城市生态系统生产总值核算技术方法及典型区域应用研究

本研究在借鉴国内外生态系统服务功能价值、环境质量价值评估和现有的生态系统生产总值(GEP)核算案例研究成果的基础上,立足城市生态系统特征,提出基于城市维度的GEP(下称“城市GEP”),构建城市GEP核算指标体系,明确核算技术方法。以深圳市盐田区作为典型区域开展城市GEP核算示范应用,对自然生态系统价值和人居环境生态系统价值进行量化评估。核算结果显示,深圳市盐田区2013年和2017年的城市GEP分别为1029.76亿元和1092.03亿元。与2013年相比,2017年盐田区城市GEP增加62.27亿元,年均增幅约为1.51%。通过城市GEP核算研究,将城市生态系统无偿提供的各类功能有价化,在使管理者和民众更加直观地认识生态环境资源价值的同时,也可以为生态审计、生态补偿和生态环境损害评估等提供技术支撑,为区域环境管理和决策提供依据。

重庆市生态系统生产总值与城镇化耦合协调关系及空间特征研究

生态系统与社会经济系统之间存在着复杂的耦合关系,是地域综合体的有机组成.本研究以重庆市为研究区,通过测度2000-2019年20年间生态系统生产总值及城镇化水平变化,并结合耦合协调模型,探究二者之间的交互关系.结果表明:1)重庆市生态系统生产总值呈现上升趋势,但在空间分布上存在“东高西低”的差异;2)城镇化水平增长迅速,呈现“一核多点”的圈层结构,其中中心城区城镇化水平高,但渝东南、渝东北地区的后发优势明显;3)生态系统生产总值与城镇化水平整体的耦合协调度不断上升,从中度失调转变为中度协调,表明经济与生态的互动关系趋于良性;4)当前阶段下,稳定的生态系统是保障区域社会经济发展的必要条件,而城镇化高质量发展则是促进“社会-经济-生态”综合效益最大化的关键因素.

城市绿地生态系统碳交换动态及其与环境控制因子的关系

随着城市的不断发展,城市绿地面积逐年增加,绿地生态系统潜在的碳汇和碳源功能显得非常重要。2014年1月至2016年1月,基于涡度技术对福州市绿地生态系统进行了碳通量连续两年的定位观测,并探讨了城市绿地生态系统碳交换年际动态特征及其环境调控因子。结果表明,城市绿地生态系统年总生态系统生产力(GEP)、生态系统净生产力(NEP)和生态系统呼吸(R_e)呈现出一致的变化规律,其中生态系统碳交换特征表现为生长季(4月-11月)以吸收CO_2为主,非生长季以释放CO_2为主。城市绿地R_e均与GPP、GEP呈正比关系,并且拟合线性斜率<1,受生长季的降水量影响较大。采用指数方程对碳交换和土壤温度(T_a)进行模拟,生态系统日平均净碳交换量(NEE_(day))随T_a的增加呈指数增长模型,T_a可解释80%以上的变异;GEP随着T_a的增加逐渐增加,当T_a达到最高时,并未对GEP产生抑制作用;当气温低于5℃时,城市绿地生态系统以呼吸作用为主导,当气温高于5℃,城市绿地生态系统净吸收大气CO_2为主导。光合有效辐射(PAR)与NEE呈直角双曲线关系,当光补偿点PAR小于350μmol·(m^2·d)^(-1)时,NEE为正值,此时生态系统呼吸大于光合生产;当PAR大于500μmol·(m^2·d)^(-1)时,生态系统呼吸与光合生产持平,其碳吸收量基本达到饱和。生态系统最大光合速率、白天平均生态系统呼吸强度、表观量子效率(α)与温度和PAR的季节变化趋势相一致,均在7月最大和5月最小。相关性分析可知,不同月份NEE残差均与降水量呈负相关关系,与饱和水汽压差(VPD)呈正相关关系。上述研究结果为估算、模拟和预测城市绿地生态系统碳交换提供了基础数据支持和理论基础。

生态系统生产总值在城市规划和建筑领域中的应用

目前,我国正处在城市化、社会经济结构转型的十字路口,如何应对迫在眉睫的全球生态危机已成为各国为保持国际竞争力所面临的亟待解决的重大问题.因此,明确生态系统及其服务功能对人类生存发展的关键支撑作用,进而研究如何将其引入社会经济总体框架对今后城乡可持续发展具有重要意义.为了更好地贯彻落实绿色发展的理念,本文研究分析了生态系统生产总值(GEP)指标在城市规划和建筑领域评价体系中的应用,并在此基础上,探讨了相关理论及策略.

城市绿地冠层导度季节变化及其环境调控

冠层导度(canopy conductance,gc)是生态系统对环境响应的敏感性指标,探讨冠层导度对环境因素的响应模式对了解生态系统生产力的变化模式至关重要。城市绿地作为人为设计的复合生态系统,其冠层导度变化规律及其对环境因子的响应亟待明确。基于涡度相关方法,本研究调查了北京奥林匹克森林公园2012-2016年连续5年的冠层导度的季节动态变化及其对空气温度(Ta)、光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)以及土壤含水量(VWC)等环境因子的响应,利用统计回归方法分析了环境因子对冠层导度的影响,最后分析了冠层导度对总生态系统生产力(GEP)的影响。结果表明:2012-2016年的冠层导度依次为3.97、3.28、2.13、3.95和5.07 mm·s^-1,5年平均值为3.69±1.99 mm·s^-1;季节变化表现为从4月开始逐渐升高,在7、8月达到最大值后逐渐降低;在季节尺度上,VWC和Ta是影响冠层导度的主要环境因子,冠层导度随它们的增加而增大;而PAR和VPD对冠层导度的影响存在年际间的差异;5年间,GEP随着冠层导度的升高显著增大;城市绿地中,季节尺度上土壤水分的增加和气温的升高显著增加冠层导度,从而促进GEP。