湿地环境累积效应

近年来,湿地环境开发过程中出现了多种生态环境问题,由于多种开发方式和多种影响因素的共同作用,对湿地环境产生明显的累积效应,单一要素的环境评价和分析已满足不了湿地利用和保护的要求,亟需加强湿地环境累积效应研究。本文从累积效应研究的基础出发,提出湿地累积效应的概念和研究内容,界定湿地环境累积效应研究范围(空间和时间),并综述环境累积效应研究方法,阐明了目前研究的不足,最后指出了湿地环境累积效应的未来研究方向为:环境累积效应的途径、环境累积效应的长期监测和累积效应预测模型的建立。     

基于DPSIR模型的国家大型煤电基地生态效应评估指标体系

国家大型煤电基地的规划建设是《中国国民经济和社会发展"十二五"规划纲要》中的重要内容,也是我国未来能源发展战略的重要举措。随着社会经济的不断发展,对人类活动生态效应的评估也越来越受到关注,对国家大型煤电基地生态效应的评估是确保煤电基地区域可持续发展的重要步骤。我国煤电基地多分布在北部干旱半干旱的生态脆弱区,区域生态环境直接影响到我国京津唐、东北城市群、华北东北两个主要粮食基地的生态安全,乃至直接影响到国家生态安全。因此,对国家大型煤电基地生态效应进行科学评估至关重要。基于DPSIR(驱动力Driving force—压力Pressure—状态State—影响Impact—响应Response)概念模型,以内蒙古锡林郭勒盟煤电基地为主要研究区域,从社会经济、资源能源、生态环境三个相关系统中梳理出43个评估指标,构建了国家大型煤电基地生态效应评估指标体系,以期科学评估国家大型煤电基地建设运营过程中的生态效应。     

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。     

基于流域复合生态系统阈值特性的动态赋权理论分析

本文基于流域开发复合生态环境系统累积环境效应的产生机理,以及系统的非线性动力学特征和累积环境效应反应过程特征曲线,提出了时序多指标决策理论模式,建立了复合生态环境效应的动态监测因子确定评判标度的量化模型.建立的动态决策理论是在决策空间和目标空间基础上,引入时间和空间参数,使决策过程与结果充分体现了时序特征,对生态系统规划决策和区域环境长期或不定期动态评估具有一定的指导.     

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...     

煤电一体化开发对锡林郭勒盟环境经济的影响

国家“十二五”规划确定将在内蒙古锡林郭勒盟建设国家重点大型煤电基地.煤电一体化开发将大大地推动锡盟的区域经济发展,但也可能会对这一典型草原地区和重要生态屏障地区的生态环境造成不利影响.采用物料平衡法和指数增长模型对2001-2009年锡林郭勒盟SO2排放量与人均GDP做了相关性分析,发现二者关系基本符合环境库兹涅茨曲线,呈较缓和倒U型曲线,拐点在人均GDP35000-40000元,目前已过曲线拐点,SO2排放量缓步下降.对锡盟煤电一体化开发情景下(2012-2020)的SO2排放及人均GDP进行预测,结果显示SO2排放量将随经济发展呈上升趋势,表明煤电一体化开发会使环境库兹涅茨曲线的拐点后延,虽然到2020年SO2排放量仍然没有超出区域大气环境容量,但将接近环境容量极限,会给当地环境带来明显压力;基于以上判断,进而从制度、技术、市场三方面出发,探讨了促进锡盟煤电一体化产业建设与环境保护协调发展的对策.     

河北省沿海开发活动的生态环境效应评估

通过对河北省沿海开发活动及生态环境的分析,建立了由压力、状态、响应3个子系统28个指标组成的沿海开发活动的生态环境效应综合评估指标体系,采用综合指数法进行定量评价,并在此基础上构建了生态环境综合效应指数及其分级评判标准.结果表明： 1984—2010年,河北省沿海开发活动的生态环境效应呈现较小→一般→较大的变化,接受程度由可接受发展变为不可接受的水平.由于沿海开发利用所造成的资源、环境压力依然严峻,再加上状态对于响应的反应有一定滞后性,响应子系统各种措施的改善对状态的好转并没有表现出积极作用,海域质量状况呈现退化趋势.由于沿海各地开发方式和强度的差异,开发活动的生态环境效应呈现一定的空间差异,表现为秦皇岛沿海开发的生态环境效应最小,其次为沧州,唐山最大,且沧州和唐山都已达到不可接受的水平,需要进一步加强生态环境的恢复和保护工作.
     

厦门海湾型城市发展累积生态效应动态评价

港湾地区的快速城市化使港湾湿地生态系统及其生产功能和服务功能发生急剧改变并在时间和空间上产生累积效应。以具有典型意义的厦门港湾湿地为研究对象，采用系统动力学方法，定性分析系统因子因果反馈关系，筛选港湾湿地水动力环境、水质环境、生物生态环境、地形地貌、景观环境作为厦门海湾型城市发展的累积生态效应指示因子。通过调整模型的相关政策变量及组合，仿真模拟了不同发展策略下厦门港湾湿地的累积生态效应，并结合灰色评估模型对累积生态效应进行量化，得出不同发展策略的累积生态效应指数，并对模型进行了模型验证与敏感性分析。设计三大未来发展情景，即基准情景（BS）、发展规划情景（S1）、生态城市发展情景（S2）。模型模拟结果表明：基准情景下2020年厦门城市发展对港湾湿地的累积生态效应指数为0.61;发展规划情景下对港湾湿地的累积生态效应指数为0.37;生态城市发展情景下对港湾湿地的累积生态效应指数为0.30，相对基准情景下可减少累积生态效应50%，建议厦门市按照海湾型生态城市模式进行发展。     

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。     

我国地表臭氧生态环境效应研究进展

针对当前我国大部分地区夏季出现的高浓度地表臭氧污染,综述了目前在地表臭氧的生态环境效应方面取得的研究进展及未来的研究展望。主要进展包括地表臭氧的污染水平,及其对植物的影响机制,具体包括地表臭氧对植物叶片的表观伤害、光合固碳能力、植物源挥发性有机化合物(BVOCs)释放、土壤微生物和土壤温室气体排放等方面的影响;在此基础上,提出了减少臭氧生态环境效应的管理措施。此外,对我国未来的研究进行了展望,建议加强在农田和森林布设臭氧浓度监测点、开展多因子同时存在的交互作用、气孔臭氧吸收量-响应(生物量或产量)关系以及臭氧对地下生态过程累积效应的长期定位等方面的研究,以期为我国地表臭氧污染的生态环境效应研究起到一定的推动作用。     

区域生态环境脆弱性评价方法研究综述

随着社会经济的快速发展以及人口压力的不断增长,人类活动正越来越强烈地影响着地球的生态系统平衡,导致当前生态环境的脆弱性进一步加剧,生态环境问题越来越突出。通过对区域生态环境脆弱性评价研究相关文献资料整理,认为生态环境脆弱性是个相对的概念,受到自然地理条件因素、系统自身恢复能力、人为活动干扰因素等多重影响,是自然因素和人为因素共同作用的结果。结合生态环境脆弱性内涵表征及其评价的主要内容、评价指标选取及体系构建、评价方法及分析模型等方面的研究,分析了生态脆弱性评价研究领域的发展状况及其不同区域指标体系和评价方法的差异,讨论了在研究理论方法的创新、评价指标体系及计算模型的构建、自然因素和人为因素评判的定量分析描述、评价结果的应用研究等方面仍存在一些问题,并结合评价模型构建、数据处理分析的有效性、评价结果应用等方面分析了生态环境脆弱性评价研究的发展趋势。总体认为,区域生态环境脆弱性评价在未来研究中:研究思路需要进一步突出综合系统性;数据处理需要进一步突出时空动态性;研究方法需要进一步突出学科融合性;研究结果需要进一步突出实践应用性。     

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。     

黄河流域经济发展与生态环境压力的脱钩关系及其驱动效应分析

经济发展与生态环境的协调平衡是推动黄河流域高质量发展的重要途径之一，这对区域经济一体化高质量发展和生态环境健康可持续具有重要的现实意义。以黄河流域379个区县为研究对象，基于熵值-TOPSIS综合评价法和Tapio脱钩模型动态解析1990-2018年经济发展与生态环境压力的脱钩关系，引入结构分解模型（SDA）探讨影响生态环境压力的驱动因素，并运用因果诊断算法（PCMCI）推断驱动经济发展与生态环境压力脱钩的因果关联路径。结果表明：（1）黄河流域70%的区县生态环境压力处于较低压和低压，但因资源条件禀赋经济得以快速发展的内蒙古地区生态环境仍承载着较高压和高压。（2）生态环境压力主要受技术效应和经济效应驱动，技术效应的驱动作用实现经济产出并缓解了生态环境压力，经济效应的驱动作用在流域中下游地区更为突出。（3）黄河流域68.34%的区县实现了经济发展与生态环境压力的有效脱钩（强脱钩和弱脱钩），经济总量增长的同时减小了生态环境承载的压力，但黄河流域各区县经济发展与生态环境压力的脱钩类型处于动态变化之中，应防范强脱钩或弱脱钩类型的区县倒退至负脱钩类型。（4）以乡村人口和城镇化率要素为代表的人口因子有效驱动了黄河流域经济发展与生态环境压力脱钩，其中乡村人口与脱钩指数出现因果关系的频率最高，城镇化率要素与脱钩指数的因果强度最大，农业技术因子主导了最多的区县实现经济发展与生态环境压力脱钩，农业结构多样化和农业集约化缓解了经济发展对生态环境的压力。研究结果对提高经济高质量发展与生态环境保护的可持续性具有可推广的实践价值。     

海南岛生态环境质量时空变化及其对气候变化与人类活动的响应

海南岛是气候变化敏感区以及生态环境脆弱区。近几十年气候变化和人类活动深刻地影响着海南岛的生态环境质量。然而,针对海南生态环境质量时空演变及其对气候变化与人类活动响应的规律还不清晰,理解这些规律对实现海南岛可持续发展目标具有重要意义。基于多源遥感数据,利用改进的遥感生态环境指数(MRSEI)探究了海南岛1992—2015年生态环境质量时空变化特征以及其对气候变化以及人类活动的响应,并利用像元尺度的多元回归法对比了气候变化与人类活动对生态环境质量变化的贡献。结果表明：(1)MRSEI指数适用于大区域,可用于本研究中的海南岛生态环境质量评价;(2)近24年,海南岛生态环境质量呈现波动上升的趋势,且在所有土地利用类型中,林地的MRSEI最高,多年平均值达到0.812;(3)MRSEI与气温、降雨呈现出显著正相关关系,与以夜间灯光表征的人类活动在沿海以及各市县的主城区呈现显著负相关关系;(4)气候变化在MRSEI演变中的贡献整体要高于人类活动影响。为海南中国特色自由贸易港建设中生态环境与经济社会协同发展研判提供科学的定量支撑,并为制定相应的政策提供依据。     

草原生态系统损害鉴定评估体系及管理建议

如何科学合理的确定生态系统是否受到损害、损害到什么程度、损害赔偿如何估算等问题已成为环境管理、环境司法工作所面临的紧迫的现实问题。以生态学、复合生态系统生态学、可持续发展的理论为指导,基于损害基线判定损害事件发生,借此鉴定草原生态系统损害状态及鉴定等级,并从受损生态系统的功能与结构角度提出草原生态环境损害鉴定评估体系,开展对草原生态系统损害的程度评估;最后针对草原生态系统的损害赔偿价值提出量化评估的方法,借此推动生态环境损害鉴定评估法的制定和完善生态环境损害鉴定评估技术体系两个方面提出管理建议。     

乡镇遥感生态指数时空变化及影响因子研究——以天津市蓟州区为例

进行乡镇生态环境质量评价和其空间分异性的影响因子分析,探讨其自身发展及对环境影响的机理,有助于相关部门有针对性地进行政策调整,对实现乡村生产生活与生态环境协调发展,实现乡村振兴的生态文明建设目标有重要意义。本文以天津市蓟州区乡镇为评估单元,利用遥感数据、统计数据和社会调查数据相结合的方法,使用遥感生态指数(RSEI)对其2000—2020年的生态环境质量进行评价,并选取四大类型共九个影响因子,通过地理探测器对蓟州区2020年乡镇生态环境质量的空间分异性影响因素进行了分析。结果表明,蓟州区2000年到2020年乡镇生态环境质量整体有所提升,生态环境质量等级为差和极差的区域明显减少,生态环境质量等级为好的区域面积增加;其变化趋势可分为持续上升型、波动上升型和波动下降型,除礼明庄镇外,其他评估单元生态环境质量都在向好的方向发展。在单因子探测中,地形因子的影响力大于社会因子和经济因子,即蓟州区乡镇生态环境质量的空间分布受海拔影响要大于其他社会经济因素的影响;在交互作用探测中,任意两个影响因子交互之后的作用强度都要大于单一影响因子,其中干度指数与绿度指数的交互作用解释力最高;说明土地利用变化和城...     

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.     

大数据在生态环境领域的应用进展与展望

随着互联网和移动通讯技术的发展,生态环境领域从信息采集到加工处理也进入信息化和数字化时代,数据量呈现爆发式增长,生态环境大数据受到越来越多的关注.生态环境大数据是在对生态环境要素“空天地一体化”连续观测的基础上,集成海量的多源多尺度信息,借助云计算、人工智能及模型模拟等大数据分析技术,实现生态环境大数据的集成分析和信息挖掘.生态环境大数据存在数据来源多样、涉及部门广;数据采集方式不统一;服务对象众多、对专业化服务要求高等特点.大数据已在生态环境领域得到了初步应用,如在全球气候变化预测、生态网络观测与模拟和区域大气污染治理等方面作用明显.目前我国生态环境大数据的发展还存在诸多问题,包括数据共享难、监测技术落后、传感器等监测设备严重依赖进口、数据集成和深度分析能力不足等.随着大数据技术的进步,未来大数据在解决生态环境健康问题、提高重大生态环境风险预警预报水平、提高生态环境领域科学研究水平等方面都将发挥巨大作用.大数据将最终实现生态环境管理决策定量化、精细化,生态环境信息服务多样化、专业化和智能化,为中国社会经济可持续发展和生态文明建设提供技术保障.     

Zoning eco-environmental vulnerability for environmental management and protection

Eco-environmental vulnerability assessment is crucial for environmental and resource management. However, evaluation of eco-environmental vulnerability over large areas is a difficult and complex process because it is affected by many variables including hydro-meteorology, topography, land resources, and human activities. The Thua Thien – Hue Province and its largest river system, the Perfume River, are vital to the social-economic development of the north central coastal region of Vietnam, but there is no zoning system for environmental protection in this region. An assessment framework is proposed to evaluate the vulnerable eco-environment in association with 16 variables with 6 of them constructed from Landsat 8 satellite image products. The remaining variables were extracted from digital maps. Each variable was evaluated and spatially mapped with the aid of an analytical hierarchy process (AHP) and geographical information system (GIS). An eco-environmental vulnerability map is assorted into six vulnerability levels consisting of potential, slight, light, medium, heavy, and very heavy vulnerabilities, representing 14%, 27%, 17%, 26%, 13%, 3% of the study area, respectively. It is found that heavy and very heavy vulnerable areas appear mainly in the low and medium lands where social-economic activities have been developing rapidly. Tiny percentages of medium and heavy vulnerable levels occur in high land areas probably caused by agricultural practices in highlands, slash and burn cultivation and removal of natural forests with new plantation forests. Based on our results, three ecological zones requiring different development and protection solutions are proposed to restore local eco-environment toward sustainable development. The proposed integrated method of remote sensing (RS), GIS, and AHP to evaluate the eco-environmental vulnerability is useful for environmental protection and proper planning for land use and construction in the future.