基于系统动力学的辽宁省水环境承载力模拟与预测

应用系统动力学方法建立了水环境承载力模型,并结合层次分析法和向量模法,模拟了辽宁省水环境系统的动态变化,预测了2000-2050年辽宁省水环境在不同发展方案下的承载能力.结果表明：若保持现行发展方案不变,2000-2050年,辽宁省水环境承载力将呈逐年下降趋势;仅增加水资源供给、不进行科学合理的水环境保护与治理,将无法提高该区域水环境承载能力;只有将开源、节流、治污、减排等多种手段相结合,才能有效提高辽宁省水环境承载能力,促进该地区经济、社会和环境的协调发展.     

基于水环境承载力评价的产业选择——以扬州市北部沿湖地区为例

区域的产业发展与该区域的自然和社会经济因素密切相关,对于水网稠密地区,水环境承载力是影响产业结构和布局优化的重要自然因子之一。选择江苏省境内跨长江与淮河两大流域的典型水网密集区——扬州市北部沿湖(邵伯湖)地区为研究区,选取水网构成指数、水利设施调控指数和水质达标差距指数3个指标,评价研究区水环境承载能力,并探讨水环境承载力与不同产业结构的联系,为该地区产业结构布局和优化提供建议。结果表明研究区水环境承载力"高"、"较高"、"中等"、"较低"和"低"5个等级分别占研究区总面积的0.38%、21.74%、29.67%、13.65%和34.56%。根据研究区水环境承载力空间差异和水环境承载力与不同产业的联系,以选择生态涵养型产业为基本导向,以兼具开发适宜性和环境保护重要性为基本原则,提出应根据研究区水环境承载力水平不均衡的特点实施差别化的产业结构与布局方案,邵伯湖湖区及入湖河道下游等水环境承载力高和较高地区适宜发展特色水产与特色水禽的生态养殖业;沿湖、沿河及南部槐泗等水环境承载力中等地区适宜发展现代生态种植业及湖泊生态旅游业;河流中上游等水环境承载力低和较低地区适宜发展大宗农作物的种植。     

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。     

三江平原沼泽湿地生态承载能力综合评价

从湿地水资源、土地资源、水环境、生物资源等多方面入手,研究湿地生态系统的承载能力,采用分级评价方法,建立分级评价指标和承载模式,评价了沼泽湿地生态系统的生态弹性度、资源与环境承载力和承载压力度。利用基于加速遗传算法的层次分析技术确定承载模型的权重,计算得出的排序权值具有结果稳定、计算精度高的特点。应用到三江平原沼泽湿地生态承载力的综合评价中,结果表明整个三江平原大部分生态系统处于中稳、较高承载、中低压区。这说明三江平原生态承载能力比较高,人口压力不大,但要进一步提高生态承载能力,则需改善沼泽湿地生态环境,提高水资源利用效率。     

黄河上游兰州-西宁城市群资源环境承载力时空分异及障碍因子诊断

基于PSR模型构建资源环境承载力评价体系,利用熵权法、综合指数模型和GIS的空间分析功能对兰州-西宁(兰西)城市群资源环境承载力进行时空动态剖析,并运用障碍度模型识别其障碍因子。结果表明: 2005—2018年,兰西城市群资源环境承载力呈波动上升态势,资源环境承载力状况较好;资源环境承载力变异系数亦有波动上升趋势,区域差异逐步扩大。资源环境承载力空间上总体呈现以兰州与西宁主城区为中心的“双核”结构特征,高水平区主要集中于以兰州市和西宁市为中心的河湟谷地及其周边部分县区,低水平区集中于城市群中部、南部地区。其中,资源环境承载力子系统指数的时空分异特征显著,压力指数呈波动下降态势,空间上呈现以兰州与西宁市区为中心向外围地区递减的分布特征;状态指数呈波动上升态势,呈东西两翼高、中部低的空间演化特征;响应指数整体呈上升态势,空间上呈东高西低、中高外低的格局特征。城镇化率、人均工业废水排放量、生活垃圾无害化处理率、水耗指数和环保投资占GDP比重是制约兰西城市群资源环境承载能力提升的主要障碍因子。     

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.     

基于熵权TOPSIS模型的鄂尔多斯市资源环境承载力评价

资源环境和经济社会之间的关系是资源环境承载力的研究基础, 是判断区域是否可持续发展的重要标志。从资源、环境、社会和经济4个方面选取24个指标构建鄂尔多斯市资源环境承载力评价指标体系, 采用熵权法确定各指标的权重, 运用TOPSIS模型对该地区的资源环境承载力进行研究, 并结合多元回归模型分析鄂尔多斯市资源环境承载力的驱动因素。结果表明: 鄂尔多斯市资源环境承载力指数在2008-2015年间整体呈上升趋势, 波动幅度不大, 由2008年的0.4425上升到2015年的0.5562, 在2010年指数有较明显下降。资源承载力、社会承载力和经济承载力呈上升趋势, 环境承载力呈下降趋势, 其中资源承载力与整个资源环境承载力变化趋势基本一致, 经济承载力最终升至0.9444, 几乎达到最优承载力水平。模型分析表明, 资源因素对资源环境承载力影响最大, 经济因素次之。建议未来控制资源消耗, 做好经济结构的合理化转型, 提高能源的利用效率, 以提高资源、经济方面的承载能力; 同时在环境保护和社会进步方面, 通过促进节能减排, 加大污染治理, 适当控制人口数量, 降低人口压力等方式来共同提高鄂尔多斯市资源环境承载力能力从而促进其可持续发展。     

基于生态系统净化与人为调控耦合作用的水环境承载力评估

针对目前水环境承载力相关研究中未突显生态系统净化作用和人为调控作用的问题,从生态系统污染净化功能和人为调控污染削减功能两个角度,提出基于生态系统净化-人为调控耦合作用的水环境承载力概念,并构建流域环境承载力评估模型。以滇池流域为例,计算了2015年滇池流域水环境承载力。研究结果表明:滇池流域2015年水环境承载力综合指数为1.16,处于超载状态;流域环境承载力分布呈现北高南低,北部限制因子化学需氧量,南部为总磷;调水工程调入水量出境携带污染物约为流域水环境承载力的16%,对流域水环境改善十分重要;人为调控污染削减能力在流域水环境承载力中所占比例已超过50%,成为不可忽视的一部分。     

基于三维生态足迹模型扩展的土地承载力指数研究——以温州市为例

生态足迹模型是土地承载力评价的重要方法。通过将Niccolucci三维生态足迹模型中足迹深度的取值范围从大于等于1扩展到大于等于0,将生态盈余状态的分析纳入一个统一的三维模型框架,实现了自然资源消费对资源流量和资源存量占用程度在核算上的统一。以温州市为例,运用扩展后的三维模型计算了2000—2012年间温州市的生态足迹、足迹深度、生态赤字(盈余)。在此基础上,引入粮食压力指数、水资源压力指数、碳汇压力指数、建设压力指数和土地综合负担指数等土地承载力评价指数,判断当前市域土地是否处于超载状态,以及超载程度。研究结果表明:2000—2012年间,温州市人均生态足迹从整体生呈逐年上升的趋势,人均生态生产性土地面积基本保持不变,生态赤字严重且逐年上升,温州市土地承担着巨大压力;2000—2012年间温州市足迹深度在4—6之间,自然资源流量远远不能满足自然资源需求,需要消耗大量的自然资源存量来支撑当前的发展和消费;温州市粮食压力指数、水资源压力指数、碳汇压力指数、土地综合压力指数均大于1,耕地、水域、林地均处于超载状态,且自2000年以来,温州市土地所承载的自然资源消费压力是其承载能力的4倍以上。     

基于ESEF的水生态承载力:理论、模型与应用

以流域综合管理为核心的水环境管理理念要求人们从更高的角度认识水生态系统相对于人类的承载能力.水生态承载力将水资源和水环境问题统一考虑,将社会经济发展与水生态系统联系起来,为实现流域综合管理提供了有力支撑.本文以基于生态系统服务的生态足迹(ESEF)方法为基础,提出了基于ESEF的水生态承载力评估方法,构建了基于ESEF的水生态足迹与承载力模型,实现了足迹方法对水生态系统承载能力的有效表征;并建立了太湖流域水生态足迹与承载力模型,以流域上游城市常州市为例,评估了现状发展水平下水生态系统所能承载的人口与经济规模.结果表明:常州市对水生态系统服务的消费需求超出了水生态系统的供给能力,需求与供给的显著差距对水生态系统的可持续性造成影响;综合考虑水产品供给、水量支撑和水质保障3方面因素,常州市水生态系统可承载的人口与经济规模仅为现状水平的54%.     

基于综合承载力的吉林省适度人口分析

运用状态空间法构建区域适度人口模型,利用主成分分析求取权重,对2005—2014年吉林省适度人口进行测算,并探讨其形成原因,提出解决对策.结果表明: 2005—2014年,吉林省适度人口一直处于赤字状态,说明吉林省人口、资源与环境处于一种不协调状态;吉林省资源承载人口显著高于经济承载人口和生态承载人口,说明吉林省经济发展是以牺牲环境为代价;吉林省土地资源承载人口远高于水资源承载人口和能源承载人口,处于赤字状态,说明吉林省经济发展是以耗竭自身能源和水资源为基础.今后应因地制宜,提高水资源承载力;开发新能源,提高能源利用效率;由粗放型、消耗型资源利用方式向集约型、低碳型转变;改变人类的生产方式和消费模式,注重保护生态环境.     

GIS支持下的辽宁省地表水环境功能区划

辽宁省现执行的地表水环境功能区划存在着环境功能与实际情况的差别,对水功能区目标期望值过高,难以适应当前环境管理需要。在GIS技术支持下,对辽宁省地表水环境功能进行了调整、核定和重新划分。建议将辽宁省地表水主要水系共划分781个水环境功能区,其中源头水域15个,自然保护区7个,饮用水源保护区204个,渔业用水区287个,景观娱乐用水区54个,工业用水区35个,农业用水区179个;采用基于组件的GIS开发技术,设计实现了辽宁省地表水环境功能区划信息系统,从而为辽宁省水环境功能区划信息管理、水资源保护及科学制定水环境管理方案提供决策支持。     

基于生态效率的辽宁省循环经济分析

生态效率与循环经济相辅相成。基于区域生态效率评价是考量区域循环经济的重要内容,又基于目前对于循环经济与生态效率结合的实证研究相对较少,因此,以生态效率理论为基础,对我国最早开展循环经济的试点省份——辽宁省的循环经济发展作以综合衡量。通过生态效率度量模型与循环经济度量模型,以辽宁省1990～2008年数据为基础,运用基于熵权的TOPSIS方法,分别计算了19a间辽宁省各年的资源效率、环境效率、生态效率,进而综合评价了辽宁省循环经济发展轨迹。研究表明：在19a间,辽宁省生态效率总体呈现波动上升态势,经历了传统经济发展模式——末端治理模式——循环经济模式的转变;19a间,辽宁省循环经济发展状态总体上处于循环性不断增强的状态,即经济发展的同时,环境压力不断减小。研究证明了辽宁省2002年实行循环经济以来取得了明显成效,对全国尤其是东北地区发展循环经济,走新型工业化道路具有重要的示范意义。     

生态足迹研究——辽宁省生态足迹计算与分析

可持续发展的定量测度研究是当前国际上关于生态经济研究的前沿问题之一。生态足迹分析法是近年来发展的用于定量研究和判断一个国家或地区的可持续发展状况的新方法。应用生态足迹的方法 ,以辽宁省 2 0 0 0年 ,2 0 0 1年 ,2 0 0 2年统计资料为依据 ,对其 1999～ 2 0 0 1年 3a的生态足迹进行了实证计算和研究 ,从纵向比较并分析了辽宁省生态足迹的变化规律及其原因。研究结果表明 :辽宁省生态赤字呈逐年增加的趋势 ,1999年人均生态赤字为 2 .2 90 hm2 ,2 0 0 0年为 2 .36 8hm2 ,2 0 0 1年为 2 .4 74hm2 ,其主要影响因素是由于资源过度消耗 ,人口增长以及耕地减少等。通过生态足迹的研究 ,提出了辽宁省在振兴东北老工业基地 ,进行可持续发展过程中应采取的对策措施     

辽宁省潜在蒸散时空变化特征与成因

潜在蒸散量是衡量变化环境下区域水热资源演变的重要参数,探究其历史变化规律及制约因素对预测农业用水走势乃至合理制定相关决策都至关重要。基于辽宁省23个气象站点1966—2015年的逐日气象数据,采用FAO推荐的Penman-Monteith模型与偏相关性检验法辨识辽宁省近50年潜在蒸散量的时空特征及其影响因素。结果表明:辽宁省各监测站年平均潜在蒸散量为453—1043 mm,多年变化趋势以1.43 mm/a的速度递减,并于2003年发生突变。此外,其时空差异性较为显著。在年代际尺度上表现为,辽西北至辽西南逐次降低;在季节尺度上表现为,夏季潜在蒸散量最高、春秋季节次之、冬季最低;日最高气温、日最低气温和日照时数的减少共同导致过去50年辽宁省潜在蒸散量在整体上表现出减少的趋势。该研究成果可以为水资源的优化配置,评价区域干湿程度等提供一定的理论支撑。     

城市边缘区生态承载力时空分异研究——以甘井子区为例

以大连市甘井子区为例,利用1998年的土地利用数据和2003年、2007年、2013年的SPOT5遥感数据等多元数据,运用状态空间表征生态承载力量值的计量方法,计算了城市边缘区的社区生态承载力,并研究了甘井子区1998—2013年生态承载力的时空分异特征。结果表明:(1)时间上,1998—2013年,甘井子区整体的生态承载力呈现先快后慢的下降趋势,生态状态呈现出从优秀向良好,再向一般过渡的阶段特征。(2)空间上,甘井子区整体的生态承载力等级东西部差异明显,呈现出相同承载力等级小范围聚集和相近承载力等级间穿插分布的特征。(3)甘井子区内部各社区生态承载力程度差异明显。靠近市区的社区生态承载力15年间变化显著,生态承载程度迅速下降,远离市区的部分社区生态承载力变化不大,生态环境保持良好以上的状态。     

辽宁省重化工业地区公众的环境意识调查与评价

公众环境意识对国家环境保护政策的制定与实施具有重要影响.辽宁省中部重化工业区公众环境意识水平的调查对象为5个城市的居民、决策者、教师、学生、企业职工与农民,主要调查内容包括公众对环境质量变化的评价、对所居住社区环境的满意程度、公众关注的环境问题、环境污染类型、环境污染和生态破坏的原因、造成地区环境质量差异的原因、对环境保护的认知程度及国家未来的发展目标等.调查表明,78.7%的公众认为环境质量同5年前相比明显好转;但65.3%的公众认为居住社区环境一般,公众对于环保经费的使用排序为垃圾处理＞植树造林＞建污水处理厂＞改善空气质量.总体来看,多数公众缺乏必要的环境保护知识,对水体、食品污染的严重性普遍认识不足;居民环保意识差对环境质量改善具有明显制约作用;公众对环境意识宣传具有很强要求.本调查结果可为研究辽宁地区的环境保护、生态建设、经济可持续发展和政府部门制定各种环保政策法规提供依据.