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     

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。     

基于梯度分析的重庆市主城区城市扩展的景观生态效应

研究快速城市化地区景观格局变化及景观生态效应,有助于加强城市生态环境规划和土地管理。以重庆市主城区为研究对象,借助于Arc GIS 9.3和Fragstats 4.2软件,采用景观扩展指数、景观人工干扰强度模型、景观格局分析相结合的方法,分别从城市扩展模式、人为干扰强度、景观格局梯度等3个方面对1995—2014年研究区城市扩展过程中景观组分变化引起的生态效应进行综合分析。结果表明:2001年之后研究区受地形地貌及交通的影响,占主导优势的边缘扩展模式随时间变化呈减弱趋势,跳跃扩展模式优势却不断增强,而填充扩展模式始终处于同期最低值;1995—2014年,以林地、草地、水域等为主的低、低中强度景观人工干扰区域变化稳中略有增长,但以城乡居民点和工业用地为主高强度景观人工干扰区域却在2007年和2014年呈现出向中、中高强度区域蔓延的态势,旱地、水田空间丧失严重;南-北向和东-西向样带随着距城区中心越远,斑块密度、平均欧式最近邻体距离、Shannon多样性指数值越高,而靠近城区中心区域上述相关景观指数值随时间变化却呈下降趋势;且聚集度指数在时空上的变化却正好与之相反。在南-北向和东-西向样带局部区域景观格局梯度变化存在显著的时空差异,这对城市化过程中景观组分变化引起的生态效应产生深远的影响。     

城市不透水面与相关城市生态要素关系的定量分析

城市空间的快速扩展已使得原来以植被为主的自然景观逐渐被人工不透水建筑物所取代,并对区域乃至全球的生态系统造成了明显的影响.因此,准确了解城市不透水面及其与植被、水体、城市热环境的相关关系对于城市的科学规划和城市生态系统的修复具有重要的意义.以福州市为例,采用遥感空间信息技术,获得了城市不透水面、地表温度、植被和水体的信息,并对它们的关系进行了定量分析.发现了城市不透水面与地表温度之间的关系并不是一种简单的线性关系,而是一种很显著的指数函数关系,说明高不透水面比例地区的升温效应要明显高于低不透水面比例地区.多元统计分析表明不透水面是引发城市热岛的最重要因子.     

重庆市污染生态规律及对策分析

一、前言城市环境在一定自然环境基础上形成,人类活动在其中起着决定性作用,但处处受着自然环境的影响和制约。组成城市环境的社会、人工和自然要素相互作用、相互制约,构成一个有机整体。研究城市环境的形成、变化和发展,常利用生态观点和方法,采用系统论、信息论和控制论的理论和方法。     

重庆市生态足迹与生态承载量研究

以重庆市2001年统计数据为基础,对重庆市2001年生态足迹计算结果表明,该地区人均生态足迹为1.65366 hm²,人均生态承载力为0.280393 hm²,人均生态赤字为1.373173 hm²,与全国平均水平相比,人均生态足迹高0.5335 hm²(增加47.64%),人均生态承载力低0.5196 hm²(下降64.95%),生态赤字是全国平均赤字的3.43倍,表明该地区生态足迹超过了当地生态承载能力,区域经济社会发展处于一种不可持续的发展状态.另外,还分析论述了多种渠道解决生态系统超负荷人口、增加科技财政投入、控制环境污染等减少该地区生态足迹的对策.     

黄土丘陵区小流域系统生态经济要素分析

以隆德县李太平小流域为例,对比分析了退化小流域系统恢复重建过程中系统的生态经济要素变化,揭示系统演变趋势.应用能值方法分析了投入产出的动态变化,评价治理的生态经济效果.结果显示：农、林、牧业用地比例由1990年的6.2：2.0：1.0变为2003年的1.9：1.4：1.0,土地利用及种植结构趋于合理,农业产值所占比重由79.6%下降为54.8%,林业、牧业、副业产值比例分别由9.6%、9.6%、1.1%上升为22.7%、15.1%、7.4%,收入多样性指数也呈增加趋势,显示了流域收入构成的多元化,有利于生态经济系统的稳定.同时,恩格尔系数减小,表明人民生活水平日益提高.基于能值的流域生态经济系统投入产出效率动态研究结果表明在调整后的土地利用格局及种植结构下,净能值产出率由1990年的2.5增长到2003年的3.41,资源利用效率逐年提高,环境负荷率在1990、1995和2003年分别为2.55、2.44和2.11,呈减小趋势,能值持续性指数从1990年的0.98增加到2003年的1.62,经济与生态环境的协调性不断提高.研究结果表明该治理模式是成功的.     

重庆市生态功能区的划分

生态功能又称生态服务功能,是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用.生态功能区划是研究生态系统生态功能,判断生态系统分异和变化特征,提出生态退化恢复策略的基础.重庆市生态功能区划采用3级分区（自然生态区、生态亚区和生态功能区）的等级体系,采用定性与定量相结合的方法进行区划.其中,自然生态区的划分以自然环境因素中的地貌因子为主要指标,采用聚类分析法与图形叠置法来进行;生态亚区的划分采用选取形成生态系统特征、影响生态服务功能的特征因子进行聚类分析,并辅之以主成分分析法来完成;生态功能区的划分以生态敏感性评价和生态服务功能重要性的评价结果为依据,采用主导标志法进行区域划分.区划界线的拟订采用专家智能集成、数理统计分析与GIS的空间表达相结合的方法.最后将重庆市生态功能区划分为4个自然生态区,7个生态亚区,13个生态功能区.     

重庆市生态功能区蝴蝶多样性参数

以重庆市生态功能区为基本单元,用1998—2010年间重庆市蝴蝶群落调查的成果,总结、分析与物种多样性相关的数据与参数,报道了重庆市生态功能区蝴蝶多样性参数。采用路线法的调查方法,设置调查样带14503条,获知重庆市分布蝶类492种,隶属于12科,187属,其中,优势种36个,占总数的7.3%,常见种182个(37.0%),少见种155个(31.5%),罕见种119个(24.2%)。依据生态服务功能重要性,划分为14个功能区。其中,1、10功能区物种数在250种以上,物种丰度在30以上,种类优势度低于0.10;2、5、9功能区150种以上,物种丰度20—30之间,种类优势度0.10—0.14间;8、11、12、13功能区低于60种,物种丰度低于10,种类优势度0.17—0.32间。但是,物种多样性指数是6、7两个功能区最高(>1.8),4、5、8、14功能区在1.70—1.76间,2、3、11、12功能区最低;均匀度则是4、8、11三个功能区高于0.4,6、7、14功能区在0.35—0.4间,1、2、12功能区最低。最高的相对多度出现在功能区13,是33.55×10-3,功能区12居第二位(11.54×10-3),第三位是功能区1(6.59×10-3);最低的相对多度出现在功能区12(0.67×10-3),倒数第二位是功能区7(1.02×10-3),倒数第三位是功能区11。按照监测种类和类群选择的原则,选出监测种类24个,其中,甲等监测种类8个,乙等8个,丙等8个;类群12个,其中I类6群,Ⅱ类6群。     

重庆市直辖以来生态足迹的动态测度与分析

生态足迹是近来测度生态可持续发展的一种定量方法。以重庆统计年鉴为主要数据来源,对重庆市1997-2004年的生态足迹进行了时间序列的测度。结果表明,2004年重庆市的人均生态足迹为1.2108hm^2,实际生态承载力为0.4696hm^2,人均生态赤字为0.7412hm^2。从1997-2004年人均生态足迹逐年增加,人均生态承载力逐年减少,导致人均生态赤字逐年增大,对外来资源的依赖性越来越大。利用灰色预测模型进行了预测,2009年人均生态赤字将达到0.8695hm^2,并在此基础上提出了减少生态赤字的一系列措施。     

城市植物生态的遥感分析研究

近十多年来 ,航空遥感作为一项新兴的高技术 ,在我国城市环境研究中得到了极大的应用。天津、北京、广州、上海等地先后开展了城市航空遥感综合调查研究 ,均取得了较好的效果 ,极大地推动了城市植被和城市植物生态的研究。天津以彩红外航片为主 ,编制了天津市植被图 ,并结合其他手段 ,研究了大气污染的生物效应 ,进行大气污染的植物生态监测[1,2 ] ;广州应用彩红外航片和天然彩色航片绘制了广州市植被图 ,并调查了广州市区 840ｋｍ2 的经济林[3 ,4 ] ;北京则用天然彩色航片绘制了北京规划市区 75 0ｋｍ2 的城市树木绿地分布图[5] ,并以此为…     

基于上升性理论的重庆市生态经济系统投入产出分析

从信息论的角度入手,运用上升性理论对生态经济系统增长、发展与环境质量进行定量地描述。以重庆市为例讨论了上升性理论在生态经济系统中的应用,利用投入产出表的延长表来计算产业废弃物的排放量,并利用产业废弃物的排放量来反映环境质量状况,把环境质量变化归因于受系统总吞吐量的规模效应、技术效应和结构效应的共同影响。研究结果表明,在1990-1999年重庆市生态经济系统实物型总吞吐量年均增加7.40%,上升性(A)增加近4倍,但是平均相互信息却从0.447比特降到0.342比特,废气排放量年均增长1.1%,废水排放年均增长率达3.2%,根据上升性理论表明在这10a间重庆市生态经济系统处于不可持续的发展状况。在1999-2006年,重庆市生态经济系统实物型总吞吐量仍不断增加,但年均增加率从1999-2006年的7.40%降到3.91%,上升性(A)增加了2倍多,平均相互信息从0.342比特增加到0.478比特,废气排放量的年均下降2.5%,废水排放量年均下降3.7%,这表明在这7a间重庆市生态经济系统朝着良性方向发展。要实现重庆市的生态经济系统良性发展,需提高资源在生态经济系统中的利用效率,实现资源的循环利用,加强资源在生态经济系统中各部门之间的流通性。     

基于耕地生态足迹的重庆市耕地生态承载力供需平衡研究

以耕地生态承载力供需关系为切入点,应用耕地生态足迹模型和GIS方法,在修正了Wackernagel提出的耕地产量因子的基础上,构建耕地生态承载力供需平衡指数,以2009年为例,对重庆市的耕地生态承载力供需平衡状况进行了系统的评价.结果表明:(1)重庆市耕地生态承载力供需空间分布表现出较为明显的不平衡性,总体上从东到西呈现出从富裕到严重超载的空间分布态势,且耕地生态超载区与主城区分布具有较好的吻合性;(2)就县(区)数量而言,重庆市耕地生态赤字区最大,其次是耕地生态盈余区和耕地生态平衡区;就人口数量而言,同样是耕地生态赤字区最大,其次是耕地生态平衡区和耕地生态盈余区;就土地面积而言,耕地生态盈余区最大,其次是耕地生态平衡区,耕地生态赤字区面积最小.重庆市约3/5的人口分布在约4/5表现为耕地生态平衡或盈余的土地面积上,而约2/5的人口集中分布在约1/5表现为耕地生态赤字的土地面积上.可为重庆市的区域耕地生态安全预警、土地利用总体规划以及区域可持续发展提供科学依据和决策支持.     

城市生态公园初探

随着城市化的发展 ,城市原有的自然生境和自然景观逐渐消失 ,原生植被几乎消亡 ,人们很少有机会享受与野生动物相处的乐趣。公园是市民休闲、娱乐和身心再生的重要场所 ,不仅要满足市民游憩的需求 ,也要更好地发挥健全城市生态和恢复生物多样性的功能。而我国目前多数公园过于强调美化和造景 ,将公园等同于花园或旅游点 ,自然景观多被人工景观取代[2 ] 。因此 ,如何将更多的野生动植物引回城区 ,恢复和重建乡土动植物种群 ,满足住区居民与大自然接触的需求 ,建造生态公园是重要途径[8] 。1　生态公园的兴起与发展2 0世纪 2 0年代 ,面对迅猛…     

台州市城市生态足迹

城市生态足迹分析可定量反映城市人类活动对自然生态环境产生的压力和影响程度,这种方法为城市生态系统研究提供了新的思路和研究方向。本文在介绍生态足迹的理论和计算模型的基础上,以台州市为例,计算了台州市2002年的生态足迹。结果表明,2002年台州市生态足迹为1．33084hm^2·人^-1,可利用的生态承载力为0．25800hm^2·人^-1,生态赤字为1．07284hm^2·人^-1,反映了台州市的生产、生活强度超过了生态系统的承载能力。因此,台州市需注重提高其资源利用效率,提倡节约型的生产和生活消费模式,减少其生态足迹,通过生态城市建设,实现城市的可持续发展。     

城市生态与园林绿化

随着世界人口的迅速增长,城市规模的不断扩大,城市化将是今后世界范围内的一种必然趋势。因此,研究城市的发展规律以及与城市发展密切有关的生态环境和园林绿化建设,便成为当前应予重视和深入研究的问题。一、城市生态系统及其主要特点现代化城市是一个规模庞大、关系复杂的,多目标、多层次、多功能的动态生态系统。在城市生态系统内,不仅有生物要素(人类、动物、植物、微生物)和非生物要素(光、热、水、气、土、岩石、矿藏等),而且还包含社会和经济各种要素(工业、农业、商业、     

略论城市生态规划

城市生态学是10余年来国内外正在发展的新兴学科。运用生态学原理解决城市规划问题刚刚开始。虽然我国巳确定了“三同时”的建设方针,但牺牲生态效益换取经济效益还很普遍,还是走西方先污染后治理的老路,城市生态有加剧恶化的趋势。目前,正由单项治理技术向综合整治发展。天津、无锡、吉林市已进行了试点研究。因此,探讨城市生态规划(下称“生态规划”)问题,就是协调各方发展,促进生态稳定,建设城市,造福人民所必需的了。     

城市复合生态及生态空间管理

城市是一类基于区域水-土-气-生-矿五类生态因子,生产-流通-消费-还原-调控五类生态过程,以及经济-政治-文化-社会-环境五类生态功能,在时间-空间-数量-结构-功序范畴耦合的复合生态系统。阐述了城市复合生态的整合机制、体制、结构、功能的内涵,提出以净化、绿化、活化、美化、进化型安全生态保障目标,生物链-矿物链-服务链-静脉链-智慧链五链合一的循环经济耦合构架,以及污染防治、清洁生产、产业生态、生态社区和生态文明五位一体的和谐社会建设模式为城市生态管理的3个支柱。城市生态管理是对城市涵养、调节、流通、供给和支持五类生态服务功能的调节、修复和建设而不只是保护城市生物。城市生态空间是指城市生态系统结构所占据的物理空间、其代谢所依赖的区域腹地空间,以及其功能所涉及的多维关系空间。通过天津、扬州、淮北、合肥等市复合生态规划与建设的案例,阐述了区域、市域、城域和社区/园区4尺度城市生态空间的管理方略。最后以延庆和北京主城关系的演变探讨了复合生态位势在城市生态管理中的应用。     

沈阳市生态城市建设中的生态压力

应用生态足迹方法计算了沈阳市1991—2005年的生态压力,并对2006—2010年生态足迹做了预测。结果表明：沈阳市1991—2005年人均生态足迹需求为1.75 hm²,人均生态承载力为0.41 hm²,人均生态赤字为1.34 hm²,人均生态足迹的需求超出人均生态承载力3.24倍;在6大类生态生产性土地中,耕地足迹和能源足迹占沈阳市生态足迹总量的85%以上,二者的变化对生态足迹总需求有巨大影响。经预测,沈阳市生态足迹在2005年后将增长迅速,预计2010年达到人均5.11 hm²,是1991年的3.50倍、2000年的3.32倍、2005年的1.96倍。结合研究结果,就沈阳市建设生态城市、实现可持续发展提出了建议。     

生态城市与人地关系

生态城市作为当下探索人与自然协调共处、社会和谐进步、经济持续发展的实践,是实现可持续发展的重要举措。人地关系作为地理学研究的核心,是社会发展必须直面和探讨的重要问题。分别论述生态城市和人地关系相关研究的理念与框架、过程与机制、理论与方法的演变以及两者的区别。生态城市规划具备高度的综合性,在优化资源配置、调整空间布局、协调各项事业、改善城市功能等方面发挥重要作用,由单方面注重增长速度和规模转向重视城市增长容量、生态承载力、生活质量方面。人地关系研究旨在探索人地系统各要素间相互作用与系统行为及调控机制,其主旨问题随人地系统演变发生变异,准确分析人地关系面临着一系列理论、技术和数据方面的挑战。生态城市可以借助人地关系作为一个更加宏阔的系统框架,同时可为人地关系研究提供具体的工具和手段。复杂系统科学和综合集成方法是生态城市和人地关系的重点研究方向。生态城市与人地关系研究相互融合,能够更好地解决复杂问题,从而朝着共同目的—可持续发展迈进。