美丽城市生态环境协同治理:基于生态韧性与协同增效的考察

城市生态环境是国家治理体系和治理能力现代化的重要内容,具有以人为本和精细化管理的显著特点。面向美丽城市建设和生态系统服务提升的现实需求,笔者首先辨析了市域、建成区、市辖区和城区的相关概念,阐释了城市生态韧性建设的内涵。其次,结合党的二十大报告关于“加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市”和“站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”要求,剖析了城市生态环境治理存在的主要问题:(1)生态环境协同治理滞后于城市建设,人居生态环境“大城市病”依然严峻;(2)治理体系和治理能力的区域差异显著,基础设施建设面临“快还旧账、不欠新账”双重压力;(3)“双碳”目标任重道远,工业园区降碳减污扩绿增长亟待技术创新;(4)顶层谋划发展的系统性不强,缺乏针对性的城市生态环境治理举措。最后,从顶层设计、理念引领、管理创新、分区分类、科技支撑等方面提出了城市生态环境治理策略,以期支撑快速城市化地区生态环境治理和生态文明建设,以新理念和实践创新助力人与自然和谐共生的美丽城市建设。

喜马拉雅东南部生物多样性保护优先区县域乡村振兴与生态系统服务耦合协调度研究:以定结县为例

厘清乡村振兴与生态系统服务的耦合协调关系,不仅是巩固拓展脱贫攻坚成果的客观要求,而且对践行“绿水青山就是金山银山”理念、推动生态产品价值实现具有一定的实践意义。以位于喜马拉雅东南部生物多样性保护优先区的西藏自治区定结县为例,从产业兴、生态美、百姓富3个维度,构建了乡村振兴-生态系统服务耦合协调度研究框架,分析了定结县10个乡镇2000—2020年乡村振兴指数与生态系统服务价值的耦合关系,结果表明:(1)定结县有4个乡镇的乡村振兴指数高于全县平均水平,2010—2020年的乡村振兴指数相较于2000—2010年明显增长。(2)陈塘镇、多布扎乡和琼孜乡的生态系统服务价值较高,2010—2020年定结县生态系统服务价值下降趋势比2000—2010年明显放缓。(3)2020年定结县有5个乡镇的耦合协调度高于全县平均水平,耦合协调度的空间分布总体呈中部低、南北高的特征。最后,从产业引领、生态安全、分类帮扶等方面提出了对策建议,研究结果可以为促进区域生态经济发展和乡村振兴提供技术支撑。

基于超限学习机的矿区土壤重金属高光谱反演

近年来采用可见光近红外光谱反演矿区土壤重金属受到重视,但土壤中重金属含量微小,光谱特性非常脆弱,对反演模型提出了较高要求。针对复垦矿区的土壤重金属反演研究,引入超限学习机(extreme learning machine,ELM)方法进行反演建模,与传统的偏最小二乘(partial least squares regression,PLS)方法和支持向量机(support vector machine,SVM)方法进行分析比较。通过对光谱数据进行预处理和相关性分析后,对30个土壤样本数据运用3种模型进行反演,并对其中10个预测样本进行模型检验。结果表明,ELM对于重金属Zn、Cr、Cd和Cu的预测精度要高于SVM和PLS,对重金属As和Pb的预测能力与SVM基本相当。

长三角城市群减污降碳驱动因素研究

城市发展的同时也面临着应对气候变化、生态环境保护和经济发展的多重压力,探究城市群尺度减污降碳的时空驱动特征及其演变特征,有助于更好地理解城市化与环境的互动关系。以长三角城市群为研究对象,基于碳排放水平和污染物排放数据构建了减污降碳强度指标,并通过时空地理加权回归(GTWR)方法和随机森林(RF)方法分析经济发展、产业结构、土地利用结构、人口以及气候变化对减污降碳强度指标的时空驱动特征及驱动因素重要性变迁特征。结果表明:2003—2017年,长三角城市群整体减污降碳强度呈下降趋势,27个城市平均减污降碳强度由2003年的0.23下降到2017年的0.05;其中,滁州2003—2017年的平均减污降碳强度仍处于较高水平的梯队,且其减污降碳强度变幅为18.62%。在考虑时间效应后,GTWR模型R 2与调整R 2均高于0.96,与GWR模型相比,拟合精度和优度提升较大;上海、苏州和浙江9市受园林绿地面积的负向驱动,导致减污降碳强度下降。能源消费总量在2003—2007、2008—2012和2013—2017年3个时期的重要性排名均为第1,同时园林绿地面积的重要性排名从2003—2007年的第5逐渐上升到2013—2017年的第2,人口密度和人口总量的重要性排名虽然靠后,但总体上重要性呈上升趋势。总体而言,GTWR模型对减污降碳强度具有较好的时空拟合能力,减污降碳强度指标时空分异特征显著。建议长三角城市群提升能源利用效率,大力发展第三产业,优化土地利用结构。

长三角城市群地区生态系统服务价值时空演变及驱动因素研究

城市生态福祉问题日益受到关注,探索城市群生态系统服务价值(ESV)驱动效应对于提升城市生态福祉和人居环境健康具有重要借鉴意义。以长江三角洲城市群(长三角城市群)27个城市为研究对象,采用随机森林(RF)和结构方程模型(SEM)方法探究人为活动和自然条件2个方面10项指标对ESV的驱动特征及驱动路径演化特征。结果表明,(1)2000—2020年长三角城市群总体ESV出现先下降后上升的变化趋势,体现出重点湖泊、湿地和水系ESV最高,南部丘陵次之,北部农田再次之,都市群建成区最低的空间分布格局。(2)长三角城市群ESV呈较强的空间聚集模式,其中,2000—2020年扬州、泰州和盐城市接壤地区,盐城和南通市滨海湿地,常州、无锡、苏州和湖州市接壤地区以及南京和马鞍山市接壤地区ESV上升热点效应非常显著。(3)长三角城市群地区水域面积对ESV驱动影响的重要程度高于其他影响因素;SEM分析结果显示,驱动因素通过直接间接方式对2000、2010、2020年ESV以及2000—2020年ESV变化的解释程度总体上分别为85%、84%、83%和72%。长三角ESV空间聚集冷热点演变过程从侧面反映了长三角城市群城市化演变过程;水域面积对ESV的直接驱动效果非常显著;林地面积除对ESV的直接驱动外,对ESV的间接驱动也是重要路径。建议综合考虑各项指标的直接和间接因果驱动效应,从城市群一体化发展的角度提升城市生态系统服务价值。

基于地形位置指数的赤水河流域植被时空变化研究

地形因子和植被覆盖是区域灾害评价的关键指标,也是山区型村镇建设生态安全评估的重要内容.为探析山区型村镇建设的生态约束条件,以赤水河流域为研究对象,基于1998-2018年SPOT_VGT NDVI数据,利用地形位置指数(Topographic Position Index,TPI)和坡度位置指数方法,研究了赤水河流域植被生长季NDVI时空变化及地形分异特征.结果表明:①赤水河流域内,1998-2018年植被生长季平均NDVI呈缓慢上升趋势,斜率为0.0047;NDVI>0.60的集中连片区域主要分布在古蔺县北部、赤水市大部和习水县西北部,占赤水河流域总面积的8.42%;Sen′s slope在0.009~0.015区间时,赤水河流域植被生长增强趋势最明显,主要集中分布在赤水河中上游、二道河以及下游的大同河干流地区.②TPI在-39.4~34.3区间的面积最多,为6221.63 km^2,占赤水河流域总面积的34.05%;将赤水河流域坡度类型划分为山脊、上坡、中坡、平坡、下坡、山谷6个坡度位置类型,其中,中坡面积(7792.02 km^2)最大,占流域总面积的42.64%,表明TPI数值较小且坡度大于5°的区域是赤水河流域地形主体.③赤水河流域植被在山脊的平均NDVI最高,为0.747,且山脊平均Sen′s slope最高,为0.0072;山谷平均NDVI最低,为0.709.研究显示,赤水河流域植被分布在118.5~486.9的TPI区间或分布在山脊处时整体生长较好,且生长增强趋势最明显.

基于微地貌约束的山区型特色小镇“三生”空间布局优化

优化国土空间开发格局是生态文明建设的重要内容,在村镇尺度下生态-生产-生活(简称“‘三生’”)空间结构与布局,对于特色小镇绿色发展具有重要意义.为优化山区以工业和旅游融合为优势的特色小镇“三生”空间布局,以茅台镇为研究对象,基于“产业兴旺、生态宜居”乡村振兴战略要求,通过10 m分辨率DEM、土地利用等数据,以主导生态功能和山区微地貌为约束条件,通过GeoSOS-FLUS模型开展了生态优先情景下茅台镇“三生”空间布局优化研究,并与无地貌约束的自然演变和经济优先2种情景做了对比.结果表明:①茅台镇生态空间和农业生产空间在峡谷底、陡坡和山脊区域均有大量分布且面积数量差异较小,而生活空间和工业生产空间多分布在峡谷底部.②自然演变情景模拟下,河谷地带的缓坡和部分陡坡位置均被转换为建设用地;经济优先情景模拟下,缓坡位置的耕地较易转化为建设用地;而生态优先情景模拟下,林地实现了空间上的连通和聚集,建设用地主要在茅台镇中南部河谷地带以及缓坡地区适度扩张.③生态优先情景下,峡谷底区域“三生”空间布局得到优化,生态空间面积从41.29 km^2增至43.80 km^2,工业生产空间面积由6.86 km^2增至7.89 km^2,农业生产空间由24.29 km^2降至20.00 km^2.研究显示,对于山区型村镇,微地貌约束土地利用模拟使得工业生产空间和生活空间集中分布在峡谷底区域,而生态空间则较多分布在缓坡和陡坡区域.

基于水系控制单元的山水林田湖草生态保护修复实践——以尤溪流域为例

实施山水林田湖草生态保护修复对维护流域生态环境安全具有重要意义。本研究以尤溪流域优质水资源保护和水质提升为总体目标,针对流域突出生态环境问题,基于水系控制单元构建水环境综合治理、环境质量改善、生境修复三大类生态保护修复工程体系,明确生态保护修复总体目标和绩效指标,提出湖库水环境综合整治、重点生态区位商品林赎买、坡耕地梯田改造、废弃矿山修复与地质灾害防治、提升流域生态监管等一系列措施,形成尤溪流域山水林田湖草一体化生态修复实践,为尤溪流域山水林田湖草系统治理和可持续发展提供科学依据。

乡镇尺度大娄山区生态系统服务价值时空变化研究

乡镇尺度生态系统服务价值(Ecosystem Service Value,ESV)核算对于制定乡镇差异化发展调控政策具有重要参考价值.以大娄山区水源涵养与生物多样性保护功能区(简称“大娄山区”)为研究对象,基于2000年和2018年2期土地利用数据,通过单位面积价值当量核算、地貌、地表粗糙度、空间统计等方法,研究了乡镇域ESV,并分析其地形效应和空间关联特征.结果表明:①2000-2018年大娄山区ESV整体呈稳定且微弱增长趋势,由1891.44×10^8元增至1895.73×10^8元;有28个乡镇ESV呈下降趋势,其中22个分布在贵州省.②在大娄山区4种地貌类型中,以缓坡区域的ESV最高(2018年),为811.69×10^8元;而区域单位面积ESV由高到低依次为峡谷底(0.21×10^8元km^2)>山脊(0.07×10^8元km^2)>缓坡(0.06×10^8元km^2)>陡坡(0.01×10^8元km^2).③2000年和2018年大娄山区ESV全局Moran′s I值分别为0.111和0.109,且P值均小于0.05,表明研究区有显著的空间自相关性和空间聚集效应.2000-2018年,乡镇尺度ESV变化主要有5个空间热点聚集区和2个冷点聚集区.研究显示,建议对大娄山区28个ESV下降的乡镇、ESV冷点聚集区所涉及的乡镇、Ⅲ级地表粗糙度和缓坡重叠区域应优先开展“三生”空间优化.

内蒙古某铁矿尾矿库生态修复区的植被恢复效果

尾矿库生态修复可以在一定程度上阻隔库内污染物扩散,适宜植物种选择不仅有利于确保坝体地质安全,还是构建区域生态安全屏障的重要措施。本研究选取内蒙古某铁矿尾矿库的坝体边坡绿化、库外道路、人工湿地3个类型生态修复区,运用植物群落生态学的调查方法,分析与探讨了尾矿库外“边坡-道路-人工湿地”环境梯度下生态修复的适生植物种及物种多样性变化特征。结果表明:尾矿库生态修复区共发现植物31种,隶属13科30属,以菊科、豆科、禾本科和藜科为主,占总数的71.0%。边坡绿化区和库外道路区的草本优势种为狗尾草[Setaria viridis(L.)Beauv]、冰草[Agropyron cristatum(L.)Gaertn]、猪毛菜(Salsola collina Pall)、黄芪[Astragalus membranaceus(Fisch.)Bunge],共有灌木优势种为白刺(Nitraria tangutorum Bobr);人工湿地区的建群种为芦苇[Phragmites australis(Cav.)Trin.Ex Steud]。边坡绿化区物种多样性的Shannon-wiener指数(H值)和Pielou均匀度指数(J值)最高,分别为0.983和0.347,人工湿地区的H值和J值最低,分别为0.049和0.030;边坡-道路之间的相异性指数为0.647,道路-湿地之间的相异性指数为0.818,物种组成的替代速率前者大于后者。研究结果可以为相似类型的铁矿尾矿库生态修复的植物种选择和稳定群落构建提供参考。

大娄山区生态系统服务价值变化与情景预测

生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)是区域生态福祉的重要测度指标,探析ESV演变规律对区域生态保护政策制定和绿色发展具有重要参考意义.以大娄山区水源涵养与生物多样性保护重要区(简称“大娄山区”)为研究区,基于土地利用数据和修正系数的当量因子法,评估2000—2018年大娄山区ESV空间格局及演变特征,同时结合10项土地利用驱动因素和斑块生成土地利用变化模拟(patch-generating land use simulation,PLUS)模型预测大娄山区2036年自然演变、经济优先和生态保护3种情景下土地利用变化及其ESV演变和转移特征.结果表明:(1)2000—2018年大娄山区ESV呈微弱增加趋势,由2000年的1988.41×10^(8)元/a增至2018年的1994.20×10^(8)元/a,增幅为0.29%;其中,湿地面积增加致使水文调节ESV增加4.75×10^(8)元/a.(2)总体上,夜间灯光指数、人口密度、高程等因素对耕地、林地和草地的土地发展潜力驱动贡献较高.就耕地土地发展潜力来说,以高程、夜间灯光指数、地形湿度指数(topographic wetness index,TWI)驱动贡献率较高,分别为14.41%、11.83%和10.44%.(3)从ESV模拟结果来看,到2036年,经济优先情景下大娄山区ESV为1955.8×10^(8)元/a,相比2018年下降38.4×10^(8)元/a;生态保护情景下,林地、水域面积均有较大增幅,导致气候调节和水文调节分别提升4.77×10^(8)和3.35×10^(8)元/a,其中在金沙县、习水县、叙永县和大方县耕地转化为林地较为集中.研究显示,退耕还林是大娄山区生态保护的主要途径,湿地水域土地利用变化是影响大娄山区ESV的重要因素.

浅谈城区配网线路跳闸统计分析及防治

石河子市每遇恶劣天气,常有配网线路跳闸,造成用户停电,影响居民的正常生活。选取老市区及开发区共6条主要配网线路,将这6条线路在2016年的跳闸情况进行统计,分析,发掘其中存在的问题,以提高供电质量为目标,寻找对应的防治措施,让电力更好的为石城人民服务。

铁矿生态修复区生态系统服务价值增量评估

为探索建立矿山生态环境损害补偿性恢复的生态系统服务价值评估方法,利用遥感和GIS(地理信息系统)技术,选取内蒙古某钢铁企业的尾矿库边坡绿化、人工湿地、植树造林等3种类型的生态修复区,调查评估了不同类型铁矿生态修复区的生态系统服务价值。结果表明:2016—2018年3种生态修复区面积呈不同程度增加趋势,边坡绿化区草地面积所占比例相比2016年提高了85.4个百分点;人工湿地区湿地面积占比相比2016年提高了33.3个百分点;植树造林区森林面积占比相比2016年提高了38.4个百分点;边坡绿化区与人工湿地区生态修复面积逐步由东向西增加,植树造林区生态修复面积由东西两侧向中部增加。2016—2018年3种生态修复区生态系统服务价值呈不同程度增加趋势,其中生态系统服务价值总量相比2016年增加了520.68万元,3种生态修复区生态系统服务价值分别增加了218.03万、258.96万元和43.69万元;边坡绿化区调节服务生态服务价值量相比2016年增加了141.60万元;人工湿地区调节服务生态服务价值量相比2016年增加了165.54万元,植树造林区调节服务价值量相比2016年增加了27.75万元。研究结果可为矿山企业落实生态环境治理主体责任、积极开展矿山生态修复提供实践依据。

生态环保扶贫减损增益和“绿水青山就是金山银山”转化研究

打通“绿水青山就是金山银山”转化路径是生态经济研究的重要内容,也是衔接脱贫攻坚和乡村振兴的有效途径.结合扶贫领域生态环境保护项目实施情况,从生态保护修复效益、环境污染治理效益、“绿水青山就是金山银山”转化效益方面构建了生态环境损益与“绿水青山就是金山银山”转化效益评估指标体系,并选择江西省崇义县进行案例研究.结果表明:①构建的生态环境损益与“绿水青山就是金山银山”转化效益评估指标体系包括生态保护修复实现的增值量、环境污染治理产生的减损量和“绿水青山就是金山银山”转化的经济收入.②崇义县良好生态环境实现的“绿水青山就是金山银山”转化效益初步显现,2018年崇义县“绿水青山就是金山银山”转化的经济收入为22.77×10^8元,是2013年的3.77倍,通过“绿水青山”向“金山银山”转化的经济收入得到逐步释放.③生态环保扶贫不仅可以提高区域生态环境质量,而且可以防止产生新的生态破坏与环境污染事件,通过发展生态经济,促进贫困地区县域经济绿色转型发展,巩固脱贫攻坚成果和支撑乡村振兴.研究显示,着眼于生态环保扶贫促绿色转型发展和生态产品价值实现,保护修复生态环境获得合理回报,“绿水青山就是金山银山”转化效益评估包括绿色有机农产品产值、生态旅游和生态补偿类收入,指标简单、可操作性强,可为生态环保扶贫政策优化和贫困地区可持续发展管理提供参考.

贵州省河谷型村镇建设中外来植物的入侵风险评估

在村镇建设和国土空间生态修复中,植物配置对区域生态安全和人居环境健康会产生一定的潜在影响,特别是外来植物容易产生的入侵风险和危害.为掌握贵州省赤水河流域村镇建设中外来植物组成、分布和生态风险,选择某河谷型村镇,在其建成区和非建成区布设了49个样点,调查与分析了外来植物的种类组成、分布特征及地形因素影响,并应用层次分析法(AHP)评估了37种外来植物的入侵风险.结果表明:①该河谷型村镇共发现植物276种,隶属于99科230属.其中,外来植物37种,隶属于18科32属,草本植物种数最多,占外来植物总数的64.9%,外来植物中有22种来源于美洲.②外来植物主要分布在海拔400~650 m之间.外来植物种数与入侵强度呈极显著正相关(P<0.01),与海拔、乡土植物种数均呈极显著负相关(P<0.01),海拔对外来植物种数影响最大,贡献率为68.7%,入侵强度和乡土植物种数的贡献率分别为12.4%和9.6%.③37种外来植物中入侵风险等级为高级的有13种(占35.1%),包括小蓬草(Conyza canadensis L.Cronq.)、反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L)和土荆芥(Ysphania ambrosioides L.)等,入侵风险等级为中级和低级的分别为13种和10种.研究显示,该河谷型村镇外来植物分布受海拔和乡土植物影响,低海拔地区外来植物较多;入侵风险等级为高级的外来植物有13种,建成区和非建成区分布相差不大.研究结果可为该河谷型小镇对入侵风险等级为高级的外来植物进行生态风险防控和乡土植物的合理开发利用提供支撑.

生态城市建设观测指标: 基于人与自然和谐共生的考察

人与自然和谐共生是生态文明建设的重要内容,也是解决城镇化和城市生态环境问题的重要路径。面对城市和城市群生态安全屏障保护和绿色低碳转型发展的需求,笔者梳理了生态城市的内涵演进、城市生态系统观测现状,研究构建了基于人与自然和谐共生的生态城市建设观测指标体系,包括城市生态安全格局、生物多样性保护、人居环境健康、绿色转型发展4个方面的28项指标。从国家政策引导、地方实践创新和理论研究探索3个维度,结合我国生态城市建设实践,研究提出了生态城市功能提升路径,以期为新时期国家环境保护模范城市建设指标及测评标准制定提供理论依据和决策参考。

浅谈短距离线路保护越级跳闸引起的事故分析

针对短距离供电的工业用户,在变电所出线断路器和用户侧断路器保护整定上失去选择性,根据规定要求,变电所出线断路器保护速动段可以设置短延时。但由于用户对设备的运行维护不到位,常发生用户侧故障越级至变电所断路器跳闸的情况,对电网造成的冲击损失较大。对此类事件进行分析后,根据用户性质来整定保护,可以有效减少用户故障造成的损失。

核电厂除硼床可用时间及除硼能力提升措施

压水堆核电厂各机组对硼回收系统(TEP)除硼床树脂可用时间没有具体规定,而是根据除硼床的实际效率来确定是否需要更换树脂,以尽可能延长树脂使用寿命,有效减少放射性废树脂的产生量。因除硼床在燃料运行末期非连续运行、按需投运的特点,按以往运行经验,各除硼床的运行时间相差较大,对除硼床运行有效性的预判带来较大的不确定性和困难。文章通过收集、整理各除硼床的以往运行经验,结合实验室模拟试验数据,提出了优化TEP除硼床运行和管理的措施,以保障机组的长期安全稳定运行。

以生态文明示范建设推进生物多样性主流化

本文梳理了生态文明建设顶层设计推动生物多样性主流化情况,分析了国家和地方以生态文明示范建设为抓手,推动生物多样性主流化的实践和取得的成效,提出新时期以生态文明示范建设推进生物多样性主流化的对策建议:锚定生物多样性保护与恢复作为城市生态文明建设的重要内容,提升生态文明建设示范区生物多样性主流化水平,推进“绿水青山就是金山银山”实践创新基地生态经济体系构建试点示范,将生物多样性惠益共享和生态产品价值实现纳入国家有机食品生产基地建设,以期为“十四五”时期生物多样性主流化和生态文明建设提供决策依据。

长江经济带涉矿生态环境协同治理对策

矿产资源开发生态环境保护与恢复治理是山水林田湖草生态保护修复的重要组成部分,也是区域/流域生态安全屏障建设的重要内容。本文面向长江保护修复的环境管理需求,梳理了第一批中央生态环境保护督察的长江经济带涉矿问题,探讨了矿产资源开发生态环境问题,提出了协同治理对策。结果表明:(1)长江经济带有8个省份发现涉矿生态环境问题,涉及石英砂矿、稀土矿、磷矿、锡矿、石灰石矿和石煤矿;有3个省份出现保护地采矿生态破坏严重问题,涉及自然保护区内违规设置的采矿权、探矿权和违法生产,以及国家级风景名胜区内以治理地质灾害之名开采磷矿。(2)11个省市中均发现了涉保护地违规管理问题,包括饮用水水源保护区、湖滨湿地、长江岸线和重要湿地、海洋保护区、风景名胜区。矿山生态环境协同治理对策包括:(1)科学制定矿山生态修复目标;(2)定期开展矿山生态保护修复成效评估;(3)提高矿山生态环境监管执行力。