今天为大家推荐几篇《生态学报》(2018年2月)的论文,并附上摘要及文章链接。
我国极端干旱天气变化趋势及其对城市水资源压力的影响
摘要:随着全球气候变化和水循环的改变,降水不均和持续干旱等极端天气事件的频度和强度增加,对水资源,尤其是人口和社会经济密度高的城市的水资源带来很大的影响和压力。为了探究我国干旱天气的变化趋势、区域特征、及其对城市水资源压力的影响,采用全国917个气象站点1951-2014年的逐日降水量数据集,分析了我国水资源及干旱的变化趋势和空间分布特征,并以我国289个主要地级市为研究对象,构建了气候变化情境下的城市基于区域降水禀赋的水资源压力评估方法,预测并展望了不同时段和不同代表性浓度路径(RCPs)情景下的未来城市水资源压力的情况。结果显示,我国极端干旱情况整体是随着全球气候变化增加的,年最长连续无降水天数变化速度的平均值为2.3d/100a,但是具有区域性,具体表现为南部地区干旱减缓而北部地区干旱严重。我国城市水资源压力受水资源禀赋的影响,呈现北方高而南方低的分布,除此之外水资源消耗大的大城市资源压力也比较大。随着气候变化,近期我国整体城市水资源压力相对现阶段增加了2%左右,具体水资源压力上升的城市有170个,水资源压力减少的城市有110个,剩下的9个城市水资源压力受气候变化的影响比较小。在低应对的RCP8.5情景下的城市水资源压力远远高于在RCP2.6情景,这说明减缓气候变化工作对降低我国城市水资源压力有积极作用;城市水资源压力的变化并不是均匀的,呈现南部减少而北部增加的变化趋势,我国华北地区城市的水资源压力最大,随着气候的变化,该地区的水资源压力也在随着时间不断增加,需要政府积极行动,提出有针对性和前瞻性的水资源规划方案,并依据方案采取措施,以应对气候变化造成的城市干旱增加。
简评:文章以降水量来衡量区域的水资源禀赋简化了水资源收支平衡的空间尺度, 降低了数据要求, 通过年最长连续无降水天数和年总降水量、以及年最长无降水天数相对变化率运用饭反距离插值分析法进行加权平均,从而得出基于降水禀赋的城市水资源压力指数、极端干旱情况下城市水资源压力指数、和未来城市水资源压力指数。将城市水资源压力分级,反映出水资源压力的区域分布规律。
这种变化趋势的视觉化可用于单个因子的压力体现,以极端现象与总量为基础进行模型分析,直观反应因子的区域分布规律以及未来的趋向性。
生态系统服务功能非货币量核算研究
摘要:区别于价值量核算方法,基于生态热力学的环境核算方法从物质计量角度开展环境核算,以期打破大多数以人类为中心框架下的经济学方法,而新的方法框架进一步关注对人类及生态有益的生态服务的价值,即不忽视自然界提供的无关人类的相关服务功能。综述了基于生态热力学的环境核算理论基础,从禀赋价值视角重新解读了社会经济系统,从更深层次明确了"当前的"自然资产和生态服务实际是生态系统对资源使用的一种努力和结果,其"过去的"生态过程经历了长时间"试错和优化"。以美国森林生态服务功能案例研究展现了基于生态热力学的生态服务功能核算方法与基于支付意愿的市场价值核算方法与异同,并提出了使用能值方法进行生态系统服务功能核算的六大步骤。最后,针对近期能值方法的改进,给出四点发展展望:1)能值基准的不断更新夯实了生态系统服务功能非价值量核算的基础;2)已有大量能值分析在生态资产和生态服务功能应用案例可为今后的研究提供方法参照和比较的可能;3)生态服务功能价值量和非价值量的差异的根源在于从人类中心论到生态中心论的环境伦理观的转移;4)从生态热力学的视角研究生态服务功能为从能量的角度提出环境税确立了可能性。本研究建议采用双重核算方法,即类似于金融会计中使用的方法一样,用能量来记录环境负债,并建立一个货币化的资产负债表说明经济情况及环境对经济生产的贡献。
简评:文章阐述了生态系统和生物多样性经济学的发展起源以及理论的辩驳、丰富和完善,提出了从物质计量角度开展的基于生态热力学的环境核算方法。将能值转换成生态价值并用货币方法计算美国森林的生态服务功能进行举例对比,进而使用能值方法进行生态系统服务功能核算。通过生态系统服务功能核算生态价值,反应其与定价的市场经济价值的巨大差异。
它具有两大特点:1) 这种方法对与资本(存量)与服务(流量)的核算不是基于人类偏好而估价的, 而是根据在划定的时空尺度下对生态经济系统的环境支持的需求来估价的。2) 能值方法将生态系统和经济系统联系在一起的价值在于体现“反馈控制”的生态内涵。
国内外研究者进行了能值理论、方法、基准、算法、动力学、不确定性等研究,将能值应用在不同尺度的生态经济系统结构、功能分析, 如城市或区域生态系统、农业生态系统、生态工业园、自然保护区、旅游业以及国家尺度等;在能值与其他方法技术的比较与结合上, 能值分析与生命周期评价(LCA)、生态足迹、地理信息系统得到了较多的关注;此外, 能值分析的研究对象还涉及废弃物处理、建筑物、生态系统服务功能等。
文章链接:生态系统服务功能非货币量核算研究 A review of a non-monetary valuation of ecosystem services
模糊两阶段优化方法应用于东营市生态系统规划
摘要:东营市经济主要以石油化工产业为主,其占据大量的土地资源,产生大量污染物,对于当地的生态系统可持续发展产生了极大的负面影响。土地交易机制是一种有效的规划方法,其可促进土地的使用价值从低向高转变。在实际的生态系统管理规划中,由于不可避免的误差、数据缺失而使输入参数具有不确定性,这将使确定的优化方法受到限制。将采用模糊两阶段优化方法处理系统中的模糊和随机不确定信息;同时将交易机制引入到区域生态系统规划中,通过对交易模式和不交易模式的对比,得到两种模式下的土地交易量、生态服务价值以及工业污染物排放量等。结果表明交易模式适合当前东营市生态系统的可持续发展战略;方法的提出可作为分析和处理系统中不确定性的一种有效的工具。此外,定量分析能够帮助决策者更深入的分析生态服务价值和经济效益之间的关系。本研究通过区域生态系统的土地交易机制,探索可持续发展途径,为当地的经济、生态发展提供可行性建议。
简评:文章基于土地交易模式,将生态服务价值评估方法引入到优化模型中。通过核算将生态价值、土地管理以及环境问题进行量化, 引入跨行业交易模式, 其中湿地是买方, 工业区是卖方。建立交易机制模型,提出工业产品产量和价格以及人工湿地的生态服务价值,计算不同行业(工业用地和湿地生态系统)的单位面积的收益,从而定量对比交易模式与不交易模式下的土地配置、污水排放量、生态效益。
分析结果具有较为明显的导向性,可以用于两种典型的不同产业来对比各方的发展优势,以经济角度更客观的阐述不同时期的不同变化。通过两阶段的交易和不交易机制,定量化的分析来准确合理地规划生态系统。
文章链接:模糊两阶段优化方法应用于东营市生态系统规划 A fuzzy two-stage optimization method for ecosystem planning in Dongying
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