基于L-V 共生模型的区域生态安全测度研究

区域生态安全与区域可持续发展息息相关。根据共生理论, 构建社会经济-自然L-V 共生模型, 运用DPSIR 模型对其基本指数和协同系数进行测算。为避免人为因素干扰, 测算中, 用聚类分析法、变异系数法以及熵权法建立指标体系并赋权重, 使整个测度过程定量化, 同时, 对该模型的稳定平衡点和协同系数进行动态分析, 确定出区域生态安全的判断依据。将模型用于陕西省西安市进行实际应用, 结果表明: 目前西安市的生态安全状况并不理想, 自然环境子系统所产生的环境问题制约着社会经济子系统的发展。这一测度结果与西安市的实际情况相符合, 该模型在测度区域生态安全具体状况方面具有实践价值。     

基于SD的生态安全指标阈值的确定及应用——以上海崇明岛为例

结合区域复合生态系统的特点,建立由经济、人口、资源、环境和生态5个子系统71个参数构成的上海崇明岛区域生态安全的系统动力学模型,并以变量"净GDP"为参考依据,通过情景仿真进行生态安全趋势分析和方案比较,确定生态安全的指标阈值;通过系统模拟对阈值进行验证,认为阈值在反映系统动态发展趋势上,是一定发展模式下的生态安全的特征参照系。这一尝试克服了目前生态安全指标阈值的研究中以参照法为主的静态性缺憾。将确定的阈值应用于崇明岛生态安全的评价和因子分析中,发现由于崇明岛生态岛的定位和生态保障措施的实施,近几年生态安全综合得分呈现逐步提高的特点,但目前(2007年)得分为0.523,仍处于中等水平;并以阈值为标准的因子检验发现各主要安全因子差异较大,主要的制约因子主要体现为环境治污水平和能源利用等方面。     

煤炭资源型城市生态安全评价——以锡林浩特市为例

煤炭资源型城市生态安全评价能够协调人口、资源和环境之间的矛盾,保障城市可持续发展。基于PSR模型,以煤炭资源型城市锡林浩特市为研究区域,从生态环境和社会经济方面共选取了33个指标因子,构建了煤炭资源型城市的生态安全评价指标体系,运用熵权TOPSIS法进行了城市生态安全综合评价,并通过障碍度模型对城市生态安全的主要障碍因子进行了研究。研究结果表明:(1)2008—2017年锡林浩特市生态安全水平总体呈缓慢上升趋势。生态安全综合评价指数从0.464上升到0.553,安全等级由较不安全转为临界安全状态;(2)10年间PSR三大指数表现出不同变化特征。压力指数呈下降后上升再小幅下降的变化趋势,状态指数呈波动上升趋势,响应指数呈快速上升趋势;(3)子系统的障碍度分析表明压力系统的障碍度最大,是影响煤炭资源型城市生态安全的首要因素。子系统的障碍度变化趋势表现为:压力系统和状态系统的障碍度均不同程度增大,响应系统的障碍度越来越小;(4)单项指标的障碍度分析表明影响该资源型城市生态安全的主要障碍因子集中在压力系统和状态系统,10年间最大障碍因子经历了从城镇化率到矿区面积的演变。     

基塘农业生态工程模式的能值评估

应用能值分析方法及最新推出的评价系统可持续发展能力的能值指标(EISD),分别对珠江三角洲三水市的3种基塘农业生态工程模式进行了系统层和子系统层的能值比较研究。结果表明,模Ⅲ的可持续发展性能最强,其EISD比模式Ⅰ、Ⅱ分别高出58．3％和29．7％;种植业子系统经济效益好,但环境压力大。是模式内可持续发展性最差的子系统;畜牧业子系统生产环效果不佳,但增益环效果明显;渔业子系统经济效益好,环境压力小。是系统内可持续发展性最强的子系统。引入翘嘴鳜的生态经济边际效益显著。     

生态阈值确定方法综述

生态系统在环境条件变化时表现出的剧变或阈值现象是当前生态学研究的热点,但是生态阈值定量检测的困难阻碍了这一主题的研究与应用。本文从典型案例入手,通过分析潜在生态阈值的S型曲线式、补给-压力式和跃迁式驱动-响应机理,归纳了局部加权回归散点平滑法、分段回归、高斯模型、拐点分析软件、稳态转换检测软件、指示种阈值分析和系统动力学仿真模型7种生态阈值确定方法,并评述了其优缺点和适用性,以期为生态阈值的定量分析研究提供方法借鉴。     

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。     

基于3S技术的图们江流域湿地生态安全评价与预警研究

图们江是我国重要的国际性河流之一,随着我国经济的迅速崛起,图们江地区进入到多国合作联合开发阶段,该区环境也因此受到了不同程度的干扰和破坏,对该区域进行湿地生态安全评价与预警研究,可为图们江流域生态环境的可持续发展提供依据。以图们江流域湿地生态安全为出发点,基于PSR模型构建了适合该区域生态环境的生态安全评价指标体系,在3S技术支持下,通过解译1976年、1990年、2000年、2010年4个年份的TM/MSS影像,获取了这4个时期的景观格局指标数据,并运用层次分析法确定指标权重;在使用逻辑斯蒂增长曲线模型对各个指标进行单指标评价的基础上,使用综合评价法对各个时期的图们江流域湿地生态安全进行评价,最终得到1976年、1990年生态安全值分别为0.650、0.620,湿地生态系统比较安全,2000年、2010年生态安全值分别为0.536、0.454,湿地生态系统处于预警状态,应及时对该区域湿地生态系统进行保护。基于灰色预测模型构建湿地生态安全预测模型,经检验,模型精度较高,可以进行图们江流域湿地生态安全的预测研究。做出了图们江流域未来40a的湿地生态安全预测,分别为0.3903、0.3345、0.2866、0.2456,湿地生态系统处于中度预警状态,并有向重度预警发展的趋势,生态安全面临的威胁越来越严重,急需对本区域湿地生态系统进行保护与管理。     

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。     

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.     

基于农业面源污染分区的三峡库区生态农业园建设研究

在三峡库区建立生态农业园是解决库区农业、环境和生态问题的有效措施。以农业面源污染分区为基础,探讨三峡库区重庆段生态农业园的建设模式和对策。结果表明:(1)根据地形地貌特征,将生态农业园规划为三大生态农业区,低海拔平坝丘陵生态农业区适宜发展"粮果蔬-猪-沼气-粮果蔬+休闲旅游"复合型高效农业模式,中海拔低山生态农业区可采用"粮-林-畜-沼气-草"的生态农业园建立模式,高海拔高山生态农业区适宜发展林草牧药复合型高效生态农业发展模式。(2)结合农业产业发展,确定了生态种植园、生态养殖园和生态综合园为该区的生态农业园建设方向。划分归并后的五大农业面源污染产污区中,库首外围丘陵山地产污区适宜以生态种植园为主导发展方向;库尾丘陵山地产污区可主营生态养殖园;余下3个产污区的发展核心都宜放在生态综合园建设。(3)三大生态农业区中的中海拔低山生态农业区和五大产污区中的库中平行岭谷产污区是库区生态农业园的建设重点。(4)为保障生态农业园的建设,应积极促进国家、政府、企业和农户之间的合作关系,不断创新和提升农业面源污染防控和农业生产技术。     

非点源污染输出对土地利用和社会经济变化响应的案例研究

为研究三峡库区(重庆段)自2006年10月蓄水(156m)以来,非点源污染输出对土地利用及社会经济背景变化响应的时空分异特征,综合考虑库区典型土地利用变化模式及社会经济背景,选取三峡库区腹地奉节县、忠县、库尾江津区及主城沙坪坝区为研究对象,使用动态输出系数模型法,以2007年、2010年和2013年3期遥感影像为数据源,分析了研究区2007年到2013年非点源污染TN、TP负荷量随土地利用类型改变及社会经济的发展而产生的时空变化特征。研究表明,6年间,研究区污染物TN从2007年的12126.9t上升到2013年的12692.3t,TP从2007年的394.6t上升到2013年的407.2t。就各典型区县而言,城市发展新区江津区非点源污染负荷呈上升趋势,TN、TP负荷量涨幅分别达到了28.6%和24.1%;而库尾城市快速扩展的沙坪坝区则呈现下降趋势,非点源污染TN、TP负荷量分别下降了48.8%和68.9%;仍保持传统农业的奉节县和忠县变化不大。     

基于改进TOPSIS方法的三峡库区生态敏感区土地利用系统健康评价

土地利用系统健康评价研究能够有效引导土地合理利用,协调城市发展与自然生态保护之间的矛盾。构建基于PSR模型的土地利用系统健康评价指标体系,并采用改进TOPSIS方法对三峡库区生态敏感区的典型区域—重庆市进行实证分析。结果表明:1)研究区土地利用系统健康综合分值整体呈现T型带状分布格局,可分为四个健康等级,即健康、临界健康、不健康、病态。2)渝东北、渝东南和重庆市西南片区部分地区因其土地生态系统脆弱敏感,土地利用风险性大和生态系统稳定性差,土地生态系统呈现病态和不健康状态,属于高风险-高压力区域;重庆市主城区环线区域因其属于城市核心拓展区和人类活动频繁区域,人口压力指数和土地利用压力指数较大,土地利用风险性较小,健康度较为良好,是低风险-中度压力区域。3)PSR模型能够较好地改变现有研究主要关注自然资源环境的状况,更准确地反映土地利用系统健康的各要素之间的关系和影响土地生态系统健康的关键因素,为三峡库区生态敏感区土地利用系统健康状态起到一定的预警作用。4)以改进TOPsis方法计算土地利用系统健康指数,消除了不同指标量纲的影响,并能充分利用原始数据的信息,能充分反映各方案之间的差距,客观真实的反映实际情况。5)为保障三峡库区生态敏感区土地利用系统的健康发展,应加强土地利用规划与调整,控制人类过度开发,维持生态系统正常功能。     

基于GIS的三峡库区生态风险评估及生态分区构建

快速城市化与土地利用变化导致的一系列问题不断影响着生态系统健康。开展生态系统服务供给和生态风险的空间量化研究，有助于科学管控区域生态用地，促进生态文明建设。采用GIS技术，利用生态系统服务价值核算模型、生态风险指数模型，研究了2000年以来三峡库区生态系统服务供给值和生态风险指数的时空演化特征，并利用Z-score标准化法进行生态功能分区构建。结果表明：(1)2000—2015年，三峡库区生态系统服务供给值总体变化较小，生态系统服务以调节服务为主且林地供给值最高。高供给值区主要分布于湖北省夷陵区、秭归县和兴山县等植被覆盖度高的区域，低供给值区分布在库区西南部的渝中区、渝北区和沙坪坝区等人口密集区。(2)三峡库区生态风险值总体呈小幅上升趋势，“西高东低”的分布特征明显，生态安全逐步向中等风险类型转移，其中低、较低生态风险区占区域总面积的55%以上，高风险区主要集中在重庆市主城区。(3)研究期间4种生态分区变化程度较小，表明生态分区处于较为稳定的状态。高供给值-高风险区(Ⅰ)的分布连续性最差，低供给值-高风险区(Ⅱ)和高供给值-低风险区(Ⅳ)分布较为集中。对三峡库区生态系统服务供给、生态风...     

三峡库区生态脆弱性评价

基于遥感和地理信息系统技术,采用"压力-状态-响应"评价模型,选取18个指标,利用空间主成分分析对2001—2010年三峡库区(重庆段)生态脆弱性进行综合定量评价,对生态脆弱性时空分布及动态变化进行分析。根据计算得到的生态脆弱性指数,将生态脆弱性划分为5个等级:微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱。通过统计不同脆弱性等级面积,求算得到生态脆弱性综合指数。结果表明:三峡库区(重庆段)2001—2010年生态脆弱性指数标准化平均值为4.23±1.29,整体处于中度脆弱。生态脆弱性空间分布呈现西高东低的格局特征,高度脆弱地区主要分布在中西部,低度脆弱地区主要分布在东北部和东南部。近10年生态脆弱性综合指数最小值为2002年的2.37,最大值为2008年的2.99,三峡水库蓄水后生态脆弱性综合指数逐年递增,2008年到达峰值后有所降低。三峡库区生态脆弱性是人类活动与自然环境相互作用的结果,城市生活污染、水土流失、植被状况等为主要的驱动因子。研究时段内三峡库区(重庆段)生态脆弱性呈现两极化趋势,高度脆弱地区的脆弱性显著增加,低度脆弱地区脆弱性明显降低。     

宜昌市生态安全网络要素时空动态及其影响因素

生态安全网络是维持城市生态系统结构完整性与功能多样性的重要框架，连接其中的生态要素对协调城市建设与生态系统可持续发展具有导向性意义。以三峡大坝所在地宜昌市为研究对象，基于“源地识别-阻力面构建-廊道提取-节点分析”的网络范式，对2000—2020年不同生态安全网络要素的时空动态特征及其影响因素进行分析。研究结果显示：(1)基于核心区筛选、生境质量热点提取、景观连通性判断以及自然保护地检验等步骤综合识别的宜昌市生态源地在三个时期分别为43.41、49.03万hm²和47.76万hm²,集中分布在三峡库区水土保持区；生态廊道数量、里程及覆盖面积逐渐减少，其中廊道数量与里程集中在平原浅丘生态建设区，而廊道覆盖面积聚集在三峡库区水土保持区，生态夹点数量与面积先增后减，均集中在三峡库区水土保持区，生态障碍点集中在三峡库区水土保持区和平原浅丘生态建设区；(2)生态阻力结构自西向东逐渐增加，不同时期阻力值分别为38.90、42.19和40.66,平原浅丘生态建设区内生态阻力强度显著高于其他分区；(3)以降水量为代表的气候要素对生态源地空间分布驱动效果最为显...     

长江三峡库区生态环境变化遥感研究进展

长江三峡库区是我国最重要的生态敏感区之一,受三峡水利工程和相关人类活动影响,其生态环境变化显著.揭示三峡库区生态系统结构、功能和生态过程的变化对于维护库区生态安全具有重要意义.生态环境遥感为此提供了关键途径,并在三峡库区生态环境研究中受到重视.现有的三峡库区生态环境变化遥感研究往往存在较大差异,难以有效反映生态环境变化和响应特征,加之生态本底和人类干扰活动的复杂性,三峡库区生态环境变化遥感研究仍面临诸多挑战.本文对库区环境变化遥感研究的发展阶段、研究尺度、遥感数据和方法等进行了系统总结,并从土地利用/覆盖变化、植被变化、水土安全、生态服务价值评价、生态系统健康与生态规划5个方面对库区生态环境变化遥感研究进展进行综述,在此基础上探讨了当前三峡库区生态环境变化遥感研究存在的问题,并提出未来研究中需重点关注的主要科学问题,以期为三峡库区生态环境管理和类似地区生态环境变化遥感研究提供参考.
     

水利工程对坝下径流的影响——以葛洲坝、三峡水利枢纽为例

水利工程建设在给人类带来抗旱防洪效益、发电效益、航运效益、养殖等效益的同时,也对河流水文动态产生了一系列的影响,主要表现为对径流的调节。基于宜昌站1890—2014年径流数据,综合采用径流集中度、集中期和相位差分析等多种方法,分析了水利工程建设对径流年内分配以及枯水期的影响。结果表明:宜昌站径流集中度呈现缓慢下降趋势并在2004年发生突变,2003年以后径流集中度相对于2003年以前下降0.06(下降幅度为12.98%),说明葛洲坝水利枢纽、三峡工程建成以后宜昌站径流在年内分配变得平缓,洪峰被有效削弱,且三峡工程对宜昌站径流集中度减少的贡献率大于葛洲坝水利枢纽(贡献率分别为92.03%和7.97%);葛洲坝和三峡水利枢纽建成后,宜昌站径流重心提前8d(集中期从8月9日提前至7月31日);宜昌站进入枯水期的时间提前约20d(三峡大坝建设以前,宜昌站在12月7—11日进入枯水期,建设以后在11月底进入枯水期),水利工程对水文过程的影响可能导致下游枯水期污染加剧和湿地生境提前缩小,进而影响下游水环境和湿地生物多样性。上述结果定量揭示了水利工程对水文过程的影响及其潜在生态效应,可为认识水利工程的生态影响以及流域生态环境变化的驱动因素提供科学依据。     

三峡库区生态敏感区土地生态安全预警测度与时空演变——以重庆市万州区为例

以三峡库区生态敏感区典型区万州区为研究对象,基于压力-状态-响应(P-S-R)框架构建土地生态安全预警指标体系,运用熵值法进行土地生态安全预警分析,并通过空间统计学方法对研究区土地生态安全警度的空间分布特征、变异规律及空间关联格局进行研究分析,旨在为区域土地资源利用的规划、管理及其生态保护提供决策参考。结果表明:(1)研究区2000-2014年土地生态安全警度呈连续上升趋势,土地生态安全警度较高区域由万州区中心城区不断向四周扩散,但2000-2009年期间研究区土地生态安全警度提升幅度比2009-2014年期间更为明显,2000-2009年期间是区域土地生态安全警度变化的关键时段。(2)研究区2000-2014年C_0/(C_0+C)呈不断上升趋势,表明非结构性因素对区域土地生态安全警度的影响程度在不断加大,这与研究区14年来经济高速发展、人类对土地资源利用强度加剧以及区域自然灾害频发的实际情况相符。(3)研究区2000年、2009年、2014年全局Moran's I值分别为0.7823、0.7772、0.775,表明土地生态安全预警指数在空间上存在较强的正相关关系,区域土地生态安全警度在空间上具有较强聚集性。(4)研究区"高-高"、"低-低"值区均呈现出2000-2009年范围逐渐增加,而2009-2014年范围逐渐缩小的趋势;且"高-高"值区主要集中分布在中心城区及其邻近区域,"低-低"值区则主要集中分布在研究区西北部和东南部等土地利用程度相对较弱、植被覆盖相对较好地区;中心城区周边的"低-高"值区将是城市发展中优先被占用的区域,在未来的土地利用中,尤其需加强对区域"低-高"值区的重点保护。     

三峡库区农业生态经济分区的研究

选取31个生态经济指标,以行政县（区）为单元,采用ISOTATA模糊聚类分析方法,把三峡库区分为4个农业生态经济区,即1主城区郊丘陵菜旅花牧加生态经济区,II江万丘陵低山粮经果牧加生态经济区,Ⅲ武秭中山低山果林粮牧特生态经济区,Ⅳ兴宜低中山丘陵林果牧粮生态经济区,通过对各区生态经济特征的分析,提出了其生态经济的发展方向和生香环境保护的策略,可为三峡库区农业可持续发展和生态环境保护提供理论依据。