基于能值分析的厦门城市代谢可持续性评估

生态城市建设是中国城市转型发展的关键节点,对中国生态文明和新型城镇化发展具有推动作用。研究以中国典型的生态城市厦门市为例,基于城市代谢框架结合能值分析法,对厦门市代谢系统进行各项能值流的核算,构建2010-2017年厦门市能值指标评估体系,选用可持续发展指数、可持续发展能值指标、城市健康水平能值指数3项指标综合评价其生态可持续性,选取部分能值指标与珠海市、深圳市进行对比分析,以期为中国生态城市的可持续发展提供科学参考。结果表明：（1）2010-2017年,厦门市总能值呈上升趋势,2017年的总能值为2.51×10²⁴ sej,是2010年总能值的1.65倍,货币流能值显著增加,废弃物流能值下降。能值自给率由98.30%逐渐递增至99.20%,能值产出率由8.30%逐渐递增至15.20%,环境承载率小于3,属于环境低负荷状态。（2）厦门市可持续发展指标处于1-10之间,表明其生态经济系统具有活力和发展潜力,可持续发展能值指标由2010年的3.67增加至2017年的7.76,表明厦门市的可持续发展性能愈来愈好,城市健康水平能值指数由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明厦门市生态系统处于健康可持续发展的状态。（3）厦门市与珠海市、深圳市的能值指标对比分析表明,厦门市与珠海市均处于富有经济活力与生态可持续发展潜力阶段,且厦门市代谢系统的可持续发展水平整体优于珠海市与深圳市。（4）总体来看,厦门城市代谢系统处于可持续发展阶段,生态城市的建设有利于厦门市实现生态经济的可持续发展,研究对同类型生态城市的建设与可持续发展具有理论参考价值。     

生态市评价指标体系与方法——以江苏大丰市为例

城市是一类社会-经济-自然复合生态系统,如何实现城市的可持续发展,是当今世界研究的重要课题之一.生态市是城市实现可持续发展的理想模式,生态市的评价指标和方法是衡量城市生态规划、建设、管理成效的主要依据.本文以江苏大丰市为例,建立了生态市建设的指标体系,包括经济发展、生态建设、环境保护和社会进步4类58项指标.采用全排列多边形综合图示法评价生态市在各个不同时段的建设成效.研究结果表明,2004年大丰市可持续发展综合指数为0.24,处于Ⅳ级水平,可持续发展能力较差;2010年可达到0.45,处于Ⅲ级水平,可持续发展能力一般;2015年可达到0.66,进入Ⅱ级水平,可持续发展能力较好;2020年可达到0.85,进入Ⅰ级水平,可持续发展能力优良.     

秦巴特困区生态脆弱性与经济贫困的耦合关系——以陕西省山阳县为例

以国家扶贫开发重点县山阳县为例,采用遥感与地理信息技术对研究区的生态脆弱性进行定量评价,并构建以行政村为单元的经济贫困评价指标体系,以此分析研究区生态脆弱性与经济贫困耦合协调度的空间分异特征。研究结果表明:①山阳县生态脆弱性整体处于中等偏高水平,生态脆弱性高的地区集中分布在人类活动频繁的河川地带和水土流失严重的低山区;②贫困程度整体较深,地形条件、资源丰度、交通通达性及经济区位的综合差异形成了山阳县经济贫困的空间分布格局;③将山阳县生态脆弱性与经济贫困的耦合关系分为失调共损型、失调环境滞后型、失调经济滞后型、协调同步型、协调环境滞后型及协调经济滞后型六种类型,协调同步型行政村比例仅为13.0%,生态脆弱性与经济贫困的耦合协调度整体较低;④失调共损型、协调同步型及协调环境滞后型空间分布较分散,失调环境滞后型、失调经济滞后型及协调经济滞后型有明显的集聚区,失调环境滞后型和协调经济滞后型集中分布在低山河谷区,失调经济滞后型集中分布在海拔1000 m以上的偏远山区。     

生态城市建设评价指标体系构建的新方法——组合式动态评价法

如何建立科学严谨的评价指标体系一直是生态城市研究中学者们普遍关注的焦点问题。在以往的生态城市建设评价指标体系研究中,很少考虑各个城市的差异与地域特点,也带来了一系列的问题。针对这些问题,以生态城市建设地域类型划分结果为基础,提出了一种新的生态城市建设评价体系构建方法:组合式动态评价法。并以宜宾等城市为例,对该方法的具体应用进行了分析,探讨了其优缺点。研究结果表明,相对于现行的评价体系,组合式动态评价法具有合理性、动态性、灵活性、拓展性、综合性等优点;但也存在着数据要求较高、精度有待提高、管理难度较大等不足。随着我国生态城市建设数据的积累和管理体系的完善,组合式动态评价法有望为我国生态城市建设评价指标体系的构建提供一种更好的思路和方法。     

采煤矿区的生态脆弱性——以内蒙古锡林郭勒草原胜利煤田为例

以锡林郭勒草原胜利煤田为典型研究区,构建了由生态敏感性、自然与社会压力及生态恢复力3方面16个因子组成的生态脆弱性评估指标体系,基于专家打分法和层次分析法建立了生态脆弱性模型,借助遥感及地理信息工具完成了对区域生态脆弱性指数的计算,分析了土地利用与生态脆弱性的关系,并通过空间自相关分析对计算结果进行了全局及局部聚类检验.结果表明： 研究区脆弱性总体属于中等偏高水平;胜利煤田4个露天矿的开采导致采区脆弱性显著增加,由于矿井疏干水和人为活动的影响,矿区周边300～2000 m范围都演变为生态高脆弱性区;随着矿区的进一步开发,整个煤田都将转变为中度和重度脆弱区,而煤炭资源开采是导致区域脆弱性提高的主要因素.全区及局部聚类结果显示,该区域脆弱性空间分布有很好的聚类特征.降低矿区人口密度、控制草地载畜水平、控制建设用地和耕地比率是解决矿区社会经济压力的最佳途径,增加投入、提高植被恢复系数是改变区域生态脆弱性的根本措施.
     

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.     

一种基于SWAT模型的干旱牧区生态脆弱性评价方法——以艾布盖河流域为例

针对干旱牧区生态脆弱性特点,以GIS为平台,利用气象、土壤、土地利用、水资源开发利用等数据,结合SWAT模型模拟结果,建立了一种基于SWAT模型子流域划分的干旱牧区生态脆弱性评价体系,对西北干旱牧区艾布盖河流域1990年、2010年生态脆弱性进行了评价。从评价结果可以看出,研究区北部及西部生态稳定性保持较好,生态脆弱等级下降主要发生在研究区的东南部,20年间耕地扩张造成的草地被侵占及水资源过度开发利用是造成生态退化的主要原因。评价体系紧紧围绕干旱牧区"水-草-畜"关系设置评价指标,将观测数据与水文模型模拟相结合,统计数据与空间地类相联系,点面结合,能够较好的反映出研究区20年间生态脆弱程度变化趋势及主要问题。     

闽三角城市群生态环境脆弱性及其驱动力

生态安全是地区社会经济可持续发展的基本前提之一,而生态环境脆弱性会威胁地区的生态安全,进行生态环境脆弱性评价具有重要意义。以闽三角城市群为例,分别选取2000年和2015年的高程、坡度、岩性、土壤类型、NDVI、年均降水量、年均温、人口密度、人均GDP、路网密度、景观多样性、土地利用程度和工业固体废弃物排放量等13个指标,基于空间主成分分析法,并结合全局Moran'I和LISA聚类图,从整体特征、空间差异、空间集聚、地类脆弱性分异以及驱动力5个方面,探讨闽三角城市群的生态环境脆弱性及其驱动力。结果表明:2000—2015年间,闽三角城市群的生态环境脆弱性整体处于中度脆弱,但呈现出由中度脆弱向重度脆弱过渡的趋势;2000—2015年间,生态环境脆弱性呈现出由东南沿海向西北内陆逐渐增强的整体趋势,并存在明显的地带性特征,东南沿海增长不明显,部分地区有所下降,而西北内陆增长明显;生态环境脆弱性存在显著的空间自相关性,且为显著正相关,在西北部山区地带为显著的高高聚集,在东南沿海平原地带为显著的低低聚集,16年间集聚性特征在空间上有所迁移和扩张;2000—2015年间,生态环境脆弱性在各地类存在着一定的异质性,其生态环境脆弱性指数大小顺序始终为:林地未利用地草地耕地水域建设用地,整体由中度脆弱向重度脆弱过渡;2000—2015年间,生态环境脆弱性的驱动力有所变化,但人口密度、景观多样性、岩性和土壤类型一直是闽三角城市群生态环境脆弱性主要的驱动力。     

一种城市生态系统现状评价方法及其应用

生态城市建设是未来城市发展的最终趋势。从结构、功能、活动、发展演化规律等方面来看,城市生态系统都可以被看作一个动态变化的系统。将可持续发展理论引入到城市生态系统现状评价中,提出和解释了城市生态系统可持续发展概念;从可持续发展的角度,评价城市生态系统的现状,建立城市生态系统可持续发展评价指标体系。在此基础上,利用集对分析方法,将评价城市生态系统可持续发展水平的多个指标系统合成一个与最优评价集的相对贴近度,用来描述城市生态系统可持续发展水平,并将该方法应用于兰州市城市生态系统现状评价。结果表明,在2004—2010年间,兰州市城市生态系统可持续发展水平呈现折线型关系,而且有明显的陡降现象。具体变化趋势是从2004年的0.5081平缓上升到2005年的0.5581、然后陡降到2006年的0.4073、接着平缓上升直到2009年的0.5010、最后平缓下降到2010年的0.4706。尽管不同时期城市生态系统可持续发展水平有所变化,但是总体来说,一直处在基本可持续发展的水平,协调程度一般;该评价方法能够很好的反映城市生态系统的发展现状,为建设生态城市提供科学依据。     

环太湖复合型生态网络构建

生态网络构建的定量化研究已在生态规划中发挥了重要作用,但复合型生态网络构建却仍旧停留在理论探索与创新阶段。以环太湖地区为例,基于RS和GIS软件平台,采用最短路径分析方法模拟研究区潜在的生态廊道;然后叠加景观、游憩图谱网络,进行无标度网络的构建和检测,构建空间效能好的环太湖复合型生态网络图谱,并据此有针对性地提出复合型生态网络结构和框架优化的建议。研究结果表明,环太湖区域的生态网络和景观、游憩网络可以通过图谱分析和无标度网络检测进行整合,构建出空间效能好的复合型生态网络模型,从而指导环湖生态、景观、游憩资源的耦合发展与廊道建设;通过对不同分区的图谱形态和指标分析,具有小世界网络特征的太湖北部的苏州段和无锡段应以保护和连接为重点,南部的湖州段无标度网络特征明显,成长潜力较好,需要进行高质量的规划保护和开发。     

基于AHP与Rough Set的农业节水技术综合评价

由于不同区域自然条件的差异,农业节水技术自身特点及对应用环境条件的要求,导致不同农业节水技术的应用效果存在很大差异,有较大的不确定性,因此,如何筛选合理的评价指标,构建科学、全面的农业节水技术综合评价方法具有十分重要的意义。根据对农业节水技术应用效果的实地调研,应用Delphi法从调查获得的20项评价指标中筛选出了9项农业节水技术综合评价指标。其中节水率、积温和土壤肥力属于生态因子,产投比、劳动力投入和经济投入属于经济因子,可靠性、推广程度和农民认可度为社会因子。基于以上9项指标,构建了农业节水技术综合评价指标体系.综合评价方法(ARM)通过引入经验因子α对应用层次分析法(AHP)和粗糙集(Rough Set)所获得指标权重进行修订,使指标权重更加合理化。同时,分别应用AHP、Rough Set和ARM对甘肃省武威市的地膜覆盖、秸秆覆盖和常规畦田灌溉在大田中的应用效果进行了综合评价。评价结果显示,在对地膜覆盖技术评价中,AHP法过分强调了经济效益的作用(0.44),Rough Set法则强调的是生态效益(0.33)和社会效益(0.32),弱化了经济效益(0.05),ARM修正了以上2种方法的评价结果,获得地膜覆盖的经济效益、生态效益和社会效益,分别为0.36、0.20和0.13。在对秸秆覆盖评价中,与其它两种方法相比,Rough Set法的评价结果存在显著性差异,ARM修正获得的经济效益、生态效益和社会效益,分别为0.09、0.18和0.06。在对常规畦田灌溉评价中,Rough Set法强调了生态效益(0.28),经过修正获得的经济效益、生态效益和社会效益,分别为0.24、0.01和0.13。ARM的评价结果表明,采用地膜覆盖的经济效益最佳;同常规畦田灌溉相比较,地膜覆盖、秸秆覆盖的生态性指数分别比之高0.19和0.17,主要是由于秸秆覆盖具有保墒、增加土壤有机质以及在作物生长后期调节地温的作用,地膜覆盖具有节水、提高苗期土壤温度和促进提前出苗的作用;同秸秆覆盖相比,地膜覆盖和常规畦田灌溉的社会性指数分别高112.12%、18.18%,说明这两种技术在河西半干旱地区具有良好的社会基础。可见,在西北半干旱地区地膜覆盖用于种植玉米的效果最佳,而秸秆覆盖尽管其生态效益较高,但经济效益较低,推广应用存在一定的难度。     

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.     

生态城市指标体系与评价方法

生态城市是依据生态学原理提出的一类社会-经济-自然协调发展的城市。目前生态城市理论研究主要应用在城市的规划、设计和管理上。生态城市建设的评价是衡量生态城市规划、建设、管理成效的主要依据。在对生态城市理论和内涵详细分析的基础上,采用专家咨询的定性和定量信息构建了扬州生态城市评价指标体系,该指标体系包括了城市复合生态系统中社会、经济、自然3个子系统,反映生态城市的内涵和衡量生态城市各子系统的状态、动态和实力。为对各级指标进行综合,提出了全排列多边形图示指标评价方法,评价生态城市在各个规划时段的建设成效。评价结果表明,扬州生态城市的综合发展能力市在2005规划年将达到0.44,在2010规划年将达到0.64,在2020规划年将达到0.85。评价方法简单直观,代数计算结果考虑了各级指标临界值对综合指标的放大和紧缩效应,反映了整体大于或者小于部分之和的系统整合原理。     

黑河中下游绿洲生态安全评价

生态安全包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全 ,尤指自然和半自然生态系统的安全 ,即生态系统完整性和健康的整体水平反映。生态安全是维护地区或国家乃至全球的生态环境不受威胁的状态 ,能为整个生态经济系统的持续发展提供生态保障。从水安全、土地安全、经济社会安全出发 ,选取水资源量供需比、地表水质量、地下水埋深和地下水矿化度 4种水安全评价指标 ;土地人口承载度、林地覆盖率、草地载畜度、绿洲面积变化率、绿洲土地沙化率、绿洲土地盐碱化率和抗灾度等 7种土地安全评价指标 ;人均 GDP产值、单位面积农业生产总值、农民人均纯收入、绿洲人口密度、城市化率和文明度等经济社会安全评价指标 ;共计 17项 ,建立了绿洲生态安全评价综合指标体系。然后 ,应用综合评价法、层次分析法和 GIS等多种方法与手段 ,在绿洲尺度上对黑河干流中下游地区的张掖、临泽、高台、鼎新和额济纳 5个绿洲进行绿洲生态安全综合评价。评价结果显示 :自黑河中游至下游 ,各个绿洲的生态安全状况依次降低 ,最下游的额济纳绿洲生态安全仅为 4级的差状态。其中 ,水安全是关键 ,土地安全是载体 ,经济社会安全是保障 ,以上几方面相互关联 ,共同作用导致绿洲的生态安全综合水平。     

基于模糊层次分析法的黄河三角洲生态脆弱性评价

黄河三角洲位于黄河入海口,生态系统类型丰富,具有重要的生物多样性保护和生态屏障作用;但频繁的人为活动和自然灾害已对该地区生态环境造成严重破坏,生态脆弱性增强,故及时掌握黄河三角洲的生态环境现状,为区域生态环境保护和资源开发管理提供可靠的科学依据和重要的数据支撑是相当必要的。基于多元数据,尝试利用模糊层次分析法对黄河三角洲进行生态脆弱性评价,获取黄河三角洲的生态脆弱性空间分布状况并进行原因分析,并利用模糊逻辑理论模型对指标和评价结果进行定量化分级,提高了评价过程的可靠性。结果显示,黄河三角洲生态脆弱性等级空间分布具有一定的规律性,从沿海到内陆生态脆弱性逐渐减弱,有堤坝防护的沿海地区相对其他沿海区域生态脆弱性低,土壤质量和地下水位对生态脆弱性的影响较重,空间相关性分别达到-0.55和-0.74,人为开发活动对生态环境也产生较大压力。     

水利工程建设对自然保护区生态系统的影响

以糯扎渡水利工程及受影响的自然保护区为研究案例,在GIS支持下,应用缓冲区分析法,分析了水利工程建设前后自然保护区景观结构的梯度变化以及水利工程对景观结构的影响;选取分维数、斑块密度、优势度、聚集度等代表性指标揭示了区域景观格局的变化;在此基础上,选取自然性、多样性、稳定性和人为干扰性4项指标建立生态评价指标体系,应用层次分析法确定评价指标的权重,并对评价因子进行等级化处理,评价水利工程对影响区生态质量的影响.结果表明:不同缓冲距离内植被类型呈梯度变化,工程建设对季风常绿阔叶林、竹林、落叶季雨林有较大影响;水利工程建设使区域景观异质性增强,在缓冲距离800m范围内景观格局变化明显;建设前后受影响区生态质量评价表明,水利工程建设导致区域生态质量降低,但降幅不大.     

发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类中的归属特征

利用最新建立的1∶100万中国土壤数据库,研究了我国发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类的归属及其在中国土壤系统分类下的空间和数量特征.结果表明,我国发生分类半淋溶土总面积为427 843.1 km²,可参比归属于中国土壤系统分类中的4个土纲,即淋溶土、雏形土、均腐土、人为土,分别占发生分类半淋溶土总面积的51.3%、35.2%、10.7%和2.8%,其中包含了系统分类的22个土类和38个亚类.对发生分类某一类型土壤分属于系统分类不同类型的面积比例及其标准偏差的分析表明,土壤参比归属的单元级别越低,越易于参比和把握.研究结果对于土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用具有很好的参考价值.     

社会生态系统及脆弱性驱动机制分析

生态系统与社会经济要素的相互渗透和相互作用形成了社会生态系统复合结构。"社会生态系统"(SES)理念是当今世界生态系统分析的新思路,它立足于社会生态经济综合指标,突出社会生态经济系统的整体性,以人地和谐、综合的思想,分析和解决生态和社会经济问题。社会生态系统脆弱性驱动机制分析和综合研究已成为脆弱性研究的趋势。综述了"社会生态系统"概念、结构、特征和属性,分析了社会生态系统脆弱性内涵,结合"压力-状态-响应"模型(PSR)和"暴露度-敏感性-恢复力"模型,从社会-经济-生态复合系统角度,从风险(压力)、敏感性、应对能力三方面对社会生态系统脆弱性驱动机制进行分析,最后文章对相关问题进行了讨论,并指出了脆弱性驱动机制分析的局限性,提出未来研究的展望。     

基于多源数据的中新天津生态城微观尺度宜居性评价

定量评估城市内部宜居性便于发现城市问题从而针对性改善环境。现有研究多囿于单一时相的静态分析,难以在微观层面揭示城市动态发展状态。本研究以中新天津生态城为例,从环境健康性、交通便捷性、城市安全性、设施便利性和经济繁荣性5个维度创建生态城宜居性评估指标体系,利用研究区2016—2020年的遥感影像、兴趣点、控制性详细规划数据等多源数据,结合熵值法和优劣解距离法从居住地块尺度对生态城内部宜居情况进行长时间序列的动态监测。结果表明: 研究期间,生态城内不同片区宜居水平有较强的时空差异性。空间上,以生态城中新合作区南部为核心,宜居性整体呈现出中心高、边缘低的特点,设施便利性、交通便捷性和经济繁荣性呈现出中心高、边缘低的特点,而环境健康性和城市安全性则呈现出中心低、边缘高的特点。2016—2020年间,生态城宜居性提升速度逐步加快,中新合作区南部的宜居性整体提升最明显。     

北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性变化遥感监测及其驱动机制分析

针对研究区的生态环境特征(风力侵蚀、沙漠化、盐渍化严重、水力侵蚀严重),引入了大尺度景观格局指数(香农均匀性指数和蔓延度指数)和极端气候指数(极端高温日数、极端低温日数和极端降雨日数),构建了北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性评价体系,进而分析和探讨了该地区近13年的生态脆弱性时空变化格局和驱动机制。结果表明,北方半干旱荒漠草原生态区的生态脆弱性总体上属于中度脆弱状态,呈现自西向东递减的趋势。2000-2013年,北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性呈现减小趋势。近13年北方半干旱荒漠草原生态区的生态脆弱性时空变化格局受GDP密度、气温、降水、地形等因子影响显著。这些为北方半干旱荒漠草原生态区的生态环境修复及保护提供重要的科学支撑。