基于生态承载力的国土空间开发布局方法研究

为揭示城市生态承载力空间特征,探讨国土空间开发格局优化方法,该文以湖北省鄂州市为例,构建"资源环境承载力-生态弹性力-社会经济协调力"生态承载力综合评价模型,采用状态空间法在市域范围进行生态承载力综合评价,利用三维魔方法设计生态承载力综合评价与国土空间开发格局的关联模型,结合生态承载力的空间分异特征与评价单元主体功能分区结果进行国土空间开发布局分析。结果表明:1)生态承载力综合评价指数最大值为0.233 8,位于梁子镇,最小值为0.050 9,位于临江乡。受到资源环境本底和社会经济投入条件影响,研究区生态承载力较高地区主要分布在西南沿湖一带,北部相对较低,总体呈现南高北低的空间分异格局。2)国土空间格局划为城市经济核心区、城市经济拓展区、农业生产区、生态功能涵养区四大功能区域和一类禁止开发区域,能够较好地反映生态承载力综合指数的空间分异特征。结果能够为国土空间开发格局优化理论与实践提供科学依据和实证基础。     

基于生态足迹模型的资源型城市生态承载力评价——以黑龙江省大庆市为例

[目的]综合分析黑龙江省大庆市生态承载力时空变化及影响因素,为大庆市与同类资源型城市生态优化提供科学依据。[方法]使用生态足迹模型,分析近30 a来大庆市及各行政区生态承载力时空变化。使用PLS模型定量筛选大庆市生态承载力影响因子。[结果] 1986—2016年大庆市表征状态均为生态赤字,除市区外,各地区生态赤字均有不同程度升高;剔除能源消耗外部性造成的影响,大庆市生态安全等级较低的区域呈现扩大趋势;各地区生态协调系数均出现不同程度下降,除林甸县与杜尔伯特地区外,其他地区生态协调能力较差;研究期内,农业固定资产投入额度、GDP年增长率、第三产业比重、社会消费品零售总额、农业总产值5种因子对大庆市生态承载力影响极显著。[结论]当前大庆市生态承载力呈现出压力较大,空间分布不均,影响因素多样的特点,在制定提高生态承载力相关措施时,要注重因地制宜,切合实际。     

河北省中南部农业环境承载力研究

以环境承载力理论为基础,建立了河北省中南部5地区的农业环境承载力指标体系,并用综合加权的方法进行评价分析,与理想指数和警戒指数进行比较.对区域的生态因素、抗灾能力和农用化学物质施用强度进行定量分析,以表征该区可持续发展的能力.     

耦合景观格局与生态系统服务的区域生态承载力评价

区域生态承载力评价是国土空间开发与规划的主要依据,其评价结果能反映人类开发与规划影响下的区域生态系统对人类的支撑与承载能力。现有的生态承载力评价方法中,以生态系统服务为主线的评估日渐成熟,但缺乏对生态系统受干扰程度及恢复能力的表征。因此,本研究以石家庄市为例,在生态承载力评价中引入景观格局与植被变化因子来体现生态系统受干扰程度,与生态系统服务构成具有3个准则、11个指标的综合指标体系。评价结果显示：基于栅格处理的石家庄市生态承载力空间分布基本呈现西部山区高,东部低的态势;其中,生态系统服务提供能力分布格局基本与综合生态承载力分布一致,而景观格局指数呈现镶嵌分布,植被变化指数表现为圈层分布,这说明不同指标对综合承载力的贡献存在差异。进一步对比区县及乡镇两级行政尺度的区域分析结果可以看出,小尺度上的指标分布异质性更高,不同级别地方政府的调控、管理方向应当更具有针对性。总体来看,石家庄市西部地区应着重将森林生态系统融入到城市的发展和建设中;东部区县需要处理好生态环境与经济发展的关系,通过生态空间的格局优化提升生态系统服务提供能力,从而提高国土空间综合承载力。     

黄土区大型露天煤矿区生态承载力评价研究--以平朔安太堡露天煤矿为例

露天矿生态承载力的变化与矿区的污染控制、土地复垦与生态重建措施密切相关。本文根据矿区生态承载力内涵及层次特点,从生态系统弹性力、资源环境承载力及生态系统压力度3个方面提出对其进行量化的研究方法。结合高吉喜提出的生态承载力评价方法,构建了较完整的评价指标体系,利用AHP法求得各指标权重值,对矿区生态承载力状况进行静态和动态评价。研究结果表明:平朔安太堡矿区2007年的生态系统弹性力为46.836,中等稳定;资源环境承载力47.127,中等承载;生态系统压力度为1.396,承载超负荷。从动态变化趋势看,平朔安太堡矿区生态系统弹性力波动较强烈,说明矿区生态系统稳定性差,具有明显的脆弱特性;生态系统压力指数的变化说明,1999年前生态系统的压力对矿区生态系统弹性力和资源环境承载力影响较大,而1999年后影响逐渐减弱,矿区1987~2007年生态系统弹性力和资源环境承载力变化趋势相同;1997年后生态弹性力开始上升,资源环境承载力在1999年后也处于明显上升趋势。     

湖北水资源生态承压能力的时空分异特征

根据水资源生态足迹基本原理和计算模型,引入水资源生态承压能力指数,对湖北省2004—2012年的水资源生态足迹和生态承载力、水资源生态承压能力的时空分异特征、水资源生态承压能力和社会经济发展的空间关联性进行探讨。研究表明:(1)湖北省历年水资源生态承载力大于生态足迹,存在一定的盈余,但水资源生态承载力与生态足迹空间格局不匹配;(2)湖北省水资源总生态足迹和人均生态足迹总体呈上升趋势,万元GDP水资源生态足迹和水资源生态承压能力总体呈下降趋势。干旱、洪涝等自然灾害对湖北省水资源生态承载力影响较大;(3)湖北省社会经济发展状况与水资源生态承压能力存在负的空间关联,双变量局部空间自相关的LISA集聚类型出现HH,HL,LH和LL共4种类型,其中HH型仅占全省市州总数的1/17,社会经济发展和水资源生态承压能力空间分布不协调。加强区域水利基础设施的修建与完善,优化区域的产业布局,提高水资源利用和经济发展协调度,是实现湖北省水资源可持续发展的重要途径。     

秦岭北麓生态承载力定量评价研究

基于生态承载力理论,计算和分析了秦岭北麓的生态承载力状况,结果表明:秦岭北麓的生态弹性指数大于50,生态系统具有中等的自我维持与自我调节能力;水资源与土地资源均具有较高的承载能力,但土地资源的承载能力更具优势,承载指数大于70,水资源的承载指数则小于70;从资源的承载压力度来看,土地资源的承载压力比较小,水资源的承载压力则非常大,已超负荷。11个区县中,最低的水承载压力度为2.84,最高的已达到33.89的强压水平,水资源已成为社会经济发展的“瓶颈”。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的江苏省生态承载力评价及障碍因素诊断

[目的]以江苏省为研究对象,依据其资源禀赋对2001—2015年的生态承载力进行评价,并对其障碍度进行诊断,为促进该区域生态承载力的提升提供科学依据。[方法]利用DPSIR模型构建评价指标体系,通过熵权法对指标权重进行赋值,采用TOPSIS分析法和障碍度模型进行实证分析。[结果]江苏省生态承载力呈N形的演变态势,综合贴近度处于"差"状态;从分类指标情况看,压力、驱动力和响应子系统评价指数呈不同程度的上升趋势,影响子系统的评价指数呈下降趋势,而状态子系统的评价指数保持稳定;从障碍度诊断结果看,响应子系统是影响江苏省生态承载力的主要障碍因素。[结论]江苏省的社会、经济和生态的耦合协调度较低,应从加大环境财政的投入、完善基础设施建设、加强生态文明制度建设和拓展生态发展空间等方面提出改进策略。     

基于ESI模型的经济发展对生态环境压力定量评价

生态环境压力指数(ESI)法是评价区域经济发展对生态环境压力的一种定量模型。本研究采用改进的ESI模型,对2000—2010年吉林省社会经济发展对生态环境构成的压力特点及变化趋势进行时间序列分析,并对吉林省各主要城市2010年的生态环境压力状态进行空间序列分析,以期为吉林省生态环境保护与相关产业结构调整提供科学依据。评价结果表明:2000—2010年,随着经济发展,吉林省的生态环境压力处于不断增加的趋势,尤其2005年的生态环境压力增幅明显。并且2008年以来压力构成从生态环境污染型转变为资源能源消耗型。2010年的压力空间分布特征为:以长春市、吉林市为代表的吉林省中部地区由经济发展带来的生态环境压力最大,东部地区较小,西部地区最小。长春、四平、松原、辽源、白城为资源能源消耗型压力,吉林、通化、白山、延边为生态环境污染型压力。     

基于生态承载力的焦作市可持续发展能力研究

以生态承载力理论和层次分析方法为指导,在分析生态环境现状的基础上,计算出焦作市的生态弹性指数、资源承载指数和环境压力指数,着重计算了大气环境承载压力指数,并从这3方面对焦作市的生态承载力进行了综合分析评价。结果表明:焦作市处于生态弹性较稳定、资源较高承载、环境较高压的状态。     

2004-2013年忻州市生态足迹和承载力变化

采用修正后的生态足迹模型测算了2004-2013年忻州市生态足迹和生态承载力.生态足迹模型中增加了包括废气、废水和固体废弃物科目的污染排放账户和水资源账户,重新确定了忻州各项生物账户全球平均产量与生产性土地均衡因子.测算了各帐户的生态足迹与承载力.结果显示:(1)忻州人均生态足迹增长较为明显,由2004年的2.098 8 hm2/人增长至2013年的5.388 9 hm2/人,人均生态承载力维持在1.28 hm2/人左右,人均生态盈亏全部表现为生态赤字从0.800 9 hm2/人上升至4.103 8 hm2/人.(2)生态足迹帐户上表现出差异性:近10年间均表现为生态盈余的有耕地、林地、建筑用地、水资源共4类,除水资源外,其余3类生态盈余呈下降趋势;而草地、水域、能源用地、污染消纳地均表现为生态赤字,除污染生态赤字稳定在一定范围内外,草地、水域、能源用地均表现为快速增加趋势,导致了生态赤字的增加.(3)全市生态压力指数从2004年的1.62增长到2013年的4.19,生态多样性指数从1.261减少到0.855,万元GDP生态足迹从4.355 hm2/万元降至2.563 hm2/万元,表明生态足迹分配越来越失衡,生态系统处于不稳定状态.同时资源利用率正在逐步提高,发展能力指数由2.646增加到4.609的事实也说明了全市可持续发展态势良好.     

基于多源国土空间数据的资源环境综合承载力及人口承载力评价——以江苏省常州市为例

[目的] 研究江苏省常州市资源环境综合承载力情况,明确国土空间开发与利用方向,为该区土地与人口的空间布局优化提供决策依据。[方法] 基于2010—2019年多源国土空间数据,构建多因素多因子综合判别模型。[结果] 常州市资源环境综合承载力呈现出显著的东高西低,平原高山地丘陵区低等空间分异特征。此外,基于未来土地资源的粮食安全保障水平预测2030年常州市人口承载指数高达1.27,显著高于国际警戒水平。[结论] 常州市空间开发程度、自然本底和基础设施条件对区域资源环境综合承载力水平具有显著的约束,且人口处于超载状态。     

黄河流域水土保持监测评价能力建设

在对黄河流域水土保持监测评价能力现状和存在问题分析的基础上,确定提高监测评价能力建设的目标和发展方向。通过建立多源数据交换与共享机制、数据获取和更新保障机制、水土保持监测评价数据标准、分析评价方法、元数据管理机制,提高系统的数据质量和利用潜力,构筑数据采集、管理和综合分析与评价平台及应用培训等工作,增强黄河流域水土保持监测和评价的综合能力。     

基于土壤养分平衡的畜禽养殖承载力研究

为了合理控制畜禽养殖规模、有效降低畜禽养殖污染,采集江门市新会区水田、菜地、园地和林地共35个土壤样品,监测N、P养分以及Cu、Zn、As等重金属含量。基于土壤养分平衡模型,对适宜的畜禽养殖量进行了研究。结果显示,新会区土壤肥力水平较高,在35个监测点中,有29个点位土壤的全氮含量超过1.2g·kg~(-1),占比82.9%;11个镇街中,除了大泽,其余10个镇街的部分土壤存在N肥或P肥过剩,部分农用地土壤还同时出现N肥和P肥过剩;部分果园土壤出现As超标,沙堆、古井、罗坑三个镇果园土壤As超标倍数分别为1.76、0.66、0.21,古井林地、双水、司前的水田As超标倍数分别为0.31、0.15、0.082;全区现状畜禽养殖总量为125.7万头猪当量,而基于土壤养分平衡的畜禽养殖总量为27.10万头猪当量。因此,在新会区畜禽养殖污染防治工作中,除了需要大幅削减各镇的养殖规模、提高有机肥施用比例外,同时需关注畜禽粪便施用可能导致的农用地As污染风险。     

巴东县不同森林类型林下灌草和凋落物水文效应研究

对巴东县的不同森林类型林下灌草和凋落物的数量和持水特性进行了调查分析,结果表明：林下灌草生物量最多的是灌木林,其后依次是马尾松林、针叶混交林、针阔混交林、阔叶林和柏木林;灌草层的持水量与其生物量具有密切关系,生物量多的持水量相应也多。林下凋落物层存储量最多的是柏木林,其后依次是针阔混交林、阔叶林、针叶混交林、灌木林和马尾松林;凋落物持水量最多的是阔叶林,其后依次是柏木林、针阔混交林、针叶混交林、灌木林和马尾松林,主要原因是除了受凋落物数量的影响外,还受凋落物持水能力的影响。     

不同施肥处理土壤及不同C/N比有机物料中有机N的矿化进程

采用室内恒温控湿好气培养试验研究长期不同施肥制度培育的土壤有机N库的供氮能力及不同C/N比有机物料掺混土壤后有机N的矿化特征与进程。结果表明:长期不同施肥制度培育的土壤有机N库的供氮能力各不相同,与不施肥处理相比,长期施用化肥或有机肥均能提高土壤的供氮能力,二者相结合可明显提高土壤供氮力;不同C/N比有机物料掺混土壤后有机N的矿化特征与物料的C/N比密切相关,有机N的矿化进程可区分为前期的快速分解和后期的缓慢分解。     

辽宁省典型流域水环境容量计算与分析

根据一维、二维水质模型,建立了水环境容量计算模型。在全面分析辽宁省某典型河流的水质状况、污染源及污染物特征的基础上,选取一维水环境容量模型进行计算。以河段功能分区情况为基础,结合该典型流域各断面水质及水文站的水文监测资料,对该河流的主要污染物COD在不同保证率（90%,50%,20%）情况下的水环境容量进行计算,全河段平水年水环境容量达2 520.71 t/d,并对结果进行了分析,在计算结果的基础上,提出了针对典型流域进一步改善和控制水环境的规划建议。     

华北与西北地区典型土壤固钾能力差异研究

试验在我国华北和西北小麦玉米种植地区进行,研究了几种典型土壤在连续13年的K肥施用及小麦秸秆还田条件下耕层土对外源K素的固定能力差异.结果表明:相比常年只施NP肥处理,连续施用K肥或秸秆还田可显著降低土壤对外源K素的固定量,土壤固K量随环境溶液中K素浓度的增加而增加,但固定率下降.随土层变深,各定位点土壤固K量和固K率均随之增加,华北两定位点相对明显.轮作地区各处理0 ～ 20 cm土层土壤对外源K素的固定量(率)均远高于原始土壤,而单作区土壤的固K量(率)稍高或低于原始土.土壤固K能力表现出地带性规律,整体看取自华北两个定位点的土壤对外源K的固定能力强于取自西北两个定位点的土壤.     

黑土农田养分平衡与养分消长规律

通过 1 1年的定位试验结果表明 ,典型黑土农田 1 1年不施N肥 ,N素的自然供给力由 92 %下降到 5 0 %～ 60 % ;不施P肥 ,P素的自然供给力由 98%下降到 80 %～ 90 % ;不施钾肥 ,K素的自然供给力也由 1 0 0 %缓慢下降接近 90 %。农田养分平衡盈亏及其变化决定了土壤养分消长规律 ,其中有效磷的消长与P素盈亏的相关模型为Y =2 895 0 1 3 4x ,速效钾的消长与K素盈亏的相关模型为Y =1 8 81 0 1 63x。     

温度对土壤钾素容量和强度(Q/I)关系的影响

本文研究了温度对土壤钾素容量和强度(Q/I)关系的影响。在5,25和40℃三种温度下测定了新疆灰漠土、吉林暗棕壤和山东棕壤三种土壤样本的Q/I关系曲线。结果表明,随着温度的升高,土壤供钾能力增加,缓冲性能下降,供钾强度指标AR°值和供钾容量指标△K°值增加,表示土壤对钾的缓冲性能的PBC值减小。温度对AR°值的影响最为明显,当温度从5℃增加到40℃时,新疆灰漠土、吉林暗棕壤和山东棕壤的AR°值分别从0.0167,0.00074和0.0010增加到0.0348,0.0015和0.0014√mol·L^-1。