人地系统耦合框架下的生态系统服务

生态系统服务是连接自然环境与人类福祉的桥梁,是人地系统耦合研究的核心内容。本文在构建生态系统服务与人地系统耦合研究框架的基础上,系统梳理了生态系统服务评估、生态系统服务权衡、生态系统服务影响因素、生态系统服务供给流动与需求等研究前沿,提出了未来生态系统服务研究的重点领域。主要研究结论认为：①国际生态系统服务模型发展迅速,SAORES模型是中国生态系统服务模型优化与参数本地化的突出代表;②生态系统服务权衡具有相对复杂的时空尺度,权衡分析的前提是辨析不同尺度生态系统结构—过程—功能—服务的作用机制;③自然因素是生态系统服务时空分布的基础,土地利用能改变生态系统结构、功能与生态系统服务变化,社会经济因素会导致生态系统服务权衡的差异;④为明晰生态系统服务供给与需求耦合关系,需进一步识别生态系统服务流的运移路径;⑤未来生态系统服务研究需加强生态系统服务对全球变化的响应特征和机制分析、面向可持续发展目标的生态系统服务供给流动与需求研究、生态系统服务的动态评价集成与优化、生态系统服务与人地系统耦合、生态系统服务与大数据集成等。     

生态-经济系统恢复与重建的基础理论研究

该文阐述生态-经济系统恢复与重建的内涵、应遵循的原则与框架,论述生态、经济、社会要素彼此相互作用对生态-经济系统恢复与重建的影响,以及我国生态-经济系统恢复与重建的重要意义。指出生态-经济系统的失衡,一方面是受自然生态脆弱因子的影响,另一方面是受人类不适当的生产和生活行为的影响。生态恢复与重建不能仅限于生态系统层次,而应是多尺度、多等级的,应从生态系统到景观及整个生态-经济系统,应是生态过程与经济过程的协同。在经济落后和生态环境破坏的双重约束下,唯有建立以生态平衡为基础的社会经济体系,才能改善区域人类生存、生产条件,使失衡的生态-经济系统得到稳定和优化．实现可持续发展的目标。     

都市水源区村域社会−生态系统脆弱性空间分异的地理影响模式——以上海市青浦区为例

以上海市青浦区为例,采用数据包络模型、空间自相关模型、多元Logistic回归模型、地理探测器和层次聚类模型分析该区184个行政村社会?生态系统脆弱性的空间差异及地理影响机制。研究表明：① 基于熵权集结交叉的“投入?产出”效率模型对村域社会?生态系统脆弱性评价结果更具可信度和精确性,2018年行政村社会?生态系统脆弱性空间上呈由东向西逐渐降低的变化趋势,脆弱性均值为0.583;② 地理因素对经济发达村域社会?生态系统脆弱性空间分异仍旧具有重要影响。距上海市中心距离、距淀山湖距离、距青浦区中心距离和水域面积成为影响该区社会?生态系统脆弱性的4种主导地理因素,其地理影响力呈现系统结构空间差异和种类属性替代及程度转化;③ 依据地理因素影响力聚类分析将该区社会?生态系统脆弱性地理因素空间耦合模式分为10种,多地理因素耦合模式是主要决定类型,呈现中部多因素主导和两侧单因素主导并存的多元环状地域决定格局;针对不同类型提出调控区域社会?生态系统脆弱性的可行方式。     

半干旱区社会-生态系统干旱恢复力的定量化研究

频繁发生的旱灾已成为限制中国西北半干旱区农业发展和生态环境建设的主要扰动因子.社会-生态系统恢复力理论可以加深人们对干旱环境中的社会学与生态学交互过程与机理的理解,提高当地系统抵御旱灾的能力.社会一生态系统恢复力是指系统能够承受且可以保持系统的结构、功能、特性以及对结构、功能的反馈在本质上不发生改变的干扰大小.目前,恢复力的研究大多停留于定性的、概念上的描述,缺乏对恢复力可操作性的实证案例研究模式.本文以甘肃省榆中县为例,从社会、经济和生态3个角度选择水分敏感因子,构建社会-生态系统,建立了恢复力测定的定量模型,计算了过去15年来榆中县社会-生态系统对干旱的恢复力变化,并分析了影响恢复力变化的因素.     

干旱绿洲农业区水资源优化利用研究

针对干旱绿洲农业区水资源利用中存在的问题,采用多目标模型方法建立数学模型,并以张掖绿洲为研究背景,结合经济目标、生态环境目标和社会目标,进行水资源优化利用实例研究。结论表明,采用多目标模型方法研究干旱绿洲农业水资源优化利用可以促进该地区经济、环境和社会的协调发展,以经济发展为主,进一步加强环境的保护,提高生态环境效益在整个国民生产总值中的比例,在发展经济的同时,取得较好的生态环境和社会效益。     

滨海旅游地社会-生态系统恢复力测度及协调发展研究

基于恢复力视角,从脆弱性和应对能力两个层面构建评价指标体系,引入可变模糊识别模型,对辽宁省滨海旅游地2006—2015年的社会-生态系统恢复力进行测度,揭示其时序变化与空间差异特征,并对各子系统相互作用机制及协调发展状况进行探究。结果表明:(1)社会-生态系统恢复力总体呈平稳上升趋势,大连始终处于较高水平,其他均处于中等水平。社会子系统恢复力上升趋势较为平稳,经济子系统具有一定波动性,生态子系统恢复力较低且增速缓慢。系统总恢复力受社会、经济子系统影响较大,但长远来看生态子系统恢复力的提升最为关键。(2)经济-生态、社会-生态、社会-经济三类二元系统协调发展度以波动上升为主,三元系统协调发展度则与二元系统协调发展度的变化密切相关,空间维度上以大连最高,盘锦和营口最低。     

区域水环境经济系统DSS的设计

从区域水环境与经济协调发展出发,建立了区域水环境的决策支持系统。介绍了区域水环境经济系统决策支持系统的设计原则、系统结构、系统组成及系统功能。系统由数据库、模型库及其管理系统三部分组成,具有预测、优化、模拟和管理等功能。模型库包括宏观经济模型、环境经济多目标优化模型、需水模型、水环境容量模型和水环境分析模型等5个基本模型。在求解水环境经济多目标优化模型时,使用了约束法,把多目标化为单目标进行求解。在决策过程中,使用逐步法,在迭代过程中输入经验与偏好获取满意的决策信息     

旅游社会—生态系统的运行机制——以西安市上王村为例

乡村旅游人地关系研究迫切需要新的视角。将乡村视作以旅游发展为基础的局域社会—生态系统,认为其本质是将乡村自然环境、社会经济和旅游发展联接起来,构建一种"全景式"审视村域人地关系的分析框架。借鉴社会—生态系统的相关理论,以陕西秦岭北麓上王村为例,构建乡村旅游社会—生态系统模型,通过实地调查和访谈获取数据,以游客分类为基础,辨识了乡村旅游社会—生态系统获得稳态的关键变量,分析系统内部运行的动力机制。主要结论:1划分出生态旅游者和大众旅游者,通过识别不同游客的旅游偏好,结合生态系统商品与服务的质量,以及资本变量,构建旅游社会—生态系统的四维模型,理清指标的关键变量。2通过模型计算,得到维持系统稳态的阈值(退化系数)ω在0.2587~0.3605之间,各子系统的关键变量包括与生态旅游者相关的"娱乐方式"、"景区内部道路完善性"、"景区旅游接待设施的完善"和"人类是世界的主宰",与大众旅游者相关的"便宜的住宿"、"人类需要和环境和谐共处"和"景区旅游接待设施的完善",与环境相关的"发展旅游的条件",与资本相关的"景区基础设施的退化程度"。3景区管理者在政策制定方面,应根据游客行为的特征和反馈,做出调整和改变,以应对和减缓当地社会—生态系统的负面影响,促进乡村旅游发展的"可持续性"。     

秦巴山区社会-生态系统恢复力权衡-协同关系及驱动力——以陕南地区为例

秦巴山区是中国重要的生态功能区,面临生态环境保护与社会经济发展的双重压力。探究秦巴山区社会-生态系统相互作用关系对推动区域高质量发展具有重要的现实意义。目前已有研究受限于系统复杂性,仅聚焦于社会-生态系统恢复力的整体性评价,缺乏对各子系统之间的权衡与协同关系的讨论。本文以陕南地区为例,从社会、经济、生态子系统,脆弱性与应对能力两个维度建立恢复力指标体系,使用TOPSIS模型对陕南地区2005—2020年社会-生态系统恢复力进行测度,通过相关性分析衡量社会-生态系统恢复力各子系统间权衡与协同关系,并识别其主要驱动力。结果表明：(1)2005—2020年陕南地区社会、经济、生态系统和社会-生态系统恢复力均有不同程度的提升。(2)生态系统脆弱性分别与生态系统应对能力、社会系统脆弱性之间存在权衡关系,其他子系统之间主要表现为波动变化的协同关系。(3)与权衡关系相关的主要障碍因子为农村居民生活水平、地形破碎程度和垃圾处理能力;与协同关系相关的主要贡献因子为第一、二产业发展水平、地方财政实力、农村居民生活水平、垃圾处理能力以及教育发展水平。本研究从权衡与协同关系的问题视角出发解析社会-生态系统恢复...     

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...     

库布齐沙漠生态治理的生态经济系统耦合分析

以典型生态脆弱区—库布齐沙漠为研究区，基于耦合度模型与耦合协调度模型，对 2008— 2017 年库布齐沙漠生态治理的生态经济系统耦合状况进行动态定量分析。结果表明：（1）2008— 2017 年，库布齐沙漠生态治理的生态经济系统耦合发展呈现出较高水平的平稳态势，耦合度大多 维持在 0.819 8 ~ 1 之间，且表现为先下降、后上升交替变化态势。（2）2008—2010 年，库布齐沙漠生 态治理的生态系统参数贡献度小于其社会经济系统参数贡献度，而 2011—2017 年则正好相反，且 两个系统的参数贡献度时序变化呈逐年递增趋势。（3）2008—2017 年，库布齐沙漠生态治理的生态 经济系统耦合协调度逐年增长，其耦合模式经历了从失调衰退类、过度发展类到协调发展类的变 化，且不同年份耦合模式类型差异显著。（4）2008—2012 年，系统耦合度处于高位状态，但耦合协调 度却不处于高位。2013—2017 年系统耦合度与耦合协调度变化趋势基本一致。未来库布齐沙漠 化地区应以推进生态经济化、经济生态化为关键突破点，实现区域生态经济可持续发展。     

西昌市社会经济活动与生态建设的关联分析

利用灰色关联分析方法,从经济生产、社会生产和生态生产角度出发对西昌市社会经济活动与生态环境之间的关系进行了量化研究。研究表明:农业产业的活动是影响水土流失的主要因素,换句话说,调控农业产业经济活动是生态环境维护的有效途径。生态生产、经济生产和社会生产之间存在明显的作用关系,这种作用关系不外乎表现在正作用和负作用两个方面,生态与经济的协调很大程度上依赖于对以上三类要素的合理调节。事实上, 就是利用以上三类生产要素的可塑性,通过产业经济活动的调控,弱化或消除产业与生态的矛盾,积极发展生态产业,这对西昌如此,对其他地区仍具有普遍意义。     

基于农业可持续发展的土地利用结构最优化研究——以长沙县为案例

由于过度施用化肥、使用农药、侵占农田等行为造成的农业环境和社会问题日益严重,尤其是在城郊农业区和高集约化农区问题更为突出,因此现代农业发展不仅仅追求经济效益,更应该关注生态功能提升和农村社会稳定。本研究旨在提出一套生态、经济和社会协调发展的土地利用结构优化方法,实现农业综合效益最大化和土地可持续发展。本研究以高集约化农业区长沙县为案例,首先构建经济-生态-社会效益评价指标体系,采用熵权-TOPSIS法对农业土地利用经济效益、生态效益和社会效益进行综合评价;其次采用耦合协调度模型和障碍因子模型,识别出影响农业综合效益的障碍因子;最后运用多目标线性规划法,构建生态、经济、社会约束条件和目标函数,计算得出土地利用最大综合效益和最优化结构,并提出了相关政策建议。研究结果表明:(1)长沙县农业综合效益呈现增长趋势,评价值从1996年的0.20上升到2016年的0.79;(2)经济因素不再是影响农业效益协调发展的障碍因子,而社会因素,例如粮食安全指数等成为主要影响因子;(3)综合考虑经济发展、环境保护和社会需求提出了长沙县土地利用优化结构,农业综合效益可由99.83亿元增长到129.34亿元,增长29.56%。本研究采用了一系列的模型和方法得出了长沙县农业综合效益最大化值和土地利用最优结构,可为农业土地空间格局优化和农业可持续发展提供科学的建议和依据。     

基于改进当量的甘肃省耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系研究

为量化分析耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系,采用改进的耕地当量因子,对甘肃省2014年耕地生态系统服务价值进行定量化研究,并采用双变量空间自相关探讨其与区域经济发展在空间上的关联关系。结果表明：（1）在GPP修正的基础上估算得到的甘肃省2014年耕地生态系统服务价值为4.96×10¹¹元,其中水资源供给功能的价值为负,食物生产功能的生态系统服务价值相对较高,美学景观功能的生态系统服务价值最低。（2）双变量空间自相关显示人均国内生产总值与耕地生态系统服务价值在空间上存在显著的负相关关系,Moran’s I指数为-0.252 3。局部双变量空间自相关LISA图也显示低-高聚集区主要分布在经济发展相对落后、具有明显生态优势的东南部地区;而高-低聚集区则主要分布在经济高速发展,生态环境相对恶劣的西北部地区。研究结果可为甘肃省生态环境管护与区域经济发展提供决策参考,为实现经济增长与生态保护统筹协调发展提供参考依据。     

区域可持续发展能力的能值与(火用)耦合分析模型构建

可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及?方法,提出自组织能力指数（SO）、生态压力指数（EP）、可持续发展能力指数（SC）构成的,基于热力学理论的可持续发展能力分析模型,利用文献荟萃法筛选17个典型发达国家1985年状态值计算SO与EP阈值,划分了4个阶段。利用中美两国1985-2015年特征对比验证,结果显示：① 2005年以前中国属“低自组织能力、低生态压力”阶段,之后进入“低自组织能力、高生态压力”阶段,存在低生态效率、规模扩张驱动特征;美国一直属“高自组织能力、高生态压力”阶段,存在高生态效率驱动、经济与生态脱钩特征,与全球生态足迹网络和世界自然基金会等的研究结果一致,模型具有较好适应性和可靠性。② 模型利用“获得?量/输入能值量”表达经济社会生态效率、“经济社会?损耗量/生态系统年产?量”表达生态压力,连接了经济社会对生态基底的熵化路径,可识别区域所处可持续发展阶段、分析水平变化和驱动因素。③ 模型以人类与生态并重的视角,从深度上反映经济社会的生态效率、从广度上评价生态空间被占用比例,具有宏观规模与微观效率分析相结合的优势,是对经典方法的补充。     

东北三省城市土地利用效益评价及耦合协调关系研究

在阐述城市土地利用效益系统耦合协调性内涵及其交互作用机理的基础上,构建综合评价指标体系,运用均方差决策法、耦合协调度模型,对东北三省2003~2015年城市土地利用综合效益及其主成分间耦合协调关系进行测度,并分析其时空演化过程。研究认为：① 城市土地利用综合效益表现出随时间“先升后降”的特征,区内三省间差异明显,中心和门户城市长期处于较高水平。② 城市土地利用经济效益亦存在“先升后降”的时序变化特征,空间上表现为“南高北低”,低值区范围缩减明显;社会效益差异不显著,在南北方向上表现出“凸”字型分布特征;区域生态环境效益整体较高,高值区由集中趋向分散。③ 城市土地利用经济、社会、生态环境效益间耦合协调关系在各时间节点均表现为失调,且以中度失调为主,但中心城市和门户城市的三效益耦合协调关系相对较好,向协调方向发展,哈长与辽中南城市群地区协调性优于其他区域,吉林省与辽宁省东部的部分城市协调关系趋向恶化。④ 城市土地利用效益间关系失调主要受复合因素的作用,经济效益滞后是制约土地利用效益耦合协调关系提升的主因,生态环境效益滞后不是限制土地利用效益耦合协调性提升的主要因素。     

基于BP神经网络的吉林省县域经济发展水平评价

选取6个经济指标,运用BP神经网络模型对吉林省39个县级城市的经济发展水平进行评价。结果表明：吉林省区域经济发展水平总体不高,经济发展水平地域差异显著。经济发展水平较高的县市在空间上表现为明显的空间集聚,长吉图地区县市的经济发展水平明显高于其他地区,而经济发展较差的县市主要集中在吉林省西部地区。     

北京市森林生态安全情景模拟与优化调控研究

在界定森林生态安全内涵的基础上,构建森林生态安全综合评价指标体系,建立基于SD模型的森林生态安全情景分析和调控模型,设计了林业政策扶持型、社会经济中速发展型、环境管理强化型、森林-社会经济-环境协调发展型等4种发展情景,并对各情景下的森林生态安全状况进行了仿真和动态评价分析。研究表明：初始状态中（即情景0）,2000-2020年北京市森林生态安全综合评估值（FES）呈波动上升趋势,2013年达到最佳状态为0.527,但到2020年小幅下降到0.519,森林生态系统安全状况改善并不明显。与情景0相比,情景1~4均不同程度地提升了北京市森林生态安全水平,到2020年FES分别达到0.541,0.525,0.559和0.604,且森林资源的数量和质量也均有不同程度地改善。4种调控方案的模拟结果显示,北京市森林生态安全受林业政策实施、森林资源禀赋、社会经济发展和环境治理等因素的综合影响。只有保持森林资源的生产力和持续活力,注重维护森林生态环境的稳定健康,兼顾引导社会经济有序发展（即情景4）,北京市森林生态安全才会显著改善。     

西安市土地利用与生态环境协调发展研究

以西安市1998-2013年统计年鉴数据为基础,构建土地利用与生态环境评价指标体系,并应用主成分分析法确定权重,依据协调度模型定量评价二者关系,最后运用GM（1,1）模型预测未来趋势,以期为二者关系协调发展提供决策依据。结果表明：（1）二者间存在复杂时变非线性的动态耦合关系,即1997-2005年为发展初期,土地利用类型为勉强协调类土地利用滞后型,关系并不稳定且协调水平低;2006-2011年为发展中期,类型转换为初级、中级协调类土地利用滞后型,关系开始趋于稳定;自2012年后基本稳定在良好协调类生态环境滞后型,呈V型轨迹并向有序、稳定的协调关系发展。（2）1997-2012年二者评价指数均呈上升趋势,影响协调发展度的主要因素从生态环境逐渐演变为土地利用。因此,平衡二者发展速度,调控土地利用方式,对协调发展关系至关重要。     

村镇建设用地扩展与生态环境效应的耦合协同规律及类型甄别——以重庆市荣昌区为例

村镇建设用地扩展不可避免地挤压生态系统空间,打破系统内部原有的生态环境和生物地球化学过程,在生态文明的时代背景下,如何处理好村镇建设用地扩展与生态环境保护的关系对于实现可持续发展至关重要。论文在厘清村镇建设用地扩展与生态环境效应耦合协调机制的基础上,通过构建评价指标体系分析了2008—2018年重庆市荣昌区村镇建设用地扩展与生态环境效应协调发展的时空演变格局并划分耦合协调发展类型。研究发现：① 村镇建设用地扩展与生态环境效应以人类活动为纽带而构成交互耦合体,解析二者的耦合协调关系为理解村镇建设中“发展”与“保护”这对矛盾体提供了通道。② 2008、2013、2018年荣昌区村镇建设用地扩展与生态环境效应的耦合协调度在时间上呈上升趋势,在空间上呈南北高、中间低的分异格局。③ 运用耦合协调模型并结合同步发展模型将荣昌区村镇划分为保护与发展同步型、生态环境支持型、生态环境损耗型3种耦合协调类型。④ 针对各耦合协调类型提出差异化调控策略：保护与发展同步型村镇应兼顾经济发展与生态保护;生态环境支持型村镇可以适量开发未利用地;生态环境损耗型村镇应改变生态环境效应滞后的现状。