华北平原集约农区种植业生态经济系统的能值分析——以河北沧州为例

从能值的角度出发,以华北平原代表区域——河北省沧州地区2003年统计数据和调查数据为基础,对该地区种植业生态经济系统的能值投入和产出进行首次分析。结果显示:该地区不可更新的工业辅助能占总能值投入的78.5%,可更新的能值投入仅占21.4%(可更新环境资源8.79%、可更新有机12.68%),说明农业生产过渡依赖于外源不可更新辅助能的投入;此外,高系统太阳能值转换率、低净能值产出率和高环境负荷率的特点,表明该地区种植业的科技发展水平比较高,对环境的压力相当大。综合结果说明种植业系统对环境资源的过度利用必然会引起生态环境的破坏。基于此,提出华北平原集约农区种植业生态经济系统可持续发展对策:以优化施肥为基础,合理减少化肥投入为代表,适当降低工业辅助能投入;调整农业增产投入战略,努力解决该地区以水资源短缺为主的作物增产限制因子;改变农业生产中有机能值与无机能值的投入比例,降低系统环境负荷率。     

广东省农业现代化科技示范区的能值分析与评价指标研究

为了从生态经济学角度揭示农业现代化示范区园区的生态经济运行质量,探索一条能更客观、更简单地评价农业科技园区的新途径,文章运用能值理论和方法,分析和评价了广东省农业现代化科技示范区的能值投资率、能值产出率、能值密度、人均能值用量、环境负载率、能值生产率、每万元产值消耗能值和基于能值分析的可持续发展指数等指标,并从中筛选出其能值评价的主要指标。主要结果如下,(1)从2000—2004年,广东省农业现代化科技示范区的总投入能值和总产出能值呈现快速增加的趋势,能值密度和环境负载率持续增加,人均能值使用量,能值投资率和能值生产率呈波动增加的趋势,而能值产出率,可持续发展指数和每万元产值消耗能值呈波动下降的趋势。这说明该示范区总体上呈现快速发展的趋势,经济实力和科技竞争力不断增加。(2)本研究运用主成分分析法、因子分析法和实证对比研究法提出评价农业现代化科技示范区的最佳指标是人均能值使用量和环境负载率。     

基于能值方法的广东省农业系统分析

采用能值理论和方法对广东省农业系统的能值投入结构和产出特征进行分析,以期弥补单纯经济分析中出现的自然环境投入价值缺失的不足,并尝试加入农业基本建设投资和农业保险的计量,完善系统投入结构的能值计算。同时,引入Y*/Y指标使广东省农业系统的生产水平与全球平均水平相比较,以利于评价广东省农业系统的生产力及其发展水平,并为其优化发展提供理论依据和现实指导。研究结果:广东省农业系统2003年的能值投资率(3.12)、环境负载率(1.70)、能值/货币比率(4.26E 12sej.$-1)、净能值产出率(1.25)和Y*/Y(0.96)。上述结果与中国平均水平、中国其他省份以及一些发达国家(如意大利和日本)的相应指标比较,表明广东农业系统发展水平高于全国平均水平,低于发达国家。系统能值投入产出结构分析发现,不可更新的工业辅助能值占系统投入总能值的61.92%。为此,应进一步提高农业的可更新能值投入和优化投入结构。     

深圳市滨海湿地两个观光农业系统的能值整合研究

应用能值研究方法对深圳市海上田园旅游区的芦花湖和农家小院两个观光农业系统进行了生态经济分析.从系统和子系统两个层面,进行了能值产出、环境负载、可持续发展能力的评价与比较;与珠三角另一个观光农业系统(百万葵园)、两个基塘农业系统(菜-鱼、菜-猪-鱼)和一个巴西基塘系统(谷-猪-鱼)进行了横向比较.从货币收益的角度看,农家小院系统的费用使用效率、商品生产获利能力要优于芦花湖系统.但能值整合分析却显示出不一样的结果:两系统内旅游业子系统的能值交换率较高,而二者的农牧业子系统及农家小院系统的水产业子系统的能值交换率均较低,其生产效率仍有待提高.芦花湖系统的环境负载率为7.31,能值可持续发展指标为0.255,分别是农家小院的0.25倍和2.26倍,因而更具长远发展优势.与传统农业相比,观光农业的能值交换率和环境负载率整体偏高,表明其在经济效益创造上优于传统农业,但在自然资源利用和环境压力,以及可持续发展能力等方面与传统农业尚存在差距,在今后的发展中需借鉴传统农业的经验并加以改善,防止观光农业发展中绿色产业褐色化现象的发生.     

"奶牛-沼气-牧草"循环型农业系统的能值分析

为探讨奶牛-沼气-牧草循环型农业模式(模式Ⅰ)的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式(模式Ⅱ)进行比较。结果表明:模式Ⅰ的净能值产出率(4.06)比模式Ⅱ(4.13)低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10.27,模式Ⅱ为9.57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率(0.11)低于模式Ⅱ(0.12),并且模式Ⅱ能值废弃率为21.72%,模式Ⅰ为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30.63%,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1.13倍,但产投比是模式Ⅱ的97.64%。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

基于最小累积阻力模型(MCR)和空间主成分分析法(SPCA)的沛县北部生态安全格局构建研究

沛县北部因采煤导致地形、地貌和地类变化,直接影响了整个区域的生态安全,因此需要在区域生态安全状况评价的基础上构建生态安全格局。该研究以沛县北部地区为研究对象,选取高程、坡度、土地覆盖类型、植被覆盖、距水体的距离、距道路的距离、距矿点的距离、距居民点的距离8个指标,采用空间主成分分析法(SPCA)评价研究区生态安全状况,并利用最小累积阻力模型(MCR)建立生态阻力面,借助GIS空间分析技术提取生态廊道和生态节点,从而构建研究区的生态安全格局。结果表明研究区生态安全水平不高,中度安全水平的面积为447.53 km~2,占研究区总面积的44.53%;较低安全水平的面积为344.58 km~2,占研究区总面积的34.28%;识别的31条潜在生态廊道、31个一类生态节点和20个二类生态节点与生态源地一起构成了研究区的生态安全格局,为沛县北部的生态规划和生态可持续发展提供了有效参考。     

重庆三峡库区生态经济区农业发展水平聚类分析

从重庆三峡库区生态经济区19个区县(自治县)农业生态环境状况,农业生产、经济和社会发展状况,农业可持续发展能力3方面选用20个指标,运用系统聚类分析方法对三峡库区生态经济区农业发展综合水平作出分类评估.结果表明,三峡库区生态经济区农业发展综合水平从高到低依次为都市带动区、四川盆地边缘区、库区中部地区、渝东南少数民族聚居区和三峡库区前沿区.     

基于SPSS的苏北地区可持续发展能力空间分异研究

以区域可持续发展能力建设为切入点,结合苏北地区的实际,建立适合该地区的可持续发展能力评价指标体系,然后运用SPSS软件的因子分析和聚类分析的方法,对苏北地区可持续发展能力进行综合评价。结果表明,区内各县市可持续发展能力差异较大,但其空间分异呈现出某些特征:经济可持续发展能力呈现由地区东南部向中间递减的“一”字型空间格局;资源环境可持续发展能力呈现由地区中部分别向东、向西递减的“凸”字型空间格局;社会可持续发展能力呈“M”字型空间格局;综合可持续发展能力呈“H”字型空间格局;以中心城市为核心,可持续发展能力向周边呈辐射状递减趋势。根据这些空间分异特征,提出了一些促进苏北地区可持续发展能力建设的建议。     

“奶牛-沼气-牧草”循环型农业系统的能值分析

为探讨“奶牛-沼气-牧草”循环型农业模式（模式I）的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式（模式Ⅱ）进行比较。结果表明：模式Ⅰ的净能值产出率（4．06）比模式Ⅱ（4．13）低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10．27,模式Ⅱ为9．57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率（0．11）低于模式Ⅱ（0．12）,并且模式Ⅱ能值废弃率为21．72％,模式I为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30．63％,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1．13倍,但产投比是模式Ⅱ的97．64％。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

黄河流域农业资源环境效率时空演化特征及影响因素

探讨农业资源环境效率对于推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。通过构建农业资源环境效率综合评价指标体系,采用超效率SBM模型和空间计量模型,对1990—2017年黄河流域9省(区)农业资源效率时空分异特征及其演变过程进行测度与刻画,并进一步探讨其影响因素。结果表明:(1)研究期间黄河流域9省(区)农业资源环境效率总体呈现缓慢波动上升趋势,且总体水平较低,山东和四川处于引领地位。(2)黄河流域农业资源环境效率总体呈现下游上游中游的空间分布格局。从空间格局演化来看,流域农业资源环境效率空间分异特征较为明显,呈现以山东和四川为核心的"双核"特征;从上、中、下游来看,则呈现"中心-外围"特征。(3)从影响因素结果分析来看,农业经济发展水平、农业生产技术水平和种植业结构对流域农业资源环境效率具有显著促进作用,而财政支农政策、工业化水平、环境规制和农业受灾率则具有一定阻碍作用。最后,提出了黄河流域强化农业科技支撑、农业生态环境保护和农业基础设施建设等方面的对策建议。     

宁夏人地系统的物质代谢和生态效率研究——基于能值分析理论

以能值分析理论为基础,对宁夏回族自治区1985-2005年人地系统的物质代谢和生态效率(即可持续性状态)进行了定量分析研究.结果表明:近21年来,宁夏地区的产出效率不断降低,经济发展水平较低;能值废弃率、环境负荷率均呈持续增长趋势;人口与环境的矛盾不断激化,可持续发展能力不断降低.最后,文章在定量分析评价的基础上对宁夏人地系统演变的趋势进行了简要预测及分析,并针对存在的问题,提出了相应的优化方向和措施.     

五台山地区生态脆弱性评价及其时空变化

以五台山地区为研究区,基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度模型,较为全面地选取11个指标构建五台山地区生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,应用空间主成分分析、重心迁移、差异性分析等方法,对五台山地区2000、2005、2010、2015年4期的生态脆弱性进行评价,并进一步分析其时空变化、重心迁移及差异性特征。结果表明:(1)五台山地区2000—2015年生态脆弱性指数的均值为4.83,整体处于中度脆弱状态,各等级所占的面积虽处于波动状态,但仍以轻度和中度脆弱性为主,重度脆弱区域分布在北部和东北部地区;(2)2000—2015年生态脆弱指数的重心均落在繁峙县境内,且变化幅度较小;(3)2000—2015年3个县级行政区均属于中度脆弱性状态,从高到低依次为繁峙县、五台县和代县;(4)不同土地利用类型的生态脆弱性差异显著。耕地、未利用地和城乡建设用地的生态脆弱性总体水平偏高,处于中度脆弱状态;而林地和草地的生态脆弱性较低,处于轻度脆弱状态。对该地区的生态脆弱性进行定量研究,不仅能正确认识该地区生态脆弱的程度,而且能掌握其空间分布差异,从而进一步对生态脆弱区进行治理,促进资源的有效利用和生态系统的可持续发展。     

烟台市生态经济系统的能值分析

利用能值分析方法分析了2013年烟台市生态经济系统的能值流动状况,并提出了相应的能值利用调控对策。2013年烟台市生态经济系统的能值总用量为2.630×1023 sej,人均能值用量为4.044×10^16 sej,能值自给率为22.6%,能值密度为19.14×10^12sej/m^2,能值货币比率为2.848×10^12sej/,电力能值占能值总用量的比例为5.6%,由可更新资源及其产品支持的人口承载力为16.19×10^4人,由可更新资源及其产品、进口产品及技术共同支持的人口承载量为518.6×10^4人,能值可持续指标值为4.986。将上述计算结果与其它国家和地区进行比较表明：虽然目前烟台市经济较发达,能值利用效率和人民生活水平较高,生态经济系统的能值使用总体上符合区域可持续发展的要求,但系统能值自给率较低,生态环境比较脆弱,经济增长对外部输入的能源和资源依赖性较强。据此,提出了调整产业结构、转变经济增长方式、加强电力资源开发、发展科学教育事业等能值利用的调控对策。     

无锡市可持续发展综合评价

在建立城市系统投入产出指标体系的基础上,运用数据包络分析(DEA)方法建立无锡市2000-2007年城市经济-自然生态-社会系统可持续发展的DEA模型,以综合评价无锡市的可持续发展能力,定量揭示不同年份投入产出的效率差异,同时分别对环境投入和生态消耗这2个投入指标进行有效性评价.结果表明,2000-2007年间,相对于环保投入而言,无锡市生态投入效率较高,环保资金的利用和配置效率尚有很大的提升空间;总体来说无锡市可持续发展轨迹良好,可持续发展能力较强;但还需进一步加快产业结构转型,提高环境与生态保护的效率和资金的合理配置,持续推进生态宜居城市的建设工作.     

基于CA-Markov模型的惠州市生态与经济协调度时空演变特征及模拟预测

研究生态环境与经济效益的协调发展关系以实现城市可持续发展是土地科学的焦点。基于2000—2015年惠州市遥感影像,通过CA-Markov模型预测研究区2025年土地利用状况,以1 km×1 km惠州市土地利用数据为基础,以生态系统服务价值表征生态,以GDP表征经济,运用经济协调度模型对惠州市生态与经济协调度进行耦合,开展时空演变分析及预测,同时采用Getis-Ord Gi~*分析其空间异质性,以此揭示快速城市化区域的生态环境与经济发展耦合协调关系和空间分异特征。结果表明,模拟预测2025年的惠州市土地利用格局与其他时期相比,土地利用效率较高,景观破碎化现象相对于前期得到有效缓解。经济环境协调变化指数在近20 a变化较大,生态经济失调区域面积大于生态经济协调区域面积,空间分布上失衡,生态环境质量低和经济发展过快的两极化现象较为严重,生态与经济协调水平总体不高,发达地区周边的局部区域从不协调向协调转变,并有逐渐扩大趋势。经济协调度空间分布模式从2000年的冷点单一聚集发展为2025年的冷热点2种集聚模式共同分布,同时热点向冷点逐渐迁移。目前快速城市化区域的经济与生态协调发展水平较低,形势较为严峻,但已有转好的趋向,并且空间差异不均衡和两极化发展问题较为突出,发达地区在发展经济的同时需要加大生态修复和保护力度,实现生态与经济协同可持续发展。     

兰州—西宁城市群城乡建设用地开发强度空间格局变化及影响因素分析

明确土地开发强度空间格局特征和演变规律,对城市发展边界、生态安全红线和耕地保护红线划定具有重要的指导意义。以1995、2005、2015和2018年兰州—西宁(兰西)城市群39个县级单元为研究区,运用趋势面分析、空间自相关和地理探测器等方法,分析兰西城市群城乡建设用地开发强度空间格局特征及其影响因素。结果表明:(1)兰西城市群城乡建设用地开发强度均值总体呈增长态势,由1995年的2.74%增长到2018年的4.45%,在空间上呈现兰州—西宁2个中心高、外围地区依次降低的"核心—外围"空间分布格局。(2)东西方向和南北方向空间差异较大,且呈现出扁平的倒"U"型曲线分布态势。(3)城乡建设用地开发强度空间上存在显著正相关性且集聚特征明显,冷热点区的空间分布具有相对稳定性。(4)1995—2018年城乡建设用地开发强度受人口集聚水平、经济发展水平、产业结构水平和海拔等要素综合影响。研究结果可为兰西城市群以及同类型地区城乡建设用地管控和高质量发展提供决策参考。     

基于GIS的城市绿化生态服务量及其均等化评价

城市绿地是城市生态系统重要的组成部分,具有重要的生态服务功能,为了客观科学地评价城市绿地的绿化效果和生态服务均等化水平,以天津市滨海新区汉沽区河西区块为例,采用生态绿量测度城市绿化的生态服务量,以GIS作为城市绿化生态服务量的分析工具,并结合距离衰减模型及源叠加模型,计算不同斑块所承接到的不同绿化源的生态绿量;构建可视化系统,展现各斑块生态绿量的空间分布情况。结果显示,从整体水平看,研究区生态绿化建设效果良好,大部分斑块达到了生态绿量的基准线51.848,只有西南角部分斑块没有达标。从分布情况来看,研究区生态绿量分布并不均匀,表现为同一纬度上东部比西部生态绿量的接收量高,且呈现由东到西逐步递减的趋势;而同一经度上北部比南部生态绿量的接收量高,呈现由北到南逐步递减的趋势。其中,研究区东北区块与西南区块的接收量差距最大,斑块接收的生态绿量最大值为161,最小值仅为46,均等化水平较低。应用文中的研究方法可以精准找出城市绿化生态服务较为薄弱的斑块,对城市绿地系统规划具有一定的参考价值。     

西藏生态整体性水平测度

为了探讨资源-环境双重约束下地处我国生态环境脆弱区的西藏的生态整体性特征,利用生态环境质量指数和生态现代化指数(EMI)对地处我国西南边陲的西藏地区的生态现代化水平进行了分析。结果表明:全球生态现代化水平在区域之间存在比较明显的空间分异。2004年西藏生态现代化指数为50,在全国排名为3位,较2000年的排名16位有了明显的提高。生态进步指数、经济生态化指数好于其他4个少数民族地区,但社会生态化指数落后于其他4个少数民族地区,人均SO2排放与新疆、广西相同,但高于内蒙古和宁夏;1980—2007年西藏现代化程度虽然有所提升,但远低于世界平均水平和中等发达国家以及我国平均水平和其他4个少数民族地区;1996—2007年西藏区域环境水平呈"W"型变动态势。资源转化率和水污染指数呈"N"型不稳定变动,生态保护指数和环境治理指数呈剧烈变动,生态脆弱性和环境支持系统的不稳定性没有明显改观。因此,西藏应立足地缘和资源优势,充分考虑西藏生态地域、生态系统服务功能、生态资产、生态敏感性以及人类活动对生态环境胁迫等要素的综合影响,依据青藏高原高寒生态大区和高寒草甸生态区、青藏高原高山草原、高寒草甸生态地区生态区划,发展人工设计生态方案的生态重建途径。建立严格的生态补偿制度,逐步提升生态现代化水平。     

西藏生态整体性水平测度

为了探讨资源-环境双重约束下地处我国生态环境脆弱区的西藏的生态整体性特征,利用生态环境质量指数和生态现代化指数（EMI）对地处我国西南边陲的西藏地区的生态现代化水平进行了分析。结果表明：全球生态现代化水平在区域之间存在比较明显的空间分异。2004年西藏生态现代化指数为50,在全国排名为3位,较2000年的排名16位有了明显的提高。生态进步指数、经济生态化指数好于其他4个少数民族地区,但社会生态化指数落后于其他4个少数民族地区,人均SO2排放与新疆、广西相同,但高于内蒙古和宁夏;1980—2007年西藏现代化程度虽然有所提升,但远低于世界平均水平和中等发达国家以及我国平均水平和其他4个少数民族地区;1996—2007年西藏区域环境水平呈＂W＂型变动态势。资源转化率和水污染指数呈＂N＂型不稳定变动,生态保护指数和环境治理指数呈剧烈变动,生态脆弱性和环境支持系统的不稳定性没有明显改观。因此,西藏应立足地缘和资源优势,充分考虑西藏生态地域、生态系统服务功能、生态资产、生态敏感性以及人类活动对生态环境胁迫等要素的综合影响,依据青藏高原高寒生态大区和高寒草甸生态区、青藏高原高山草原、高寒草甸生态地区生态区划,发展人工设计生态方案的生态重建途径。建立严格的生态补偿制度,逐步提升生态现代化水平。     

长三角地区乡村发展评价及时空分异特征

以长三角地区作为典型案例地,构建乡村发展评价指标体系,运用改进熵值法测度2000—2018年长三角地区乡村发展水平;综合运用GIS空间分析、ESDA模型等方法分析2000—2018年长三角地区乡村发展分异特征,并运用多元回归模型揭示研究期间长三角乡村发展时空分异的影响因素。结果表明:长三角地区乡村发展水平呈现出持续提升的演化态势,长三角乡村发展东—西向呈递减态势,南—北向呈倒"U"型空间形态。长三角乡村发展表现出"俱乐部趋同"的空间分布趋势;乡村发展局部热点区主要集聚在苏锡常沪、杭绍甬等地区,而冷点区主要分布在皖北地区,形成稳定的低值集聚塌陷格局。经济发展水平、农业现代化、城镇化及交通可达性是影响研究期间长三角乡村发展时空分异的驱动因子,政府政策因素对研究期间长三角乡村发展时空分异表现为宏观的导向效应。