基于水量-水质耦合过程的流域水生态承载力优化方法与例证

水质与水量是影响水生态系统健康的重要因子,开展以生态需水和功能区水质达标为核心的水生态承载力研究对改善流域生态用水不足和水污染具有重要意义.当前流域水生态承载力优化方法将水量和水质作为独立系统处理,忽视了其耦合关系.基于河流水质模型和水资源模型,建立了流域水环境容量与环境流量的函数关系,并作为水生态承载力优化模型的约束条件,构建了以人口与产业规模最大化为目标的水生态承载力的优化模型.最后,对水污染严重且水资源短缺的盘龙江流域进行了实证研究.结果表明:建立的水生态承载力模型能够反映水量与水质的耦合作用,从而提高了流域水生态承载力决策的科学性;盘龙江流域的水生态承载力为20.56万人和119.24亿元GDP,2014年的流域现状值超载了234%;流域水生态承载力与环境流量比例具有显著的补偿关系,呈现倒V型非线性变化过程;当外流域调水的水质高于或等于受水区水质时,受水区的水生态承载力可得到一定程度的提高.     

化石能源地生态承载力研究

针对当前研究中忽略化石能源地生态承载力的不足,从土地碳吸收功能的角度将生态足迹法与净初级生产力相结合,根据构建的化石能源地生态承载力模型,对东北地区进行了实证研究.结果表明,2004-2008年,东北地区化石能源地生态承载力的区域性差异显著,辽宁最低、吉林居中、黑龙江最高;三省人均化石能源地生态承载力均呈缓慢下降趋势,...     

生态承载力水平评价的动态模型及其应用——以洞庭湖生态经济区为例

生态承载力是可持续发展研究的核心.本文基于生态承载力的内涵,从4个方面构建了生态承载力的评价指标体系,并以最大信息熵原理(MIEP)为基础,自组织特征映射神经网络(SOFM)为算法,借助MATLAB数学软件为计算平台,从复杂系统结构演化的角度提出了生态承载力评价模型,并用MIEP模型对洞庭湖生态经济区2008—2012年的生态承载力进行评价,以指导当地生态建设.结果表明,5年间该地区的生态承载力呈总体上升的趋势,其中,2008年和2009年两年生态承载力水平基本一致,2010年呈现较明显的上升,2011年的生态承载力剧烈下降后在2012年呈现大幅回升.ξ值各分量的雷达图揭示出各指标逐年贡献程度的变化,结合准则层面的分析发现,水资源发展状况对该地生态承载力整体水平影响较大.与主成分分析法的比较表明了MIEP模型对生态承载力评价的可行性,同时其能更好地体现生态承载力发展演变的动力学特性,连接权值的获取避免了人为设定的主观性,在评价中有明显优势,且在预测上有一定潜力.     

区域水生态承载力多目标优化方法与例证

水生态承载力是指维系水生态系统健康状态下的人类活动阈值,揭示的是某一区域人类活动与水生态系统之间的耦合规律,可为水生态环境保护与经济社会的协调发展提供依据. 基于水生态承载力的概念,构建了区域水生态承载力指标体系,建立了区域水生态承载力多目标优化模型,采用模糊方法进行求解,并采用遗传投影寻踪方法对方案进行优选. 以浙江省湖州市为例进行实证分析,以污染物环境容量利用率作为情景方案设定的依据,分别设定了双指标(COD_Cr、NH₃-N)、三指标(COD_Cr、NH₃-N、TN)、四指标(COD_Cr、NH₃-N、TN、TP)3种控制方案. 结果表明,3种控制方案的优化结果均具有一定的可行性和合理性,并推荐四指标控制方案为优选方案. 四指标控制方案优化结果表明:2020年状态指标水环境容量利用率、生态用水比例分别为99.3%、59.1%;调控指标GDP增长速度、人口增长速度、城镇化率分别控制在7.4%、0.5%、70.3%以下,污水治理资金占GDP的比例为0.9%,第三产业比例为52.1%,化肥施用强度为251.0 kg/hm2;在此基础上,湖州市2020年可承载目标人口总量为350.0×104人,GDP为2 965.4×108元.      

生态承载力环评:研究进展·存在问题·修正对策

环评技术标准的科学性和完备性是决定环评文件质量及应用价值的关键,但长期以来生态承载力环评技术一直是环评标准体系中最薄弱的环节.通过回顾国内外生态承载力研究发展历程,解析生态承载力概念和内涵,介绍自然植被净第一性生产力评估法、生态足迹法、资源供需平衡法与综合指数法等常用生态承载力评估方法的评价原理、技术流程,指明上述各类方法片面注重“承载力”极值的量化或超载与否的评估,但却忽视人类经济社会发展产生压力指标与区域自然承载能力对应关键指标在指标类型、大小及空间上的矛盾对立性研究,以致评价过程不清晰、评估成果对于优化区域人地关系的参考价值十分有限.在此基础上结合我国生态承载力环评制度、技术导向及研究实践状况论述,指出现有生态承载力环评技术标准存在技术方案不完整、评价内容项目针对性弱、评价空间尺度与项目影响范围不匹配等问题,以此为前提,提出重新界定规划环评领域生态承载力概念,以提升科学性与实用性为目标革新生态承载力环评技术框架体系,针对项目生态压力类型及空间格局确立生态承载力评价内容,充分利用3S等新技术开展生态承载力定量化评估等修正对策建议.研究旨在为开展生态承载力评估技术革新与探索研究提供借鉴.      

滇池流域水环境承载力及其动态变化特征研究

为了定量分析人口增长、经济发展、资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,建立了湖泊水环境承载力多目标优化模型.同时,选取人口、灌溉面积、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)作为水资源和水质量承载力指标,运用层次分析法(AHP)确定各指标对湖区水环境承载力的权重,并运用指标体系评价法分别计算了2003—2010年滇池流域水环境承载力.结果表明,流域内人口承载度超标,经济承载压力显著增长,富营养化指标——TP、TN呈高负荷波动状态.滇池流域水环境承载力为负承载,水质量承载力影响程度更大.研究结果可为滇池流域的社会经济发展规划、生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据.     

辽中地区矿业城市生态承载力研究

生态足迹模型是度量可持续发展的一种方法,加入经济因子以提高模型评价的准确性,为辽中地区矿业城市可持续发展提供决策依据。运用生态足迹模型计算了辽中地区矿业城市1985~2005年人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,利用压力-状态-响应模型耦合生态足迹、生态承载力和经济因子得到综合生态承载力指数,评价了辽中地区矿业城市1985~2005年综合生态承载力水平。结果表明:1985~2005年,辽中地区矿业城市人均生态足迹从1.79 hm²增至3.53 hm²,增长率为97.43%;人均生态承载力从0.78 hm²增至0.81 hm²,生态赤字从-1.01 hm²增至-2.73 hm²,增加了190.17%;综合生态承载力指数先降低,2000年以后略有增加,其中综合生态承载力水平1985年很高,1990年较低,1995、2000年一般,2003、2005年较高。对比生态足迹模型得到的生态承载力和通过压力-状态-响应模型得到的综合生态承载力指数,两者的变化趋势一致,具有很强的相关性。综合生态承载力指数评价指标的丰富在一定程度上增加了评价的公正性和准确性,可以更好地反映区域可持续发展程度,为其它生态足迹研究提供了一定的借鉴。     

依据生态承载力 优化国土空间开发格局

优化国土空间布局是落实生态文明的重要举措,而生态承载力是优化国土空间开发格局不可或缺的重要依据。本文从自然生态、水资源、土地资源、矿产资源的承载力及大气环境容量、水环境容量方面分析了我国生态承载力的基本状况,找出生态承载力低下的根源,提出基于生态承载力约束的国土开发格局优化对策和国土开发政策建议。     

基于生态系统健康的辽宁省海洋生态承载力评价

针对自然生态系统和传统承载力研究中评价标准相对单一的问题,提出基于生态系统健康的海洋生态承载力概念,探讨其内涵和基本特征,建立计量模型,提出生态承载力评价指标体系和标准的确定方法。以辽宁省为研究区域,构建了适合该区域的基于系统健康的生态承载力评价指标体系、权重和评价标准,对2000-2010 年的海洋生态承载力水平进行深入分析。结果表明,辽宁省海洋生态承载力指数呈波浪式上升,其健康等级从不健康升到亚健康。其中资源承载力长期处于亚健康;生态弹性力从不健康到亚健康,2010 年达到健康;人类活动潜力则一直处于不健康状态,最近两年有所好转。今后应加强海洋生态承载力各指标的优化,提高生态承载力水平和健康等级,实现海洋经济的可持续发展。     

生态—地质环境承载力评价指标体系的探讨

生态—地质环境承载力评价是承载力研究的新课题,目前国内外都鲜见这方面的理论与实践研究案例。建立较为实用、具有一定普遍意义的生态-地质环境承载力评价指标体系则是生态-地质环境承载力科学评价的前提。本文以地球系统科学、生态学为理论依据,在环境承载力研究的基础上讨论了生态-地质环境承载力的概念、内涵,分析了生态-地质环境承载力的影响因素。以城市为研究背景,探讨了生态-地质环境评价指标体系的基本构成,建立了生态-地质环境承载力综合剩余率模型。该模型更科学地度量了区域人类活动与生态地质环境系统间的关系,为区域的可持续发展提供了理论依据。     

黄河三角洲旅游环境承载力研究

旅游业发展应注重生态和社会经济的协调有序,生态旅游兼顾区域经济发展和生态保护,符合高效生态经济发展战略,是黄河三角洲高效生态经济区产业结构的重要组成部分,然而高效生态经济区旅游业起步晚、发展滞缓;同时,脆弱的生态环境以及围垦开发活动使得该区域在旅游开发和旅游活动中生态保护的重要性尤为突出。通过建立包含湿地生态指标的多层次旅游环境承载力评价指标体系,依托最小限制因子法,评估生态、空间、设施和社会环境容量及承载力,判识旅游环境容量的主要限制因子,以期诊断影响研究区旅游环境承载力的主要问题。结果表明：1)黄河三角洲高效生态经济区旅游环境日容量由1995年的-288.57万人升至2020年的11.60万人,但旅游环境承载力仍为严重超载;2)1995,2020年的最小限制因子分别为污水处理和交通设施,且仅有这2个指标超载,其他指标均为弱载,所有指标均不适载;3)1995年旅游环境承载力主要受限于生态环境容量,而2020年旅游环境容量二级指标顺序为空间>社会>生态>设施;4)目前,旅游设施超载,而包括湿地生态指标在内的生态环境和空间环境均弱载,服务供给不足以支撑旅游资源的充分利用...     

基于生态承载力的成都产业空间布局研究

以成都市的20个行政区县为基本评价单元进行生态承载力评价,在此基础上进行产业空间布局研究. 结果表明:成都市的生态承载力空间分布存在明显差异,呈从山区—丘陵—平原依次递增、从流域源头—末端依次递增的规律. 根据不同单元生态承载力的空间和阈值差异,将成都产业空间布局划分为4个类型区,即重点发展区、引导发展区、限制发展区和保护发展区;针对不同类型区的特征,制订产业准入门槛、产业规模和产业发展方向等产业发展调控策略.      

基于EFA的旅游景区生态承载力及可持续发展

生态足迹分析(EFA)是一种测量人类对自然利用程度、量化生态承载力的新方法。为测度旅游景区的建设强度对其开发区域生态承载力的影响,本文提出基于生态足迹的“生态占用率”及划分“生态占用适宜度”的“生态占用黄金分割法”,并以湖北中华山森林公园为实例,定量分析该项目对景区生态承载力的影响及游客规模限量;为旅游业的可持续发展提供了新思路。     

铜山县生态承载力分析预测

本论文以生态承载力理论为指导,对铜山县2000～2008年的生态承载力进行了计算,并对2009至2020年的生态承载力进行预测,计算及预测结果显示人均生态承载力呈缓慢上升趋势。     

宁南山区水资源承载能力及移民规模研究

通过对宁南山区水资源开发利用模式的剖析,建立了农业发展模式,提出当地水资源承载能力和合理的搬迁人口规模。讨论了干旱区水资源承载能力的理论和方法,以2000年作为基准年对宁南山区的人口、粮食需求进行了分析预测,提出了当地的农业发展模式和相应的农业生产能力,最后根据GDP和粮食生产能力,给出了宁南山区的水资源承载能力将从现状的230×104人提高到2020年的400×104人,以县为单元累计的行政合理移民规模为不到50×104人,可使生态环境得到不断恢复和有效保护。     

城镇化背景下海岛资源环境承载力评估

在建设海洋强国的关键时期,海岛的生态保护和开发利用均至关重要。城镇化对海岛生态系统带来了深刻的影响,开展海岛资源环境承载力评估对管控人类开发行为、维护海岛生态平衡具有重要意义。论文以我国北方典型海岛—庙岛群岛为研究区,构建了一套综合开发强度和生态状况的海岛资源环境承载力评估方法并开展评估,结果显示：1）群岛尺度上,海岛资源环境承载力处于临界超载状态;2）单岛尺度上,南长山岛处于轻度超载状态,北长山岛、庙岛和大钦岛处于临界超载状态,小黑山岛、大黑山岛、砣矶岛、小钦岛、南隍城岛和北隍城岛处于可载状态,不同海岛应实施不同的保护与利用模式;3）区块尺度上,海岛资源环境承载力表现出了明显的空间分异性特征,可载区占41.7%,临界超载区占30.0%,轻度、中度和重度超载区分别占15.9%、8.1%和4.3%,超载区主要分布在各岛的城镇建设区域。     

基于生态系统健康的生态承载力评价

针对自然生态系统和传统生态承载力研究中评价标准相对单一、评价结果简化、不利于实际应用等问题，提出了基于生态系统健康的生态承载力概念，探讨了其内涵和基本特征；建立了水电梯级开发对生态承载力影响和基于生态系统健康的生态承载力计量模型；给出了基于生态系统健康的生态承载力评价指标体系和标准的确定方法，初步构建了基于生态系统健康的生态承载力理论框架．以黄河流域青海片为研究区域，建立了适合该区域的基于生态系统健康的生态承载力评价指标体系、权重和评价标准，并对青海片内水电梯级建设对生态承载力的影响进行了深入分析．结果表明，黄河流域青海片水电梯级开发规划实施的不同阶段对共和县生态承载力指数均为正面影响．但对青海片和沿黄其它县均为负面影响；梯级开发规划全面实施后，将使青海片的生态承载力指数下降9．9％，生态系统健康等级也将由亚健康状态降至不健康状态。     

新疆干旱区水资源生态足迹与承载力的动态特征与预测

为实现新疆水资源与社会、经济和生态环境的协调发展,在测算了新疆2000—2015年水资源生态足迹、承载力和水资源负载动态特征的基础上,利用ARIMA模型对2020年新疆水资源生态足迹、承载力及赤字情况进行预测.结果表明:① 2000—2015年,新疆总水资源生态足迹总体略有下降,但波动剧烈;用水结构中存在着其他用水部门侵占生态用水现象;2016—2020年,新疆水资源生态足迹总体呈“W”型波动下降趋势.② 新疆水资源生态承载力不断下降,由2000年的0.13×104 hm2降至2014年的0.07×104 hm2,降幅达46.15%,处于非常严峻的生态赤字状态,赤字率达99%以上;2016—2017年,新疆水资源生态承载力继续波动下降,降幅超过生态足迹.③ 2000—2015年,新疆水资源负载指数大幅上升,水资源负载级别从Ⅳ级变为Ⅱ级,水资源利用程度提高,开发潜力下降;2016—2020年,新疆水资源负载指数从5.54快速升至6.50,负载级别虽仍为Ⅱ级,但未来潜力不断下降,开发条件愈加困难.研究显示,新疆水资源生态赤字程度已远远超过水资源承载能力,采取有效措施实现水资源对经济社会发展的有效支撑和持续利用是当务之急.      

市(县)域生态环境功能区划分理论和方法初探——以福清市生态环境功能区划为例

地区经济和社会的高速发展,给区域的生态环境造成巨大的生态压力,成为影响地区可持续发展的制约因素.生态环境功能区划是根据生态环境要素特征、生态服务功能空间分异规律及生态承载力,将一个区域划分为不同生态环境功能区的过程,是生态市(县)建设规划的重要组成部分.本文以生态承载力理论为生态环境功能区划技术基础,分析探讨了市(县)域生态功能区划的主要功能和需要解决的核心问题,并以福清市为例探讨了生态环境功能区划的实际应用方法,供读者商榷.