人口与社会-经济-自然复合生态系统的持续发展——伊春市人口的系统分析与调控对策

本文讨论了人口与社会-经济-自然复合生态系统持续发展的关系,指出了人口问题是决定复合生态系统持续发展的关键因素。只有人口与复合生态系统的各个方面相互适应,复合生态系统持续发展的目标才能得以实现。本文以伊春市为实例,系统地分析了伊春人口的发展过程,采用系统动力学的方法,建立了伊春人口的系统动力学模型,并以此模型对伊春人口进行了系统仿真和预测,同时提出了解决伊春人口问题的调控对策。     

"社会-经济-自然复合生态系统"中的鼠害治理

在自然生态系统中,鼠类并非完全有害,作为生态系统中的一个组成部分和物流与能流的一环,有其存在的必然性。只有在与人类的生活和生产发生冲突时,鼠类才表现出其危害,生态系统的失衡是鼠类暴发成灾最根本的原因。目前,害鼠对工农业生产造成严重的危害,并威胁着人们的身体健康,害鼠防治的异化则对生态环境造成严重的影响。对鼠害的治理是一项社会性的工程,当地政府的政策法令、组织管理、人们的科学化素质以及科技普及程度,对害鼠的控制有着重要的作用。从长远发展来讲,随着社会的进步,经济的发展,人民生活水平的提高,害鼠种群数量将会受到控制而趋于下降。但中短期而言,社会经济建设的某些活动可能引发局部或大面积害鼠种群的暴发。因此在实施那些措施时,若能注意害鼠种群的发生发展,或对有关项目可能对鼠类生存环境的影响进行预测,并采取有效措施控制害鼠种群,将会减少害鼠带来的各种损失,更有利于我们的经济建设。由此提出,可适时地采用“社会—经济—自然复合生态系统”的思维,并关注目前社会经济活动中重大举措对鼠类群落的影响,科学地制定鼠害控制对策。     

社会—经济—自然复合生态系统持续发展评价指标的理论研究

持续发展的度量或评价问题是持续发研究领域的重要问题之一。本文研究了持续发展评价指标的功能,对各种评价指标进行了比较分析,建立了持续发展的评价指标体系及综合评介指标。     

社会-经济-自然复合生态系统生态位评价模型——以四川省为例

在深入分析区域资源、环境、社会、经济综合系统基础上,建立了四川省2001—2010年社会-经济-自然复合生态系统生态位评价指标体系,复合生态系统综合生态位包括资源、环境、经济和社会4个子系统生态位。将耦合投影寻踪模型应用于复合生态系统生态位评价,其中,采用并行模拟退火算法对评价模型参数进行优化。研究结果表明:2001年—2010年四川省复合生态位呈现先降后升的趋势,复合生态位评价值从2001年3.1325下降到2005年的2.8499,从2005年开始,复合生态位逐渐增加,到2010年增加到3.3304。表明环境重视程度的提高,环保意识的加强,促进了复合生态位的提高,区域自然生态和环境得以改善。最佳投影方向各分量的大小反映了各评价指标对生态位评价等级的影响程度,值越大则对应的评价指标对生态位评价等级的影响程度越大。区域生态位评价等级指标的影响程度最大的10项中有4项是环境生态位子系统指标,表明环境生态位子系统对综合生态位影响最大。发展过程中经济生态位子系统和社会生态位子系统指标值相关系数为0.9957,表明两子系统基本上是保持同步发展。而经济生态位和环境生态位子系统指标值相关系数为-0.9346,呈现明显的负相关关系。资源子系统呈现上升趋势。模拟退火优化的投影寻踪耦合模型应用于复合生态位评价,具有实用性和可行性,为区域生态管理科学决策提供重要依据。     

数据驱动的社会-经济-自然复合生态系统研究:尺度、过程及其决策关联

社会-经济-自然系统是人类赖以生存和发展的复合系统,而数据驱动下的系统研究为加强生态系统的认知提供了新的增值导向。在新的数据语境下,社会-经济-自然复合系统呈现出一些新的特征,研究对象逐渐从单一要素向多要素耦合的方向转变,使支撑量化研究的数据体系更多样化、数据来源更广泛化、数据表达更具可视化,并呈现出研究尺度逐渐扩大化、研究对象更精细化的特征。在对数据的识别、表达和可视化的过程中,既要加强对时间、空间、结构、数量和秩序的耦合,也要注重与决策制定和地方服务的结合。新时期复合生态系统的未来研究方向应该从关键科学问题及支撑技术、尺度作用和多要素耦合以及地方和全球治理的科技支撑等方面展开,在数据的不断革新下,加强对多源数据、长期监测和时间序列的认知仍是需要深入研究的课题。开展复合生态系统的数据驱动分析,不仅能为生态系统的服务及可持续发展提供技术支撑,增强数据的长效共享机制,同时可为实现决策制定和信息传播等方面提供更多的价值支持。     

乡村复合生态系统中村庄的社会经济生态位研究

为研究村庄社会经济子系统在乡村社会生态网络中的地位等级与未来发展潜力,提出社会经济生态位的概念,并以生态位的"态""势"理论为基础,利用主成分分析法、引力模型结构与社会网络分析方法对厦门岛外260个行政村的社会经济生态位进行计算。研究发现:(1)村庄社会经济生态位的"态"值分布具有不均衡性,厦门岛外村庄"态"值得分较高的村庄多聚集于厦门岛外南部与同安工业区。(2)村庄社会经济生态位的"势"值高低受地理空间与资源禀赋共同作用,厦门岛外"势"值得分较高的村庄集中在自身发展条件优越且地理位置处于区域核心位置的同安工业区与靠近厦门岛的集美大学城区。(3)相比自然子系统,乡村社会经济子系统更强调村庄之间的互动性,社会经济生态位得分中4个行政区村庄平均得分由高到低依次为集美区>同安区=翔安区>海沧区。研究为乡村复合生态系统的生态位研究提供了新的研究视角与方法,与传统生态位的计算方法相比更加强调村庄在实际发展中的互动性与带动作用,可以为村庄发展规划与居民福祉研究提供科学基础与理论依据。     

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、神经-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。     

基于生态系统服务的宁夏回族自治区自然-社会经济协调性分析

近年来,受全球气候变化和人类活动的双重影响,我国干旱半干旱区生态环境保护和社会经济发展面临着严峻挑战。生态系统服务是链接自然生态系统和人类福祉的桥梁,其持续供给对区域可持续发展具有重要意义。在具有生态重要性、脆弱性的地区,如何协调生态保护与社会经济发展的关系以达到可持续发展是重要的科学问题。以宁夏回族自治区为例,基于InVEST模型及相关地理图件,分析研究区生态系统服务变化及其权衡关系,通过耦合协调度模型分析生态系统服务与社会各项经济指标的耦合关系及空间差异,辨析区域耦合协调度的主要影响因素。结果表明：（1）研究区生态系统服务空间分异明显,土壤保持、水质净化、水资源供给和碳储存均呈现南高北低的特征。（2）县域尺度上各项生态系统服务之间显著正相关,呈现为协同关系;其中水质净化与水资源供给的相关性最高（相关系数是0.73）,其次是碳储量和水资源供给（相关系数是0.60）;而土壤保持与水质净化、水资源供给的相关性较低（相关系数均在0.50以下）。（3）宁夏回族自治区耦合协调度与城镇人口比重、城镇居民人均可支配收入负相关,与农村常住居民人均可支配收入正相关;产业分配模式与耦合协调度显著相关。（4）宁夏回族自治区约50%的县（区）处于勉强协调发展状态,其中73%的县（区）更注重经济发展;约41%的县（区）属于协调发展类,其中2/3的县区环境保护相对超前;中部地区的发展优势较强。研究结果对于准确把握经济社会发展过程中生态系统服务特征具有重要理论和实践意义,为促进宁夏生态保护与经济发展的统一协调提供科学辅助依据。     

城市复合生态系统中互动关系的测度与评价

基于城市复合生态系统原理和城市代谢功能,构建了城市系统互动分析指标体系。应用因子分析法、层次分析法及所建立的量化模型,对城市复合生态系统中的不同变量之间的相关性和协调性进行度量。并以中国北京、上海、广州、天津、重庆和深圳等六大城市为例,对其可持续发展进程进行横向比较。结果表明,六大城市发展度由大到小的顺序是:上海、深圳、广州、天津、北京、重庆;协调度由好到坏的排序是:重庆、上海、广州、北京、天津、深圳;循环度由好到坏的排序是:深圳、上海、天津、北京、广州、重庆;从可持续发展度看,建设和实现可持续发展城市或生态城市的先后顺序大致为:上海、深圳、广州、重庆、天津、北京。说明城市可持续发展的关键取决于社会经济活动压力源的削减、自然生态环境的保育以及城市代谢功能的增强。     

“山地-绿洲-荒漠”复合系统土地利用变化的生态系统服务权衡与协同效应——以张掖市为例

开展复合生态系统土地利用变化的生态服务效应研究可为优化国土空间格局和强化生态系统管理提供重要的基础依据。以干旱区"山地-绿洲-荒漠"复合系统的典型区域张掖市为例,基于1987年、2000年和2018年3期土地利用数据,以乡级行政区为基本单元,引入相对优势度指数划分山地、绿洲、荒漠子系统,研究复合系统的土地利用变化特征及生态系统服务权衡/协同效应。结果表明：（1）张掖市复合系统呈现地域分异特征,由南部山地系统,中部绿洲系统和北部荒漠系统构成;山地系统以林地和草地为主,绿洲系统以耕地和建设用地为主,荒漠系统以未利用地为主。（2）从时间上看,2000-2018年各系统的土地利用变化更强烈,其中,绿洲系统的耕地面积增加量最大,为363.08km²,荒漠系统的建设用地面积增加幅度最大,为78.23%。各系统土地利用转移模式为：山地系统以草地转耕地为主,绿洲系统和荒漠系统以未利用地转耕地为主。（3）张掖市复合系统的生态服务价值呈增加趋势,其中,荒漠系统生态服务价值量的增幅最大,各子系统的价值量之间的关系表现为山地系统 > 绿洲系统 > 荒漠系统,耕地对各系统生态服务价值贡献量最大。（4）张掖市土地利用变化的协同效应大于权衡效应,其中荒漠系统的生态服务之间均为协同关系,山地系统中供给服务与其他服务呈现权衡关系,占比32.73%,绿洲系统中调节服务与其他服务呈现权衡关系,占比18.18%。     

农林复合生态系统与低层大气间的通量研究

根据近年在黄淮海平原大面积农林复合区的观测资料,采用简单的一维模型,讨论了此类复合系统与低层大气之间的热量、动量和水汽通量,比较了不同的结构林网形成的通量差异。结果表明,由于林冠层的摩擦作用,农林复合生态系统上空风速随高度增大较快,动量输送总是向下的。在层结稳定的夜间,其数值较大,而在湍流比较活跃的正午前后,由于垂直风切变减弱,动量输送也相应减小。夜间农林作物冠层的辐射冷却加强,近地层逆温梯度增大,加之作物冠层内部因辐射冷却而造成水汽凝结,冠层上部水汽大于冠层内部,此时热通量和水汽通量均向下。这一现象在白天日出后开始逆转,日出后,地面升温加快,并逐渐形成超绝热梯度,致使热量通量向上。此时农林作物蒸腾加剧,冠层高度范围内水汽含量增大,造成水汽向上输送。文中还讨论了一维模式的缺点,指出了进一步研究生态系统与大气相互作用的重要性.     

热带亚热带退化生态系统的恢复与复合农林业

我国热带亚热带是人口和环境压力最大的区域之一。原有自然生态系统遭到很大的破坏,退化生态系统大面积增加,这是严重制约农业生产发展的重要因素。长期的恢复生态学定点研究表明,通过综合整治,使退化生态系统得以恢复与重建,具有重大的生态效益、经济效益和社会效益。在丘陵山区进行退化生态系统的恢复与重建实践中所构建的“林果草(牧)鱼”复合生态系统,是高产、高质、高效的复合农林业模式,是促进地方农业经济发展的有效途径。     

三倍体毛白杨-黑麦草复合生态系统林木细根与草根的分解及养分动态

在天全县的退耕还林地中,对三倍体毛白杨细根与黑麦草草根的分解及其N、P、K、Ca和Mg养分动态进行了研究.结果表明,细根直径0～1、1～2和0～2 mm及草根的分解速率与时间呈负指数关系,第1年干重损失率分别为76.17%、69.80%、73.44%和79.3%,分解0%所需的时间分别为217、266、24和172 d.细根分解过程中,N和Ca浓度增加,而P、K、Mg浓度下降;草根分解过程中,其养分元素的浓度变化整体上没有规律.细根分解过程中P、K和Mg的养分残留率与其干重残留率的变化趋势相似,分解前期下降较快,随后下降比较平缓,N和Ca的养分残留率下降则比较平缓,并且养分的分解速率均以P最快,其次是K和Mg,而N和Ca最慢;草根分解过程中N、P、K、Ca和Mg的养分残留率初期下降比较快,随后趋于平缓,并且元素分解速率呈不规则变化,其中Ca分解速率最慢,其它元素的分解速率相近.     

基于能值理论的循环复合农业生态系统发展评价——以福建省福清星源循环农业产业示范基地为例

循环农业是当前农业可持续发展理念的具体运作模式。对能值分析方法优化,使其更适合循环复合生态系统的应用上进行优化,并以福建省福清星源循环农业产业示范基地为例验证,评价复合生态系统的可持续发展程度和经济效益。结果表明改进的能值分析方法对循环复合农业生态系统的可持续发展评价更科学,复合系统的可持续发展指数比单纯的生猪养殖提高23.44%—33.86%,在4种组合的循环模式中以"生猪养殖-沼气工程-有机肥生产-种植业"循环复合生态系统整体效益最佳,其可持续发展指数最高,环境负载率最低,净能值产出率仅略低于"生猪养殖-沼气工程-种植业"复合系统。     

基于SD模型的上海市湿地生态系统服务变化过程与情景研究

湿地是上海市城市生态系统的重要组成部分,但其面积在过去几十年间显著减少,影响了城市生态系统服务的供给。通过构建系统动力学模型模拟上海市湿地生态系统服务变化的过程与未来情景。研究表明:(1)该模型有效且具有实际仿真的可操作性,并可根据政策要求设定参数,对上海市湿地生态系统服务价值的变化进行模拟与预测,结果可为上海市制定湿地保护或生态规划政策提供可行性分析。(2)对4种不同"湿地面积增长率"的情景进行模拟,结果显示了未来经济以不同增速条件发展时湿地生态系统服务价值的变化:无论哪种情景,文化服务价值最高,占总价值的64%以上,且在研究时段内呈增长趋势;调节服务价值次之,呈增长趋势;供给服务价值最低,呈下降趋势。(3)到2025年,按照现行的政策,上海市湿地面积将减少至37.92×10⁴hm²,届时湿地生态系统服务价值为4711.56×10⁸元,占上海市国内生产总值的20%,人均1.95×10⁴元。     

商洛低山丘陵区农林复合生态系统中大豆与丹参的光合生理特性

农林复合系统作为一种传统而又新兴的土地利用和经营方式在改善商洛生态环境、增加该区农民收入、促进其生态和经济协调发展等方面发挥着非常重要的作用.为了研究林下作物的生理生态特性,对研究区农林复合系统中不同处理大豆、丹参的光合、叶绿素荧光参数进行了系统观测.结果表明,从单作到距核桃1m处,距核桃树越近,遮光愈多.各处理大豆的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)表现出与光合有效辐射(PAR)基本一致的日变化趋势.不同处理丹参光合速率日变化趋势各不相同,且出现“午休”现象.与单作相比,各处理大豆、丹参的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均有不同程度的降低.随着遮荫程度的提高,大豆、丹参叶绿素含量和表观量子效率(Φ)升高,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)降低.二者叶绿素荧光参数最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递量子效率(ΦPsⅡ)以及光化学猝灭系数(qP)均有不同程度的升高,而非光化学猝灭系数(qNP)却逐渐降低.说明大豆、丹参能适应弱光环境,在较低的光照条件下正常生长.     

基于SD模型的晋北退耕还林工程与社会经济互馈关系研究

生态恢复与社会经济发展密切相关,退耕还林工程的实施影响社会经济状况,统筹耕地与造林之间的矛盾成为亟待解决的问题。阐明退耕还林工程与社会经济之间的互馈关系,是实现生态保护与社会经济协同发展的前提和基础。通过构建山西省晋北地区退耕还林工程与社会经济之间的系统动力学模型,揭示二者间的互馈关系。以耕地、造林用地间的矛盾作为参数变换的前提,通过改变耕地面积变化率、造林面积、植树造林投资系数,设置持续退耕还林型、低速退耕还林型、保护耕地型、间断退耕还林型四种仿真情景,并阐明了不同退耕还林情景对社会经济的影响。结果表明：(1)退耕还林对社会经济有积极影响,各情景下社会经济变量均呈现不同速度上升态势。(2)尽管持续退耕还林型的林业产值增长最快,但却抑制了未来社会经济发展,在此情景下各社会经济变量较低;低速退耕还林型更有利于退耕还林工程与社会经济的和谐发展,地区生产总值(GDP)、粮食总产量等社会经济变量在此情景下较高;保护耕地型在模拟初期对粮食总产量有明显提升作用,后期则会对归一化植被指数(NDVI)、植被固碳量产生更加积极的影响。(3)在低速退耕还林型下,2035年山西省晋北地区GDP达18412....