基于PSR模型的区域生态持续性评价概念框架

区域可持续发展是可持续发展的重要基础, 生态持续性则是实现区域可持续发展的重要前提与基本途径, 但目前仍缺乏普遍认可的生态持续性目标分解方案;而在人类活动对自然生态影响日益显著且不断增大的背景下, 生态系统健康、风险、安全与可持续性评价已成为当前宏观生态学的研究热点, 虽然在各类评价之间普遍存在概念混淆、指标体系雷同等问题。本研究在系统梳理生态持续性相关概念逻辑关联的基础上, 将区域视为人类自然-经济复合生态系统, 强调人类活动的主导性, 基于“压力-状态-响应(PSR)”模型, 从生态胁迫、生态系统健康和生态可持续能力3 方面构建了一个具有鲜明生态意义的区域生态持续性评价概念模型, 并对评价模型、评价指标筛选及其阈值与权重展开了深入探讨。研究认为:系统工程的综合评价法是区域生态持续性评价的基本方法;不存在绝对的评价标准, 区域生态持续性评价的终极目标, 不在于静态的评价某时某地人类-自然复合生态系统可持续与否, 而在于定量表征时空尺度上系统可持续性的动态变化与空间分异。     

区域资源利用可持续发展度评价--以浙江省金华市为例

基于可持续发展理论研究的现状分析，从复合生态系统理论出发，具体阐述了可持续发展度的评价方法。从资源禀赋、资源利用效益、资源利用结构、资源外部依赖性和资源管理5个方面选取22项具体指标构建区域资源利用可持续发展度评价的指标体系系统，应用层次分析法从可持续发展水平、能力和协调度3个方面对区域资源利用可持续发展度进行定量评价。评价结果表明研究区域资源利用可持续发展水平较高，能力和协调度较低，整体可持续发展度较低。     

洞庭湖区湿地生态系统健康综合评价

湿地与海洋、森林并称为地球三大生态系统,湿地退化速度远大于其他生态系统,从而使得湿地健康评价与分析成为湿地领域研究的重点内容之一。本文以生态系统健康及压力-状态-响应模型为研究方法,综合利用遥感、野外实测和社会统计等多源数据,建立一套湿地生态系统健康评价指标体系,集成利用遥感和地理信息技术建立湿地生态系统健康评价模型,实施湿地压力、状态、响应、健康分析,揭示了洞庭湖湿地生态系统健康状况的空间分布规律。研究结果表明:(1) 洞庭湖区31%的湿地面临人类干扰压力较大,19%的湿地状态较好,82%的湿地生态系统发生很大变化。(2) 湿地的总面积在人类活动的干预下逐渐缩小,湿地综合健康较差、一般和较好的区域分别占总面积的6%、75%和19%,缺乏健康状况最好及最差的区域。(3) 湘阴县、沅江县及岳阳县的湿地生态系统健康状况较好,益阳县较差,安乡县等12个县市一般。     

衡水湖流域生态系统健康评价

生态系统健康评价是当前环境科学和生态学研究的热点问题之一,流域尺度的生态系统健康评价是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向。对流域进行生态系统健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。回顾了国内外流域生态健康评价的历史和现状,阐述了流域生态系统健康评价的主要理论与方法。以衡水湖国家级湿地自然保护区为例,建立了评价指标体系,并据此对该流域进行了生态健康评价,结果表明:衡水湖流域生态系统健康处于中等或者亚病态,最后提出衡水湖生态健康可持续发展的建议。     

基于物元模型的城市生态健康评价

基于生态系统自身的特点、人类在生态系统中的影响和城市生态系统的内涵,建立了城市生态系统健康评价指标体系,确定了城市生态系统健康评价标准.针对传统评价方法中量化指标丢失信息的情况,提出应用物元模型进行城市生态系统健康评价.利用所建立的模型,以大连城市生态系统为例进行城市生态系统健康状况分析.用指数超标法确定了指标的权重,建立了评价物元、节域和经典域矩阵,通过计算关联函数确定了评定等级.评价结果表明:2000～2003年大连城市生态系统一直处于健康的发展状态,具有良好的可持续发展趋势,但健康程度并不高,部分指标有所恶化.     

三峡低山丘陵区生态系统安全评价--以重庆忠县为例

资源、生态环境是区域可持续发展的核心和基础,区域生态系统安全是实现区域可持续发展的保证。以重庆忠县为例,讨论了三峡库区区域可持续发展的生态系统安全评价的基本过程和方法,研究了包括资源生态环境压力、质量和保护整治能力三方面15项指标在内的生态安全评价的指标体系,以及不安全指标阈值的确定和不安全指数的计算方法,提出了三峡库区可持续发展的生态安全建设的途径和对策。     

基于PSR模型的九段沙湿地生态系统健康评价

以长江口九段沙湿地为例,运用湿地生态系统健康理论和压力-状态-响应(PSR)模型对湿地生态系统的健康进行了诊断评价。首先从湿地面临的压力、生态系统现状以及相应的管理对策等3个层面选取了30个评价指标,构建了九段沙湿地生态系统健康的评价体系。然后通过定量与定性相结合将指标分为5个等级,最后运用综合指数法对九段沙湿地生态系统健康综合指数进行计算。结果表明,九段沙湿地健康综合评价指数为0.77,处于健康状态。同时,九段沙湿地目前所面临压力的评价值为0.707,尚处于能够承受的范围,其主要压力来自于渔业资源无序过度捕捞、外来物种入侵、环境污染、长江来沙量锐减等方面。     

中国流域生态系统健康评价研究进展

流域生态系统健康评价是流域生态环境规划和管理的依据,是协调流域社会经济发展与生态环境保护、促进流域可持续发展的重要措施。通过运用文献资料法、综合归纳分析法等方法,阐述了生态系统健康与相关概念的关系,以流域研究单元为例,系统总结并对比分析了生态系统健康评价的内容、方法、指标体系和评价标准,提出了流域生态系统健康评价流程,指出目前研究存在的问题,并做出展望,在深入探究相关概念基础上,利用3S空间技术建立统一完善的生态系统健康评价指标体系和分级标准,建立动态长期生态系统健康监测数据库。     

区域旅游发展的生态安全系统分析——以内蒙古自治区四子王旗为例

旅游发展有时会给目的地带来负面影响,为了诊断其整体发展水平,采用"压力-状态-响应"框架模型,以内蒙古自治区四子王旗为例,来分析区域旅游生态系统的安全状态.从旅游生态环境压力、旅游生态环境质量和旅游生态环境保护整治及建设能力3个方面来考虑,根据层次分析法原理及各评价指标间的相互关系,构建层次结构模型,和23个指标.经过对评价指标不安全指数值的计算和标准值的确定以及指标权重值的确定,再利用各指标的不安全度公式和总体生态系统不安全度公式计算出旅游生态系统处于较不安全状态,并讨论了甄别各因子对生态系统的限制程度的方法,对区域旅游发展的生态系统安全分析具有现实意义.     

生态足迹理论在区域可持续发展评价中的应用及改进

综述了生态足迹理论及其在全球及区域可持续发展系统中的应用成果,发现生态足迹理论在用于区域可持续发展评价时遇到了困难,主要表现为其对区域发展可持续性的评价结果与可持续发展理论所阐述的基本原则不一致,认为这主要是将基于全球生态系统的生态足迹理论不适当地用在了区域可持续发展系统所导致的,而根本的原因是生态足迹概念本身的定义不够确切。本文将生态足迹区分为消费性生态足迹和生产性生态足迹,对传统的生态足迹理论进行改进,并以生产性生态足迹作为评价区域可持续发展的指标,以期更真实地反映区域发展的可持续性;通过比较全球生态赤字和区域人均消费性生态赤字可以对区域发展公平性做出评价。     

黄河源区土地沙漠化及其对土壤碳库的影响研究

沙漠化过程不仅影响着区域社会经济稳定、可持续发展,而且对地球表层物质循环和能量转换过程产生重要的影响。因此,沙漠化对草地生态系统土壤碳库汇效应有重要的影响。结合黄河源区沙漠化过程的定量研究,探讨土地沙漠化过程对高寒草甸生态系统土壤碳库的影响。研究结果表明,从1990—2000年黄河源区沙漠化不仅表现为面积的扩展,而且表现为沙漠化程度的加重,沙漠化扩展和程度加重面积达1 067.69 km²。根据野外实测土壤剖面样品的理化分析测试确定的不同沙漠化土地的土壤有机碳密度,结合沙漠化土地的变化,获得从1990—2000年黄河源区沙漠化导致土壤有机碳流失量达4.11×10⁶ t,每年从土壤中流失的有机碳平均为0.41×10⁶ t。认为自然与人为因素导致的青藏高原高寒草甸生态系统的退化,不仅影响了高原区域可持续发展,而且将由碳汇转变为碳源并对全球气候的变化产生重大的影响。     

贵州石板桥水库沉积物的矿物磁性特征及其土壤侵蚀意义

对取自贵州省关岭县石板桥水库的岩芯做了矿物磁性测量（lχf、ARM、IRM20mT、SIRM、IRM-100mT）并计算了ARM/SIRM、HIRM、IRM-100mT/SIRM。将这些结果与同时完成的137Cs、粒度、TOC和C/N分析结果相结合,推测了过去的42年（1960²002年）中这一水库的汇水流域内的土壤侵蚀状况。在这一时期,尽管存在着若干次一级的波动,土壤侵蚀总体上呈加剧的趋势。将这些结果与收集的降水和土地利用/土地覆被变化资料数据相结合,探讨了土壤侵蚀状况发生变化的原因。土壤侵蚀的总体加剧可能是由1960年以来林地面积的减小和农田面积的增大以及1990年以来因植树而较强翻动地表物质造成的,而土壤侵蚀的次一级的波动可归结为降水的波动。     

北京市菜地土壤和蔬菜的锌含量及其健康风险评估

通过97种蔬菜、454个样品的调查表明,北京市菜地土壤锌明显高于北京市土壤锌背景值,其含量范围、算术均值、中值和几何均值分别为24.9³08、79.2、63.8和70.7 mg/kg。北京市蔬菜锌含量范围、中值和算术均值分别为0.005²5.6、2.24和3.11 mg/kg鲜重。叶菜类蔬菜锌含量显著高于瓜果类蔬菜,其余各类型间差异均不显著。北京市市售外地产蔬菜锌含量显著高于本地产蔬菜;裸露地蔬菜与设施蔬菜锌含量差异不显著。冬瓜、西红柿、茄子、黄瓜、辣椒和大葱和部分特菜的锌富集系数最低,抗土壤锌污染的能力较强。北京市居民从蔬菜中摄入锌的量为4.04 mg/人.d,蔬菜锌对北京市居民不会构成健康风险。     

四川紫色土地区鹤鸣观小流域分布式侵蚀产沙模型

从四川省南部县鹤鸣观小流域Ⅱ号支沟为研究区,构建了适合紫色土地区小流域分布式侵蚀产沙模型。该模型以20m×20m栅格为空间步长,以10min为时间步长,定量分析鹤鸣观小流域Ⅱ号支沟水土流失程度,模拟了各时段每个栅格次降雨侵蚀产沙过程,计算了每个栅格次降雨径流量、侵蚀量与沉积量,并且运用递归算法计算出整个流域次降雨侵蚀产沙量,模型能够评价流域下垫面各因子空间分布不均匀性和人类活动的影响。在鹤鸣观小流域Ⅱ号支沟进行了模型的检验,模拟过程与实测结果符合较好。     

基于多源遥感和机器学习方法的科尔沁沙地植被覆盖度反演

植被覆盖度是监测生态系统及其功能的关键参数,如何提高大区域植被覆盖度的反演精度,对生态脆弱区环境可持续发展至关重要。本研究基于人工神经网络、支持向量回归和随机森林等机器学习方法,利用无人机、Worldview-2与Landsat 8 OLI遥感数据,对科尔沁沙地植被覆盖度进行多尺度反演。结果表明：随机森林模型比人工神经网络、支持向量回归模型表现佳,可在单元（试验区）、区域（研究区）尺度上较高精度地反演沙地的植被覆盖度,反演值与无人机实测值均在线性水平上呈显著相关（P<0.01）;在单元、区域尺度上,构建的植被覆盖度反演模型测试集R²分别为0.84、0.80,MSE分别为0.0145、0.0370,一致性指数d分别为0.9576、0.8991。利用多源遥感数据和机器学习方法,通过局部区域的高精度反演逐步实现低空间分辨率遥感影像的大区域植被覆盖度反演,不仅可有效提高沙地植被覆盖度的反演精度（R²=0.78,大于0.63）,也为区域生态环境监测与生态系统健康评价提供支持。     

典型年洞庭湖系统健康综合评价

以洞庭湖各典型年的遥感影像、相关图件、社会经济数据及水沙、水质监测等实测资料为依据,基于湖泊健康 “PSR”响应模型,构建了综合评价指标体系,确定了具体的评价指标、评价标准、指标权重和评价等级,采用主成分分析法评价洞庭湖系统健康状况的空间差异,以模糊综合评判法评价其典型年动态变化特征。结果表明：① 从各典型年来看,1986年和1998年洞庭湖处于不健康状态,1991年为临界健康;而三峡工程蓄水运行之后洞庭湖均处于临界健康状态。② 从空间分布上看,南洞庭湖系统健康状况相对较好,其次是东洞庭湖,最差的是西洞庭湖。③ 从压力-状态-响应健康指数来看,各典型年压力隶属度均为不健康,尤其是三峡工程蓄水运行后;其状态、响应隶属度一直保持在临界健康水平。这说明洞庭湖虽保持了较为完整的自然形态、结构基本合理、生态服务价值稳定,但已出现“病症”。作为国家级自然保护区,洞庭湖健康整体水平仍需进一步提升。     

北京丰台区土地利用变化及其经济驱动力分析

采用GIS技术和统计分析技术,基于1984、1992和1995～2001年土地利用图件和数据,分析了1984年以来北京丰台区土地利用变化历史过程及其空间分异特征。土地利用变化的基本特点是农业用地面积大幅度下降,非农用地面积快速增加,且随着时间的推移,变化高峰地域在由内向外传递。对1999年土地利用类型数据与经济产值数据匹配结果表明:土地经济产出效益巨大差异的存在是驱动丰台区土地利用从农业用地,尤其是耕地向非农业用地转化的最大动力所在。利用1992～2001年的非农业用地与固定资产投资、人口,二、三产业增加值进行的相关分析显示,固定资产投资、人口增长和第二产业的发展对非农业用地扩展有着显著的作用。     

喀斯特洼地的分形特性研究*

以贵州高原中部普定马官地区和云南高原边缘西畴峰丛-洼地区为试验区,研究和探讨了喀斯特洼地发育过程中的分形特性。     

Ecosystem health assessment based on analysis of a land use database

Data resources and assessment frameworks are two keys to ecosystem health assessment (EHA). Application of the land use database together with the Pressure–State–Response (PSR) model in EHA provides better precision relative to traditional data resources and assessment frameworks for EHA at the county scale. The raw data are taken from The Anlu County Annals, The Soil Records of Anlu County, and The Statistical Yearbook of National Economy in Anlu County. The spatial and attribute data are partly extracted from the database of current land use in Anlu City using the MAPGIS platform. Based on the results from principal component analysis (PCA), a total of eleven indicators were selected to build an indicator system designed to assess the ecosystem health at the county scale. According to the PSR model, the scores from three indices (press index, state index, and response index) and a comprehensive assessment index (CAI) were calculated, and an assessment map was constructed. The results from the index scores and spatial analysis display a large range for the state of ecosystem health due to the evolution of natural ecosystems and human activities at the county scale. The precision of the current land use database (scale of 1:10,000) makes it a better candidate for evaluating ecosystem health than the traditional data resources. This study also demonstrates the numerous benefits of combining land use databases with GIS functions to assess ecosystem health at the county scale.