城市生态支持系统瓶颈分析方法及应用研究

城市是由社会、经济和自然 3个子系统构成的复合生态系统 ,城市的发展需要凭借城市生态支持系统的支撑。城市生态支持系统由多个因子组成 ,瓶颈要素是城市生态支持系统中阻碍和制约城市发展的因子。基于供需平衡原理 ,建立了以瓶颈指数和瓶颈等级为基础的瓶颈要素评价方法 ,并采用此方法对不同情景下各目标年广州城市生态支持系统瓶颈要素进行了辨识。分析结果表明 ,在当前资源利用及环境保护水平情景下 ,广州市城市生态支持系统不能适应广州城市未来的发展 ,对城市发展的制约作用十分明显 ;在实施生态调控策略情景下 ,瓶颈要素的制约作用有所缓解 ,广州城市生态支持系统支撑能力得到极大扩展 ,为城市生态系统实施可持续发展战略奠定了生态基础     

基于生态承载力的城市生态调控

城市生态系统承载力反映了城市生态支持系统对城市发展的支撑功能,它是供给与需求的统一体,社会经济发展的无限需求与生态支持系统的有限供给之间的矛盾决定了城市生态系统承载力的阈限必然存在。引入生态承载力理论,结合其阈限性,解析了导致城市生态危机的生态承载力供需失衡根源。而生态承载力的阈限特征通常在少数瓶颈要素上表现出来,因此城市生态调控最终落脚到调节生态承载力瓶颈要素的供需上。针对瓶颈要素,给出了城市生态调控的层次、方法和蓝图,即从自然、功能和人文3个层次,根据具体情况采取调节供给或需求的措施进行生态调控,最终实现稳定的、持续的城市发展。     

重庆市城市生态支持系统瓶颈要素分析

城市生态支持系统作为城市生态系统的关键部分, 对城市的发展有着重要的支撑作用 , 因此, 对该系统瓶颈要素的分析将成为城市能否实现可持续发展的关键问题。论文采用基于供需平衡原理构建的城市生态支持系统瓶颈要素评价体系, 并将资源要素的稀缺性和环境要素的多指标性引入到瓶颈要素评价体系中。通过对 2011 年重庆市城市生态支持系统的各要素的实例分析, 得出大气环境、水环境、耕地资源和煤炭资源为重庆市城市生态支持系统的瓶颈要素, 针对各个瓶颈要素提出进行调控的合理建议, 以求减缓由此而产生的瓶颈作用 , 进而实现城市可持续发展的目标。     

基于生态位理论的河西走廊县域城市竞合关系研究

根据生态位理论,用城市综合发展水平和生态位宽度来反映各城市对所在群落中的资源占有和利用程度,通过聚类分析和生态系统结构的划分对河西走廊20个县域城市的竞合关系进行了评价。结论表明:2001—2013年间,河西走廊各城市综合发展水平均有不同程度的提高,城市生态位也表现出不同程度的升降,综合发展水平值与生态位宽度呈高度正相关关系,说明各城市对资源的占有和利用程度联系密切,相辅相成。嘉峪关市和金川区生态位始终位于河西走廊20个县域城市前列,为第Ⅰ类城市,凉州区、肃州区和甘州区为第Ⅱ类城市,阿克塞县、玉门市、敦煌市和肃北县为第Ⅲ类城市,其余11个城市为第Ⅳ类。在此基础上,结合生态位错位、扩充、协同发展等理论,根据城市生态系统结构提出了相对应的基本竞合发展策略。     

基于景感生态学的厦门岛城市生态意象研究

随着生态文明建设的持续推进,厦门市生态资源也逐步成为了厦门市的重要旅游资源。为了客观认知厦门市生态资源对游客及本土居民的影响,完善和提升厦门市生态城市建设成效,基于景感生态学和城市意象的基本理论,在生态文明建设的背景下提出了城市生态意象的概念及构成要素,并对厦门岛的城市生态意象的空间构成及格局进行了分析研究示范。研究指出要走向可持续发展的城市生态文明建设过程,提升城市生态资源的旅游品位及本土居民的生态服务获得感和满意度,就必须充分结合景感营造的基本原则与方法,将城市生态意象融入到公众生活认知和景感体验中。本研究为客观评价城市生态资源的公众认知影响力及景感营造成效提供了理论和技术支撑。     

城市复合生态及生态空间管理

城市是一类基于区域水-土-气-生-矿五类生态因子,生产-流通-消费-还原-调控五类生态过程,以及经济-政治-文化-社会-环境五类生态功能,在时间-空间-数量-结构-功序范畴耦合的复合生态系统。阐述了城市复合生态的整合机制、体制、结构、功能的内涵,提出以净化、绿化、活化、美化、进化型安全生态保障目标,生物链-矿物链-服务链-静脉链-智慧链五链合一的循环经济耦合构架,以及污染防治、清洁生产、产业生态、生态社区和生态文明五位一体的和谐社会建设模式为城市生态管理的3个支柱。城市生态管理是对城市涵养、调节、流通、供给和支持五类生态服务功能的调节、修复和建设而不只是保护城市生物。城市生态空间是指城市生态系统结构所占据的物理空间、其代谢所依赖的区域腹地空间,以及其功能所涉及的多维关系空间。通过天津、扬州、淮北、合肥等市复合生态规划与建设的案例,阐述了区域、市域、城域和社区/园区4尺度城市生态空间的管理方略。最后以延庆和北京主城关系的演变探讨了复合生态位势在城市生态管理中的应用。     

城市能源代谢生态网络分析研究进展

运用生态网络分析方法研究城市能源代谢可以打破以往研究中的"黑箱模式",有助于考察城市内部能源的代谢过程和代谢路径。对研究城市能源代谢的一般方法进行了分析和对比,发现在探究城市能源代谢方面,生态网络分析相较于其他方法更具优越性;因此,全面整理和阐述了生态网络分析方法的主要内容,并系统综述了该方法在城市能源代谢中的应用。在此基础之上,指出在未来城市能源代谢的生态网络分析中应从研究尺度、上升性分析和环境元分析的结合应用以及增加不同模型精细度的对比研究3个方面做出改进。     

长三角城市群2010 年生态足迹与生态承载力分析

可持续能力是城市可持续发展的条件和基础, 生态足迹与生态承载力分析是评价城市可持续能力的重要手段。论文以长三角城市群26 座城市为研究对象, 依据2010 年统计数据和土地利用数据, 应用生态足迹法计算并比较了26 市的生态足迹、生态承载力与生态赤字。通过层次聚类法分析不同城市存在的不同问题, 发掘协同合作的方向。研究结果表明: 2010 年长三角城市群平均人均生态足迹为3.5302 hm²·人^-1, 最高城市为马鞍山, 最低城市为芜湖。空间上人均生态足迹较高的地区呈“三角形”分布, 根据不同类型生态足迹的构成可将26 市划分为5 大类, I: 能源高消耗型, II: 能源与水域高消耗型, III: 耕地高消耗型, IV: 耕地低消耗型, V: 消耗均衡型; 长三角城市群平均人均生态承载力为0.4906 hm²·人^-1, 最高城市为池州, 最低城市为上海。空间上人均生态承载力由低到高呈“扇形”分布, 根据不同类型生态承载力的构成可将26 市划分为4 大类, I: 自然资源丰富型, II: 建设用地丰富型, III: 建设用地和自然资源丰富型, IV: 资源匮乏型; 长三角26 市所有城市均存在生态赤字, 平均人均生态赤字为3.0396 hm²·人^-1, 最高城市为马鞍山, 最低城市为芜湖。空间上呈沿海城市向内陆城市递减分布, 根据不同类型生态赤字的构成可将26 市划分为6 大类, I: 能源问题突出型, II: 能源与水域问题突出型, III: 耕地短缺突出型, IV: 建设用地短缺突出型, V: 短缺均一型, VI: 可持续发展型。我们旨在为制定长三角城市群可持续发展方向和目标提供理论支持。     

基于低碳生态理念的城市新区城市设计研究——以万庄生态新城城市设计为例

在资源匮乏、环境污染的现状下,如何在兼顾生态保护的前提下实现新区发展成为了城市设计的新课题。文章将以廊坊市万庄生态新城的城市设计为例,就生态新区设计的目的、原则和具体的设计实践予以讨论,为基于生态低碳理念进行城市新区的城市设计提供参考。     

城市与区域生态关联研究进展

城市及其周边区域正在面临日益严峻的环境污染、生态恶化、资源短缺等问题。这些问题的出现,与长期以来城市发展过程中忽视城市与区域的生态关联密切相关。研究城市与区域的生态关联,对于解决城市与区域的生态环境问题、指导新型城镇化建设具有重要的理论意义与实践价值。主要从以下3个方面系统总结了城市与区域生态关联的研究进展:(1)城市发展对周边区域的生态环境影响,包括直接的胁迫和间接的影响;(2)区域对城市发展的生态支撑;(3)城市与周边区域社会、经济、生态关联的相互作用机制。指出了当前城市与区域生态关联研究中存在的问题和不足:1)城市对周边区域生态环境直接影响的研究较多,且多侧重城市对周边区域的负面影响,对其间接影响的研究较为缺乏;2)周边区域对城市发展生态支撑作用的研究相对缺乏、认识不够深入;3)对城市与周边区域生态关联作用机制的研究较为缺乏。未来的研究要将城市和区域作为统一整体,进一步完善城市与区域生态关联的理论框架,耦合社会经济的相互作用,定量解析城市与区域的生态关联,为城市与区域的可持续发展提供科学依据。     

城市生态公园初探

随着城市化的发展 ,城市原有的自然生境和自然景观逐渐消失 ,原生植被几乎消亡 ,人们很少有机会享受与野生动物相处的乐趣。公园是市民休闲、娱乐和身心再生的重要场所 ,不仅要满足市民游憩的需求 ,也要更好地发挥健全城市生态和恢复生物多样性的功能。而我国目前多数公园过于强调美化和造景 ,将公园等同于花园或旅游点 ,自然景观多被人工景观取代[2 ] 。因此 ,如何将更多的野生动植物引回城区 ,恢复和重建乡土动植物种群 ,满足住区居民与大自然接触的需求 ,建造生态公园是重要途径[8] 。1　生态公园的兴起与发展2 0世纪 2 0年代 ,面对迅猛…     

基于空间演变多元分析的市域生态空间优化研究——以宁波市为例

市域生态空间是城乡发展的绿色基底和生态基础,其协同联系"山水林田湖草"各生态系统,是动植物和自然生态多种过程的空间载体,同时也是人类进行社会经济活动的场所,与城乡经济社会发展息息相关,良好的市域生态空间体系,是实现市域层面生态系统稳定,协调城市发展和自然保护的重要载体,同时也是实现城市健康良性发展的重要保障。现有的市域生态空间规划重视不够,其静态的、定性为主的规划方法严重滞后,存在一系列不足与缺陷:1)重城区,轻市域;2)重主观定性,轻客观定量;3)重被动落实,轻主动响应;4)重静态蓝图,轻动态模拟。其空间规划成果远不能达到预期,无法应对城市化对市域生态环境和资源所带来的影响和威胁。以宁波市域空间为对象,以市域生态空间演变为出发点,从生态空间的安全格局、结构特征和用地类型转移3个方面,通过对2000年、2010年和2018年3个时期的市域空间演变的定量化分析,揭示市域生态空间演变的特征与规律。并以此为基础探索新型市域生态空间重构的方法和内容,提出空间优化的策略:针对安全格局层面生态适宜性衰退、结构层面连通度下降、地类层面绿色空间减少的问题等,通过确定生态核心,构建绿色空间廊道,筛选关键...     

山东半岛城市扩展模式与生态足迹的关系

理解城市扩展模式与生态足迹动态之间的关系是区域可持续性研究的重要内容,对实现城市可持续发展具有重要指导意义。然而,目前对这二者关系探索的实证研究较少。以山东半岛城市群为例,掌握其2000—2010年的城市扩展模式与生态足迹动态特征,并探索二者之间的关系。采用景观扩展指数和生态足迹模型对研究区的城市扩展模式和生态足迹动态进行计算。在此基础上,将该区44个县划分为4种类型,用相关分析法对城市扩展模式和生态足迹动态的关系进行探索。结果表明,2000—2010年山东半岛城市群的城市用地面积增量加了1.2×10~5hm~2,增幅为19.4%。44个县均体现出边缘型扩展面积最大,生态赤字增加的特点,平均赤字增量为1.26 hm~2/人。垦利等27个县的外延式扩展面积与生态赤字增加量存在较显著的正相关关系,在济阳等17个县中,二者未呈现出相关关系。建议垦利、淄博和青岛等地区在未来城市发展中,控制飞地型和边缘型扩展面积总量,发展清洁能源,遏制化石能源足迹的增长趋势。     

台州市城市生态足迹

城市生态足迹分析可定量反映城市人类活动对自然生态环境产生的压力和影响程度,这种方法为城市生态系统研究提供了新的思路和研究方向。本文在介绍生态足迹的理论和计算模型的基础上,以台州市为例,计算了台州市2002年的生态足迹。结果表明,2002年台州市生态足迹为1．33084hm^2·人^-1,可利用的生态承载力为0．25800hm^2·人^-1,生态赤字为1．07284hm^2·人^-1,反映了台州市的生产、生活强度超过了生态系统的承载能力。因此,台州市需注重提高其资源利用效率,提倡节约型的生产和生活消费模式,减少其生态足迹,通过生态城市建设,实现城市的可持续发展。     

生态智慧引导下的太原市棕地修复逻辑与策略

城市生态系统是一个复杂的人工系统,城市经过快速掠夺式的发展已经造成绿地生态空间锐减,水体资源缺乏且污染严重,热岛效应突出和城市棕地面积大且污染严重等一系列生态问题。以资源枯竭型城市内大量存在的棕地为研究对象,认为城市棕地的修复需要生态智慧的引导,在建立生态智慧引导的城市棕地修复逻辑和框架的基础上,结合太原市棕地生态修复实践,建立从棕地安全性修复、棕地功能修复和棕地景观修复的综合修复框架,提出分期分类多元化再生,分类利用城市功能活化,去棕还绿抗污染植物配置棕地修复的生态智慧策略。     

The Urban Funnel Model and the Spatially Heterogeneous Ecological Footprint

Urban ecological systems are characterized by complex interactions between the natural environment and humans at multiple scales; for an individual urban ecosystem, the strongest interactions may occur at the local or regional spatial scale. At the regional scale, external ecosystems produce resources that are acquired and transported by humans to urban areas, where they are processed and consumed. The assimilation of diffuse human wastes and pollutants also occurs at the regional scale, with much of this process occurring external to the urban system. We developed the urban funnel model to conceptualize the integration of humans into their ecological context. The model captures this pattern and process of resource appropriation and waste generation by urban ecosystems at various spatial scales. This model is applied to individual cities using a modification of traditional ecological footprint (EF) analysis that is spatially explicit; the incorporation of spatial heterogeneity in calculating the EF greatly improves its accuracy. The method for EF analysis can be further modified to ensure that a certain proportion of potential ecosystem services are left for in situ processes. Combining EF models of human appropriation with ecosystem process models would help us to learn more about the effects of ecosystem service appropriation. By comparing the results for food and water, we were able to identify some of the potentially limiting ecological factors for cities. A comparison of the EFs for the 20 largest US cities showed the importance of urban location and interurban competition for ecosystem services. This study underscores the need to take multiple scales and spatial heterogeneity into consideration to expand our current understanding of human–ecosystem interactions. The urban funnel model and the spatially heterogeneous EF provide an effective means of achieving this goal. Received 17 October 2000; accepted 31 May 2001.     

天山北坡城市群生态承载力演变与生态敏感性分析

经济的快速发展及人类活动的不断加剧,造成了各种生态环境问题,对可持续发展构成了严重威胁。探讨城市群土地利用变化、生态承载力演变特征及生态敏感性分析,是推动城市群生态环境优化,提升城市群土地利用管理方式的重要理论依据。以天山北坡城市群为研究区,基于土地利用数据对天山北坡城市群2000—2020年土地利用变化进行分析,采用生态足迹模型对研究区的生态足迹及生态承载力进行推算,并结合植被覆盖度、坡度、人口密度、土地利用类型、高程5个生态敏感性因子,对天山北坡城市群进行多因子综合生态敏感性评价。结果表明：2000—2020年天山北坡城市群内建设用地和耕地转入量较大,分别增长107.79%和46.45%,林地和水域面积逐步减少,反映了天山北坡城市群在研究期内处于快速城镇化阶段,城市建成区的不断扩大对部分生态生产用地构成一定的威胁。在快速城镇化的背景下,天山北坡城市群人均生态足迹总体呈现上升的趋势,生物资源生态赤字问题仍然存在,能源为主的其他资源的生态盈余呈现缩小趋势。生态敏感性高值区域主要分布在天山北坡城市群各城市的周边地区,中度敏感地区环绕在敏感高值区周围,分别占研究区面积的11.21%和35....     

城市地域生态调控的空间途径——以深圳市为例

城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障。景观生态学主要研究地表各种景观空间格局与生态过程及其相互作用,其原理和规律为在实践中通过优化景观格局,提高生态系统稳定性提供了理论框架。以深圳市为例,尝试综合运用生态敏感性与适宜性分析和景观格局整体优化的方法,通过对生态系统的格局分析与问题诊断,构建合理、稳定的生态系统结构,保障生态系统服务功能的正常发挥。案例研究将深圳市域的整体生态结构分为自然生态空间、城镇发展空间和生态廊道3部分。城镇发展空间具有文化支持的生态功能,自然生态空间具有环境服务和生物生产的生态功能;生态廊道主要起到加强生态联系,提高生态系统稳定性,并防止城市发展空间无序蔓延的功能。城镇景观斑块镶嵌于自然生态景观基质中,并通过多种类型的生态廊道相连,形成区域生态系统的良性循环。案例研究表明,景观生态规划方法的综合应用,可以将景观生态学原理和规律比较合理的运用于实践。     

大型煤电基地开发生态累积效应及定量分析方法研究

大型煤电基地(CEBs)是我国煤基能源和材料集中开发区域和国家能源战略安全重要支撑，合理评价CEBs开发生态影响是CEBs可持续协调开发、科学管理中的难点问题。研究将CEBs开发视为系统工程，与自然生态系统(NES)相关联，深入研究大型煤电基地生态系统(CEBES)的驱动行为、内在结构及主要关系、生态影响途径、生态累积过程和生态累积效应及阈值分析方法。基于CEBs空间和功能定位提出CEBs的概念、内涵和特点，融合构建的CEBES涵盖到自然资源、能源开发行为(煤、电等)、其他人类活动(农、牧、城)和大气、水、土壤及生物域；研究表明CEBES的生态累积状态受三种行为驱动和影响(自然行为、能源开发行为和其他人类活动),通过融合、传导和辐射耦合作用，表现为生态要素损伤、系统结构变化和系统状态失衡三级状态，生态累积具有影响多态性、空间多尺度和过程渐变性特点；明确了生态累积过程、累积效应和阈值及其相互关系，引入反映生态影响累积程度的生态损伤系数，提出四类生态阈值(生态要素、内部结构、系统状态和行为调控);基于系统性和实用性筛选反映生态累积相对状态的60项指标，构建具有“三力”驱动、分区要素耦合和系...