资源环境承载力研究方法综述

资源环境承载力是区域发展战略决策的基础,对指导区域可持续发展和服务国家战略需求具有重要意义。本文系统梳理了资源环境承载力评价从土地资源承载力向水资源承载力、环境承载力和生态承载力发展,再到近年来以土地开发强度为特征,以及基于供给能力的资源环境承载力评价兴起的历程。资源环境承载力评价从单一资源走向各类主要自然资源、环境要素及综合要素的承载力评价,研究方法不断完善。但目前资源环境承载力研究仍存在更多地关注承载的极限容量,对发展容量的关注不足;缺乏具有普适性、可推广的资源环境承载力评价理论及方法体系等问题,其研究仍面临严峻的挑战。未来资源环境承载力研究仍需在承载力从极限容量向发展容量转变,形成具有广泛指导意义的资源环境承载力评价方法体系,强化以空间开发利用为特征的资源环境承载力评价等方面的研究,以此深化资源环境承载力理论及实践应用研究,为区域可持续发展及服务国家战略提供支撑。     

多风险源驱动下的土地生态风险评价——以江苏省射阳县为例

我国正处于快速城镇化阶段,土地利用格局变化改变了土地生态系统的结构和功能,造成土地生态风险的进一步加剧和风险来源的多样化。论文根据风险来源、风险受体和风险效应的作用关系,提出了基于多源风险的发生概率、风险受体的抵御和自我恢复能力及其暴露于风险环境下可能发生的损失的土地生态风险表征方法。选取适当的指标计算得出风险来源指数、自然系统损失度和恢复力、社会系统损失度和恢复力、自然风险指数、社会风险指数和综合风险指数。论文以江苏射阳县为例开展实证研究,结果表明：射阳县城所在地社会风险指数最高,东部沿海丹顶鹤自然保护区自然风险指数最高,需要加强对这些地区的限制建设和生态保护。县城周边以及中东部大片区域综合风险指数较低,可以进行进一步的城镇发展和土地开发利用。论文提出的土地生态风险评价方法可为土地利用的风险评估提供方法参考,研究结论可为射阳新型城镇化发展与生态环境保护提供决策参考。     

农地转用政策与农地转用最优数量——外部性内化视角的实证分析

尽管不少文献对农地转用政策的有效性进行了分析,但我国农地转用政策在农地-市地配置优化中的作用却较少受到关注。论文从外部性内化的视角出发,利用地方政府农地转用模型对土地用途管制、税费政策的作用机制和配置效应进行研究。在考虑多项政策影响的基础上,对湖北省地方政府决策函数进行拟合,并结合近年来农地外部性测算的结果实证分析了农地转用政策的合理性及其对农地转用数量的影响。实证结果表明,土地用途管制和税费政策均能显著地抑制农地转用数量,但政策的影响效果则存在差异。其中,税费政策的数量标准与外部性数量基本一致,但土地用途管制对农地转用的抑制效果已经超出了外部性内化的目标。根据这一结果,结论部分讨论了相应的政策含义及农地转用配置优化的对策建议。     

秦岭山地丹江流域土地利用变化的土壤侵蚀效应评价

论文采用ArcGIS 10.0及InVEST土壤保持模型,分析2000—2010年秦岭山地丹江流域土地利用类型变化特征,模拟流域不同时期不同土地利用类型土壤侵蚀及土壤保持量的变化规律,并着重探讨土地利用类型方式转变对流域土壤侵蚀的影响。结果表明：1）2000—2010年间,流域裸地大比例减少90.18%（831.06 hm²）,主要转移至水域,耕地大面积减少5 197.24 hm²（4.11%）,主要流向灌丛和城镇;坡耕地还林还草初见成效,湿地的保护与恢复成效显著。2）2000—2010年间,流域土壤侵蚀状况较为严重,整体处于中度侵蚀至强度侵蚀级别,但10 a间侵蚀状况有减缓趋势;在该研究时段内,耕地大面积转为灌丛是该流域由土地利用类型变化引起的土壤侵蚀减缓的主要原因;另外,耕地转为林地以及裸地面积的减少也起到了减轻土壤侵蚀的作用;以自然生态系统为主的林地、灌丛及草地转为耕地时,土壤侵蚀强度则会明显增加。3）生态系统土壤保持功能受多方因素共同影响;2000、2010年研究区实际土壤保持量分别为5.35×10⁸、5.47×10⁸ t;占全区面积一半以上的林地和灌丛单位面积土壤保持量较为稳定,全区土壤保持功能有所提高。保证一定面积的林地、在人工干预下合理安排坡耕地还林还草区域的空间分布是秦岭山地丹江流域减少土壤侵蚀的必要措施,同时应注重对可利用耕地的保护。     

西南山区资源环境承载力评价及协调发展分析——以云南省德宏州为例

资源环境承载力评价是区域资源开发利用与经济发展战略决策及其规划的基础依据。当前学界对此进行了大量评价研究,评价指标方面尽管数量众多,但往往对资源环境内涵和制约因子考虑较少或者不够全面,指标与国土规划（或区域规划）衔接较少,同时其指标处理上常常只是简单地对系统做黑箱处理,缺乏对两个系统内部作用机制、协调发展状况的研究。论文以地处我国西南边疆山区的云南省德宏州为例,对德宏州及所辖5个县（市）资源环境承载力进行评价,并对资源环境承载力9个子系统的作用机制和协调发展状况进行评价分析。结果表明：1）德宏州资源环境承载力的区域差异较大,芒市、盈江县和陇川县为高等承载力,瑞丽市为中等承载力,梁河县为低等承载力,具体而言资源承载力大小排序为芒市>盈江县>陇川县>瑞丽市>梁河县,环境承载力大小排序为芒市>盈江县>陇川县>瑞丽市>梁河县;2）限制性分析结果显示,瑞丽市为耕地-矿产资源限制型,芒市和陇川县为矿产-地质环境限制型,梁河县为耕地-城镇建设限制型,盈江县为水环境-地质环境限制型;3）资源环境系统存在较大耦合关系,尤其是城镇建设用地系统与地质环境系统、森林资源系统与大气环境系统、水资源系统与水环境系统、矿产资源系统与大气环境系统等协调度均大于0.96,且各县（市）资源环境子系统间的协调度均高于0.98。     

基于CBDI的农户耕地撂荒行为模型构建及模拟研究——以陕西省米脂县冯阳坬村为例

目前,建立于复杂性科学基础上的多智能体模型（MAS）已成为模拟研究土地利用变化的重要方法。论文在MAS理论之上,构建一个基于Category-Belief-Desire-Intention（CBDI）决策结构的MAS模型,结合NetLogo软件平台,模拟分析农户Agent土地利用行为,并将结果与Belief-Desire-Intention（BDI）模型进行比较。论文以陕西省米脂县冯阳坬村为例进行研究,分析结果表明：1）通过对基于CBDI的MAS模型验证（模型精度为87.19%）,相比于传统的BDI决策模型精度有所提高;2）NetLogo平台能够展示农户决策的过程,直观地显示MAS模型的模拟结果;3）不同类型农户耕地撂荒的主要原因有所不同,该村种植户撂荒的主要因素为地理环境认知的差异和其他类农户的影响。有待进一步解决的问题：1）不同类Agent相互影响及其量化;2）高精度基础数据的获取和梯田DEM的引入。     

晋北地区1986~2010年土地利用/覆被变化的驱动力

为定量研究不同时期区域土地利用变化的不同驱动特征,以地处农牧交错带的晋北地区为例,采用非监督分类与人工目视解译相结合的方法,获取研究区1986~2010年间的土地利用/覆被变化（LUCC）状况,采用典范对应分析（CCA）方法定量分析了不同阶段LUCC的自然与人为驱动特征.结果表明：1）CCA在分析长时期序列LUCC驱动力上有较好的解释力,CCA排序可以很好地提取LUCC与自然、人为因素之间的关系,反映不同时期土地利用变化受到的驱动作用;2）研究区土地利用类型以耕地、草地、林地为主,土地利用变化类型以耕地与草地、林地与草地之间的互相转移为主;3）从不同时期LUCC的驱动因子来看,人口密度、人均国内生产总值（GDP）、降水、坡度和高程是研究区各时期LUCC的主要驱动力;研究区在1986~1995年间LUCC的主要驱动力来自于人口增长和经济发展的需求,而随着时间的推进,坡度和高程等地形因素的驱动作用也愈来愈重要;4）从不同地类变化的驱动因子来看,耕地、草地等地类向居民用地、工矿用地转移的主要驱动力是人口和经济的发展;而林地,草地等土地覆被类型之间的转移主要受到坡度,高程和降水等自然因素的驱动.     

基于LUCC的艾比湖区域生态风险评价及预测研究

以新疆内陆艾比湖流域典型区域为研究区,基于RS和GIS技术分析1998、2013年土地利用变化,尝试用CA-Markov模型预测2028年土地利用/覆盖变化.借助Fragstats3.4软件,基于土地利用/覆盖变化构建景观生态风险评价模型,分析1998~2028年景观生态风险的时空分异特征.结果表明：（1）1998~2013年,研究区土地类型面积变化明显.耕地面积增加量最大,增加的面积为152139hm²,而未利用地面积减少量最大,减少的面积为67605hm².2013~2028年,耕地和裸露的河床及盐渍地的面积增加明显,增加的面积分别为30730hm²,12427hm²,而未利用地和水体的面积分别从954376hm²和44889hm²,减至921079hm²和37157hm².（2）1998~2028年,研究区生态风险等级空间分布差异明显.高生态风险区面积变化较为显著,其面积分别约占总面积的36.6%,7.3%,23.7%.1998~2028年,全局Moran's Ⅰ值分别为0.436962,0.442202,0.506622,表现为一定程度的正相关.（3）1998~2028年,耕地分布在低,较低生态风险的比重上升,所占百分比分别为58.46%,78.58%,79.9%.林、草地类型的各生态风险等级的所占的比重的波动较大.     

Monitoring of soil biochemical quality parameters under greenhouse spinach cultivation through animal waste recycling

Under the intensive agricultural system, direct application of animal slurries to soils can provide a sustainable disposal of these wastes by inducing positive changes in soil quality and fertility. However, how animal wastes quantitatively affect the key nutrients (C, N, P and S) transforming soil enzymes is not clearly known. A greenhouse spinach cultivation study demonstrated that pig slurry, either in raw (RS) or processed (aerobically aged) (PS) form, significantly (p?β-glucosidase (23–39%), urease (59–103%), nitrate reductase (73–103%) and dehydrogenase (27–72%)) and microbial growth in soil as compared to the unamended control. However, it did not significantly (p?>?.05) alter the aryl sulphatase enzyme activity. Slurry applications also significantly improved the macro (N, P and K) and micronutrients (Cu, Mn, Zn and Fe) uptake by spinach plant and hence the yield (2.9–3.38 times higher than control). Similarly, compared to chemical fertilisers the application of pig slurries improved soil biological and biochemical parameters as well as plant nutrients uptake. This study demonstrated the closing of global energy and nutrient cycles through land application of animal wastes without compromising the crop yield.     

Agent-based framework for modeling and simulation of resources in self-sustainable human settlements: a case study on water management in an eco-village community in Croatia

A newly developed agent-based framework for modeling, simulation, and evaluation of resource management in self-sustainable human settlements is presented, along with the ability of the framework to prolong the self-sustainability of the observed human settlement system in the simulation environment. In this study the focus is on the analysis of a conducted water management simulation based on observations of an existing eco-village in Croatia, in the context of producing, storing, and consuming water as a resource. The conducted research shows that the developed framework was able to prolong the self-sustainability of localized water production, storage, and consumption dynamics when managing the water allocation with the use of self-sustainability mechanisms, in comparison to water management without using such mechanisms, under the same initial conditions. The work is placed within the context of sustainable development, Internet of Things, as well as Environmental Internet of Things areas of research, analyzing the ambiguous relationship between the terms ‘sustainable development’ and ‘self-sustainability’.