资源环境承载能力预警的超载成因分析方法及应用

建立资源环境承载能力监测预警机制和对超载区域实行限制性措施是中央全面深化改革的一项重大任务,而超载成因分析既是资源环境承载能力监测预警技术方法的重要组成内容,也是制定超载区域限制性政策的基础。本文在搭建超载成因分析总体框架、阐述关键因素识别和成因分析方法的基础上,梳理总结了陆域/海域基础和专项评价结果以及综合预警超载成因分析的要点,进而在京津冀地区进行了实证应用。研究结果表明,导致京津冀地区资源环境超载的因素涉及自然、发展和管理各个类别,但关键因素的作用程度及其组合叠加状况在基础评价结果、专项评价结果和综合预警超载成因方面存在较大差异;水资源严重短缺、地形和气象等自然条件是导致超载的基础原因;人口和产业过度集聚以及低端产业、能源消费结构等发展类因素是超载的首要原因;内海净化能力差和海域生态退化、海岸开发强度大综合导致了海域生态环境超载;现行的资源环境管理政策尚不具备有效遏制和解决资源环境超载的能力。既有的超载成因分析框架、方法及要点可供各省、市、自治区开展资源环境承载能力监测预警借鉴。     

海洋资源环境承载能力超载阈值确定方法探讨

超载阈值是资源环境承载能力监测预警体系构建中的关键因子,其确定是当前资源环境承载能力评价方法研究中的重点和难点问题。本文首先分析了资源环境承载能力超载阈值的定义和内涵,结合国内外研究进展和国家发改委下发的《资源环境承载能力监测预警技术方法(试行)》,分析目前海洋资源环境承载能力评价采用的超载阈值确定方法及潜在的问题。试行方法主要是从海洋功能区划及环境质量标准的合规性,以及指标多年变化情况确定超载阈值,对资源环境保护与社会经济发展的关系协调考虑较少,评价方法的创新性以及评价结果的管理效能还较弱。本文还从海洋资源环境对于社会经济发展的限制性分析视角,探索构建区域差异性指标体系和更具科学性及管理适用性的超载阈值确定新思路。     

全国资源环境承载能力监测预警(2014版)学术思路与总体技术流程

建立资源环境承载能力监测预警机制,是全面深化改革的一项创新性工作。从资源环境承载能力的科学内涵出发,以区域可持续发展为指向,探究资源、环境等构成的承载体——自然基础同承载对象——人类生产生活活动之间形成的"压力-状态-响应"过程,提出资源环境承载能力预警是从资源环境约束上限或人口经济合理规模等关键阈值开展的超载预警,以及从自然基础条件变化或资源利用和环境影响变化态势开展的过程预警的学术思路。在探讨承载能力预警指标体系选取原则的基础上,构建陆域和海域差异化的预警指标体系和总体技术流程。采用土地资源压力、水资源利用强度、环境胁迫程度、植被盖度变化作为基础指标进行地域全覆盖评价;针对城市化地区、农业地区、牧业地区、生态地区,分别选择灰霾污染程度、耕地面积增减状况、草蓄平衡指数、生态环境质量变化状态作为专项指标,确定各类专项指标的关键阈值并进行分类评价;最后进行复合,形成在鲜明主体功能定位指向下的差别化评价方法、取得具有一致性表达的评价结果,并开展资源利用效率和环境污染压力两方面的过程评价,以辅助反映中国资源环境承载能力和可持续发展能力预警状态,为提出限制性措施建议和完善监测预警机制提供科学依据。     

基于地理国情普查的资源环境承载能力试评价研究

为落实国家生态文明体制改革要求,建立资源环境承载能力监测预警机制,国家印发了《资源环境承载能力监测预警技术方法(试行)》(以下简称"《技术方法(试行)》")。本文基于地理国情统计分析成果及相关部门专题数据,运用《技术方法(试行)》,开展了浑善达克沙漠化防治国家重点生态功能区土地资源基础评价和重点生态功能区专项评价研究。分析了地理国情普查数据在资源环境承载能力评价过程中的应用,探讨了普查成果作为评价基础数据的适用性,为区域环境承载能力精准化评价提供了借鉴和方法。     

资源环境承载能力预警城市化地区专项评价——以京津冀地区为例

资源环境承载能力预警评价中,除基础评价外,还需针对城市化地区存在的特殊问题开展专项评价。但现有相关研究大多较为复杂、难以操作,且较少考虑目前中国城市化地区之间存在的发展水平差异,难以满足实际应用需求。本文根据近年来中国城市化地区资源环境凸显的主要问题,从城市人居环境入手,选取城市黑臭水体和PM2.5超标天数2个要素设计城市水气环境黑灰指数,作为城市化地区专项评价的主要指标;同时考虑到优化开发区域和重点开发区域的主体功能导向差异,以京津冀城市化地区为例开展试评价分析,结果显示：京津冀城市化地区的104个区县中,47个区县为重警,46个中警,仅11个为轻警,整体形势不容乐观。其中,重警区县主要集中在京广高铁沿线,与地区主要交通线路分布及钢铁工业聚集格局一致;轻警区县主要分布在北部的张承地区及东部沿海,工业相对较少,且地理位置有利于污染物迅速扩散。城市化地区专项评价作为基础评价的补充,能更清晰地反映现阶段影响城市人居环境的主要制约因子以及不同发展水平地区间的差异,评价结果可为城市化地区开展国土空间规划、城镇发展战略研究和产业结构调整等提供科学依据。     

沙漠型景区旅游环境承载力预警研究——以宁夏沙坡头景区为例

以沙坡头景区为例,引入预警理论,运用旅游环境承载率计算公式和BP神经网络预测模型对沙漠型景区现状和未来旅游环境承载力进行预警分析。结果表明:(1)将沙漠型景区旅游环境承载力预警警界区间划分为弱载(0.8)、适载(0.8～1.0)、轻度超载(1.0～1.2)、中度超载(1.2～1.5)、严重超载(1.5)5个级别,对应的预警状态分别用黑灯、绿灯、黄灯、橙灯和红灯来警示;(2)该景区现状旅游环境承载力在旅游旺季整体上处于弱载状态,但“五一”、“十一”等节假日期间处于超载状态;(3)该景区在2016-2020年内旅游环境承载力仍处于不断上升的趋势,但速度有所放缓,“五一”、“十一”节假日旅游高峰期间处于超载状态。根据承载力预警结果,提出不同承载状态的预警方案。     

沙漠型景区旅游环境承载力预警研究——以宁夏沙坡头景区为例

以沙坡头景区为例,引入预警理论,运用旅游环境承载率计算公式和BP神经网络预测模型对沙漠型景区现状和未来旅游环境承载力进行预警分析。结果表明:(1)将沙漠型景区旅游环境承载力预警警界区间划分为弱载(0.8)、适载(0.8～1.0)、轻度超载(1.0～1.2)、中度超载(1.2～1.5)、严重超载(1.5)5个级别,对应的预警状态分别用黑灯、绿灯、黄灯、橙灯和红灯来警示;(2)该景区现状旅游环境承载力在旅游旺季整体上处于弱载状态,但“五一”、“十一”等节假日期间处于超载状态;(3)该景区在2016-2020年内旅游环境承载力仍处于不断上升的趋势,但速度有所放缓,“五一”、“十一”节假日旅游高峰期间处于超载状态。根据承载力预警结果,提出不同承载状态的预警方案。     

沙漠型景区旅游环境承载力预警研究——以宁夏沙坡头景区为例

以沙坡头景区为例,引入预警理论,运用旅游环境承载率计算公式和BP神经网络预测模型对沙漠型景区现状和未来旅游环境承载力进行预警分析。结果表明:(1)将沙漠型景区旅游环境承载力预警警界区间划分为弱载(0.8)、适载(0.8～1.0)、轻度超载(1.0～1.2)、中度超载(1.2～1.5)、严重超载(1.5)5个级别,对应的预警状态分别用黑灯、绿灯、黄灯、橙灯和红灯来警示;(2)该景区现状旅游环境承载力在旅游旺季整体上处于弱载状态,但“五一”、“十一”等节假日期间处于超载状态;(3)该景区在2016-2020年内旅游环境承载力仍处于不断上升的趋势,但速度有所放缓,“五一”、“十一”节假日旅游高峰期间处于超载状态。根据承载力预警结果,提出不同承载状态的预警方案。     

基于环境质量标准的环境承载力评价方法及其应用

建立资源环境承载能力监测预警机制,是全面深化改革的一项创新性工作。本文从环境承载力评价视角出发,提出了一种基于环境质量标准的环境承载力评价模型,即通过计算污染物浓度超标指数衡量大气、水及综合环境承载力状况,并以京津冀地区为试点开展案例研究。评价结果显示：①环境综合承载力方面,99%的区县超载。②大气环境承载力方面,可吸入颗粒物(PM₁₀)和细颗粒物(PM_2.5)是主要污染因子,98%的区县超载;臭氧(O₃)和二氧化氮(NO₂)的超标状况也非常严重,分别有87%、72%的区县超载。③水环境承载力方面,进行评价的108个区县全部超载,总氮(TN)、溶解氧(DO)、氨氮(NH₃-N)和总磷(TP)为主要的超标污染因子。该评价模型以环境质量为基础,客观地反映了环境承载力状态,可广泛应用于中国不同尺度单元环境承载力的评价。     

区域生态承载力预警评估方法及案例研究

本文针对国家资源环境承载能力监测预警评估中生态承载力评估的需求,探讨了生态承载力及预警的定义与内涵,从预警角度提出区域生态承载力评价的内容与方法,并以京津冀地区为例开展了案例研究。主要结论为：生态承载力是指生态系统提供服务功能、预防生态问题、保障区域生态安全的能力。生态承载力预警评估的实质是评估人类活动是否及在多大程度上影响生态系统在水源涵养、水土保持、防风固沙等主要服务功能的提供,是否产生了生态环境问题,是否影响到区域的生态安全。其评价流程主要包括：区域生态承载力评价指标选取及评价方法和阈值的确定、生态承载力预警状况及变化趋势分析、成因解析等内容。本文提出的生态承载力预警评价的方法及案例,可为全国及区域生态承载力的评估提供基础。     

基于三维四面体模型的西藏资源环境承载力综合评价

资源环境承载力定量评价与综合计量是资源环境承载力研究由分类走向综合的关键技术环节。本文从系统角度出发,提出了“人居环境适宜性分区——资源承载力限制性分类——社会经济发展适应性分等——资源环境承载力警示性分级”的资源环境承载力综合评价的研究思路与技术路线,构建了具有平衡态意义的资源环境承载力综合评价的三维四面体模型,对区域资源环境承载力监测预警机制的建立具有清晰的政策指导意义。基于上述模型方法,以公里格网为基础,以分县为基本单元,开展了西藏自治区的资源环境承载力综合评价。研究表明,西藏3/4左右土地、4/5以上人口所在的县域资源环境综合承载力处于盈余或平衡状态,资源环境综合承载状态良好;人居环境以不适宜和临界适宜为主要特征,社会经济发展水平普遍滞后,人居环境自然适宜性和社会经济发展水平在较大程度上限制了西藏资源环境承载力的发挥及其提升。     

面向重建规划的灾后资源环境承载能力应急评价范式

从国家重建规划对资源环境承载能力应急评价的应用需求出发,解析重大灾害事件发生后承载能力应急评价难点,初步构建在灾后资源赋存、环境容量、生态安全以及灾害风险多重约束下,资源环境承载能力应急评价的基本范式与技术流程,并提出未来灾后承载能力评价及研究重点。研究表明：针对评价周期短、涉及内容广、决策风险高、不确定性强、数据基础不足等特点与难点,需从地域功能预估与指标体系、单项要素评价与技术准则、综合集成评价与重建分区、人口容量测算与重建模式4个方面实施灾后应急评价。未来,建议从灾后资源环境承载能力评价关键阈值与参数研究,应急评价辅助支撑体系与规划衔接技术研究,灾后承载能力演化特征与弹性机理研究,青藏高原边缘地带及近邻山区等灾害高风险区的重点研究与超前应对,以及灾后应急评价及重建规划的工作协调与应用推广等方面,进一步深化灾后资源环境承载能力研究,提升未来应急评价快速化、规范化、精准化水平,为增强国家和地方政府灾后系统应对能力提供借鉴。     

村镇建设类型划分的理论与方法研究——以江苏省为例

村镇地区是多要素组合的地域单元,由于区位条件复杂多样,资源禀赋差异明显,村镇建设具有多元发展路径。基于资源环境承载力视角,构建了“压力-状态-响应”框架下的村镇建设分类指标体系,采用单向优势指标和复合指标相对优势判断相结合的划定方法,综合考虑国家和省级功能区划、协调乡镇周边区域功能并衔接省国土空间发展战略,以乡镇为分析单元,建立了省级村镇建设分类综合方案,并以江苏省为案例进行村镇建设类型划分研究。研究结果发现,江苏省仅有29.61%的乡镇为明显的单一建设类型,村镇建设的综合性发展态势明显;村镇建设类型具有明显的地域差异,苏北地区主要以居住类乡镇和生态类乡镇为主,苏中地区种植类乡镇和养殖类乡镇居多,苏南地区则集聚了商旅类和工业类乡镇。以此为基础提出不同村镇建设类型的资源环境承载力提升策略。     

资源环境耗损过程评价方法及其应用

资源环境承载能力监测预警中一项重要的内容就是资源环境耗损过程的变化趋势测度。本文从资源消耗、环境损坏和生态质量变化角度出发,提出了一种基于资源环境耗损的过程评价方法,即通过计算水土资源消耗、水气环境污染以及生态质量变化,测度资源环境耗损指数,刻画资源环境耗损趋势,并在京津冀地区开展了试评价。研究结果表明：①该评价方法以资源环境耗损变化为基础,力图客观反映区域资源环境变化趋势,从科学架构出发,结合数据可获得性和实际可操作性,综合得出一种科学合理且简单易行的评价方法,有利于资源环境耗损过程评价在全国推广。②试评价结果显示,京津冀地区水土资源利用效率提高趋势明显,近80%的区县处于资源利用高效率类别;污染物排放强度总体呈现下降趋势,但仍然有33%的区县污染物排放处于高强度状态;以林草覆盖率表征的生态质量处于逐步降低状态,年均降低速率约为1.2%。③从指标组合关系上看,水土资源利用效率同时趋于良好的县占比最高(100个,约50%);效率趋势相异的区县较少(62个),其中土地资源利用效率趋差而水资源利用效率趋良的区县个数最少(18个)。污染物排放强度变化的指标组合呈现两极分化特征。京津冀地区资源环境耗损趋缓型和加剧型评价单元数量对比为6:1,市辖区的耗损加剧程度比县略严重。     

Ecological Carrying Capacity and Green Development in the “Belt and Road” Initiative Region

Since the 1970s, resource crisis, environmental pollution and ecological degradation have become prominent globally, and the limits to growth have always been an important theoretical and policy issue. The technological system of early warning and regulation based on carrying capacity evaluation has great potential in natural resource utilization, environmental management and ecosystem conservation. In this paper, the evolution of carrying capacity research and the concept of ecological carrying capacity are summarized, and the existing evaluation methods of ecological carrying capacity are classified into ecological footprint method, comprehensive index system method, ecosystem service analysis method and human appropriation of net primary productivity method. The current problems in ecological carrying capacity study were analyzed and the trend was outlooked. Combined with the special issue, the recent proceeding of ecological carrying capacity study in the Belt and Road Initiative (BRI) region was narrated, from the aspects of ecological carrying capacity evaluation method and application, the supply and consumption of ecosystem services, and the resources use and environment change. Some suggestions have been proposed to improve the accuracy and reliability of ecological carrying capacity evaluation: 1) the spatial heterogeneity and temporal dynamic change of ecological carrying capacity should be explored furtherly; 2) the interaction between ecological process and human activities should be simulated; 3) factors such as climate change, human activities and ecological products and ecological service flows should be integrated into the evaluation system of ecological carrying capacity.