城市生态安全及其动态评价方法

城市生态安全是人类生存和发展的一个重大课题。当前,城市生态安全正严重威胁着城市的可持续发展。全面了解城市生态安全状况是维护城市持续发展的基础。而城市生态安全的研究仍处于起步阶段,在吸取现有的国内外相关研究成果的基础上,探讨了城市生态安全的内涵和动态特征,分析了城市生态安全问题。对城市生态安全的评价方法进行了研究,提出了城市生态安全状态评价的指标体系和评价模型,趋势分析模型,以及基于状态评价与趋势分析的城市生态安全动态评价方法。     

基于生态系统服务的生态安全研究进展

生态安全是全球环境变化背景下人类可持续发展面临的重要问题之一。生态系统服务作为自然环境中人类赖以生存的环境条件与效用,成为人们感知和评价生态系统结构或功能变化的重要指标,同时为研究自然生态与社会-经济两大系统之间的交互作用提供了连接路径。目前,国内外对基于生态系统服务的生态安全研究尚处于起步阶段。在大量查阅国内外相关文献的基础上,总结了生态安全的理论内涵及方法体系,并从基于生态系统服务内在关系和基于生态系统服务拓展的生态安全研究,以及将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究等3个方面系统性梳理了目前国内外基于生态系统服务的生态安全研究进展。结果表明,发展初期的生态安全研究主要基于各种生态系统服务之间的供需关系、权衡/协同关系和服务重要性等内在关系,二者的结合效果能通过耦合生态系统服与生态系统状态指标和相关模型得到改善,近年来将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究在区域规划管理等领域已呈现良好的发展趋势。在此基础上,本文指出了目前研究过程中所存在的一些不足与未来发展的方向,为进一步深入开展生态系统服务与生态安全的耦合研究提供理论依据。     

基于禽流感发生风险的生态安全评价研究进展

禽流感是危害公共健康、社会经济和政治稳定重要的传染性疾病。近年来,禽流感引发的区域生态安全(公共卫生安全和生物安全)问题日益受到学界关注。为此,有必要从禽流感发生风险的角度来开展区域生态安全评价。根据1996—2017年发表的禽流感发生风险与生态安全评价英文文献,运用Citespace软件综合分析了禽流感与生态安全评价的最新研究进展。在阐述禽流感发生风险与生态安全评价关系基础上,结合生态安全评价理论框架,从数据来源、适用范围、优缺点等方面分别对禽流感发生风险评估方法以及基于禽流感发生风险的生态安全评价方法进行对比与总结。综述表明:禽流感发生风险对生物物种安全和公共卫生安全的威胁已经严重影响到区域生态安全,其引发的公共卫生危机和生物多样性减少是生态安全评价研究的重要内容,从禽流感发生风险视角评价区域生态安全具有其必要性和紧迫性,并迫切需要加强相关模型方法及其应用研究。目前,禽流感研究主要以病毒学、流行病学为主,与生态安全领域结合研究较为缺乏,在生态安全评价中有关禽流感发生风险内容的研究基本被忽视。既可为深入揭示禽流感发生与传播的动力学机制与防控和监测禽流感提供科学依据,亦可为未来开展基于禽流感发生风险的区域生态安全评价研究提供方法借鉴。     

生态政策学及其评价方法

生态政策学是研究国家机关、政党及其他政治团体在特定时期为实现或服务于一定社会政治、经济、文化、环境目标所采取的生态行为或规定的行为准则,是政策学与生态学交叉学科。生态政策是服务于生态建设与管理的一系列谋略、法令、措施、办法、方法和条例的总称,主要通过生态项目建设的形式来实施。生态政策可持续性评价不仅包括现状评价,更要研究政策变化的最佳动态效果,判断政策调整的最佳时间与调整内容。及时科学的调整是政策执行效果可持续性的保证前提。生态政策组合主要体现3个基本思想:利用政府的行政管理能力、利用市场机制和利用经济增长机遇造福环境。不管全球生态政策如何演变,其不懈努力的宗旨非常明确,理性利用资源,降低生态环境治理费用,加快生态环境达标速度。生态政策评价的主要方法包括生态健康评价、生态系统服务与评价、生态项目的经济分析(市场价值法、影子价格法、机会成本法和替代效益分析法等)、人文社会评价(项目对周围群众生计的影响、执行与受益群体对项目的判断等)等方法。     

旅游生态安全研究进展

高速发展的旅游业带来巨大经济收益的同时,也引发了生态环境问题,环境和资源消耗属性决定了旅游与生态的对立统一关系。在研读了大量国内外相关文献的基础上,对旅游生态安全概念伦理、作用机制、评价预警、提升策略进行了梳理分析。旅游生态安全概念在旅游环境学、旅游可持续发展、旅游环境容量等概念的基础上建立,Meta分析证明了旅游与生态关联是双向因果产生的内生性问题,两者非简单的线性关联,随时空或政策推移而发生变化。旅游生态安全评价多通过问题解构或评价模型结合辅助方法进行,将结果反映到特定的阈值加以判断,针对薄弱环节建立的监测预警体系有助于提高污染脆弱和疲软的消化能力。旅游生态安全水平可以通过建立层级管理体制、改变旅游消费模式、建立生态创新体制三项策略加以提升,国内外研究仍然存在三方面问题:1)国内概念僵化、作用机制识别不清; 2)指标联系断裂,缺乏质量和动态评价; 3)预警单一化、尺度小。未来旅游生态安全研究可能由旅游可持续走向旅游生态韧性和旅游生态效率。     

生态安全评价研究中的若干问题

生态安全评价是对生态系统完整性以及对各种风险下维持其健康的可持续能力的识别与研判,以生态风险和生态健康评价为核心内容,并体现人类安全的主导性．生态风险识别和生态脆弱性是生态风险评价的构成要素,生态健康则表现在生态完整性、生态系统活力与恢复力三方面．生态安全评价的准则与指标体系应将生态风险与生态健康有机结合。同时兼容不同空间尺度并能体现动态变化,其中在EDI、REI和IRI分类基础上叠加暴露分析指标是较大空间尺度生态安全指标体系建立的发展方向．文中综述了现阶段主要的生态安全评价方法,表明暴露-响应综合评价模式在现阶段应用最为广泛,生态模型法评价不同尺度的生态安全则是未来主要发展领域,并注重生态过程安全评价．生态安全评价研究需要与生态安全预测及预警研究相结合,并将生态安全的保障、维护与管理研究纳入其范畴．     

西北地区草地生态系统生态安全评价初探

草地生态系统是我国西北生态脆弱地区的重要组成部分,开展其生态安全的评价对于西部大开发战略的实施有着重要的指导作用,对维护西部地区的政治稳定、经济可持续发展、军事安全等有着不可估量的价值.通过对西北生态脆弱地区草地生态系统现状的剖析,阐述了开展草地生态系统生态安全评价的意义,确立了草地生态系统生态安全评价的原则,分析影响草地生态系统生态安全的6个主要因子:人类活动、草地生态系统功能、植被群落动态、气候变化、土壤条件、有害生物等.在此基础上,初步构建草地生态安全评价的理论指标体系.     

生态技术评价方法及全球生态治理技术研究

全球范围内生态退化形势严峻,生态技术在遏制生态退化进程中发挥着重要作用。长期以来,对生态技术缺乏系统研究和评价,影响了其在脆弱生态区生态治理中的应用与推广。"生态技术评价方法、指标体系及全球生态治理技术评价"项目(2016YFC0503700)获得国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"专项支持。该项目旨在厘清全球生态退化状况及其对生态技术的需求,建立生态技术评价指标体系与方法模型,评价国内外不同类型生态技术以及重大生态工程区和不同生态退化区域的生态技术实施效果,筛选和推介满足我国及发展中国家生态治理需求的生态技术,建立生态技术评价平台和集成系统,为推动我国生态文明建设和发展中国家生态治理提供科学支撑。     

基于生态系统服务的生态风险评价研究进展

生态风险评价对科学管理与保护生态系统具有重要的意义,为弥补传统生态风险评价方法的不足和提高风险管理的效率,将生态系统服务引入生态风险评价中进行发展和完善,成为了当前生态风险评价研究的前沿和热点。系统分析了生态系统服务在生态风险评价中的应用,指出生态系统服务在问题形成阶段中可明确保护对象和属性,在风险分析阶段可联系生态系统结构过程作用,在风险表征阶段及后续阶段能可提供清晰明确的评价结果,加强风险交流和管理,能有效地改进生态系统传统生态风险评价。在实践上,基于生态系统服务的生态风险评价可从3个不同层面开展:一是针对外界压力对某类特定功能或者系统中某些服务功能的影响,构建基于某种特定服务的实体属性评价方法;二是针对外界压力作用下生态系统结构与过程变化下对功能影响,构建基于复杂生态系统作用的评价方法,实现对生态风险的模拟评价;三是评价社会生态系统下外界驱动对人类福祉的影响时,可将DPSIR(Drive-Pressure-State-Impact-Response)理论模型运用到生态风险管理中,也可基于景观生态系统服务与压力源的空间作用关系,实现社会生态系统风险评价与管理。作为生态风险表征手段,可基于生态系统服务损失与不利服务进行表征,也可选取热力学等指标作为评估量纲。从理论、评价方法、风险管理等方面对基于生态系统服务生态风险评价给予展望。     

区域生态风险评价方法研究进展

生态风险评价是近十几年逐渐兴起并得到发展的一个研究领域,区域生态风险评价作为生态风险评价的组成部分,由于其空间异质性和评价过程的复杂性,而成为了研究的难点与热点。本文综述了生态风险评价和区域生态风险评价的概念、方法和实践研究的进展,总结了具有代表性的生态风险评价概念模型框架和步骤以及物理、数学和计算机模拟等评价方法;归纳了区域生态风险评价的概念模型、PETAR方法以及相对风险评价模型等;介绍了针对多样化的风险源、风险受体和评价数据源类型的不同而进行的实践案例研究。针对目前研究中存在评价阈值确定、暴露和危害分析、定量表征、不确定性处理等方面的问题,提出需进一步研究和探讨区域生态风险评价的指标体系、评价标准、定量化方法与技术以及风险效应表征等。     

西南生态安全格局形成机制及演变机理

我国西南地区地形地貌复杂,生态系统多样,生物多样性丰富,是研究地表复杂过程与生态系统演变规律的关键区域,也是我国重要的生态屏障区。但是同时该区域环境复杂、生态脆弱、灾害严重,在全球气候变化背景下,人类活动和经济发展导致该区域的生态环境问题比较突出,同时区域的社会经济发展地域分异大。突出表现在区域生态系统服务功能受损,区域生态安全水平降低。如何维护区域生态安全具有重要意义。针对生态安全问题,我国已开展生态区划、生态功能区划和生态红线等工作,但在生态安全格局的形成机制、与生态系统服务耦合关系、人类活动和气候变化对生态安全格局影响及其适应、区域社会经济可持续发展等方面需要加强深入研究,在我国西南地区的开展研究西南生态安全格局形成机制及演变机理具有典型性、代表性与紧迫性。     

生态安全格局研究的主要内容与进展

生态安全格局是我国国土空间开发战略格局的重要组成部分。区域生态安全格局的有效构建及维护不仅有利于生态系统结构与功能的完整、生物多样性保护、生态系统服务的维持,还将提升人类福祉,实现可持续发展,最终保障区域生态安全。生态安全的复杂性及学科交叉性,使已有研究涉及内容多样,但缺少相互联系与比较,导致不同区域、不同方法研究条件下存在多种格局。因此,有必要系统地分析与梳理,以便进行综合分析与集成,实施生态安全格局调控管理与决策。参考国内外生态安全格局的主要研究成果,在此基础上阐述了生态安全格局研究需要重点关注的内容及之间的相互关系,在考虑"格局形成、演变机制-影响-关键区识别-构建优化-调控管理"的关系基础上,论述了具体的研究内容与相关研究方法。通过加强生态安全主要研究内容间相互关系及机理研究,评估与预警方法模型的改进与优化,协调发展的调控技术与保障政策的研发,为生态安全格局管理的决策支持系统提供重要支撑。     

生态基础设施的定义、内涵及其服务能力研究进展

生态基础设施是保持、改善和增加生态系统服务必备的一系列条件和组合,其类型包括城市绿地、湿地、农田、生物滞留池、绿色屋顶等自然和半自然系统,是城市可持续发展的重要保障和支撑。生态基础设施的功能是保障城市生态功能正常运行,并且其居民持续地获得生态服务。对生态基础设施的定义和内涵进行了辨析,分别从区域与城市/社区尺度对生态基础设施提供的调节服务、支持服务、文化服务和供应服务4个方面的生态系统服务进行了梳理,并针对生态基础设施的径流滞蓄、水质净化和气候调节能力与提升技术进行了具体讨论。对生态基础设施服务评估的物质量评估、价值量评估、能值分析以及模型模拟方法的适用性与局限性进行了总结与比较。基于上述分析提出了生态基础设施未来几点研究方向:(1)生态基础设施的多尺度协调规划;(2)基于物联网技术的生态基础设施智能监测体系;(3)基于景感生态学的生态基础设施服务能力综合评估方法。     

基于生态保护红线的生态安全格局构建

生态保护红线是国家依法在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定的严格管控边界, 是国家和区域生态安全的底线。随着生态保护红线理念正式上升为国家战略, 以及划定技术与方法的发展完善, 生态保护红线正成为生态安全领域的核心议题。由于生态保护红线具有明显地理边界, 合理整合了多部门的生态保护成果, 并更加全面地关注了多种生态过程, 为生态安全格局的构建与优化提供了新思路。本文在梳理生态安全格局研究进展和生态保护红线划定科学本质与内涵的基础上, 探索将生态保护红线区作为生态安全格局的源地, 并以此为基础进一步构建生态廊道、生态战略节点等, 从而形成涵盖重要生态功能保护格局、人居环境安全格局、生物多样性维系格局的生态安全格局体系。以生态保护红线为基础的生态安全格局建设, 将有效保护、恢复和重建自然生态系统的完整性, 维持重要生态服务功能的可持续性。今后需深入探讨生态保护红线区内生态过程-功能-格局之间的内在联系, 并在生态安全格局海陆统筹保护、配套相应管控措施、建立监督评估机制等方面做进一步研究。     

流域生态风险评价研究进展

流域生态风险评价是流域生态环境保护与管理的重要研究内容,与一般的区域生态风险评价相比,具有其独特的流域特征。在已有研究基础上,对流域生态风险评价进行了概念界定与特征分析,并按照风险源、生态受体、生态终点的分类标准对流域生态风险评价进行了类型划分,简要评述了流域生态风险评价的相关研究主题,并尝试构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价概念模型。最后针对流域生态风险评价的研究现状,重点讨论了目前存在的不足及未来的研究趋向。     

基于地类边界分析的江苏省生态安全格局构建

生态安全格局是实现区域生态安全的基本保障和重要途径,能够有效缓解生态保护与经济发展的矛盾。以江苏省为研究区,通过生态服务重要性、生态环境敏感性的保护等级确定两级生态源地。选择具有生态优势的耕地、林地、水体两两分别进行边界分析,用于修正根据单一地类形成的阻力面,并与由人口空间分布所构建的阻力面结合,形成研究区综合阻力面。基于最小阻力模型识别生态廊道,开展生态空间布局优化,构建省域生态安全格局。结果表明:研究区一级源地面积2089.28 km²,占研究区总面积的2.00%,二级源地面积7944.92 km²,占研究区总面积的9.60%;生态廊道总长2284.89 km,廊道相互连接,整体呈"井"字空间分布,廊道相接处又是生态源地分布聚集点,经过生态要素空间优化,从而构建"四带四区"的生态安全格局。利用地类边界分析构建阻力面,可为生态安全格局构建方法提供新思路,研究结果可为江苏省的区域生态保护提供科学依据。     

基于生态系统服务的生态安全格局构建与生态韧性评估——以长株潭城市群为例

构建生态安全格局对于保障区域生态安全、优化国土生态空间具有重要意义,科学评估生态韧性是城市高质量发展的重要议题之一。以长株潭城市群为研究对象,基于"源地识别-阻力面构建-廊道提取"的生态安全格局构建模式,定量评估固碳释氧、土壤保持和水源涵养三项生态系统服务功能以识别源地,结合自然和人为因素构建阻力面,使用Linkage Mapper工具基于最小成本路径理论识别生态廊道,提出了一套基于生态安全格局构建过程的生态韧性评估框架,并结合Fragstats和Conefor Sensinode软件对其进行综合评价。研究结果显示:(1)长株潭城市群共55块生态源地,面积为7747.75km²,占城市群总面积的27.58%,东部和南部源地较为集中,西部较分散,林地是生态源地的主要组成部分;生态廊道共113条,廊道总长度为1458.97km,平均长度为12.91km,主要分布于研究区西部和北部。(2)结合生态源地和生态廊道构建了长株潭城市群"一心一环"生态安全格局,可有效缓解长株潭城市群中部生态用地 "空心化"的格局。(3)研究区55块生态源地的韧性指数介于0.1265-0.4682之间,空间上呈现出东高西低,南高北低的特征;113条生态廊道的韧性指数介于0.0027-0.8002之间,韧性指数较高的廊道主要分布在研究区东部和南部,韧性指数较低的廊道分布在西部、中部和北部。西部和中部或将成为影响长株潭城市群生态安全的关键区域,在城市规划过程中应重点关注。研究结果对优化城市空间布局、维护区域生态安全和促进区域一体化发展具有重要意义,并为区域生态韧性的评估提供了新的思路。     

区域生态安全概念及评价体系的再认识

生态安全概念的提出已有十多年,但是至今还未有一个统一的定义。在“生态”涵义上的分歧导致了“生态安全”的许多种解释：强调生物（系统）与环境或与其他生物之间可持续发展关系的生态安全理解;强调生态环境涵义的生态安全理解;强调环境安全的生态安全理解;强调复合生态系统的生态安全理解。在生态安全评价体系上大多学者沿用“压力-状态-响应（P—S—R）”概念框架,但是通过本人实践和综合各位学者研究,反映出基于P—S—R框架的生态安全评价在生态安全状态研究上有余,安全趋势研究不足;总体研究有余,空间差异研究不足;现象研究有余,安全机理研究不足;结果理论性有余,实践指导性不足。在实际生产生活中人们更加关注的不仅是生态安全的现时状态,而是生态安全未来发展趋势。在安全科学中影响安全的因素是隐患,它在一定条件下触发或由量变累积到质变,安全状态就发生改变甚至突变。生态安全从诞生时起就孕育着各种隐患,而且无时无刻不受到隐患及危害的威胁,隐患因素的跨边界性传递作用又导致了生态安全空间差异性。因此生态安全是一个空间概念,区域生态安全是人与环境复合系统保障由于自然因素和人类活动或二者共同作用而产生的生态安全隐患对人类生态安全空间不构成威胁的状态或演变趋势的可能性。由于生态安全的动态性和空间性,仅仅基于“压力-状态-响应”（P—S—R）框架的状态评价研究是远不能全面客观解释与分析生态安全过程。为全面剖析生态安全的内涵,完善生态安全的理论,生态安全评价体系需要在不同区域的生态安全（特殊）机理研究,生态安全隐患研究,生态安全趋势预测研究,生态安全预警系统研究4个方面进一步深入地发展,使之更好地指导实践工作。     

生态安全研究进展

随着全球变化的不断加速,生态安全研究已成为国内外研究的热点。国外对生态安全的研究始于1970年代末,按照时间顺序和研究内容可以分为安全定义的扩展、环境变化与安全的经验性研究、环境变化与安全的综合性研究及环境变化与安全内在关系研究四个阶段,当前已进入环境变化和安全内在关系的探讨。我国生态安全研究始于1990年代,研究处于起步阶段,理论和实践研究尚待深入。生态安全应是指人与自然这一整体免受不利因素危害的存在状态及其保障条件,并使得系统的脆弱性不断得到改善。生态安全的本质有两个方面,一个是生态风险,另一个是生态脆弱性。生态安全的科学本质是通过脆弱性分析与评价,利用各种手段不断改善脆弱性,降低风险。生态安全与可持续发展是直接相关的,主要表现在以下方面:生态安全是可持续发展的基石,它是可持续发展追求的目标之一;生态安全与可持续发展具有内涵和目标的一致性;生态安全是对可持续发展概念的补充和完善。今后我国的生态安全研究应注意的四个方面是:概念与学科体系研讨、建立和完善;技术与方法;重点研究领域和重点研究区域;生态安全维护与生态环境管理调控