海岸带城市生态承载力综合评价——以连云港市为例

海岸带是人类聚居和海洋资源开发利用的重点区域。海岸带城市综合生态承载力体现了海岸带生态系统对人类社会经济活动的承受能力,是判断海岸带城市生态系统健康程度和制定海岸带环境管理政策的重要依据。基于"压力(P)-状态(S)-响应(R)"概念模型,以连云港市为例,构建海岸带综合生态承载力评价指标体系,并对2005—2014年间连云港市的综合生态承载力进行评价。结果显示:连云港市海岸带综合生态承载力呈现逻辑斯蒂式波动上升趋势,2005—2007年处于超载状态,2008—2011年基本处于平衡状态,2012年后处于可载状态。对影响承载力的主要因素进行贡献度分析的结果表明:负向指标中,海岸带环境压力大于人口压力;正向指标中,海岸带经济发展水平及科技支撑条件的贡献呈上升趋势,海岸带可利用资源波动下降。结合相关分析和因子分析,得出海岸带环境压力、科技支撑条件及经济发展水平是制约综合承载力的关键因素。研究结果对海岸带地区环境管理及可持续发展政策制定具有重要意义。     

基于AD-AS模型的海岸带生态系统综合承载力评估——以舟山海岸带为例

以舟山海岸带为研究区域,结合采样数据和社会经济发展数据,构建以社会因子、经济因子和自然因子为3个维度因子的海岸带生态系统综合承载力评估的指标体系。并参照经济学中的AD-AS模型,改进成综合总供给-综合总需求模型(SAD-SAS模型),根据生态系统中总供给与总需求之间的平衡关系,来计算舟山海岸带综合承载力量值,并尝试将海岸带综合承载力值的分类标准在原来的基础上分为5类,最后评价其所处的承载力水平。研究结果表明:舟山海岸带综合承载力在2005—2008年时处于微幅上升的阶段,年均增速为6.5%,在2008—2009年开始出现稍微的下降,下降幅度为3%;SAD-SAS模型作为生态学与经济学交叉的模型,为海岸带综合承载力评价提供了一种新思路。     

基于生态系统服务价值的莱州湾-黄河三角洲海岸带区域生态连通性评价

基于最小累积费用模型(MCR)和生态连接度指数(ECI),对莱州湾-黄河三角洲海岸带区域的生态连通性进行综合评价。结果显示:(1)莱州湾-黄河三角洲海岸带区域生态连通性存在明显的陆海梯度变化特征,以海岸滩涂地带为中心向两侧辐射呈条带状递减;(2)2000—2015年生态连通性指数整体呈现明显的下降趋势,下降幅度达12.69%;城市化和交通等基础设施建设使区域人工障碍物集聚化和扩张趋势明显,加剧陆域生态景观的破碎化和孤岛化趋势,从而导致生态系统服务功能退化、生态连通性降低;(3)莱州湾-黄河三角洲海岸带区域生态连通性整体处于较低水平,极低连通性和低连通性分布面积占比最大,较高连通性区域呈现向次一级或更低等级连通性转变的趋势。不同等级生态连通性分布区域的转移变化反映了人类活动和自然因素双重干扰下莱州湾-黄河三角洲海岸带生态系统格局及其物质、能量、生物、信息流等的变化规律。研究将为莱州湾-黄河三角洲生态系统保护与海岸带综合管理提供相关科学参考。     

基于土地利用变化和生态系统服务的海岸带生态安全综合评价——以胶州湾为例

以土地利用为主的陆域开发活动能改变近海环境质量,并影响和改变原有海岸带生态系统服务功能的供给模式,对海岸带生态安全产生一定的负面影响.目前在海岸带生态系统研究领域较多采用陆地生态系统研究模式,未能真正体现海岸带作为海陆结合的独立的环境体系的特点,并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释.本研究基于海岸带生态系统服务的空间异质性和流动性特点,以“土地利用变化(LUCC)-生态系统服务(ES)-生态系统安全”为研究主线,构建海岸带生态安全评价模型,探讨以土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律.从模型的评价结果上看,作为生态安全系统中主要压力表征的胶州湾陆域土地利用变化,与相应海域内的生态系统服务状况和生态安全状态呈现出一定的相关性和趋势性.随着环胶州湾地区城市化进程中大量用地流转为城乡建设用地,胶州湾中相应海域的生态系统服务状态下降,进而带来该海域生态安全状态恶化.本文所提出的基于压力-状态-响应(PSR)框架的海陆结合的生态安全评价模型,以探讨陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响及其时空变异规律为目的,可以克服目前研究中只关注陆域部分而忽视陆域活动与海域部分之间的联系和相互影响的缺陷,对海岸带生态安全评价研究具有一定的改进作用.     

中国陆域生物多样性综合评估指标体系构建

陆域生物多样性综合评估是保护生物多样性的重要基础工作,评估生物多样性现状和变化趋势、分析其损失的影响因素,是制定生物多样性保护政策与措施的前提和必要条件。目前,我国在陆域生物多样性综合评估方面尚未形成统一的评估指标体系。本研究围绕《生物多样性公约》爱知生物多样性目标、联合国可持续发展目标,借鉴国际上生物多样性评估新趋势,基于压力-状态-响应(PSR)概念框架,构建了我国陆域生物多样性综合评估指标体系,确定了22项评估指标,其中状态指标8项,压力指标7项,响应指标7项,并对指标相关性和可获得性进行分析。指标体系不仅可以对陆域生物多样性基本状况、受威胁程度、保护成效进行单独定量评价,还可以用于陆域生物多样性综合定量评估,以优化调整生物多样性优先保护区和保护措施。本研究可以为管理部门核算绿色国内生产总值(GDP)、制定区域生态补偿政策等提供技术支撑。     

基于土地利用空间格局的区域生态系统健康评价——以舟山岛为例

土地利用空间格局是影响区域生态系统健康状态的重要因素。构建适用于舟山岛生态系统健康诊断的"活力-组织结构-恢复力-生态系统服务功能"评价指标体系,其活力以植被相对密度指数表征、组织结构以蔓延度等4个景观格局指数表征。选择镇、乡或街道等行政区作为评价单元,以遥感数据和土地利用调查数据为基础,采用G IS和RS技术,提取舟山岛17个乡镇1970-2005年间5个时期的土地利用空间格局和指标信息,采用综合参数评价模型对研究区生态系统健康进行时空动态评价。研究结果表明:(1)35 a来舟山岛生态系统健康整体状况呈下降趋势,相对较好的区域面积下降了18%,相对一般的下降了8%,而相对较差的上升了26%;(2)城市化、滩涂围垦与沿海工业的发展是舟山岛生态系统健康状态下降的主要原因。     

成都市人均生态足迹和人均生态承载力空间分布差异

生态足迹方法是通过比较人类活动消耗的自然资源与自然生态系统所提供的生态承载力,定量的判断区域的可持续发展状态。采用生态足迹模型对2009—2014年成都市生态足迹、生态承载力状况进行了测算,并结合空间分析揭示了其空间演化规律。结果表明:(1)2009—2014年,各区市县人均生态足迹平均值有着逐年下降的趋势,由2009年的2.759hm~2/人下降至2014年的1.937hm~2/人,基本格局呈现出中间低,西南高,两翼居中的分布特征,高水平人均生态足迹集中分布在西南方向的蒲江县、大邑县,邛崃市;(2)2009—2014年成都市人均承载力呈现出较为稳定且有下降的趋势,由2009年的0.2314hm~2/人下降至2014年的0.2215hm~2/人,其空间分布特征与生态足迹呈现出较好的空间一致性;(3)人均生态亏盈,在时间上表现为逐渐向好,但其本质是趋势为生态赤字愈发严重,空间上呈现出与人均生态承载力情况"高-低,低-高"相反分布的特征,分布呈扩散型,即由中部的五城区向四周扩散,除五城区外,其余地区在研究期间内都为赤字,最严重区域集中在西南方向的蒲江县,最高达到-9.3189hm~2/人,亟需建立有效的生态足迹调控和补充机制。     

基于陆海统筹的海岸带城市群生态网络构建方法及应用研究

海岸带地区地处海陆交互作用频繁地带,快速城市化作用下该区域陆海生态斑块破碎化问题突出。以"闽三角"城市群(厦门市-漳州市-泉州市)为例,提取生境敏感区、重要生态功能区及自然保护区等生态斑块的空间信息,以陆域的土地利用类型及海域的海洋功能区划构建阻力面,采用最小费用路径法,构建闽三角地区陆海一体化的生态网络,并通过网络闭合度(α指数)、线点率(β指数)和网络连接度(γ指数)评价其生态网络完善度。结果表明:(1)模拟构建的陆海一体化生态网络中连接重要生态斑块的廊道和节点主要分布于陆域的林地、草地和海域的保护区、保留区及特殊利用区等自然属性较高的区域,而人类活动密集的建设用地、港口区等则对生态廊道有较强的阻隔作用;(2)陆海交互作用的海岸带是沿海城市发展的重点区域,同时也是连接陆、海生态斑块的关键生态区域,连接陆海的生态廊道承受着城市快速发展带来的较大压力;(3)生态网络完善度评价结果(α=0.86,β=2.56,γ=0.91)表明构建的闽三角生态网络目前整体状态正常,但需关注海岸带快速城市化及其他高强度人类活动胁迫下的网络状态演变和预警。以陆海生态网络为基础,统筹闽三角城市群陆域和海域的整体生态安全布局,为海岸带城市群快速城市化过程中的陆海统筹、生态管理提供了新的思路和支撑。     

基于栖息地风险评价模型的海岸带滩涂湿地风险评价——以闽三角为例

海岸带湿地是生物多样性最丰富、生产力最高、最具价值的生态系统之一。然而近年来,随着城市化和工业化进程的加快,我国海岸带地区的土地利用正发生深刻变化,生态风险凸显。利用2000、2005、2010和2015年的Landsat TM/ETM+和Landsat 8 OLI遥感影像,融合行政区划图与地形图,并引入一个评价多元海洋、海岸带利用对栖息地造成风险的模型,即Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs(In VEST)模型中的栖息地风险评价(Habitat Risk Assessment,HRA),模型评价闽三角海岸带滩涂湿地的生态风险。结果表明:(1)闽三角海岸带滩涂湿地风险以低风险为主;(2)泉州地区的风险面积最大(约4389.91 hm~2),漳州地区最小(约4630.73 hm~2);(3)修正面积影响的情况下,其他建设用地造成的暴露和影响较大,耕地造成的暴露和影响最小。不同区域滩涂湿地风险程度的可视化表达,可以揭示滩涂湿地高风险地区以及高风险的产生原因,便于管理者对滩涂湿地采取精准的保育措施。     

基于生态足迹修正模型的江苏省海洋经济可持续发展分析

基于生态足迹的理论和方法,提出海洋生态足迹的概念,并根据江苏省海洋环境的特殊性,构建了渔业用海、交通运输用海、工程建筑用海、能源用海、滩涂5个海洋生态足迹子模型,采用改进熵值法确定5类用海的均衡因子,分析了2000-2008年江苏省海洋生态足迹和生态承载力.结果表明:2000-2008年间,江苏省人均海洋生态足迹增幅近7倍,从36.90 hm2上升到252.94 hm2;人均生态承载力从105.01 hm2增至185.49 hm2,呈平稳增长态势;2000年,江苏省海洋环境处于生态盈余状态,海洋经济呈弱可持续发展状态,2004年,海洋生态环境急剧恶化,生态赤字高达109660.5 hm2,海洋经济可持续能力下降.渔业用海的高生态足迹是造成江苏省海洋生态赤字的主要原因,滩涂是维持江苏省海洋经济可持续发展的重要后备资源.     

基于生态系统管理理论的海域集约利用评价——以河北沿海地级市为例

基于生态系统管理理论,从海洋投入强度、海洋利用强度、海洋经济效益及海洋生态环境质量层面,构建海域集约利用评价的指标体系,运用模糊决策分析理论计算各指标权重,得到河北省沿海地级市2005—2014年的海域集约利用综合指数,并利用聚类分析法及协调度指数对河北省海域集约利用的区域差异特征进行了分析。研究结果表明:2005—2014年河北省海域集约利用综合水平不断提高,除海洋生态环境质量准则层指数呈下降趋势外,海洋投入强度、海洋利用强度、海洋经济效益3个层面指数均呈上升趋势,其中持续增加趋势最明显的是海洋经济效益准则层;河北省沿海三市海域集约利用综合指数及各准则层指数的时序变化特征基本一致,但各区域之间仍体现着不同的变化特点,沧州市海域集约利用程度较高,唐山市海域集约利用经历了由低到高的过程,秦皇岛市海域集约利用的状况整体处于一般水平;河北省及沿海三市海域集约利用总体保持了较高的协调度,但各地区不同时段的变化特征有所不同。     

西藏生态足迹与承载力动态分析

利用生态足迹模型,对2005—2010年西藏的生态足迹和生态承载力以及生态盈余进行了测算。研究发现,西藏2005—2010年人均生态足迹呈现出振荡式上升趋势,从2005年的0.34 hm2/人波动上升到2010年的0.83 hm2/人,其中人均林地消费所占比重最大,多年平均值占总消费的39.8%;人均耕地消费基本稳定在0.18—0.2 hm2/人之间,其他类型土地消费所占比重相对较少;人均生态承载力呈现平滑下降趋势,从2005年的14.78 hm2/人下降到了2010年的13.77 hm2/人,其中林地和牧草地及其转换的化石能源地人均生态承载力所占比重达到了95%,可耕地、牧草地、林地的人均生态承载力在2005—2010年之间呈现缓慢下降趋势,水域人均生态承载力变化不大;人均生态盈余较大,但呈现出递减趋势,2005年为14.44 hm2/人,而2010年下降到12.94 hm2/人;生态盈余中比重最大的是林地,但其足迹波动较大,介于1%—30%之间;草地人均生态足迹仅占生态承载力的5%左右,水域人均生态足迹占生态承载力的比例可忽略不计。     

区域环境承载力评价指标体系的构建——以黄河上游水电开发区域为例

基于生态系统健康的环境承载力概念模型,采用层次分析法,建立区域环境承载力评价指标体系,确定各个评价指标值对区域环境承载力的基本权重,运用该评价指标体系对黄河上游流域青海片的环境承载力进行定量化计算。结果表明,1985—2009年,黄河上游流域青海片的人类潜力指数呈波动上升趋势,生态弹性力指数处于波动下降趋势,资源承载力指数以及相应的区域环境承载力指数也呈缓慢下降趋势。如何发挥区域经济发展和水电资源利用对区域生态系统状况和环境承载能力的提升作用,是未来区域发展需要重视的问题。     

干旱地区生态-生产-生活承载力变化情势与演变情景分析

干旱地区实现可持续发展的重要途径在于协调生态系统、生产系统和生活系统三者之间的关系,提高生态承载力、生产承载力和生活承载力,促进三大系统和谐高效运行。以干旱地区塔里木河下游尉犁地区为例,探讨了生态-生产-生活系统承载力的基本内涵及其相互作用的基本特点,选取生态-生产-生活系统承载力的综合测度指标,采用状态空间的理想点法求解出生态-生产-生活系统承载力的理想状态值和实际指数值,综合评估了生态-生产-生活系统承载力的现状情势,进而采用多模型互补对接支持下的系统动力学模型预测未来30a塔里木河下游尉犁地区生态-生产-生活承载力变化的总体变化情景。结果认为,在不同生活水平下的塔里木河下游生态-生产-生活承载力目前均处于超载状态,干旱脆弱的生态环境严重制约着生态承载力的提高,经济发展水平低下限制着生产系统承载力的提升,人口素质和生活质量低下成为制约生活承载力提高的长期因素,但未来30a生态-生产-生活承载力的整体超载状况将趋于缓解,自2009年起的整体承载力将处于可载状态,居民生活水平有望达到小康标准,到2054年以后在可载状态下居民生活水平有望达到富裕和现代化标准,但尚须做数百年的长期努力。     

基于ARIMA模型的生态足迹动态模拟和预测——以甘肃省为例

生态足迹(EF)是一种定量测量人类对自然利用程度的方法。然而目前对其发展趋势准确的定量分析尚不多见。可采用自回归综合移动平均模型(ARIMA)来模拟并预测区域生态足迹。综合运用生态足迹方法和ARIMA模型对甘肃省1949-2009年的生态足迹和生态承载力进行了动态模拟和分析,在此基础上预测了2010-2015年的生态足迹变化趋势。结果表明:1949-2009年,人均生态足迹呈现上升趋势,预计2010-2015年上升趋势明显加快,2015年会增加到2.6051 hm²/人,是2009年的1.67倍;1997-2004年人均生态承载力逐年减少,2005年之后逐年增加,预计2010-2015年仍会增加;预计2010-2015年所有人均生态足迹组成类型均呈现上升趋势,尤以人均化石能源生态足迹增长显著;1997-2009年人均生态承载力均小于人均生态足迹,导致生态赤字,甘肃省生态环境处于不可持续状态,预计2010-2015年人均生态承载力略有增长,但仍小于人均生态足迹,生态赤字不断增大,预计2015年增长到-2.0468 hm²/人,约为2009年(-1.0262 hm²/人)的两倍,甘肃省生态环境不断恶化;经济的发展依赖于化石能源的消耗而造成对自然资源的过度利用,大量耕地转换为建设用地,草地荒漠化是引起甘肃省生态赤字的主要原因;改变经济发展和资源消费模式,控制人口规模,减少人均生态足迹消耗,优化配置和集约节约利用自然资源,提高生态承载力是促进社会经济和资源环境可持续发展的有效途经。     

海岸带综合管理及其研究进展

协调海岸带区域综合承载力与经济社会可持续发展的关系,加强和实施海岸带综合管理(ICZM)和可持续发展战略是当今政府与社会各界关注的热点。海岸带综合管理需要多部门协作配合,综合运用社会、经济、环境、法律等多方面技术实现科学的海岸带管理。根据当前发展趋势,海岸带综合管理进展可归纳为:人文与自然过程变化与海岸带响应;基于不同目标的海岸带规划;海岸带综合管理的评价;新技术与方法应用;利益冲突与关系协调;生态关键区保护与管理;政策与法规制定与调整。在综述海岸带综合管理的发展历程的基础上,探讨了海岸带综合管理的展望。     

河北省陆域经济发展与海洋环境耦合关系研究

纵观历史, 沿海地区一直是经济发展的前沿地带。21 世纪以来, 世界各国将眼光纷纷投向海洋, 一方面, 沿海地区依靠海洋资源取得了经济上的快速发展; 另一方面, 不合理的开发利用也给海洋环境带来了负面影响。因此,寻求两者的协调发展成为人们关注的热点。研究河北省陆域经济与海洋环境的耦合关系旨在了解陆域经济与海洋环境协同发展状况, 为合理调整陆域和海洋产业布局, 促进资源有效利用及推动沿海经济持续发展提供重要科学依据。在已有研究成果的基础上, 以河北省经济和生态环境2001-2013 年的相关统计数据为依据, 运用主成分分析法对河北省海洋生态环境进行综合评价, 运用容量耦合系数模型, 计算河北省陆域经济与海洋环境之间的耦合度。分析结果表明: 两个系统基本上处于低水平耦合和拮抗两个阶段, 即前期河北陆域经济发展水平较低, 海洋环境生态系统承载力强, 而后期则处于经济快速发展, 海洋环境承载力逐渐下降阶段。     

辽宁省及其沿海区域生态足迹的动态变化

利用生态足迹分析法方法计算了辽宁省及其沿海6市(葫芦岛、锦州、盘锦、营口、大连和丹东)2003-2005年的生态足迹,分析了生态足迹的变化规律及变化原因,并评价了该区域可持续发展状况.结果表明:2003-2005年辽宁省及其沿海6市的生态足迹均超过了其生态承载力,全省人均生态赤字有逐年增加的趋势;沿海6市中人均生态赤字最高的城市为盘锦市,然后依次为锦州市、葫芦岛市、营口市、丹东市和大连市.生态足迹供需结构表明,辽宁省及沿海生6市生态足迹需求主要以化石能源地为主,但均有较高的水域类生态盈余.3年间万元GDP生态足迹总体呈下降趋势,表明辽宁省及其沿海6市的资源利用率不断提高.最后提出了减少区域生态赤字的对策.     

象山港海岸带高功能景观退化及环境效应研究

以象山港为研究区, 基于1995年、2005年和2015年的土地利用数据, 采用空间统计、标准差椭圆、景观格局指数等方法分析象山港海岸带高功能景观时空演变特征, 并从生态服务价值和污染物排放变化角度探讨其环境效应。结果表明: (1)象山港海岸带高功能景观总规模呈加速减小趋势; (2)林地、耕地景观重心向西南转移, 景观破碎化加剧, 水域、滩涂景观分别向东南、东北扩张, 破碎度总体上呈减小趋势; (3)受高功能景观规模和空间格局变化的影响, 象山港海岸带高功能景观生态服务总价值降低, 研究区污染物排放总量增加, 不利于海岸带可持续发展。     

基于PSR的黄河河口区生态系统健康评价

根据压力-状态-响应(PSR)框架模型,从广义上定义河口区生态系统,将河口及毗邻的陆域、海域生态系统作为一个整体,从压力指标、状态指标、响应指标3个方面构建了黄河河口区生态系统健康评价的指标体系,以研究区1991年数据和相关国家标准为基准,2013年代表现况,利用综合指数法(CEI)评价了黄河河口区的生态系统健康状况。结果显示:黄河河口区生态系统健康评价的响应指数最高(0.9055),压力指数居中(0.8288),状态指数最低(0.6458),综合指数为0.7427。总体来看,与1991年相比,目前黄河河口区生态系统仍处于"健康"状态,但健康状况明显下降,其中状态指数下降最为严重。从区域轻度开发到人类活动强烈干扰阶段,黄河河口区存在过度捕捞、湿地不合理开发、浅海养殖过度及污染物排放等一系列影响生态系统健康的问题,应进行区域的生态恢复和科学管理。