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。

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。

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。

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。

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。

京津冀地区人才-经济-生态系统耦合协调发展研究

以京津冀为例,构建京津冀地区人才-经济-生态系统耦合协调发展评价指标体系,利用耦合协调度模型,测算和分析了2012—2020年京津冀地区人才-经济-生态系统的耦合度和协调度,并利用Tobit回归模型对影响三系统耦合协调度的因素进行回归分析。研究结果表明:2012—2020年京津冀地区人才-经济-生态系统耦合协调水平呈上升趋势;从多系统对比的演变趋势看,北京始终处于综合发展最好水平,天津处于人才发展滞后状态,河北2012—2016年处于经济系统滞后状态,2017—2020年处于经济、人才系统滞后状态;从区域分布的演变特征看,北京始终处于耦合协调最好水平,天津其次,河北耦合协调发展缓慢。此外,经济发展水平、园林绿化水平、城市化水平、创新能力对三系统耦合协调度具有显著正向影响,而产业结构对三系统耦合协调度具有显著负向作用。

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。

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。

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。

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。

基于能值分析的崇明岛“社会-经济-自然”复合生态系统可持续性评估

运用能值分析的理论和方法，以中国第三大岛崇明岛为研究对象，定量分析和评价了1980～2003年岛内“社会-经济-自然”复合生态系统的能值自给率、人均能值用量、能值密度、环境负荷率、人口承载量以及基于能值分析的可持续发展指数等多项指标的变化趋势，并将2003年的数据进行了国内外对比。针对崇明建设生态岛的目标，分析了崇明岛的优势和不足，为其可持续发展提出了对应的建议和措施。研究表明：虽然良好的生态环境提升了人民的生活质量，但由于缺乏经济和科技竞争力，崇明岛的发展水平处于全国平均水平，与所处的长三角地区整体发展水平相差较大。但岛屿系统现状良好，运行稳定、健康、有活力，可持续性高。未来崇明岛的发展应当合理权衡和协调绎济发展和环境保护的关系，维持系统的可持续性。

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。

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。

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。

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。

河北省水资源与经济社会、环境耦合协调度研究——基于再生水利用视角

再生水是传统水资源的重要补充,开发利用再生水可以缓解河北省水资源短缺和供需矛盾.基于再生水利用视角研究河北省水资源利用与经济社会、环境的相互影响关系,构建了再生水-经济社会-传统水资源-环境(RETE)系统评价指标体系,运用熵值法对RETE系统的发展水平进行综合评价,并采用耦合协调度模型和灰色关联分析探究了RETE系统的耦合协调程度及其影响因素.结果表明:河北省再生水、经济社会、传统水资源、环境子系统的发展水平呈上升趋势,且存在一定的区域差异性;RETE系统的耦合协调度逐年上升,并且除保定、沧州和衡水濒临失调外,其他城市均处于耦合协调阶段;此外,RETE系统耦合协调度的主要影响因子为城镇化率、污水处理率、建成区绿化覆盖率、城镇居民人均可支配收入、人均GDP.

福建省县域生态-经济耦合协调发展研究

基于生态-经济双视角,分析2005—2020年福建省县域综合生态系统服务功能价值的时空变化特征,探讨生态系统与经济系统的耦合协调关系。结果表明:(1)福建省县域综合生态系统服务功能价值、地区生态经济协同发展程度存在空间集聚现象。(2)福建省生态承载力中等,生态经济产值极高,但整体呈波动变化趋势。(3)福建省生态-经济双系统整体呈基本协调状态,严重失调的县域主要集中在东南沿海,高度协调的县域主要集中在中部、西南部。

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。

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。