近40年来江河源区草地生态压力动态分析

定量化评价人类活动对区域生态系统的压力,对客观认识人文因素干扰区域生态系统的演变程度及效应强度具有重要的意义.在系统总结前人对生态压力指数评价方法的基础上,结合江河源区草地生态系统的现实情况,将生态压力指数定义为草地现实承载力与理论承载力之比,构建了生态压力指数评价模型,并定量分析了江河源区果洛州、海南州、玉树州1961～2002年40a来的生态压力指数.结果表明畜牧业对该区草地生态压力负荷较大;相对于温度和降水等自然因素,以放牧为主的人文因素在短期内对该区草地生态系统演变的作用更加剧烈,从生态压力指数来看,黄河源区下游的海南州的生态压力指数均大于2,已严重超载;同时近40a的生态压力指数的动态变化还揭示了人文因素对区域生态环境演变的影响具有一定的时滞现象,这种时滞现象和人文因素的强度、该区生态系统的承载能力和抗干扰能力具有一定的关系.     

青海湖自然保护区人类数字足迹及草地生物量的人类活动暴露度的时空模式分析

开展保护区人类活动压力定量评估对保护区内生态系统安全、降低人类活动影响具有重要意义。许多学者从人类活动对生物多样性、生物的生境或生态系统服务及其价值的影响等角度已开展了大量研究, 但由于反映人类活动的统计数据在时空尺度上较粗, 难以精细刻画保护区内短期动态的人类活动干扰。本研究尝试通过记录人的位置到访信息的高时空分辨率数字足迹数据, 以青海湖国家级自然保护区为研究区域, 利用0.01°逐日的定位请求数据和草地生物量数据, 从人类数字足迹覆盖率、数字足迹强度和草地生物量的人类活动暴露度3个指标上对青海湖自然保护区内人类数字足迹入侵强度及其对生态环境的影响开展了研究。研究结果显示, 青海湖保护区人类数字足迹具有“多尖峰、南高北低、景区节律”的时空模式; 每日人类数字足迹覆盖率和足迹强度呈现按月聚集模式, 最大值分别为7.42%和5.24; 草地生物量的人类活动暴露度显示人类数字足迹对青海湖二郎剑-黑马河沿线的草地生物量影响最大, 此时草地生物量的人类活动暴露度水平在热门旅游景点较高, 最高达到2.24。通过位置大数据挖掘青海湖保护区内人类数字足迹的时空变化及其对于生态环境的影响, 不仅证明了数字足迹用于人类活动对于生态环境影响研究的有效性, 也为保护区生态环境精细化的管理提供支撑。     

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。     

污染足迹及其在区域水污染压力评估中的应用——以太湖流域上游湖州市为例

传统生态足迹理论虽然在可持续发展评价等方面得到了广泛的应用,但却仍然无法全面衡量人类活动对生态系统造成的各种影响。其无法全面评估人类活动的根源在于,土地功能排他性假设限制了其对利用生态系统非生物生产性产品和服务的人类活动的衡量。为了摆脱传统生态足迹理论的局限性,建议承认土地功能多样性的客观事实,将生态足迹构建于多种生态系统服务功能之上。针对传统生态足迹对定义中废弃物吸纳的考虑不足,提出了基于污染物吸纳功能的生态足迹,即污染足迹。污染足迹不是对传统生态足迹中能源足迹的简单置换,而是能够囊括人类活动产生的大部分污染物,并可以根据不同的污染物类别或类型进一步细化的足迹类型。构建了太湖流域有机物、氮和磷污染足迹模型,并利用该模型对流域上游湖州市的水污染压力进行了综合评估。结果表明:(1)2007年湖州市污染足迹为39948.73 hm²,东部平原地区污染足迹较大,西部丘陵地区污染足迹相对较小;(2)湖州市人类活动排放的氮磷污染物对水域空间的生态占用已经远远超过了有机污染物;(3)2007年湖州市污染承载力为20896.00 hm²,污染赤字为19052.73 hm²,人类排污活动俨然超出了当地水域的承载能力;(4)2007年湖州市污染压力指数为1.91,当地水环境总体上处于轻度接近中度污染压力;(5)湖州市水污染压力较大的地区,区域内人类活动的维持建立在区域水环境质量恶化或污染物向下游输移的基础之上。     

城镇化过程中生态系统服务价值变化及人类活动影响的空间分异——以黄骅市为例

本文以河北省黄骅市为案例,针对城镇化进程中空间城镇化导致的土地利用变化,从数量变化和人类活动强度影响两方面定量分析城镇化对生态系统服务价值的影响。结合生态系统服务价值流向损益矩阵,建立城镇化对生态系统服务价值影响程度评估模型,评估空间城镇化对生态系统服务价值的影响;并引入人类活动强度指数(HAI),对区域生态系统服务价值受人类活动干扰的空间分异特征进行分析。结果表明:城市扩展对生态系统服务价值影响显著;从生态系统服务价值流向损益来看,城镇化造成的建设用地转入使生态系统服务价值损失较大,1990—2011年城镇扩展共减少7656万元,占生态系统服务价值损失总量的44.57%;在空间上,黄骅市人类活动强度表现为低影响强度、中高影响强度占主导,高影响强度多集中于黄骅市区周边和东部近海地区的分布特征;1990—2011年,总人类活动强度呈现持续升高的趋势,平均提高了21.43%。其中活动强度变化较大的区域也是城镇化发展较快区域,其HAI增幅可达50%以上。     

基于NDVI的社会-生态系统多尺度干扰分析——以甘肃省榆中县为例

作为人类与自然界耦合的社会-生态系统是一种动态等级结构,需要以多尺度的视角进行分析。恢复力作为社会．生态系统的重要属性是指系统进入新状态前可以承受的干扰大小,由此可见系统所受到的干扰在恢复力的研究中至关重要,但由于社会一生态系统的复杂性,目前尚缺乏对于扰定量化研究的案例。选取社会．生态系统运行的驱动因子——干扰作为研究对象,将遥感技术中对植被覆被／变化敏感的NDVI指数作为干扰反馈变量,采用移动窗口运算法则,以一个行政单元（甘肃省榆中县）为研究对象,提出了社会-生态系统多尺度干扰的一种计算方法,从而为评价社会-生态系统恢复力、构建生态保护网络、增强生态系统对环境变化（土地覆被／变化、生境破碎化）的适应能力、探索可操作的社会．生态系统案例研究模式提供了技术支持。     

重大工程建设中生态安全格局构建基本原则和方法

随着人类活动的日益加强,生态安全成为全球关注的话题.生态安全的状态受到人类干扰活动的影响,而区域生态安全演变也会影响人类活动的功效.20世纪90年代以来,我国先后开展了长江三峡大坝、青藏铁路、西气东输、西电东送、南水北调等重大工程项目的建设.这些重大工程建设对区域生态安全的影响,以及区域生态系统演变对工程安全运行的影响成为我国政府关注的重要课题.如何在强度干扰下开展生态恢复与区域生态安全格局的构建,不仅关系到区域生态环境的保护,也关系到各项重大工程的顺利运行.本文系统分析了工程建设的类型、特征及其对区域生态环境的影响,在此基础上,提出了重大工程建设中生态恢复与安全格局构建的基本原则和方法.认为在工程建设中构建生态安全格局需要从6个方面着手：区域生态环境现状分析与评价、工程建设生态干扰与风险评价、生态安全格局预案构建、区域生态环境效应情景分析、区域生态恢复与安全格局再优化和生态系统管理方案的建立.讨论了我国重大工程建设中生态安全格局构建面临的突出问题.     

中国县域森林生态安全指数——基于5省15个试点县的经验数据

生态安全与国防安全、经济安全、金融安全等已具有同等重要的战略地位,并成为未来社会经济安全的主要约束。森林作为陆地生态系统的主体,其安全程度将影响地球的生态平衡,并决定人类社会经济的可持续发展和未来资源的永续利用。基于森林生态系统与人类社会系统交互的内在机理,从森林生态的自身状态(生态状态指数ECI)与人类活动产生的压力(生态压力指数EPI)两个视角全面考量森林生态系统的安全程度,在此基础上提出森林生态安全状态—压力框架模型,最终设计了森林生态安全指数(ESI)的方法体系。为验证森林生态安全指数理论,本研究选取了5省15个县为森林生态安全评价试点县域,对其1999—2013年森林生态安全状况进行评价,以期为县域森林生态安全评价以及在空间和时间维度上的对比研究提供帮助。     

基于土地破坏的矿区生态风险评价:理论与方法

矿区生态风险评价已成为区域生态风险研究的热点领域。如何合理选择和表征区域生态风险源和风险受体,量化多风险源和多风险受体的交互作用,是目前区域生态风险评价研究的焦点。为此,在总结矿区生态风险评价研究成果的基础上,构建了矿区生态风险源、风险受体及作用对象与过程的因果链模型,结合矿区生态环境问题产生过程的独特性,将土地挖损、占用及塌陷等土地破坏作为矿区的直接生态风险源。基于土地破坏类型提出了适宜矿区的区域生态风险评价流程、指标体系与计算方法;并专门在定量化多风险源与多风险受体交互作用上做出探讨,构建了生态系统单元暴露指数和土地破坏累积作用指数来评价矿区土地破坏与生态系统单元间的暴露与危害作用关系。为矿区生态风险评价的实证研究提出了理论基础与方法框架,未来可结合实证研究对此方法及相关指标参数做出完善与改进,为矿区生态环境管理与生态安全建设提供科学的参考依据。     

神农架林区人类活动与生境质量的空间关系

近几十年来，全球范围内人类活动的加剧对于区域生态系统产生了深远影响，对区域可持续发展造成了严重威胁。科学测度人类活动与生境质量的关系，可为制定有效的生态系统保护政策提供科学依据。基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年土地利用变化数据，借助InVEST模型测度神农架林区生境质量的时空分布特征，并且结合多源数据测度其人类足迹指数的时空分布，综合运用双变量空间自相关和地理加权回归，对神农架林区人类活动与生境质量的空间关系以及人类活动对生境质量的影响进行分析。研究结果显示：（1）1995-2015年间，神农架林区生境质量水平基本保持稳定，无剧烈变化，超过60%的区域处于较高生境质量和高生境质量类；（2）1995-2015年间，神农架林区人类足迹指数呈现"西部低，东北高"的空间分布特征和"两极化"的发展趋势；（3）1995-2015年间，神农架林区人类活动与生境质量之间存在显著的空间依赖性，二者呈现显著的空间负相关，林区中部人类活动对生境质量的影响以负面效应为主且愈加显著，人类活动会导致生境质量的恶化。研究结果表明未来的人类活动管理以及生态系统保护政策制定需要充分考虑二者之间的空间依赖效应，科学合理划定保护范围，提高生态保护规划实施效果。     

人类活动干扰下区域植被动态变化——以西双版纳为例

云南省西双版纳地区是我国典型热带雨林区,随着社会经济发展,人类活动对区域植被格局与动态产生强烈影响。利用NDVI变化趋势分析、土地利用转移矩阵和基于MODIS数据的干扰指数（MGDI）3种方法,分析了2000-2010年人类活动干扰下研究区植被动态变化,构建了人类活动干扰指数,并利用冗余分析的方法,分析其与植被特征的相关性。结果表明：通过NDVI变化趋势得出,2000-2010年间,研究区植被覆盖度总体较高,植被变化趋势的斜率均大于0,说明植被总体趋于改善;基于土地利用转移矩阵结果表明,植被变化主要发生在常绿阔叶林、常绿针叶林转变为乔木园地、灌木园地、人工园地或居住用地;基于MODIS影像结果得出,西双版纳地区MGDI分布很不均匀,且2000-2010不同土地覆被类型MGDI相差不大。构建的人类活动干扰指数结果显示人类干扰强度由中心向边缘呈递增趋势,呈分散分布,这与人类活动的分布规模和强度相关。通过冗余分析可知,NDVI与人类活动相关性较大,MGDI与人类活动相关性不大。总体上来说,上述3种方法能够从不同侧面反映出人类活动干扰下植被长时间的变化趋势。因此,对于西双版纳地区,局地的人类活动特别是旅游、基础设施建设、农业活动等对热带雨林自然生态系统的干扰不容忽视。     

基于DPSIR模型的国家大型煤电基地生态效应评估指标体系

国家大型煤电基地的规划建设是《中国国民经济和社会发展"十二五"规划纲要》中的重要内容,也是我国未来能源发展战略的重要举措。随着社会经济的不断发展,对人类活动生态效应的评估也越来越受到关注,对国家大型煤电基地生态效应的评估是确保煤电基地区域可持续发展的重要步骤。我国煤电基地多分布在北部干旱半干旱的生态脆弱区,区域生态环境直接影响到我国京津唐、东北城市群、华北东北两个主要粮食基地的生态安全,乃至直接影响到国家生态安全。因此,对国家大型煤电基地生态效应进行科学评估至关重要。基于DPSIR(驱动力Driving force—压力Pressure—状态State—影响Impact—响应Response)概念模型,以内蒙古锡林郭勒盟煤电基地为主要研究区域,从社会经济、资源能源、生态环境三个相关系统中梳理出43个评估指标,构建了国家大型煤电基地生态效应评估指标体系,以期科学评估国家大型煤电基地建设运营过程中的生态效应。     

基于生态足迹方法的南京可持续发展研究

20世纪90年代末以来,随着南京城市化进程的加快和城市建成区面积的扩展,城市生态安全问题日益突出。在运用生态足迹方法分析南京市1999—2009年人均生态足迹及生态承载力变化的基础上,采用Mann-kendall法对南京市人均生态足迹突变点进行分析,应用灰色关联模型从经济、社会和生态子系统方面分析不同阶段人均生态足迹变化的原因。研究表明:1999—2009年间南京市人均生态足迹呈增长趋势,人均生态承载力呈减小趋势,单位万元GDP生态足迹和生态多样性指数呈逐年下降趋势,生态经济系统发展能力较好,但生态压力较大。南京市人均生态足迹变化分为1999—2002年的低位增长阶段和2003—2009年高位波动阶段。通过影响南京市生态足迹变化因素分析发现,2003—2009年与1999—2002年相比,经济子系统依然处于主要地位,但影响因素由农业向以三产为主转变,同时生态子系统和社会子系统各因素的影响力提升。据此,提出优化产业结构,控制人口数量,加强基础设施建设,改善居民居住环境,加大城市绿化建设,提高城市污物处理能力,减少污染物排放的南京可持续发展对策。     

西南岩溶区广西生态安全及资源利用效率

构建了基于生态足迹理论的生态安全综合评价模型,然后基于生态安全评价指标,把数据驱动下动态计量经济学的单位根检验和与协整分析模型引进到生态安全与资源利用效率之间的动态均衡关系的研究中来。以西南岩溶区广西为例,首先采用生态足迹理论方法来测算1990～2003年广西生态安全的生态足迹、生态承载力、生态盈亏及生态压力指数,然后采用动态计量的协整分析方法对广西区域资源利用效率与生态安全状况诸指标之间的长期关系进行了协整分析。结果显示,广西生态足迹呈不断增加趋势,生态承载力呈不断下降趋势,出现了严重的生态赤字,生态足迹压力增幅明显,从临界安全状态发展到不安全状态;资源利用效率不高与生态安全指标之间呈现一种长期稳定的趋势,这表明岩溶区广西的资源利用效率不高,生态安全形势不容乐观,需要及时采取应对策略与措施加以调控。     

Impacts of human activity on environment in the high-cold pasturing area: A case of Gannan pasturing area

Identifying the specific forces driving environmental impact is a hot topic in the field of sustainable development in the pasturing area. In the paper, the ecological footprint was taken as the index of environmental impact, and a series of index like population quality, prosperous, using intensity, livelihood tactics are considered as the main human factors. Using the STIRPAT model and temporal series data from 1980 to 2007, the author analyzes the effects of the human driving forces of environmental impact.
The ecological footprint method presents a simple framework for national natural capital accounting, and it has been used as a comprehensive index of human activity impact, which indirectly reflect human activity’s pressure on the environment. Our analyses showed that the ecological footprint increased from 238736.9 to 877716.1 ha and per capital ecological footprint also increased from 0.854 to 1.961 ha/per during 1980–2007 in Gannan pasturing area. However, in the meantime, the ecological footprint intensity was inclined from 25.396 to 3.025 ha/ten thousand yuan.
With a view of dismantling the human driving forces of ecological footprint, the modified IPAT-called STIRPAT has been employed as a common analytic framework. Our analyses showed that population quantity and using intensity was a major driver of ecological footprint, their coefficients were greater than 1.0 in model (1); In addition, promoting the prosperous lever and the primary industry proportion, the impact of environment will be increased, but their coefficients are less than 1.0 in model (1). At the same time, the technological eco-efficiency of sample regions was discussed in details, the range ability of the technological eco-efficiency was wider, and 15 years went beyond the average level, but the other was less than the average level. Another important finding in the empirical study is that there are some evidences of an environmental Kuznets curve for ecological footprint within the range of calculated data. Some potential improvements in some further researches and suggestions to alleviate the environment pressure, and it is put forward in the last section.     

Rapid evaluation of threats to biodiversity: human footprint score and large vertebrate species responses in French Guiana

Although there is an extensive literature demonstrating the impact of human activities on both species extinction risk and local ecological processes, the methodological tools that allow for the visualization and quantification of the intensity of the observed and forthcoming impacts are lacking. Here we propose a Footprint index for French Guiana, (northern Atlantic coast of South America) which sums up the expected and proven disturbances on biodiversity. The index was developed by superimposing geographical and human data, including human population densities, land use, settlements and camps, mining and forest activities, tracks, roads and rivers. The relevance of the index as a general measure of anthropic impact on large terrestrial fauna was estimated by investigating the structure of the large terrestrial vertebrate assemblages, including primates, large frugivorous birds, rodents and ungulates, in relation to the extent of disturbances. The abundance of large terrestrial fauna was assessed using the line-transect sampling method in 34 forest sites facing different disturbance levels, including hunting, logging and fragmentation, and consequently different footprint scores. A Self Organizing Map was used to combine species abundances and disturbance scores. It allowed us to rank species in accordance to their sensitivity towards disturbances, identifying the response of fauna to different concomitant threats. The index provided correct identification of sites with similar threats which proves it is a relevant estimator of human disturbance. In addition, the richness of animal communities and abundances of several seed dispersers and predators were negatively correlated to the index (e.g. large monkeys and frugivorous birds, r ² = 0.49, P < 0.0001 and r ² = 0.48, P < 0.0001, respectively), indicating its reliability in identifying areas where animal communities are disturbed. The index could, therefore, constitute a useful tool to identify areas where ecological processes supported by those species are expected to be disrupted, and where they are already disrupted. Furthermore, the footprint index can deal with lack of field data or with only partially valid information, and so may directly help land managers forecast and, hopefully, mitigate forthcoming impacts resulting from the development of human activities.     

大兴安岭地区生态系统完整性动态评价

全球气候变化和人类干扰活动对陆地生态系统影响的强度和范围不断扩大,而在生态系统完整性评价研究中,针对中大尺度异质景观系统的评价方法较为缺乏.本研究从景观生态学的视角,基于大兴安岭地区2005、2010、2015年土地利用数据及植被净初级生产力数据,选择景观结构和景观稳定性两方面的指标,采用GIS数据处理和分析平台,综合评估大兴安岭地区景观变化特征和由这些指标表征的生态系统完整性动态.结果表明: 大兴安岭地区是以林地为主导的森林生态系统,林地优势度稳定在64.9%,远高于优势度第二位的草地;大兴安岭地区景观多样性指数在3个时期均为0.59,占景观多样性指数最大值的42.4%,说明该地区景观阻抗稳定性未发生变化;从大兴安岭地区各景观生物量来看,耕地及住宅用地呈逐年增加趋势,林地逐年减少,说明人为干扰对大兴安岭地区的影响在增强.     

新疆生态经济系统可持续发展空间格局

运用生态足迹模型、生态经济系统发展能力指标、生态压力区分区标准和生态经济系统分区标准分析了1995—2010年新疆生态可持续性和生态经济系统可持续性的时空演变过程。结果表明:(1)1995—2010年间,生态压力指数、生态赤字总体逐年增大,新疆生态环境不可持续性增强;生态经济系统发展能力指数呈快速上涨趋势,生态经济系统发展能力显著提高,万元GDP生态足迹显著下降,资源利用效率有明显的提高。(2)各地州市1995—2010年间区域差异逐渐增大,生态赤字区逐渐增多,生态压力指数逐渐增大,生态环境不可持续性逐渐增强。一直处于高生态压力区的是乌鲁木齐市、克拉玛依市和石河子市,主要是因为它们经济发展水平和城市化水平高,生物资源、能源消费量大。(3)2000年后,各地州市可持续发展状况发生巨大的变化,主要是因为生态足迹的快速增长,生态承载力基本不变,导致生态压力指数增大,生态赤字增加,归根源于西部大开发战略的成效显著,新疆各地州市经济发展和人口快速增长,生物资源能源消费量增多;1995—2010年间,新疆各地州市生态经济系统发展能力和资源利用效率有了显著提高,但是区域差异变大。新疆生态环境和生态经济系统可持续发展面临挑战。