我国城市人与自然耦合系统的协调度

城市作为人类生存与发展的主要空间载体,是人与自然耦合系统的典型代表。城市人与自然协调度是认识人与自然耦合机制重要内容,对揭示城市人类活动对生态环境的影响,指导城市建设具有重要意义。从水资源开发强度、土地开发强度、水资源供给能力、环境污染物排放强度与碳排放强度五个方面分析城市人与自然协调度特征,评估城市建设与发展对自然环境的影响程度,并评估了我国146个城市的协调度特征,进一步分析了城市人口规模、城市经济规模、城市社会发展水平、不同生态地理区人与自然耦合协调度的关系。结果表明:2016年城市平均协调度指数为87.90,不同城市的协调度差距很大且协调度与城市人口规模、经济规模、发展水平呈显著负相关,而六大生态地理区中,西南地区协调度最高,协调度指数为92.81,西北地区协调度最低,协调度指数为82.25。研究发现我国城市建设与发展对自然环境影响仍然较大,并表现为(1)我国城市发展总体仍处于高需求高排放的发展阶段;(2)生态环境承载力是影响城市人与自然耦合协调度的重要因素;(3)提高能源利用效率,降低碳排放强度在改善城市人与自然协调度中发挥作用。最后,从优化城市布局、提高水、能源利用效率、控制环境污染等方面提出政策建议,为评估城市生态文明建设与可持续发展提供参考与依据。

人类与自然耦合系统视角下我国自然保护地体系理论基础构建研究

在自然保护事业快速发展与人地关系矛盾突出的背景下,亟需构建以国家公园为主体的自然保护地体系理论基础。从我国自然保护地人地关系问题切入,利用人类与自然耦合系统理论,从生态系统综合保护、重点生态空间布局、区域可持续发展3方面构建了我国自然保护地体系理论基础,包括生态系统整体保护、生态系统多样性保护和生态系统服务功能提升等综合保护目标,自然生态地理区划、生态关键区域识别和生态廊道连通规划等空间布局方法,协调共同治理、管理效能提升和生态产品转化等可持续管理路径,可为复杂系统管理、保护网络构建及管理体制优化提供理论依据。

人文自然耦合视角下红色生态旅游的时代价值研究

生态旅游是随着现代生态观念加深而形成的一种旅游方式,红色生态旅游既结合了革命历史文化知识,又结合了现代生态文明理念,是当前旅游活动的重要组成。雷州青年运河是上个世纪50年代末建成的粤西地区影响最为广泛的河流,其修建历尽艰辛,成为雷州半岛人民群众的精神象征。在雷州青年运河旅游活动中,人们不仅仅可以获得视觉上的满足,放松精神,陶冶情操,扩大见识,提高文明程度,更在自然环境和红色人文环境的交相辉映中感受先辈们在党领导下艰苦奋斗、团结合作创造美好生活的强大精神力量,获得精神的提升和情感的升华,凝聚起奋斗新时代、实现中国梦的强大合力。

基于自然与人文耦合视域的高寒生态功能区宜居性评价及阻滞因子诊断--以青海省为例

宜居性是自然生态环境和人文社会环境的有机统一体,厘清高寒生态功能区宜居性及其阻滞因子,是精准提升生态安全屏障内宜居水平并促进其人与自然和谐共生的重要前提。基于城乡宜居性评价基本范式、顾及高寒生态功能区人居系统的独特性,从自然与人文耦合视域构建由自然环境、居住环境、设施环境、社会环境4个维度、8个一级指标及24个二级指标组成的高寒生态功能区宜居性指标体系,以青海省45个县域单元为例定量评价其宜居性及阻滞因子,并探讨宜居性与生态重要性、社会经济发展状态的交互关系。结果显示:(1)青海省总体宜居水平偏低,并呈现由河湟谷地生态区、柴达木盆地生态区、环青海湖生态区、三江源生态区依次递减的地域分异;(2)宜居水平和生态重要性的空间耦合不协调,三江源生态区等生态重要区的宜居水平低,宜居水平与人口规模、经济发展均成正比;(3)青海省宜居性主要受到居住环境和社会环境的阻滞,生态地理分区层面,在自然因子的主要制约下,三江源生态区、环青海湖生态区、柴达木盆地生态区分别受设施、居住、社会环境的强约束;(4)针对不同生态地理分区宜居性特征提出未来人口引导及宜居性优化模式,即按宜居性及社会经济生态引力明确人口集聚型、疏散型和稳定型3种空间集疏类型,通过人口城镇化、就业移民、教育移民等跨区域移民及就近生态移民增强宜居性与人口分布的空间适配性,以三江源生态区等弱势区域以及饮水设施、道路设施、物流配送、网络通讯等基础设施阻滞因子为重点,提升高寒生态功能区人居系统的设施配置与供给能力。

全球变化背景下草原畜牧业的危机及其人文-自然系统耦合的解决途径

应用"农牧系统-牧民生计-体制机制"三维模型,系统分析了气候变化、政策变革等全球变化因素的影响下,世界范围内草原畜牧业面临的挑战和危机。分析结果表明,全球变化已经给草原畜牧业可持续发展带来了极大的压力,而且在未来将会带来更大的压力。气候变化因素使原本脆弱的草原畜牧业向更脆弱的方向发展,社会经济因素使全球多数地区的牧业系统更加边缘化。这一现状迫切需要专家学者、管理者和经营者密切合作,从草地畜牧业的人文—自然耦合系统出发,共同研究、制定全球变化背景下草原畜牧业可持续发展的适应对策,促进牧业系统的稳定性、牧民生计的多样性和体制机制的灵活性,保障这种适应对策能从中央到地方等多个尺度上落实。

自然资源−社会经济−生态系统耦合视角下的生态保护修复转型思考

自然资源、社会经济和生态系统相互作用、相互影响,构成了动态演变的耦合系统。本文明晰了自然资源−社会经济−生态系统耦合视角下生态保护修复的认知内涵,梳理了人地关系、社会−生态系统发展框架等耦合方法理论,分析了当前国土空间生态保护修复工作中存在的不足,主要体现在要素关联的系统性不足、空间尺度统筹的联动性不足、与社会可持续发展目标的协同性不足等。针对这些不足,提出了耦合视角下生态保护修复转型的路径和策略,包括强化系统目标进行模式与格局优化、跨层级联动统筹、高质量协同匹配等,以期为新时期生态保护修复与生态文明建设提供科学依据。

人文自然耦合视角下过渡性地理空间概念、内涵与属性和研究框架

从人文自然耦合的视角看,过渡性地理空间是介于自然和人文之间的复合地带,凸显人地关系地域系统的特殊性与复杂性。其中,山区是过渡性地理空间的主体,是全国国土空间高质量发展与治理的关键区域,对其系统深刻理解与认知亟待全面加强。立足于人文自然耦合系统层面阐释过渡性地理空间的概念、内涵与属性,并借鉴多学科理论与方法,结合地理编解码技术,探索性提出基于色差渐变原理的过渡性地理空间研究的科学框架,以期深刻阐释过渡性地理空间人文自然耦合演化过程及其机理,并为提升过渡性地理空间国土空间功能与优化国土空间开发格局提供科学指导和决策依据,这对于丰富人地关系地域系统研究做出新的探索具有应用价值。

黄河流域城市人与自然耦合协调状况及影响因素

利用黄河流域54个城市2010—2019年的面板数据,对城市人与自然耦合协调发展程度开展时间演进趋势和空间分异状况分析,并采用空间回归模型研究其影响因素和影响程度。研究发现,黄河流域城市人与自然耦合协调程度在全流域上呈现小幅度增长态势,但实现了由初级协调向中级协调状态的跃迁,全流域呈现依上游、中游、下游梯次增强的“东高西低”分布趋势,城市之间出现极化效应。经济水平的提升、创新能力的增强、开放程度的提高和第二产业占比的下降有利于提高城市人与自然耦合协调度。上游地区城市人与自然耦合协调度的影响因素和周边城市人与自然耦合协调度对本城市的空间溢出效应相较于中、下游地区具有显著异质性。基于以上研究结论,提出提升黄河流域城市人与自然耦合协调水平、促进黄河流域生态保护和高质量发展的对策建议。

基于文献计量的人地系统耦合研究动态及热点

为深入探究人地系统的研究动态及热点,借助VOSviewer可视化软件,基于Web of Science Core collection(WoSCC)数据库,对1994—2023年国际上人地系统耦合相关文献的逐年发表数量、主要研究力量、关键词共现情况及突现词等进行可视化分析,并运用活力指数(activity index,AI)和吸引力指数(attraction index,AAI)评价不同国家在该领域的研究效率和学术影响力。研究发现:(1)人地耦合研究分为三个阶段:起步阶段(1994—1999年)、波动增长阶段(2000—2008年)、快速发展阶段(2009—2023年),研究数量、尺度及方法都在不断提升。(2)中国在人地耦合领域的研究强度呈现迅猛增加的趋势,但学术影响力及国际合作仍有待加强。(3)城镇化背景下的生态系统保护、修复及管理是当前人地耦合领域的研究重点,未来应尤其注意中、大尺度的多要素、多系统耦合分析方法、框架及模型的研发,同时以要素间、系统间的耦合机制为科学基础,构建以自然保护为根本、社会高质量发展为目标、政策制度为重要手段的自然-经济-社会系统一体化管理模式。此外,应加强耦合理论、方法的实践应用,结合实例对耦合相关理论进行验证、优化与总结。结果将为人与自然协调发展的相关战略、规划和政策的制定提供参考。

牧业文明与草地健康:认识草地畜牧业自然生态——人文社会耦合系统

气候变化、人口增长、经济发展、土地利用变化等全球变化现象严重威胁着草地畜牧业的发展,导致了草地退化、牧民贫困、文化断代等环境、经济和社会问题,甚至危及全球草地畜牧业的存续。对于全球化背景下的草地畜牧业危机,需要自然科学家和社会学家的密切合作,共同开展多方位、多尺度、多领域的综合性研究和管理实践,构建草地畜牧业生产和牧业文明可持续发展的自然一人文耦合系统模式,促进草地畜牧业的恢复力。

烧结开孔金属泡沫壁的辐射和自然对流耦合换热试验研究

开展烧结开孔金属泡沫壁在大空间条件下的辐射和自然对流耦合换热试验研究,研究壁面倾角、瑞利数Ra*、泡沫厚度对换热性能的影响。试验所得竖直光铜板的结果与文献结果符合一致,验证了试验方案的有效性。试验结果表明:在一定的加热功率下,随着倾角的增加,纯自然对流努塞尔数和复合努塞尔数先增加后减小,在倾角为60o～80o达到极大值,且辐射换热量占总换热量的33%～44%;竖直放置时,烧结泡沫壁的辐射换热量占总换热量的比值小于光壁,且该值随泡沫厚度增加而增加。与光壁相比,烧结泡沫竖壁复合换热的平均努塞尔数和纯自然对流换热的平均努塞尔数分别提高了1.52～1.98倍和1.16～1.66倍。通过对红外相机拍摄的泡沫表面温度分布进行分析验证了基于泡沫表面平均温度的辐射换热量计算模型的有效性。

自然通风与分层空调耦合运行的节能分析

自然通风及分层空调在大空间建筑中均有单独使用,而将两者结合使用的研究较少。本文应用FLUENT软件,对采用自然通风耦合分层空调方式下的室内热环境进行了数值模拟,并与单独采用分层空调方式进行比较。结果表明,采用耦合送风可以显著改善室内热环境,降低室内空调能耗,是大空间建筑节能的发展方向,值得深入研究。

试析丝绸之路北道自然遗迹与民族文化资源的空间关系及成因

以丝绸之路北道为例,选取人与自然系统中的自然遗迹与民族文化资源两个要素,利用空间关联度分析法和耦合分析法,计算出空间关联度、耦合协调度及耦合关系评价值,辨析两要素的空间数量关系、空间质量关系及空间耦合关系,揭示民族地区人与自然关系及成因。结果表明:丝绸之路北道自然遗迹与民族文化资源空间关联度R=0.382,呈正相关;耦合协调度C值平均值为0.946,达到优质耦合协调,表明两要素空间质量关系较高;耦合关系评价D值的高低决定空间耦合关系的优劣,乌鲁木齐市、哈密市、玛纳斯县等市县D值较高,仅呼图壁县、特克斯县、托克逊县D值较低,两要素在此区域呈现出较高的空间质量关系且有差异性;自然遗迹与民族文化资源空间关系成因为民族地区人与自然相互影响和相互作用的结果。

人类与自然干扰对大熊猫影响的研究进展

人类-自然耦合系统是融合多学科以解决人类社会与自然可持续发展的重要途径,自然灾害(如地震)是导致人类-自然耦合系统发生变化的主要因素之一。开展人类活动与自然干扰对大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)等珍稀野生动物的影响研究,可以为关键物种保护与管理政策的制定提供理论基础。本文对人类活动对大熊猫的干扰类型特征、管理政策对大熊猫保护的影响、地震干扰对大熊猫及周边社区的影响进行了综述,提出在未来的研究中,应重点关注自然干扰(地震)后保护区人类-自然(大熊猫)耦合系统的动态特征研究,通过分析震后保护与发展政策对人与大熊猫耦合关系的作用,揭示政策、人类与自然之间相互作用与反馈机制,以期为灾后关键物种保护与社区社会经济可持续发展决策提供科学依据。

保护区远程耦合系统研究进展

远程耦合系统(远距离人类-自然耦合系统之间社会经济和环境的相互作用)是可持续发展研究最新的理论与实践工具,可在多层次时空尺度上研究人类与自然可持续发展问题。随着全球化不断增强,偏远保护区与外界(如城市)的联系愈加紧密,形成多种远程耦合系统。目前,针对人与自然耦合关系的研究集中在保护区内,而关于保护区远程耦合系统的模式与机制研究尚处于起步阶段。本文基于先前开展的保护区人类与自然耦合系统和远程耦合系统研究进行分析,从远程耦合系统理论框架、我国保护区主要远程耦合系统类型及自然干扰下保护区远程耦合系统的动态变化3个方面介绍保护区远程耦合系统研究进展。本文旨在系统梳理保护区远程耦合系统的内涵、类型与动态特征,以促进其理论发展,并针对基于远程耦合系统框架上的保护区社会经济与环境可持续发展研究应用提出展望。

现代林业发展目标的系统耦合

分析现代林业产生的背景,认为现代林业实质是森林生态体系、林业产业体系和生态文化体系动态耦合成的一个复合系统,现代林业建设的目标就是追求实现森林生态体系、林业产业体系和生态文化体系的动态耦合和协调发展。现代林业的生态—经济—文化三维复合系统的协调耦合发展,有其产生和发展的条件,即各子系统间内在反馈机制的动态协调;各子系统之间具有物质和能量上的异质性及交换性;各子系统之间具有实现耦合的自然途径和人工途径。

远程耦合世界的可持续性框架

远距离之间的相互作用及其影响日益广泛。这种远程相互作用往往会对可持续发展产生深远的影响并会造成意想不到的结果。很多可持续性研究都是针对某个特定地点进行的,很少注重多个地点之间远程相互作用对可持续性所产生的影响。虽然有些研究涉及到远程因素,但通常都把它们看作外在变量,而未把它们看作反馈。为了更好地理解和综合各种远程相互作用,本文提出了一种基于远程耦合的综合框架,它是一个远距离社会经济和环境相互作用的总体概念。人类与自然耦合系统是研究在特定地点发生的相互作用,远程耦合概念是对人类与自然耦合系统研究的自然延伸。远程耦合框架包括五个相关的组成部分,即:人类与自然耦合系统、流、代理、原因、和影响。本文通过农产品贸易和物种入侵两个远程相互作用的例子来解释远程耦合框架,重点阐述远程耦合框架的影响,并讨论促进远程耦合研究发展的研究条件和方法。这个框架有助于分析系统内各组成部分以及它们之间的相互关系,找出研究差距,探索其中的隐含成本以及尚未开发的优势,提供引入反馈及多系统(发送、接收和外溢系统)之间权衡和协同的有效手段,从本地到全球各个层面加深对远程相互作用的认识,并提高社会经济和环境可http://www.ecologica.cn持续发展政策的有效性。

采空区瓦斯抽采与浮煤耦合技术实验研究

为了解决杜儿坪煤矿采空区自燃以及瓦斯超限的耦合治理问题。利用Fluent软件对抽采前后情况下的采空区进行数值模拟研究,得出在抽采情况下采空区自燃三带区域的变化,也为62711工作面的防灭火提供理论基础。

面向可持续发展方案的三角洲研究趋势与展望

三角洲是海岸带陆海相互作用的核心地带,是全球生态环境保护和沿海社会经济发展的战略要地。在高强度人类活动和气候变化影响下,三角洲的动力、地貌、环境、生态过程发生了剧烈变化,三角洲安全和健康问题突出,严重制约了社会经济的可持续发展,是当前全球面临的最紧迫挑战之一。本文分析了全球三角洲安全、健康和发展面临的挑战,回顾了国内外科技研究趋势,阐述了三角洲可持续发展研究的关键科技问题,包括三角洲自然—社会耦合系统演变机制、智能观测与模拟决策技术和综合管理技术。论文最后围绕我国领衔的联合国“海洋十年”“大河三角洲计划”(2021—2030)的有效实施,建议加强全球合作,并就未来开展的研究主题进行了阐述,以期为实现联合国可持续发展议程目标提供中国方案,为推进“一带一路”、人类命运共同体建设做出积极贡献。

黑河流域土地利用/土地覆被变化研究新进展

总结了黑河流域历史时期土地利用/覆被变化研究、现代土地利用/覆被变化过程研究及其环境效应、驱动机制研究等方面取得的进展,指出了亟待解决的问题,并对今后的发展方向进行了展望.建议未来黑河流域土地变化科学研究从以下几个方面进行突破:多尺度下土地利用/覆被变化的时空过程及其自然与人文因素与驱动机制辨析;流域土地利用/覆被变化导致的水--生态--经济复合系统变化与环境效应;流域人与自然耦合系统高效管理与调控途径等.