山东省土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变及障碍因子分析

旨在为优化配置土地资源及促进区域生态、社会、经济可持续发展提供理论参考和数据支持,本研究通过构建土地利用效益评价指标体系和耦合协调度模型,引入相对发展度和障碍度模型,探究了山东省17地市土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变特征及主要影响因素。结果表明,2008—2017年间,山东省土地利用生态-社会-经济系统整体处于磨合阶段的初级协调状态,耦合协调度多年均值为0.63,且呈持续上升趋势,由0.54提升至0.70;各地市间耦合协调度均衡化水平逐步提高,变异系数由0.126降至0.072,但仍呈现出较明显的自鲁东至鲁中、鲁西地区递减的梯度分布差异;各地市土地利用生态、社会、经济子系统间相对发展度差异显著,至2017年,威海市同鲁中地区南部两侧及其以北构成了明显的半圈式生态滞后区;影响土地利用生态、社会、经济耦合协调发展的社会经济障碍一直占据主导,但2013年后生态影响有所增强。研究期内,山东省各地市土地利用生态-社会-经济系统耦合协调水平不断提高,但区域间差异性仍较明显,尚有较大改善空间,建议各地市考虑其主要障碍因子,执行因地制宜的差别化发展战略。

基于土地利用和地形的生态系统服务空间分布及权衡-协同-独立关系——以安塞区为例

[目的]生态系统退化问题日益突出,开展生态系统服务空间分布及其相关关系研究对区域生态文明建设具有重要意义。[方法]基于InVEST和CASA模型,在10 m空间分辨率下定量评估安塞区2020年土壤保持、固碳释氧、水源涵养和生境质量及其随地形和土地利用变化趋势,分析生态系统服务间权衡—协同—独立关系。[结果](1)林地和草地生态系统服务较强,未利用地和建设用地较弱;耕地、林地和草地生态系统服务间协同作用明显,而未利用地表现为权衡作用,水域表现为独立作用。(2)土壤保持量最高值在中低海拔、急悬坡和半阴坡,固碳释氧量最高值在中低海拔、陡峭坡和阴坡,涵养水源量最高值在低海拔和阳坡,生境质量最高值在高海拔、急悬坡和阳坡。(3)地形和土地利用视角下,生态系统服务整体表现为协同度>独立度>权衡度,协同作用常发生在土壤保持、固碳释氧和水源涵养之间,生境质量与其他生态系统服务权衡作用明显。(4)协同作用随着海拔升高和坡向向阳程度加强而提升,随着坡度增加呈先升高后降低变化趋势,权衡则与之相反。[结论]土地利用和地形对生态系统服务影响较大,应因地制宜开展土地规划和生态管理,基本证明了退耕还林还草生态恢复措施与其地形气候的适应性和决策的正确性。

基于水-经济社会-生态环境协同演变的生态流量阈值适宜性研究

针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。

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。

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。

2000—2018年内蒙古沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性演变及关键影响因素

在气候变化和人类活动共同影响下,沙区“生态-经济-社会”复合系统快速变化,为沙漠化治理及区域可持续发展带来了严峻的挑战。因此,揭示沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性演变规律,辨识影响脆弱性演化的关键因素及区域差异对沙区可持续管理具有重要意义。以内蒙古自治区为研究区,利用“暴露-敏感-适应”评估模型构建沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性评价指标体系,将空间主成分分析与时空地理加权回归模型相结合,探讨2000—2018年内蒙古“生态-经济-社会”复合系统脆弱性时空演变及关键因素作用机制。结果表明:(1)脆弱性及暴露度、敏感性和适应性三个维度在空间上均有较强的异质性特征,脆弱性具有整体分散、局部聚集的分布格局;暴露度的空间分布为中部高,两边低;敏感性的空间分布为西部高,东部低;适应性的高低值分布与脆弱性相反。(2)脆弱性的变化在总体上呈现大部分区域降低,局部区域升高的趋势,显著升高区域主要聚集在内蒙古南部地区。(3)影响脆弱性分布的因素在每年均有所不同,但总体上植被覆盖度、沙漠化程度、气象指数等生态指标是影响脆弱性显著变化区域的主要因素。

三峡库区坡耕地利用转型及其社会经济-生态环境影响——以奉节县为例

探究典型生态脆弱区坡耕地利用转型及其对区域社会经济-生态环境的影响,对于合理利用山区坡耕地资源、实现社会经济-生态环境系统可持续发展具有重要意义。基于奉节县2000、2010、2020年土地利用数据,采用坡耕地利用形态转型测度、社会经济发展水平和生态环境质量评价等方法,揭示山区坡耕地利用转型的一般规律,综合定量探究坡耕地利用转型对区域社会经济、生态环境的影响,并测量对其耦合变化类型的驱动机理。结果表明:(1)2000—2020年奉节县坡耕地面积整体缩减,以廊道和边缘斑块坡耕地形态减少为主,减少的坡耕地主要向具有生态功能的林地和生态经济功能的园地转换;(2)社会经济发展水平和生态环境质量整体均呈增长趋势,且区域差异显著,前者呈“长江河谷区高—山区低”的分布格局,后者呈“长江河谷区低—山区高”的空间格局;(3)坡耕地利用转型对社会经济发展-生态环境质量耦合响应类型可以归纳为社会经济-生态环境同步发展型、社会经济发展-生态滞后型、社会经济滞后-生态恢复型、社会经济发展水平偏低型和生态环境质量偏低型5种;(4)社会经济-生态环境变化的各类型主要受到坡耕地利用强度、土地利用多样性、距县行政中心距离等因子驱动,且整体上社会经济因素的影响作用大于自然因素。

新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性的时空演变与影响机理

文章以新疆88个县域单元为例,基于PSR-TSEE评估框架,探讨2000年、2010年、2018年新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性的时空演变特征与影响机理。结果表明:时间变化上,新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性整体呈现连续下降态势,各子系统脆弱性变化呈现波动特征,其中经济子系统脆弱性最高,生态子系统脆弱性最低,社会子系统脆弱性呈不断下降态势。空间变化上,新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性的空间分布呈现“西南高-北部低”特征,其中生态子系统脆弱性呈现“东南低-西北高”特征,经济子系统脆弱性演变格局逐步由全域分布向“南高北低”变化;各子系统脆弱性耦合度较高,各县市协调度差异较大;各县市系统脆弱性具有空间自相关性,相关度略有提升。阻碍新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性下降的主要因素为人口密度、单位耕地化肥使用量、城镇化率等,处于不同脆弱性分区的县市,其主要障碍因子及影响程度略有差异。社会经济生态基础条件、旅游业和农业发展是影响新疆县域社会-经济-生态系统脆弱性的主要因素。

基于县域尺度珠江-西江经济带广西段土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

土地利用方式改变着区域生态系统服务供给的潜在能力,进而对区域生态环境和经济可持续发展产生重要影响。以我国珠江-西江经济带广西段为例,测算1990年、2005年和2018年3期土地利用变化(LUC)和生态系统服务价值(ESV),进而利用ESV损益流向表和双变量空间自相关模型探讨LUC影响下ESV的时空特征。结果表明:(1)28年间研究区ESV总值变化不大,近年来ESV相比2005年有所降低,建设用地面积增幅最大,耕地和林地面积先减少后增多,以林地与耕地相互转移为主;(2)林地是研究区最重要的生态用地,维持生物多样性、水文调节、保持土壤、气体调节和气候调节构成研究区ESV的主体;生态系统服务价值强度(ESVI)高值区主要分布在桂西北、桂东和桂北,低值区分布在地势较为平坦的桂中丘陵平原区;各区县ESVI呈显著空间正自相关性(P<0.05),空间集聚程度较高,高-高聚集、低-低聚集分别与生态系统服务价值强度高值、低值区域高度重合;(3)研究期间林地与耕地之间的相互转移是ESV增减的主要原因;3个时期土地利用程度与ESVI的双变量空间自相关图具有相似的空间特征,呈现出显著空间负自相关模式(P<0.05)。

长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平的演化特征及提升路径

基于复合系统协同度模型,将城市群解析为由经济、社会、生态等子系统集成的复合系统,以长株潭城市群为对象,探讨国家“两型”社会综合配套改革试验区获批成立以来长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平的演化特征并探寻其提升路径。结果表明:1)从城市群尺度看,2007—2019年长株潭城市群经济、社会、生态子系统有序度总体呈提升趋势,复合系统协同度由轻度失调走向中度协同;2)从城市尺度看,长沙市、株洲市已实现中度协同,湘潭市仍为轻度协同,研究期内长沙市复合系统协同度持续强化、株洲市与湘潭市相对弱化;3)长株潭城市群协同发展目前存在两大问题,一方面城市群总体协同水平偏低、社会-生态子系统变化缓慢,主要制约序参量为基础设施和环境治理;另一方面城市间协同水平存在明显差距,主要制约序参量为经济规模、发展质量、产业结构和污染排放;4)长株潭城市群协同发展水平的进一步提升,在城市群尺度下需合理制定各子系统有序发展与协同目标,健全城市群财政及公共事务统筹管理机制;在城市尺度下各城市应补足短板、提升发展能级,不断完善城市间互动合作机制。

干旱区典型山地-绿洲-荒漠系统中绿洲土地利用/覆盖变化对生态系统服务价值的影响

研究土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。对处于干旱区典型MODS(Mountain-Oasis-Desert System)系统中的新疆南部且末绿洲1989年Landsat TM影像及2004年的CBERS遥感影像进行处理,分析且末绿洲15a来的土地利用/覆盖变化。在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法,评估且末绿洲土地利用/覆盖变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1989-2004年,且末绿洲减少的土地面积有林地、戈壁沙地和盐碱地,增加的土地面积有水域、建筑用地和耕地。林地减少了41.73%,耕地增加了58.04%。1989年且末绿洲生态系统服务价值总额为184 349.88万元,2004年为176 970.72万元,15a间,生态系统服务价值损失了7 379.16万元。林地面积的减少是生态系统服务价值减少的主要原因。保护区域生态环境,恢复和提高区域生态系统服务功能是该区域生态环境建设的重要任务。

基于GIS的关中-天水经济区土地生态系统固碳释氧价值评价

气体调节服务功能是生态服务功能的重要的一部分,生态系统的固碳释氧功能,对于人类社会和整个动物界以及全球气候平衡,都具有重要意义。采用光合作用方程式,利用遥感估算模型,基于植被NPP(第一性生产力)物质量测算结果,测算关中-天水天经济区绿色植物固碳释氧物质量,以此为基础,分别采用造林成本法和工业制氧法测算其价值量,探讨关天经济区生态系统固碳释氧价值的时间变化、空间分布。结果表明:1)1998—2007年关天水经济区年固定CO2的价值量为226.35亿元/a。10a间2005年固定CO2的价值量最高,为301.73亿元/a,2002年最低,为159.06元/a。释放O2价值量取两种测评方法的平均值,年平均价值量为240.45亿元/a,比固定CO2的年均值多14.1亿元/a。2)从各土地利用类型来看,1998年和2007年平均固碳释氧价值排序为:林地>草地>耕地>其他类型。耕地向林地、草地转变时,平均固碳释氧价值分别增加了1614.29、1960.67元.hm-.2a-1,林地、草地向耕地转变时平均固碳释氧价值分别减少了1081.37、1706.60元.hm-.2a-1。3)从空间分布上来看,南部各县的单位面积固定CO2和释放O2价值普遍高于北部各县,总体上分布沿南部向北部逐渐降低。

不同协调函数对生态-经济-社会复合系统协调度影响分析——以湖南省益阳市资阳区为例

本研究借助协调度函数分析了区域生态经济系统的协调度,形成区域生态经济系统评价的基本理论体系,包括功效函数、协调函数、协调等级和评价指标体系。并采用几何平均法、加权平均法、方差法和变异系数法建立了协调函数,综合分析了4种协调函数的协调等级,并以湖南省益阳市资阳区为例进行实证分析与验证,结果表明理论分析与实际情况基本一致,该理论具有一定科学性和可行性。

新疆经济-生态-社会系统耦合协调演化研究

以水资源视角下的新疆经济-生态-社会系统耦合协调为研究对象,通过构建水资源-经济-生态-社会系统耦合评价指标体系,对2001-2014年水资源-经济-生态-社会系统进行耦合协调性定量评价和分析。结果表明,2001-2014年新疆水资源-经济-生态-社会系统中的经济系统和社会系统效益指数极速增长,水资源系统和生态系统效益指数平稳波动;全系统耦合度整体处于颉顽阶段,耦合协调性整体属于勉强协调型,其中耦合度指数值略高于耦合协调度值,并且呈现耦合系统越多,耦合度、耦合协调度越低态势。

湖南省贫困地区生态-经济-社会复合系统可持续发展水平综合评价

为了配合搞好湖南省贫困地区的扶贫攻坚工作,搞好贫困地区的生态环境建设,确切分析湖南省贫困地区的可持续发展能力,对该区域的可持续发展水平进行综合评价研究。因此,我们根据湖南省31个贫困县现有自然、生态、经济、社会数据,采用主成分分析和层次分析的方法,确定各级评价指标的权重,用标准指数加权综合法与多元统计分析相结合的方法,分自然资源子系统、经济子系统、环境子系统和社会子系统对该区域的可持续发展水平进行了综合评价和横向比较。

干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展综合评价

为了配合石羊河流域治理规划,确切分析绿洲农业区的可持续发展状况,本研究基于层次分析法基本原则,在征求专家意见的基础上构建了干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展评价指标体系,并通过评价模型构建对典型干旱绿洲农业区武威市1957—2008年的生态系统可持续发展进行评价研究。结果表明:(1)1957—2008年,研究区资源环境指数随时间变化呈波动下降趋势,而经济发展和社会人文指数随时间均呈波动增长的趋势;(2)武威地区可持续发展综合指数呈波动上升趋势,经历了极弱可持续发展阶段、弱可持续发展阶段和中等可持续发展阶段。但综合来看,区域可持续发展的水平还较低,区域生态经济的发展是建立在消耗自然资源基础之上。

广西西江流域经济-社会-生态系统协调发展研究

对广西西江流域经济、社会、生态系统综合发展能力及协调发展水平进行了探讨。结合广西西江流域经济、社会、生态系统三者之间的内在关系,构建出了能够反映复合系统及子系统的时空变化特征、相互作用的评价指标体系,并选取了2006～2016年的统计数据,对广西西江流域经济、社会、生态系统的发展指数、协调水平、协调状态和时序变化情况进行了研究。研究结果表明:①2006～2016年,广西西江流域综合发展指数呈波动上升的趋势,经济发展指数呈"三级阶梯"发展的格局,社会发展两极分化严重,生态发展指数时空差异大;②广西西江流域经济-社会-生态系统耦合协调度提升明显,以中低度协调为主;③经济-社会系统耦合协调度较经济-生态系统、社会-生态系统要稳定,经济-生态系统、社会-生态系统耦合协调水平偏低。研究结果可为广西西江流域生态文明建设的开展提供理论参考。

“社会-生态”情景视角下矿粮复合区土地利用冲突缓解机制研究

缓解矿粮复合区土地利用冲突是保证区域经济可持续发展的重要保障。本文以江西省典型矿粮复合区为例,对农户、矿企、政府等利益攸关方对土地利用冲突缓解方案演变的态度以及其对生态污染演变能力进行情景演化推理。研究得出只有在工程性、生态性、经济性、社会性土地利用冲突缓解方案完备的情况下才能够实现矿粮复合区土地利用冲突问题的实质性缓解。引入经济和社会机制后,形成全方位的监督网络机制,能够有效约束利益攸关方行为,提升缓解方案实施效率。

酒泉-金塔盆地绿洲土地利用变化与生态系统服务价值评估

基于1990,1999,2006年和2010年4期Landsat TM土地利用类型数据,以酒泉—金塔盆地绿洲为例探究干旱区土地利用时空变化,并对其生态系统服务价值进行评价。结果表明:(1)研究区1990—2010年土地利用发生了较大变化,耕地、林地、草地、城镇居民地面积持续增加,水域面积萎缩,未利用地大幅度减少。(2)酒泉—金塔绿洲1990,1999,2006及2010年研究区的生态系统服务价值分别为24.53,26.99,29.84和30.16亿元/a,呈现逐步增长的趋势,但增长率逐步降低,分别为10.04%,10.54%和1.09%。(3)生态系统单项服务价值分析表明研究区服务性价值大于生产性价值。(4)研究区的生态系统服务价值变化趋势与生态风险指数变化一致,应合理开发和管理水土资源以降低绿洲资源利用的生态风险,为区域可持续发展更好地服务。

社会-经济-自然复合生态系统有效物质(能量、货币)平衡模型的建立及其应用

根据质量守恒定律和有效物质 (能量、货币 )在系统内外部转化关系建立了社会 -经济 -自然复合生态系统有效物质(能量、货币 )平衡模型 ,定义了模型特征参数。将模型应用于 3个不同的研究领域 ,获得了相应研究领域的平衡模型 ,结果表明所建立的平衡模型具有通用性 ,它对于研究复合生态系统有效物质、能量和货币平衡具有重要的理论和实践意义。