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。

河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合关系及时空分异

推进水资源、生态环境与社会经济系统协调发展为促进区域经济增长、社会进步和生态和谐与高质量发展提供技术支撑。文章基于修正耦合协调度模型评价河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合协调水平,运用灰色关联度模型和泰尔指数揭示驱动因素和空间异质性,并利用趋势面映射耦合协调度全域分布。结果表明:(1)由经济发展带动水资源-经济-生态系统综合发展水平逐年上升,综合发展指数由2006年0.29增长至2021年0.65。(2)河西走廊水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度呈不同趋势上升,水资源-生态-经济系统耦合度发展处于颉颃阶段向磨合阶段升级;协调度经历“轻度失调衰退-濒临失调衰退-勉强协调发展-初级协调发展-中级协调发展”五个阶段。(3)区域空间异质性逐渐发展为减小趋势,2021年空间分布表现出东南部发展优于西北部格局,金昌和张掖逐步成为河西发展优势区域。(4)城市化率、排污总量、节水灌溉面积对河西走廊水资源-生态环境-社会经济耦合发展起到较大的驱动作用。研究结果对河西走廊经济-生态-水资源系统协同发展具有一定的借鉴意义。

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。

城市社会-生态系统研究理论基础与分析框架

耦合自然要素与人类活动的城市社会-生态系统正受到学者们越来越多的关注。然而,城市社会-生态系统研究主题的复杂性和研究方法的综合性使得该领域研究仍面临较大挑战,理论基础、分析框架与研究范式尚不统一。在梳理国内外已有研究基础上,对城市社会-生态系统的理论基础和分析框架进行了系统总结,并从脆弱性、韧性和适应性整合视角提出了开展城市社会-生态系统可持续性研究的分析框架和研究思路。能为我国城市社会-生态系统研究提供借鉴与启示。

社会-生态系统框架研究综述:发展动态、研究方法与应用领域

社会-生态系统(SES)框架能够对社会-生态系统的关键要素及相互作用进行解析,并通过行动情境分析为多样化和复杂化的问题寻找解决方案,因此成为社会-生态系统研究领域应用最广泛的方法之一。然而,目前缺乏对SES框架研究进展的系统总结,这不利于更多的研究者理解并应用这一方法,也不利于该方法本身的进一步发展。为此,结合文献计量分析,从发展动态、研究方法和应用领域三个方面对SES框架研究进展进行了梳理与总结,并探讨了目前SES框架研究中存在的不足以及未来SES框架研究的改进方向。SES框架自2009年正式提出以来,仍在不断完善与发展中,其相关研究大致经历了起步、持续增长、快速发展三个阶段。SES框架的研究思路可归纳为核心问题聚焦、关键变量选取和系统结果评估。SES框架的应用领域集中在系统属性研究、综合治理分析和公共政策评估三个方面。从现有应用研究来看,核心问题已广泛涉及多个尺度、多种类型社会-生态系统的具体问题;一级变量集中在资源系统、资源单位、治理系统和行动者,二级变量则因各应用领域的侧重点不同在选取频率上存在较大差异;系统结果评估以定性分析为主,辅以定量方法实现部分变量的定量化表达。研究表明,SES框架具有多学科融合、应用范围广泛、变量使用灵活的特点,目前研究存在的不足主要为对变量概念的界定不清晰、对变量选取与表征的规范不明确、对系统跨尺度的差异特征、互动联系以及系统的动态演化规律分析匮乏。未来SES框架研究应当在完善变量的界定、选取和表征、深化不同时空尺度的互动研究等方面作深入研究。

长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合研究

旅游经济-城镇化-生态环境的耦合协调发展是长江经济带高质量发展的关键,探索三者之间的关系及其驱动因素具有重要意义。以长江经济带为研究区,构建旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展评价指标体系,运用熵值法、耦合协调模型、OLS模型、GWR模型等,从时空视角探究长江经济带11个省市2012~2021年旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展状况和驱动因素。结果表明:①2012~2019年长江经济带耦合协调度呈上升趋势,生态环境子系统起主导作用;2020~2021年的新冠疫情期间,耦合协调度先明显下降,后缓慢恢复。②长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调度呈现东高西低的空间格局,各省市综合评价水平、子系统评价水平得分的上升和恢复速度有明显差异,长江经济带总体向有序协调发展。③推动三系统协调发展的驱动因素总体可分为外部动力和内在动力,其中以入境游客人数为代表的外部动力和以水资源总量、工业废水排放量为代表的内部动力对长江经济带耦合协调的正向驱动作用最强。

基于生态智慧的社会-生态系统韧性慢变量思考——以新泽西海岸案例为例

近年来,自然灾害对于城市人居环境的影响持续上升,而传统规划模式在人类活动和自然生态的和谐上尚有欠缺。韧性理论作为抵御灾害风险的重要战略,对于正确认识影响社会-生态系统(SES)韧性构建的因素,并有效管理其中的慢变量因子至关重要。以生态智慧为指导,通过梳理社会-生态系统韧性与慢变量的相关概念与内容,并以麦克哈格《设计结合自然》中海洋与生存的章节提出的新泽西海岸灾难案例为例,系统分析了案例中的慢变量因子,利用PPRR模型结合社会-生态系统韧性发挥作用的过程,分阶段总结了韧性提升的方法,提出了将慢变量的识别与管理融入韧性城市的理论,以期通过生态智慧引导城市社会-生态系统韧性建设。

社会-生态系统视角下的传统村落空间景观演化机制及资源治理特征

【目的】将以资源治理为主要研究对象的“社会-生态系统”相关理论引入传统村落保护研究领域,从多学科视野阐明人居环境有形表征下普遍存在的无形社会治理过程,推动传统村落价值认知和保护方法的创新。【方法】以滇西地区云龙盐业村落为案例,采用社会-生态系统框架与适应性循环模型,通过共时性和历时性分析,揭示云龙传统盐业村落空间景观在不同演化阶段的治理情景和特征。【结果】在前循环期,社会-生态系统以资源生产为演化驱动力,行动者在“资源开发维持”与“资源流通管理”两个行动情景中,通过制定一系列可持续的资源分配规则,产出了丰富的物质与非物质要素,进而发展出“业缘-血缘-地缘”联结的盐业社会及河谷盐业村落景观、山间古道桥梁景观、山地梯田田园景观。进入以资源转化为演化驱动力的后循环期,经历“资源停滞衰败”与“资源转化更新”行动情景,针对要素关联断裂、空间景观缺乏保护的现状,通过治理策略将遗产资源转化为生态、社会、经济等资源。【结论】传统盐业村落的空间景观演化过程体现了人类社会围绕盐资源开发利用而进行的复杂治理关系。重识村落演化特征及可持续利用自然资源的传统智慧、重构以资源治理为核心线索的遗产保护框架、重建以资源转化重组为驱动力的治理机制,有利于促进传统村落特色空间景观的保护与发展。

IEA国家经济-能源-环境-社会四元系统时空演化特征研究

经济、能源、环境和社会之间存在耦合协调关系。基于46个IEA国家的样本,构建经济-能源-环境-社会(3E1S)综合评价指标体系,并利用改进的耦合协调度模型,对3E1S耦合协调度进行时间和空间差异分析。研究发现,IEA国家2000-2020年整体的耦合协调度呈现波动上升趋势,维持在0.60~0.70之间,属于初级协调水平。若进一步将46个国家划分为14个地理亚区,可以看出各地区空间上呈现随机分布趋势,总体上差异较小,但北欧、西欧形成了明显的“高-高”集聚效应,能够带动周边地区发展。研究的结论强调了促进3E1S协调发展的重要性,建议政府加强政策协同、促进区域合作与经验交流,激励创新和技术发展,并加强耦合协调度的监测与评估。

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。

基于社会-生态功能复合与SPCA的城市绿地生态网络重要源地识别

构建基于社会-生态功能复合的城市生态源地综合评价指标体系,以上海市闵行区城市绿地为对象,运用GIS、RS、Invest及景观连接度模型等方法计算指标,采用SPCA确定指标权重,通过空间加权计算和重分类识别重要源地。结果表明:(1)在424个备选源地中,极重要、重要、一般、不重要和极不重要等级面积占比分别为16.2%、16.1%、25.3%、23.0%和19.4%;(2)共识别极重要、重要源地139个,总面积18.61km^(2),平均面积0.134km^(2),占备选源地总面积的35.6%,占全区总面积的5.0%;(3)区域绿地是重要源地的主体,其次是公园绿地和附属绿地;(4)在规划实践中,可依托区域绿地开展绿林农湿多要素复合,提升源地总体规模和服务功能。研究成果可为上海及长三角其他城市精准识别城市绿地生态网络重要源地提供借鉴。

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。

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。

社会-生态系统视角下快速城市化地区生态风险评价与管控分区——以江苏省为例

快速城市化地区是经济增长、社会进步和人口聚集的重要区域,但城市化进程中剧烈的土地利用变化、大规模城镇建设、人口集聚和资源消耗等问题使其面临严峻的生态风险,开展生态风险评价与管控研究对区域生态文明建设和高质量发展至关重要。引入社会-生态系统框架诠释生态风险形成机理,构建了基于“内生性-外源性-控制性”的生态风险评估框架,结合多源数据对2000—2020年江苏省生态风险时空特征进行测度,综合考虑生态风险现状和变化趋势划定生态风险分区,并针对性地提出区域生态风险预防和治理策略。研究结果显示:(1)社会-生态系统理论有助于深化对快速城市化地区生态风险的认识,基于快速城市化地区生态风险源头复杂、受体多元、表现多样的特征,构建集成“内生性-外源性-控制性”的生态风险解析框架,可为快速城市化地区的生态风险诊断和管控发挥积极作用;(2)近20a江苏省内生性生态风险和外源性生态风险有所增加,控制性生态风险略有降低,综合生态风险呈现“南高北低”“西高东低”的特点,高值区主要分布在经济发达、人口密集的城镇中心以及环境敏感区,且风险普遍有所上升,低值区主要分布在水域湿地、大城市郊区以及主要的交通线路;(3)研究期内江苏省生态风险持续下降型、波动下降型、稳定型、波动上升型和持续上升型占比分别为18.79%、2.96%、57.95%、15.88%、4.41%,并可据此将生态风险管控分区划分为生态风险紧急管控区、严格管控区、动态调控区、预防管理区、敏感监控区等5类分区,各区比例分别为12.05%、2.19%、64.42%、16.11%、5.22%。本研究可为解析和评估快速城市化地区的生态风险提供新的视角和方法,并为快速城市化地区的生态风险管理提供参考。

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。

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。

四川县域农业高质量发展水平测度及其自然-社会经济系统耦合

在农业高质量发展理论内涵分析基础上,从“自然环境”和“社会经济”两个维度构建农业高质量发展综合评价指标体系,并基于2000—2020年四川省183个县级行政单元的面板数据测度了各县域的农业高质量发展水平,探究了自然系统、社会经济系统和综合系统的时空演变规律。同时,改进管理学中的多要素权衡模型来计算自然-社会经济系统耦合协调程度,量化了农业高质量发展内部不同系统之间的耦合水平。研究结果表明:(1)四川省农业高质量发展综合指数先后经历了振荡期(2000—2011年)和迅速攀升期(2011—2020年),在此过程中,自然维度指数整体上比社会经济维度指数更高,但同时也表现出了更强的不稳定性;(2)农业高质量发展水平的高值区集中在成都平原及其周围丘陵区和川南少数区县,从两个高值中心向四周延伸,高质量水平逐渐下降,川西北高原农业高质量发展水平相较于广大平原和丘陵区域仍相对滞后;(3)在自然-社会经济系统间复杂的相互关系作用下,四川农业高质量发展实现了从低值不协调向低值协调,再到高值不协调的转变,不同时期的耦合不协调区域及其面临的农业高质量发展短板差异显著;(4)农业高质量发展的自然和社会经济指数之间存在复杂交错的相互作用关系,且这种关系在不同地貌类型间存在明显差异,在山地县表现得尤为突出。

海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性及其影响因素分析

根据1998—2019年海南省海洋渔业统计数据,基于暴露性、敏感性、适应性三个维度,运用熵权法构建海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性评价指标体系,探讨海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性时间变化趋势及其影响因素.结果表明:(1)研究期内海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性经历了先升后降的变化历程,2008年以后系统脆弱性波动下降,处于中度脆弱阶段,但2016年以后系统脆弱性有上升趋势;(2)人类渔业活动对海洋渔业生态系统造成的压力持续增加导致研究期内系统暴露性持续上升,经济社会对海洋渔业依赖性减弱有效改善了系统敏感性,抗干扰能力和恢复能力的增强使系统适应性持续提升;(3)海洋渔业捕捞和养殖活动、经济和社会对海洋渔业依赖程度与科技支撑能力是影响系统脆弱性的重要指标,其中,海洋渔业经济社会依赖程度和科技水平的提升是海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性的关键影响因子.

城镇生态化视角下三峡库区人口-经济-环境(PEE)耦合协调发展

[目的]探索PEE系统的互动耦合特征,可为三峡库区城镇生态化发展提供理论支撑和量化依据。[方法]在2000—2020年三峡库区PEE系统综合评价基础上,运用耦合协调度模型、引力模型和障碍度模型对系统耦合协调度的时空演化特征、空间联系特征及主要障碍因子进行实证研究。[结果](1)2000—2020年库区PEE系统综合发展水平呈逐步上升态势;(2)研究期内系统的耦合协调度基本不变,协调等级不高,协调类型呈“西南-东北”“中部-北部”的空间特征,总体呈良性上升发展趋势;(3)邻近区域系统耦合协调度的空间相关性存在显著的正自相关,空间联系总量总体上升,空间联系强度较弱,且随着地理距离增大而逐渐减弱;(4)各因素对系统发展影响具有趋同性,经济和人口系统是主要制约子系统,而环境系统的障碍度逐年增加。[结论]库区PEE系统耦合协调发展水平总体向好,区域差异缩小,未来应重点从单一系统优化向多元系统协调出发,从系统自身与区域协同2个角度进行调整,加强政策制度调控,科学探索发展路径。

“社会-生态系统”视角下耕地生态系统服务内涵解析与研究框架

耕地是一个典型的半自然、半人工复合生态系统,耕地生态系统服务已然成为耕地资源研究领域的热点和前沿。然而,耕地生态系统服务研究更多遵循“分布格局-生态过程-服务水平-人类福祉”单向级联逻辑,较少关注耕地系统中自然生态与人类社会的交互关系。基于以“资源单元、资源系统、使用者、治理系统”为主体的社会-生态系统一般分析框架,构建了社会-生态系统视角下的耕地生态系统服务分析框架,提出以“背景诊断-交互分析-机制揭示-治理路径”为脉络的耕地生态系统服务管理研究的理论逻辑与研究框架,有助于阐明耕地生态子系统与社会子系统交互过程中的生态系统服务供需和权衡关系及其与人类福祉的相互影响,揭示处于社会-生态系统中的以耕地生态系统服务为抓手的耕地生态系统演化与发展的因果机制、反馈机制,进而丰富耕地生态系统服务的人地关系理论,为促进耕地多功能保护、实现耕地资源可持续发展提供理论参考和实践借鉴。