突变级数法在区域生态系统健康评价中的应用

目前在多目标综合评价方面有层次分析、因子分析、模糊评判等诸多方法．但有些方法对权重的确定主观性较大或计算过程过于复杂。介绍了突变理论用于多准则决策问题的基本思想和步骤，该法不需对评价指标赋以权重。它只考虑指标的相对重要性。避免了直接使用难于确定且主观性较大的“权重”概念。因而显得简易。同时．突变级数是一种多维模糊隶属函数。用它来计算通常模糊数学的多目标评价决策问题。就更适宜和更准确。以广东省生态系统健康评价为实例．引用相关文献中的数据构建了适用于突变级数法的层次结构指标体系．运用突变理论中的归一公式。计算了广东省生态系统的健康得分，发现健康排名与实际情况较为符合．证明了该方法的可行性。文章同时使用了加权平均法对指标体系进行计算，通过比较。发现原文献的结果与本文采用的两种方法的评价结果基本一致。尤其是健康程度较好和较坏的区域。实例表明．突变级数法较为简便、快捷和可靠。这为解决区域多目标评价问题提供了一种新的思路。     

生态文明阈值和绿值二步测度:指标-指数耦合链方法

拟破解生态文明测度和评价的现存难题:在指标选取方面,评价目标模糊,指标筛选的主观性强,缺乏结构化方法,导致指标泛化,与一般环境经济评价混淆;在测度标尺方面,无法确定生态文明阈值,对不同文明阶段用同一把尺子去衡量,导致一些非生态文明区域的排名反而靠前;在应用价值方面,综合指标值失去生态经济意义,只是一个抽象的排名数字,导致测度结果不便于理解和运用。为此,依据文明演化的共生理论创立指标-指数耦合链方法,用以导出生态文明测度的阈值和绿值二步指数。依次运用扎根理论法、PSIR及SEM结构模型、足迹家族法、Lotka-Volterra模型等工具,构建从生态文明的指标体系到二步指数的结构化耦合链。全过程始终聚焦生态文明的本质属性——产业与生态的互利共生性:以定性科学属性为出发点,以人与自然复合系统的结构模型为纽带,以生态文明阈值和绿值二步指数定量模型为归宿点。其中,阈值用产业受力指数、生态受力指数和共生度指数3项指数进行衡量,合称为阈值指数;而绿值用1项综合反映区域产业与生态的总量、共生程度和均衡程度的绿值指数进行衡量。据此进行区域生态文明的二步测度。第一步,基于阈值指数的阶段或资格判定:通过产业与生态的共生性,考量被测区域是否进入生态文明门槛,"未入门"区域处于哪一个文明阶段。第二步,基于绿值指数的水平判定:通过产业与生态的互利共生程度,考量"入门"区域的生态文明水平。研究表明,指标-指数耦合链方法不仅可以有效克服单纯指标体系综合法或指数函数法的缺陷和难点,而且能够将两者的长处结合起来。如此,不仅能够避免生态文明测度结果与物质文明"成正比"的弊端,而且能够通过从生态文明二步指数回溯至指标体系的逆向解耦,分析出导致生态文明问题的根本原因,便于提出切中肯綮的对策。     

基于混合指标值TODIM方法的东营市生态系统健康评价

城市生态系统健康评价是城市可持续发展以及城市生态文明建设的需要。在当今各种"城市病"频发的背景下,研究城市生态系统健康水平,不仅有利于协调城市发展与城市生态系统健康之间的矛盾,而且对于指导城市建设规划编制,监控城市生态环境的可持续发展具有重要的现实意义。鉴于此,论文在原有的城市生态系统健康评价指标的基础上,通过基于混合指标值的TODIM方法评价东营市2007—2013年间的城市生态系统健康状况,并分析活力、组成结构、恢复力、维持生态系统服务功能以及生态系统认知的构成指标对城市生态系统健康状况的影响。为了避免主观判断对城市生态系统健康评价的不确定性,文章采用兼顾客观信息和主观信息的组合权重赋权法确定各个指标的权重;根据东营市城市生态系统健康评价指标的特性和数据特点,建立了混合多属性决策TODIM方法的数学模型;采用扩展的TODIM方法对东营市城市生态系统健康状况进行评价,并分析了各个指标在城市生态发展过程中的作用。研究表明:(1)东营市的城市生态系统健康状况一直向好,由脆弱状态逐渐过渡到亚健康状态,但是生态状况仍然不容乐观,距离健康状态仍有较大的差距;(2)环保投入力度不足、污染物排放量增加、产业结构仍不完善、建成区人口密度过高等成为制约东营市城市生态系统健康发展的突出问题。文章提出了相应的对策建议,以促进城市生态系统的健康发展。     

山东寿光沿海湿地生态系统健康诊断

以寿光沿海湿地为例，运用二级模糊综合评判模型对湿地生态系统的健康进行了综合评价。首先从湿地生态特征、整体功能特征及外部社会环境三方面选取23项评价指标，构建了寿光沿海湿地生态系统健康的综合评价体系，整个指标体系分为单项指标、亚类指标和综合指标三个层次：然后进一步把评价指标划分为很健康、健康、亚健康、疾病4个等级，运用定量、半定量与定性相结合、定性描述等多种手法界定了等级划分标准，确定了各指标的等级隶一度，构造了隶属评判矩阵；通过专家咨询法．确定了各指标的权重，构造了权重向量；最后，运用加权平均型二级模糊综合评判模型对寿光沿海湿地生态系统健康逐级进行评价。评价结果显示，该温地系统在最大隶属程度上处于亚健康状态。     

基于属性层次-识别模型的重庆市南岸区生态系统健康评价

从复合生态系统的角度,构建自然 社会 经济复合生态系统的城市生态系统健康评价指标体系,并应用属性层次 识别模型建立了城市生态系统健康属性综合评价体系。以重庆市南岸区为例,运用该模型和方法对重庆市南岸区的城市生态系统进行评价,结果表明重庆市南岸区的生态系统属于亚健康类。并根据评价的结果,对影响重庆市南岸区生态系统健康属性的指标进行分析,表明南岸区的城市生态系统正处于过渡阶段,正是城市发展的关键时期,而且其城市生态健康有诸多限制性因素,必须要依靠科学合理的规划和实施方法才能引导城市生态系统向健康的方向发展。为了改善其城市生态系统健康的状况,从长远的考虑,提出了相应的调控措施和方法.     

基于属性层次-识别模型的重庆市南岸区生态系统健康评价

从复合生态系统的角度,构建自然-社会-经济复合生态系统的城市生态系统健康评价指标体系,并应用属性层次-识别模型建立了城市生态系统健康属性综合评价体系。以重庆市南岸区为例,运用该模型和方法对重庆市南岸区的城市生态系统进行评价,结果表明重庆市南岸区的生态系统属于亚健康类。并根据评价的结果,对影响重庆市南岸区生态系统健康属性的指标进行分析,表明南岸区的城市生态系统正处于过渡阶段,正是城市发展的关键时期,而且其城市生态健康有诸多限制性因素,必须要依靠科学合理的规划和实施方法才能引导城市生态系统向健康的方向发展。为了改善其城市生态系统健康的状况,从长远的考虑,提出了相应的调控措施和方法。     

基于层次分析法的城市河流生态修复评估

城市的发展改变了许多河流的自然水文环境,并导致河流生态系统中水质、物理生境和生物完整性下降。评估受损河流水体修复的效果,需要结合物理、化学的参数,以及对生物结构、多样性和过程的影响。构建了包含河流水力、水质、水生生物、河岸带及物理结构5个方面15个指标的城市河流生态修复评估指标体系,运用群组决策的层次分析法(AHP),确定了各指标的权重,重要性排序前5位依次为：水质污染指数、鱼类IBI、水源补给量、藻类多样性、透明度。并以我国南方城市岐江河整治修复状况为例进行综合评价,结果表明,河流生态系统修复评估结果为可以接受,体现了河流整治工程使河流水质、生态的状况有所改善,但河流生态系统恢复需要较长的周期,修复初期生态系统仍处于受损状态。〖     

生态系统健康效果-费用分析方法在广州城市生态规划中的应用

生态系统健康是应用生态学界近年来的研究热点和前沿,并且已被越来越多地应用到城市生态研究中.在广州城市生态规划研究中,尝试将生态系统健康评价方法应用到生态规划方案的评估与决策中.首先建立城市生态系统健康评价指标体系,然后对提出的生态规划方案进行费用效果分析,用以指导方案的选择与决策.在费用效果分析中,以方案所需投资作为费用,以方案实施后能促使城市生态系统达到的健康程度作为效果.本文采用5个要素,即活力、组织结构、恢复力、维持生态系统服务功能、对人类健康的影响等,来构建城市生态系统健康的评价指标体系.通过对这5个要素的进一步理解和分析,提出了初步的城市生态系统健康评价指标体系,包括12个类别,49个指标.为确保这些指标之间相互独立,搜集广州市1991-2000年间49个指标的样本数据进行主成分分析筛选掉对总体贡献很小的指标,保留对总体贡献较大的指标,确定了最终的评价指标体系,同时也得出了各指标的权重.最后,通过测算规划方案中各类型的生态环境建设项目投资力度在变动±10%、±20%、±50%时,对生态系统健康状况改善的影响程度,以掌握各生态环境建设项目对于城市整体生态健康水平的重要性排序,为优先安排生态环境建设项目提供决策参考依据.     

制造业产业集聚对生态城市建设影响的定量研究——基于CR4指数的实证研究

生态城市的建设和发展离不开产业集聚的支撑和支持,高度的产业集聚有助于协调好城市经济、城市环境发展之间的关系.参照国家环境保护部组织修订的<生态县、生态市、生态省建设指标>,选取数据相对比较齐全的"农民年人均纯收入"、"第三产业比重"、"森林覆盖率"、"单位GDP能耗"、"城镇化水平"、"工业固体废物处置利用睾"6项指标,应用衡量产业集聚水平的CR4指数,通过主成分分析法建立了综合CR4指标,以及衡量生态城市建设水平的综合指标.产业集聚对生态城市建设影响的定量分析表明:科技水平的提高有助于生态城市的建设;社会经济的发展有牺牲生态环境的倾向;人们认知水平的提高能够促进生态城市建设;产业聚集程度的提高会带来生态城市建设水平的提高.     

人类文明与生态安全:共生空间的演化理论

从产业-生态复合系统的视角研究人类文明演进与生态安全变化的一般规律。现有相关研究在工业文明向生态文明演进的"质变"边界、如何克服人与自然"二元分立"理论的局限性、人类文明与生态安全的相互作用关系等方面尚有缺陷。为解决这些问题,根据人类文明史和共生理论,将产业系统与生态系统共生关系的已知类型拓展成完整的模式谱系。由此揭示出人类文明与生态安全演化的本质属性:共生属性。为进一步论证这一论断,由共生关系谱系分别推演出人类文明的产业属性、科学属性和生态安全属性等。研究表明,人类文明的演进包含以下几个阶段:本色文明(即原始文明、采猎文明、天然生物文明),黄色文明(即农业文明、人工生物文明),黑色文明(即传统工业文明、天然化学文明),青色文明(即新工业文明,包含人工化学文明、天然和人工物理文明),绿色文明(即生态文明、后工业文明,包含防病式和健康式绿色产业文明,或天然和人工超生物文明)。其中,生态文明是从产业偏利共生向产业与生态互利共生演进的模式,它使生态安全达到稳定的健康状态,是一种比新工业文明更高级的文明形态。最后,将以上成果在产业-生态二维共生空间中进行集成,构建出完整的人类文明与生态安全的椭圆演化模型。该模型深化和发展了环境库兹涅茨理论,为我国乃至世界生态文明建设提供了理论依据。     

基于突变级数法的中国低碳经济复杂系统综合评价

低碳经济是人类社会实现可持续发展的内在要求和重要途径,是应对气候变化的必然选择。首先界定了低碳经济SREE复杂系统,该系统由社会、资源、经济和环境4个相互独立又相互联系的子系统构成的复杂巨系统。以此为基础,构建了包括经济系统、资源环境系统和社会系统在内的低碳经济复杂系统综合评价指标体系。考虑到运用突变级数法对指标体系进行评价的需要,指标体系全部由定量指标构成,避免了人为确定定性指标权重的主观性。其次,运用突变级数评价方法对2005～2009年的中国低碳经济复杂系统进行了评价。从评价结果来看,我国低碳经济复杂系统按照波浪型曲线运行,这是国际金融危机和国内经济结构调整双重因素导致的结果,同时也是复杂系统内部子系统相互影响、相互作用的结果。最后,提出了当前中国低碳经济复杂系统可持续发展的相应战略     

上海城市生态系统健康评价

从城市生态系统健康的内涵出发,采用压力、状态、响应机制构建出城市生态系统健康指标体系框架;运用主成分分析确定出主要指标及权重;并针对目前此类研究中指标评价标准的不确定性问题,建立模糊优选评价模型,从时间纵向上判断城市生态系统的走势;利用所建立的评价方法,以上海城市生态系统为例,最终筛选出3大类25项敏感性评价指标体系进行评价。评价结果表明：从1996-2002年间,上海城市的生态系统健康指标由0.37缓慢上升至0.46,表明上海城市自然生态环境与社会、经济发展的协调性在逐渐加强,但健康改善的程度并不显著,部分指标有所恶化,与2005年城市规划目标值0.72相比,系统现阶段离社会期望值还有很大的差距。本研究为上海城市进一步的生态规划提供可靠的背景状况和研究依据。     

中国省域生态文明建设差异分析

基于生态系统视角,引入"压力—状态—响应"模型(PSR),构建了包括生态系统压力、生态系统健康状态和生态环境管理水平的3个子系统,27个指标的省域生态文明评价指标体系。运用主成分分析法对我国30个样本省份2012年生态文明建设状态及生态文明协调度进行了实证评价。依据评价结果,分析了我国东中西部地区生态文明建设的区域差异,指出子系统评价值在60分以下省份进一步促进生态文明建设的对策建议。主要结论和政策建议包括:①我国生态文明建设按照西部地区、中部地区、东部地区存在一个渐进的发展过程,东部地区生态文明建设水平优于中部地区,中部地区生态文明建设水平优于西部地区。②从我国东中西部地区生态文明综合评价和协调度评价情况看,东中西部地区生态文明建设综合排名和协调度排名具正相关性。③从子系统评价结果来看,我国东部地区生态系统压力较中部地区小,中部地区生态系统压力较西部地区小;我国中部地区生态系统健康状态优于东部地区,东部地区生态系统健康状态优于西部地区;我国东部地区生态环境管理能力高于中部地区,中部地区生态环境管理能力高于西部地区。④依据评价结论,建议东部地区要花大力气实现生态系统的健康;中部地区在提高资源能源利用效率的同时,还要加强生态文明制度建设;西部地区要以保护脆弱生态环境为目标,避免"三高一低"产业在西部生态脆弱地区的布局,还要提高资源能源的利用效率和环境污染的治理能力。     

基于灰色关联模型的山地城市生态安全动态评价——以重庆市巫山县为例

随着"十八大"报告中全面建成小康社会目标的提出,我国的社会经济发展将进一步加快,生态环境所承受的压力势必也将增大,如何协调城市发展与城市的生态安全已经成为一个不可回避的问题。我国是一个多山的国家,山地、丘陵及高原面积占国土面积的69%,山区生态系统脆弱,自然灾害频发,水土流失严重,极大的制约了其社会经济的发展,因此以巫山为例,在世界经合组织建立的PSR模型框架下,将熵值赋权法与灰色系统理论相结合,通过分析巫山县各指标2001~2011年统计数据,用熵值法赋予权重值,计算各指标灰色关联度,得到了其生态安全状态,并对巫山县生态安全等级状况进行了动态评价。巫山县生态安全综合指数由2001年的0.59(Ⅲ级)发展到2011年的0.66(Ⅳ级),个别年份有些许波动,整体生态安全状况呈现良好的发展态势,生态环境压力有所缓解。生态安全综合指数及各分项指数较高,巫山县生态环境处于较好状态。     

林业生态安全的共生耦合测度模型与判据

基于生态与产业共生理论,推导和改进林业生态安全测度的模型、算法和判据,使之成为可操作的实用技术。为了既能保留林业生态安全特征指数的生态经济意义,又能通过其指标体系追溯生态安全问题的原因,构建了森林生态—林业产业复合系统的Lotka-Volterra共生模型(林业L-V共生模型),以实现指标体系与特征指数的耦合。为此,首先采用包含林业生态安全的压力—状态—影响—响应结构模型(FES-PSIR模型)和结构方程模型(SEM)的结构化和定量化方法,建立林业生态安全测度指标体系。同时,根据上述SEM方法,可以得出各指标的权重系数,从而克服传统权重确定方法的主观性。然后,根据权重系数和林业L-V共生模型,将指标体系进行逐层耦合,构造出综合特征指数:森林生态与林业产业的共生度指数。在此基础上,通过分析林业生态安全在共生空间的动态演化规律,构建包含共生度和生态受力系数两个维度的林业生态安全级别动态判断矩阵。研究表明,本文提出的林业生态安全测度方法能够显著提高林业生态安全测控技术的效能。第一,由于共生度指数是林业生态安全的前因,因此该测度方法能够实现林业生态安全的"前因性预警",克服了"就生态论生态"的传统方法的滞后性。第二,通过动态判断矩阵又可以预测林业生态安全的未来走势,因此该测度方法在"前因性预警"的基础上又进一步实现了"后果性预测"。第三,对上述林业生态安全的共生耦合测度过程进行回溯解耦,可以逐层分析出导致林业生态安全问题的各种具体原因,从而为相关部门制定林业生态安全的有效管理措施提供科学依据。     

基于主成分分析法的产业共生系统生态效率评价研究

生态工业园区是我国发展循环经济的重要载体,如何准确评价当前我国生态工业园区的生态效率对生态工业园区建设和发展有重要的意义。以生态效率和产业生态学理论为基础,参照国家环保总局《综合类生态工业园区标准（试行）》,建立了产业共生系统生态效率评价指标体系,并以主成分分析为基础,提出了产业共生系统生态效率评价方法。通过苏州高新区、苏州工业园区生态工业园和无锡新区生态工业示范园区等3个工业园区的案例研究得出样本指标中对生态效率影响最大的3个主成分和样本主成分的排名,以及生态效率进行比较排序,发现苏州工业园区生态工业园总体生态效率最高,无锡新区生态工业示范园区其次,苏州高新区则相对较差。根据各园区在各主成分的效率比较,指出各园区有待改进的环节。具体说明主成分分析在生态产业共生系统生态效率中的运用及优点。     

基于耗散结构理论的城市生态水平评价研究——以武汉市为例

城市是一个经济-社会-自然复合系统,城市生态环境是城市经济社会持续发展的支持系统。基于耗散结构理论和信息熵原理,通过计算生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变,分析城市生态系统的演化发展规律;利用综合发展度和协调发展度两个指数,建立城市生态水平评价的定量模型。以武汉市1988~2004年城市生态系统发展为例,评价结果表明：（1）武汉城市生态系统的生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变均呈现出下降趋势,城市健康、有序水平不断提高;（2）武汉城市生态系统在经历了1988~1991年停滞发展期后,从1992年开始,生态综合发展水平逐年提升,协调发展水平在不断增加,近10年来都保持在基本协调发展水平。     

嘉陵江水文情势变化及其鱼类影响研究

河流水文情势是河流生态系统的主要驱动力。针对水利工程建设造成嘉陵江流域水文情势变化等问题,选取嘉陵江代表性水文站-北碚站(1956～2017)的逐日径流资料,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并考虑到水利工程建设对突变前后水文指标进行割裂,选择应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评价嘉陵江水文情势变化及对长江上游特有鱼类影响定性分析,结果如下：嘉陵江流域北碚水文站的年均流量呈轻微的下降趋势,突变年份发生在1993年;通过对水文情势突变前后生态水文指标分析得出：嘉陵江流域整体水文改变程度为50%,处于中度改变,其中逆转次数这一水文指标改变度达到100%;对比鱼类组成变化可知,一些漂流性、适应急流生境鱼类和大型经济鱼类数量明显减少,分析得出嘉陵江梯形水库运行以后对鱼类多样性产生较大影响。研究可为嘉陵江流域生态修复和可持续发展提供相应的参考。     

基于生态系统水平的洞庭湖生态风险评价

以“生态系统服务”为生态风险评价终点,通过量化外界压力源与生态系统服务的“压力 响应”模式,建立基于生态系统水平的生态风险评价方法。该方法将生态系统整体作为分析对象,同时考虑了生态系统的各种组成要素及要素间的复杂关联作用。运用该方法评价了洞庭湖的生态风险,并对评价结果进行了分析。评价结果表明东洞庭湖的生态风险程度最高,西洞庭湖次之,南洞庭湖最低。造成洞庭湖生态风险的主要压力源为城市化、生活和气候变化;主要胁迫因子为有机污染物、营养物质和水流量变化。受影响较大的生态系统指标为生物多样性、河湖连通性和碳循环;营养循环价值、净化水质价值和生物多样性价值3项生态系统服务风险程度较高     

水利枢纽施工干扰区生态系统综合评价

针对水利枢纽施工过程中对周边环境的干扰机制,提出生态系统综合评价指标体系,利用RBF神经网络建立水利枢纽施工干扰区生态系统综合评价模型,并以尼尔基水利枢纽为例,对其施工干扰区生态系统进行综合评价。评价结果表明各指标在施工期间均跌到最低点,其中受影响最大的就是社会进步指标和景观生态性指标。但是在恢复过程中,这两类指标的上升幅度也是最大的,自然生态环境具有较强的稳定性,但当外界干扰超过其自身的承受能力时,对其进行恢复的难度也是很大的。可见,RBF生态评价模型可以对施工干扰区生态现状进行评价,评价结果为干扰后的生态环境恢复与重建提供理论依据,也可对治理后的效果进行预测评价,并为其他水利枢纽工程施工干扰区生态恢复与重建提供科学借鉴。