滇中地区社会-生态-水资源系统耦合协调发展评价

探讨滇中地区社会、生态与水资源三者的耦合协调关系,对滇中地区及云南的可持续发展具有重要意义。基于能值分析与二元水资源可持续发展理论构建区域社会-生态-水资源系统能值评价指标体系,利用耦合协调度模型探讨2006—2020年滇中地区系统发展指数及耦合协调度。结果表明:近15 a来,滇中地区社会经济发展较快,水资源与生态环境发展相对较慢,复合系统耦合度高于协调度,且耦合协调度呈整体正向发展态势,多数地区为IV级以上。2006年耦合协调度空间分布呈北高南低趋势,北边六州市、南边红河分别处于初级、勉强耦合协调发展阶段;2015年呈西高东低走势,均达到初级协调发展阶段及以上,丽江变化较大,为中级耦合协调发展阶段;2020年呈四周高中间低分布,丽江仍处于中级耦合协调发展阶段领先位置,其余州市均处于初级耦合协调发展阶段。

水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调及驱动力分析

为加深对我国水资源、能源、粮食、生态系统协同演变趋势的认识,构建水资源-能源-粮食-生态多维系统指标体系,运用耦合协调度模型对我国2005—2020年水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度进行评价,并采用多因素归因分析法进行驱动力分析。结果表明:我国水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度从2005年的0.55增长到2020年的0.84,各地区耦合协调度从勉强协调发展水平过渡到中级协调发展水平,各子系统对耦合协调度上升的驱动分别经历了由粮食子系统到生态子系统再到水资源子系统主导的过程;能源子系统的贡献率虽然比较小,但是未来可能是各地区提升水资源-能源-粮食-生态系统多维系统协调发展水平的突破口。

黄河流域九省(区)人口-水资源-经济-生态环境系统耦合协调发展及障碍因素分析

黄河流域九省(区)人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境(PWEE)系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省(区)构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型,对2008—2020年黄河流域九省(区)PWEE系统综合发展水平、耦合协调状态和障碍因素进行分析。结果表明:黄河流域九省(区)PWEE系统及其各子系统综合发展水平呈上升趋势,耦合协调度从2008年的0.56上升至2020年的0.69,由勉强协调进入初级协调阶段,水资源子系统一直是影响九省(区)PWEE系统协调发展的限制因素,其平均障碍度从2008年的49.05%增加至2020年的55.48%,人均水资源量为主要障碍因子。

山水林田湖草沙生命共同体理念下社会-生态系统时空耦合及模拟预测

社会-生态系统(SES)耦合关系的研究可以更全面地理解人类活动对生态系统的影响,从而制定更合理的环境保护政策。将“山水林田湖草沙生命共同体理念”融入这一关系中,探究社会-生态系统间的时空耦合,可以促进社会-生态系统各要素的可持续利用和管理,并填补现有研究的空缺。赣州市拥有丰富的自然资源属于中国南方丘陵山地典型的生态区域,包涵山水林田湖草沙的各要素。以赣州市为例,分析2005—2020年社会-生态系统综合评估指标的演变规律,旨在深入了解社会-生态系统的复杂性,为其管理和保护提供科学依据。结果表明:(1)社会-生态系统框架中存在着系统间的耦合逻辑。主要体现在社会系统与资源系统的耦合、资源系统与生态系统的耦合、社会系统与生态系统的耦合三个方面。(2)2005—2020年,社会-生态系统综合评估指标在赣州市的中西部和东北部较高,在南部较低。中西部区域社会-生态系统呈现中、高耦合的格局,西部表现为失调。东南部多呈现低耦合格局。(3)2005—2030年基于SES框架的山、田、湖、治理、社会系统综合评估指数均呈现增长的变化趋势。水、林、草、行动者系统综合评估指数呈下降的变化趋势。基于社会-生态系统框架研究各系统间的耦合格局及其评估指数的模拟预测,对于深入理解社会-生态系统的内在机理、制定相关政策和管理措施、预防和应对生态灾害及推动可持续发展具有重要意义。

长江流域水资源-经济-生态系统的耦合协调及影响因素研究

长江流域水资源、经济与生态之间协调发展有待提高,亟待探索水资源、经济与生态之间的协调关系及其影响因素,助力长江流域可持续发展。以2011—2020年长江干流10省市为研究对象,首先建立水资源-经济-生态(water-economy-ecology,WEE)系统耦合协调度模型;其次利用趋势面映射耦合协调度全域分布,并探究长江流域耦合协调度发展的局部特征;再利用空间自相关分析,解析耦合协调度全局和局部相关性;最后采用因子探测器,探究耦合协调度的影响因素。结果表明:长江流域水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度逐年上升,但上升趋势存在显著差异;WEE系统耦合协调度全域呈现“U”型变化的态势,局部表现为“中游<上游<下游”;WEE系统耦合协调度空间集聚水平不断提高,局部空间相关性逐年向好;WEE系统耦合协调度主要影响因素可概括为水资源开发利用、水资源条件、经济发展水平、城镇化水平、污染排放及治理。长江流域未来可依据耦合协调度分布及影响因素贡献率,改善地区相应影响因素的现状,拓宽长江流域各省市高质量发展空间。

乡村旅游地社会-生态系统恢复力演化差异及影响机理——基于长三角核心-边缘区比较实证

基于适应性循环理论和核心-边缘理论,利用集对分析法、向量自回归、系统动力学仿真等多元集成方法,对比分析核心-边缘区乡村旅游地社会-生态系统恢复力演化机理和路径差异。研究发现:①旅游业能够推动核心-边缘区乡村旅游地恢复力一体化均衡发展,恢复力差距呈逐渐缩小趋势。②核心-边缘区乡村旅游地恢复力系统内部复杂交互、协同有序发展。社会、经济和生态子系统互为非线性动态因果关系,在此非线性复杂自组织力作用下子系统之间的耦合协调度呈良好发展趋势。③通过复杂系统多情景模拟,核心区乡村旅游地发展路径以协调发展型或生态保护型为主,边缘区以旅游优先型为主。④驱动核心-边缘区乡村旅游地恢复力演化的要素系统具有差异性。在系统层面,生态系统对核心区影响程度最高,社会系统对边缘区的影响程度最高;在因素层面,生态因素是影响核心-边缘区乡村旅游地的共同要素,核心区能够通过生态修复提升生态韧性,边缘区能够利用生态优势转化为发展优势,进而均能显著提升乡村旅游地恢复力。

青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调特征

水资源、环境、社会经济系统之间相互影响、协同演进,对3个系统相互作用关系的研究是目前的热点。为探究水资源-环境-社会经济系统的耦合协调特征,以青海省为研究对象,构建多系统评价指标体系,利用耦合协调模型及灰色关联模型对2000—2020年青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调特征进行定量评价。结果表明:(1)研究期内,青海省水资源、环境、社会经济子系统的评价指数呈现不同程度的增大趋势;(2)水资源-环境-社会经济系统耦合度处于融合高水平阶段,耦合协调度处于由中级协调向良好协调过渡的阶段;(3)在3个子系统中,水资源子系统的发展水平对青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调发展影响较大,环境子系统次之,社会经济子系统的影响相对较小。

闽南文化生态保护区文化-生态系统耦合协调发展研究

以闽南文化生态保护区为例,在综合评价2011—2020年文化与生态系统发展水平的基础上,通过耦合协调度模型和灰色关联度模型对两个系统的耦合协调程度及影响因素展开研究。结果表明:(1)闽南文化生态保护区厦漳泉3市文化综合发展水平整体呈平稳上升趋势,地区之间具有明显差异性,各城市文化发展不平衡;(2)闽南文化生态保护区厦漳泉3市文化生态系统耦合水平均处于良性耦合阶段,各城市的耦合协调指数均呈现小幅上升的态势,两个系统之间的相互促进作用明显加强,协调发展优化趋势明显;(3)闽南文化生态保护区厦漳泉3市的影响因素是复杂多样的,生态系统中的森林覆盖率、生活垃圾无害化处理率和一般工业固体废弃物综合利用率对文化生态耦合系统影响最大。

区域社会-生态系统恢复力协调发展时空演变研究——以陕西省为例

在人口增长、资源开发、城镇化等多因素驱动下,恢复力为区域社会-生态系统可持续发展提供了新的研究视角。以陕西省为研究区,基于社会、经济、生态3个子系统,综合考虑系统的脆弱性与应对能力构建指标体系,通过集对分析法对陕西省107个县级行政单元的社会-生态系统恢复力进行测度,根据恢复力测度结果,运用耦合协调度模型分析二元(社会-经济、社会-生态、经济-生态)及三元(社会-经济-生态)子系统的协调发展程度,从区域层面揭示其2000—2020年的时空演变特征,然后引入双变量空间自相关模型进一步探究二元与三元子系统协调发展度变化的数量及空间关联特征。结果表明:(1)研究期间陕西省社会、经济恢复力增长显著,生态恢复力呈微弱的下降趋势,社会-生态系统恢复力由0.303上升至0.779。(2)子系统协调发展度均呈上升趋势,社会-经济子系统南高北低的协调发展差异减弱,社会-生态、经济-生态子系统形成中部低南北高的协调发展格局,社会-经济-生态子系统协调发展度整体维持南高北低的空间分布特征。(3)二元子系统协调发展变化在数量及空间上与三元子系统协调发展变化有较大的正向关联性,以高-高、低-低类型评价单元在省域北部、中部的集中分布为主。

基于InVEST和CA-Markov模型的瓯江流域“水资源-社会-生态”协调发展评价

为寻求区域的可持续发展,基于InVEST和CA-Markov模型分析了不同时期瓯江流域生境质量,通过构建“水资源-社会-生态”耦合系统的评价指标体系对瓯江流域协调发展状况进行评价。结果表明:2000—2020年瓯江流域内以高生境质量区为主,但生境质量水平呈下降趋势,2030年下降幅度将进一步增加;流域内高生境质量区集中于西南侧,低生境质量区主要在温州龙湾区以及丽水市市中心附近;“水资源-社会-生态”系统建设水平与耦合协调度向好发展,水资源子系统的建设状况是影响整体水平的关键因素。提出了科学引导土地利用、合理规划水资源配置、优化产业结构三方面改进措施,以实现区域生态保护与高质量发展。

基于社会-生态耦合视角的城市边缘区生境服务评估与分区

城市边缘区是城市和乡村交接的社会-生态脆弱区,科学评估其生境服务,对于生物多样性保护与地区可持续发展具有重要意义。在生境服务评估中将社会和生态视角进行整合,有利于制订具有接受度和包容性的保护与管理策略。以上海市青浦区为例,基于社会-生态耦合视角构建“生境质量-生境感知”的生境服务评估框架,综合InVEST模型和SolVES模型开展评估,采用耦合协调度模型分析生境质量和生境感知的耦合协调关系,利用地理探测器探究协调空间分异的影响因素,并进行生境服务分区。结果表明:(1)研究区生境质量整体处于较低水平,空间分布呈“西高东低”格局;生境感知空间分布则多临近水系呈“条带状”格局。(2)生境质量与生境感知的耦合协调程度为轻度失调,且失调单元较多。(3)社会经济因素为耦合协调空间分异的主要影响因素,且多与景观格局因素共同作用。(4)基于生境质量和生境感知的匹配与耦合协调关系,可将研究区划分为4大类、12小类生境服务区,以进行针对性保护与管理。研究结果可为促进人与自然和谐共生的生境综合保护提供参考依据。

湖泊生态系统中微生物驱动氮-铁耦合反应研究进展

由于人类活动的影响,许多湖泊面临着氮(N)素富集引起的富营养化问题,这影响了湖泊生态系统的氮平衡和生态功能。系统地阐述了湖泊生态系统中微生物利用硝态氮和广泛分布的铁所驱动的氮-铁耦合脱氮过程,重点梳理了微生物参与的反硝化、异化硝酸盐还原成铵和厌氧氨氧化与铁耦合过程研究的最新进展,并说明了Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的氧化还原循环可以持续支持与含氮化合物的反应。深入理解微生物驱动的氮-铁耦合机理,有助于认识其对湖泊内源脱氮等方面的生态和环境问题的贡献。

我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度研究

判断我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展态势对促进我国海洋经济高质量发展具有重要的战略决策参考价值。文章运用耦合协调度模型测度2006—2019年我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度水平,并采用障碍度模型分析其主要障碍因子。研究发现:我国海洋经济子系统和社会子系统综合发展指数均呈显著上升趋势,生态子系统综合发展指数最高但未表现出显著增长态势;2006—2019年我国沿海地区整体耦合协调度水平呈上升趋势,耦合协调等级由勉强协调上升为中度协调,三大海洋经济圈耦合协调度水平由高到低依次为东部海洋经济圈、北部海洋经济圈和南部海洋经济圈;海洋劳动生产率、居民人均消费支出、海洋专业专科及以上在校学生数和治理废水项目完成投资额等是制约我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展的主要障碍因子。

塔里木河流域水资源-经济社会-生态环境耦合系统和谐程度量化分析

为科学评价塔里木河流域水资源-经济社会-生态环境耦合系统和谐程度,明晰影响其和谐发展的主要因素,系统考虑水资源禀赋、地区发展水平、生态环境状况等多个方面,构建了水资源-经济社会-生态环境耦合系统和谐程度评价指标体系,运用组合权重SMI-P法定量测算了2007—2016年塔里木河流域5地州各子系统及耦合系统的和谐程度。结果表明:时间维度上,各地州耦合系统和谐程度均有所提升,但提升速度及幅度存在差异,且目前均未达到基本和谐状态,大多处于接近不和谐状态;空间维度上,巴音郭楞蒙古自治州耦合系统和谐程度最好,是目前唯一达到较和谐程度的地区,其次为克孜勒苏柯尔克孜自治州和阿克苏地区,而和田及喀什地区则明显落后于其他3个地区;各子系统对耦合系统和谐度提升的贡献从大到小依次为生态环境、经济社会、水资源,且贡献率时空差异显著;各地州和谐发展水平仍存在较大提升空间,应在协调多系统均衡发展的同时着重突破各自薄弱环节。

黄河流域水资源-能源-粮食系统生态可持续发展能力评价

为综合评价黄河流域水资源-能源-粮食系统生态可持续发展能力,基于能值分析理论与方法,并结合熵值法,构建了黄河流域水资源-能源-粮食系统生态可持续发展能力评价指标体系,综合评价了该系统2008—2018年的生态可持续发展能力。结果表明:(1)从黄河流域整体视角来看,2008—2018年该系统属于资源消耗型经济发展模式,经济快速发展的同时对当地生态环境产生了很大压力,系统长期处于高环境负荷状态,造成系统生态可持续发展能力不断减弱。(2)从黄河流域各省(区)视角来看,流域下游生态环境压力日益加重,生态可持续发展能力较弱,应加大对可更新资源的开发力度,减小对不可更新资源的依赖;上游省(区)环境压力相对较小,生态可持续发展能力较强,应加强基础设施建设,促进经济发展。(3)黄河流域各省(区)水资源-能源-粮食系统均衡性在时间和空间上呈现明显的差异性,系统的生态可持续发展能力不断减弱。

京津冀地区水-经济-生态系统耦合协调发展模拟

针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题,构建水-经济-生态系统动力学模拟模型,设置开源节流、发展经济、保护环境等5种情景方案,预测京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统指标发展趋势,运用耦合协调度模型模拟京津冀地区2020—2035年不同情景下耦合协调发展趋势。结果表明:2020—2035年5种情景下北京、天津和河北水-经济-生态系统耦合协调度均呈上升趋势,其中延续现状型耦合协调度均最低,开源节流型、发展经济型和保护环境型次之,综合协调型均最高。说明在维持现状发展条件下,京津冀水-经济-生态系统耦合协调发展程度略有增加但变化较小,只有在节约用水和发展经济的同时充分考虑环境保护才能促进区域协调发展;2035年延续现状情景下北京、天津和河北耦合协调发展水平均属于中级耦合协调型,综合协调情景下北京和天津耦合协调发展属于良好耦合协调型,河北省经济发展相对滞后导致耦合协调发展缓慢,仍属于中级耦合协调型,未来应注重京津冀一体化发展。研究可为京津冀地区协调可持续发展提供参考依据。

尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力评价及影响因素辨识

“一带一路”沿线部分国家处于生态环境脆弱、社会经济落后状态,开展社会经济-生态复合系统恢复力时空特征评估及关键要素识,对于实现“一带一路”倡议“走出去”战略和绿色丝路建设至关重要。基于社会发展、经济水平、基础设施建设、生态环境、自然灾害风险5个一级指标24个二级指标构建了社会经济-生态复合系统恢复力评价指标体系,利用主成分分析法和结构方程模型评价了2000—2015年尼泊尔县域尺度社会经济-生态复合系统恢复力并分析了其时空分异特征,厘清了影响社会经济-生态复合系统恢复力的关键因素及其影响机制。结果表明:(1)尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力在县域尺度上主要集中在中低和中等恢复力水平,而中高恢复力呈由南向北逐渐降低态势,南部地区以及位于中部发展区的首都加德满都河谷地区恢复力水平相对较高;(2)2000—2015年尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力在不同阶段呈现波动变化状态,2005年恢复力最优,2010和2015年部分区域恢复力降低明显,系统恢复力区域间差异逐步增大;(3)社会发展、经济水平、基础设施、建设生态环境和自然灾害风险对系统恢复力提升的总效应分别为0.99,0.07,0.11,0.89和-0.12;按照指标影响程度来看,尼泊尔提升恢复力的关键路径主要在于促进社会经济发展、改善生态环境、推动基础设施建设以及降低灾害风险。未来尼泊尔应依托“一带一路”建设平台加强与周边国家合作交流,提升社会保障与区域均衡发展,促进产业升级及积累资本,发展生态林业并加强灾害监测及决策支持系统建设,实现社会、经济和生态的协同与可持续发展。

基于水-陆耦合生态系统服务的生态安全格局构建研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

快速城市化和国土空间规划大背景下,评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段。本研究立足生态系统服务供给效能,以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,从陆域、水域两个层面进行量化计算,构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系,将高供给区域识别为生态源地,并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点,构建区域生态安全格局。研究结果表明:1)分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km^(2)、272.50km^(2),为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据;2)水-陆耦合度评价得到源地41个,总面积206.79km^(2),占研究区总面积8.57%,呈现“西北多东南少”的格局;3)提取89条生态廊道和91个生态节点,生态廊道总长度586.35km,呈均匀网状分布,节点包括44个夹点及47个障碍点,主要位于吴江区。通过区域生态安全格局的构建与优先级评价,分级提出国土空间生态保护与修复建议,为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考。

内蒙古沿黄地区经济发展-生态环境-水资源耦合协调研究

选择黄河流域上游地貌单元复杂、经济相对滞后、水资源依赖性强的内蒙古沿黄地区作为研究对象,运用压力-状态-响应(PSR)模型构建经济发展、生态环境和水资源耦合协调系统,分析各子系统特征和耦合协调程度的时空演变与驱动因素,进而提出区域生态保护与高质量发展路径。结果表明:2011—2021年研究区水资源子系统发展滞后于生态环境子系统和经济发展子系统,子系统空间不均衡性显著;研究区耦合协调度经历了勉强协调到初级协调的上升过程;识别出各市(盟)耦合协调发展面临的6类主要问题;回归结果表明资源禀赋和工业化水平对耦合协调具有显著正向作用。研究提出“在顶层设计上统筹支撑、在市(盟)间协同发展和在市(盟)层面减小冲突”的三级治理建议。

粤港澳大湾区水资源-社会经济耦合协调评价及障碍因子分析

为了解粤港澳大湾区水资源与社会经济间的耦合关系及主要制约因素,构建大湾区水资源-社会经济评价指标体系,采用耦合协调度模型对大湾区2011—2021年的水资源-社会经济协调状态进行评价,并对其障碍因子进行分析。研究结果表明:大湾区水资源与社会经济耦合协调度在0.43~0.51,处于低度协调状态,社会经济系统发展过快,耦合协调度珠海较高,佛山相对较低;主要障碍因子有人均水资源量、人均GDP、第三产业生产总值占比、城镇化率和耕地实际灌溉亩均用水量。研究成果为大湾区水资源-社会经济协调发展,水资源规划、利用与管理提供参考。