基于生态足迹模型的流域生态承载力时空演变研究

基于生态足迹模型评价流域生态承载力及生态系统压力具有重要的现实意义。文章运用生态足迹模型,测度了九龙江流域2000年、2005年、2010年和2015年生态足迹、生态承载力、生态赤字以及生态压力指数,并对比分析了不同区域、不同地类之间的差异。结果表明:(1)2000-2015年,九龙江流域生态足迹快速上升,由540万hm~2增加至1 257万hm~2;生态承载力缓慢下降,由260万hm~2下降至254万hm~2,这导致生态赤字不断扩大和生态系统压力不断增加;(2)不同区域差异方面,生态足迹由高到低依次为市辖区、县级市和一般县,而生态承载力分布规律与之相反,导致3类区域生态赤字差异不断扩大;(3)不同地类方面,6类土地类型中,耕地和化石能源用地是流域生态足迹的主要贡献因子。其中,化石能源用地是影响流域生态足迹快速上升的关键驱动因子;同时,各地类生态承载力贡献率也在不断变化,主要表现为耕地的下降和建设用地的上升。     

生态服务功能空间转移定量化研究——以官厅水库流域为例

文章以北京官厅水库流域作为研究对象,利用Arc GIS平台,对北京市和张家口市2000、2005和2010年的土地利用现状进行了统计分析,根据官厅水库流域农田单位面积食物生产服务的经济价值调整中国生态系统服务价值当量因子表,制定官厅水库流域单位面积生态系统服务价值表,对官厅水库流域生态系统服务功能进行价值化并分析其时空分布状况。引入断裂点模型,计算并提炼官厅水库流域生态服务功能的价值流转特征,为开展流域生态补偿提供了科学依据。     

抚仙湖子流域尺度氮排放清单构建及关键源解析

对高原湖泊流域总氮（TN）污染的精准调控是预防湖泊水体富营养化的重要环节.但过去基于全流域尺度具体时点建立的流域TN排放清单,因忽略TN污染的时空异质性,导致关键因子识别不清,控源减排措施针对性不强等问题.以典型高原深水湖泊抚仙湖为例,通过资料收集和现场调查,根据上中下游子流域特征,建立子流域尺度TN污染负荷模型;结合GIS空间分析功能,构建抚仙湖流域1990～2020年25个子流域的TN排放清单,分析TN污染负荷时空分布特征及关键污染来源.结果表明：(1) 1990、 1995、 2000、 2005、 2010、 2015和2020年的抚仙湖流域TN污染负荷分别为933.43、 1 012.90、 1 090.25、1 096.93、1 075.69、996.27和514.80 t,点源污染负荷逐年递增,但面源污染负荷仍是其主要来源. TN面源污染负荷主要来自化肥施用,点源污染负荷主要来自于农村生活;(2)TN污染负荷在空间上呈放射状递减的特点,流域整体单位面积负荷为65～6 877 kg·km-2,下游子流域单位面积TN污染负荷（1 009～6 877 kg·km-2）远远高于上...     

濂水流域景观生态风险变化对洪水的影响

以赣南濂水流域为研究区,分析1995～2020年流域的景观格局变化以及全流域、子流域尺度的景观生态风险时空变化特征,采用HEC-HMS模型模拟流域120场暴雨在1995、2005年景观格局情景下的洪水过程,并借助Spearman相关分析探究景观生态风险变化对洪水的影响.结果显示:有林地始终为流域内面积占比最高的景观类型,其他林地在1995～2005年变化剧烈,建设用地在2005～2020年增幅较大.在全流域尺度,1995、2005、2020年的景观生态风险指数平均值分别为0.0621、0.0543、0.0532,景观生态风险整体呈下降趋势,主要由高等级向低等级转变;在子流域尺度,W170、W180、W210、W260子流域的景观生态风险呈下降趋势,W140、W230子流域先减后增,W220子流域先增后减;景观生态风险在1995～2005年的变化更为强烈.景观生态风险指数变化率与洪峰流量、洪水总量变化率相关系数箱型图的平均值分别为0.616、0.603,景观生态风险变化对洪水影响较大,且对洪峰流量的影响整体高于洪水总量.     

生态资产评估静态部分平衡模型的分析与改进

静态部分平衡模型是目前生态资产价值评估中可操作性比较强的一种评估模型。由于生态资产评估领域中还存在很多争议,论文从对生态资产评估的目的、特点、模型假设、方法和途径等方面入手,对生态资产价值评估静态部分平衡模型进行了分析,指出传统模型中存在的一些缺陷,并尝试对模型进行改进。选择黄河皇甫川流域五分地沟小流域作为研究区,依据传统模型和改进模型分别对研究区进行生态资产评估,结果表明,改进模型估算的流域生态资产总价值比传统模型的计算结果高出约1/3,其中林地和草地的单位面积价值上升,灌木林的单位面积价值则下降。     

基于土地利用转型视角的“亚喀斯特”区域生态环境效应研究——以黔中部分地区为例

在遥感与GIS的支持下,以1995、2000、2005和2010年的TM影像及2015年的Landsat8 OLI遥感影像为数据源,从土地利用转型的角度,运用区域生态环境质量指数和土地利用转型类型的生态贡献率对亚喀斯特地区的土地利用/覆盖变化过程及生态环境效应进行了定量分析。结果表明,1995~2015年间,亚喀斯特地区土地利用/覆盖变化较为显著,其中生活用地和生态用地面积增加,而生产用地面积减少,主要表现为农业生产用地向城镇、农村生活用地及林地生态用地的转化。计算得到亚喀斯特区域5期的生态环境质量指数分别为0.540 2、0.539 7、0.552 3、0.558 1和0.561 5,生态环境质量总体维持稳定,呈一定的上升趋势。致使亚喀斯特区域生态环境质量改善的主要原因是农业生产用地向林地、草地和水域生态用地的转化;致使生态环境恶化的主要是农业生产用地向城镇、农村生活用地等的转化,但生态环境改善的趋势要大于恶化的趋势。     

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

甘肃省生态资产价值和生态-经济协调度时空变化格局

在地理信息技术和遥感数据支持下,对甘肃省2000和2010年的生态资产价值及其空间分布格局进行了定量测度。构建空间生态资产价值经济协调度模型,测算了甘肃省生态资产价值与经济发展水平协调状况。结果表明：1）甘肃省生态系统在2000和2010年的生态资产价值分别为2 430.84×10⁸和2 487.40×10⁸元;2）林地对甘肃省生态资产价值的贡献量最大;陇南市和甘南州的生态资产价值占甘肃省总价值的一半左右;3）生态资产价值的空间分布整体上呈现西北低、东南高的特征,11 a间生态资产价值增加较多的区域主要分布在河西走廊中部和陇东;4）11 a间,甘肃省各市州生态资产价值与GDP比值均出现不同程度的减小,生态资产价值增长与GDP增长不协调;5）生态-经济协调分区中,潜在危机区的面积最大,其次是低度冲突区和关系恶化区。     

基于“压力-状态-响应”模型的黑龙江省生态安全评价研究

采用"压力-状态-响应"模型,选取27项指标,构建黑龙江省生态安全评价指标体系.利用层次分析法确定各指标的权重,运用生态安全度计算模型,对2000～2005年黑龙江省生态安全状况进行分级评价;应用灰色动态模型,预测黑龙江省2006～2010年生态安全的发展趋势.计算结果表明,2000年黑龙江省处于生态安全V级;2005年黑龙江省处于生态安全Ⅲ级,生态安全有所提高.预测得到,2006年黑龙江省为生态安全Ⅲ级,2007～2009年均为生态安全Ⅱ级,2010年达到生态安全Ⅰ级,即理想安全.由此可见,黑龙江省生态安全呈现上升的发展趋势;自2000年黑龙江省开展生态省建设以来,生态环境质量得到了明显改善.通过推动生态省建设等有效手段,可以最终实现黑龙江省生态安全持续和健康发展.     

镇江市丹徒区2000—2010年生态承载力动态分析

传统的生态足迹模型仅考虑了人类对资源的需求和土地的基本生产功能,忽视了土地生态系统的服务功能。利用生态系统服务功能理论改进了生态足迹模型,将生态系统服务功能价值当量因子引入到生态足迹模型均衡因子和产量因子的计算中,改进后的模型体现了生态系统功能的完整性;同时,以江苏省丹徒区统计年鉴数据为基础,应用改进模型计算其2000—2010年人均生态足迹、人均生态承载力、人均生态赤字,并对其万元GDP生态足迹进行了计算分析。结果表明,丹徒区人均生态足迹由2000年的6.870 2 hm2增至2010年的7.576 7 hm2,人均生态承载力由2000年的5.296 8 hm2减至2010年的4.998 3 hm2,存在生态赤字,且人均生态赤字逐年增大,由2000年的1.573 4 hm2增至2010年的2.578 3 hm2。区域发展处于不可持续状态。根据灰色GM(1,1)模型预测表明,2015年人均生态足迹为8.117 0 hm2,2020年将达到11.019 3 hm2;人均生态赤字在2015年扩大到4.671 4 hm2,2020年为7.567 5 hm2;万元GDP生态足迹2015年达到0.702 3 hm2,2020年为0.336 2 hm2。最后结合丹徒区实际情况,从生态承载力角度提出可持续发展对策。     

永定河上游流域水生态系统服务价值评估

张家口市是首都的水源涵养区和生态功能支撑区,流经该区域的永定河上游流域发挥着保育水资源的重要作用。为全面认识永定河上游流域水资源生态价值,对流域水生态各项服务功能开展定量评价。以2017年为基准年,综合采用InVEST模型与市场价值法系统评估研究区的水源供给量,以空间和货币的手段直观地表达该地区的水源供给情况;对于空间数据较难获取的地区,采用当量因子法评估水土保持与生物多样性价值;采用分摊法计算水生态旅游价值。结果表明：其总价值量为55.14亿元,约占张家口市各区县平均GDP（81.87亿元）的67.35%。其中,水源供给价值、水力发电价值、水产品生产价值、休闲娱乐价值等直接使用价值为28.64亿元,土壤保持、河流输沙、生物多样性等间接使用价值为26.50亿元,水源供给、休闲娱乐和水土保持功能对研究区域水生态系统价值提升和发展具有重要作用。研究区单位面积的生态价值和经济效益分别为0.35亿元和0.23亿元,生态价值远高于经济效益。本文因地制宜的综合评价方法提升了价值评估的科学性和可靠性,对于基础数据较为缺乏的地区,有一定的参考意义。     

生态保护红线划定及其生态资产变化研究

运用3S技术,基于2000、2010年遥感、气象数据和统计数据等,通过模型评估及处理,确定了淄博市生态保护红线范围,在对土地利用变化分析的基础上,评估了生态保护红线生态资产价值及变化状况.结果表明:淄博市生态保护红线总面积为1132.26km~2,占全市面积的18.98%,主要分布在中部和南部地区;2000~2010年,生态保护红线内土地利用/覆盖类型以林地为主,其面积占生态保护红线总面积的52.91%(2000年)、54.65%(2010年),林地、湿地、未利用地和建设用地面积均有所增加,农田、草地和水域面积有所减少;10年间,生态保护红线生态资产价值减少2313.18万元,减少率为3.60%,表明该区生态保护需要进一步加强,生态服务功能有待于进一步提高.     

饮马河流域水环境综合风险时空分布

为评价饮马河流域水环境综合风险,从水环境风险的危险性、暴露性、脆弱性及区域治理能力4个方面构建了饮马河流域水环境综合风险评估体系.选取2000年、2005年、2010年和2015年的水环境数据进行分析,采用水环境污染风险指数法和层次分析法对饮马河流域水环境综合风险进行评估,并绘制了各年度饮马河流域的风险空间分布图,分析了饮马河流域水环境风险空间变化特征.结果表明:2000—2015年,各危险性指标的量化值不断减小;暴露性指标中,耕地面积不断扩大,工业企业个数不断增加,人口密度变化不明显;各脆弱性指标的量化值不断减小;水环境区域治理能力各指标的量化值不断增大.研究显示,2000—2015年,流域内水环境危险性和脆弱性不断降低,暴露性和区域治理能力逐渐升高,水环境风险逐渐降低;其中,长春市一直处于水环境高风险水平,伊通县一直处于低风险水平.      

东江流域生态系统服务价值变化研究

从生态系统的类型、质量和功能的时空变化出发,利用遥感和地理信息系统技术,结合市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法,并在全面考虑各类型生态系统服务功能和基础数据可获得性的基础上,对东江流域的生态系统服务价值进行科学评估,揭示生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:2000-2008年东江流域生态系统服务总价值呈减少趋势,且除水域外,其余生态系统的单位面积生态服务价值均为2008年比2000年有所减少,说明流域生态系统的质量呈下降趋势。林地的单位面积生态服务价值2004-2008年的年均减少率大于2000-2004年,反映了流域森林资源的质量加速下降的状况;从空间上看,虽然上中游单位面积的生态系统服务价值大于下游,但上游单位面积生态系统服务价值减少得比较剧烈。     

基于一级水生态分区辽河流域景观格局时空动态分析

以辽河流域四个一级水生态分区为研究区,基于1990、2000、2005年TM影像,应用GIS技术,采用转移矩阵和景观指数方法,对辽河流域1990～2000年和2000～2005年期间土地利用和景观格局的变化进行了综合分析。结果表明:1990～2000年间水生态Ⅰ区耕地减少显著,减少的耕地主要转变为林地,而2000～2005年间草地面积大幅度减少,减少的草地主要转变为耕地;1990～2000年间水生态Ⅱ区耕地面积大幅度减少,耕地主要转变为草地和林地,2000～2005期间耕地大幅度增加,主要来源于草地;1990到2000年间水生态Ⅲ区耕地面积大幅减少,耕地主要转变为林地,2000～2005年大量林地转变为耕地和建设用地;水生态Ⅳ区包括浑河和太子河流域,其中浑河流域在1990～2000年时期景观格局的变化类型主要是由耕地转变为林地和建设用地,太子河流域耕地主要转变为林地。2000～2005年时期浑太河流域景观格局变化类型主要由减少的林地流向耕地。景观指数分析得到辽河流域景观变化的总体趋势是:形状更加复杂,异质性增加,破碎化程度加剧,尤其以建设用地的破碎度最高,并且有逐年增加的趋势。Ⅰ区和Ⅱ区景观连通性和聚合度在1990～2005年时期呈上升趋势,而在Ⅲ区和Ⅳ区在2000年景观结合度和连通度最低。研究时间内Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区景观多样性和均匀性指数在前期变化不显著,后期显著上升,Ⅲ区多样性和均匀度最高时期是2000年,1990年和2005年差别不显著。     

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005 和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

河南省人类活动净磷输入的时空变化与影响参数

为探究河南省人类活动净磷输入状况,基于河南省18个省辖市(县辖市)行政单元统计数据,利用人类活动净磷输入量(NAPI)模型,核算河南省1990、1995、2000、2005、2010、2015和2019年人类活动净磷输入量.结果表明:在时间尺度上,1990～2015年河南省NAPI整体呈升高趋势,2015～2019年略...     

抚仙湖流域旅游开发生态风险分析及管理对策

以云南省抚仙湖流域为研究区,分析和预测了旅游开发给抚仙湖特殊生态系统带来的生态风险,提出了生态风险的管理对策和建议。     

大清河-白洋淀流域生态功能评价及分区初探

基于生态系统服务功能对流域生态环境进行功能分区是流域生态环境保护与修复的重要基础.本研究使用InVEST模型,对大清河-白洋淀流域2010、2015及2018年的生境质量、碳储量及土壤侵蚀等生态系统服务功能进行评价.结果 表明:2010-2015年流域生态环境相对稳定;2015-2018年生境质量提升,土壤侵蚀缓解,但...