长江经济带生态安全测度研究

长江经济带城镇化发展迅速，但随之出现的诸多生态安全问题已严重制约其高质量发展。为综合特征指数法与指标体系法优势，并诠释社会经济与生态共生发展这一生态安全新内涵，在分析城镇化发展与自然生态相互作用基础上，选取2006年至2017年长江经济带沿线11个省市数据为研究样本，运用"驱动-压力-状态-影响-响应（DPSIR）"模型、R聚类法及变异系数法确定生态安全指标及其权重，再利用城镇化-自然生态Lotka-Volterra共生模型获得具备生态经济内涵的受力指数、综合特征指数，实现指标与指数的耦合，更进一步推导出生态安全预警依据。最后进行实证测度，并根据测度结果进行指标回溯分析生态安全问题成因，完成逆向解耦。研究结果表明：（1）2006-2017年长江经济带城镇化系统发展迅猛，尤其是城镇化驱动力得到强化，但长江经济带生态环境状况改善幅度并不明显且长期处于城镇化高速发展而生态环境遭受损害的偏害发展模式；（2）长江经济带11个省市生态安全格局差异显著，呈现"东西较高，中间偏低"格局；（3）通过指标回溯发现，产业结构发展不均衡、城镇人口过度扩张、城镇化子系统对生态环境空间的侵占等因素是造成长江经济带生态安全问题的重要原因。     

西安市生态环境及城市发展质量评估

良好的生态环境是推动城市高质量发展的重要基础,决定了城市建设水平与人居环境质量。以西安市为研究区,计算遥感生态指数(RSEI)评估城市生态环境状况;构建城市高质量发展评价指标体系,使用全排列多边形图示法评估城市发展质量;再运用耦合协调度模型分析两者耦合协调度的时间变化趋势。结果表明: 西安市城市生态状况呈南高北低的格局,2010—2020年RSEI整体呈上升趋势,但城内六区的RSEI一直在降低,周边区县的RSEI基本保持不变或有所提升;西安市城市发展质量有所提升,城市发展质量等级为较低级别,城市发展3个子系统的质量提升具有不均衡性,提升幅度为生态子系统>经济子系统>社会子系统;西安市两类指数的耦合协调度提高,协调水平从勉强协调提升为初级协调。     

林业资源型城市生态-经济-社会协调发展的定量测度——以黑龙江省伊春市为例

把握城市独特的生态-经济-社会系统协调优化特性是实现林业资源型城市可持续发展的重要前提。研究从生态、经济、社会3个维度构建了林业资源型城市复合系统的测度评价指标体系,应用熵值法、耦合协调度模型,采用2005-2018年时段生态、经济、社会数据,对伊春协调发展状况进行实证测度评价,运用障碍度模型分析影响系统协调发展的主要因素,采用GM （1,1）灰色预测模型进行发展预测。结果表明：（1）综合发展指数呈上升态势,促进生态-经济-社会综合发展的主要动能历经了从生态到经济,再到生态为主要动力的发展过程,三个子系统发展水平呈趋同态势,推动三维系统的均衡协同是未来发展的重要方向;（2）三维系统耦合度稳定在较高水平,系统间相互依赖、相互作用程度较高,协调度呈波动上升,实现了由勉强协调、经济滞后发展向良好协调、同步发展的转变,协调状态趋向良好;（3）三维系统中社会子系统对协调发展的障碍度最大;人口自然增长率、建成区绿化覆盖率、GDP增长率、第三产业就业人数比重4个指标是制约近期协调发展的主要障碍因子;（4）2019-2030年,生态、经济、社会子系统发展指数及协调度的预测值均呈上升态势,生态-经济-社会复合系统将向更高级的协调发展状态演进,经济发展将再次成为促进生态-经济-社会综合发展的主要动力;加强生态建设,引领生态创新,大力发展生态经济,提高社会发展水平,着力降低障碍因子对协调发展的阻力作用,实现生态-经济-社会的联动健康发展是伊春未来重要的努力方向。     

基于生态-产业共生关系的林业生态安全测度方法构想

通过对林业生态安全内涵构成的研究和对现有测度方法的比较分析,发现国内外林业生态安全测度研究中存在“就生态论生态”的预警滞后性、评价指标体系及权重设定的主观性、指标体系和特征指数难以优势互补、生态安全性判据缺乏客观依据等问题.为解决这些问题,需要基于生态与产业系统的共生关系研究林业生态安全测度的新方法.首先,研究林业生态安全的压力-状态-影响-响应结构模型和结构方程模型(SEM)的构建方法,从而为评价指标体系的构建和权重的确定提供了理论依据和结构化、定量化方法.然后,通过寻求指标体系和特征指数的有机结合,得出描述林业生态安全演变趋势的性质和程度的特征指数——生态-产业共生度和成熟度.由此提出确定林业生态安全阈值和底线的定量化方法,并建立林业生态安全双特征判断矩阵,从而将林业生态安全度分为3个安全区间、6个安全等级和4个预警级别.最后,综合以上成果,构建了基于生态-产业共生关系的林业生态安全测度方法的整体框架:目标-手段树和技术路线.根据新方法的构建机理,所得出的林业生态安全测度和预警信息具有主观性弱、预测性强、特征指数值的生态经济意义明确、便于追溯问题的原因等技术优势,有利于林业生态安全的监控和管理.     

基于AHP—熵值综合赋权法的煤炭资源型城市生态—经济—社会协调发展分析——以鄂尔多斯市为例

生态—经济—社会多维关系及协调发展研究对煤炭资源型城市可持续发展具有重要理论意义。以鄂尔多斯市生态、经济、社会子系统为研究对象,构建区域生态—经济—社会系统评价指标体系,采用AHP—熵值综合赋权法、耦合协调度模型、灰色预测模型对鄂尔多斯协调发展水平进行评价。结果表明:(1)经济子系统评价指数呈快速增长趋势,生态、社会子系统相对于经济子系统具有较大滞后性,且生态子系统呈波动式下降趋势。(2)鄂尔多斯市二维、三维系统以高水平耦合状态为主,多维系统耦合协调度呈上升趋势,从失调衰退类向过渡发展类转变。(3)通过GM(1, 1)预测, EES三维系统未来10年耦合协调度呈上升发展趋势,协调发展水平不断提高。针对鄂尔多斯市自身特点构建的指标体系与评价模型对实现区域多维系统协调发展具有重要参考价值。     

安徽省沿淮地区生态安全评价模型和指标体系

运用压力-状态-响应（PSR）模型,以安徽省沿淮地区为例进行了生态安全评价研究.根据安徽省沿淮地区的经济、社会和环境特点,提出社会经济作为模型组成部分的区域生态安全综合评价模型及指标体系.采用德尔菲法、层次分析法确定了17项评价指标及其权重,分类建立评价指标数学函数,计算该地区生态安全指数,并与PSR模型的评价结果进行了比较分析.结果表明,PSR模型评价结果为0.41,增加社会经济部分后的PSR模型的评价结果为0.34,两种评价结果同属较不安全等级,但相差为20.6%.区域生态安全评价模型和指标体系的建立应当结合区域特点,采用多模型进行评价,分析差异原因,以确定影响生态安全的主要要素.     

湖南省贫困地区生态-经济-社会复合系统可持续发展水平综合评价

为了配合搞好湖南省贫困地区的扶贫攻坚工作,搞好贫困地区的生态环境建设,确切分析湖南省贫困地区的可持续发展能力,对该区域的可持续发展水平进行综合评价研究。因此,我们根据湖南省31个贫困县现有自然、生态、经济、社会数据,采用主成分分析和层次分析的方法,确定各级评价指标的权重,用标准指数加权综合法与多元统计分析相结合的方法,分自然资源子系统、经济子系统、环境子系统和社会子系统对该区域的可持续发展水平进行了综合评价和横向比较。     

社会-经济-自然复合生态系统生态位评价模型——以四川省为例

在深入分析区域资源、环境、社会、经济综合系统基础上,建立了四川省2001—2010年社会-经济-自然复合生态系统生态位评价指标体系,复合生态系统综合生态位包括资源、环境、经济和社会4个子系统生态位。将耦合投影寻踪模型应用于复合生态系统生态位评价,其中,采用并行模拟退火算法对评价模型参数进行优化。研究结果表明:2001年—2010年四川省复合生态位呈现先降后升的趋势,复合生态位评价值从2001年3.1325下降到2005年的2.8499,从2005年开始,复合生态位逐渐增加,到2010年增加到3.3304。表明环境重视程度的提高,环保意识的加强,促进了复合生态位的提高,区域自然生态和环境得以改善。最佳投影方向各分量的大小反映了各评价指标对生态位评价等级的影响程度,值越大则对应的评价指标对生态位评价等级的影响程度越大。区域生态位评价等级指标的影响程度最大的10项中有4项是环境生态位子系统指标,表明环境生态位子系统对综合生态位影响最大。发展过程中经济生态位子系统和社会生态位子系统指标值相关系数为0.9957,表明两子系统基本上是保持同步发展。而经济生态位和环境生态位子系统指标值相关系数为-0.9346,呈现明显的负相关关系。资源子系统呈现上升趋势。模拟退火优化的投影寻踪耦合模型应用于复合生态位评价,具有实用性和可行性,为区域生态管理科学决策提供重要依据。     

基于ARIMA-ANN模型的生态安全评价及预测——以河西走廊城市群为例

生态安全是社会经济可持续发展的基本保障,研究区域生态安全时空格局历史演变与发展趋势具有重要意义。本文选取河西走廊地区5个地级市为对象,建立基于PSR-EES模型的生态安全评价指标体系,采用综合指数法计量其2008-2017年期间10年生态安全值,进而采用ARIMA-ANN模型预测未来该区域生态安全变化趋势。结果表明:河西走廊地区生态安全呈波动上升状态,演变特征与区域的生态保护规划与政策措施相吻合;各地级市生态安全等级与理想状态存在不同程度的差距;张掖、金昌、酒泉三市存在一定的生态风险;采用ARIMA单项模型、ARIMA-ANN组合模型对河西走廊区域生态安全变化趋势进行预测的平均相对误差、相关系数分别为2.01%、0.8852(ARIMA)和1.09%、0.9665(ARIMA-ANN);ARIMA-ANN组合模型预测河西走廊地区2020年的生态安全值达0.8107,处于V级。本研究证明,ARIMA-ANN组合模型在区域生态安全演变评价和发展趋势预测中获得较高的准确度和精度,对优化区域生态空间布局和安全管理具有实践价值。     

国家尺度区域农业系统协调度评价

区域农业系统协调是农业持续高效发展的重要前提,也是构建和谐社会的主旋律.以数理统计学上的方差、平均数和变异系数原理为基础,构建了区域农业系统协调度评价的理论体系,其突出优点是既考虑指标间集中性,同时又考虑了离散性,评价结果更加客观科学.区域农业系统协调理论包括协调度概念、功效函数、功效系数、协调函数、协调度、协调度变化区间和协调等级等,核心是协调度与协调等级.区域农业系统评价指标体系的构建采用改进专家调查法,从生态、经济和社会子系统共筛选出29个评价指标.选取1990～2003年资料,对国家尺度区域农业系统协调度进行评价研究.研究结果表明:国家区域农业系统协调度呈现上升发展趋势,1997年从失调转向协调,2000年从弱度协调转向低度协调,总体呈现好转状态.经济子系统的协调等级从1990年的极度失调1级逐渐上升到2003年的高度协调9级.社会子系统的协调度在1990～2000年,从1级上升至8级协调等级,2001年下降6级,2002和2003两年上升至7级.生态子系统的协调等级由1990年的为中度失调3级,上升到2003年低度协调7级.1990～1992年,系统失调是由于生态、经济和社会子系统均处于失调状态;1993～1996年,系统失调是由于经济和社会子系统处于失调状态,生态子系统是弱度协调;1997～2003生态、经济和社会子系统的协调发展,系统转入协调状态,其中经济子系统贡献最大,成为决定系统协调度高低的主要原因,此时生态和社会子系统对区域农业系统协调发展有一定的制约作用.因此,发展农村经济,重视生态环境建设,构建和谐社会,是推动国家尺度区域农业系统协调发展的重要途径.     

基于生态位适宜度的耕地可持续利用评价

耕地可持续利用评价是土地利用研究的重要内容.基于生态位理论,从区域耕地生态系统整体性出发,提出耕地生态元和耕地生态位的概念,并在此基础上构建了耕地可持续利用生态位适宜度评价模型( Fi模型).然后,将所构建模型应用于河南省焦作市耕地可持续利用评价之中,测度了1997～2006年期间焦作市耕地可持续利用生态位适宜度Fi值.为了便于对照分析,采用限制因子模型(NFmin-i模型)和希尔伯脱空间模型(CHi模型)进行耕地可持续利用生态位适宜度NFmin-i值和CHi值的测算.测算结果表明:(1)1997～2006年期间, Fi值总体上呈递增趋势,从1997年的0.5088增加到2006年的0.6503,表明支撑焦作市耕地可持续利用的自然、经济和社会因子总体上呈良性发展趋势,即耕地可持续利用现实生态位趋于最适生态位.(2)1997～2006年期间,Fi与CHi值各年间的变化规律一致,与NFmin-i值总体变化规律一致,表明运用Fi模型进行耕地可持续利用评价具有较强的科学性和现实性.同时,Fi值有利于从综合角度表征区域耕地总体可持续利用水平.(3)利用最适生态位解释区域耕地可持续利用评价标准,以及运用n维资源(条件)生态位与最适生态位的匹配这一基本思想进行区域耕地可持续利用评价,生态意义明确,便于依据生态位适宜度值的大小及其变化制定区域耕地利用方案和措施.     

农工共生型生态产业园的构建——以郑州经开区为例

生态产业园已成为我国循环经济建设和可持续发展的重要载体之一,但我国的生态产业园明显存在着产业结构趋同、区域特色不鲜明等问题。提出了农工共生型生态产业园的概念,这是一类以工业园区为核心,集园区周边各类型农业相关企业、合作组织、农民、乡镇及农田为一体的一种"社会-经济-自然"复合区域产业共生体系。农工共生型生态产业园可以实现核心园区与周边腹地的协同发展,可以提升区域整体的生态效率。给出了农工共生型生态产业园的发展模式、建设意义及设计原则。并以农业大省河南省中唯一的国家级经济技术开发区为研究案例,结合当地区域特色及资源优势,构建了由3条产品链及一条服务链所组成的农工共生型产业生态系统。农工共生型生态产业园是产业共生理论在区域层面的具体实现,是复合生态系统理论在产业园层次的创新性应用。     

中国水资源-能源-粮食-支撑系统安全测度及协调发展

探索我国水资源-能源-粮食-支撑系统安全及时空演变规律,有利于促进中国水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护的可持续发展。采用模糊物元法和耦合协调度模型,借助ArcGIS空间分析及核密度和基尼系数、变异系数,对我国31个省、市、自治区2004-2017年水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护安全水平及耦合协调度进行测算及时空对比分析。结果表明：①时间上,我国安全测度指数总体呈上升趋势;空间上,我国安全测度水平除青海、西藏外普遍较好;②各子系统情况：经济社会子系统增长较快、水资源子系统水平较差、粮食安全指数变差、能源子系统分化现象显著、管理维护小幅度提升;③我国安全测度协调度2004年0.170提高至2017年0.348,总体呈上升趋势;④安全测度协调度的空间演化基本可以分为上升型、下降型、平滑型和波动型四类,以波动型居多。     

乡村复合生态系统中村庄的社会经济生态位研究

为研究村庄社会经济子系统在乡村社会生态网络中的地位等级与未来发展潜力,提出社会经济生态位的概念,并以生态位的"态""势"理论为基础,利用主成分分析法、引力模型结构与社会网络分析方法对厦门岛外260个行政村的社会经济生态位进行计算。研究发现:(1)村庄社会经济生态位的"态"值分布具有不均衡性,厦门岛外村庄"态"值得分较高的村庄多聚集于厦门岛外南部与同安工业区。(2)村庄社会经济生态位的"势"值高低受地理空间与资源禀赋共同作用,厦门岛外"势"值得分较高的村庄集中在自身发展条件优越且地理位置处于区域核心位置的同安工业区与靠近厦门岛的集美大学城区。(3)相比自然子系统,乡村社会经济子系统更强调村庄之间的互动性,社会经济生态位得分中4个行政区村庄平均得分由高到低依次为集美区>同安区=翔安区>海沧区。研究为乡村复合生态系统的生态位研究提供了新的研究视角与方法,与传统生态位的计算方法相比更加强调村庄在实际发展中的互动性与带动作用,可以为村庄发展规划与居民福祉研究提供科学基础与理论依据。     

内蒙古生态安全时空演变特征及驱动力

生态安全是平衡社会经济与自然环境协调发展的重要保障，评价生态安全时空演变及驱动因素，对区域生态安全格局构建及可持续发展意义重大。基于本土化参数的生态足迹模型对1990-2018年内蒙古地区各盟市生态足迹、生态盈亏及生态压力指数进行测算，采用熵权法构建综合指标体系，计算生态安全指数，评价区域生态安全及可持续发展状况，结合空间分析揭示其时空演化规律，并解析驱动因素。结果表明：1）研究期间内蒙古总体上呈"供不应求"的生态赤字状态，但生态承载增速大于生态足迹增速，2018年较1990年人均生态足迹和人均生态承载力分别提高了0.9-5.8倍和1.5-10.8倍，生态安全指数由大于5.0的不安全状态转变为小于4.0的安全状态，生态系统总体呈向好趋势发展。2）研究期间内蒙古地区生态足迹呈"东高西低"分布，生态承载力呈"中间高，两翼低"分布，生态安全重心向东北方向转移。3）经济水平、消费支出、产业结构是内蒙古地区生态安全及可持续发展的驱动因素，地理位置和气候因素是导致其空间差异的主导因子。     

基于熵权法的草原生态安全评价——以甘肃牧区为例

在生态安全评价压力-状态-响应概念框架模型指导下,以甘肃牧区为例,将熵权法与综合评价法有机结合,进行了甘肃牧区草原生态安全评价研究。结果表明,根据该方法得到的草原生态安全评价结论与区域实际相吻合,证明该方法在草原生态安全评价及相关研究领域的应用是科学、可行的。研究中采用熵权法确定评价指标权重,从根本上克服了很多评价指标没有统一标准的问题,减少了人为主观性对评价过程的干扰,从而更客观地反映了各评价指标对区域草原生态安全状况的贡献率,为区域生态安全定量化评价提供了新的手段和研究方法,在定量化评价研究领域具有一定的实用价值和推广意义。     

黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势

黄河三角洲地区正处于快速开发建设时期,资源丰富,但生态环境脆弱,区域生态经济耦合状况影响着区域可持续发展的态势。借鉴一般系统论的思想,构建了区域生态经济系统耦合过程模型,定量分析了黄河三角洲区域生态经济系统的耦合过程与演进趋势。结果表明:1990年以来黄河三角洲区域生态系统综合指数与经济系统综合指数均呈上升趋势,区域资源供给和生态环境调节能力逐渐提高,经济生产能力和社会消费水平不断提升;黄河三角洲区域生态系统与经济系统总体上处于互动协调发展状态,1990—2007年区域生态经济系统耦合度指数先增加后减少,耦合过程经历了由相悖发展到良性耦合的过程;按照区域生态经济系统耦合趋势外推,2019年将接近最佳耦合点45°;区域生态经济系统仍处于较低水平的良性耦合,区域生态经济发展的速度和质量有待进一步提升。应协同推进区域经济生态化和生态经济化建设,建立高效生态经济体系,努力实现区域生态资源资产化、价值化,提升区域生态经济系统耦合的状态水平。     

基于变权-物元分析模型的老工业基地区域生态安全动态预警研究——以吉林省为例

生态安全预警是生态安全研究的重要内容,对维护区域生态安全具有重要的意义。老工业基地区域生态安全预警研究具有一定的特殊性和典型性,选取吉林省为研究区,基于压力、状态、响应(P-S-R)和生态、环境、经济、社会(E-E-E-S)框架模型构建生态安全预警指标体系,运用变权-物元分析模型对1991—2011年吉林省区域生态安全的预警等级进行了测度,并结合灰色系统GM(1,1)预测模型对2015年、2020年区域生态安全态势进行预测预警。研究结果表明:(1)1991—2011年,吉林省生态安全总体水平呈逐步上升的趋势,区域生态安全预警等级从"巨警"上升为"轻警",指示灯由"红色预警"逐步变为"蓝色预警";(2)2015年,吉林省的生态安全预警等级属于"轻警",指示灯为"蓝色预警",到2020年,吉林省的生态安全预警等级属于"无警",指示灯为"绿色预警",但具有向"轻警"变化的态势;(3)制约吉林省生态安全水平提升的主要因素包括单位面积耕地化肥负荷量、城镇化、人均水资源量、GDP增长率、第一产业占GDP比重等,这些因素应是今后生态环境保护调控的重点,本研究为吉林省经济-生态-社会可持续发展提供参考。     

南北疆区域经济差异化三维生态足迹自然资本利用的时空演变

如何刻画自然资源消费在区域间的流转机制及其对生态的影响,是测度区域可持续发展的难点。采用改进后的三维生态足迹模型并引入存量流量利用比和资本流量占用率,对2003—2018年新疆区域三维生态足迹进行核算,并分别测度新疆各地州市自然资本利用的程度,聚焦南北疆地区自然资本利用的差异性,利用偏最小二乘法(PLS)找出影响生态足迹变化的动因,最后结合基尼系数及差异系数量化南北疆经济差异程度,从自然和经济视角探究南北疆可持续发展态势与差异。结果表明:①2003—2018年新疆人均生态足迹持续增长,增长幅度为119.94%,人均生态承载力基本保持在1.7 hm~2左右,流量资本占用强度不断增加,生态赤字问题愈发严重。②研究期内,南北疆地区生态足迹的增长幅度和速度存在明显空间差异,呈现"北高快,南低慢"的态势。各地州市生态赤字情况呈现不同程度的增长趋势,高值区为北疆的克拉玛依市及天山北坡经济带。③第一产业增加值对生态足迹正向驱动作用最为显著,第三产业增加值对生态足迹起到逆向驱动作用。④2003—2018年间,南北疆地区基尼系数维持在0.4—0.5之间,处于中警警度水平,南北疆区域经济差异系数变化波动不大,北疆区域经济差异系数明显高于南疆区域。     

中国地级区域高质量发展格局与影响因素

高质量发展战略对中国生态经济系统的运行提出了更高要求。当前对高质量发展的研究侧重经济子系统,对生态子系统和社会子系统的分析相对薄弱,且缺乏省级以下中微观尺度的分析。从经济质量、创新潜力、环境质量、生态安全、人民生活和城乡协调六个维度解析了高质量发展内涵,搜集了全国306个地级区域2018年的数据资料,构建地级区域高质量发展综合评价指标体系,定量测算了地级区域高质量发展指数,揭示了区域格局,考察了影响因素,识别了问题区域,并提出了发展质量提升策略。研究表明：(1)高质量发展指数存在明显的区域差异,东部地区和长江流域发展水平相对较高,东北地区和黄河流域发展水平相对较低。(2)经济质量、创新潜力和人民生活指数的均值相对较低,是高质量发展的薄弱环节。(3)高质量发展水平受到自然环境适宜性、城市等级和人口集聚、投资水平、交通区位、数字经济等因素的综合影响,且具有较强的空间溢出效应。(4)识别出8大类174个高质量发展的问题地市,分布在26个省区,在黄河流域和东北地区相对集中。最后,从制度建设、全国层面和具体区域层面探讨了高质量发展水平提升路径,可为制定区域发展战略和区域政策提供科学参考。