中国省际能源利用-经济发展-环境保护系统的时空耦合协调度分析

基于Super-SBM模型测算中国2000—2017年省际能源效率,并在此基础上构建能源利用-经济发展-环境保护(3E)系统综合评价体系,采用变异系数法、三元系统耦合协调模型与灰色GM(1,1)预测模型分析中国3E系统耦合协调度的空间布局及动态演变趋势。结果表明:(1)研究期内能源效率整体呈先降后升趋势,2000—2014年由0.564降至0.422,2014—2017年由0.422升至0.440,呈东部、中部、西部递减的空间分布特征;(2)研究期内中国3E系统耦合协调度由0.483升至0.672,三大区域差异明显,呈由东部沿海地区向周边省份发展的时空规律;(3)预测结果表明2018—2022年各省3E系统耦合协调度均有所提升。     

博斯腾湖生态服务功能评估模型及应用

博斯腾湖具有丰富的水产与芦苇资源,对当地人的生产、生活起着支撑作用。因此,对其生态服务功能进行评估,能更好地掌握当前湖泊的生态服务状态,为流域的后期开发提供参考。通过博斯腾湖的流域特点与实际情况,建立起由4个要素、12个指标所组成的博斯腾湖生态服务功能状态评估体系。应用系统多级灰关联综合评价方法对该体系进行评估,获取了该流域2001—2012年的生态服务功能状态等级。研究结果表明,2001—2012年博斯腾湖生态服务功能综合状态指数等级为"不太好",平均分值为67.60分,总体呈先下降后上升趋势,因此应联系实际更好地开发博斯腾湖流域的生态服务功能。     

天津市大气能见度与空气污染物关系分析及控制措施

利用天津市1990—2004年大气能见度观测资料及天津市2002—2004年空气污染物监测数据,统计分析了天津市大气能见度变化特征及其与空气污染物的关系。结果表明,天津市20世纪90年代大气能见度处于波动下降趋势,2000—2003年大气能见度整体水平有所改善,到2004年空气质量迅速提高。统计数据说明,在非采暖季的春季,天津市大气能见度的下降与PM10浓度有较大相关性;在夏季,与相对湿度有较大相关性;在采暖季(冬季),与SO2和NOX等空气污染物浓度有密切关系。同时,提出改善城市大气能见度的4个措施:(1)制定长期的大气能见度控制策略;(2)合理改善能源结构;(3)加强城市裸露土地的治理;(4)城市交通采用清洁能源。     

生态文明视角下的镇域空间资源管控研究——以南京市竹镇镇为例

党的十八大将生态文明建设纳入中国特色社会主义事业"五位一体"的总体布局。以东部发达地区生态型城镇为例,构建由生态安全重要性、宜业空间适宜性和人居环境友好性3个要素层和12个子目标所组成的城镇空间适宜性评价指标体系,并借助空间地理信息系统(GIS)来识别生态、生活和生产空间("三生"空间),在此基础上将"三生"空间作为空间发展引导区提出相应的管控措施。空间分区结果表明:竹镇镇生态、生活、生产空间占比分别为27.16%、29.28%和43.56%;在生态空间保护上,要对重要山体、集中式饮用水源保护区、重要水库、水生态廊道等生态资源划定生态安全红线;在生产空间开发上,要根据产业集群理念合理布局农业、工业、生态旅游业;在生活空间的建设上,要充分利用镇域河道、绿地等开敞空间构建绿色城镇格局。     

关中—天水经济区生态环境功能分区研究

生态功能分区是自然资源合理管理及持续利用的基础。依据生态功能分区的基本原则,在综合考虑关中—天水经济区自然环境和人文环境特征的基础上,选取土地利用类型、植被归一化指数(NDVI)、干燥度指数、河道和水源地以及古城等因子,建立生态功能分区的指标体系。基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对区域进行生态功能分区并对各分区生态环境的保护目标及发展方向提出科学规划。结果表明,研究区可被划分为6个重要生态功能区:(1)农业种植区,整治重点为提高耕地质量,防治土壤次生盐碱化;(2)植被保护区,整治重点为保护现有植被,封山绿化,营造水土保持林和水源涵养林;(3)防旱抗旱区,整治重点为合理利用牧草地资源,选用蒸散较小的耐旱植被涵养水源,控制土壤干旱化;(4)河道保护区,整治重点为注重河道水质的改善和河道两岸的水土保持工作;(5)水源涵养区,整治重点为加强保护水源涵养林,提高林分质量和功能;(6)古城保护区,整治重点为保护古城历史环境、建设古城生态环境、发展文化旅游产业。研究结果为明确区域生态环境保护目标和生态整治重点提供科学依据。     

快速城镇化背景下环渤海地区生态系统服务价值变化

在快速城镇化背景下,研究土地利用变化对区域生态系统服务价值(ESV)的影响具有重要意义。以环渤海地区为研究对象,对该地区1980、2000、2005、2013年的土地利用变化、ESV变化和流向损益进行了分析测算。结果表明:(1)1980—2013年,城镇化进程促使环渤海地区的土地利用结构发生明显变化,农田、森林、草地、湿地、荒漠的面积持续减少,建设用地一直增加,水域面积先增后降。(2)土地利用变化使环渤海地区ESV先略微增长后下降,2013年ESV为6 005亿元,相比1980年水平(6 504亿元)降低7.7%,其中建设用地转入造成ESV损失最大,1980—2013年建设用地转入造成损失585亿元,占ESV损失总量的45.9%;(3)调节服务是环渤海区域生态系统的主导性生态系统服务功能,其对ESV的贡献从1980年起一直超过65%。(4)环渤海地区ESV排名前3位的城市为丹东、天津和大连,除营口、东营、日照和潍坊外,其余城市的ESV一直处于下降趋势。(5)未来应通过避免"摊大饼式"发展和建立城镇化建设中生态补偿机制等方式推动环渤海地区城镇化建设和生态保护协调发展。     

乌鲁木齐市夏季大气对流层NO_2垂直柱浓度特征研究

为掌握乌鲁木齐市夏季大气对流层NO2垂直柱浓度(VCD)变化特征,2013年6—8月利用地基多轴差分吸收光谱仪,依据该市南高北低的地形和常年主风向(西北风/东南风),分别在商业区、生活区、工业区和农田区进行大气对流层NO2VCD的监测。结果表明:(1)乌鲁木齐市夏季大气对流层NO2VCD均值为5.70×1015 molec/cm2,早、晚的浓度较高;随南高北低地势,大气对流层NO2VCD呈现南部北部中部的趋势;从不同功能区看,商业区农田区工业区生活区;(2)比较不同天气条件下的大气对流层NO2VCD,晴天的浓度大于多云的浓度;且多云条件的日变化幅度小于晴天,但在不同天气条件下大气对流层NO2VCD在市区不同空间点各有差异;(3)功能区因素、地形地貌因素、主要污染物因素、气象因素和风场效应等的共同作用是乌鲁木齐市夏季大气对流层NO2VCD变化特征空间差异的原因。     

四川省水资源生态足迹及可持续利用综合评价

水资源可持续利用评价是水资源可持续管理的重要手段。在分析水资源生态足迹和生态承载力时空变化的基础上,结合水资源生态足迹指标,以压力-状态-响应(PSR)模型为框架构建了水资源可持续利用评价指标体系,运用熵权法和综合指数法对四川省2010—2019年水资源利用水平进行综合评价。结果表明：2010—2019年,四川省人均水资源生态承载力呈“W”型变化,人均水资源生态盈余在时间上呈波动变化,空间上存在明显差异,呈西高东低分布。综合评价中压力指数、状态指数、响应指数分别呈下降、上升、上升趋势,综合评价指数在2015年最低(0.109 6),2019年最高(0.212 1)。研究显示,四川省水资源可持续利用状况有所改善,仍需提高生产、生活、生态环境用水账户的用水效率,进一步推进水资源可持续利用。     

基于季节性Kendall检验和重标极差分析法的阳澄湖水质变化趋势分析

为掌握《苏州市阳澄湖生态优化行动实施方案》实施以来阳澄湖的水质变化趋势,结合季节性Kendall检验与重标极差分析(R/S)法,对2013—2018年阳澄湖及其6条主要入湖河道的主要水质指标——高锰酸盐指数(IMn)、氨氮(AN)、总磷(TP)、总氮(TN)过去和未来的水质变化趋势进行分析及预测。研究结果表明:(1)阳澄湖除TP无显著升降趋势外,其余指标均有不同程度的下降趋势;(2)主要入湖河道的TN均无显著升降趋势,其余指标的改善效果较明显;(3)未来阳澄湖及主要入湖河道水质总体将会持续改善,但有个别监测点位的TP浓度未来仍有可能会上升。可见,近年来阳澄湖生态优化行动卓有成效,但TP已成为影响水质达标的最大制约因素,还需进一步提出针对性治理措施。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的成渝城市群碳排放时空动态特征研究

基于1992—2013年国防气象卫星计划(DMSP/OLS)夜间灯光数据和能源统计数据,对成渝城市群碳排放进行研究,应用空间自相关模型,并结合趋势分析和地理信息系统(GIS)空间分析方法,探究成渝城市群碳排放时空变化规律。研究结果表明:(1)基于DMSP/OLS夜间灯光数据估算的碳排放与基于能源消耗统计数据计算的碳排放动态变化趋于一致,且存在较好相关性;(2)1992—2013年成渝城市群碳排放增加趋势明显,碳排放增加区域面积高达76.26%,分布在成都、重庆主城及周围德阳、璧山等地区,碳排放不变或降低区域零散分布在研究区边缘地带,面积占比23.74%;(3)成渝城市群所有年份的全局空间自相关系数(Ⅰ)值均大于0,表现出较强空间自相关性,且在研究时段Ⅰ值总体呈增长趋势,说明其空间集聚性持续增强;(4)成渝城市群碳排放空间集聚模式主要为高-高集聚型、低-低集聚型,两者空间分布动态变化均呈增加模式,高-高集聚区域主要分布在成都、重庆主城以及邻近县域,低-低集聚区域主要零散分布在边缘相对落后地区,表明成渝城市群碳排放空间分布具有极强的相互依赖性。     

基于遥感的城镇化过程碳储量格局变化研究——以上海市崇明岛为例

以上海市崇明岛为例,利用遥感(RS)影像和地理信息系统(GIS)技术,分析了2005—2013年崇明岛土地利用变化情况,在此基础上计算碳储量变化,分析其时空变化特征。结果表明:(1)2005—2013年,崇明岛耕地面积从740.10km~2减少到577.14km~2,林地和建设用地面积分别从169.63、194.32km~2增加到279.85、260.13km~2;(2)2005—2013年,崇明岛土地利用过程发挥碳源作用,碳储量净损失672.40×103 t,其中林地转变为耕地的碳源作用最明显,引起的碳储量损失占总损失的65.1%;(3)空间上看,城桥镇、堡镇等城镇化水平较高的区域碳储量损失较其他区域更明显,碳储量损失高值区沿交通线呈明显的脉络状分布。可见,城镇化过程可能引起碳排放增长,导致区域生态服务功能退化。贯彻"精明增长"、"底线控制"等理念,划定区域生态底线,优化区域用地布局,完善低碳评估体系,对城镇化过程中实现低碳发展具有重要意义。     

长三角城市群水生态文明建设水平及其时空分异

基于驱动力—压力—状态—影响—响应(DPSIR)模型对2010—2018年长三角城市群41个城市的水生态文明建设水平进行了研究,并分析其时空分异.结果表明:从时间演变来看,长三角城市群水生态文明建设水平呈波动上升趋势;从空间特征来看,长三角城市群水生态文明建设水平呈现出"东高西低、南高北低"的格局,具有集聚性,不同省份...     

基于空间决策支持系统的"数字生态"系统研究

融合决策支持系统(DSS)的多模型组合建模技术和地理信息系统(GIS)的空间分析技术形成的空间决策支持系统(SDSS)为生态城市的建设带来了新的方法和技术支持,对生态城市建设的研究和实践具有重要的战略意义."数字生态"是综合应用卫星遥感、地理信息、全球定位、DSS、SDSS、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术,以数据平台、应用平台为框架,为生态管理、设计、建设的静态、动态、分析、决策等提供服务的技术系统,它是生态的数字化再现.探讨了"数字生态"系统的总体框架结构和功能,数据库和应用系统的设计,以及结合系统的人机交互系统,从而实现对生态城市发展模式的辅助决策.     

新疆城镇化与生态环境耦合协调发展时空区域差异评价研究

以新疆15个地、州、市为例,采用2004—2014年城镇化与生态环境统计数据,构建城镇化与生态环境评价指标体系,通过耦合协调度模型和地理信息系统来揭示城镇化和生态环境耦合协调时空演化规律。结果表明:(1)2004—2014年,新疆15个地、州、市中,除个别地区个别年份城镇化综合指数出现回落现象外,总体呈上升趋势;生态环境综合指数呈波动上升趋势。(2)在时间序列角度,协调度体现向上趋向性,没有明显的等级跳跃。(3)新疆城镇化和生态环境协调发展空间格局特点是地域差异很大、北疆水平高于南疆。     

喀斯特城市新区土地利用时空演变及生态效应分析——以贵阳市观山湖区为例

通过揭示喀斯特城市新区土地利用和生态效应本质联系及变化趋势,基于转移矩阵、动态度模型、生态环境质量指数和生态贡献率,定量分析观山湖区2010—2020年土地利用动态变化特征及其生态效应。结果表明：(1)观山湖区以林地、耕地和建设用地为主要土地利用类型,10年来水田和旱地呈减少趋势,灌木林地和城镇用地面积增长最大,东部城镇用地逐年向西南方向扩张,耕地转出面积最大,2015—2020年综合土地利用动态度达到峰值(0.546%)。(2)生态系统服务功能因林地增加不断增强,土地覆被状况指数与生态环境质量呈正比关系。(3)旱地和其他林地向有林地转移是改善生态环境的主要原因,有林地向旱地、城镇用地转移是导致生态环境恶化的主要驱动因素,2010—2020年观山湖区整体生态效应呈良性发展。     

渤海湾海洋资源、生态和环境承载力评价

在海洋经济快速增长的同时,由于海域污染造成的海洋生态环境破坏等问题,严重制约了海洋资源、生态和环境的可持续发展.结合国内外海洋资源、生态和环境承载力研究方法,将人口、社会经济、海洋资源、生态和环境系统服务功能纳入一个综合系统,将海洋生态系统服务功能引入到承载力评价指标体系和研究方法中,构建了以系统动力学(SD)模型、状态空间评价模型、多目标规划( MOP)模型为主,以海洋生态系统服务功能价值评估、灰色预测模型GM(1,1)和曲线回归模型等为辅助手段的海洋资源-生态-环境承载力复合系统(以下简称复合系统),并选取渤海湾进行实证研究.通过复合系统在渤海湾的应用,定量评价和预测渤海湾的承载状况,为海洋开发与管理以及区域协调发展提供评价和决策支持的技术方法,促进中国海洋资源、生态和环境的可持续利用及海洋经济的可持续发展.     

浙江省生态功能区划研究

在浙江省生态环境现状调查的基础上,运用GIS等先进技术,采用定性与定量相结合的方法,对浙江省生态环境现状、生态环境敏感性和生态服务功能重要性进行评价,形成浙江省生态功能区划方案,将浙江省划分为6个生态区、15个生态亚区、47个生态功能区,并确定了具有重要生态系统服务功能的5个重要生态功能区域.区划成果为浙江生态省建设规划的实施、资源的合理利用和工农业生产合理布局提供了科学依据.     

基于MODIS数据的中国地区气溶胶光学厚度时空变化特征

利用2007—2017年的MODIS/AQUA C6版MYD08_M3气溶胶产品数据资料,从时间和空间角度分析中国气溶胶光学厚度(AOD)变化特征。结果表明:(1)2007—2017年中国AOD年均值在0.40～0.55波动,平均值为0.48,11年间中国AOD年均值降低0.06;(2)中国AOD高值区集中在长江中下游、华北平原、珠江三角洲以及新疆的塔里木盆地,而川西、滇西北与青藏高原交界的地区为低值区,东北及内蒙古北部的AOD也相对较低。(3)地势对AOD分布具有一定影响,一般地,AOD高值区总体分布在低海拔地区,而AOD较低的区域主要位于高海拔区。(4)中国AOD表现出一定的季节变化特征,总体上呈春夏季高峰,秋季最低,冬季至次年春季逐步回升的趋势,此外采暖期内AOD整体上低于非采暖期。     

杭州湾海域生态环境的变化及其发展趋势分析

依据浙江省舟山海洋生态环境监测站1992—2011年间对杭州湾海域生态环境质量的监测数据,对该海域生态环境的变化及其发展趋势进行了分析。结果表明,从整体上看杭州湾海域生态环境未出现明显的改善趋势,生态环境质量不容乐观:1992—2011年杭州湾海域无机氮、活性磷酸盐的年均浓度以及富营养化指数均呈现显著的增长趋势,DO浓度则呈现显著的下降趋势,表层沉积物质量也未有明显改善;研究期浮游动物、底栖生物的种类数和生物量均呈现下降趋势,群落结构趋向简单、小型化,而浮游植物的种类数和生物量变化趋势不明显;1994年起,杭州湾海域全部处于严重富营养化状态。在此基础上,探讨了杭州湾海域生态环境问题产生的根本原因,并提出了生态环境保护对策。     

3S技术在太湖富营养化和蓝藻水华分布规律中的应用研究

应用3S技术,采用营养状态指数法、蓝藻水华分级评价方法以及蓝藻水华发生频率分析方法,对2010—2013年太湖富营养化状况和太湖蓝藻水华时空分布规律进行分析和研究,以期为太湖富营养化控制和蓝藻水华预警、监控工作提供技术支持,同时为太湖水环境治理提供科学依据。实践证明,3S技术能快速、全面、直观地反映太湖富营养化状况和蓝藻水华时空分布规律。结果表明:(1)2010—2013年太湖处于轻度富营养状态,太湖富营养化呈现西北高、东南低的分布规律;(2)2010—2013年,全太湖小型蓝藻水华发生次数最多,蓝藻水华级别越高,发生次数越少;(3)年际变化上,蓝藻水华发生次数总体趋于平稳,蓝藻水华发生呈现"小型多发、中大型少发、重大型偶发"趋势,蓝藻水华发生规模呈显著缩小趋势;(4)月际变化上,8月和9月是太湖蓝藻水华的高发月份,9月蓝藻水华发生规模最大;(5)空间变化上,太湖西部沿岸是太湖蓝藻水华首次爆发最频繁的水域,太湖西部沿岸区尤其宜兴沿岸是蓝藻水华爆发频率最高的水域。