第26卷第10期2006年10月
环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae C ircu mstanti a e
V o.l 26,N o .10O ct .,2006
基金项目:国家自然科学基金(No .40261002;40561006);重庆市自然科学基金(N o .2004(8410));重庆市教委科研项目(No .K J 050808);贵州省优秀青年科技人才项目(N o .黔科合人字(2005)0513);贵州省省长基金(No .(2006)055)
Supported by the NationalNatural Scientific Foundati on (N o .40261002;40561006),Natural Scientific Foundati on ofC hongq i ng(No .2004(8410)),Scientific Res earch It e m ofEducati on alCo mm i ttee of Chongqi ng(No .KJ050808),ExcellentYouth Scientific and Technol og i calTal en ts 'Ite m s ofGuiz h ou Prov i nce(N o .(2005)0513)and Part of Presi d enti al Foundati on of Gu i zhou Provi n ce
作者简介:官冬杰(1980 ),女,硕士研究生,E m ai:l guandongjie_2000@https://www.doczj.com/doc/15452333.html,;*通讯作者(责任作者),E m ai:l s uw eic@i si na .co m Biography :GUAN Dong ji e(1980 ),fe m al e ;*Corres ponding aut hor ,E m ai:l s uw e i c@i si na .co m
官冬杰,苏维词.2006.城市生态系统健康评价方法及其应用研究[J].环境科学学报,26(10):1716-1722
Guan D J ,Su W C .2006.S t udy on eval uati on m ethod f or urban ecosyste m healt h and its applicati on[J].Act a Sci en ti ae C i rc um st an ti ae ,26(10):1716-1722
城市生态系统健康评价方法及其应用研究
官冬杰1
,苏维词
1,2,*
1.重庆师范大学地理科学学院,重庆400047
2.贵州科学院山地资源研究所,贵阳550001
收稿日期:2005 12 16 修回日期:2006 06 28 录用日期:2006 07 25
摘要:通过定性和定量分析建立了一套相对完整的评价指标体系,采用因子分析法赋予指标权重,应用模糊数学方法构建评价模型,并对重庆市城市生态系统健康状态进行了实例研究.结果表明,重庆生态系统健康在结构功能方面属于病态;可持续利用能力和动态变化方面属于亚健康状态,城市生态系统健康综合状况属于亚健康状态.以北京、天津、上海作为参比城市进行了对比评价,得出北京、天津和上海也均处于亚健康状态的结论;但4个城市生态系统整体健康状况排序为:上海、北京、天津、重庆.通过此评价,明确了重庆城市生态系统健康的状况及其影响因子,了解了重庆与其它3个直辖市的健康差距,为重庆城市生态规划与保护提供科学依据.关键词:城市生态系统健康;评价指标;评价模型;重庆市
文章编号:0253 2468(2006)10 1716 07 中图分类号:X826 文献标识码:A
Study on eval uation m ethod for urban ecosyste m health and its application
GUAN Dong jie 1
,SU W e ici
1,2,*
1.Geography Sci en ce I n stitute ,C hongq i ng N or m alUn ivers i ty ,Chongqi ng 400047
2.Instit u te ofM oun t ain Resou rces ,Gu iz hou A cade m y,Gu i yang 550001
R ecei ved 16Dece mb er 2005; recei ved i n rev i sed f or m 28J un e 2006; accepted 25J u ly 2006
A bs tract :The eval u ati on m et hod of u rban ecosyste m hea l th w as e mphati call y d i scu ss ed.By qualitati ve and quantitati ve anal ys i s ,
a set of relativel y
i n t egrated eval u ati on i ndexes syste m w as b rought f ort h.M oreove ,factor anal ysis w as e m ployed t o g i ve i ndexes w ei gh t ,and f u zz y m at he m ati cs was u tilized t o estab lis h t he eval u ati on m ode.l Then the s it uation of urban ecosyste m health i n Ch ongq i ng w as study as a cas e .The resu lts i nd i cated that i n t h e s tructural f unction aspect ,ecosyste m health ofC hongq i ng w as situat ed i n sick state ,t h e ab ili ty of sustai nab le u tili zati on and dyna m i c changew ere s i tuated i n sub-healthy stat e ,and the co m prehens i ve cond i ti on s of urban ecosyste m health w as s i tuated i n s ub heal thy state .Subsequen tly ,by con trastivel y eval uati on w i th B eiji ng ,T i an ji n,Shanghai as the reference ci ti es ,
it w as con cluded t h at these three cities w ere also situat ed i n s ub -hea l thy state .
H o w ever ,t he i n tegrated cond itions of urban ecosyst e m h ealt h of t h ese four cities f oll o w ed as t he sequen ce :Shanghai>Beiji ng>T ian ji n >Chongqi ng .C onsequen tly ,the eval u ati on cou l d m ade clear t h e conditi on and i n fl uen ci ng factors of urban ecosyst e m h ealt h of Chongq i ng .The healt h gap bet w een C hongq i ng and the ot her t h ree m un ici pali ti es w as reali zed d irectl y under t he central governm en t i n C h i na ,wh ich provi d ed a scientific basis for progra mm i ng and p rotecti ng of urban ecology ofC hongq i ng .
K eywords :u rban ecosyste m healt h ;eval u ati on i nd icat or ;eval u ati on m ode;l Chongq i ng
1 引言(Introducti o n)
随着人们环保观念的增强,对生态系统健康的
研究也越来越深入(Rappor,t 1992;Ca ir ns et a l .,1993;C allicot,t 1995;R appor,t 1999;袁兴中等,
2001;孔红梅等,2002;刘敏超等,2005;赵伟等,2005).众多学者对生态系统健康概念、评价指标选择和方法等方面进行了研究,但概念性和宏观的研
究内容多,对各类型生态系统(如河流、森林、农田湿地生态系统等)健康的专门性研究少(刘永,
10期官冬杰等:城市生态系统健康评价方法及其应用研究
2004;肖风劲等,2003;彭涛,2004;崔保山,2002),尤其是对城市生态系统健康的实际案例评价和对比研究较少.如Jerry 等人(2001)采用驱动力 压力 状态 暴露 影响 响应(DPSEE A )模型对城市生态系统健康评价指标体系和评价方法进行了探讨,但没有提出明确的可定量化的指标体系和评价模型;钟业喜等人(2003)对城市生态系统健康的概念及其特性、评价指标体系和评价标准进行了研究,但没有进行实例分析.本文针对目前此类研究中指标评价标准的不确定性和不完整性问题,拟结合定性和定量分析建立一套相对完整的评价指标体系和评价方法,并应用到实际案例中,以便为城市生态系统健康良性运行与适应性管理及实现城市生态与经济社会的协调发展提供科学依据.
2 城市生态系统健康概念和评价方法(Concepti o n
and assess m ent m ethod)
2.1 城市生态系统健康概念
①样本数据来源于2001~2004年重庆统计年鉴和环境质量报告书.
对于生态系统健康的概念,目前还有不同的理解,比较公认的是指一个生态系统具有稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力,它可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义(Costanza ,1992;Rappo r,t 1998;吴刚等,1999;曾德慧等,1999).但这一概念是针对一般的生态系统而言,而城市生态系统是受人类活动干扰最强烈的地区,它已经演化为一种高度人工化的自然 社会 经济复合的生态系统.它最大特点是不仅强调从生态学角度出发的生态系统结构合理、功能高效与完整,而且更加强调生态系统能维持对人类的服务功能,以及人类自身健康及社会经济健康不受损害(郭秀锐等,2002;李锋等,2003).由此,城市生态系统健康应是在由自然、经济、社会复合而成的生态系统,内生产生活和周围环境之间的物质循环和能量流动未受到损害,关键生态组分和有机组织被保存完整并无疾病,对长期或突发的自然或人为扰动能保持弹性和稳定性,整体功能表现出多样性、复杂性、活力和相应的生产率,其发展的理想状态是生态整合性(张志诚等,2005;肖风劲等,2002).
2.2 构建评价指标体系2.2.1 定性分析 目前常用的生态系统评价方法包括指示物种法、生态风险评价法、指标体系综合
评价法等.其中较常用的评价方法是选择适宜的、有代表性的指标体系,通过对指标体系的评价来反映生态系统健康状况.国内外文献对城市生态系统
健康评价应包含的指标并没有达成统一的共识(曾勇等,2005).主要都是从城市的生态环境、经济和社会等方面构建指标体系,缺乏从生态系统的活力、生态系统结构和功能的完整性、生态系统的稳定性、生态系统的可持续利用能力等不同层面构建生态系统健康评价的指标体系.本文根据城市生态系统健康的内涵和人类活动对生态系统服务功能的影响,本着综合性、代表性、层次性、可比性、可操作性等原则,从城市生态系统结构功能、可持续利用能力和动态变化等方面出发,提出评价城市生态系统健康的初级指标体系.
2.2.2 定量分析 因子分析法是一种揭示大样本、多变量数据中各个变量之间内在关系的一种方法,其主要作用是降低观测空间的维数,以获取主要的信息.本文采用因子分析法(Factor Ana l y sis)对提出的城市生态系统健康的初级指标体系进行定量分析,筛选出能包含大部分信息的指标,最终形成一套全面性的、相互独立、代表性强的指标体系.具体过程:
(1)输入2001~2004年重庆各初级指标样本的数据①
.
(2)将指标数据标准化(SPSS 软件自动执行):由于各指标量纲不同,在分析之前,先对数据进行无量纲标准化处理.得到下式:
X =E Y
(1)
式中:X =(X 1,X 2, ,X 38)T
,X 1 X 38为38个初始
指标;E =
e 1,1
e 1,
38
e 38,1
e 38,38
,是无量纲标准化后得
到的系数矩阵,Y =(Y 1, ,Y 38)T
,Y 1~Y 38为无量纲标准化后得到的构成各指标信息的因子.
(3)确定公因子个数:用SPSS 软件中的 总方差分解表 求出各个因子的方差贡献率和累计贡献率,累计贡献率 85%的因子保留,确定为公因子,重庆市各初级指标的公因子,一共有3个(见表1).
(4)求3个公因子的载荷矩阵B :用SPSS 软件中的 旋转因子载荷矩阵 ,对因子载荷矩阵施行方差最大正交旋转,将其带有重复信息的指标剔除,
1717
环 境 科 学 学 报26卷
得到最终的指标体系(见表2).再次利用 旋转因子载荷矩阵 表即可得到最终指标体系在3个公因子上的载荷矩阵B.
表1 总方差分解表
Tab le1 Tot a lVari ance Exp l ai n ed
公因子序号方差贡献率累计贡献率171.465%100%
219.872%91.338%
38.662%86.466%
2.3 评价标准
城市生态系统健康评价指标确定后,就需要明确各项指标的健康标准,才能对城市生态系统的健康状况进行评价.目前学术界尚没有统一认可的城市生态系统健康标准.本文在确定城市生态系统健康标准时,依据国家对健康城市的要求和国家环保局对健康城市建设的标准来确定.具体操作时,将城市生态系统健康评价标准分5个等级,
即病态、不健康、亚健康、健康、很健康(见表2).参考国内外公认的健康城市、生态城市、国际化大都市标准,以及国内的园林城市、环保模范城市的建议值作为很健康的标准值(鲁敏等,2005;宋永昌等, 1999;胡廷兰等,2005),以全国最低值为病态的限定值,在前者基础上向下浮动20%作为健康和亚健康的划分标准值,在后者基础上向上浮动20%作为不健康和亚健康的划分标准值,前后两次确定的亚健康标准值相互调整得到最终值(曾勇等,2005).
表2 城市生态系统健康评价指标体系及分级标准
Tab le2 U rban ecosyst e m health asses s m ent i ndexes and cl assifi cati on standard
分级标准
结构功能
活力
X1
人均GDP
/万元
X2
万元GD P
能耗标
煤/t
X3
人口自然
增长率
结构
X4
森林
覆盖率
X5
自然保护区
覆盖率
X6
建成区绿地
覆盖率
X7
第三产业占
GDP比重
X8
高新技术
产业占GDP
比重
功能
X9
万人拥有
公交车辆
/台
X10
万人拥有
医生人数
/人
X11
百人拥有
电话数
/部
病态<3>1.75>11.2 <20%<8%<20%<40%<15%<10<20<60不健康3~51.75~1.2511.2 ~9.6 20%~30%8%~12%20%~30%40%~50%15%~25%10~1620~3060~100亚健康5~101.25~0.859.6 ~8 30%~40%12%~15%30%~45%50%~60%25%~30%16~2230~40100~150健康10~200.85~0.58 ~5 40%~50%15%~20%45%~50%60%~80%30%~35%22~3040~50150~180很健康>20<0.5<5 >50%>20%>50%>80%>35%>30>50>180
分级标准
可持续利用能力
环境
X12
工业废
水达标
排放率
X13
工业固
废综合
利用率
X14
饮用水
源水质
达标率
X15
区域环境
噪声平均
值/dB
X16
城市道路
交通噪声
平均值/dB
经济
X17
总资产
贡献率
X18
科教经费
占GDP
比重
X19
环保投资
占GDP
比重
社会
X20
城市人口
失业率
X21
城市用水
普及率
X22
城市燃气
普及率
病态<70%<30%<50%>75>90<10%<3%<1.5%>4.2%<65%<65%
不健康70%~75%30%~50%50%~65%75~6090~7510%~15%3%~5%1.5%~2.0%4.2%~3.6%65%~75%65%~75%亚健康75%~85%50%~70%65%~85%60~5075~6015%~20%5%~7%2.0%~3.0%3.6%~3.0%75%~85%75%~80%健康85%~95%70%~90%85%~95%50~4560~5520%~30%7%~10%3.0%~5.0%3.0%~1.2%85%~95%80%~90%很健康95%~100%90%~100%95%~100%<45<55>30%>10%>5.0%<1.2%95%~100%90%~100%
分级标准
动态变化
人类活动
X23
每平方公里
城市人口密
度/万人
X24
人均住宅
面积/m2
X25
人均公共
绿地面积
/m2
X26
人均拥有
道路面积
/m2
X27
人均生活
日用水量
/L
X28
恩格尔
系数
人群健康
X29
人口预期
寿命/岁
X30
婴儿
死亡率
X31
人口平均
受教育年
限/年
X32
万人拥有
高等学历
人数/人
病态>0.25<20<7<10<120>40%<68>15 <7<360不健康0.25~0.220~287~1010~15120~18040%~35%68~7315 ~12 7~9360~580亚健康0.2~0.1528~3510~1615~20180~24035%~30%73~7812 ~10 9~14580~1000健康0.15~0.1135~4016~2020~28240~30030%~25%78~8010 ~8 14~161000~1500很健康<0.11>40>20>28>300<25%>80<8 >16>1500 1718
10期官冬杰等:城市生态系统健康评价方法及其应用研究
2.4 评价模型
生态系统健康状况的好坏是相对于标准值而
言的,健康与否只是一个相对概念,可以作为一个
模糊问题来处理.模糊数学方法(Fuzzy
M athe m atics)的基本思想是应用模糊关系合成的原
理,根据被评价对象本身存在的性态或隶属上的亦
此亦彼性,从数量上对其所属成分给以刻画和描
述.因此,应用模糊数学的概念和方法建立的城市
生态系统健康评价模型比传统的评价方法能够更
符合实际地描述现实情况.
本文应用模糊数学方法拟定的城市生态系统
健康评价模型为Z=W U.式中Z为城市生态系统
健康诊断结果,即健康概率值,W为3个健康评价要
素(结构功能、可持续利用能力、生态系统动态变
化)对总体健康程度的权重矩阵,W=(W1,W2,
W3).U为各生态系统健康评价要素对各级健康标
准的隶属度矩阵(冯宝成,1991):
U=U11U12U13U14U
15
U21U22U23U24U25
U31U32U33U34U35
(1)
式中:U mn为第m个健康评价要素对第n级健康标准的隶属度矩阵,m=3,n=5.
相对隶属度的计算主要分正向指标和负向指标2种计算方法,等级健康标准值取范围的平均值.对正向指标其计算公式为:
当x i r i,5时,u i,5=1,u i,1=u i,2=u i,3=u i,4=0;
(2)
当r i,j x i r i,j+1时,u i,j=f i-f j
x i-r i,j
r i,j+1-r i,j
,
u i,j+1=w i x i-r i,j
r i,j+1-r i,j
;(3)当x i r i,1时,u i,1=1,u i,2=u i,3=u i,4=u i,5=0.
(4)
对负向指标其计算公式为:
当x i r i,1时,u i,1=1,u i,2=u i,3=u i,4=u i,5=0;
(5)
当r i,j+1 x i r i,j时,u i,j=w i-w j
x i-r i,j
r i,j+1-r i,j
,
u i,j+1=w i x i-r i,j
r i,j+1-r i,j
;(6)当x i r i,5时,u i,5=1,u i,1=u i,2=u i,3=u i,4=0.
(
式中,u ij为第i个指标对第j级标准的相对隶属度w i为第i个指标的权重系数;x i为第i个指标的现状值;r i,j为第i个指标的第j级健康标准值.当1 i 11时,u i,j组成矩阵U1j;当12 i 22时,u i,j组成矩阵U2j;当23 i 32时,u i,j组成矩阵U3j.
3 实例研究(Case)
3.1 权重系数的确定
采用因子分析法确定权重,既可以对观测样本进行分类,根据各因子在样本中所起的客观作用确定各因子权重,使评价指标的权重确定更趋科学、合理,同时又避免了信息的重叠性.具体过程:根据前面定量分析中因子分析法确定的3个公因子,得到前3个公因子对总体方差的贡献矩阵A= (71 465,19.872,8.662),同时得到各指标在前3个公因子上的贡献矩阵,也称载荷矩阵B= 0.6070.7440.277
0.8900.3250.320
0.9700.1260.208
0.6350.3990.661
,两者相乘W=A B T=
(f1,f2, ,f32),求出各指标对总体方差的贡献率矩阵,即为各指标的标准权重(郝黎仁等,2003),然后将各要素中的具体指标进行归一化,就得到各指标对相应要素的最后权重w i,j(见表3).
表3 城市生态系统健康评价指标权重计算结果
Tab l e3 Obli gati on resu l ts of eval uati on i ndex of urban ecos yste m h ealt h 结构功能
指标序号权重
可持续利用能力
指标序号权重
动态变化
指标序号权重X10.100X120.001X230.102
X20.088X130.152X240.136
X
3
0.112X140.116X250.085
X
4
0.065X150.056X260.091
X50.108X160.139X270.119
X60.028X170.080X280.112
X70.038X180.054X290.112
X80.071X190.094X300.065
X90.173X200.115X310.081
X100.127X210.099X320.097
X110.090X220.094
3.2 健康状态的确定
将2004年重庆各指标的现状值(见表4)代入评价模型,再根据相对隶属度的计算公式(2)~ (7),得到各要素隶属度矩阵为:
.3660.2760.
.1210.3020.
0.3020.1770.
1719
环 境 科 学 学 报
26卷
表4 2004年北京、天津、上海、重庆城市生态系统健康评价各指标年现状值
Tab le 4 Y earl y c u rrent Val u e of each eval uation i ndexes of urban ecos yste m h ealt h of B eiji ng ,T i an ji n,Shangha,i Chongq i ng i n 2004
城
市
指标现状
X 1人均GDP 万元
X 2万元GDP 能耗/t
X 3人口自然增长率
X 4森林覆盖率
X 5自然保护区覆盖率
X 6建成区绿地覆盖率
X 7第三产
业占GDP 比重
X 8高新技
术产业占GDP 比重
X 9万人拥有公交车辆/台
X 10万人拥有医生人数/人
X 11百人拥有电话数/部
X 12工业废水达标排放率
X 13工业固废综合利用率
X 14饮用水源水质达标率
X 15区域环境噪声平均值/dB
X 16城市道路交通噪声平均值/dB 北京3.711.290.70%21.26%7.5%40.960.0%43.7%22.7532.88146.698.6%69.3%66.1%53.869.6天津3.161.371.34%8.14%14.5%31.0443.3%20.4%10.6724.6281.199.4%103.85%100%54.968.0上海1.630.672.9%3.17%14.8%47.2647.9%23.8%18.2425.13125.096.3%97.8%100%56.572.3重庆
0.97
1.10
3.27%
27.1%
10.7%
20.9
39.5%
11.4%
7.7111.72
52.5
93.4%
70.9%
96.3%
55.1
68.1
城
市
指标现状
X 17总资产贡献率
X 18科教经费占GDP 比重
X 19环保投资占GDP 比重
X 20城市人口失业率
X 21城市用水普及率
X 22城市燃气普及率
X 23城市人口密度/(万人 k m
-2
)
X 24人均住宅面积/m
2
X 25人均公共绿地面积/m
2
X 26人均拥有
道路面积/m
2
X 27人均生
活用水量
(L d
-1
)
X 28恩格尔系数
X 29人口预期寿命
/a
X 30婴儿死亡率
X 31人口平均受教育年限/年
X 32
万人拥有高等学历人数/人
北京15.10%3.0%3.29%1.3%100.0%99.75%262325.1210.499.45226.832.16%79.874.61%10.32280天津16.55%2.2%3.09%3.8%100.0%98.48%85224.658.069.33124.937.24%76.717.27%8.91370上海12.25%2.1%3.03%4.4%100.0%100.0%197032.18.4715.36361.736.37%80.293.78%13.01783重庆
10.57%
2.0%
1.91%
4.1%
76.81%
63.52%
1088
28.25
4.06
6.20
155.8
37.82%
71.73
9.3%
8.4
389
资料来源:2005年重庆、北京、天津、上海统计年鉴和环境质量报告书
通过各要素隶属度矩阵看出,重庆生态系统健
康结构功能方面属于病态的等级隶属度最大(U =0.366),可持续利用能力方面属于亚健康的等级隶属度最大(U =0.355),动态变化方面属于亚健康的等级隶属度最大(U =0.310),那么按照最大隶属度原则,重庆生态系统健康在结构功能方面属于病态,可持续利用能力方面属于亚健康状态,动态变化方面属于亚健康状态(见图
1).
图1 2004年重庆城市生态系统健康各要素评价结果
Fi g .1 E valuati on res u lts of i nd i v i du al factors of u rban ecosyste m h ealt h
of Chongqing i n 2004
为对重庆生态系统健康整体状况进行评价,同样采用因子分析法对每个评价要素取权重,权重矩阵为:W =(0.316,0.356,0.328),然后利用评价模型Z =W U ,得出重庆城市生态系统健康状态的概
率值:很健康为8.7%、健康为10.7%、亚健康为
29.5%、不健康为25.3%、病态为25.8%.按照最大健康状态概率值原则,重庆2004年城市生态系统整体健康状况属于亚健康状态(如图
2).
图2 2004年重庆城市生态系统健康综合评价结果Fig .2
In t egrated eval uati on res u lts of u rban ecosyste m hea l th of Chongq i ng i n 2004
3.3 对比评价
为分析重庆与其它城市相比的优势度与健康
差距,以北京、天津、上海作为参比城市对4个城市的生态系统健康状况进行比较评价.将2004年北京、天津、上海各指标的现状值代入评价模型(见表4),得出隶属度矩阵分别为:
U b j =
0.0180.2180.2410.3240.
199
00.0590.3350.2450.3600.033
0.234
0.4040.1660.162
1720
10期官冬杰等:城市生态系统健康评价方法及其应用研究
U tj =0.062.4360.2940.0930.
1120.023
0.0700.233
0.222
0.452
0.1240.2520.3020.1550.167
U sh =0.1260.1110.296
0.2980.1690.063
0.150
0.2790.080
0.428
00.0420.4430.2120.302
利用权距阵综合评价,得出3个城市生态系统健康状态的概率值,北京:很健康为24.4%、健康为24.4%、亚健康为32.8%、不健康为16.7%、病态为1.7%;天津:很健康为25.1%、健康为15.9%、亚健康为27.6%、不健康为24.5%、病态为6.6%;上海:很健康为30.5%、健康为19.2%、亚健康为33 8%、不健康为10.3%、病态为6.2%.按照最大健康状态的概率值原则,2004年北京、天津和上海也处于亚健康状态(见图3),但4个城市生态系统整体健康状况排序为:上海、北京、天津、重庆
.其原因是北京的经济水平和居民生活便利程度不如上海.天津在动态变化方面不如北京,基础设施建设较落后,城市绿地覆盖率低,人均公共绿地面积少,污水处理率较低,日常能源如水、电短缺等.而重庆由于城市自然结构、社会结构状态不合理,人居环境差,排在最后.
图3 2004年北京、天津、上海、重庆城市生态系统健康对比评价
结果Fi g .3
Contrast of eval uation res u lts of u rban ecosyste m healt h of B eiji ng ,T i an ji n,Shangha,i Chongqi ng i n 2004
4 讨论(D iscussi o n)
本研究采用因子分析法通过对观测样本进行分类,根据各因子在样本中所起的客观作用确定各因子权重,使评价指标的权重确定更趋科学、合理.同时采用模糊数学方法评价城市生态系统健康级别隶属度状态,从而避免了城市生态系统健康评价标准难以确定的问题.通过实例评价分析证实该方法不仅可以确定该城市生态系统的健康状况,还可
以定量得出影响城市生态系统健康发展的限制因子,从而为制定城市生态保护与开发利用规划提供科学依据.
城市生态系统健康及其评价是一门正在兴起的学科,其理论和方法还不成熟,很多问题还有待进一步研究和解决.如城市生态系统健康评价方法有待改进,不应只限于指标体系评价法;健康标准很难准确定量化,应进一步深刻研究人类活动、环境变化和生态服务功能下降之间的因果关系,并科学评价由此造成的对人类和生态系统健康的威胁程度,从而为评价标准的制定提供科学依据.5 结论(Conc l u si o ns)
1)对重庆市城市生态系统健康状态进行评价,结果表明,重庆生态系统健康在结构功能方面属于病态;可持续利用能力和动态变化方面属于亚健康状态,城市生态系统健康综合状况属于亚健康状态.说明影响重庆城市生态系统健康程度的劣势因子是城市生态系统的结构功能,主要是重庆城市自然结构、社会结构状态不合理,经济发展水平较低,能源利用效率较差;其次为生态系统动态变化,原因是重庆人均公共绿地和人均道路面积较少,人居环境较差,人群健康指数较低.影响重庆生态系统健康程度的优势因子为可持续利用能力,说明从长远考虑来看重庆具有很好的发展前景,只要采取恰当的生态系统管理方案,重庆城市生态系统便能够朝着健康的方向发展.
2)对比评价结果表明,4个城市均处于亚健康状态,但整体健康状况排序为:上海、北京、天津、重庆.
通讯作者简介:苏维词(1965 ),教授.主要从事生态环境、城市地理、区域可持续发展规划等方面研究,已独立发表或作为第一作者发表学术论文100多篇.
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1722
近年来，我国在社会经济高速发展、城市化进程加快的同时，城市河流的水质遭到恶化，水生态系统受到严重破坏，从而导致城市水体功能的退化和降低。城市河流生态系统受到了来自自然和人为因素的巨大压力，在各类直接或间接、潜在或显在、独立作用与累积干扰的作用下，城市河流生态系统整体状况及生态过程受到严重影响，但是，以往的针对水质、河岸带、河道等单要素的研究无法全面的反映城市河流生态系统的状况，需要以一种综合的、生态系统层次上的方式对其进行研究。在这一背景下，研究城市河流生态系统健康的理论体系和评价方法，系统地诊断城市河流生态系统健康存在的问题和相互关联，为城市水环境质量改善提供理论依据和理论支持。 １ 城市河流生态系统及其健康的内涵 １．１ 河流生态系统 河流生态系统是指在河流内生物群落和河流环境相互作用的统一体，河流生态系统是动态的、开放的、连续的系统，具有典型的结构特征和独特的服务功能［１］，它包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统，是一个复合生态系统。 河流生态系统的结构是指系统内各组成因素（生物组分与非生物环境）在时空连续及空间上的排列组合方式、相互作用形式以及相互联系规则，是生态系统构成要素的组织形式和秩序。河流生态系统同其他水域生态系统一样，具有一定的营养结构、生物多样性、时空结构等基本结构。河流生态系统服务功能是指人类直接或间接从河流生态系统中获取的利益。按照服务功能性质分类，河流生态系统服务功能主要可分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等。 １．２ 概念和内涵 城市河流包括自然形成和人工开挖的流经城市区域的运河、河流、渠道，是城市的资源和环境载体，关系到城市的生存、发展，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素。 “健康”即指系统在各种不良环境影响中，结构 城市河流生态系统健康及其评价 Urban River Ecosystem Health and Its Evaluation ■ 边 博（河海大学环境科学与工程学院，南京 ２１００９８） ■ 程小娟（扬州环境资源职业学院，江苏 ２２５００９） 摘 要 介绍了城市河流生态系统健康的概念、内涵、特征以及研究尺度，阐述了河流生态系统健康评价的方法和评价指标体系，并指出了河流健康评价方法的发展方向，以及对我国河流管理的现实意义。 关键词 城市河流 生态系统健康 评价方法 指标体系
文章编号: 1001-4675(2003)04-0330-06 生态系统健康评价研究方法与进展Ξ 张宏锋, 李卫红, 陈亚鹏 (中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011) 摘 要:生态系统是人类生存的依托条件,生态系统是否健康直接影响到人类的生产、生活。由于生产力的不断发展及资源利用水平的不断提高,人类对生态系统的影响越来越大,其直接后果就是生态系统发生病变,导致生态系统服务功能丧失。在阅读国内外有关生态系统健康文献的基础上,综述了生态系统健康的发展过程、概念、范畴、指标、评价方法及存在的问题,旨在反映当前生态系统健康研究的状况,同时能为环境保护和生态系统恢复提供一些建议和方法。 关键词:生态系统;健康;评价方法 中图分类号:Q146 文献标识码:A 生态系统是一定空间内由生物群落及其环境组成的具有一定格局,借助于功能流(物种流、能量流、物质流、信息流和价值流)而形成的稳态系统〔1〕。人类作为生态系统的一个组分,与生态系统中环境的关系密切,表现为人类社会与经济活动愈强烈,对生态系统的干扰就愈大。尤其近50a来,随着对自然资源利用水平的不断提高,各种工业活动排放的三废(废液、废物、废气)大量排入生态系统,超过了生态系统的自净能力〔2〕;盲目的毁林开荒破坏了森林生态系统健康,使森林自然生态系统失去平衡,失去了涵养水分、防风固沙的能力;对草地的过度利用,使草地退化;植被覆盖度降低,加剧了土地荒漠化过程和沙尘天气的发生〔3～6〕。鉴于此,科学家们提出了生态系统健康(Ecosystem health)概念,希望尽早制止生态系统的恶化,强调应用保护人类健康的范例来保护生态系统健康。 1 生态系统健康的提出和发展过程 生态系统健康的提法可追溯到20世纪40年代。1941年美国生态学家、土地伦理学家Aldo. Leopold首先定义了土地健康(Land health)〔7〕;60-70年代,生态学得到迅速发展,Woodwell和Barrett 提出胁迫生态学〔8,9〕;进入80年代,Rapport等研究了生态系统在胁迫状态下的行为,认为它在逆境下的反应不具有自主性〔10〕。Costanza和Rapport等科学家认为,现在世界上的生态系统在胁迫下发生问题,不能像过去一样为人类服务。他们认为,生态系统健康的概念可引起公众对环境退化问题的关注〔1,11〕;1988年Schaeffer〔12,13〕等首次提出了有关生态系统健康度量的问题,但没有明确定义生态系统健康;1989年,Rapport〔12,14〕论述了生态系统健康的内涵。 1989年国际“水生生态系统健康与管理学会”在加拿大成立,这是国际上首次成立的有关生态系统健康的学术团体,其宗旨是促进与发展整体的、系统的和综合的方法保护与管理全球水生资源。1990年10月,学术界、政府、商业和私人组织等各界代表在美国召开了关于生态系统健康定义专题讨论会。1991年2月,在美国科学促进联合年会上,国际环境伦理学会召开了“从科学、经济学和伦理学定义生态系统健康”讨论会。1994年,31个国家的900名科学家聚集在加拿大渥太华,召开了“国际生态系统健康与医学研讨会”,会议集中在生态系统健康评价、人与生态系统相互作用的检验、基于生态系统健康的政策3个方面,并希望组织区域、国家和全球水平的管理,评价和恢复生态系统健康的研究。同时宣告“国际生态系统健康学会(ISEH)”成立。1996年,ISEH召开了“第二届国际生态系统健康学研讨 第20卷 第4期2003年12月 干旱区研究 ARID ZON E RESEARCH Vol.20 No.4 Dec. 2003 Ξ收稿日期:2002-12-16; 修订日期:2003-06-10 基金项目:国家自然科学基金(90102007)和中国科学院知识创新项目(KZCX1-08-03). 作者简介:张宏锋(1978-),男,硕士研究生,研究领域为环境科学.E-mail:zhanghf77925@https://www.doczj.com/doc/15452333.html,.
城市生态宜居发展指数（优地指数）构建及试评估结果 时间：2011-07-04 10:27:00 来源：生态委作者： 2011年6月28日，中国城市科学研究会在江苏省扬州市举办的“2011年城市发展与规划大会”中推出城市生态宜居发展指数UELDI-（Urban Ecological & Livable Development Index），根据其英文名称缩略为“优地指数”，以下简称优地指数。优地指数推出的目的是对公众的价值观和评价标准的牵引，将构建的指数评价体系与生态宜居发展标准连接，形成一套系统性的体系。本着多维度比较、全方位评估、全社会参与、系统总结和指标提升的原则，以期其评价的结果能够引起当地政府部门、学者和公众的共鸣。 优地指数首次提出运用向量结构的评估方法，对城市的生态建设从软(行为过程)、硬（结果成效）两方面进行全过程的考核，为被评估城市找出其在象限结构中所处的“生态位”，从而寻求合理的发展路径。指数由四位数组成，两个向量同时反映城市生态宜居建设的生态化程度和结果成效。它分为四个象限分别代表起步型、发展型、本底型和提升型四种类型城市，数值越高代表城市生态宜居程度越高。 图1 城市生态宜居发展指数的向量结构
研究方法：优地指数其特点在于并不仅仅对城市生态宜居建设之后的结果和成效进行评估，更重要的是要考察生态城市子系统的功能、发展效率与动态。指标体系需要是动态、可比的，既体现了城市与城市之间的横向比较，也能够反映城市自身的纵向比较。 结果类指数：“优地指数”的结果指数的研究借力包容已有的权威发布的指数成果，并在此基础上纳入住房与城乡建设部的颁布的获奖范例和试点城市排名作为生态宜居发展指数的结果类指数，用以反映城市生态宜居建设的结果，权威的指数包括：中国城市综合竞争力、中国城市生活质量指数、中国城市绿色发展指数等。 过程类指数：过程指数着重体现“发展”，通过城市生态宜居建设的指标变化率，评价城市生态建设过程中的行为和努力程度。参考国外发布的权威生态宜居指标体系和中国“十二五”规划建设目标以及各部门制定的指标体系，通过专家咨询的定量信息和定性信息进行统计分析，以及城市生态系统的复杂系统特征，选取表征城市生态系统涵盖的10个方面，包括：能源、水资源、大气、垃圾废物、城市绿地、交通、城市安全、政府运营管理、绿色建筑、生态规划等，相对应的指标包括：万元GDP能耗下降率、城镇生活污水处理率增长率、空气质量指数好于二级天数增长率、三废综合利用产值占GDP比重增长率、建成区城市绿地覆盖率增长率、人行道面积占比增长率、自然灾害承灾能力等11个指标。其数据来源：国家统计局的统计年鉴、国务院直属机构部委的统计资料，包括中国城市统计年鉴（2009，2009）、中国城市建设统计年鉴（2008，2009）中国循环经济年鉴（2009），中国环境保护部公布数据以及各直辖市/地级市网站资料。 为了使所有城市的数据具有可比性，计算各个城市的指数排名总分，从不同来源收集到的数据必须进行标准化处理，使量化指标分布在0-100之间，指标采用min-max算法。在权重确定方面，各个基本指标分配了相同的权重，说明10个方面的重要性是一致的，各个类别权重的均等化反映了城市生态系统的复杂系统特征，每个方面都需要均衡考虑。
第26卷第10期2006年10月 环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae C ircu mstanti a e V o.l 26,N o .10O ct .,2006 基金项目:国家自然科学基金(No .40261002;40561006);重庆市自然科学基金(N o .2004(8410));重庆市教委科研项目(No .K J 050808);贵州省优秀青年科技人才项目(N o .黔科合人字(2005)0513);贵州省省长基金(No .(2006)055) Supported by the NationalNatural Scientific Foundati on (N o .40261002;40561006),Natural Scientific Foundati on ofC hongq i ng(No .2004(8410)),Scientific Res earch It e m ofEducati on alCo mm i ttee of Chongqi ng(No .KJ050808),ExcellentYouth Scientific and Technol og i calTal en ts 'Ite m s ofGuiz h ou Prov i nce(N o .(2005)0513)and Part of Presi d enti al Foundati on of Gu i zhou Provi n ce 作者简介:官冬杰(1980 ),女,硕士研究生,E m ai:l guandongjie_2000@https://www.doczj.com/doc/15452333.html,;*通讯作者(责任作者),E m ai:l s uw eic@i si na .co m Biography :GUAN Dong ji e(1980 ),fe m al e ;*Corres ponding aut hor ,E m ai:l s uw e i c@i si na .co m 官冬杰,苏维词.2006.城市生态系统健康评价方法及其应用研究[J].环境科学学报,26(10):1716-1722 Guan D J ,Su W C .2006.S t udy on eval uati on m ethod f or urban ecosyste m healt h and its applicati on[J].Act a Sci en ti ae C i rc um st an ti ae ,26(10):1716-1722 城市生态系统健康评价方法及其应用研究 官冬杰1 ,苏维词 1,2,* 1.重庆师范大学地理科学学院,重庆400047 2.贵州科学院山地资源研究所,贵阳550001 收稿日期:2005 12 16 修回日期:2006 06 28 录用日期:2006 07 25 摘要:通过定性和定量分析建立了一套相对完整的评价指标体系,采用因子分析法赋予指标权重,应用模糊数学方法构建评价模型,并对重庆市城市生态系统健康状态进行了实例研究.结果表明,重庆生态系统健康在结构功能方面属于病态;可持续利用能力和动态变化方面属于亚健康状态,城市生态系统健康综合状况属于亚健康状态.以北京、天津、上海作为参比城市进行了对比评价,得出北京、天津和上海也均处于亚健康状态的结论;但4个城市生态系统整体健康状况排序为:上海、北京、天津、重庆.通过此评价,明确了重庆城市生态系统健康的状况及其影响因子,了解了重庆与其它3个直辖市的健康差距,为重庆城市生态规划与保护提供科学依据.关键词:城市生态系统健康;评价指标;评价模型;重庆市 文章编号:0253 2468(2006)10 1716 07 中图分类号:X826 文献标识码:A Study on eval uation m ethod for urban ecosyste m health and its application GUAN Dong jie 1 ,SU W e ici 1,2,* 1.Geography Sci en ce I n stitute ,C hongq i ng N or m alUn ivers i ty ,Chongqi ng 400047 2.Instit u te ofM oun t ain Resou rces ,Gu iz hou A cade m y,Gu i yang 550001 R ecei ved 16Dece mb er 2005; recei ved i n rev i sed f or m 28J un e 2006; accepted 25J u ly 2006 A bs tract :The eval u ati on m et hod of u rban ecosyste m hea l th w as e mphati call y d i scu ss ed.By qualitati ve and quantitati ve anal ys i s , a set of relativel y i n t egrated eval u ati on i ndexes syste m w as b rought f ort h.M oreove ,factor anal ysis w as e m ployed t o g i ve i ndexes w ei gh t ,and f u zz y m at he m ati cs was u tilized t o estab lis h t he eval u ati on m ode.l Then the s it uation of urban ecosyste m health i n Ch ongq i ng w as study as a cas e .The resu lts i nd i cated that i n t h e s tructural f unction aspect ,ecosyste m health ofC hongq i ng w as situat ed i n sick state ,t h e ab ili ty of sustai nab le u tili zati on and dyna m i c changew ere s i tuated i n sub-healthy stat e ,and the co m prehens i ve cond i ti on s of urban ecosyste m health w as s i tuated i n s ub heal thy state .Subsequen tly ,by con trastivel y eval uati on w i th B eiji ng ,T i an ji n,Shanghai as the reference ci ti es , it w as con cluded t h at these three cities w ere also situat ed i n s ub -hea l thy state . H o w ever ,t he i n tegrated cond itions of urban ecosyst e m h ealt h of t h ese four cities f oll o w ed as t he sequen ce :Shanghai>Beiji ng>T ian ji n >Chongqi ng .C onsequen tly ,the eval u ati on cou l d m ade clear t h e conditi on and i n fl uen ci ng factors of urban ecosyst e m h ealt h of Chongq i ng .The healt h gap bet w een C hongq i ng and the ot her t h ree m un ici pali ti es w as reali zed d irectl y under t he central governm en t i n C h i na ,wh ich provi d ed a scientific basis for progra mm i ng and p rotecti ng of urban ecology ofC hongq i ng . K eywords :u rban ecosyste m healt h ;eval u ati on i nd icat or ;eval u ati on m ode;l Chongq i ng 1 引言(Introducti o n) 随着人们环保观念的增强,对生态系统健康的 研究也越来越深入(Rappor,t 1992;Ca ir ns et a l .,1993;C allicot,t 1995;R appor,t 1999;袁兴中等, 2001;孔红梅等,2002;刘敏超等,2005;赵伟等,2005).众多学者对生态系统健康概念、评价指标选择和方法等方面进行了研究,但概念性和宏观的研 究内容多,对各类型生态系统(如河流、森林、农田湿地生态系统等)健康的专门性研究少(刘永,
目次（征求意见稿）2020年 1总则 (1) 1.1评价范围 (1) 1.2评价原则 (1) 2术语 (2) 3评价流程 (4) 4城市河道生态健康指标与专项调查 (5) 4.1一般规定 (5) 4.2城市河道生态健康指标及调查要求 (5) 4.3河道生态健康调查样点布设 (13) 5城市河道生态健康评价方法 (15) 6城市河道生态健康评价报告编制 (18) 6.1城市河道生态健康评价报告主要结构 (18) 6.2城市河道生态健康评价报告附件内容 (19) 本规程用词说明 (21) 引用标准名录 (22) 附录A 河道环境调查数据表 (23) 附录B 藻类定性样品数据统计表 (24) 附录C藻类定量样品数据统计表 (25) 附录D底栖动物调查表 (26)
Contents 1General provisions (1) 1.1Assessment scope (1) 1.2Assessment principle (1) 2Terms and definition (2) 3Assessment procedure (4) 4Indicators and special surveys (5) 4.1General requirements (5) 4.2Indicators and investigative standard (5) 4.3Survey sample setting ......................................................................... 错误!未定义书签。5Urban water ecological health assessment (15) 6Urban water ecological health assessment report compilation (18) 6.1Report chapters (18) 6.2Report attachments (19) Explanation of wording in this standard ...................................................... 错误!未定义书签。List of quoted standards................................................................................. 错误!未定义书签。 Appendix A River environment survey sheet (23) Appendix B Qualitatively statistical sheet of algae (24) Appendix C Quantificationally statistical sheet of algae (25) Appendix D Benthic animal survey sheet (26)
借鉴国外生态城市建设的做法探讨 作者：沈超来源：城市观察添加日期：11年01月16日 以可持续发展为本质特征的生态城市是现代城市发展的高级阶段，是依托现有城市，根据生态学原理，应用现代科学与技术等手段逐步创建，在生态文明时代形成的可持续发展的人居新模式，得到了世界各国的广泛接受与大力推崇。尽管各个城市发展条件不同，发展的具体目标和路径也不一致，但发展观却是相同的：发展不仅仅是一个经济概念，而是要使人类的生存质量及自然和人文环境得到全面优化；发展也绝不仅仅是为了眼前利益，还要顾及人类的长久生存。生态城市的建设为当代城市保持良好环境、维护生态平衡和社会和谐以及提供宜人居住条件开拓了一条新路。 一、生态城市的理论溯源与研究成果 城市是人类在自然环境基础上建设发展的以人为核心的人工生态系统，是人类生活和生产的主要场所。生态城市则是人类在对人与自然关系的长期探索过程中所提出的关于城市发展模式的一种理想形态。国外对生态城市的探索起源较早，1898年英国社会学家 E.Howard创建的“田园城市”学说，标志着近代生态城市思想的发端。1972年联合国教科文组织制定的“人与生物圈计划”，最早提出了生态城市这一概念。自那以后，健康城市、清洁城市、绿色城市等一系列旨在改善城市环境、解决城市生态问题的城市改造运动在西方兴起，促使生态城市概念不断丰富和完善。1984年前苏联城市生态学家O.Yanistky认为，生态城市是指自然、技术、人文充分融合，物质、能量、信息高效利用，人的创造力和生产力最大限度发挥，居民身心健康和环境质量得以保证的一种人类聚居环境。1987年国际生态城市运动的创始人、美国生态学家理查德?雷吉斯特将建设生态城市的原则从最初的简单的包括土地开发、城市交通和强调物种多样性的自然特征，发展到涉及城市社会公平、法律、技术、经济、生活方式和公众的生态意识等多方面的丰富体系。根据理查德?雷吉斯的观点，生态城市应该是三维的、一体化的复合模式，而不是平面的、随意的。同生态系统一样，城市应该是紧凑的，是为人类而设计的，而不是为汽车设计的，而且在建设生态城市中，应该大幅度减少对自然的“边缘破坏”，从而防止城市蔓延，使城市回归自然。 在我国，对于生态城市的研究与实践兴起于20世纪80年代。一些生态专家提出生态城市是应用生态工程、社会工程、系统工程等现代科学与技术手段而建设的社会、经济、自然可持续发展，居民满意，经济高效、生态良性循环的人类住区，并从社会生态文明度、经济生态高效度和自然生态和谐度三个方面提出了生态城市的建设指标。生态城市理论在我国城市发展建设中得到广泛的推广和应用。山水城市、绿色城市、园林城市等成为我国城市规划设计的常用术语，生态功能区划和生态用地结构得到重视。目前我国学术界比较一致的看法是，生态城市是从全局和系统的角度应用生态学基本原理而建立的，是人与自然和谐相处、物质循环良好、能量流动畅通的生态系统。
国内外关于生态城市研究的理论综述 摘要：中国正处于快速城市化和工业化阶段，资源和环境矛盾突出，建设生态城市是中国城市可持续发展的必由之路。本文系统梳理了国内外生态城市发展研究现状和实践情况，研究表明：中国生态城市建设发展迅速，但普遍忽视了产业发展问题；国外生态城市发展模式并不完全适合中国；生态城市发展理论研究已严重滞后于实践，急需针对中国现有城市和新城开发的产业选择与发展问题进行深入研究，以分类指导中国生态城市建设实践。 关键词：生态城市内涵评价指标设计原理 1、引言 短短 300 年的工业文明历程在给人类带来巨大的物质财富的同时，也使地球的资源环境遭到了前所未有的破坏，这在城市地区表现更为集中和明显。传统城市发展模式以“大量生产、大量消费、大量排放”为特征，造成了城市人口膨胀、资源紧张、交通拥挤、环境恶化等“城市病”[1]。摒弃工业文明理念下的粗放式发展方式，建设生态文明，是时代发展的必然要求。生态城市是生态文明建设的重要载体，已成为世界各国城市发展的潮流与趋势[2]。 生态城市是对传统城市发展模式的重大变革，它遵循自然规律和经济社会发展规律，把环境保护、资源合理开发利用和高效生态产业发展有机结合起来，合理规划城市布局，重构城市交通、建筑与土地
利用方式，实现经济效益、生态效益、社会效益的有机统一[3]。生态城市的内涵与发展目标与党中央提出的建设资源节约型、环境友好型社会、建设生态文明、促进城镇化健康发展等理念完全一致，是根治“城市病”，实现城市可持续发展的必然选择。当前国内外生态城市研究与实践主要关注土地利用、建筑、交通、可再生能源利用等领域，产业发展问题尚未引起足够重视。然而，产业是城市经济发展的动力与支柱，是生态城市建设成功与失败的关键。因此，有必要系统梳理与生态城市产业发展相关的理论，总结国内外实践情况，为我国生态城市建设提供理论指导和经验借鉴。 2、生态城市的内涵 2.1生态城市的起源 生态城市的概念是随着人类文明的不断发展,对人与自然关系认识的不断升华而提出来的[4]。城市作为人们改造自然最彻底的一种人居环境,是人类在不同历史阶段,改造自然的价值观和意志的真实体现。生态城市不仅反映了人类谋求自身发展的意愿,最重要的是,它体现了人类对人与自然关系的更加丰富的规律的认识。 生态城市,又称生态社区( eco - community)1980年代发展起来的生态城市理论认为城市发展存在生态极限[5]。其理论从最初在城市中运用生态学原理,已发展到包括城市自然生态观、城市经济生态观、城市社会生态观和复合生态观等的综合城市生态理论[6],并从生态学
浅谈流域生态系统健康评价 作者：罗珂指导老师：王进鑫 摘要：对流域进行生态健康评价，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。本文介绍了流域生态系统健康的特征和生态系统健康的主要制约因素，总结了流域生态系统健康评价的进展，着重阐述了流域生态系统健康评价尺度和方法。最后提出了今后生态系统健康评价的发展方向。 关键字：流域生态系统健康；进展；制约因素；尺度；评价；理论与方法 前言 自然生态系统提供了人类赖以生存和发展的物质基础与生态服务，维持健康的生态系统是实现人类社会经济可持续发展的根本保证。而作为环境管理的目的与基础，生态系统健康则为环境管理提供了新思路和新方法。在全球社会经济高速发展导致自然生态系统健康状况日益恶化的严峻形势下，生态系统健康及其评价研究不仅具有重要应用价值，而且丰富了现代生态学的研究内容，已成为当前生态系统管理的重要问题。从流域系统出发，评价系统的健康状况对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义。 1 流域生态环境健康的概念 随着水土保持和生态环境建设的深入和经济社会的发展，国内外对于流域的综合治理已提高到流域的保育、健康等更高目标。分析生态系统演变过程，评价流域生态系统的健康状况，对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义。目前，我国对于流域生态系统健康的评价研究仍然处于刚刚起步的探索阶段，因此对于该类问题的研究具有重大的意义和前瞻性。以流域为基本单元建立流域生态环境健康评价体系，主要基于以下2点。 1.1流域具有独特的自然地理条件和生态特征 流域作为一个相对完整的生态和地理单元，具有独特的自然地理条件。水文循环是全球自然过程中的重要组成部分，推动着生物圈物质和能量的交换和传递。陆地水文循环过程是在一定的自然地理单元中进行的，这个自然地理单元就是流域。由于陆地水文联系具有这种单元性，因而与水循环运动有关的其他自然过程或经济
河流生态系统健康评价及展望 1引言 人类社会的可持续发展归根结底是生态系统的可持续发展问题，而生态系统管理是合理利用和保护资源、实现可持续发展的有效途径[1]。河流对人类的发展非常重要,不仅可提供食物、工农业及生活用水,还具商业、交通、休闲娱乐等诸多服务功能。作为重要的生态系统类型，河流生态系统还是生物圈物质循环的主要通道之一，很多营养盐及污染物在河流中得以迁移和降解[2]。但在过去的几十年中，河流生态系统不断受到人类活动的干扰和损害。随着工业文明的迅速发展，人类对水资源的需求大量增加，很多河流因用水过度而面临断流或枯竭；此外，大量污染物的排入和森林及河岸缓冲带的乱砍乱伐严重影响了河流水环境状况，其结构受到极大破坏，诸多生态功能也因人类活动的干扰而逐渐丧失。在1999年联合国环境计划署组织的“面向21世纪水资源委员会”对流域面积最大的25条世界大河进行调查后的总结报告中指出，世界的大江大河水质欠佳，多数河流水量日益减少，而污染程度则日渐加重。 在被调查的河流中，中国的黄河，流入中亚咸海的前苏联锡尔河、阿姆河，美国科罗拉多河，印度的恒河和墨西哥的莱尔马河6条河水质极差，被评为最不卫生的河流；只有南美的亚马逊河、印度支那半岛的湄公河和北美的圣劳伦斯河水质较好。由此可见，如何维持现有河流生态系统的服务功能，修复受损系统，促进河流及其流域的经济、社会和环境的可持续发展已经成为一个全球性的问题。作为可持续发展概念的一个重要目标，恢复和维持健康的生态系统迅速成为科学家的共识，用健康来描述一个环境的状况是科学发展和社会价值观进步的必然结果，维持和恢复一个健康的生态系统已成为近年来环境管理的重要目标[3-5]。生态系统健康评价在森林、河流、农田、湿地等不同类型生态系统领域迅速展开[6-8]。而如何评价河流生态状况正成为水利科学、环境科学和生态学领域研究的热点之一。研究河流健康状况的评价不仅可应用于对河流现状的客观描述和评估，而且有助于管理决策者确定河流管理活动，对于河流的可持续管理及区域生态环境建设都具有非常重要的意义。 2生态系统健康概念 生态系统的概念首先是由英国植物生态学家A.G.Tansley于1935年提出的，最初定义是包括一个定义的空间中所有的动物、植物和物理环境的相互作用，以及由生物与环境形成的自然系统。其后有Lindeman. R的能量动态理论、Odum家族提出的生态系统发展中结构和功能特征的变化规律、Kumar. H. L的超级系统理论，以及马世骏等提出的社会－经济－自然复合生态系统模型（SENCE）等。总之，生态系统是一定空间范围内，有生物群落与其环境所组成，具有一定时空格局，它自身借助于功能流而形成的稳定系统。它具有整体性、生态功能、服务功能、自我维持和调控功能，并且具有动态的、生命的特征，是一个复杂的生命有机休，具有健康、可持续发展特性。因此，对生态系统进行健康评价研究甚为重要。
生态城市评价指标体系 1、生态城市的内涵生态城市是城市生态化发展的结果，是社会和谐、经济高效、生态良性循环的人类居住形式，是自然、城市与人融合为一个有机整体所形成的互惠共生结构。 生态城市是中国城镇化进程中的必然选择，在城镇化进程中注重城市生态系统的构建，以资源节约、环境友好、经济持续、社会和谐、创新引领为目标来建设生态城市，实现经济、社会、环境的可持续化发展，实现美丽中国的目标和中国生态文明的崛起、 2、生态城市资源节约生态城市主要从水资源、能源和土地资源三个方面实现资源的节约。水资源方面要求做到超过30%的再生水利用率和超过90%的工业用水重复利用率；能源方面要求可再生能源使用比例超过15%，国家机关办公建筑、大型公共建筑单位建筑面积能耗要低于85度/年/平方米；土地资源方面要求在保证人均建设用地面积在80-120平方米的基础上尽量集约用地，使城镇建设用地占市域面积的比例大于50%。 3、生态城市环境友好环境友好的生态城市，对空气质量、水环境质量、垃圾、噪声和公园绿地都有特别要求。要求全年中可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮的日平均浓度达二级标准的天数均要大于310天；集中式饮用水水源地和城市水环境功能区的水质达标率均为100%；生活垃圾资源化利用率和工业固体废物
综合利用率均达到90%以上；环境噪声达标区覆盖率超过95%；城市建成区绿化覆盖率大于40%，公园绿地500米服务半径覆盖率达80%以上。 4、生态城市经济持续生态城市要兼顾经济、社会、自然地可持续发展，要实现经济的可持续，要求经济发展过程中，每万元GDP的化学需氧量小于4、0、每万元GDP的二氧化硫排放量小于 5、0、每万元GDP消耗标准煤在0、83吨以内、每万元GDP的取水量在70立方米以内；产业结构以第三产业为主，其增加值占GDP比重的55%以上；代表收入水平的恩格尔系数要小于30%;用城镇登记失业率代表就业水平，要求该项指数小于3、2%。 5、生态城市社会和谐生态城市的社会和谐，要做到住房保障、医疗水平、文体设施、科技教育、收入分配、交通便捷、城市安全面面俱到，住房保障率要达到90%以上，住房价格收入比保持在3-6之间；每千人拥有执业医师2、8人以上，没千名老人拥有养老床位数大于30张；人均公共图书馆藏书量2、3册以上，人均公共体育设施用地面积1、5平方米以上；财政性教育经费支出占GDP的4%以上，R&D经费支出占GDP的2%以上；城乡居民收入比小于2、2，基尼系数0、38；公共交通分担率大于50%，平均通勤时间小于30分钟；每万人口刑事案件立案数小于10件，人均固定避难场所面积大于3平方米。 6、生态城市创新引领生态城市的建设需要引进开发大量的新技术新材料，在保持自然特色风貌和生物多样性的基础上，通
毕业论文 开题报告课题名称 本科专业 本科班级 姓名 评分 指导老师（签名） 20 年月日 湖北工业大学
1）所选课题国内、外研究及发展状况 为了顺应时代的发展，我国兴起了生态城市建设热，生态产业按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有完整的生命周期、高效的代谢过程及和谐的生态功能的网络型、进化型、复合型产业。它要求社会、经济与自然的协调发展，形成一个密不可分的系统，谋求资源的高效利用和有害废弃物的零排放，实现可持续发展。由于我国生态城市建设规划起步比较晚，所以我国生态产业的发展中存在不少问题。 国外的生态城市研究更注重具体的设计特征和技术特征, 强调针对西方国家城市现实问题( 如低密度、小汽车方式为主导和生活高消费) 提出实施生态城市的具体方案, 其理论与生态城市实践结合的十分紧密。如雷吉斯特提出了针对美国城市低密度现状的改造措施。但总的来说, 国外生态城市理论的实践性相当强。 与国外研究相比, 国内的生态城市研究更多地强调继承中国的传统文化特征, 注重整体性,理论更加系统, 而且国内生态城市的研究主要集中在生态学界和规划界, 此外还有环境学科和其它领域。总的来说, 虽然国内生态学界在建设生态村、生态县和生态市规划方面做了大量工作, 虽然国内各学科也进行了一些理论研究, 但国内生态城市的已有实践和理论对当前城市规划的影响还是相当有限的。生态城市理念所包含的可持续发展特征和城市与自然平衡的目标, 对国内今后的城市规划工作有着显而易见的意义。不论规划是广义的, 还是狭义的, 在当今科学技术相当发达、人类改造自然即干预自然的能力远远超出以往的情形下, 人类必须意识到任何人居环境( 包括城市) 的人类活动都是全球生态系统的一部分,存在着人类活动 的生态极限, 人类必须克制自身的某些行为, 并充分地体现在规划之中,这是真正 实现可持续发展的前提, 也是建立生态城市的根本保证。 2）课题研究的目的和意义； 随着社会经济的发展，人们对自己的物质水平的要求越来越高，特别是对自己的居住和工作环境要求更是严格，生态城市建设已成了人们关注的焦点。生态城市是当代中国社会主义谋求绿色发展、建设生态文明的示范地、主抓手。这是因为:从国内城市化进程看，未来社会必将发展为城市社会，而生态城市可以比农村更好地结合自然、社会与文化要素形成一种更容易传承和发展的文明形式。从国际趋势看，联合国发表的一系列环境报告更加明确地关注城市、生态与人类福祉间的相互关联，造成环境恶化的驱动因素——人口增长和城市化等成为问题解决重点，生态城市将是世界潮流所趋。 3）课题研究的主要内容、难点及关键技术； 在追求高品质的生活环境的同时往往造成了一些不必要的资源浪费和环境污染问题，在发展的同时忽略了对环境和资源的保护和节约，所以人们越来越重视生态城市建设的发展。生态城市建设不仅要有一个科学的高水平、高质量的生态城市规划，而且要精心的做好生态城市设计，同时，在规划设计和实施建设中要充分利用自然生态基础。 本文从城市生态环境的发展入手展开论述，结合国外具有较高发展水平的生态城市的成功案例进行深入剖析，从中获得有利于我国生态城市规划建设的启示。
生态城市的规划与管理(一) 生态城市的发展可分为四个阶段：理念策划与概念规划，详细规划和立法，生态工程设计与建设，生态系统调控与管理。生态城市建设有赖于五种动力：政府引导，科技催化，企业赞助，公众参与和舆论监督。城市生态建设的前提是要搞好生态规划，促进硬件（资源、技术、资金、人才），软件（规划、管理、政策、体制、法规），心件（人的能力、素质、行为、观念）能力的三件合一。 生态政区规划要在对传统双赢战略的反思中强调区域环境尺度上的生态整合;物质生产方式的改革;人的素质观念的升华,实现人、物、境三层次的协调持续发展。这里的生态不只是生物生态、景观生态，更重要的是有关人类行为的社会生态、物质利用方式的经济生态和复合生态系统尺度上的整合生态。生态城市规划对象上要从以物与事为中心转向以人为中心，空间尺度上要重视区域和流域研究，时间尺度上要重视中跨度间接影响的研究，规划方法上要从描述性转向机理性，规划目标上要从应急型、消耗型转向预防型、效益型；技术路线上要重视自下而上的生态单元研究。概括说，就是要引进天人合一的系统观，道法天然的自然观，巧夺天工的经济观和以人为本的人文观，实现城市建设的系统化、自然化、经济化和人性化。生态市建设的宗旨是通过生态规划、生态设计与生态管理，将单一的生物环节、物理环节、经济环节和社会环节组装成一个有强生命力的生态系统，从技术革新、体制改革和行为诱导入手，调节系统的结构与功能，促进全市社会、经济、自然的协调发展，物质、能量、信息的高效利用，技术和自然的充分融合，人的创造力和生产力得到最大限度的发挥，生命支持系统功能和居民的身心健康得到最大限度的保护，经济、生态和文化得以持续、健康的发展，促进资源的综合利用，环境的综合整治及人的综合发展。
国内外生态城市研究现状研究 自上世纪八十年代后，为了追求人与自然协调发展，全球范围内开展了关于生态化发展的运动，环境保护的口号也逐渐深入到各社会各阶层，城市是人类主要的生存空间，为了使城市进入新的发展阶段，城市走生态发展的道路已成历史发展的必然，也成为社会共同关注的问题，以人为本更要以自然与人的协调发展为根。一、生态城市理论产生过程 生态城市的正式提出虽然仅有二十几年，但这一概念的历史渊源却已很久。现代生态城市理论的源泉是霍华德的田园城市理论。最初的生态城市理论来源于生态学，但是从二十世纪起算，城市问题的研究以及城市理论研究的不断深入，在学术界也先后出现了三次研究的高潮，将这一问题和理论推广至全世界并受到广泛的关注。上世纪七十年代的联合国教科文组织发起的“人与生物圈”计划中对生态城市的概念和发展模式进行了首次探讨。从此以后，生态城市这一概念引起世界各国、社会各界的高度关注，与此同时衍生出的绿色城市、园林城市以及环保模范城市等名词也不断涌现。联合国于1972年在斯德哥尔摩召开了人类环境会议，这一会议的召开预示着国际对城市发展前景的关注已经转移到获得社会、经济和环境共同发展上，1975年，由理查德·雷吉斯特等人创建的城市生态组织的成立及其开展的各种活动的国际影响，使得城市生态理论的研究不断发展，国际影响也继续扩大。继1990年这一组织在巴克利召开第一届国际生态城市大会至今，越来越多的学者投身于生态城市的研究与探讨工作中，各种著作的出版把这一理论的内涵不断的充实与丰富，其影响也扩大到全球范围。虽然至今仍未有对这一概念的统一定义，但是生态城市是公认的建立在自然和谐、社会公平、经济高效的理想良性循环区域，达到了人与自然互相依存、共同发展的境界。 前苏联生态学家杨诺斯基把生态城市理解为一种理想的城市模型，并保持城市的自然条件与技术条件充分融合，同时使人类的创造力和生产力发挥到最大的程度。 理查德·雷吉斯特（美国生态学家）对生态城市的理解是以聚居地为基础的充满活力并与自然和谐共存的城市发展形态，即生态健康城市。 黄光宇教授对生态城市的理解是基于生态学理论基础之上，运用现代科学技术方法将城市经济系统与生物系统相协调，对自然资源和能源进行保护并合理开发利用，以提高城市生态系统的调节、修复、维持和发展能力，加强资源的在生能力和综合利用水平，保持人与自然和谐统一，互惠共生。 黄肇义等人对生态城市的理解是人类所追求的一种理想人居环境，基于生态学原理而建立的自身具有人文特色的、自然和谐、社会公平、经济高效的复合系统,在全球生态系统中作为可持续子系统。 Rodney R White教授（加拿大多伦多大学）从现代城市生态环境问题的根源和
关于生态城市建设中规划与绿化问题研究 引言城市化进程的急速发展给城市资源承载力和生态环境带来了极其严峻的挑战，在可持续发展方向指引下，生态城市的理念被提出一一城市的发展必须和自然生态相结合，把城市发展纳入到环境生态体系中。同时,在做城市绿化规划的时候应该全面考虑卫生、环境、住宅、市政工程等。生态城市建设复杂的、繁琐的、系统的综 合体,其目的是建设一个节约型的、和谐的、高效的、宜居的、可持续发展的城市。建设内容主要包括：城市生态环境建设、科学技术水平提高和调整经济结构等。其中，城市绿化是生态城市建设的一个非常重要的组成部分。 一、城市规划与城市绿化之间的 城市规划的目的是构建一个均衡、稳定、和谐、完整的城市生态系统，城市绿化就相当于城市的绿洲，承担着调节气候、净化空气、消除噪音，改善环境作用,给人以希望、活力和激情。生态城市的建设需要依靠科学技术、自然法则、人文心态的完美融合，从而为人类的生存营造一个最优的城市。【1】 生态城市的建设规划依赖于自然环境的资源和城市生态的系统支撑力，城市绿化是维系城市资本和生产力的重要方式，因此城市规划和城市绿化是密不可分的。在生态城市的建设中，应该通过科技的进步改变经济构成的组成和增长方式,同时应该兼顾保护和改善生态环境，最终实现生态城市的健康、持续发展。不言而喻,城市绿化和城市规划在生态城市的建设中起着非常重要的作用。 二、城市规划和城市绿化的功能 城市规划的功能构建一个人与自然和谐共存的城市生态系统，城市规划起着桥梁和阶梯的作用，兼顾城市绿化服务功能和生态服务功能，也兼顾废物的污染和循环利用的价值，最后兼顾城市的经济效益和生态效益。 城市绿化的核心是规划，有效的利用原有的生态资源，配合人为绿化工程使整个城市绿化系统成为一个和谐的整体，从而为城市带来生态效益、景观效益、社会效益。城市绿化的功能主要包括：净化功能,绿化植物能够很好的吸收有毒气体和灰尘,并且能隔音、消声。例如:罗汉松、槐树能够吸收so气体,樟树能分泌杀菌素。防护功能，固土防风、涵养水源，降低风沙，保持水土。降温增湿功能，植物可以阻挡辐射能，增加空气湿度，是周围空气降低。景观功能，绿化能够营造出优秀的植物景观，凸显出一个城市的文化、品味和历史积淀，成为一个城市的符