基于DPSIR-GM(1,1)模型的甘肃省生态安全评价与预测

生态环境质量的综合评价是实现经济社会与自然环境协调发展的重要前提。以甘肃省为研究区域, 基于“驱动力—压力—状态—影响—响应”(DPSIR)概念模型, 构建生态安全评价指标体系, 运用灰色关联改进理想解(TOPSIS)的评价方法, 对甘肃省生态安全状况进行综合评价, 并采用灰色预测模型对2019—2023年甘肃省生态安全的发展前景进行分析。结果表明: 甘肃省2009—2018年生态安全状况总体呈现上升趋势, 安全等级从敏感上升至一般; 驱动力、压力及影响指标有波动下降的趋势, 状态及响应指标值逐年上升; 甘肃省2019—2023年的生态安全综合指数从0.7274增长至0.9463, 达到安全状态。     

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.     

青海省海西州不同产业结构用水特征分析

水资源严重制约着经济的发展水平, 通过收集整理海西州2005—2018年农业、畜牧业、工业发展和水资源的相关数据, 构建合理指标, 应用冗余分析、变差分析分析了海西州不同产业结构的用水特征, 通过典范对应分析和耦合协调度模型分析了海西州农业发展的主要影响因素和发展状况。结果表明, 海西州工业用水主要依赖于地下供水; 农业、畜牧业和生态用水主要依赖于地表供水。在2005—2018年, 海西州农业发展的主要依赖因素由灌溉用水量和拖拉机数量转变为地表水储量; 海西州农作物播种面积与解释变量(水资源、农业机械数量和从业人数)的耦合关系大致可分为三个阶段, 分别是2005—2008年的未发展阶段, 2009—2014年的不稳定发展阶段和2015—2018年的稳步发展阶段。典范对应分析和耦合协调度模型得到了相似的结果。研究结果可为柴达木盆地水资源管理和经济结构调整提供定量支持。     

黑河流域水资源承载能力分析

黑河流域属资源性缺水地区,区域水资源难以满足当地社会经济发展和生态平衡的需要.随着西部大开发战略的逐步实施,西北干旱内陆河地区水资源的支撑作用将显得愈来愈重要.因此分析黑河流域水资源现状条件下对区域经济、社会发展的承载能力,显得极为重要.根据黑河流域具体情况,结合流域经济社会发展特点、生态环境状况,以遏制并逐步改善流域生态环境为基本前提,以流域水资源承载能力为约束.首先利用水资源承载压力指数计算了现状条件下黑河流域水资源承载压力度,得出目前黑河流域水资源承载能力属于超负荷承载.水资源将成为制约黑河流域社会经济发展和保证生态平衡的重要因素.当前必须立足于当地的水资源条件,按照以供定需的原则,合理安排生活、生产和生态用水,才能实现流域经济社会和生态环境的协调和可持续发展.然后针对超载现状,对黑河流域规划水平年（2010年）水资源承载能力作进一步的分析评价,根据相关预测资料设计了3种可能情景,利用流域评价的发展系数、协调系数、公平系数和可持续发展系数,从水资源开发利用方式、社会发展方式、经济发展模式、生态恢复程度等方面分析水资源承载能力,并计算其水资源承载压力度,同时结合水资源的可持续发展建立流域可持续发展评价指标体系,进行方案组合和各种发展模式的水资源优化配置.满足流域水资源支撑经济社会可持续发展判据的方案的承载能力指标即为该方案下的水资源可持续承载能力指标. 通过对黑河流域现状及规划水平年的水资源承载能力及可持续发展度分析评价,利用水资源可持续发展战略分析,选取出了最优发展模式,为流域的可持续发展提供了基本依据.通过寻求情景方案中水资源承载能力和可持续发展度的最佳组合,实现了经济、社会与生态的可持续发展目标.结果表明：通过努力,谋求经济和社会与水资源承载能力协调发展是有可能实现的.     

2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全评价

针对疏勒河流域生态环境脆弱、人地矛盾突出的特点, 采用“环境-经济-社会(EES)”模型, 建立疏勒河流域土地生态安全评价指标体系, 构建土地生态安全评价的熵权物元模型, 对疏勒河流域2005—2014 年土地生态安全状况进行评价研究, 并利用主成分分析法定量研究疏勒河流域土地生态安全的限制因子。结果表明: 2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全还存在着恶化风险, 2005—2007 年风险降低, 2007—2008 年风险小幅增加, 2008—2009 年风险降低, 2009—2013 年风险大幅增加, 2013—2014 年风险有所降低; 发展方向表现为“不安全→安全”的阶梯式上升趋势, 其中, 2005—2007 年土地生态安全状态为“不安全”, 2008—2009 年安全状态为“临界安全”, 2010—2011 年安全状态为“较安全”, 2012—2014 年安全状态为“安全”; 制约2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全水平提升的关键因子分别是人均耕地面积、森林覆盖率、人均水资源量、产水模数、第三产业产值与GDP 占比和耗水率, 其中, 森林覆盖率和产水模数影响最大, 主成分荷载达0.973和0.968。研究结果以期为疏勒河流域土地生态治理决策和人地关系和谐可持续发展提供科学依据。     

基于均方差决策法的淮北市生态承载力评价

生态弹性力、承载媒体支撑力、承载对象压力是生态承载力的三个重要要素, 分析这些要素的变化特征是评价区域可持续发展状态的有效手段。从生态承载力的三个要素着手, 构建淮北市生态承载力评价指标体系, 采用均方差决策法确定评价指标权重, 利用多元逐步回归分析进行因子筛选, 定性分析2010—2016年间淮北市生态承载力变化状况。结果表明: 淮北市在2010—2016年间, 生态弹性力具有明显的上升趋势, 指数由2010年的0.2570升高至2016年的0.9126, 2012年以后一直处于中级到较高级的自我维持和调节状态; 承载媒体支撑力整体稳步上升, 指数由0.2592上升到0.7212, 表明淮北市生态系统的支撑能力在2012年以后一直处于中级到高级的水平; 承载对象压力指数的变化趋势与承载对象压力的变化趋势相反, 表明承载对象的压力呈先增加后减少而后又迅速增加的趋势; 生态承载力具有波动上升趋势, 2012年后一直处于中到高的承载状态, 表明淮北市生态承载能力有良好的发展趋势, 但依赖煤炭开采的发展模式导致的资源耗费、环境污染等问题仍然制约着“自然—经济—社会”复合生态系统的协调发展, 向生态型城市转型势在必行。     

京津冀地区资源环境承载力动态变化及其驱动因子

在构建京津冀地区资源环境承载力评价指标体系的基础上,运用状态空间模型科学测量京津冀地区资源环境承载力,并结合时间序列Tobit模型分析京津冀地区资源环境承载力的驱动因素.结果表明: 2000—2012年,京津冀地区资源环境承载力都处于可载状态,且在上升阶段.社会经济增长对资源环境带来的压力较大.京津冀三省(市)的承载度都呈现“U”型曲线形式,资源环境承载度都较低,资源环境承载潜力较大.常住人口数量、城镇居民恩格尔系数是京津冀地区资源环境承载力的共同影响因素,人口问题很可能成为限制区域社会经济发展的瓶颈,对资源环境造成威胁.三地应该在资源环境、社会发展、经济结构方面互为补充,把资源环境承载力作为参考等政策启示.     

甘肃省生态承载力空间定量评价及耦合协调性

以生态环境脆弱的甘肃省为研究区,选用状态空间法从生态功能弹性力、资源环境供容力以及社会经济协调力3个维度构建生态承载力评价指标体系,对甘肃省2010年生态承载力的空间分异特征、空间关联特征以及耦合协调性进行分析。结果表明:(1)空间分布上,甘肃省生态承载力总体呈现东南高西北低,从东南高承载区向西北弱承载区逐级递减的空间分布格局;相近或相异生态地理分区的生态承载力表现出空间和数量上的一致性和差异性;特别地,河西走廊独特的绿洲生态景观,促使该地区生态承载力存在明显的空间异质性。(2)空间关联上,甘肃省生态承载力的分布呈正的全局空间自相关,存在显著的高值(或低值)集聚区;局部空间自相关LISA集聚类型主要包括HH和LL 2种类型,前者分布于甘南高原、陇南山地及河西走廊以南的祁连山区,后者则分布于苏干湖水系以北的酒泉境内与石羊河流域下游的武威民勤地区。(3)耦合协调性上,甘肃省生态承载力综合耦合协调性空间差异较大,从东南到西北呈现高-低协调相间分布的格局;较高协调地区出现在甘肃省东南部与河西走廊中东段,而较低协调地区则位于兰州-白银经济区及河西走廊西段;维度间耦合协调性受制于本地区自然和人文环境状况,使其空间分布与协调程度表现得不尽相同。     

塔里木河流域相对资源承载力

基于改进的相对资源承载力模型,计算2000-2011年塔里木河流域的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,并探讨塔河流域42个县市相对资源承载力的演变规律及空间差异。研究表明:(1)改进的相对资源承载力模型具有一定的研究价值,对于拓宽相对资源承载力评价模型的应用具有实践意义。(2)以新疆为参照区,塔河流域2000-2011年处于人口严重超载、经济非常富余或富余阶段。(3)与全疆相比,土地资源是塔河流域的相对优势资源,水资源是制约塔河流域人口、经济发展的相对劣势资源。(4)以塔河流域为参照区,流域内42个县市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力的空间差异显著。(4)依据相对资源人口、经济承载力的超载、富余状态将塔河流域42县市归为A、B、C、D 4种资源承载力匹配区,并总结其时序演变特点和发展策略。     

上海市崇明岛区生态承载力的空间分异

以生态岛建设为政策前提,建立了崇明岛区生态承载力评价指标体系,包括1个总目标、3个分目标和41个具体指标.根据崇明岛区1998-2004年统计年鉴与2005-2006年实际调查数据,建立了评价指标体系,并利用层次分析(AHP)法确定权重,运用状态空间模型评价历年生态承载力,利用GIS空间插值对数据进行了空间量化与生态承载力空间分异分析.结果表明:崇明岛区生态承载力总体处于可载水平,从3个分目标层看,环境纳污能力与资源供给能力较好,但人类支持能力较差;崇明岛区各功能区生态承载状况有明显差异,可根据各分区实际承载情况,发展不同特色产业.     

生态环境承载力评价研究——以河南省为例

测度人类活动是否处于生态环境的承载力范围之内是生态环境承载力评价的核心内容,是区域国土开发科学决策规划的需要,但是生态环境可承载能力的阈值和人类活动对生态环境施加压力的大小均是难以定量计算的,为了解决生态环境承载力评价面临的这一难题,本文研究提出了一种生态环境承载力评价的新方法,即"生态环境质量指数动态评价法"。该方法依据生态平衡理论和生态稳定性原理,将承载力评价转化为运行状态评价,以"生态环境系统是否处于良性运行状态"作为生态环境是否处于可承载状态的评价标准;首先应用生态环境质量指数(EI)模型计算出评价区多年的EI值,然后再依据EI的动态变化趋势对"生态环境系统的运行状态"进行评定,以达到对区域生态环境承载力进行评价之目的,以河南省为例,介绍了评价的方法与过程。结果表明:(1)生态环境质量现状评价不是承载力评价,但是可通过对生态环境质量的动态变化趋势进行回归分析以达到承载力评价之目的;(2)该方法紧扣生态环境承载力的内涵,避开了生态环境系统承载力阈值测算的难点,方法简明易行,结果意义明确、实用性强,为承载力评价提供了一种新思路和新方法;(3)生态环境系统质量现状不能反映其承载状态,信阳市的生态环境质量在河南是最好的,目前却处于超载、退化状态,而濮阳和安阳市的情况则与信阳市正好相反,应引起政府决策部门的重视。     

海岸带区域综合承载力评估指标体系的构建与应用——以南通市为例

借鉴"驱动力-压力-状态-响应-控制力"概念模型,依据数据可获取性,构建海岸带区域综合承载力评估指标体系和评价标准。以江苏省南通市海岸带为例,利用状态空间法开展研究区2005年、2008年和2009年综合承载力评估,五县(市)陆域、滩涂、海洋和区域的综合承载力基本处于可载状态,部分县(市)出现满载。从2005年至2009年,滩涂、海洋和区域综合承载力基本呈上升趋势,海门市海洋和区域的综合承载力上升分别为124.61%和142.98%;而陆域综合承载力呈下降趋势,如东县下降达22.42%。基于指标承载力贡献率分析,污染物及能耗、区域经济发展水平和环境压力是影响综合承载力关键因子。海岸带区域综合承载力的评估与分析,可作为制定区域发展规划的重要依据。     

环长株潭次级城市群生态足迹变化与经济脱钩研究

生态保护和经济发展是辩证统一关系, 自然资源开发强度过大会限制城市群经济的可持续发展。为明晰环长株潭次级城市群的自然资源开发强度和经济之间的关系, 采用三维生态足迹模型、Tapio弹性脱钩模型和ArcGIS空间分析法对2009—2018年环长株潭次级城市群的生态足迹时空特征、脱钩状态进行定量定性研究。结果表明: 2009—2018年间, 研究区人均生态足迹量整体经历了“上升-下降”趋势, 人均生态足迹深度远远超出生态足迹广度, 各城市足迹深度、广度空间分异显著, 以消耗自然资本存量来促进经济发展是主要的发展模式; 耕地和化石能源用地是主要的足迹来源, 娄底市是人均生态足迹最高的城市; 城市群人均生态足迹与经济脱钩关系主要为强脱钩和弱脱钩, 各城市之间脱钩状态差异较大, 城市群处于环境压力缓慢增长的状态。研究结果可为环长株潭次级城市群进行“生态足迹—经济发展”宏观调控提供有益参考。     

气候变化下青海湖流域生态健康评价研究

全球变化与人类活动对陆地生态系统产生了深远的影响, 对气候变化表现极其敏感的青海湖流域在此过程中系统内、外环境及生态健康状况均发生了一定变化。相关研究表明, 近50年流域气候环境暖湿化程度不断加深, 2004年以来青海湖流域降水显著增多。基于此, 以青海湖流域为研究对象, 从流域内、外部环境特征两方面出发选取共10个指标构建生态健康评价指标体系, 采用AHP及专家打分法确定指标权重, 将各指标图层叠加得出流域2000年、2005年和2010年生态健康状况图, 用以探讨流域生态健康状况及变化趋势, 结果表明: (1)暖湿期以来流域内部环境指标改善明显, 其中年降水量、NDVI及NPP指数显著增长, 但随着社会经济发展外部环境带来的压力也在逐步增大; (2)流域三期生态健康状况均以不健康、亚健康及健康状态为主且空间上健康等级均大致由东—西逐渐递减; (3)2000—2010年生态健康综合指数由0.542上升至0.547, 生态健康变化稳定呈上升趋势, 流域中西部、东南部地区生态健康状况改善明显, 而东部及西南部局部地区有所恶化。气候变化对青海湖流域生态健康状况产生了一定影响, 了解这一变化过程对青海湖流域生态环境规划管理与健康可持续发展具有重要的科学和现实意义。     

武陵源风景区生态承载力预警

随着人类面临的严重环境挑战,可持续发展模式作为全人类共同的选择变得越来越重要。生态承载力作为可持续发展的衡量指标,通过生态承载力水平与生态荷载状况表现出来。可持续承载力预警是以可持续发展为目标进行生态承载力调控。利用主成分分析法、层次分析法构建了武陵源风景区的生态承载力评价指标体系,作为模型的输入层预警指标,并利用状态空间法求算的生态承载指数进行警度区间的划分,通过样本训练、建立BP神经网络模型,进行生态承载预警。从风景区的资源承载、环境承载、生态弹性和生态承压等方面来考虑,析出17个资源类、环境类、社会经济类指标作为评价指标体系。对于武陵源风景区的承载状态,从时间上看,2000年曾出现超载状态,主要是风景区的核心区范围内出现城市化现象所致;从空间上看,协和乡出现超载状态,其主要原因在于资源的开发利用上。基于BP网络模型实现的生态承载力预警,用于预测预报未来的可持续发展的发展状态,可以及时反映可持续状态的调控效果,为区域系统的可持续发展提供科学依据。     

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。     

基于TOPSIS模型的甘肃省2010—2018年土地利用空间效益评价

为了探寻甘肃省土地利用效益的演变情况, 从土地利用经济效益、社会效益和生态效益三个方面构建指标体系, 综合利用2010—2018年甘肃省14个地级市的土地利用综合效益数据, 应用TOPSIS模型和logistic回归分析模型对甘肃省土地利用效益进行评价及预测。结果表明: (1)甘肃省土地利用综合效益随着时间的变化呈现出先增加而后趋于平缓的发展趋势; (2)甘肃省土地利用整体综合效益增幅为500%; (3)甘肃省土地利用社会效益的增长最为明显, 增幅为944.44%。同时, 如陇南和临夏市个别市土地利用生态效益水平较低, 有待进一步的提高。该研究利用9年数据对甘肃省土地利用综合效益进行评价, 为今后甘肃省土地的高效利用及优化配置提供借鉴与参考, 为政府开展土地利用规划决策提供理论支撑。     

新疆阿克苏河流域土地生态安全预警演变与时空格局分析

基于改进的NES—PSR模型建立预警指标体系, 并结合GIS技术平台, 分析了阿克苏河流域1999—2018年土地生态安全警情格局变化和区域差异特征, 最后运用障碍度模型探索其障碍因子。结果表明: (1)生态安全状况总体呈变好趋势。土地生态安全级别由“较不安全”提高至“较安全”, 警度亦由“重警”降至“轻警”。(2)生态安全格局差异明显。研究期间流域生态安全高水平区呈东部—西部—南部—北部顺序变化的空间演变特征。(3)生态环境改善是一个循序渐进的过程。流域依然处于“轻警”和“较安全”状态, 流域内生态环境改善任重道远。(4)影响阿克苏河流域土地生态安全的障碍因子是多方面的。工业废水排放达标率、造林面积占地区面积比重、环境污染治理投资占新疆GDP比重、水利环境和公共管理设施业投资是影响流域生态安全改善的主要障碍因子。研究结果可能为阿克苏河流域土地生态安全改善及资源可持续利用提供科学参考。     

多元驱动下水生态承载力评价方法与应用——以京津冀地区为例

水生态承载力通常是指在维持水生态系统自身及其支持系统健康的前提下,基于一定的生态保护和承载目标,自然水生态系统所能支撑的人类活动的阈值。从水生态承载力的概念出发,基于水资源、水环境和社会经济等要素,筛选出水资源利用率、污水处理率、万元GDP用水量等16个指标对水生态承载力评价的多元耦合作用进行分析,量化驱动因子与水生态承载力之间的关联度,建立了具有多元驱动功能的粒子群引力搜索算法-投影追踪(PSOGSA-PP)水生态承载力评价模型。并以京津冀地区为例,解析了区域水资源和水环境的生态效益,以及经济社会效益最大化的内在驱动,评价了水生态承载力并阐明其影响因素。进一步设定不同时间段的水生态承载力情景方案,通过具有较高寻优精度和较好算法执行能力的粒子群引力搜索算法,利用最佳投影方向a→分别计算分级标准阈值的投影值z'(i)和评价实例的投影值z″(i),基于投影值z'(i)构造水生态承载力评价等级,实现了水生态承载力的分级评价,结果表明,在多元因子共同驱动下,2008年—2030年京津冀所属13个地区的水生态承载力在波动中呈好转趋势,逐步由Ⅳ级(超载)、Ⅴ级(严重超载)向趋于Ⅱ级(比较理想)状态的演变,张家口市始终保持着Ⅱ级水平,并在2030年达到Ⅰ级(理想)的临界值。研究成果将为京津冀一体化的水资源开发利用与水源生态涵养提供重要的决策支持。     

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。