基于压力-状态-响应模型的长株潭城市群生态承载力安全预警研究

在构建城市群生态承载力安全预警评价指标体系基础之上,通过数据的收集,利用灰色加权关联理论,计算了2006~2015年长株潭城市群生态承载力安全指数,并对各年份生态承载力安全警度进行了判定。计算结果显示：从总体来看,2006~2015年长株潭城市群生态承载力安全指数呈现出上升的趋势,安全警度由“高警”下降为“轻警”;从压力、状态、响应3个子系统来看,安全指数同样呈现出上升的趋势,安全警度则由“高警”或“中警”下降为“轻警”。分析表明：近些年长株潭城市群“两型社会”试验区相关资源与环境政策的实施效果是明显的。但我们也发现,试验区统计年份安全指数数值都在 0.700 0 之下,与 “无警”（0.850 0）状态距之甚远,长株潭“两型社会”建设依然任重而道远。     

长株潭城市群土地生态安全动态评价研究

土地资源是人类赖以生存的资本,由于土地资源的生态安全问题日益被重视,土地资源生态安全评价研究已成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题。以长株潭城市群为例,探讨土地生态安全评价方法,针对长株潭城市群土地资源特点从经济、社会、生态环境3个方面构建区域土地生态安全评价指标体系,鉴于土地生态安全评价的模糊性、不确定性和土地生态安全动态性,将熵值理论与模糊数学理论相结合的土地生态安全动态评价模型进行了实证研究。研究结果表明1999～2007年长株潭城市群的土地生态安全呈现逐渐恶化趋势,目前已经处于不安全等级;同时存在水土协调度、受灾面积成灾率、人口增长率、第三产业占GDP比重、万元GDP能耗等不安全因素,威胁着土地生态安全。     

基于能值改进生态足迹的长株潭城市群可持续发展研究

为衡量和评价区域发展的可持续状况,针对传统生态足迹模型的不足,利用从系统论出发并具有基于流量算法优点的能值分析理论,建立基于能值改进的生态足迹模型,该模型增加了水消费、污染等生态足迹,用输入输出能值对生态足迹进行调整,同时生态承载力扩展为自然生态承载力、基于净初级生产力的生态承载力、生态服务价值承载力和人类劳务生态承载力等,并综合评价系统可持续发展度,充分考虑了城市生态系统的开放性,物质、能量、信息的流通性,以及人类作用的主观能动性等,较为全面地反映城市生态经济复合系统的结构、功能和发展的持续性。采用该模型计算了长株潭城市群2000～2008年人均生态足迹和生态承载力的演变,结果显示生态足迹不断增加,生态承载力波动发展,略有下降,而生态赤字增加明显,可持续发展评价指数高于05且趋近于1,城市群可持续性发展状况堪忧,采取必要的措施刻不容缓     

长株潭城市群绿心生态保护与发展探讨

长株潭城市群绿心是长株潭城市群的重要组成部分。自2007年12月国家批准长株潭城市群为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区以来面临巨大的蚕食开发压力。重点分析了绿心生态保护与发展背景,论述绿心生态保护与发展的必要性和可能性,提出绿心生态保护与发展和绿心生态构建思路,强调“保护与开发并重,保护优先”的规划策略。通过构筑绿心生态安全格局,对绿心用地进行适宜性评价,并进一步对限建区进行细分,从而在非建设区强化生态服务功能和绿心生产功能,达到“保护中利用,利用中保护”的长株潭城市群绿心生态保护目的。〖     

基于"压力-状态-响应"框架的长江上游防护林健康评价

长江上游防护林健康评价对提高防护林生态服务功能有着重要作用。基于“压力 状态 响应”分析框架,选取20项指标建立了长江上游防护林健康评价指标体系,并利用熵技术修正层次分析法确定评价指标体系的权重;运用等级赋分法对评价指标无量钢化,使不同区域的防护林健康评价结果具有可比性。利用健康指数法对官司河流域的主要防护林群落马尾松林、柏树林、栎树林、松柏混交林、桤柏混交林健康水平进行定量化研究。评价结果表明：官司河流域防护林综合健康指数为46.95,各种类型防护林健康指数从高到低依次为：栎树林(55.43)＞桤柏混交林(52.54)＞松柏混交林(50.84)＞柏树林(49.68)＞马尾松林(38.92)。研究结果对于长江上游防护林的空间配置与结构优化有一定的参考价值。     

基于ARCGIS的长株潭城市群核心区环境容量评价

区域环境容量评价与分析是区域合理开发和布局的重要依据。在ARCGIS技术的支持下,首先对长株潭城市群核心区大气、水和土壤环境容量分别进行评价与分析,形成等级图,然后,进行各因素空间叠加,经综合分析与评价,将核心区划分为5个区域：优良区、合理区、饱和区、超饱和区、过度饱和区,并且还提出了相应的建议与对策。其主旨是为促进该区域空间科学开发与布局、生态环境的合理保护,对规范长株潭城市群“两型社会”建设理性发展具有非常重要的意义,并提供参考依据     

长株潭城市群农业用地损失的动态模拟研究

对城市群发展过程中的农业用地损失进行动态模拟研究,有助于准确归纳其损失的趋势和机制,为农业用地保护规划的制定提供依据。以长株潭城市群为例,通过遥感影像图的收集与处理以及空间数据库、方格网系统、十二向玫瑰图和三维山丘图的构建,对城市群扩张和农业用地损失的过程进行动态模拟,通过离心模型归纳导致农业用地损失的动力机制,并对2020、2025年的农业用地损失情况进行预测。结果显示:城镇建成区扩张是长株潭城市群农业用地损失最主要的原因。伴随着城市群空间结构的演变,农业用地损失经历了"中心区主导—中心区与产业园区共同主导—连绵式损失"的过程。如不加以控制,至2025年,一个总面积达1 500 km~2,呈连绵状分布的超大型都市区将在长株潭城市群形成,现有中心城区、产业园区之间的农业用地将逐渐消失殆尽,从而造成难以弥补的环境损失。从空间规划上优化城市群的空间结构和发展方式,从政策法规上对侵占行为进行严格控制,是保护农业用地的关键所在。研究有望为我国城市群环境保护规划的制定提供方法论参考。     

基于生态足迹的武汉城市圈生态承载力评价和生态补偿研究

在推进新型城镇化和生态建设的背景下,客观定量评价区域生态环境状态,是当前我国生态建设重要而紧迫的任务之一。高密度的人类活动会对自然生态系统产生超负荷的压力,通过生态承载力的分析能够定量测度这种状况,为区域可持续发展提供借鉴意义。基于生态足迹模型,计算了2008年和2013年武汉城市圈各县域单元的生态足迹/承载力,并进行了时空变化分析。研究发现武汉城市圈各县域单元的生态足迹和生态承载力在空间上存在显著的差异性,生态足迹逐年增加,生态承载力的变化相对较小,出现两级分化的现象。根据生态足迹/承载力进行跨区县生态补偿测算,得到2008年和2013年武汉城市圈48个县域的转移支付情况,表明如果运用财政转移支付的手段,整个区域能够达到生态系统供给和需求动态平衡的目标,缓解武汉城市圈的生态压力,实现武汉城市圈的可持续发展。     

长江经济带城市生态承载力时空格局研究

生态承载力评价研究的开展,对于促进区域可持续发展具有重要的指导意义。以长江经济带130地市为例,从生态支撑力和生态压力两方面对生态承载力进行量化研究,通过构建较为完整的生态承载力综合评价指标体系,利用熵值法对评价指标进行赋权,对长江经济带城市生态支撑力、生态压力和生态承载力状况进行评价,探讨了2003、2008和2013年长江经济带生态支撑力、生态压力和生态承载力的空间格局及其影响因素。结果表明:2003~2013年间长江经济带生态支撑力逐渐上升,空间格局由上、下、中游梯度递减向中、上、下游梯度递减转变;生态压力持续增大,空间格局均为下、中、上游梯度递减;生态承载力先下降后上升,空间格局由上、中、下游梯度递减向中、上、下游梯度递减转变。生态承载力影响因素由环境治理和节能减排主导转变为由社会进步和经济发展主导。     

区域生态承载力与可持续发展

本文探讨了生态承载力的概念和估测的方法,分析了大陆典型生态系统净第一性生产力的背景值,研究了确定自然系统最优生态承载力的依据,在此基础上,提出了提高区域生态承载力,实现区域可持续发展基本对策。     

巫山县生态承载力研究

由于三峡工程的开工建设,巫山县大量移民就地后靠,土地所承载的压力剧增,阻碍了巫山县社会经济的可持续发展。利用生态足迹原理和模型对巫山县2005~2010年土地生态承载力进行分析,并运用相关分析、主成分分析等方法将生态足迹指标与传统经济指标相结合,分析了巫山县社会经济的发展对生态足迹的驱动作用,为巫山县的生态建设及可持续发展提供依据及参考。结果表明：巫山县生态足迹呈现逐年增加的趋势,且近几年增加速度明显加快,而生态承载力则基本持平,人均生态赤字由2005年的1336 2 hm2增长至2010年的2194 2 hm2,说明巫山县对自然资源的消费远远超过了区域所能提供的资源供给,阻碍可持续发展。在此基础上本研究以巫山县2005~2010年的生态足迹时间序列作为模型因变量,并根据区域社会经济发展与生态足迹变化的作用机理选择了8个社会经济发展相关指标为自变量,建立多元线性回归模型。模型检验结果令人满意,并通过相关性分析、主成分分析等手段揭示了巫山县社会经济发展指标对人均生态足迹的强烈驱动作用     

基于最小累积阻力模型的贵阳市景观生态安全格局构建

贵阳市是我国典型的喀斯特地区,水土流失严重,生态环境脆弱。在生态重要性、景观连通性和生态需求分析的基础上进行生态源地识别,根据土地覆被状况、人为干扰程度和夜间灯光数据构建了生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络,在此基础上构建了贵阳市域和市区的景观生态安全格局。结果表明:(1)贵阳市最重要和重要生态斑块总面积5 393.43 km2,主要分布在西部和北部;生态用地斑块的景观连通度总体较高,其中园地最好,林地最差;生态需求较高的区域主要分布在人口密集的城市建成区周边。生态源地占总面积的18.56%,集中分布于北部及西南部红枫湖、百花湖等区域;(2)贵阳市生态廊道总长为933.58 km,其中关键廊道长287.6 km,沿东北向西南方向延伸。现状廊道遍布市域,主要为河流水系;潜在廊道和关键廊道98%都为林地,主要分布于北部和西部生态环境较好的山地丘陵区;(3)市区景观生态安全格局中,生态源地主要集中在百花湖、红枫湖、香纸沟、相思河等风景区,花溪湿地和南明河作为市区关键廊道纵贯南北。最后,在此基础上提出了"保护和建设并重、区县间统一规划的"生态系统管理对策,为贵阳市生态环境建设提供切实可行的科学指导。     

南京市快速城市化过程中人均生态足迹的动态变化与预测研究

基于《南京统计年鉴》数据,应用生态足迹分析方法,计算了南京市1992～2002年人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,并对过去11年生态足迹各项指标及其动态变化进行了分析。结果显示,南京市人均生态足迹明显高于江苏省平均水平,更是高于全国水平的2倍,已超过了2.0 hm2/人的全球生态阈值,人均生态承载力明显偏低,全市生态赤字高达自身面积的20倍,表明南京市资源环境形势不容乐观,区域可持续发展面临严峻挑战。随着城市化、工业化和社会经济的迅速发展,过去11年间南京市呈现人均生态足迹逐年升高、人均生态承载力不断降低的动态趋势。鉴于此,必须实施资源节约高效、生态环境友好、控制人口负荷等重大战略举措,实现快速城市化、工业化背景下的区域可持续发展。其次利用灰色模型预测了2003～2005年的人均生态足迹和生态承载力,预测精度较好。     

流域水生态承载力研究的起源和发展

流域水生态承载力的研究是近几年来从水生态的角度解决流域可持续发展问题的有效手段。通过文献综述的方法,从流域水生态承载力的起源和发展入手,对流域水生态承载力的理论基础,与相关已有研究的区别和联系进行了探讨,并对流域水生态承载力的进一步研究进行了展望。从起源上看,承载力理论、可持续发展和生态足迹理论、流域生态学理论分别是流域水生态承载力研究的基础、落脚点和支撑。从发展上看,水生态承载力是水资源和水环境承载力的有机结合和深化。从测度和评价方法上看,第一生产者的净初级生产力方法、生态足迹法、可持续发展指标法和生态系统健康等生态承载力的测度方法为流域水生态承载力的评价奠定了基础。目前流域水生态承载力的研究尚处于初级阶段,今后不论是在理论探讨还是模型应用中均应进一步体现人类与自然和谐共存的根本目的以及水体质、量辩证统一的规律,通过物质、能量、信息、空间和时间五位一体的研究方法,使流域水生态承载力的研究更具有实践意义     

武汉城市圈土地利用变化系统仿真模拟与驱动力分析

土地利用变化是全球环境变化与可持续研究的重要内容,驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。现有土地利用变化驱动力研究多针对单一的城市区域展开,无法解释城市群地区,城市一体化战略指导下城市交互作用对土地利用变化的影响。运用系统动力学(SD)方法,综合考虑经济、人口、城市化、政策等主要人文因素,并将城市交互作用因素引入SD,以武汉城市圈为例,构建土地利用变化系统SD模型,运用1997~2006年的历史数据进行检验,并对武汉城市圈2010~2020年不同情景下的土地利用变化进行模拟。结果表明,建立的SD模型是有效的,两种情景下土地利用变化表现出差异性,说明城市交互作用是除经济、人口城市化等社会经济因素外,土地利用变化的又一重要影响因素。     

滇池流域生态承载力及系统耦合效应剖析

利用ENVI4.8和Arcgis9.3软件对2001~2010年的遥感影像数据进行处理和分析,计算得出各年份的生态承载力。结合相关年份的社会经济数据,同时根据滇池流域的实际情况提取18个分析指标,运用相关分析和回归分析方法,对滇池流域生态承载力以及其与生态环境系统、资源环境系统、社会经济系统3个子系统要素的耦合关系进行分析。结果表明:(1)2001~2010年滇池流域的总生态承载力和人均生态承载力呈快速下降趋势,降幅达37.3%;耕地生态承载力呈下降趋势最明显,下降幅度达52.61%,但建设用地的生态承载力上升幅度达27.08%。(2)滇池流域生态承载力与三大系统要素相关性较好,其耦合形态呈"J"、"L"型、"U"型和倒置的"S"型等。(3)对耦合形态的形成机理进行分析,其结果表明:城镇化、社会经济的发展以及流域内粗放型的经济增长方式对形成这种耦合形态的影响较大。     

我国耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全评价及障碍因子诊断是改善耕地生态系统状况、促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和障碍度模型,对我国耕地生态安全进行了评价。研究表明：（1）1996~2010年我国耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0484 4增加到0626 9,安全等级经历了“临界安全-较安全”的演变历程;（2）压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;（3）长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素,1996~2010年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均533%和052%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均802%的速度下降;（4）影响耕地生态安全的主要障碍因子包括单位耕地面积农药负荷、单位耕地面积化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等。为了促进耕地生态安全水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度