属生态风险在空间上均表现出由南向北、由东南向西北逐渐增加的分布特点。陕北土壤重金属受能源开采影响明显,3类能源开采对土壤重金属影响的程度表现为天然气煤炭石油。陕北地区生态热点区中的高热区主要分布在黄陵县、黄龙县中南部和富县西北部;而中低热区主要分布在延安地区中部以南区域。陕北地区应对重金属污染的优先保护区域为延安地区中部的中—低热点区的过渡区以及洛川县。对于能源开采区而言,煤炭开采Ⅱ区及其10 km缓冲区也可划定为应对重金属污染的优先保护区,但该保护区内的土壤重金属综合潜在风险指数已接近生态危害较强等级,因此,应适当加强生态环境的保护和修复,使该区的生态环境保持可持续性。     

中国生态脆弱区的差异及绿色发展途径分析

受全球气候变化和人类活动的影响,生态脆弱区生态系统持续退化,迫切需要展开生态恢复工程等应对措施,促进人与自然和谐共生、经济发展与生态环境保护协调统一。以往的研究,更倾向于对某一类型生态脆弱区或某一生态脆弱行政区域进行研究。文章旨在从更宏观的角度,基于统计年鉴结果和相关研究报道,梳理和分析主要退化问题和区域绿色发展的需求。在阅读大量国内外相关文献的基础上,选择以中国21个涉及生态脆弱的行政区域为研究对象,对其生态环境状况、环境污染治理投资和生态修复的效率进行综合调查分析。然后,将21个行政区域划分为北方林草农牧交错区、西南石漠化区、西北混合交错区、南方红壤区和青藏高原复合侵蚀区,通过研究5个典型区域的生态脆弱差异和绿色发展情况,明确生态环境脆弱地区绿色发展的合适路径。结果表明,由于水资源的空间分布不均、土地利用规划不协调、地质地形差异大、植被稀疏等原因,造成不同地区的生态脆弱差异性明显,主要表现为南方水蚀和水土流失严重、北方土地沙化和草地退化严重。生态系统的退化阻碍了生态脆弱区实现绿色发展,一方面,植被覆盖率低限制了生态系统抵抗外界干扰的能力,另一方面,投资能力弱使得环境治理的实施力度大大降低。因此,必须结合不同行政区域的生态脆弱情况,提出合适的绿色发展途径。     

县域土地生态安全评价——以四川省丹棱县为例

建立基于自然-经济-社会子系统的县域土地生态安全综合评价体系,评价2001-2010年四川省丹棱县的土地生态安全状况,并分析土地生态系统协调度的动态变化,探讨丹棱县在眉山市所处的土地生态安全水平.结果表明,2001-2010年丹棱县土地生态安全状况总体呈好转趋势,但至2010年仍处于敏感级和预警状态,综合生态安全值由0.630 6增长至0.697 2,其中土地经济生态安全值由0.236 6增加至0.327 9,但自然和社会生态安全值分别由0.262 3和0.131 7下降至0.253 9和0.115 3.2001-2010年土地生态系统协调度由0.670 9下降至0.535 6,从2007年起系统处于不协调状态.从2008年起丹棱县土地生态安全水平高于眉山市平均水平.     

基于机器学习的武汉城市圈土地生态安全格局识别与优化策略

为明晰武汉城市圈土地生态安全格局,从经济、社会和自然3个维度构建土地生态安全评价体系,在机器学习框架Keras中利用BP神经网络对2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平进行评价,在此基础上,利用ArcGIS软件对评价结果进行空间识别,并提出相应土地生态安全优化策略。结果表明:(1)2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平小幅下降,长期处于临界安全状态,其中土地自然生态安全状况不断恶化,土地经济生态安全状况持续改善,土地社会生态安全水平增减变化差异较大。(2)武汉城市圈土地生态安全变化存在明显空间差异,土地自然生态安全水平下降较大区域主要集中在西部和南部;黄冈和黄石土地经济生态安全水平小幅下降,其他城市安全水平均有不同程度上升;土地社会生态安全水平变化较大,武汉和潜江上升1个安全等级,仙桃和孝感下降1个安全等级,咸宁下降2个安全等级。(3)研究区土地自然生态安全状况恶化的主要原因为人均耕地、耕地面积比例、森林覆盖率持续下降以及工农业废水和废弃物排放总量持续上升;土地经济生态安全状况持续改善的主要原因为工农业生产效率、居民收入和第三产业占比持续上升;土地社会生态安全系统的影响因素较多。     

五台山地区生态脆弱性评价及其时空变化

以五台山地区为研究区,基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度模型,较为全面地选取11个指标构建五台山地区生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,应用空间主成分分析、重心迁移、差异性分析等方法,对五台山地区2000、2005、2010、2015年4期的生态脆弱性进行评价,并进一步分析其时空变化、重心迁移及差异性特征。结果表明:(1)五台山地区2000—2015年生态脆弱性指数的均值为4.83,整体处于中度脆弱状态,各等级所占的面积虽处于波动状态,但仍以轻度和中度脆弱性为主,重度脆弱区域分布在北部和东北部地区;(2)2000—2015年生态脆弱指数的重心均落在繁峙县境内,且变化幅度较小;(3)2000—2015年3个县级行政区均属于中度脆弱性状态,从高到低依次为繁峙县、五台县和代县;(4)不同土地利用类型的生态脆弱性差异显著。耕地、未利用地和城乡建设用地的生态脆弱性总体水平偏高,处于中度脆弱状态;而林地和草地的生态脆弱性较低,处于轻度脆弱状态。对该地区的生态脆弱性进行定量研究,不仅能正确认识该地区生态脆弱的程度,而且能掌握其空间分布差异,从而进一步对生态脆弱区进行治理,促进资源的有效利用和生态系统的可持续发展。     

基于GIS技术及模糊物元分析法的南京市仙林新市区生态安全评价

运用压力-状态-响应模型和层次分析法构建生态安全评价指标体系,综合运用GIS技术及模糊物元分析方法对南京市仙林新市区建设前后(2003和2007年)的生态安全状况进行评价。结果表明,2003—2007年,仙林生态安全状况主要向2个方向发展,生态安全和不安全区域面积均有所增加,占区域总面积比例分别由9.6%和12.9%增加至22.3%和15.0%。由于各区域发展模式不同,生态安全状况区域差异明显。具体表现为仙鹤片区与白象片区生态安全区域面积明显增加,占研究区总面积比例分别由2.6%和3.9%增加至10.1%和9.3%;麒麟片区生态安全状况以临界安全为主,部分片区由临界安全状态向较安全状态转化;青龙片区生态安全状况变化不大。     

黄河源区生态破坏现状及保护对策

黄河源区自然条件严酷,生态环境脆弱。随着黄河源区资源开发力度逐步加大,草场和灌丛植被遭到不同程度的破坏,生态环境日趋恶化。具体表现为草原退化严重,水土流失加剧,土地荒漠化扩大,水源涵养能力大为降低。因此,保护黄河源区生态环境,建立黄河源头特殊生态功能保护区已刻不容缓。     

基于主成分分析的云南省生态脆弱性评价

人口资源环境矛盾造成了脆弱生态环境问题突出。以典型生态脆弱区云南省为研究区,根据导致该省生态环境脆弱的自然-结果表现因素,构建科学客观地评价指标体系,运用主成分分析法进行生态脆弱性分析评价。以生态脆弱度大小为依据,对云南省16个地（州）、市生态脆弱性进行了分区,划分为极强度、强度、中度、轻度脆弱区4个区。评价结果显示,极强度、强度、中度、轻度生态脆弱区分别占全省面积的5.84%、27.84%、43.08%、23.24%。为生态脆弱性评价提供了一个可行的方法,同时应用生态脆弱性分区结果可为后续的生态环境恢复重建工作、制定综合治理策略及区域可持续发展规划提供依据。     

长江上游生态功能区划研究

生态功能区划对于保障区域生态安全、推动经济社会与生态环境保护的协调发展具有十分重要的意义。长江上游是中国关键生态区域和整个长江流域生态安全的重要屏障,开展长江上游生态功能区划显得至关重要。以长江上游为研究区域,运用GIS空间分析技术,在揭示研究区生态环境敏感性与生态系统服务功能重要性空间分异规律的基础上,以子流域为基本区划单元,采用两步聚类法进行长江上游生态功能区划。研究结果表明:(1)长江上游生态环境整体上处于中度、高度敏感的状态,其中土壤侵蚀敏感性最为突出;(2)长江上游生态系统服务功能总体上呈现较重要、极重要的态势,其中水源涵养和生物多样性保护的贡献较大;(3)长江上游地区可划分为青藏高原生态区、云贵高原生态区和四川盆地生态区3个生态区,进而可细分为7个生态亚区和15个生态功能区。     

基于VSD模型的经济发达地区生态脆弱性评价——以太湖流域为例

自然与人为双重因素导致的生态脆弱性是研究关注的热点,但是较少有研究定量揭示2种因素共同作用下的生态脆弱区的空间格局,并提出针对性的空间管制措施。本文以经济发达的太湖流域为案例,借助Polsky等人提出的VSD模型,通过暴露度、敏感性和适应能力分解脆弱性,并构建包含自然和人为因素在内的、由10个要素和21个指标组成的指标体系,对太湖流域生态脆弱性进行定量评价,结果表明：（1）暴露度、敏感性、适应能力和生态脆弱性均呈现“东北高、西南低”格局;（2）太湖流域以中低强度的脆弱区为主,不脆弱区、一般脆弱区、较脆弱区、很脆弱区和极脆弱区占比分别为19%、26%、33%、15%和7%;（3）现状建设用地绝大部分分布于相对脆弱的区域内,不同类型建设用地的分布特征存在明显差异,城乡居住用地主要分布于较脆弱区和很脆弱区内,独立工业用地主要分布在较脆弱区、很脆弱区和极脆弱区内,交通用地则主要分布于一般脆弱区和较脆弱区内;（4）原有自然因素导致的脆弱性依然存在,人类活动强度增大已经成为是太湖流域脆弱性的主要诱因,人类活动范围的扩大和强度的增加将会导致脆弱性的进一步增高。结合脆弱性分区及其诱因,对不同类型脆弱区提出了空间开发或生态保护的建议和措施。极脆弱区以疏散人口和产业、强化生态建设为主;很脆弱区和较脆弱区是未来开发建设的重点,要坚持适度开发、生态开发,避免脆弱性提高;一般脆弱区作为区域开敞空间,以农业生产为主,坚持点状开发;不脆弱区以生态建设和环境保护为主,是太湖流域主要的生态服务供应地。     

生态供应链与生态型设计

生态供应链是可持续发展思想在运作管理领域的具体应用。生态型设计兼顾了经济效益和生态效益，是生态供应链的核心内容。生态型设计的实质是通过整体优化和局部优化来降低各节点企业的环境影响，借助于生态型设计可以把传统供应链代表的单程经济转化成生态供应链代表的循环经济。生态型设计由生态供应链的整体设计和组成元素的设计两部分组成，具体内容包括产品设计、原材料采购、产品生产、产品营销、产品回收和反向物流。     

生态建筑及其绿色生态住区环境效益

从生态建筑的内涵出发，以国内外生态建筑实例为理论依据，绿色生态住区为对象性，阐述了绿色生态住区的开发与建设，应遵循生态设计理论和生态美学观念，符合可持续发展规律，并将绿色生态住区的构建视为生态建筑的观察平台，指出生态建筑的规划与设计必须考虑环境的生态、社会及其经济效益的统一。     

Ecological Modelling by ‘Ecological Modelling'

On the basis of a statistical analysis of the papers published in Ecological Modelling from 1975 to 1996, it has been attempted to examine the development of the field of ecological modelling and systems ecology. It was found that while models of aquatic ecosystems and management issues were more in focus in the 1970s, terresterial ecosystems and ecological theory have gained attention during the 1990s. Interest in ecotoxicological models seems to have increased only slightly during the entire period. It is interesting that financial support for the area of ecological modelling and systems ecology is closely related to the number of publications, which can be seen from the number of papers published by various countries in the journal. Hopefully, this clear message can be used to show to politicians that these relationships are real.     

生态人居小区水环境的生态工程’

生态人居小区内水环境的生态工程的规划设计总原则是整体、协调、自生、循环。在结构上辐合多个环节，整合多种功能，从给排水工程到水生态工程，系统调度与整合雨水、地下水、上水、中水、下水、地表水、景观水等，从小循环到大循环，保障生态循环。给水排水；还有调节水文；供养生物、保障生物质的生产、维护生物多样性；促进营养盐和有机质循环、吸尘、减噪，防减热岛效应，净化环境；调节小气候、缓冲干扰；及活化生境、美化景观和环境；以及为居民提供教育、美学、艺术，陶治情操、游息及休闲娱乐等生态、社会、经济多种服务功能。充分展现其功能性、经济性、安全性、生态性、景观性、文化性、均好性、人(情感、社会)性、可持续性。有益保护自然，可持续发展。     

花园城市的生态建设规划—以广州市为例

从城市规划学、生态学、景观生态学及其规划等理论与实践的基础上，研究广州市城市园林绿地景观系统的现状和广州建设成花园城市目前所存在的问题，系统地闻述了广州建设成花园城市所必须遵守的指导原则和指导思想。并针对广州花园城市建设中城市园林绿地系统的规划提出合理化建议。     

全国重要生态功能区生态安全评价

《全国生态功能区划》提出的50个国家重要生态功能区域,对于国家和区域生态安全保障具有重要指导意义。从生态胁迫和生态结构与功能2个方面选取指标构建生态安全评价体系,以2000、2005和2010年生态系统遥感数据为基础,分区对全国重要生态功能区生态安全进行评价,识别生态安全状况呈恶化趋势的区域,为全国重要生态功能区的生态安全保障工作提供理论基础和科学依据。结果显示,水源涵养区和生物多样性保护区的生态安全指数相对较高,土壤保持重要区的生态安全状况较差;重要生态功能区总体生态安全状况呈下降趋势,比较显著的变化包括洞庭湖洪水调蓄重要区和藏东南山地热带雨林生物多样性保护重要区的生态环境状况改善明显,黑河中下游防风固沙重要区的生态安全指数值最小且呈下降趋势。     

加强生态保护,维护国家生态安全

在详细论述生态安全概念和内涵的基础上,阐述了维护国家生态安全在保障国家安全、维持中华民族的生存与发展和维护人民群众切身利益等方面的重要性,分析了我国面临的环境严重污染、生态赤字扩大、物种资源破坏和自然灾害频发等方面严峻的生态安全形势,提出了规范国土空间开发秩序、完善生态保护政策法规、建立生态监测评价体系、强化资源开发环境监管和提高全民生态安全意识等维护国家生态安全的对策措施。     

Ecological state equation

The direct equivalence between ecology and thermodynamics has not been attained despite accepted thermodynamic features of the ecosystem. This article explores the homeomorphism between ecology and statistical mechanics by analysis of ruderal vegetation. In conventional thermostatistical algorithm, the pro-kinetic effect of temperature on molecules was replaced by the anti-kinetic effect of species diversity on biological individuals. The existence of an ecological equivalent of the thermodynamic Boltzmann constant was empirically verified. From the relationship of this constant with biocenological variables, we derived a probable ecological equation of state under stationary and quasi-stationary conditions. This equation of state is homeomorphic with regard to the ideal gas state equation, and it is useful to infer the value of some biocenological parameters whose direct measurement is difficult, as biomass, energy and dispersal. According to these results, ecosystem assessment from conventional thermostatistics is plausible and empirically verifiable. This approach offers useful analytical tools for the conservation and restoration of ecosystems.