锡林郭勒盟煤电基地开发生态脆弱性评价

内蒙古锡林郭勒盟国家大型煤电基地的建设,对我国华北和华东区域能源安全具有重要的作用。但随着锡盟大型煤电基地的开发,其对锡林郭勒盟这一具有重要生态屏障功能的典型草原区的生态环境造成不利影响。通过对区域生态敏感性、生态弹性及生态压力的系统研究,建立了基于生态敏感性、生态弹性及生态压力的生态脆弱性评价模型,对该区域生态脆弱性进行了评价。结果表明,锡盟地区总体生态环境质量较好,但呈现由东北向西南递减的特征。研究为锡林郭勒盟国家大型煤电基地的开发建设,区域协调发展与生态环境保护提供理论支持。     

我国大型煤炭基地建设的生态恢复技术研究综述

煤炭能源是我国的主体能源,在我国经济社会发展中具有重要的战略地位。煤炭工业是关系我国经济发展和能源供应安全的重要基础产业。由于受传统发展观的影响,煤炭工业一直存在生产粗放、安全事故频发、资源浪费严重、环境治理和管理滞后等问题。我国大型煤炭基地的建设对提高煤炭供应保障能力起到了关键支撑作用。因此,从区域可持续发展的角度出发,加强矿区的生态恢复,深化煤炭资源的开发利用和环境保护,对促进国家和区域生态环境与社会经济的可持续发展,构建和谐矿区,确保区域乃至全国的生态安全特别是能源安全具有重要的意义。介绍了国家大型煤炭基地的发展历程、分布和开发现状,以及煤炭开采利用带来的一系列生态环境问题,重点阐述了当前我国煤炭基地建设的关键生态恢复技术体系,并从生态恢复与环境管理的角度提出我国大型煤炭基地的可持续发展建议。     

锡林郭勒盟煤电基地大气环境容量分析及预测

内蒙古锡林郭勒盟国家大型煤电基地既是我国经济发展和区域能源安全的重要基地,又是近首都生态重要屏障保障区域,该区域的生态环境建设直接关系到国家生态安全。选取锡林郭勒盟煤电基地为研究对象,以研究区内各大气污染物排放数据为基础,对照大气环境功能区划,研究大气环境容量。首先绘制了各主要污染物的区域空间分布图,结合功能区大气质量标准得到了锡林郭勒盟环境容量和承载力的空间分布结果。在此研究基础上,按不同目标情景(低标准、中等标准、高标准)进行了区域大气环境承载力的预测,分析了各区域的环境保护对策。为锡盟国家煤电基地建设和生态保护及区域可持续发展提供科学依据。     

景感生态学在煤电基地生态建设与管理中的应用

煤电基地的开发对中国能源利用格局具有深远的影响,是煤炭行业发展的重要方向,但也对生态环境提出了严峻的挑战。在我国煤电基地的生态建设中,基于景观生态学的应用研究较多,缺乏对居民感知、愿景和福祉等方面的联系和研究。以内蒙古锡林郭勒煤电基地为例,在分析因煤电基地的开发建设而导致的生态环境问题基础上,运用景感生态学的理论和方法,从煤电基地的景感营造、景感修复、景感保护监测管理、生态文明的建设共4个方面进行了分析,为煤电基地的生态建设、保护与管理提出了具有建设性的措施和建议。结合生态环境物联网对所选景感指标的监测、谜码数据平台的评价分析及预警系统,对实现煤电基地的生态健康保障、生态服务提升、以及居民愿景和福祉的提高有着重要意义,为实现区域可持续发展的目标提供了有效措施。本研究为煤电基地相关区域的生态建设、保护与管理提供科学依据和有效对策,为后续相关研究打下基础。     

基于层次分析-有序加权平均多准则评估的雄安新区生态安全格局模拟研究

稳定、高效的生态安全格局对于"建设雄安新区"国家战略具有重大意义。然而,目前尚缺乏一套科学、弹性的规划方法,用于指导新区建设。采用层次分析(AHP)和有序加权平均(OWA)空间多准则评估方法,结合Google Earth Engine遥感云计算技术和InVEST模型,在量化生态系统服务和生态风险的基础上,模拟新区生态安全格局。首先,生态安全格局涉及众多专业领域,内涵较为丰富,决策过程应采用参与式方法,建立包含生态环境和社会经济因素在内的综合指标体系,奠定格局构建的决策基础;其次,AHP-OWA方法按不同决策情景(风险),提供了一整套"完全保护—中立—完全开发"的空间决策集,定量揭示"保护—开发"权衡关系,为格局构建提供充足决策支持;最后,白洋淀保护地以及启动和起步区建设,会对生态安全格局产生重要影响,所以构建工作应在科学规划启动和起步区建设的同时,围绕白洋淀开展。未来在"绿色生态宜居新城区"目标指引下,新区建设方案应以"保护优先"为基本原则,结合重要区域、现有规划和资金预算等要素共同确定,实现保护与开发的"双赢"。     

东部草原区煤电基地开发生态修复技术研究

本项目为"十三五"国家重点研发计划批复项目(2016YFC0501100)。针对我国东部草原区大型煤电基地开发生态修复技术需求和工程实施难题,聚焦煤炭开发对草原生态(水、土壤、植被)的影响机理及累积效应、区域生态稳定性与生态安全协调机制两大科学问题,运用生态学、采矿学、环境科学、草叶科学等多学科方法,采用理论分析、调查监测、试验研究相结合的综合手段,厘清煤炭开发对地下水和植被种群的影响边界、程度及累计效应,研发生态效应评价、区域水资源动态监测、水资源保护利用、煤矿土地整治、微生物联合修复、景观生态恢复等15项关键技术,形成基础理论、关键技术和工程示范一体化体系,创立东部草原区生态修复模式,在呼盟和锡盟煤炭开发基地进行集中工程示范,为我国东部草原区煤炭开发与生态修复提供理论和技术支撑。     

基于解释结构模型的煤电一体化开发生态环境累积效应识别

为了对煤电一体化开发的生态环境累积效应进行识别与分析,从煤电一体化开发的主要开采建设活动、土壤环境、水资源、大气环境、生物、景观、生态7方面共筛选出29个生态环境因子,综合文献调查、专家调查问卷与访谈等方法,分析了各生态环境因子之间的相互作用关系.运用解释结构模型(ISM)分析了各因子间的关联关系与层次结构,揭示了不同开发建设活动产生累积效应的途径.结合具体的评价与管理需求,提出了煤电一体化开发生态环境累积效应研究与评估整体框架.研究结果可以为煤电一体化开发的规划与管理提供一定的理论基础与技术手段.     

可持续生态学

可持续生态学系用生态学原理和方法解决自然与社会经济协调发展问题,或者说生态学不断将人类及其社会经济活动纳入研究范畴而形成的自然科学与社会科学的交叉学科。40年来,我国在可持续生态学研究和实践领域取得了丰硕的成果,一是提出了"社会-经济-自然"复合生态系统理论;二是构建了适应中国国情的可持续发展评价指标体系;三是推进实施了国家可持续发展战略,并在不同时空尺度进行了试点示范;四是将可持续发展的区域生态安全格局和生态风险管理理论与方法应用于城市与区域发展规划中,并利用生态补偿机制推进跨域的生态安全格局建设;五是为国家生态文明建设规划纲要的出台提供了重要的科学支撑,有力地推进了生态文明建设战略的实施;六是系统地研究了全球气候变化对中国生态系统的影响,科学评估了气候变化的现状、趋势及其影响,提出了气候变化的生态适应对策;七是不断推进国家和地方层面的生态省、生态市、生态县建设,创建了不同层次和规模的可持续发展实验区、国家可持续发展议程创新示范区、生态农业试点示范县、生态工业示范园区等。本文从宏观生态学与可持续发展、生态城市与可持续发展、生态产业与可持续发展三个方面评述可持续性生态学的研究进展。可持续生态学的重点研究内容随着时代发展而不断更新,生态文明建设、生态安全格局构建、落实联合国2030可持续发展目标、应对全球环境变化、新型城市化和工业化对生态系统的影响等是当前和未来一段时间的研究热点。     

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...     

安徽省生态功能区划研究

生态功能区划是依据区域生态系统类型、生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性、生态服务功能重要性等特征的空间分异性而进行的地理空间分区 ,其目的是明确区域或国家生态安全重要地区 ,分析区域可能的生态环境问题与生态环境脆弱区 ,为产业布局、生态环境保护与建设规划提供科学依据 ,为实施区域生态环境分区管理提供基础和前提。在对区域生态环境特征分析的基础上 ,依据建立的生态功能区划原则、方法和指标体系 ,以安徽省域尺度生态系统为对象 ,在生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性和生态系统服务功能等指标评价的基础上 ,以中国生态环境区划方案为背景 ,综合了自然因素与人类活动对安徽省生态系统叠加影响 ,形成了安徽省生态功能区划方案 ,将安徽省分为 5个生态区、16个生态亚区、4 7个生态功能区 ,为生态保护与建设的重点、目标、措施的确定以及区域产业结构与布局的调整提供了重要依据     

国家大型煤电基地生态环境监测技术体系研究——以内蒙古锡林郭勒盟煤电基地为例

随着我国煤电基地建设进程的不断加快,煤电基地建设与开发活动引起的环境问题也日趋严重。了解生态环境质量现状,评估其对生态系统与人民健康水平的影响,制定合理的保护、治理、恢复策略是煤电基地环境保护工作的重中之重,而生态环境监测是解决上述问题的基础。然而,现有的监测技术体系普遍存在自动化水平较低、成本较高、时空覆盖面较低等问题。鉴于物联网技术在提高信息采集效率和改善信息获取方式方面的作用日益显著,所以将物联网技术应用于煤电基地生态环境监测,从感知层、传输层、支撑层、应用层、用户层的角度明确生态环境监测技术体系,为解决上述问题提供有效途径。     

内蒙古锡林郭勒草原植被结构的遥感图象分析

 本文利用遥感图象分析技术对内蒙古锡林郭勒草原植被各层次空间结构(大、中、小、微)及其与相应环境因素之间的关系进行了分析,并对各类草原的地上生物量及理论载畜量给予估算。分析结果表明：锡林郭勒草原植被的地域分异规律明显;植被的大结构主要受大气候因素及大的地貌单元控制：地形、水文网络是影响植被中结构的主要因素;而植被微、小结构的形成主要受局部地形、地表水、基质及人为干扰因素的制约。     

基于基尼系数的中国水生态分区研究

提出了反映水生态系统空间分布规律和特征差异的水生态分区方案,并与国家现有的水资源分区、生态功能区划、水功能区划等相关区划成果相互衔接,为水资源综合利用、流域生态保护和经济社会发展规划提供实用的自然基础。以我国自然地理特征的空间变异与地域关联为依据,以流域为基本单元,进行水生态区划的初步研究,提出了分区的指标体系、步骤和区划方法,形成了两级的全国水生态分区体系。首先,划分为东部区、中部区、西北区和西南区4个水生态一级区;进行水生态二级区划时选取水资源量、降雨量、人口密度、NDVI作为分区的评价因子,根据洛伦茨曲线和基尼系数对分区合理性进行了检验。验证结果表明,各个水生态二级区的水资源量与降雨量、人口密度和NDVI值之间的基尼系数均不超过0.4,分区方案比较合理,从而形成34个水生态二级区,分布在东部13个,中部10个,西北6个,西南5个。     

基于DPSIR模型的国家级生态文明先行示范区生态文明建设分析评价——以湘江源头为例

结合国家级生态文明先行示范区生态文明建设的基本要求,将欧洲环境局的DPSIR环境管理模型引入到其生态文明建设分析评价当中,阐述了其分析评价的四个核心要点,并据此从生态制度、生态经济、生态社会和生态环境4个方面选取40个指标建立了评价指标体系,以湘江源头国家级生态文明先行示范区为研究对象,运用粗糙集理论和方法,就其生态文明建设展开分析评价,验证了评价模型的合理性、可操作性。结果表明:一是DPSIR模型能够很好地体现生态文明建设各因素间的因果关系信息,模型显示,可通过增强"驱动力"、降低"压力"、优化"状态"、妥对"影响"、全面"响应"等途径来增强示范区生态文明建设效果。二是从指标权重和研究的结果来看,对生态文明建设有着正向影响且权重较大的指标,要重视其正向影响并积极推动其效应最大化,对一些制约或影响生态文明建设的负向指标,要严格做好控制工作并减少其影响效应。三是研究得出湘江源头国家级生态文明先行示范区宁远、江华和蓝山三县生态文明建设总体水平呈现稳步上升的趋势。生态社会、经济和制度的"驱动力"持续增强,生态资源和环境"状态"不断改善,生态社会和经济"影响"逐渐合妥,生态社会、经济和环境"响应"全面迅速,但经济转型、资源和环境"压力"仍然亟待降低。建议从生态文明先行示范区创建的要求着手,对照目标,弥补差距,推动示范区建设高质量发展。     

Comprehensive evaluation of eco-environmental resources in the main grain-producing areas of China

By evaluating the eco-environmental resources of China's major grain-producing regions, the development status of the eco-environmental resources in major grain-producing regions of China was clarified. This is of great significance in maintaining green and sustainable agricultural development and ensuring food security. This paper takes 13 major grain-producing regions in China as the study area, constructs the eco-environment index system by using the Driver-Pressure-State-Impact-Response (DPSIR). The average annual growth rate represents the dynamic changes of each indicator, and the random forest model by using Jupyter Notebook is selected to evaluate the current state of development of the eco-environment resources from 2005 to 2020. The combination of dynamic and static evaluation of the eco-environmental resources is more conducive to decision makers to keep abreast of developments in the eco-environmental resources. The results show that: Firstly, there are differences between static and dynamic conditions that more number of important indicators in static conditions than in dynamic conditions, and the number of important indicators located at the driving force criterion level is higher. Secondly, under static conditions, the evaluation results of eco-environmental resources show an overall upward trend (4.10 in 2005 and 4.65 in 2020); under dynamic conditions, the evaluation results of eco-environmental resources show an overall downward trend (4.35 in 2005 and 4.13 in 2020). Thirdly, there are differences in spatial distribution. Under static conditions, the spatial distribution of regional eco-environmental resource levels is generally “high in the north and low in the south”, while under dynamic conditions, it is “high in the south and low in the north”. Finally, according to the different important indicators in the north and south, the northern region should develop plans to increase the penetration rate of agricultural mechanization and improve the efficiency of water resources utilization, while the southern region should pay more attention to the development of green agriculture, accelerate the construction of urbanization, and improve the efficiency of water resources utilization.     

基于SENCE概念框架的区域水生态安全评价研究——以甘肃地区17流段为例

作为生态环境至关重要的因素,水生态安全格局是生态安全格局的关键组成部分,科学评估水生态安全状况,进行生态系统管理及保护,对促进经济社会发展具有重要意义。选取甘肃地区17个流段为研究对象,基于SENCE （社会-经济-自然复合生态系统）概念构建涵盖经济发展、社会进步、自然资源、生态环境4方面33指标的初步水生态安全评价指标体系,基于改进生态位理论结合模糊系统分析对初步水生态安全评价指标体系进行优化,最终得到28指标构成的水生态安全评价优化指标体系,运用优化后指标体系对17流段2016-2018年间水生态安全状况模糊综合评价。结果表明：水生态安全状况良好（一级、二级）以上占比分别为35.3%、41.2%、35.3%,一般（三级）占比分别为57.8%、52.0%、46.1%,较差（四级）占比分别为23.5%、11.8%、11.8%,大致呈正态分布,且年际变化小,基本保持稳定。年平均降水量、河川基流量、地表水源供应量、生态环境用水量、节水灌溉面积等指标累计指标权重达47.75%,是影响水生态安全状况的主要影响因子。     

Using RS/GIS for spatiotemporal ecological vulnerability analysis based on DPSIR framework in the Republic of Tatarstan,Russia

The republic of Tatarstan is one of the most growing state in Russia in terms of industrialization and modernization with various natural disasters and intense human activities which brought dramatic changes in the ecological process and then led to serious ecological vulnerability. Therefore this research work proposed an analytical framework based on remote sensing (RS), geographical information system (GIS), and analytical hierarchy process (AHP) for spatiotemporal ecological vulnerability analysis at pixel level from 2010 to 2020 and developed a driver-pressure-state-impact-response (DPSIR) framework based on 23 indicators by the AHP weight method to compute ecological vulnerability index (EVI). Further, EVI was classified into five levels based on natural breaks in ArcGIS software as potential, slight, light, moderate, and heavy levels. All 23 indicators were generated from different remote sensing and socio-economic data, processed through digital image processing techniques in terms of removing errors, projection, standardization, and results were saved in GIS format. Results indicate that from 2010 to 2020, EVI was continuously increased from 0.419 to 0.429, and its changes associated with regional vulnerability events and their impact in the region. The moderate level EVI was covering the highest area in all three years with very few changes and continuously increasing. Results also indicate that higher human-socio-economic activities and pressure on natural resources increased ecological vulnerability. This research work is useful to identify main causes and responsible indicators for ecological vulnerability as well as suitable for real-time EVI mapping, monitoring at any scale and region.     

生态环境损害鉴定评估业务化技术研究

随着社会经济的不断发展和人类需求的不断提高,我国生态环境损害事件屡有发生,由于人类活动导致的典型生态系统结构和功能退化、生态系统服务降低等生态环境损害严重威胁到我国的生态安全。系统研究典型生态系统生态环境损害基线、因果关系及损害程度的判定技术方法对保障国家生态安全和实现可持续发展具有重要的理论和实践意义。根据国家"十三五"《典型脆弱生态修复与保护研究专项指南》的要求,中国科学院大学牵头组织6家课题牵头单位联合申报了"生态环境损害鉴定评估业务化技术研究"项目,通过了专业机构组织的评审,获准立项。本文对该项目的研究背景、总体目标、主要内容及预期产出进行了介绍。该项目的开展将对典型生态环境损害评估提供决策支持,为国家在政策层面解决环境损害追责、环境执法与管理提供科学技术和平台支撑。