多模式发展的港口生态承载力演变

生态承载力是区域可持续发展的重要衡量标准,研究港口生态承载力状况并预测其演变趋势有利于港口生态可持续发展。针对现有港口生态承载力研究中生态过程机制、时间动态性考虑不足等问题,引入系统动力学理论,结合港口生态系统的特点,从社会经济、资源、环境3个方面进行因果反馈分析,在此基础上构建港口生态承载力的系统动力学模型。从港口生态供需关系的角度出发,引入生态承载力供需平衡指数,对港口生态承载力状况进行评价。以大连某港区为例,以GDP增长率、环保投资比重、单位吞吐量综合能耗、单位吞吐量水资源消耗量、单位吞吐量COD产生量、单位吞吐量SO_2产生量、单位吞吐量固废产生量作为调控变量,动态仿真自然发展模式、经济快速增长模式、协调发展模式和资源环境保护模式4种港口发展模式下2015—2030年港口生态承载力演变趋势。结果表明:能源消耗是制约该港区生态承载力改善的重要瓶颈,优化港口用能结构、加强港口能源管理有助于改善港口生态承载力;经济资源环境协调发展模式是实现港口生态系统可持续发展的最优模式。     

基于能值改进生态足迹模型的天津市近10年生态安全趋势评价

运用基于能值改进的生态足迹模型,对天津市1998-2007年的生态足迹和生态承载力进行时间序列的测度,在此基础上对天津市生态安全的动态变化趋势进行评价.结果表明,10年间天津市人均生态足迹迅速增长,由1998年的0.588 hm2/人增长到2007年的1.063 hm2/人,人均生态赤字从1998年的0.274 hm2/人扩大到2007年的0.569 hm2/人,万元GDP生态足迹从1998年的0.409 hm2/人下降到2007年的0.235 hm2/人,这说明天津市在近10年的发展中,生产生活强度大幅度增加,资源消费已远超过承载力水平,但资源利用效率提高较快.天津市生态压力指数不断增加,已从稍不安全状态发展到很不安全状态,总体上天津市社会经济的不可持续度在增加.     

城市生态承载力研究

生态安全是生态承载力的“底线” ,超过了这一临界值 ,生态安全问题就会凸显而变得严重 ,甚至出现崩溃。笔者通过对生态足迹需求和生态承载力的计算 ,判断该地区处于生态盈余 /赤字 ,得出该地区自然生态系统所提供的产品和服务的供应量超过了 /不足以该地区人们正常生活的需求量的结论。计算出珠海 2 0 0 2年生态足迹和生态承载力 ,该结果显示出珠海的发展属于地方可持续性的。通过计算珠海从 2 0 0 2～ 2 0 2 0年各指标的时间序列值来追踪各个时点的可持续程度 ,弥补了生态足迹计算法中指标静态性的缺陷。预测了未来 18年珠海的生态足迹需求 ,其结果表明珠海市生态承载力严重不足 ,生态功能水平薄弱。城市生态承载力的研究不仅能指导珠海生态安全和可持续发展 ,而对其他城市的生态规划及发展也具有参考价值。     

基于PSR模型的城市生态安全评价与贡献度研究——以铜川市为例

以铜川市为例进行城市生态安全评价和指标分析,采用压力-状态-响应模型和层次分析法构建出含有项目、因素、指标的铜川市生态安全评价体系。通过生态不安全指数定量表示城市的生态安全状况,对铜川市2014-2016年的生态安全状况进行了综合评价,并计算分析了各指标对城市总体生态不安全指数的贡献度。结果表明,铜川市的生态安全处于“临界安全”状态,并呈现逐渐向好的发展趋势。人均灌溉农田面积、地表水环境质量、环境空气质量和环保投资占GDP比例对铜川市生态不安全指数贡献度较大,应给予重视。     

基于熵权TOPSIS模型的长春市水资源承载力评价

为了对长春市水资源承载力进行评价,涵盖水资源系统、社会系统、经济系统和生态环境系统4个方面,选取单位面积水资源量、人口密度、万元工业增加值用水量和生态环境用水率等共14个指标的区域水资源承载力评价指标体系;引用改进熵权的TOPSIS模型评价方法,介入信息熵计算各评价指标的权重,利用欧式距离的最优解法对水资源承载力进行评价。结果表明：从各市县来看,水资源承载力由高到低依次为德惠市、榆树市、长春市区、双阳区、九台区,水资源承载力处于III“中等”水平;农安县排在最后,水资源承载力处于II“较弱水平”。单位面积水资源量、地表水资源占比、人均水资源占有量和城镇化率指标为影响长春市水资源承载力的有利因子,人均水资源利用量、单位面积灌溉用水量等其余10个指标则为不利因子。总体来看,该区域具有相对的开发利用潜力,在一定区域和时间里,能够为整个长春市经济社会的发展提供水资源保障,但未来发展情况不容乐观,也要给予必要关注和采取有效措施予以应对。评价结果与各市(区)县水资源实际情况相吻合,该评价模型能够综合考虑影响因素,有效降低了评价中主观因素的影响,为水资源承载力评价提供理论依据和可行性参考。     

台州地区地下水环境承载力评价研究

以台州地区为例,采用层次分析法对地下水环境承载力进行评价.结果表明,台州地区地下水环境承载力属于中等水平.台州东西部地区影响地下水环境承载力的最大制约因素有所不同,西部主要受自然条件制约,东部则是社会条件.为提高台州地区地下水环境承载力,必须加强对地下水资源开发的统一管理,并且因地制宜加快调整产业结构,大力发展节水型产业.     

福建省近10年生态足迹与生态承载力研究

利用生态足迹分析法分析了福建省1995年、2000年和2004年的生态足迹及生态承载力.将福建省资源利用的动态特征纳入生态足迹模型中,在此基础上进行横向和纵向比较.结果显示,福建省人均生态赤字从1995年的0.340 3 hm2、2000年的0.443 6 hm2上升到2004年的0.720 2 hm2.这说明福建省在近10年的发展中,生产、生活强度大幅度增加,超过了自然生态系统的承载力,维持现状将难以保证可持续发展.因此,应提高科技与农林业结合水平,大力提倡节约型生活及消费方式,减少生态赤字,遏制生态环境的恶化.     

基于支持向量机的山东省水资源承载力评价

选取人均水资源可利用量、水资源利用率、耕地灌溉率、人口密度、生态环境用水率等15个指标构建水资源承载力评价指标体系,并以水资源承载能力指数为评价标准,使用支持向量机方法对2001-2018年山东省及2016年17地市水资源承载力状况进行系统评价.结果 表明:1)2001-2018年山东省水资源承载力指数在0.520～0.627范围内,除2017和2018年处于Ⅱ级外,其余年份均处于Ⅲ级,水资源承载能力较弱;2)工业产值占工农业产值的百分比、人均GDP、农民年均收入和万元工业增加值耗水量为影响山东省水资源承载力的有利因子,人均水资源量、水资源利用率、水功能区水质达标率、供水量模数、森林覆盖率和人口密度则为不利因子;3)2001-2018年山东省水资源承载力指数呈现上升态势,主要因为水功能区水质达标率、恩格尔系数、人均GDP、农民年均收入、万元工业增加值耗水量以及生态环境用水率的向好发展.总体上看,水资源短缺的形势依然不容乐观,今后应在非常规水源利用、水资源利用率提升、生态环境保护等方面采取更加有效的措施予以应对.     

水资源承载力动态变化分析

水资源承载力是一个国家或地区持续发展过程中各种资源承载力的重要组成部分,是决定人类经济社会发展速度和规模的重要因素.应用模糊综合评价方法对山西全省2000-2006年水资源承载力的动态变化进行了分析评价.结果表明山西省水资源开发利用总体上已达到相当高的规模,接近其开发容量,因此迫切需要实施全面节水战略,以保证全省社会经济的可持续发展.     

量-效刚性约束下中国省际水资源承载力评价

为了探究水资源量-效刚性约束与区域经济发展的适配性,解决以无量纲相对指数划分水资源承载力状态的局限性,构建以量-效为刚性约束条件,以经济发展水平、人均福利水平、城镇化水平为一般约束条件,人口规模为目标函数的水资源承载力评价模型。通过比较2015—2020年实际人口规模与量-效刚性约束下人口规模,得到各地区水资源承载状态。研究结果表明：1)2015—2020年,在全国层面,水资源承载力未超载,量-效刚性约束下均属于宽松的约束;2)2015—2020年,在省级层面,黑龙江、江苏、安徽、新疆的水资源承载力一直处于超载状态,京冀地区、宁夏、西藏、江西、广东略微超载,其他地区未超载。量-效刚性约束需进一步调整和管控。     

区域生态安全的组合权重评价模型

为了更准确合理地确定区域生态安全评价的指标权重,利用层次分析法求得主观权重,利用变异系数法求得客观权重,再用最小相对信息熵原理将它们合并为组合权重.结合“驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)”模型框架,建立了指标体系和评价模型,分别计算3种权重下的生态安全指数.结果表明,使用组合权重的计算结果最符合实际状况.2010年兰州新区的生态安全综合指数为0.615 9,2015年为0.519 4,2020年为0.484 1,分别处于较安全、临界安全和临界安全状态.这表明当地生态安全状况有恶化趋势,新区应大力发展循环经济,推进清洁生产,加大环境污染防治力度,从而保障生态安全,促进经济社会可持续发展.     

河南省武陟县大田土壤重金属形态分布及潜在生态风险评价

为了解河南省武陟县大田土壤重金属Cr、Cd、Pb、As、Cu、Se、Ni和Co的形态分布和生态风险情况,在该区域采集了12个表层土壤(0～20cm)样品,采用修正的BCR连续提取法进行形态分析,探讨其生物有效性,并采用Hakanson指数法评价了重金属的潜在生态风险.结果表明,土壤中不同重金属的形态分布差异很大,其中,Cr、As、Ni和Co均主要以残渣态存在,分别占其总量的66.6％、61.4％、50.7％和41.8％;Cu和Se主要以可氧化态存在,分别占其总量的43.8％和67.8％;Pb主要以可还原态存在,占总量的61.1％;Cd主要以酸提取态存在,占总量的53.3％.生物有效性分析表明,Cd的可利用态K1为0.933,生物有效性是最大的,对土壤生态系统的潜在危害性较大,其次是Pb和Co;Cu和Se在土壤环境发生变化时,很容易再次释放到外界环境中;Cr、As和Ni不易被外界生物利用.潜在生态风险评价结果显示,以国家土壤环境质量标准二级标准为参比值时,Cr、Cd、Pb、As、Cu和Ni的单项潜在生态风险程度均为轻微,综合潜在生态风险处于轻微等级.     

中国1997-2006年可持续发展动态测度分析

利用生态足迹分析法对中国1997-2006年的生态足迹与生态承载力进行核算,从而定量测度近10年来中国的可持续发展状况,根据结果对生态足迹的供给和需求进行分析并提出相应的建议和对策.结果表明:10年来,中国的生态足迹快速增长,由1997年的1.287 hm2增长到2006年的1.941 hm2,人均生态赤字从1997年的0.596 9hm2增长到2006年的1.267 0 hm2,自然生态系统处于不可持续的发展状态; 在生态足迹的构成中,能源和水域的生态赤字最为严重,远未满足供需平衡;此外,万元GDP占用生态足迹从1997年的2.014 8 hm2降低到2006年的1.209 8hm2,说明中国资源利用效率提高较快,经济增长方式在向良性发展.     

基于GIS的淮南煤矿废弃地土壤重金属污染生态风险评价

为了解淮南大通煤矿重金属污染特征及其生态风险,以该废弃地土壤为研究对象,通过测定土壤重金属元素质量比,评价其潜在生态风险,结合CIS技术分析其空间变化趋势.结果表明:1)淮南大通煤矿废弃地土壤重金属汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、铜(Cu)超出土壤背景值1.99 ～ 27.2倍,其中以Hg和Cd污染最为严重.2)大通煤矿废弃地地表土Hg的单因子风险等级均在强以上,Cd的风险等级为极强和很强,其面积比例为98.79％、1.21％.底层土Hg的单因子风险等级以极强和很强为主,占区域面积比例分别为60.33％、21.86％,Cd的风险等级均为极强.Hg和Cd是煤矿废弃地最主要的综合生态风险贡献因子,主要风险区为煤矸石堆斜坡、塌陷区、化工厂滤池等地;Cr、Pb和Cu单因子风险均为轻微等级.3)大通煤矿废弃地地表土和底层土综合生态风险均为很强和强两个等级,表层土面积比例分别为88.05％和11.95％,底层土面积比例分别为97.81％和2.19％;底层土的风险指数值更大,表层土以原化工厂与煤矸石堆斜坡为中心高值区,底层土的高值中心位于煤矿塌陷区.     

土地整理的生态风险评价

土地整理对生态环境存在水土流失、生态演变、环境容量变化及环境脆弱性变化4类潜在风险.结合国家投资基本农田土地整理项目,在土地整理风险识别的基础上建立了土地整理生态风险识别指标体系,该体系包含水、土、生物3个要素与14个指标.结合土地整理实践与生态学知识,拟定指标分级标准;采用层次分析法计算出各指标在评价体系中的权重并建构综合生态风险评价指数(ER).计算结果表明:1)土地整理后,ER总分减少28.94,生态风险级别由Ⅲ级降为IV级,项目区生态风险显著减小;2)就单要素来看,水的ER总分由21.53降为6.16,降幅达15.37,对整个项目区生态风险减小的贡献率达53%;而土和生物要素两者的贡献率仅共占47%;土和生物要素的生态风险综合指数也较整理前有了降低,降幅分别为12.79和0.78,没有水要素明显.研究表明,土地整理生态风险识别指标体系能有效识别土地整理前后生态风险的变化,可为以后的土地整理工作提供参考依据.     

基于城市水生态系统健康的生态承载力理论探讨和评价研究

城市水生态系统是城市生态系统的主要组成部分和关键因素.通过城市水生态系统与人体自身健康机制的类比分析,将基于城市水生态系统健康的生态承载力定义为:在一定社会经济条件下,城市水生态系统维持其服务功能(供水、防洪、生物保护、景观娱乐等)及自身健康的潜在能力.提出了"基于城市水生态系统健康的生态承载力-压力量化模型",并根据理论模型设计了计算模型.用承载力与压力所确定的城市水生态系统健康指数,描述了城市水生态系统的健康状态.以郑州市为例,分别计算了该市1995-2004年城市水生态系统承载力及其压力,并得出相应的城市水生态系统健康指数.结果表明,城市水生态系统承载力处于逐年上升趋势,但存在波动;健康指数亦逐步增加,对应健康状态为"病态-亚健康-健康"状态,特别是1998年后该地城市水生态系统健康状况有明显好转.     

环境风险评价内涵与外延研究

在简要介绍环境风险评价(Environmental Risk Assessment,ERA)发展历程的基础上,总结现阶段国内外普遍采用的ERA定义,深入分析ERA的内涵和类型,在重新给出涵盖性更全面的ERA定义的同时,对3种评价内容的评价程序和评价方法进行了横向比较。收集整理了ERA的研究进展和应用现状,从时间、范畴和应用范围3个方面划定了ERA的外延。     

城际客运专线通过能力研究

根据城际客运专线开行大站停和站站停列车特点，确定城际客运专线通过能力是在给定大站停列车数量上放行站站停列车能力来计算的。由于各类车存在速差，以及停站越行方案不同都会产生站站停列车扣除大站停列车，为此引入各类列车及列车组扣除系数计算城际客运专线通过能力，为保证扣除系数准确性对各类列车的分布作概率分析。最后得出了计算城际客运专线通过能力的算法和公式，并给出算例说明和辅以计算机编图验证其结论。