基于能值分析的厦门城市代谢可持续性评估

生态城市建设是中国城市转型发展的关键节点,对中国生态文明和新型城镇化发展具有推动作用。研究以中国典型的生态城市厦门市为例,基于城市代谢框架结合能值分析法,对厦门市代谢系统进行各项能值流的核算,构建2010-2017年厦门市能值指标评估体系,选用可持续发展指数、可持续发展能值指标、城市健康水平能值指数3项指标综合评价其生态可持续性,选取部分能值指标与珠海市、深圳市进行对比分析,以期为中国生态城市的可持续发展提供科学参考。结果表明：（1）2010-2017年,厦门市总能值呈上升趋势,2017年的总能值为2.51×10²⁴ sej,是2010年总能值的1.65倍,货币流能值显著增加,废弃物流能值下降。能值自给率由98.30%逐渐递增至99.20%,能值产出率由8.30%逐渐递增至15.20%,环境承载率小于3,属于环境低负荷状态。（2）厦门市可持续发展指标处于1-10之间,表明其生态经济系统具有活力和发展潜力,可持续发展能值指标由2010年的3.67增加至2017年的7.76,表明厦门市的可持续发展性能愈来愈好,城市健康水平能值指数由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明厦门市生态系统处于健康可持续发展的状态。（3）厦门市与珠海市、深圳市的能值指标对比分析表明,厦门市与珠海市均处于富有经济活力与生态可持续发展潜力阶段,且厦门市代谢系统的可持续发展水平整体优于珠海市与深圳市。（4）总体来看,厦门城市代谢系统处于可持续发展阶段,生态城市的建设有利于厦门市实现生态经济的可持续发展,研究对同类型生态城市的建设与可持续发展具有理论参考价值。     

基于能值和数据包络分析的城市复合生态系统生态效率评估

生态效率是定量分析生态系统中社会、环境、经济投入与产出关系的有效工具,对量化城市复合生态系统的可持续发展水平起着重要作用。本文综合能值分析和数据包络分析方法,构建新的能值评价指标和新的城市复合生态系统生态效率度量模型指标,并以沈阳为例,从城市能值流和生态效率角度分析城市系统资源、环境、经济的可持续发展情况。结果表明:2000—2010年,沈阳市生态效率呈现波动上升的变化,能值产出率呈波动下降后缓慢上升趋势;环境负载率上升趋势明显,城市发展面临的资源压力不断增大。沈阳市在今后的城市生态系统建设中,应着重优化能源利用结构,提高不可更新资源利用率,促进废弃物资源化利用,全面推动城市可持续发展。     

城市可持续发展评价方法及其应用

城市是现代化建设的主要载体,是国家实施科教兴国和可持续发展战略的主要基地。城市将各种社会的、经济的、环境的、文化的因素与冲突融为一体,形成一类社会-经济-自然复合生态系统。如何实现城市的可持续发展,是当今世界研究的重要课题之一。城市可持续发展的评价指标和方法是衡量城市生态规划、建设、管理成效的主要依据。以山东济宁市为例,建立了济宁市可持续发展的指标体系,包括经济发展、生态建设、环境保护和社会进步4类45项指标。采用全排列多边形综合图示法评价城市在各个不同时段的建设成效。研究结果表明,济宁市可持续发展综合指数2004年为0.24,处于Ⅳ级水平,可持续发展能力较差;2006年达到0.45,处于Ⅲ级水平,可持续发展能力一般;2010年达到0.62,进入Ⅱ级水平,可持续发展能力较好;2020年达到0.84,进入I级水平,可持续发展能力优良。评价指标全面,方法直观明了,反映了整体大于或者小于部分之和的系统整合原理,评价结果符合实际,可为城市可持续发展提供参考。     

生态市评价指标体系与方法——以江苏大丰市为例

城市是一类社会-经济-自然复合生态系统,如何实现城市的可持续发展,是当今世界研究的重要课题之一.生态市是城市实现可持续发展的理想模式,生态市的评价指标和方法是衡量城市生态规划、建设、管理成效的主要依据.本文以江苏大丰市为例,建立了生态市建设的指标体系,包括经济发展、生态建设、环境保护和社会进步4类58项指标.采用全排列多边形综合图示法评价生态市在各个不同时段的建设成效.研究结果表明,2004年大丰市可持续发展综合指数为0.24,处于Ⅳ级水平,可持续发展能力较差;2010年可达到0.45,处于Ⅲ级水平,可持续发展能力一般;2015年可达到0.66,进入Ⅱ级水平,可持续发展能力较好;2020年可达到0.85,进入Ⅰ级水平,可持续发展能力优良.     

基于集对分析的城市生态系统健康评价—以兰州为例

城市生态系统是城市社会经济发展的基础和载体,但城市生态系统健康状况问题中包含多种不确定性因素,而集对分析可以有效处理这种不确定性.论文以特大型综合性城市兰州为研究案例,基于集对分析方法,构建包括生产力、生活态、生态势和生机度的城市生命力指数,诊断兰州城市生态系统2002至2008年间的健康状态.研究结果表明:2002～2008年,兰州市城市生态系统健康状况呈上升趋势,其健康联系度由2002年的0.451增至2008年的0.519,但总体水平仍不高.该研究为兰州市城市规划和生态建设推荐了重点行动领域,同时也可为兰州市实施可持续发展战略提供决策依据.     

基于均方差决策法的淮北市生态承载力评价

生态弹性力、承载媒体支撑力、承载对象压力是生态承载力的三个重要要素, 分析这些要素的变化特征是评价区域可持续发展状态的有效手段。从生态承载力的三个要素着手, 构建淮北市生态承载力评价指标体系, 采用均方差决策法确定评价指标权重, 利用多元逐步回归分析进行因子筛选, 定性分析2010—2016年间淮北市生态承载力变化状况。结果表明: 淮北市在2010—2016年间, 生态弹性力具有明显的上升趋势, 指数由2010年的0.2570升高至2016年的0.9126, 2012年以后一直处于中级到较高级的自我维持和调节状态; 承载媒体支撑力整体稳步上升, 指数由0.2592上升到0.7212, 表明淮北市生态系统的支撑能力在2012年以后一直处于中级到高级的水平; 承载对象压力指数的变化趋势与承载对象压力的变化趋势相反, 表明承载对象的压力呈先增加后减少而后又迅速增加的趋势; 生态承载力具有波动上升趋势, 2012年后一直处于中到高的承载状态, 表明淮北市生态承载能力有良好的发展趋势, 但依赖煤炭开采的发展模式导致的资源耗费、环境污染等问题仍然制约着“自然—经济—社会”复合生态系统的协调发展, 向生态型城市转型势在必行。     

重庆市城市生态支持系统瓶颈要素分析

城市生态支持系统作为城市生态系统的关键部分, 对城市的发展有着重要的支撑作用 , 因此, 对该系统瓶颈要素的分析将成为城市能否实现可持续发展的关键问题。论文采用基于供需平衡原理构建的城市生态支持系统瓶颈要素评价体系, 并将资源要素的稀缺性和环境要素的多指标性引入到瓶颈要素评价体系中。通过对 2011 年重庆市城市生态支持系统的各要素的实例分析, 得出大气环境、水环境、耕地资源和煤炭资源为重庆市城市生态支持系统的瓶颈要素, 针对各个瓶颈要素提出进行调控的合理建议, 以求减缓由此而产生的瓶颈作用 , 进而实现城市可持续发展的目标。     

典型资源型城市生态承载力评价——以唐山市为例

资源型城市生态承载力评价研究的开展对促进资源型城市自然-经济-社会复合生态系统健康可持续发展具有指导意义。以唐山市作为案例城市,基于资源型城市独特的生态系统特点,从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力三方面提出对生态承载力进行量化的研究方法,构建了较完整的生态承载力综合评价指标体系,利用主客观相结合的赋权方法,对唐山市生态承载力状况进行评价,探讨了2001—2010年10年间唐山市生态承载力变化趋势。结果表明:唐山市在研究时段内,生态弹性力指数波动强烈,表明生态系统的稳定性较差;承载媒体的支撑力指数逐渐增大,指数由0.111上升至0.898,显示系统的承载指数越来越高;承载对象的压力变化较为复杂,呈现先降后升,近几年又略有下降的趋势;系统的生态承载力整体上呈现波动性上升趋势,综合指数由0.345上升至0.720,说明唐山市生态系统的承载能力不断提高,但资源依赖型发展模式带来的资源短缺、环境污染和生态破坏等问题仍是制约生态承载力进一步提高的主要因素。研究成果客观地反映了唐山市生态承载力状况,对于唐山市未来的发展提出了合理的对策和建议,可为其他地区生态承载力研究提供一定借鉴。     

生态城市指标体系与评价方法

生态城市是依据生态学原理提出的一类社会-经济-自然协调发展的城市。目前生态城市理论研究主要应用在城市的规划、设计和管理上。生态城市建设的评价是衡量生态城市规划、建设、管理成效的主要依据。在对生态城市理论和内涵详细分析的基础上,采用专家咨询的定性和定量信息构建了扬州生态城市评价指标体系,该指标体系包括了城市复合生态系统中社会、经济、自然3个子系统,反映生态城市的内涵和衡量生态城市各子系统的状态、动态和实力。为对各级指标进行综合,提出了全排列多边形图示指标评价方法,评价生态城市在各个规划时段的建设成效。评价结果表明,扬州生态城市的综合发展能力市在2005规划年将达到0.44,在2010规划年将达到0.64,在2020规划年将达到0.85。评价方法简单直观,代数计算结果考虑了各级指标临界值对综合指标的放大和紧缩效应,反映了整体大于或者小于部分之和的系统整合原理。     

烟台生态城市建设指标体系构建与评价

城市化进程导致的生态环境问题严重制约了城市的发展.建设生态城市是实现可持续发展的重要举措.该研究运用PSR模型建立烟台生态市建设的指标体系框架,在国家生态市建设指标的基础上针对沿海城市生态建设的特征构建了烟台生态市建设的指标体系,并运用全排列多边形图示指标法对烟台市进行了生态城市综合发展能力的趋势分析.结果表明,从2005年到2010年综合发展能力从一般到较好;根据《烟台生态市建设规划》的方案,预测到2020年综合发展能力将从2010年的较好发展到良好.此研究提出了具有针对性的管理措施.研究为烟台生态市建设提供了科学依据,对沿海生态城市评价指标体系的完善作了有益补充.     

A conceptual framework for urban ecological restoration and rehabilitation

Urban greenspace has gained considerable attention during the last decades because of its relevance to wildlife conservation, human welfare, and climate change adaptation. Biodiversity loss and ecosystem degradation worldwide require the formation of new concepts of ecological restoration and rehabilitation aimed at improving ecosystem functions, services, and biodiversity conservation in cities. Although relict sites of natural and semi-natural ecosystems can be found in urban areas, environmental conditions and species composition of most urban ecosystems are highly modified, inducing the development of novel and hybrid ecosystems. A consequence of this ecological novelty is the lack of (semi-) natural reference systems available for defining restoration targets and assessing restoration success in urban areas. This hampers the implementation of ecological restoration in cities. In consideration of these challenges, we present a new conceptual framework that provides guidance and support for urban ecological restoration and rehabilitation by formulating restoration targets for different levels of ecological novelty (i.e., historic, hybrid, and novel ecosystems). To facilitate the restoration and rehabilitation of novel urban ecosystems, we recommend using established species-rich and well-functioning urban ecosystems as reference. Such urban reference systems are likely to be present in many cities. Highlighting their value in comparison to degraded ecosystems can stimulate and guide restoration initiatives. As urban restoration approaches must consider local history and site conditions, as well as citizens’ needs, it may also be advisable to focus the restoration of strongly altered urban ecosystems on selected ecosystem functions, services and/or biodiversity values. Ecosystem restoration and rehabilitation in cities can be either relatively inexpensive or costly, but even expensive measures can pay off when they effectively improve ecosystem services such as climate change mitigation or recreation. Successful re‐shaping and re-thinking of urban greenspace by involving citizens and other stakeholders will help to make our cities more sustainable in the future.     

城市森林研究进展与发展战略

城市是一个以人类活动为中心的社会．经济．自然复合生态系统,城市森林是城市生态系统重要的组成部分,是城市生态系统健康和城市可持续发展的基础和保障,具有重要的生态服务功能。本文阐述了城市森林产生的背景、概念、范围和国内外的研究现状,以及当前城市森林研究的热点问题,最后提出了城市森林的发展战略。     

城市生态系统承载力理论与评价方法

城市作为一个复杂的人工生态系统,其承载力的意义与生态学中的种群承载力意义有了很大差别。定义了城市生态系统承载力,强调其对维系城市生态系统健康的能动性特征,并在比较生物免疫力与城市生态系统承载力的相似性的基础上,构建了“城市生态系统承载力免疫学模型”作为其理论模型。在理论模型基础上设计其计量模型,分为天然承载力和获得性承载力两部分。并通过承载力与压力的相对变化趋势表达城市生态系统维系其健康水平的能力。以广州市为例,计算了广州市城市生态系统承载力与压力,获得二者的动态关系。结果表明,自1992年以来,广州市基本上处于一种经济发展与城市生态系统支持力同步发展的良性状态,所采取的发展模式具有可持续性     

景感生态学在城市生态系统服务中的应用研究——以城市公园景观设计为例

城市生态系统服务和可持续发展是当前城市生态学研究的热点问题。景感生态学作为联系生态系统服务和可持续发展的桥梁,可作为研究城市生态系服务和可持续发展的一种有效途径。随着社会发展所伴随的人们经济生活的生活压力增大,城市居民的亚健康状态日益突出。城市公园作为城市生态系统的重要构成,其设计目的应考虑应对城市居民健康问题和促进人类精神文明建设方面的作用。以城市公园景观设计为例,从园路、建筑、植物、水体景观和小品等方面探讨景感生态学在城市公园景观设计中的应用价值。景感生态学作为探索城市公园景观设计的新思路,以实现生态效益和居民福祉的提升,丰富和提升城市公园的生态系统服务功能,从而有利于促进为人类当代和后代提供可持续的福祉,以期驱使人类行为和言行规律朝着对生态系统有益的方向演化,自觉维护和改善生态系统服务,从而可持续地保障城市生态系统服务。     

不同发展模式对城市生态系统调节服务价值的影响

快速城市化加快了城市生态系统格局的改变,导致生态系统服务价值下降,对城市可持续发展造成阻碍。为了探究何种城市发展模式能够创造更高的生态系统服务价值,以深圳为案例,利用2010年、2015年和2020年生态系统类型数据,设置经济、惯性和生态3种不同的发展模式,并使用CA-Markov模型对2025年深圳市各类生态系统变化进行预测。在此基础上创新性地核算了不同模式下的关键生态系统服务价值。结果显示：（1）2015年到2020年,各类生态系统呈现不同变化趋势,人类聚落生态系统快速增长,对各类自然生态系统造成侵占,城区绿地呈现自然减少人工增加趋势。（2）2025年3种发展模式对生态系统类型变化影响显著,惯性发展模式下人类聚落、城区绿地出现扩张,经济发展模式下进一步增长,自然生态系统面积显著减少,生态发展模式下自然生态系统面积得到恢复。（3）3种模式下的生态系统服务价值变化差异显著,惯性和经济发展模式下,生态系统服务价值显著下降,分别较2020年下降2.67%和5.25%。生态发展模式下,生态系统服务价值提高,较经济发展模式提升5.5%,3种模式生态系统调节服务总价值差最高达到38.1亿元。综合来看,未来的发展模式应当选择以生态保护为优先的发展模式,通过制定有效的生态空间保护措施如生态保护红线划定、城市潜在开发区调整,实施生态工程等提高城市生态空间面积和质量,维持和提高生态系统服务价值,实现经济发展与生态保护的协调并行。     

韧性科学的回顾与展望:从生态理论到城市实践

城市韧性的概念在生态与环境领域正在兴起,如何将城市的结构复杂性和功能多样性与自然、经济和社会要科学地耦合尤为重要。实践方面,城市韧性在国际组织、政府机构和私人基金会等计划的支持下得到世界各地城市的日益重视。对此,回顾了韧性在生态系统科学中的概念起源及其在工程技术与社会学科的应用发展;整合了城市系统的科学知识,以进一步阐述城市韧性的概念及理论发展;举例了目前联合国、洛克菲勒基金会和跨国企业所构建的全球合作网络中韧性城市的实践。基于城市韧性理论的回顾和韧性城市实践,结合城市系统在生态、经济和社会维度的差异性,就我国城市以韧性为导向的转型发展过程中存在的机遇、挑战及解决途径提出了参考建议。     

城市生物多样性分布格局研究进展

城市生物多样性分布格局由自然生态环境和城市化过程所决定;其动态和机理与自然生态系统迥然不同.城市生物多样性为城市生态系统提供了诸多生态系统功能和服务,对改善城市环境、维持城市可持续发展有着重要的意义和作用.城市化过程深刻改变了城市的生物多样性分布格局,导致了诸如本地物种多样性降低、外来物种多样性增加、物种同质化等一系列问题.近年来,城市生物多样性受到学界高度关注,大量研究结果既回答了一些关键性问题,又提出了诸多新的论题和挑战.分析了当前城市生物多样性分布格局研究的若干热点问题,总结了影响城市生物多样性格局的主要因素,探讨了城市生物多样性格局研究方法的关键问题,指出了未来城市生物多样性研究的发展方向,特别强调了城市生物多样性的生态系统功能研究在未来城市生物多样性研究中的重要地位.     

基于能值分析的福州与厦门城市生态系统比较研究

能值分析方法(Emergy Analysis)为综合评价城市复合生态系统提供了新的手段和方法。以福州和厦门为研究对象,对其城市各种生态流进行计算和归类,建立了相应的城市复合生态系统与可持续发展能值指标,并对两城市复合生态系统中自然、经济、社会三大子系统进行了综合评价与对比分析。结果表明:厦门在经济发展水平和社会人均福利方面优于福州,在生态安全和可持续发展能力方面落后于福州。从能值角度出发,福州应加快城市基础设施建设,加强城郊地区能值反馈,科学引导人口转移;厦门应积极发展绿色产业,降低生产能耗物耗,提高废弃物循环利用率;两城市应加强区际资源互补和消除技术壁垒,促成两城市互补、互利、可持续发展。     

城郊生态系统土壤安全:问题与挑战

土壤作为地球表层系统物质和能量迁移转化的关键节点,其生态功能受到城市化快速发展的严重影响,土壤安全面临严峻的挑战。城郊生态系统受到城市和乡村的双重影响,具有复杂的景观结构和剧烈的动态变化,土壤安全问题更为突出和复杂。基于文献计量学方法,对1990—2017年发表的相关文献进行了统计,梳理和总结了城郊生态系统土壤安全研究的趋势和热点问题,对城郊生态系统中土壤安全面临的问题,及其特殊性、复杂性进行了重点论述,明确了当前快速城市化发展过程中城郊土壤安全研究面临的问题和挑战。建议今后的城郊生态系统土壤安全研究应加强区域尺度上的综合和不同城市发展模式下地区之间的比较,明确城市扩张对城郊生态系统土壤安全的影响机制;建立和完善基于"土壤安全"的城郊生态系统服务评价框架,深入研究城郊生态系统格局-过程-服务之间的关系;明确解析城郊土壤主要污染物来源及其复合污染状况,并结合区域特征,因地制宜开展科学的生态规划,优化城郊景观格局,提升城郊地区土壤安全与生态系统服务功能;明确土壤安全在城郊生态系统可持续发展目标中的重要性,建立科学合理的管理政策。