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。     

基于GIS的秋季连阴雨对农业生产影响的风险评估——以四川省盆地区为例

为探索秋季连阴雨对四川省盆地区农业生产的影响,利用盆地区102个气象台站1961—2014年逐日降水、日照时数、水文地形、作物种植面积等资料,从气象灾害要素、区域环境条件和承灾体特征几个角度构建灾害风险评估模型,进而获得能综合体现风险程度的评估指数,并以此为分区指标将四川省盆地区划分为5个风险区域.结果表明: 四川省盆地区秋季连阴雨风险最高的区域位于西南部的平坝和坡台地区、南部的浅丘地区、东北部的丘陵地区,以及嘉陵江和渠江的沿江地区,这些区域需要加强秋季连阴雨天气及其影响的预测和防御;盆周山区因地势起伏较大,耕地面积较少,连阴雨危害不重,属于低风险区;盆地其余地区大部介于较低风险与较高风险之间.     

长江下游地区夜鹭种群微卫星变异及遗传多样性

利用微卫星位点对长江下游地区夜鹭3个地方种群的遗传多样性及其种群结构进行了分析。研究结果表明:除了Ah526位点外,其他7个位点在夜鹭种群中均为高度多态。在3个地方种群中,6个微卫星位点中经Bonferroni校正后南京大校场种群和芜湖四褐山种群中分别有2个及3个位点显示杂合不足,显著偏离了哈迪-温伯平衡,这可能与夜鹭繁殖后个体的扩散能力较强及长江下游地区夜鹭存在着替代型迁徙现象有关。突变-漂移平衡分析表明,长江下游地区夜鹭种群显著具有杂合过剩的位点,这表明长江下游地区夜鹭种群已偏离了突变-漂移平衡,近期可能经历了瓶颈效应,种群数量曾经下降。地方种群间Fst分析表明,长江下游地区夜鹭地方种群间遗传分化程度较低,并没有形成显著的遗传结构,在保护与管理上可以作为同一个保护单元(或管理)单元     

城市沿江土地覆被变化对土壤有机碳和轻组有机碳的影响

采用Vario EL III型元素分析仪,2007年7月分析了福州城市沿江3种土地覆被类型（芦苇湿地以及草坪和片林）土壤有机碳（SOC）与轻组有机碳（LFOC）的垂直分布特征.结果表明：3种土地覆被类型SOC和LFOC含量均表现为在土壤表层富集并向下层递减的趋势,且人工绿地在土壤剖面（0～60 cm）不同层次的SOC和LFOC含量均显著高于沿江芦苇湿地,其中,草坪0～20 cm土层的SOC含量显著高于片林;沿江芦苇湿地转为草坪和片林后,其SOC储量分别增加了94.8%和72.0%,LFOC储量分别增加了225%和93%;城市沿江湿地转变为城市人工绿地后,因植物物种、密度以及周期性人工管理等变化,使土壤质量得以改善、SOC和LFOC储量增加,其中LFOC对土地覆被变化的响应较SOC敏感,以表层(0～20 cm)土壤LFOC受到土地利用/覆地变化的影响最大.     

重庆市都市圈水资源承载力分析与预测

重庆市都市圈目前处于快速城市化的历史阶段,水资源是决定该地区社会经济发展规模及能否得以实现可持续发展的关键因素之一.运用区域水资源的供需平衡模型,预测了重庆市都市圈2020年的水资源承载力.研究表明,至2020年,该区域水资源承载力在880万～1400万人之间,短时期内不会成为社会经济发展的主要限制因素,但在全球气候和区域生态环境变化的影响下,水资源可利用总量的变化对于承载力有较大的影响;过境水可利用量是影响重庆市都市圈水资源承载力的最为重要的因素,因此上游区域生态环境的变化对该区域水资源承载力具有极为重要的影响,并为重庆市都市圈社会经济可持续发展的水资源保障提出了具体建议.     

中国海洋资源环境经济系统承载力及协调性的时空演变

中国海洋复合系统承载力研究对海洋标准化发展具有重要意义。引入环境EKC机理,通过可变模糊识别算法,结合相关研究构建承载力指标体系和评价体系对中国海洋资源环境经济2006—2014年承载力情况进行评价分析;利用三元协调发展模型对复合系统承载力进行协调发展测度;最后通过灰色关联模型测度承载力驱动因素以期为中国海洋复合系统可持续发展提供参考依据。研究结果表明:(1)中国海洋复合系统承载力时序变化良好;空间上天津、上海、海南承载力较高,呈南北中"三足鼎立"格局,河北、广西承载力较低;(2)承载力协调发展状况也呈良性发展,但区域间差异较大,海南、山东协调性较高,海南、上海、天津协调发展度较高,其余大部分地区均有待提高。(3)海洋经济规模与产业结构、环境治理、资源丰富度分别影响着海洋经济、资源、环境承载力。     

基于资源环境承载力的国家级新区空间开发管控研究

随着我国城市工业化和城镇化的快速推进,由于不合理的空间开发导致生态空间被挤占、城市资源环境超载现象日益突出。以资源环境承载力为基础的空间开发管控制度是体现生态优先、绿色发展理念,从源头实现城市经济社会发展和环境协调发展的重要路径。选取国家级新区江北新区为案例地区,通过构建涵盖生态保护重要性、土地承载力、环境容量、环境压力4个要素层、10项具体指标的评价体系,基于GIS空间分析工具评估区域资源环境承载力。研究表明江北新区资源环境承载力呈现由沿江向内陆、平原地区向丘陵地区逐级递减趋势,根据要素层在空间分布差异性,将区域分为资源环境承载力饱和区域、资源承载力尚好但环境压力较大区域、资源承载力较好且环境压力较小区域、生态环境安全保障区域四个类型,并制定差异化的空间准入和管控措施。研究不仅为资源环境要素全面融入国家新一轮空间规划体系制定和实施全过程提供技术支撑,也可为长江经济带制造业发达地区探索可持续发展空间开发路径提供案例借鉴。     

2001-2014年中国植被净初级生产力时空变化及其与气象因素的关系

植被净初级生产力（NPP）是表征植被活动的关键变量,对于评估生态系统承载力,理解陆地生态系统碳循环有着重要意义。以全球陆表特征数据集（GLASS）为基础,对2001-2014年中国植被NPP进行了估算。在此基础上,利用一元线性回归、经验正交分解（EOF）分析了我国植被NPP时空变化,利用逐象元相关性分析、奇异值分解（SVD）两种方法分析了我国植被NPP与温度、降雨量的相关性。结果表明：（1）我国植被NPP空间上基本呈由东南向西北递减的分布趋势,主要是由于植被分布和气候条件决定的。研究期间我国植被NPP呈波动增加趋势,总量在3.02-3.49PgC/a之间,平均约为3.25 PgC/a。（2）一元线性回归与EOF分析结果较为一致,表明我国长江中下游、华北平原和东北长白山地区NPP呈减少趋势,而青藏高原、西北、内蒙古中部及东南沿海地区NPP呈增加趋势。（3） NPP与气象要素逐象元相关性分析表明,长白山、青藏高原及南方地区NPP与温度呈正相关,内蒙东部和西北地区NPP与降雨量呈正相关,东北、长江下游地区NPP与降雨量呈负相关。SVD分析结果与逐象元分析结果基本一致表明,NPP与温度、降雨量均存在明显相关性,长白山、内蒙古、青藏高原地区NPP与温度正相关,西北、内蒙中部地区NPP与降雨量呈正相关,长江下游、东北地区NPP与降雨量呈负相关。     

新疆生态足迹与环境压力的时空分异

提高生态现代化总体水平是改善区域生态环境承载力的核心和关键。利用生态环境质量指数和生态现代化指数(EM I)对我国西部生态环境脆弱区的新疆维吾尔自治区生态足迹和环境压力的变动态势进行了系统分析。结果表明:2004年新疆生态现代化指数在全国排名为27位,仍然为我国生态现代化水平落后的地区之一。1980—2005年,新疆综合现代化水平远低于高收入国家、世界平均水平和中等发达国家。1998年新疆人均生态足迹由25957hm2增加到2007年的40551hm2,人均生态承载力由3.1270hm2减少到2.8266 hm2。区域环境水平呈下降趋势。资源转化率、生态保护指数呈明显上升态势。环境治理指数呈剧烈变动,1996-2003年呈"N"型变动态势,区域生态脆弱性没有明显逆转。     

基于突变级数法的广东省资源环境承载力动态

资源环境承载力是可持续发展的重要基础,实现其有效评价对建设生态文明社会有着重要意义。本文从经济、社会、资源和环境4个方面选取14个评价指标,基于突变理论采用突变级数法,评估了广东省21个地级市2000—2015年城市综合资源环境承载力。结果表明:近15年广东省各市综合资源环境承载力指数整体上呈小幅度下降趋势;广东省从大部分地区处在高承载力范围逐渐变为珠三角地区城市综合承载力指数相对高而东莞、深圳城市综合承载力较弱;各子系统对城市综合承载力影响不同;资源环境复合系统为承载力支撑基础,经济社会复合系统为承载力的有力保障;其中,江门、汕头、惠州、佛山等市城市综合资源环境承载力指数最高,整体上表现为经济水平与资源环境越平衡的地区城市综合承载力越高;各子系统承载力指数变化呈现不同形态;经济子系统突显城市经济发展状况,经济水平越高则其承载力越高,整体呈现小幅增长模式,而流动人口加剧,导致社会子系统承载力指数出现小幅下降;资源子系统承载力基于资源保有量相对稳定的前提下状态较为稳定;环境子系统承载力则因环境污染而呈现下降趋势;广东省各市子系统承载力指数空间差异显著;经济社会复合系统承载力指数分布基本与各市的经济发展水平相当;资源环境复合系统承载力指数分布与广东省地形大致相符,呈现粤东粤西高,并逐渐向东莞、深圳珠三角地区降低。     

近25年长江中游地区土地利用时空变化格局与驱动因素

长江中游地区(湖北省、湖南省和江西省)位于长江经济带中心,是我国"中三角城市群"所在地,也是国家"两屏三带"生态安全战略的重点区域,其土地利用变化受地理环境制约和社会经济发展的影响,也与未来区域可持续发展密切相关。根据1990、2000、2010和2015年Landsat TM遥感影像数据,采用景观格局分析、梯度分析及相关性分析方法,揭示近25年土地利用时空变化格局及其与社会经济因素的关系。研究表明:(1)研究区耕地与林地为主体景观,分别占30%、50%,建设用地占比3%,具有重要生态功能的土地利用类型(林地、灌木、水体、草地、果园)占比达67%。(2)沿中心城区-边缘区梯度,各土地利用类型表现出明显的空间特征,建设用地和耕地面积占比显著减小,破碎化程度增加,而林地呈整体化趋势。(3)近25年来,该区耕地、林地分别减少1.06%、0.49%,建设用地增加1.08%,整体景观破碎化程度加重、景观多样性升高;除林地外,其它地类变化均与社会经济因素(人口、农业人口、非农业人口、GDP、人均GDP、城市化水平、三大产业产值)显著相关。这些结果表明,与沿海地区相比,近25年长江中游地区土地利用变化较小,还有着较好的基于提供生态系统服务的土地利用基础;但生态保护任务仍然艰巨,需划定生态保护红线,保护优质耕地,控制城市扩展规模,加强生态廊道、节点的建设,增强区域景观生态功能,以便满足未来长江经济带可持续发展的需要。     

黑河中游土地利用转型过程及其对区域生态质量的影响

干旱区土地利用转型作为影响区域生态系统变化的主要因素,直接关系人类福祉.本文以生态脆弱的黑河中游地区为研究对象,基于1987、2001、2016年的遥感影像数据,采用土地利用转型检测评估模型、生态响应模型系统研究了1987—2016年黑河中游地区土地利用转型的过程及其区域生态质量响应规律.结果表明: 1987—2016年,研究区土地利用转型变化显著,总变化量呈增加趋势,耕地和建设用地持续增加;在随机新增和减少状态下,未利用地向其他地类转型的倾向性不强,草地向耕地转型具有很强的倾向性;研究区生态质量总体呈下降趋势,生态用地呈缩减态势,净减少2.8%,对于生态环境退化影响最大的土地利用转型类型是草地向耕地和未利用地的转型.为促进区域土地资源的可持续利用以及改善区域生态质量状况,需根据区域水资源状况合理分配区域生产用地和生态用地的比例.     

长江经济带生态系统服务供需格局变化与关联性分析

生态系统服务持续供给是人类社会可持续发展的重要基础。随着社会经济发展和人类生活品质的提高,综合考虑生态系统服务供给与人类需求,并纳入自然资源管理实践对我国生态文明建设至关重要。然而,目前的研究大多集中于生态系统服务供给研究,针对跨区域尺度的生态系统服务供需研究仍较薄弱。以我国跨区域的长江经济带为例,采用生态系统服务供给指数(ESPI)和土地开发指数(LDI),定量测度了生态系统服务的供给和需求,构建了生态系统服务供需指数(ESSDI),分析了长江经济带生态系统服务供需格局的时空变化规律及其区域特征,并利用皮尔逊相关系数和回归分析方法,定量探究了长江经济带生态系统服务供需格局的关联性及其区域差异。研究结果表明:(1)2015年长江经济带的生态系统服务供需格局区域差异明显,总体上呈现西部盈余东部超载的供需格局,其中生态系统服务供需格局状况较好和状况好的区域面积比例较高,占长江经济带总面积的69.45%。(2)长江经济带生态系统服务供需格局空间失衡现象较为突出,长江经济带55.36%的GDP和31.41%的人口均集中在7%生态系统服务供需状况差的区域。2000—2015年期间,长江经济带实施了系列生态保护与修复工程,生态系统服务供需状况趋向变好,生态系统服务供需状况好的县域增加了43个,供需状况差的县域减少了58个;长江经济带上游和中游地区生态系统服务供需状况比下游地区提升幅度大。(3)长江经济带生态系统服务供给和需求整体上呈现负相关。生态系统服务的供需关系存在区域差异。在经济快速增长和土地集约开发的下游地区,生态系统服务供需负相关关系斜率较大。随着ESPI的变化,下游LDI的变化幅度大于欠发达的上游和中游地区。研究结果可为长江经济带生态系统管理和政策制定提供参考。     

长江流域生态系统格局演变及驱动力

长江流域生态系统格局复杂,多种社会经济、政策和自然因素对土地利用变化的影响使得生态环境发生变化。分析了2000年至2015年长江流域生态系统格局和演变特征,及主要驱动力对生态系统变化的贡献。15年间,共有约6.4万km~2的生态系统类型发生变化,城镇增长67.5%,农田缩减7.5%,森林增加2.1%,剧烈的生态系统变化集中于下游,以及中上游的大城市,城镇聚集区以及退耕还林区。生态系统景观破碎化程度和景观多样性提高。上、中、下游生态系统格局、构成差异较大,15年间,上游和下游森林显著增加,下游城镇显著扩张、农田和湿地显著缩减,上游湿地增加最为显著。城镇化是生态系统格局演变的首要驱动力,对生态系统变化的贡献率达48.0%,长江下游城镇化的贡献率高达64.5%。生态保护与恢复工程是第二驱动力,对生态系统变化的贡献率为32.8%,在上游高达47.8%。水资源开发和农业开发贡献率分别为8.5%和9.9%,此外,气候变化促使高原湖泊面积增大。为保护长江流域生态系统的可持续发展,需划定生态保护红线,合理规划城市化进程中的土地利用,保护优质耕地,禁止重要湿地的开发。     

岷江上游生态补偿的博弈论

为了建立合理的生态补偿机制,制定更为科学的生态补偿政策,以岷江上游退耕还林补偿为例,运用博弈论模型考察了岷江上游现有生态补偿机制,以及在补偿政策实践过程中补偿主体与补偿对象之间的决策和行为过程.结果表明:(1)长期来看,生态补偿政策的实施效果不完全在于补偿金额的大小,仅仅依靠提高对生态建设者(保护者)的补偿标准来保护环境是不明智的;(2)生态补偿年限对岷江上游地区生态补偿政策的实施效果起着重要作用,政府制定生态补偿政策时应该将补偿年限纳入政策制定范畴中,并作为重点考虑的因素;(3)岷江上游地区第三产业的发展水平及生态建设者(保护者)外出务工收入水平的高低直接影响生态建设工程实施的效果;(4)对生态补偿的重要策略是应该通过建立相应的配套措施来增加农民务工的机会.     

长江源区土地覆盖变化与草地退化格局的时空分异

基于野外调查、遥感影像和统计资料,分析了1987-2007年长江源头地区土地覆盖变化和草地退化格局的时空分异特点,并从海拔、坡度和坡向3方面探讨了导致长江源区草地生态环境变化的主要自然因素.结果表明： 研究期间,长江源头地区土地类型破碎化整体呈增加趋势,自然地理条件和气候变化是导致土地格局变化的主要驱动因素;不同海拔草地退化面积差异显著,研究区草地退化主要发生在海拔4800～5100 m范围内,且退化面积随海拔的升高呈增加趋势,退化面积比重在不同坡度和坡向的差异较大.1987-2007年,长江源头地区气候呈暖干化趋势,区域土地覆盖类型空间结构变化明显;不同坡向、坡度和海拔的草地退化分布格局与高寒环境和人为干扰的格局基本一致,高寒环境和气候演化对草地生态系统格局起决定作用.     

不同土地利用情景下汾河上游地区碳储量评估

陆地生态系统碳储量对预测气候变化、温室气体排放和减少等具有重要意义,而土地利用格局变化是研究陆地生态系统碳储量的基础,它直接影响陆地生态系统结构及分布情况,进而改变陆地生态系统碳储量。运用SDCLUE-S复合模型模拟了未来不同情景下汾河上游土地利用情况,并采用InVEST模型测算了不同时期下研究区碳储量情况。结果表明:2007—2017年汾河上游草地、未利用地及水体面积减少,耕地、建设用地、林地增加,自然增长情景与生态保护情景下2030年土地利用格局差异较大,耕地、建设用地、林地及水体呈相反趋势发展。2017年汾河上游生态系统碳储量和碳密度分别为58977910.98t和147.54t/hm²,与2007年相比增加了1237143.02t和3.09t/hm²。2017—2030年自然增长情景下汾河上游生态系统碳储量和碳密度显著下降,主要原因是林地、草地面积减少,建设用地增加,生态保护情景下显著增加,碳储量和碳密度分别为59142210.16t和147.95t/hm²。生态保护情景能够有效提高区域生态系统碳储量,但同时要考虑社会经济可持续发展,因此研究区在未来发展规划中应基于生态保护情景,统筹各项资源,保障经济发展。     

基于MODIS NDVI的长江中游区域植被动态及与气候因子的关系

基于1999-2015年的MODIS NDVI时间序列遥感数据，应用趋势分析、变异系数、重标极差分析和偏相关分析等方法，分析了长江中游的植被时空变化特征及其与气象因子的关系。结果表明，长江中游地区NDVI均值总体上呈上升趋势（从0.72增加到0.80）。从空间分布来看，NDVI低值区域（0.1-0.5）占1.40%，高值区域（>0.7）占87.15%；NDVI空间格局呈"西高东低、北高南低"的分布特征，低值区域表现为以三省省会城市为中心向外辐射。Hurst指数显示，研究区大部分区域（60.54%）的NDVI变化趋势具有不确定性，持续性改善区域（34.78%）主要分布在西部山地区，持续性退化区域（3.26%）主要分布在人类活动频繁的较发达城市区域。在年际尺度上，研究区NDVI与各气象因子关系均不显著；月际尺度上，NDVI与降水、相对湿度和日照时数显著相关，降水和日照时数有明显的时滞性。区域内NDVI动态趋势以不确定性发展为主，城市群周边NDVI呈现持续退化的区域应该引起关注。     

基于GIS-Logistic耦合模型的下辽河平原景观格局变化驱动机制分析

以东北三省开发强度最大的辽河中下游地区—下辽河平原为研究对象,从自然因素和人文因素两个方面,构建下辽河平原景观格局演变的驱动机制指标体系,其中自然驱动力包括气候因素、DEM提取值;人文驱动力主要包括人口状况、经济发展、人民生活水平和科学技术进步四大方面。利用美国地质勘探局(USGS)长时间序列的遥感影像数据,获取了下辽河平原1980—2010年地表景观格局的分布特征,提取下辽河平原近30年来各景观类型的空间分布信息,根据各景观类型面积增长和消退的演变规律,利用Logistic回归模型分析不同时间段下景观格局演变的驱动机制,结果表明:1耕地面积的先增后减,林地、草地面积的先减后增,以及建设用地面积的持续增加是研究区景观格局演变的主要特征;2Logistic回归模型分析的结果表明,不同时期内景观类型变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异,但是总体来讲,在中小尺度下,自然驱动因素相对于人文驱动因素的影响较弱,人口、经济发展、城市化水平、技术等因子对于下辽河平原各景观类型的变化具有较强的驱动作用。     

长江流域产水功能对土地利用变化的响应及其驱动因素

长江流域产水功能是流域水生态平衡的重要组成部分,在生态安全防护上具有重要战略地位。产水量是指示区域水环境功能的重要生态指标,探讨长江流域土地利用变化对产水量的影响对于深化和揭示土地利用对水环境功能的效应有重要意义。研究基于多元统计方法与InVEST模型产水模块探讨了产水量对土地利用变化的响应模式,以及影响区域产水的驱动因素。结果表明：1.1990年至2015年,长江流域平均产水量呈西北低、东南高、中游>下游>上游的空间分布规律,子流域间的产水空间差异程度呈加剧趋势;2.从总产水量来看,洞庭湖、鄱阳湖和金沙江为主要贡献流域,贡献了总产水量的50%,且农用地与林地为主要土地贡献类型;3.由于长江流域土地利用结构和配置的转变,产水量的响应呈土地类型上的多样性,表现为农用地、草地、未利用地对产水变化具有正向协同效应,而林地和水域具有负向协同效应,建设用地对产水的响应不明显;4.影响产水功能的主要驱动力为建设用地、水域、人口密度、国民生产总值、降雨,农用地、植被覆盖、温度为潜在驱动力,未来长江流域产水功能的调控需要重视不同子流域间产水量的空间异质性与土地利用配置的协调性。