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     

城市规划中的生态学观点

城市是人类改造自然、科技进步、社会发展的产物;它具有自然与社会双重属性独特的城市生态系统。城市规划确定城市发展战略、性质、规模,要运用生态学观点,充分考虑区域自然环境条件的可能,使规划要素与生态条件相协调;处理好人与环境、自然与社会、生产与生活、各部门不同层次现实与未来的关系。城市规划与生态学观点都有追求社会效益、经济效益、环境效益,为人类创造一个安全、舒适、清洁、美丽的城市生态环境,促其健康发展的共同目的。因此,探讨城市规划同     

南京市城市生态系统可持续发展评价研究

采用一种完全递阶的层次结构,建立了城市生态系统评价的指标体系,指标体系分为3个层次,第一层次是目标层,以城市综合发展能力为目标,第二层次是准则层,即发展水平、发展力度和发展协调度3个准则,第三层次是指标层,选择了30项具体指标。运用层次分析、模糊综合评价以及线性隶属方法对南京市城市生态系统进行了评价。评价结果表明,南京市城市生态系统总体上向着高效、和谐的方向发展,但发展过程中存在的问题是发展水平较低,发展的协调度年际变化较大,且子系统及其组成要素存在着发展的非均衡性,因而,必须进一步调整南京市城市生态系统的结构与功能。     

城市生态系统:高度空间异质性

城市生态系统复杂性不但体现在人与自然复合关系上,而且体现在空间异质性上。不同于传统的内部相对均质的生态系统,城市生态系统的构成元素(建筑物、植被和水体)在类型、密度、人类干扰强度和社会经济生态功能等方面都存在着很大的空间差异,形成了城市生态系统内部的高度空间异质性。城市空间异质性描述多采用以斑块为基础的景观格局指数法和斑块分类法等。城市生态系统的高度空间异质性,表现在城乡梯度上,生态系统要素、结构、过程、功能和服务都呈现出一定的城乡变化梯度。还表现在各类城市要素和功能单元的破碎化分布上,形成了多层级的斑块化格局。因此,城市空间异质性研究可以采用城乡梯度范式和层级斑块动态范式。这将为城市生态系统内部空间分异规律研究和城市规划管理提供重要的方法学基础。     

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。     

北京城市生态系统总体资产动态及其与城市发展关系

城市生态系统中总体资产组成、结构及其价值动态是城市生态经济研究的重要论题,综合探讨城市总体资产与城市发展之间的相互作用格局将有助于逐步揭示城市发展的生态经济运行机制.剖析了总体资产定义及其价值含义,分析总体资产构成与结构;以北京城市生态系统为例,采用能值方法分析北京城市总体资产年际变化动态,进一步探讨了城市发展与总体资产的相互关系.结果表明,北京城市总体资产动态呈现几方面的特点：（1）总体资产规模大,其规模与密度随城市发展而逐年增长;（2）资产组成多样,价值形态复杂,人造与人类资产已成为总体资产价值的主体（人造资产比重已超过总量的60%,生态资产比重小,已低于总量的10%）,并随城市发展而增长;（3）资产流通量大,对外部依赖性强,其净流通系数随城市发展而逐年增长;（4）总体资产构成随着城市发展呈现明显的极化趋势,棕化不断加剧,绿化逐年降低;（5）生态资产规模呈不稳定波动状态,尽管更新率总体稍有上升,但自给率、净流通率仍然在下降,净损失率也呈现不稳定变化,其资产规模总体趋势于下降,并由积累态转变为耗散态,已成为总体资产价值构成中的脆弱或敏感要素;（6）自然资产的产出系数与收入系数均随城市发展而逐年增长.     

基于能值分析的城市生态系统健康评价——以包头市为例

城市生态系统健康是城市生态学界近年来的研究热点和前沿.采用能值评价方法,结合城市生态系统作为复合系统所具有的生态服务功能,明确提出基于能值进行城市生态系统健康评价的理论框架和技术路线,得出表征城市健康程度随时间的变化走向和比较意义.针对城市生态系统健康表征特性,采用4个要素,即活力(V)、组织结构(O)、恢复力(R)和服务功能维持(F), 构建了评价城市生态系统健康的新的能值指标--城市健康能值指标(EUEHI),并将EUEHI应用于包头城市生态系统健康评价中,并比较了其他5个城市的EUEHI.结果显示2000～2004年包头健康程度总体呈现上升状态,健康等级不断提高,但同中国其他城市之间尚有距离,健康程度仍处于较低水平.这说明近几年包头重视改变资源结构和利用效率,使得城市生态系统在生态系统服务功能维持方面得到不断改善.同时,包头作为老工业城市组织结构尚不完善,环境负荷大,生态系统承载力逐年降低,因此仍需从降低环境胁迫入手,逐步降低城市生态系统干扰,使其恢复力得以提高,增加系统反弹恢复的容量,使之恢复维持结构与格局的能力,实现城市健康和谐发展.     

城市生态系统的特征

城市生态系统是 1个结构复杂、功能多样 ,庞大开放的自然 -社会 -经济复合人工生态系统 ,与自然系统相比 ,有许多不同的特征。1　城市生态系统是高度人工化的生态系统城市生态系统是通过人的劳动和智慧创造出来的 ,人工控制对该系统的存在与发展起着决定性作用。城市生态系统中最大的特点就是以人为主体 ,城市居民无论从数量上 ,还是从分布密度上都远远多于自然生态系统。目前 ,全球城市的占地面积约为地球总面积的0 .3% ,但其中却聚集了世界总人口的 4 0 %。人口高度集中 ,在城市中人类占据了绝大部分空间 ,而其他生物的种类和数量都很少 ,…     

基于市政综合监管信息的城市生态系统复杂性分析

随着我国城市化进程的不断加快,城市结构日趋复杂,人类活动对生态系统过程和功能的干扰愈发严重,使城市生态系统更加的复杂.城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统.城市生态系统的复杂性不但直接体现在其自然、经济和社会三个子系统的结构和过程中,也通过许多市政综合管理要素和对象呈现出来.通过对北京市东城区2009年6月至11月的城市综合监管信息平台立案数据的归类分析,结合东城区地形图和专题图矢量数据,从公用设施类、道路交通类、市容环境类、园林绿化类、房屋土地类、其他设施等因素,分析了东城区城市生态系统及其人类活动的相互关系.把从市政管理信息中提取出的城市管理部件问题与城市生态系统的水、土、气、噪声、视觉污染和固体废弃物等关键要素进行关联分析.通过挖掘东城区生态系统在组成和空间分布上的复杂性和规律性,阐明东城区城市生态系统与人类活动时空关系的复杂性,以期为城市生态系统管理提供借鉴.     

影响深远的中德生态研究合作计划

中德生态研究合作计划(简称CERP)是由中国科学院、联邦德国研究和技术部以及联合国教科文组织"人与生物圈"计划三方合作进行的生态学合作研究项目。该计划分两期先后累积提供了约380万美元的信托基金,是联合国教科文组织(简称UNESCO)规模和资金最大的研究项目之一。这是一项由UNESCO组织协调,研究内容紧密结合我国环境与发展中存在的问题,涉及森林生态系统、水生生态系统、城市生态系统以及城市污水的生态处理等,共包括八个研究项目的大型科学计划。该     

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。     

雄安新区多尺度生态安全格局构建框架

维持城市所处的生态系统格局与过程,使得城市生存和发展所依赖的关键生态系统服务实现供需平衡是保障城市生态安全的根本要求和基本前提。因此,城市生态安全不仅是城市本身的问题,还涉及到城市所处的流域、区域、国家等多个不同的空间尺度,具体由支撑城市及其发展的关键生态系统服务所涉及的生态过程所决定。对生态安全概念及研究进展进行了梳理和分析,在此基础上,提出了一个城市生态安全保障的生态系统服务研究框架,将维持城市生态安全的关键生态系统服务需求分为3个层次：一是水资源供给、食物生产、水质净化等城市生存所依赖的基础资源与基本环境维持相关的服务,二是土壤保持、水源涵养、防风固沙、固碳释氧、生物多样性等生态系统稳定和可持续性维持相关的生态系统稳定和调节类服务,三是生态休闲、微气候调节、降尘减噪、文化审美等人居环境与文化类服务。进而利用该框架,从不同需求层次分别对雄安新区生态安全保障的生态系统服务需求进行了分析,结合其自然地理特征和新区建设的社会经济发展情景,从新区城市、大清河流域和京津冀区域三个尺度提出了雄安新区生态安全格局构建框架,以及相应的保障对策和建议,包括从多尺度进行生态环境调控和管理,打破行政和地域边界限制;关注各尺度各关键生态系统服务的过程,加强生态环境要素的监测和预警;重视新区在人居环境改善层次的生态系统服务需求等。     

“两屏三带”生态系统格局变化及其影响因素

"两屏三带"生态屏障区是国家生态安全战略格局的重要组成部分,深入认识和探讨屏障区生态系统类型时空分布和转化机理对屏障区可持续发展,建设生态文明具有深远意义。基于2000年、2005年、2010年和2015年土地利用数据,运用生态系统格局变化分析方法、土地转移矩阵、PNTIL模型、地理探测器等模型,综合分析2000—2015年屏障区生态系统类型时空演变特征,探讨生态系统正向/逆向转化的影响因素。结果表明:2000—2015年生态系统变化过程中城市扩张、农用地变化现象最为显著;屏障区生态系统逆向转化率略高于正向转化率;屏障区生态系统逆向转化具有明显的人口发展、经济发展和工业发展指向,自然环境因素对生态系统正向转化的影响力明显大于社会经济要素;社会经济要素与生态系统逆向转化呈显著正相关,但与正向转化率之间不存在明显的相关关系。自然环境要素作为生态系统变化的"天然约束力",对生态系统正向/逆向转化有显著的相关性。     

城市森林生态学的基本理论与研究方法

随着世界经济的发展和城市人口的增加,城市环境问题严重阻碍了城市可持续发展,形成了城市森林生态学这一新学科,森林生态学,景观生态学,园林学和人类生态学4种学科的相关理论相互融合构成了城市森林生态学的理论基础,城市森林生态学的形成使人们从生态系统的角度审视城市的发展,并把生物环境即人类及所有植物和动物的群体视为这个系统的一个要素,引出了“城市森林”的概念,本文较系统地介绍了城市森林生态学的基本概念,主要研究内容。理论基础及基本原理,研究方法及其发展展望。     

城市生态风险评价研究进展

随着城市化发展和城市人居环境的恶化,城市生态风险越来越受到关注,但尚缺乏有关城市生态风险评价的深入系统研究.本文依据城市生态学原理及生态风险评价框架从驱动力、风险源、风险受体与评价终点,以及生态风险综合评价方法等方面对城市生态风险评价研究进行综述.指出城市经济社会活动类型与程度是城市生态风险产生的主要驱动力;城市生态系统不同等级功能实体和城市整体是城市生态风险评价中的风险受体;城市生态风险评价终点包括城市生态系统结构、过程、功能要素,以及城市整体水平的性质和功能变化;耦合了社会经济需求的生态系统模型是城市生态风险评价方法的发展方向.未来城市生态风险评价研究应明确生态风险管理具体目标,确定综合性评价终点,建立多指标评价体系和综合评价方法.     

城市生态系统的动力学演化模型研究进展

从系统分析出发,对城市生态系统的动力学演化模型的发展历程、建模的方法和步骤过程、软件开发方法和目前的模型软件等进行了总结。归纳了城市生态系统的动力学演化建模的方法,主要包括模型定义、模拟、实现、验证、分析和应用等六大步骤。目前国内外用于城市生态系统动力学演化模型的主要方法有：基于数理模型的方法、生态控制论和灵敏度模型、系统动力学模型、多目标规划法等。已经开发的用于城市生态系统的动力学模拟的软件可以划分为两类：基于土地利用和交通规划的专业模型和基于系统动力学和灵敏度模型的一般软件。总结了常用的城市演化模型软件,讨论了模型的研究对象和应用范围。分析了城市生态系统的动力学演化模型建模的不确定性的来源,并指出：向宏观和微观两极化发展是城市生态系统动力学演化模型的发展趋势之一,而与人工智能和地理信息系统等新方法的集成是发展的另一趋势。城市生态系统动力学演化模型的开发前景在于对不确定性问题的定性、定量分析,而多模型的耦合和集成是发展的必然趋势。     

现代化农田生态系统氮素来源和去向的数量特征

农业生态系统按其对外部能源的依赖程度可分为工业化前、半工业化和完全工业化的系统(Bayliss-Smith T.P.,1982)。半工业化和工业化的农业生态系统的性质由于大量能量和物质的投入而发生了深刻变化,氮素循环亦与自然的或工业化前的生态系统有明显不同。其基本特征是人工输入的和通过各途径输出到系统之外的氮素数量和规模很大,而氮素在系统内部的再循环作用微弱。从世界规模看,氮     

寻求城市可持续发展的生态支撑：城市生态支持系统理论初探

城市是一个复合的生态系统,它必须凭借一定的生态支持维持基本的结构与功能,寻求进一步的发展。城市生态支持系统能为城市提供资源、能源、空间等最基本的支持,并调控城市发展速度、规模与演替方向。在提出这一概念的基础上,初步探讨了城市生态支持系统所具有的人工与自然的双重特征及其研究的内容,包括有城市人口、资源、能源、环境、边缘系统、绿地、空间结构等诸多方面。     

基于能值分析的合肥城市生态系统健康动态评价

随着城市化和城市环境问题的日趋突出,城市生态系统健康评价成为近年来生态学领域研究的热点.本文运用能值分析方法,采用活力、组织结构、恢复力和服务功能维持4个要素,构建了评价城市生态系统健康的能值指标--城市健康能值改良指标,并用于合肥市生态系统的健康评价,然后将评价结果与天津、芜湖、上海、宁波、福州等6座国内城市进行比较...     

国家尺度自然保护地生态系统联网监测指标体系构建与应用研究

自然保护地是维护国家生态安全, 提升生物多样性保护成效的重要载体, 对保护地生态系统进行实时、高频、多尺度的监测是认知其动态变化的有效手段, 也是实现自然保护地生态系统健康管理的基石。由于目前我国没有形成自然保护地生态系统监测网络, 缺少统一的联网监测指标体系, 导致多数自然保护地生态系统组成家底不清、动态不明, 应对生物多样性保护新问题的能力不足, 并且在国家尺度上的自然保护地生态系统健康状况及保护成效评估缺乏联网监测数据支撑。因此, 亟需构建国家尺度的自然保护地生态系统组成和动态监测网络, 以及一套科学、系统、规范的自然保护地生态系统联网监测指标体系。该文针对自然保护地生物多样性和生态系统监测的目标和内容, 参考国内外现有的生态系统监测网络的指标体系, 确定了自然保护地生态系统联网监测指标体系建立和选取的基本原则, 建立了一套适用于国家尺度的自然保护地生态系统联网监测指标体系, 并在6个国家级自然保护区进行示范。构建的指标体系针对构成生态系统的6类关键要素(生境要素、生物要素、气象要素、土壤要素、大气和水环境要素、景观要素)制定了30个监测指标, 有效应用于森林、草地、荒漠、湿地等生态系统类型的自然保护地, 能够实现对不同类型自然保护地生态系统组分和结构的现状和演变特征进行长期、动态化监测, 并可为自然保护地保护成效评估和健康管理提供规范化、标准化的基础数据。