陆海统筹区域资源环境承载力研究 ——以环渤海地区为例

论文摘要

区域资源环境承载力是指资源环境系统作为地区发展首要的物质条件基础上,确保其合理开发利用以及环境状态向积极方向发展的前提下,能够承载的总人数及其相应的社会经济活动总量。从复杂系统角度上来看,资源环境系统的自组织式发展的是不可持续的,因为人为干预的存在,生态系统的发展能够以人为的自组织形式来发展,使系统的可持续发展成为可能。对于区域承载力的研究是使这种可能变为可行的重点,是实行区域可持续发展规划的必要组成部分。资源环境的自然禀赋是人类社会系统得以存在与发展的物质基础,经济快速粗放的发展模式,导致人类社会活动发展与环境之间的冲突逐渐尖锐,随着人口剧增、资源渐近贫乏与环境状况日趋恶化等一系列问题的产生,社会经济活动凌驾于自然系统的承载能力之上。在此情形下,务必合理利用自然资源、技术手段等多方积极的因素,在提高经济增长的效益的同时,保障环境质量,在发展中充分考虑承载能力,致力于经济发展和生态环境相协调,在开展多发展情景模拟下对区域承载状况进行预警,及时保障和增强区域可持续性发展。研究以环渤海地区沿海城市及其近岸海域为研究区,集成大气污染数据、海水水质数据、海洋空间利用数据、土地利用数据、生态环境规划资料及相关经济社会数据,综合GIS空间分析、空间统计分析、高斯烟羽模型(Gaussian Plume Model)、多维状态空间(Multidimensional State Space)模型、生态足迹法(Ecological Footprint)等原理和方法,进行研究区承载力状态评价和不同情景模拟预警研究。论文主要研究内容与结论如下：(1)陆海统筹区域资源环境承载力评价方法通过分析现有指标体系评价模型,综合考虑区域自身的支撑能力、人文社会的干扰能力以及区域承载的总量三个方面,同时考虑陆域承载力以及海域承载力的评价结果能够进行复合,建立指标体系对陆海统筹下区域资源环境承载力进行评估。本文将欧式几何空间中状态空间方法应用于区域资源环境承载力的评价,构建由资源轴、环境轴和人类活动轴组成的多维状态空间,区域承载的现状能够通过比对承载现状点与承载力状态点这两个点在空间中的位置关系来表示。对于区域调节能力的评价中,首先对区域科技创新水平进行评价,再者结合海域港口以及陆域交通对整个区域的影响作为陆海交通统筹点,通过调整用于污染物扩散的高斯烟羽模型的相关参数,使其适用于区域港口交通网络空间作用的评价中。(2)多维状态空间资源环境承载力评价量化分析区域资源利用率、环境容量以及社会自我调节能力等方面,采用多维状态空间模型对区域承载状况进行定量评价,从综合角度出发描述区域承载状况。研究区大部分区域处于满载状态,区域资源环境承载力未超载区域主要集中于威海市、烟台市、丹东市、盘锦市以及葫芦岛市;承载力超载区域集中于天津市中心城区、滨海新区、青岛市、唐山市以及沧州市,其中,青岛市区以及盘锦市区处于超重警状态。从海域空间整体分布上分析,辽宁省大部分区域、烟台市、威海市的近岸海域处于满载状态,天津市、河北省、东营市、滨州市以及葫芦岛市近岸海域处于超载状态,其中青岛市的近岸海域处于超重警状态。(3)区域资源环境承载力模拟预警对承载力空间影响因子处理,设置人口趋势发展式、创新驱动调节式、港口交通调节式、环境约束式和生态补偿式五种区域活动发展情景,以逻辑斯蒂回归法确定目标年人口规模、生态环境保护规划确定目标环境容量、生态足迹法制定区域生态补偿机制,模拟五种情况下研究区承载力预警情况,对比分析模拟结果,在此基础上为区域可持续发展提出建议。人口的增长一定程度上加大了区域资源环境的压力,增长幅度越大,其越容易处于超载状态;环境容量的约束作用对区域承载状态转好具有较为明显的作用,其次是港口交通以及科技创新水平的调节作用,生态补偿机制对区域承载状态的促进作用较弱。区域发展过程中,由于区域本身资源量的约束,需要通过提高区域的科技创新水平及港口交通优势度,进而提高区域资源的利用效率以及资源在区际之间的流动,同时携手生态环境保护规划,强化区域环境对人类活动的约束的作用,保障协调可持续发展。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章引言

1.1 研究背景及选题意义

1.2 研究综述

1.2.1 承载力的研究进展

1.2.2 陆海统筹研究进展

1.2.3 研究现状评述

1.3 研究内容与技术路线

1.4 论文组织结构

第2章研究区与数据处理

2.1 研究区概况

2.1.1 区位条件

2.1.2 自然条件

2.1.3 经济社会条件

2.1.4 产业结构发展状况

2.2 实验数据预处理

2.2.1 数据收集

2.2.2 数据预处理

第3章陆海统筹资源环境承载力评价模型

3.1 承载力评价指标体系构建

3.1.1 指标体系构建的原则

3.1.2 指标体系框架的构建

3.1.3 指标体系构建过程

3.2 承载力评价指标计算方法

3.2.1 支撑能力指标计算方法

3.2.2 调节能力指标计算方法

3.3 基于多维状态空间承载力量化

3.3.1 多维状态空间原理

3.3.2 基于多维状态空间承载力量化

3.4 本章小结

第4章环渤海地区资源环境承载力评价

4.1 环渤海地区支撑能力评价

4.1.1 环渤海地区土地资源支撑能力评价

4.1.2 环渤海地区水资源支撑能力评价

4.1.3 环渤海地区海洋空间资源支撑能力评价

4.1.4 环渤海地区大气环境支撑能力评价

4.1.5 环渤海地区水环境支撑能力评价

4.1.6 环渤海地区生态支撑能力评价

4.2 环渤海地区调节能力评价

4.2.1 科技创新调节能力评价

4.2.2 港口交通网络空间调节能力评价

4.3 环渤海地区承载量评价

4.3.1 承载GDP总量

4.3.2 承载人口总量

4.3.3 承载社会固定资产投资总量

4.3.4 承载全社会消费品总量

4.4 环渤海地区资源环境承载状况评价

4.4.1 陆海区域资源环境承载力量化

4.4.2 陆海区域承载力统筹协调度评估

4.5 本章小结

第5章环渤海地区承载状况模拟与预警

5.1 环渤海地区发展承载状态多情景设计

5.1.1 情景一:人口趋势发展式

5.1.2 情景二:创新驱动调节式

5.1.3 情景三:港口交通调节式

5.1.4 情景四:环境约束式

5.1.5 情景五:生态补偿式

5.2 情景模拟结果分析

5.2.1 人口趋势发展式情景结果

5.2.2 区域创新驱动式情景结果

5.2.3 港口交通调节式情景结果

5.2.4 环境约束式情景结果

5.2.5 生态补偿式情景结果

5.3 发展建议

5.4 本章小结

第6章结论与展望

6.1 研究结论

6.2 创新点

6.3 研究展望

参考文献

攻读硕士期间科研情况

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 丁冬冬

导师: 李飞雪

关键词: 陆海统筹,资源环境承载力,多维状态空间,模拟预警,环渤海区域

来源: 南京大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,资源科学

单位: 南京大学

分类号: P74

总页数: 149

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