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生态效应

时间:2022-04-08 12:59:11

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生态效应,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

生态效应

第1篇

生态理念设计的产生与发展是人们对个人实践活动的不好影响的反省与觉悟的结果,其来自全世界生态危机的发生与生态活动的不断发展壮大和有关生态原理的进一步深入。生态设计包含着当代生态学特点,它的设计方式和生态设计间亦存在着自然的融合关联。文章把西方的环境理论与我国以前的生态道德和包装生态设计做了结合,且联系美术学、设计学等有关方式原理,对生态方式做了叙述与说明,在包装生态设计方式和生态原理的融合上做了深层次研究与一系列整理,在实践方面对包装生态设计的发展给予有利的原理支撑与方法支撑。文章从包装生态设计的生态设计的含义、包装生态设计思想、包装生态设计的生态方式等进行了研究与叙述。

关键词:

经济效应包装;社会效应包装;生态设计;思考

一、生态设计的含义

生态设计亦叫做绿色设计,为二十世纪九十年展起来的一种设计形式。1996年,某两位生物学家指出:“所有和生态环节相适应,尽可能让它们对环境危害影响达到最低的设计方式均叫做生态设计。”生态设计旨在经过和人们生活相关的每个行业的实际设计加以处理生态危机问题,达到人、社会与自然的和谐相处。亦有研究人员觉得:生态设计则是人们怎样在设计行业处理生态问题的思维方式和开展流程,生态设计应当结合生态学、生态美学和生态哲学等生态理念,是生态设计的实践形式。生态设计把环保作为主旨,重视设计和人文、自然、环境等很多方面的统一和结合,大大满足设计的可持续发展。生态设计关注人和自然的生态均衡关联,在设计流程的各个决策均要充足考虑资源的节省和环境的效应,尽可能降低对环境的危害。生态设计不但为一种实际的工艺和方式,更主要的是一种思想方面的革新。有关生态设计的思考,《城市公共空间设计》的作者觉得,不仅需要尊重自然,还需要尊重人们的文化观念,不仅需要培养人们的环保理念,还需要达到大众的审美要求。对于生态设计的理解应该全方位,不可以过度重视某个角度,要么就会捉襟见肘。作者觉得,上面有关“生态设计”含义的理解,它的内容大致类似。

二、包装生态设计思想

2.1包装生态设计的含义包装生态设计为一种不仅满足包装的功效需要还足够注重包装的经济与社会适宜性,而且注重包装原来工艺形象且探索以前文化和智慧的合乎生态道德教育的设计形式。包装生态设计的含义关键包括以下几个方面:第一,崇尚最简明的包装构造、最自然环保的包装材料、最精炼的语言和最精准的信息传递;第二,建议使用清楚、确切、简单的仿生方式与自然形象,探索东方精髓与百家争鸣的民族特点,从枯燥里追寻丰富,从简单里寻求端庄典雅;第三,重视“少就是多”的设计理念,包装方式简单纯洁、开阔,不需要多余的修饰,充足保存生态形象和美观,进而很好地防止了包装产品经历多个环节而会发生的经济与社会不良问题;第四,掌握“适度”设计标准,保证设计目的的表述直接、真实,且由简单到位的设计使产品价格更加合理。包装生态设计总体表现出精确简练、简单纯粹、物美价廉和亲近合理的特点。

2.2包装生态设计的准则

2.2.1经济准则第一,用充足保存原料生态美与自然功效加以完成减量化设计,减少成本还节约资源、降低废物;第二,精准掌握市场需要与方向,使用动态化、针对性设计来满足商业利益最优化。

2.2.2设计准则第一,体现环境理论乡土化提倡下设计人员所应该具有的生态人品与生态道德;第二,遵照法律法规标准。

2.2.3环境准则第一,包装材料来源颇多、价格实惠;第二,生产技术精炼,所需加工流程里尽可能减少物品消耗与能源消耗,降低废料生产与垃圾排出;第三,采用废弃以后方便循环再利用或者在大自然里自主生态分解;第四,降低安全、健康风险。

2.2.4功能准则第一,达到包装内容物的防护性能;第二,具有自然颜色、类型、原理等天然亲近的修饰性能;第三,容易机械加工制造与成批生产;第四,确保包装质量与反映高品味。

2.2.5美学准则第一,合乎我国民族文化、民族素质与民族艺术;第二,符合如今社会的审美乐趣与生活习惯。

2.3包装生态设计的实际作用大家都知道,一种产品或者制造生产流程的环境特征大大取决于设计环节,之后的末尾解决形式是很难自本质上清除它的环境问题的。包装和物资流通紧密结合起来,包装设计已经是指引人们最后消费的关键方式,是所有艺术设计行业最拥有市场思想与商业价值的设计。包装生态设计的主张则是需要将环境理论与生态美学贯通在包装与制造技术的设计里。其具有丰富的内容与延伸,对当今社会里的现代工业生产和如今全球贸易里绿色壁垒的面临拥有广泛适宜价值。由包装生态设计,“美”和“性能”的对立在此寻找一个结合点。其不仅具有生态学的科学根据,还具有美学的定性和直观,紧密围绕性能的需要,为美学和生态学相融合的结果。而且,包装生态设计亦考虑环境理论责任与本土精神价值,由此,方能够有利于在当今社会里建立高品质的生活习惯。

三、包装生态设计的生态方式提议

3.1“回归自然”的自然方式生态设计重视“回归自然”,觉得:“设计流程里尽可能反映事物的原本特征,创造设计作品的天然美感,降低人为因素。”倡导尊重自然,顺应自然,重视人和自然的和谐相处,不倡导与自然过分不同的人为行为相脱节,倡导对人与环境均没有害处的设计方式。所以,包装生态设计所提议的“回归自然”的自然方式,和生态设计具有天然的吻合联系,在实质上是贯通的。有关生态的方式理解,一些研究人员觉得:“回归自然的生态设计是一种时尚,是一种积极向上的生活观念,是一种纯朴的生活选择,更多的是反映一种生态方式精神意境与理想追寻。”自此些研究人员的理解方面能够发现,包装生态方式能够反映出人对自然的感情与回归自然、积极向上生活的精神追寻,生态方式和“生态主义”特色与“自然主义”特色具有密切的关联。包装生态的方式观念倡导把自然看作有感情、有生命的可以和人公平沟通的不可分离的相互依赖的存在物,倡导再次向大自然学习,学自然的生态方式与生态智慧,从自然索取,用于自然,进一步创新,来适宜目前人们的心理和生理需求与环境的需求,让生态的自然方式有它的新的时代意义。生态的自然方式倡议使用天然材料和天然的颜色、形态。在选材上倡导在自然里寻求有利于人与环境的天然材料,比如:土壤、石头、竹子、草木、棉花等。在材料加工上,倡导洁净、卫生、恰当、高效的材料加工形式,来适宜生态的需求。在材料的美感设计方面,倡导自然材料间的配合,来实现人的审美需求。在设计时尽可能保存物体自然的本质与特性,巧妙使用自然物的自然特征,倡导恰当雕饰,反映出自然物象的自然美。生态除了倡导传承人们已经拥有的利用自然的有利经验以外,还应该创新对自然的利用形式。生态的表现方式拥有两种,即直接利用直接体现和艺术加工艺术体现。

3.2“回归”非“后退”包装生态设计倡导“回归自然”,不仅是传承,亦是创新,是基于现代的回归,却非“后退”,更非“返祖”。此和一些研究人员给出的“我国以前生态包装在当今的继承与创新”的提议是相同的。“回归”方式的包装生态设计旨在符合现代人的感情需求与保护自然环境的需求。包装的生态设计并非使包装退至以前的包装方式,却是吸取以前包装方式的精髓,设计出适宜当代人需求的拥有“回归特点”的包装方式,此种包装方式是艺术方式上的生态却非实际世界里的生态。此种理解在一位作者《“生态”的生态追问》文章里得以解释,该作者觉得:“艺术方式上的生态和实际世界里的生态并非在相同层次上”,此是由于艺术方式上的生态是由艺术家、设计师提炼加工的可以体现自然、本质的艺术方式,在艺术化的流程里保存了生态的某些特点,并且,此些保存了生态特点的艺术方式亦是生态的。在包装生态设计里追寻的生态通过了艺术的加工与提炼,成为艺术方式的生态,却非实际里的生态。一些研究人员在生态设计评定里易于把实际里的生态理解为艺术方式的生态。在一些生态设计方式研究里理解的“外表粗陋”并非“粗糙”,“外表粗陋”只是生态的一个特点,关键是由于生态环境下的技术限制引起的一种缺陷美,但是,当代人无法将“外表的粗陋”理解为“滥造”,要么,则掉进了“后退”的境地。

生态方式并非简单的回归与“返祖”现象,退至初始状态,却是反自然,向初始智慧学习,吸取对人性对环境的好处,去延伸、传承与创新生态方式,把生态方式转变为对人性、对自然和对生命的思索。“回归自然”它的本质是创新思想的深入,亦是基于人们对大自然的追求与仰慕情感。四、结束语综上所述,包装的真正现代化,是一种基于以前包装,还不同于以前包装的自内涵方式至思想理念的新发展。此种包装的现代化,需要包装设计拥有合理性。亦是需要包装的经济效应和社会效应融合,也就是性能包装与生态包装和合乎人们文化心理特点为设计准则的全球文化包装相融合。也可以说,包装的真正现代化,则是在以前包装的前提下加上把生态环境保护作为本质的生态包装与把社会消费心理文化作为本质的文化包装,此是完成包装生态设计的必要结果,亦是完成包装生态设计的必要前提,更是人们社会生存与发展的需求。完成我国包装生态设计的真正现代化,不仅是提倡它的包装生态设计和维持人们本身生存与自然生态环境均衡发展间的关键价值,并且还需要包装生态设计的包装性能和环境保护性能足够融合;而且,还由于人们社会世界性趋势不断加强,全球化进程不断深入与拓展,特别是构建在多区域、多民族、多国家前提下的人们共性文化开始兴起,不断拓展包装现代化的丰富内容以后,更要求作为人们社会文化关键特征的包装生态文化,在它的文化形态方面的世界共享性。包装是人们社会化的结果,是一个历史的发展进程。所以,我国当代包装生态设计本质上亦是以前包装性能和当代环境保护思想与全球化文化审美心理的一致性。换句话讲,把社会效应与经济效应相融合的生态包装和把人们实际文化特点和相同文化心理特点作为创新前提,把对不一样区域、不一样民族、不一样文化、不一样国家服务的消费体作为服务对象的全球文化包装理念的呈现,不仅是人们社会现代化发展的必要需求,亦是包装实现生态发展的必要前提,是包装从传统进入真正现代的特征。而且亦是对所有人们生存和生态发展问题提供的确切回答。

参考文献:

[1]王淑慧,苏毅敏,肖蕾.天人合一的原生态包装设计[J].美术之友.2009(01).

[2]王硕,宗明明.试析“限塑令”后包装设计的发展趋势[J].齐齐哈尔大学学报(哲学社会科学版).2009(02).

[3]唐德红,王晖.现代消费心理对包装设计要求探讨[J].现代商贸工业.2011(04).

[4]戴宏民,戴佩华,周均.生态包装的生态设计原则及方法[J].包装工程.2013(17).

[5]张健梅,潘爱玲.基于演化经济学的成本管理演变机理分析———以成本企划的产生和发展为例[J].山东社会科学.2013(04).

第2篇

关键词:造林 投资 生态 供给效应 分析

森林的生态功能表现在诸多方面,生态状况的评价极其复杂,目前还缺乏专门的或可以涵盖所有生态效益的评价指标。由于森林生态效益及其增长与森林资源的存量和增量密切相关,学术界和实践部门在反映一个国家或地区的森林生态状况时,通常用森林面积、森林覆盖率(即森林面积占国土面积的百分比)和森林蓄积量等指标来反映森林资源状况。因此,营林投资生态供给效应的总体评价可以从营林投资与森林资源发展的趋势分析中得出结论。

一、营林投资生态效应的总体分析一基于森林资源存量的分析

分析所用的指标既有反映森林资源数量的指标(森林面积),又有反映森林资源质量的指标(森林蓄积量〉。选择森林面积这个常用来评价一个国家或地区森林生态状况的数量指标,而不用森林覆盖率,原因是森林覆盖率是个相对指标,在国土面积较小的情况下,即便森林面积增加不多,森林覆盖率的增加也会较多,单纯用森林覆盖率这一指标就会传递偏离实际情况的信号。

1、全国营林投资与森林资源增长的趋势分析

由于森林资源状况由每五年一次的全国性“森林资源清查”公布,其统计数据五年才有一次调整。因此,我们以五年为一个时间单元来进行分析,将年度营林投资进行汇总。

我国的森林资源清查从1973年开始,迄今已开展了七次。第一次: 1973—1976年;第二次:1977—1981年;第三次:1984—1988年;第四次:1989—1993年;第五次:1994一1998年;第六次:1999一2003 年;第七次:2004—2008年。根据前七次森林资源清查公布的结果,我国森林资源的面积从第一次的1. 22亿公顷增加到第七次的1. 95亿公顷,森林蓄积量众87亿立方米增长到137亿立方米。

显然,营林投资总量以及增长速度的持续上升对我国森林资源数量和质量的提高都产生了积极影响。从20世纪80年代开始,我国林业投资总量的变化趋势与森林面积和蓄积量的变化趋势基本保持一致,森林资源数量下滑的局面得到完全扭转。

从1994一2008年的情况看,我国营林固定资产投资大幅度增长,森林面积也有一定的增长。但是,与同期营林投资增长幅度相比,我国森林资源面积的增幅明显偏低,森林质量的提高幅度也很小。

因此,虽然从总体上看,营林投资与森林资源增长呈现一致性,营林投资有力地推动了森林资源的增长,但在促进森林资源增长与发展效应方面,营林投资的效率却在下降。

2、主要省区营林投资与森林资源增长趋势的比较分析

鉴于主要林产区的森林资源数据在统计年鉴中迄今只有第五次和第六次森林资源清查的数据,即1994一1998年和1999一2003年数据,本节只能仅就这两个时间段的营林投资与森林资源增长趋势进行分析,营林投资仍然为5年累计数。1999一2003年与1994一1998年相比,各主要林区的营林投资除广东、浙江和福建三省以外,其他省区的增长幅度都超过100%,尤以内蒙古和四川两省区为甚,分别达1244.18%和1053.66%,其次为陕西、黑龙江和河北三省,分别为924.36%、 891. 94%和853.37% 。

在营林投资快速增长的带动下,各地区森林面积和森林蓄积量的增长幅度大不相同,森林面积增长幅度最大的达39.04%,最小的河北省为﹣2.17%;森林蓄积量增幅最大的山东省达116. 18%,最小的黑龙江省竟为-2.53%。这种差异性可从各地区森林面积和森林蓄积量的投资弹性中得到反映。

由此可见,从森林资源存量的角度看,主要林产区多数省区的营林投资没有带来相应程度的森林资源的增长。

当然,除了营林投资的总量,森林资源的存量还受营林投资结构(如森林抚育管理投资占比是否增加)、森林采伐方式和强度、自然力等影响。但是,据此可以说明1994一2003年间,多数省区森林资源的存量没有随着营林投资的增长而相应提高。

二、造林投资的效率分析一基于森林资源增量的分析

造林是增加森林面积、形成森林资源增量的直接途径,是营林生产的核心内容。营林生产活动包含了 18项以上的内容,相应地,营林投资也分布到18个以上的领域气在1998—2007年间,在18种以上的营林生产中,全国造林投资占营林总投资的比重平均达44.50%。造林规模通常用造林面积来衡量,造林面积也是林业部门反映林业生态建设常用的指标。因此,通过对造林投资与造林面积增长趋势的分析,从增量上反映林业投资在生态供给方面的效率情况。

造林的结果是人工林面积的增加。截至目前,我国人工林已占到世界人工林面积的近1/3,年均增量占世界的53.2%,人工林保存面积0.62亿公顷,居世界第一位。如此大规模的植树造林,投入了多少资金,其投资效率如何?为了剔除价格的影响,各年度的造林投资均以1993年的不变价进行了调整。

第3篇

    关键字:矿区 生态环境效应 生态恢复

    由于矿藏的不可移动性,以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地,改变了区域水系结构,破坏了动植物区系,引发一系列社会经济与生态环境问题,成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。我国矿区土地复垦工作起步较晚,土地复垦率较低,迫切要求探索适合我国国情的土地复垦技术,提高土地复垦率和生产潜力。本文将在系统分析矿山开采生态环境效应的基础上,总结适合我国矿区土地复垦的典型技术,以期推动全国土地复垦工作的进一步发展。

    一、矿山开采的生态环境效应

    (一)诱发地质灾害。由于地下采空,地面及边坡开挖影响了山体、斜坡的稳定,往往导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。而矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷,废石与泥土混合堆放,使废石的摩擦力减小,透水性变小而出现渍水,在暴雨下也极易诱发泥石流。

    (二)水文地质条件发生变化与水质污染。矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水,使矿山开采地段的储水构造发生变化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面积的疏干漏斗;地表径流的变更,使水源枯竭,水利设施丧失原有功能,直接影响农作物耕种。 同时,矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等,一般较少达到工业废水排放标准,严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。

    (三)土壤退化与污染由于表土被清除采矿后留下的通常是新土或矿渣,加上大型采矿设备的重压,往往使土壤坚硬、板结,有机质、养分与水分缺乏。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地,造成许多地方土壤养分短缺,土壤承载力下降。

    矿山固体废渣(煤矸石等)经雨水冲刷、淋溶,极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中,造成土壤的酸碱污染(主要是强酸性污染)、有机毒物污染与重金属污染。而土壤的纳污和自净能力有限,当污染物超过其临界值时,将向外界环境输出污染物,其自身的组成结构与功能也会发生变化,最终导致土壤资源的枯竭。并且,土壤污染在地表径流和生物地球化学作用下还会发生迁移,危害毗邻地区的环境质量,受污染的农产品则会通过食物链危害人体健康。

    (四)水土流失加剧。矿山开采直接破坏地表植被,露天矿坑和井工矿抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降,造成土地贫瘠,植被退化,最终导致矿区大面积人工裸地的形成,极易被雨水冲刷;由于排土场和尾矿占地,形成地面的起伏及沟槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移动,冲刷加剧。

    (五)生物多样性损失。植被清除、土壤退化与污染、水土流失,对矿区生物多样性的维持都是致命打击,严重威胁了动植物生存。

    二、矿区生态恢复的典型技术

    (一)矿区土壤污染的治理

    1.矿区土壤重金属污染的治理。国内外矿区土壤重金属污染治理主要包括物理、化学和生物治理技术三类。其中,生物治理技术包括微生物修复技术、动物修复技术与植物修复技术。设施简便,投资少,对环境扰动也少,被认为是最有生命力的。

    2.矿区土壤培肥改良技术。土壤培肥改良技术就是对土壤团粒结构、pH值等理化性质的改良及土壤养分、有机质等营养状况的改善,这是矿区生态恢复的最终目标之一,具体包括:(1)表土转换:在采矿前先把表层及亚表层土壤取走并加以保存,待工程结束后再放回原处,这样虽破坏了植被,但土壤的物理性质、营养条件与种子库基本保持原样,本土植物能迅速定居。(2)客土覆盖:废弃地土层较薄时,可采用异地熟土覆盖,直接固定地表土层,并对土壤理化特性进行改良,特别是引进氮素、微生物和植物种子,为矿区重建植被提供了有利条件。(3)土壤物理性状改良:土壤物理性状改良的目标是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤结构,短期内可采用犁地和施用农家肥等方法。(4)土壤pH值改良:对于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氢盐或石灰来调节酸性,增加土壤中的钙含量,改善土壤结构。(5)土壤营养状况改良:主要包括化学肥料、有机废弃物、固氮植物、绿肥、微生物等。

    (二)矿区植被的恢复。根据矿区的气候和土壤条件,植被筛选应着眼于植被品种的近期表现,兼顾其长期优势,植物品种的选择首先要根据生物学特性,考虑适地适树原则,尤以选择根系发达、固土固坡效果好、成活率高、速生的乡土植物。

    在配置植物时要考虑边坡结构、种植后的管护要求、自然条件等,以决定种植的形式和品种。同时要考虑与设计目的相适应;与附近的植被和风景等条件相适应。

    (三)水土流失的综合治理

    1.固体废弃物拦挡工程。在堆弃场地建设挡渣墙、拦渣坝和排水工程等,进行拦挡与防漏处理。

    2.坡面排水工程。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程,并配以防护林草带,增加植被覆盖,减少坡面径流对地表的冲刷,保证矿业生产安全运行。

    3.边坡防护工程。矿山开采形成的各类边坡,除尽可能采取措施恢复植被外,根据边坡稳定程度及对周围的影响,采取相应的工程措施进行防护。坡面防护根据坡度不同而采用石砌护坡或植被护坡。

    4.土地整治工程。对矿山生产过程中产生的大量废石堆、废弃工业场地及尾矿库,采取排蓄结合的办法,排水拦渣,有效解决“三废”污染。同时对服务期满的弃渣场、尾矿库采取复垦措施,提高土地利用率。

    5.植被恢复工程。对各类裸露面,分别采取不同的措施,加速植被恢复。

    三、结语

    矿山开采极大地改变了原生景观生态系统,导致矿区生态退化与环境污染。针对矿区生态环境特点。我国当前矿区生态恢复的典型技术体系主要包括矿区土壤污染的治理及土壤环境质量的改善,矿区植被的恢复,水土流失的综合治理等。

    必须强调的是,矿区生态恢复不仅仅是一个技术工程层面的问题,而且与矿区的社会经济发展密不可分,是一项耦合了社会、经济、资源与环境的系统工程。因此,矿区土地复垦是以人类发展为核心,对土地自然、经济与社会属性的综合整治,在消除环境危害的同时重建生态平衡。

    参考文献:

    [1]夏星辉,陈静生.土壤重金属污染治理方法研究进展.环境科学,1997,18(3):72~76.

    [2]彭建,蒋一军,吴健生,刘松.我国矿山开采的生态环境效应及土地复垦典型技术.地理科学进展,2005,24(2):38~42.

第4篇

关键词:水利工程;生态环境;效应

随着我国社会经济的不断发展,我国水利工程数量逐渐增多,并且规模也在逐渐扩大,极大地推动了我国经济快速发展,水利工程的兴建对发电、防洪、供水以及旅游等都创造了便利的条件。但是水利工程在给人们带来一定的经济效益的同时也会对我国的生态环境带来一定的破坏,需要对生态环境效应进行进一步的探索与研究。考虑到我国的水利工程覆盖范围广、包含的内容多,会对我国的的生态环境带来不同程度的的影响,进一步影响我国整体的居住环境。尽管近几年,我国的可再生能源得到普遍的应用,广泛应用于我国的居民日常生活和工作,但是水利工程却依然对我国的生态环境带来一定程度的破坏。

一、水利工程生态环境的涵义与发展现状

(一)水利工程生态环境效应的涵义

只有明确好水利工程生态环境效应的涵义才可以更好地为生态环境作出客观的评价。同时,水利工程的涵义的解析也非常值得研究,这直接反映了水利工程生态环境评价内容中涉及的范围。放眼国内外,水利工程有关的研究学者一直进行水利工程生态环境效应的探索与研究,但是始终没有明确的定义。但是根据人们对于水利工程的基本认知角度,对水利工程生态环境效应进行了定义。认为水利工程生态环境效应一般指的是在水利工程的建设与实际运行过程中,可能会对自然界生态环境产生的破坏和影响,在这过程中要将水利工程的经济效益与社会效益先排除掉。而要着重验证水利工程对于生态环境的效应,进而通过此映射出生态负效应要比生态正效应多很多。

(二)对水利工程生态环境的发展现状分析

经过调查可以显示,我国已经探索出多种对水利工程生态环境效应的研究方法,并且关于水利工程相关的评价体系也在不断地建立与完善,只是缺乏一定的具体案例的实质性研究。尽管有关的工作人员在研究过程中一直探索,但是由于缺少明确的研究方法与选择标准,进而导致水利工程的生态环境评价体系进展缓慢。为此,要想从根本上解决这一问题就要针对不同的研究内容来选择相对应的研究方法,不能一味的按照水利工程生态环境效应进行统一的研究应用。一定要结合研究的重点和难点,突出水利工程评价体系当中的细节部分,最终建立起完善的水利工程生态环境评价体系。一定要特别强调生态环境效应研究对于评价水利工程生态环境效应的重要作用,缺失水利工程生态环境的研究就会使评价体系的建立变得十分困难。

二、水利工程生态环境效应的评价体系综述

众所周知,我国的水利工程生态环境效应是一门融合生态、环境、社会、经济的庞大体系,因此需要全面、客观地分析水利工程可能会给当地生态环境和社会经济带的影响。相对而言,水利工程生态效应评价与工程建设、水电工程后评估也不尽相同,人居环境、野生动植物影响、自然规律以及经济发展都会对其产生影响,本文主要从评价指标体系、评价标准和评价方法等几部分来阐述。

(一)评价指标体系

为了更好地加强对于水利工程生态环境效应的深入探究,很多知名专家和学者展开了对于水利工程生态环境评价指标体系、评价方法和评价模型的而研究。但是目前为止仍存在一些争议,因此确立一套科学、合理的指标体系和评价方法势在必行。经过大量的实验以及探索,可以将水利工程生态环境效应评价指标体系分为几种,分别是基于传统的生态环境质量评价方法建立指标体系、基于压力-状态-响应模式及改进模式建立指标体系、基于生态足迹法建立指标体系等几个体系。

(二)评价标准

做好水利工程生态环境的评价,一定要有足够的依据和标准,这是能否做好生态环境效应评价工作的关键所在。因此一定要全面系统的建立起一套衡量生态环境质量和人类活动影响程度的定量参照体系,可以为决策者提供必要的参照来规范和采取措施减轻或消除生态负效应,逐步改善生态环境现状。就目前而言,普遍存在着评价目的不同或者采用的评价模型不同的现象,导致生态环境效应评价标准也有所不同。另外,不同的自然环境条件、经济发展状况、社会背景等不同也会使得评价体系标准存在不同。所以这就要求在具体的水利工程评价体系标准的实施时一定要结合具体实际,实事求是。

(三)评价方法

通常情况下,水利工程对生态环境的影响并不仅仅是一方面的,单一的评价无法真正地概述水利工程的生态环境效应,这就需要践行综合评价方法。据不完全统计可知,综合评价方法已经有数十种之多,并且在多个学科领域都被广泛应用实施。就各种方法依据的理论及评判过程的特点,一般可将其分为三类:基于经验的综合评价方法,主要依赖评价专家的经验及其对评价对象、评价领域的通晓程度,代表性方法有专家打分法、德尔菲法。

相对来说,这种评价方法原理操作简单实用,比较适合大众区域,可以最为直观地展现在具体的应用过程当中。不足之处是具有较高的主观性,因此会造成更多的时间、人力、物力浪费。基于数值和统计的综合评价方法,旨在通过运用数学理论和解析方法系统地得出评价定量描述和计算,代表性方法有加权平均法、主成分分析法、灰色关联度分析法。通常来讲,这种评价方法具有很强的数学逻辑性,并且理论依据也足够充分,可以依靠原有数据信息使得评价结果可信度高。但是不足之处就是对于数据及其定量化要求比较高,因此在具体的探究当中约束条件比较多。基于决策和智能的综合评价方法,更多的融合了人的主观判断,旨在模仿人类处理信息的思维能力来进行决策数据支持,代表性方法有层次分析法、模糊综合评价法、人工神经网络法。这种评价方法适用的评价范围较广,并且具有较高的的评价可信度,但是要注意的是主观性较强,使得智能评价方法的逻辑思维推理过程清晰度不够。

结语:

综上所述,水利工程对于人类来说意义重大,不仅可以带来巨大社会效益和经济效益,而且也可以对我国的生态环境产生一定的影响,对于环境长期形成的生态环境系统的稳定性作用明显。这就需要我们处理好我国的水利工程与生态环境系统之间的相互作用关系,从整体上推动我国社会、自然环境健康和谐地发展。虽然目前仍然处于不断地探索阶段,但是随着现代的评价标准的统一以及先进的评价方法的引进,必将会使得我国的水利工程生态环境效应的研究进入一个全新的阶段。

参考文献:

[1]尚淑丽,顾正华,曹晓萌.水利工程生态环境效应研究综述[J].水利水电科技进展,2014,01:14-19+48.

[2]梅芳,汤学著,王琳.水利工程生态环境效应研究综述[J].科技风,2015,14:165.

[3]李蓉,郑垂勇,马骏,赵敏.水利工程建设对生态环境的影响综述[J].水利经济,2009,02:12-15+75.

第5篇

关键词:能源生态足迹;STIRPAT模型;空间计量

一、引言

进入21世纪之后,中国的能源消费总量开始快速增长,一般认为,工业化是促使能源消费快速增长的核心因素[1],工业化的发展会提高工业利用规模,能源利用则是工业发展的关键。随着中国工业化进程的推进,能源消费的快速增长带来一系列的空气污染、生态破坏、气候变化等能源环境问题[2]。此外,虽然近年来中国的能源产量实现了快速增长,但是由于能源消费增长过快以至于超过了能源产量的增长速度,使得中国的能源消费出现供不应求,人均能源生态足迹出现赤字,直接影响和制约新常态下中国社会经济的稳定发展[3]。能源生态足迹作为侧重于生态理念的可持续发展量化指标,国内外不少学者都通过对其测算来观测能源的利用强度,进而提出改变能源利用方式的政策建议。Folke等计算并分析了部分国家的生态足迹[4]、Wackernagel等计算并分析了欧洲波罗的海流域29个大城市、塞舌尔群岛和瑞典等的生态足迹[5],并提出使用节能技术、提高垃圾回收利用率等建议。生态足迹概念引入国内后,谢高地等介绍了生态足迹的理论、方法和计算模型,并对中国及其部分地区的生态足迹进行了实证分析[6][7][8]。国内外学者对生态足迹的研究自1991年便开始,但对能源生态足迹的空间效应影响研究并不多见。现阶段,地区能源生态足迹不仅会受到本地经济、社会等经济地理因素的影响,也可能还会受邻近区域能源生态足迹的影响。近年来基于空间计量经济学方法研究我国能源消费、碳排放问题的文献并不少。郑长德等采用空间计量经济学的方法实证分析发现,我国各省份的碳排放在空间分布上表现出一定的空间正自相关性[9]。程叶青等发现省域能源消费碳排放强度具有明显的空间集聚特征,且集聚程度有不断增强的态势,能源强度、能源结构、产业结构和城市化率对能源消费碳排放强度时空格局演变具有重要影响[10]。郝宇等基于面板数据的空间计量模型分析了中国能源消费和电力消费的环境库兹涅茨曲线[11]。虽然这些文献涉及能源消费和碳排放的空间效应及影响因素的研究,但针对能源生态足迹的空间效应及影响因素的专门研究尚不多见。20世纪70年代美国生态学家Ehrlich等为研究社会经济活动与环境压力之间的关系,提出IPAT模型[12](P89-157),揭示人口、人均财富和技术三者之间的相互作用会对环境产生重要影响。然而这一模型无法揭示单一因素对环境压力的影响,因而Dietz等[13]在IPAT的基础上又发展出了STIRPAT模型,该模型主要通过加入随机性影响来分解各技术项的实际贡献度,扩展后的STIRPAT模型主要形式为:I=aPbt?Act?Tdt?eεt。STIRPAT模型在实际研究中应用范围较广,展示出了良好的灵活性,可以通过增加其他控制因素来分析对观测目标的影响,国内已有大量学者在此框架下研究中国碳排放的影响因素[14][15][16][17]。人均能源生态足迹亦是对环境状况的一种体现,因此本文通过扩展该模型来分析人均能源生态足迹的影响因子以及其影响程度。本文首先对中国人均能源生态足迹进行核算,然后构建空间计量模型,选取影响人均能源生态足迹的指标来分析中国人均能源生态足迹的空间效应,最后提出建议。

二、研究方法

(一)人均能源生态足迹核算本文涉及的能源生态足迹重点考虑化石能源消费对生态环境的冲击。能源生态足迹的计算方法是:分别计算人类生产生活活动中各类能源的生态足迹占用面积(hm2),将各类能源的等价土地面积相加,得到某特定区域的能源生态足迹值[18]。具体人均能源生态足迹计算公式如下:f=∑(ri/Yi)*(Pi/N)(i=1,2,…,n)(1)其中,f为某一地区的能源生态足迹,i表示不同能源的编号,依次为煤炭、焦煤、燃料油、电力和天然气,ri表示不同能源的平均低位发热量,Yi表示不同能源的生态足迹土地面积转换系数,Pi为不同能源的年消费总量,N为各地区当年人口总数。r1~r5=20.90GJ/t,28.44GJ/t,41.82GJ/t,3.6/105GJ/108kW?h,38.93*105GJ/108m3①Y1~Y5=55GJ/hm2,55GJ/hm2,71GJ/hm2,1000GJ/hm2,96GJ/hm2

(二)Moran’sI指数及其散点图要了解人均能源生态足迹存在的空间集聚与相关特性,需要对被解释变量进行空间自相关检验,通常用Moran’sI或者Geary指数C来表示全域空间自相关性。Moran’sI是最早用于全局聚类检验的方法,它用来检验整个研究区中邻近地区之间是相似、相异(空间正相关、负相关),还是相互独立的,而Geary指数主要强调的是观测值之间的离差。这里本文选用空间统计学相关指数Moran’sI对其进行检验,其计算方法如下:I=n∑ni=1∑nj=1Wij|xi-x||xj-x|∑ni=1∑nj=1Wij∑ni=1|xj-x|2(2)其中,I为全局Moran指数,xi、xj分别为区域i、j中的观察值,x为各区域的平均值;Wij是单元i和j的空间关系测度(相邻为1,不相邻为0)。Moran’sI的取值范围为[-1,1],大于0表示空间正相关,小于0表示空间负相关,等于0表示空间不相关,其绝对值越大,空间排斥现象越严重。Moran’sI散点图用来研究局部的空间不稳定性,其中:第Ⅰ象限为高高(HH)型区域,第Ⅱ象限为低高(LH)型区域,第Ⅲ象限为低低(LL)型区域,第Ⅳ象限为高低(HL)型区域。第Ⅰ、Ⅲ象限存在空间正相关,第Ⅱ、Ⅳ象限存在空间负相关。

(三)空间计量模型在对被解释变量人均能源生态足迹进行Moran’sI指数空间自相关性检验之后,本文需要建立空间数据计量模型,来分析各解释变量对被解释变量的影响程度。一般空间计量模型可以分为空间滞后模型(SLM,也称空间自回归模型,SAR)和空间误差模型(SEM),面板数据的空间计量模型表示如下:空间滞后模型(SAR):Yit=δ∑Nj=1wijyjt+xitβ+μi+εit(3)空间误差模型(SEM):Yit=xitβ+μi+uituit=λ∑Nj=1wijujt+εit(4)其中,δ与λ分别为空间回归系数与空间误差系数。δ反映了样本观察值的空间依赖性,λ为被解释变量的空间自相关系数,反映了邻接地区残差项对于本地区残差项的影响程度。Yit表示各空间单元(i=1,…,N)的解释变量在时间t时(t=1,…,T)的观测值所组成的N×1阶因变量;Xit表示N×K阶解释变量矩阵的要素;Wij表示N×N阶非负空间权重矩阵的元素。综合的空间Durbin模型能充分整合SLM和SEM两模型的特点[24]。空间Durbin模型的具体形式为:lneit=λ∑Nj=1wijejt+∑Nj=1wijXjtθ+αi+γt+εit(5)Durbin模型实际上是将各解释变量的空间滞后项引入了SLM中。因而,若θ=0,则空间Durbin模型退化为SLM;若θ+λβ=0,则空间Durbin模型简化为SEM。在实证分析中,可以利用不同种类的LM统计量来检验应使用哪种空间计量模型进行估计。

三、变量与数据

(一)变量选取及解释改革开放以来,中国各省份为了加快工业发展,都纷纷采取了加快发展高耗能产业的刺激政策,导致能源需求进一步上升,对生态冲击不断增强,致使能源生态足迹不断增大,如何在经济社会持续的发展中降低能源生态足迹,需要有效识别影响能源生态足迹的关键因素。一般认为,影响能源生态足迹的因素包括经济因素、地理因素、产业结构、技术因素等。经济因素影响能源生态足迹的机理主要是由于政府决策的原因。中国经济发展存在着地域差异,经济发展快的地区往往是消费能源多的区域,为了发展本区域经济不仅消耗本区域的能源和生态环境,还对其他地区的生态造成了威胁。这些生态脆弱区往往也是经济贫困区,其经济实力不足以支付生态建设,因此形成了能源消费与生态环境空间上的差异[19]。地理因素影响能源生态足迹的机理主要是由于中国地域广阔,地区间经济发展存在很大差异,不同地区能源的需求不尽相同,而各地区社会经济、科技交通等方面的发展与进步使得区域之间的交流更加频繁,联系更加紧密,因而很多经济、环境、生态等要素都可能存在空间相关性[20]。产业结构影响能源生态足迹的机理主要是中国目前的产业结构不甚合理造成了能源的大量消耗乃至浪费[21]。技术因素影响能源生态足迹的机理主要是我国能源强度变化的主要推动力来自于技术进步等引致的能源利用效率的提高[22]。此外,城镇化和建筑业也是能源生态足迹的重要影响因素。随着农村人口向城市集聚、中小城市人口向大城市迁移,城市人口的规模不断提高,快速城镇化带来大量能源资源的消耗,对能源的需求持续加大带来的能源约束等问题日益突出。从全球范围来看,建筑业消耗了世界40%的能源并排放了1/3的二氧化碳,是全球能源消耗和二氧化碳排放的主要产业部门,建筑业的节能和减排是全球节能减排的关键[23]。

在分析各因素对能源生态足迹的影响机理基础上,本文选择城镇化率(ubr)、建筑业总产值(con)、人均GDP(gdp)、产业结构高度化(iss)、规模以上工业企业平均产值(aov)以及高新技术产值占GDP比例(roh)来分析各指标对人均能源生态足迹的影响及程度。1.城镇化率。从现有实证研究来看,城镇化与能源消费之间的传导关系存在争论。有的研究提出,城镇化的不同模式将导致其对能源消费产生不同的影响[24]。国内一些学者也做了进一步分析,认为城镇化是导致能源消费变化的重要原因[25][26],证实了城镇化水平与人均能源消费水平存在高度相关性。在全国层面,中国城镇化对能源消费的净效应影响较为明显[27]。2.建筑业总产值。建筑业是中国高耗能产业之一,研究表明中国建筑能耗在能源总消费中的比例已由1970年代的10%上涨到目前的近30%。节能减排在我国作为一项基本国策在执行,而建筑直接能耗和二氧化碳排放占我国总能耗和二氧化碳总排放的1/3[28]。建筑业的节能减排直接关系到国家应对能源短缺和全球变暖战略实施的成败。而目前中国建筑业发展趋势整体向上,以当前建筑增速,预计到2020年中国建筑耗能将达到1089亿吨标准煤①。3.人均GDP。一般而言,能源的消耗强度随着人均GDP的增长而增长[29]。中国人均GDP以较高的速度增长,某种程度上中国人均GDP的高速增长是以大量的能源消耗换取的[30]。伴随着经济的发展,我国能源的需求消耗一直呈现上升趋势,并且由于技术原因,能源消耗长期存在浪费和效率低下的现象,这在一定程度上导致能源生态足迹的增加。4.产业结构高度化。经济理论认为,产业结构与经济发展和稳定存在着紧密的联系,在实践中也证实了产业结构的演进会促进经济向好发展。研究表明,中国产业结构演变对能源效率变动影响程度大于能源消费结构演变影响的程度,产业结构调整与升级是影响中国能源效率提高、节能减排政策实施的关键环节[31]。5.规模以上工业企业平均产值。中国规模以上工业企业数量虽然只占全国工业企业数量的20%左右,但其贡献的总产值占所有工业企业产值的比例超过90%,规模以上工业企业在中国经济中占有重要地位。国内学者对规模以上工业企业能源消耗的碳排放进行实证分析,结果显示规模以上工业企业是降低能源消耗强度和碳排放的重要产业部门[32]。6.高新技术产值占GDP比例。研究认为技术进步对中国的节能减排工作具有显著作用[33],通过产业结构调整发展低能耗的高新技术产业,能够提高能源要素质量和能源利用效率[34]。高新技术产业的发展能为中国调整一次能源消费比例和使用清洁能源提供较好的技术基础,对优化中国产业结构也有着重要意义。

(二)数据来源及处理本文数据主要来源于《中国统计年鉴》(2004—2015)、《中国能源统计年鉴》(2004—2015),由于能源消费数据缺失较多,故本文只针对其他30个省、直辖市、自治区(除港、澳、台外)的数据进行计算分析。其中能源消费量主要源自《中国统计年鉴》(2004—2015)、《中国能源统计年鉴》(2004—2015),人口数据来自《中国统计年鉴》(2004—2015)。为了消除异方差的影响,本文建立了双对数空间计量模型。

四、结果分析

(一)中国能源生态足迹的基本分析根据人均能源生态足迹核算方法计算得出,各地区2003—2014年人均能源生态足迹基本情况(如图1所示)。结果显示,全国30个省、直辖市、自治区(除外)人均能源生态足迹呈现不断上升的态势,全国平均人均能源生态足迹由2003年的0.3550hm2/人上升到2014年的1.0477hm2/人,年平均增加10.15%(如图2所示),上升幅度较大,增速较快,这与中国能源消费量快速增加不无关系(同时期中国能源消费总量由183792万吨标准煤上涨到425806万吨标准煤)。此外,这12年间,全国平均人均能源生态足迹最高值为2013年的1.0565hm2/人,到2014年有所下降,全国平均人均能源生态足迹有达到峰值逐渐下降的趋势。从省域层面来看,各省人均能源生态足迹增长态势基本与全国平均人均能源生态足迹相似,大部分省域从2003年逐年增加,到2014年后开始下降(黑龙江省人均能源生态足迹在这12年间不断上升,未出现拐点),其中,增长幅度最大的三个省份分别为福建、江苏和内蒙古,分别增长了6.86倍、6.45倍和5.31倍。

(二)人均能源生态足迹空间自相关分析1.全局空间自相关测度。在前述计算基础上,运用GeoDa软件分析计算中国2003—2014年间各地区人均能源生态足迹的全局Moran’sI指数,空间权重矩阵的确定采用rook一阶邻接矩阵,并对12年来的Moran’sI指数进行了显著性检验(如表1所示)。所有样本年份的Moran’sI指数全部为正(系数在0.2558~0.3420间波动),并且均通过P值小于0.01的显著性水平检验,说明中国人均能源生态足迹并非处于完全随机状态,而是存在着显著的全局空间集聚效应。2.局域空间自相关分析。通过Moran’sI指数测度的结果发现,区域人均能源生态足迹存在着空间相关性,据此进一步用局域Moran’sI散点图分析区域人均能源生态足迹存在的局部空间相关性。由图3可以看出中国各地区人均能源生态足迹的关联模式,处于Moran’sI散点图中第Ⅰ象限的地区代表该地区与其相邻地区的人均能源生态足迹均相对较高,为高高聚集区(H-H),呈现出空间扩散的关联模式;处于第Ⅱ象限的地区代表该地区人均能源生态足迹低于相邻地区,为低高聚集区(L-H),呈现出空间过渡的关联模式;处于第Ⅲ象限的地区代表该地区与其相邻地区的人均能源生态足迹均相对较低,为低低聚集区(L-L),空间关联模式为缓慢增长;处于第Ⅳ象限的地区代表该地区人均能源生态足迹高于相邻地区,为高低聚集区(H-L),呈现出空间极化的关联模式。

(三)空间面板回归结果分析由Moran’sI指数以及Moran’sI散点图可以看出,中国人均能源生态足迹存在显著的正空间自相关性,因此,需要建立空间计量模型来分析中国人均能源生态足迹的空间效应及其影响因素。人均能源生态足迹的空间效应明显,经豪斯曼检验,本文人均能源生态足迹六个指标均采用固定效应(FixedEffects)。1.未考虑空间因素的全样本估计。首先,分别用混合OLS、空间固定效应、时间固定效应和空间时间双固定效应来分析,结果如表2所示。从表2可以看出,对于不同固定效应回归模型的LM和稳健LM检验,大都通过了显著性检验,并且对空间误差模型的LM和稳健LM检验统计量都要大于空间滞后模型,根据空间回归模型判别准则,应选择空间误差模型。进一步通过Wald和LR统计量检验判断空间杜宾模型是否可以简化为空间滞后模型和空间误差模型(如表3所示),检验结果发现,Wald-spatial-lag和LR-spatial-lag的统计量分别为95.0337和93.2401,其伴随概率值prob-spatial-lag分别为0和0,均在1%的显著性水平拒绝的原假设;Wald-spatial-error和LR-spa-tial-error的统计量分别为81.0438和85.1473,其伴随概率值prob-spatial-error分别为2.2204e-15和3.3307e-16,也在1%的显著性水平下拒绝θ=0和θ+λβ=0的原假设。综上可知,固定效应下的杜宾模型更适合于数据特征的刻画。2.考虑空间要素的全样本估计。由于空间效应的存在,本文将空间因素引入回归方程进行估计。表3为考虑空间因素时的人均能源生态足迹全样本估计结果,可以看出,考虑了空间因素的回归估计更加显著,高于未考虑空间因素的模型估计结果,同时LogL也较未考虑空间因素的模型有提高,模型中各解释变量也更加显著

。因此,考虑空间因素的空间杜宾模型能提高估计的有效性。通过对不同固定效应下的空间杜宾模型的对比分析发现,时间空间双固定效应下的空间杜宾模型的拟合优度R2、离散度σ2以及LogL要优于其他固定效应模型,因此选择时间空间双固定效应下的空间杜宾模型研究人均能源生态足迹的影响因素。回归结果显示,某一省份人均能源生态足迹的水平不仅受到城镇化率、人均GDP等这些因素的影响,也受到其相邻省份的人均能源生态足迹的影响。W*y的回归系数显著为正,说明中国的人均能源生态足迹存在着空间的互动效应,某一个省份降低人均能源生态足迹对其周边的省份降低各自的人均能源生态足迹有着积极的作用。表3回归估计结果显示,2005—2014年间,我国省域的新型城镇化能有效降低人均能源生态足迹,统计的t值为-1.5229,通过了10%的显著性水平检验,新型城镇化的弹性系数为-0.4566,说明城镇化率每增长一个百分点,人均能源生态足迹就会降低近0.5个百分点。对比表2可以看出,考虑了空间因素之后城镇化率对人均能源生态足迹的负向影响要高于未考虑空间因素的估计结果,说明未考虑空间因素的城镇化率对人均能源生态足迹影响被低估了,而中国新型城镇化的推行有助于降低人均能源生态足迹,对改善中国资源环境约束有着积极作用。此外,城镇化率的回归系数在这几个因素里最高,表明加快推进新型城镇化是解决我国当前人均能源生态足迹过高的较为有效的手段之一。该结果也与中国推进新型城镇化发展的基本理念和核心思想不谋而合。相比传统的城镇化进程,新型城镇化道路实质上是可持续发展的城镇化,强调集约高效地利用能源,减轻对生态环境的污染和破坏。W*ubr的回归结果也显示,中国各省新型城镇化的推进与其周边省份新型城镇化速度之间有着良好的空间互动关系,某一个省份推进新型城镇化对带动周边省份加快建设新型城镇化有着积极的影响,体现了我国新型城镇化进程中城市群、城市带发展的思想。回归结果显示,省域经济增长并不能降低人均能源生态足迹,反而对人均能源生态足迹有反向抑制作用,统计的t值为6.3434,通过了1%的显著性水平检验,经济发展水平的弹性系数为0.8780,说明经济每增长一个百分点,人均能源生态足迹就会上升近1个百分点。而考虑空间因素之后的人均GDP对人均能源生态足迹的正向影响高于未考虑空间因素的估计结果,说明中国目前经济发展的整体仍然不够“绿色”,经济发展的质量不高,转变经济增长方式迫在眉睫。

中国目前仍处于增长速度换挡期、结构调整阵痛期和前期刺激政策消化期的特殊时期,产业结构和消费模式仍然处于优化调整阶段,要尽快挖掘新的增长极,加快供给侧改革,促进社会经济健康发展。W*gdp回归结果较为显著,说明各省之间经济发展具有较好的联动机制,经济发展具有较强的外部性和示范效应,某一省份经济发展越好,会对周边省份经济发展起到积极影响。未考虑空间因素的规模以上工业企业平均产值和高新技术产值对人均能源生态足迹的负向影响均高于考虑了空间因素的估计结果,弹性系数分别为-0.2522和-0.0996,说明规模以上工业企业平均产值和高新技术产值每增长一个百分点,人均能源生态足迹就会降低近0.3和0.1个百分点。各个省份在规模以上工业企业平均产值和高新技术产业产值方面存在的空间效应不如城镇化率和人均GDP的空间效应强,但提高规模以上工业企业平均产值和高新技术产业产值对降低人均能源生态足迹仍有积极意义。规模以上工业企业是我国工业发展的标杆,应积极响应国家有关政策,在生态文明理念的指导下转型发展,提高能源利用效率,降低对生态环境的冲击和影响。技术进步有助于降低能源生态足迹[18],因而高新技术产业规模的扩大也将一定程度上缓解我国能源生态足迹较高的局面。W*aov回归结果并不显著,说明中国各省份之间的规模以上工业企业之间联动效应不明显,这也与各省的工业企业布局有着密切关系,例如山西是以资源开发利用为主导的工业企业为主,而广东则主要以轻工业为主,基础工业较少。在其他控制变量方面,产业高度化指标的空间回归估计结果符号不稳定,说明中国产业高度化发展对降低人均能源生态足迹并没有形成良好的省际联动效应,各省产业高度化进程对其周边省份产业高度化的发展缺乏有效辐射,且各省份较易出现产业过度同质化现象,缺乏区域创新突破。而未考虑空间因素的建筑业总产值表现出对人均能源生态足迹强烈的正向影响,说明中国当前的建筑业发展会使得人均能源生态足迹变高,但考虑空间要素之后的建筑业总产值统计的t值为-0.1199,说明建筑业总产值的影响并不显著。

五、结论

根据2003—2014年中国统计年鉴和中国能源统计年鉴数据,将STIRPAT模型和空间计量经济学方法结合,分析了中国省域12年间的人均能源生态足迹主要影响因素的空间效应及其影响程度,揭示了各影响因素在不同时空上对人均能源生态足迹影响的差异性,得到以下主要结论:其一,利用GeoDa软件分析计算中国2003—2014年间的人均能源生态足迹的总体空间关联程度,由全局Moran’sI可以看出,中国人均能源生态足迹并非处于完全随机状态,存在着显著的全局空间集聚效应。结合空间面板回归结果表明,这种集聚效应与我国城镇化的加速和城市产业的集聚有着密切关系,城镇化的加速使得我国大城市规模不断扩大,吸引规模以上工业和建筑业以及其他经济活动不断以大城市为中心集聚,这种情形同时也促进了城市规模的扩大。其二,根据局部自相关的聚集图可以看出,省域之间存在着正的空间效应,使得各省与其周边地区之间呈现出相互联系且影响的态势,中国人均能源生态足迹存在较为显著的空间溢出效应。从2005、2008、2011、2014四年的人均能源生态足迹分布可以看出,中国人均能源生态足迹较高的地区集中在京津冀、上海等地,而中部地区人居能源生态足迹较其他地区整体偏小,能源利用对环境的冲击和影响较小,拥有较好的产业承接潜力。产业转移对于区域经济结构调整及区域间经济关系的优化具有重要意义,中、西部地区应发挥资源丰富、要素成本低、市场潜力大的优势,积极承接产业转移,不仅有利于加速中、西部地区新型工业化和城镇化进程,促进区域协调发展,而且有利于推动东部沿海地区经济转型升级,在全国范围内优化产业分工格局,降低我国人均能源生态足迹,减少对生态环境的污染和破坏。其三,空间面板回归结果表明,人均GDP和建筑业总产值对中国人均能源生态足迹存在正向依赖关系,需要正视经济发展的负外部效应,加快转变经济增长模式,发展绿色GDP和大力推广节能建筑技术。而城镇化率、规模以上工业企业平均产值和高新技术产业产值占GDP比重三项指标的回归结果表明,应坚持新型城镇化发展道路,提升高新技术产业在国民经济中的比例,由内生的技术进步来推动经济持续发展,同时提高规模以上工业企业的产出效率,降低能耗,推进节能减排。

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第6篇

[关键字]产业结构;生态环境影响系数;生态环境影响指数;生态效应;技术进步

一、引言与文献分析

通常认为,第一产业发展对生态环境的影响有弊有利。例如,农业与林业生产中绿色植物的生长有利于改善生态环境,而农业面源污染则会破坏环境①。但从第一产业的发展历程以及工业生产对环境的影响比较来看,第一产业发展在深度和广度上ι态环境的影响均较为有限②。第二产业的生产方式与产出种类决定了其单位产出的污染程度远高于第一产业和第三产业。工业的发展尤其是重工业的发展相对于轻工业需要更多的能耗,对环境的污染也更为严重③。于是,处于高速工业化进程中的社会通常会发生较为严重且难以避免的环境污染;服务业发达的地区则通常生态环境较为优良,这是因为现代服务业对生态环境的负面影响较少④。然而,传统服务业尤其是交通运输业及其相关产业的发展却对生态环境造成了较大的压力⑤。由于不同类型的产业发展对生态环境的影响不同,一个地区产业结构的变化会对本地区生态环境带来不尽相同的影响,这被称为产业结构演变的生态效应⑥。产业结构的变化既影响经济增长的可持续性,又改变经济增长对生态环境的压力,其重大的经济意义和学术价值引起了广泛的关注,也产生了丰富的学术文献。彭建首次确定了生态环境影响系数和生态环境影响指数①,其研究具有开创性,之后的研究多以此为基础。赵雪雁和张海峰等利用生态环境影响指数对甘肃省和青海省的实证研究发现,两省的产业发展均对生态环境造成了很大的压力②。以巢湖流域为研究对象的实证分析表明,产业结构变化给当地生态环境带来了较大的压力③。也有研究发现,产业结构随时间的演变并非只是给生态环境带来越来越大的压力,对鄂尔多斯市和武汉市的研究就表明,生态环境未来有改善的趋势④。对其他地区产业结构演变的生态环境效应的影响也得出了不尽相同甚至相互矛盾的结论⑤。

已有的研究在丰富人们认识的同时,在研究方法上却也亟待改进和提高,以单一省份为研究对象得出的相互矛盾的结论也造成认识上的莫衷一是。基于此考虑,本文以全国31个省(市、区)为研究对象,使用2000年至2013年的相关统计数据,构造面板数据,进行聚类分析,具有研究方法上的创新,研究结论的可信性也有望增强。

二、生态环境影响系数与生态环境影响指数

(一)生态环境影响系数的确定

由于国民经济不同行业的生产投入、产出种类与生产方法存在巨大差异,其生产过程中排放的污染物及其对生态环境的影响程度不尽相同。因此,就需要对国民经济进行行业上的细分,度量每一细分行业发展对生态环境的影响,并进而综合分析产业结构演变的生态效应。表1为已有文献中给不同细分行业赋予的生态环境影响系数的代表性观点。

由于学者们对于同一细分行业的生态环境影响程度持有不同看法,因此所赋予的生态环境影响系数存在差异。学者们通常按照行业发展对生态环境影响程度的高低进行排列,既有按百分制的系数赋值,也有五分制的系数赋值。通过比较分析表1中所列的4种典型的生态环境影响系数赋值,本文认为,许正松等所给出的生态环境影响系数对此前的生态环境影响系数作了较为明显的改进和调整⑥,影响系数赋值更加科学合理。本文接下来的分析均采用此影响系数。

(二)生态环境影响指数

在确定各细分行业生态环境影响系数的基础上,对其进行加权求和,权数为各细分行业的增加值占GDP的比重,加权求和所得值被定义为产业结构演变的生态环境影响指数(influence index of industrial structure on natural environment, IIISNE)。

其中,IIISNEkt为第k省第t年的产业结构演变的生态环境影响指数;IISkit为第k省第t年第i行业的增加值占GDP的比重,该比重同时起着权数的作用;IEki为第k省第i行业的生态环境影响系数。

各行业增加值占GDP的比重之和为1,意味着权数之和为1,因此,生态环境影响指数的最小值为1,最大值为5,即该指数的取值范围为[1,5]。该指数数值越小,表明产业结构演变对生态环境的压力越小;反之,则表明产业结构调整对生态环境的压力越大。将区间范围[1,5]的生态环境影响指数分为5组,则可以大致划分产业结构调整对生态环境的影响程度,指数分组情况如表2所示。

三、中国各省份产业结构演变的生态效应的比较(2000―2013年)

按照本文第二部分所构造的生态环境影响指数(IIISNE)的计算方法,通过查找中国31个省、直辖市和自治区2000年至2013年各细分行业的增加值数据,计算得出中国31个省、直辖市和自治区2000年至2013年的生态环境影响指数。出于数据连续性和可得性的考虑,本文所用数据截止时期为2013年。

(一)中国各省份产业结构演变的生态效应(2000―2013年)

下页表3为2000年至2013年中国各省、市、自治区生态环境影响指数的统计性描述。从统计性描述的结果来看,极小值随时间增加呈递减趋势,表明个别省份的产业结构从以工业为主逐渐转向以第三产业为主。而极大值几乎未随时间发生变化,这表明依然有部分省份维持着以工业为主的生产格局。2000年至2013年,生态环境影响指数的均值呈现出缓慢波动增加的趋势,维持在接近3的水平,生态环境影响等级整体呈中等;同时,2010年至2013年,生态环境影响指数的众数也较前几年有所增加,这些变化意味着,从整体而言,中国以工业为主的国民经济不仅没有发生根本性的改变,反而有所加强,中国的工业化进程远没有完成,产业结构变化与调整所带来的生态环境压力将会持续较长时期。2005年之后的标准差系数较之前的年份有所变大,在均值有所增加的情况下,这表明各省份产业结构调整对生态环境的压力出现了两极分化的趋势,部分省份的产业结构调整对生态环境的压力有所减小,而有些省份则出现了相反的情况。所有年份的偏度系数均小于0,中位数大于均值,这表明生态环境影响指数为左偏分布,即重尾在左侧。

(二)不同区域代表性省份产业结构演变的生态效应的比较(2000―2013年)

除了整体上分析产业结构演变的生态效应之外,本文还选择了北京、河北、广东、贵州和四川5个省市分别作为不同区域的代表,比较分析产业结构演变的生态效应,如图1所示。作为中国的首都,北京在5个省市中生态环境影响指数最低,且呈缓慢下降的趋势;而河北省的生态环境影响指数却为5个省市中最高。为什么北京与相邻的河北却出现了生态环境影响指数的天壤之别?一种可能的解释是,作为经济、政治和文化中心,北京市在最近十几年来不停地向河北转移其非首都功能产业,大量的污染型工业被转移到河北。北京市的重工业增加值占GDP的比重从2000年的18.3%持续下降到2013年的不足12.2%;而河北省的重工业增加值占GDP的比重则从2000年的27.1%增加到2013年的35.1%。与之同时,北京市的第三产业如旅游业和会展业等,以及总部经济快速发展,逐渐成为其支柱产业。由于第三产业对生态环境的毫ο喽越闲。使得北京市的生态环境影响指数也较低。

广东、贵州和四川三省虽然分处于中国东部沿海、西南和西部地区,经济发展水平差距较大,但其生态环境影响指数却比较接近。经济欠发达的贵州省其生态环境影响指数整体上低于广东,2000年之后出现了逐渐趋同的势头,2013年两省份的生态环境影响指数几乎相同。2006年之前,四川省的生态环境影响指数略低于广东省和贵州省,但之后的上升趋势却较为明显,2010年超过广东,差距越来越大。这可能与广东省近几年来一直持续推进产业发展上的“腾笼换鸟”政策有关,也可能与交通障碍逐渐解除之后,大量资本进入四川发展工业有关。

四、产业结构演变的生态效应的聚类分析

(一)聚类分析的结果

使用SPSS20.0对全国31个省(市、区)的生态环境影响指数进行聚类分析,划分结果如表4所示。

由表4可以看出,划分为3个集群和划分为4个集群聚类结果的区别在于:将3个集群分类中原为一类成员的北京、海南和分为2个集群,划分为5个集群的聚类分析则出现了结果上的较大变化。考虑到北京、和海南与其他省(市、区)相比具有独特性,将除北京、和海南之外的其他省(市、区)分为3个集群较为合适。

(二)分类结果的统计性描述与分析

划分为5个集群后的统计性描述如下页表5所示。集群1和集群2分别由北京、和海南组成,产业结构变化与调整对生态环境影响的等级为较弱。北京作为全国首都,其主要承担的是首都功能,经济上的发展方向以总部经济、高端服务业、先进制造业等为主,其特殊的历史和政治地位,使得北京在全国不具有较强的代表性。地域宽广、人口稀少,较少的生产活动对环境的影响和破坏也较小。同时,的国内生产总值也不以工业为主,2013年其工业增加值占国内生产总值的比重不足8%。虽然的产业结构演变对生态环境的压力较小,但其特殊的地理位置使其不具有可模仿性。海南省全境为一岛屿,其国民经济以农业、渔业和旅游服务业为主,工业不是经济的主流,且渔业生产地主要在海洋,对本省和周边区域的生态环境影响微弱。同样因为地理位置的特殊性,海南也不可能成为其他省份产业结构调整的学习对象。

集群3、集群4和集群5的成员为中国省份的主体。整体上而言,2000年至2013年,集群3的产业结构变化对生态环境造成中等的压力,而组成集群5的9个省份其产业结构变化带来的生态环境压力最大。集群4和集群5主要由中西部的省份组成,这些中西部省份虽然总的产值较低,但工业尤其是重工业的比重较高;同时,近十几年来,东部沿海省份向中西部地区转移了大量的资源型产业,对当地生态环境造成较为严重的破坏。天津和河北虽位于环渤海湾地区,但天津的制造业和重化工业非常发达,河北的钢铁产业占到了全国比重的一半,这使得天津和河北在聚类分析时被分在了同一个集群。江苏、山东和福建的重工业比重明显高于广东和上海,这是该3个省份未能与浙江和上海分在同一集群的主要因素。集群3中的贵州、云南、江西和广西因山区面积比例明显高于全国其他省份,虽然这4个省份经济欠发达,也与浙江、上海和广东等经济发达省、市分在同一类中。中部的安徽、湖北和湖南,以及西部的重庆和四川,分别在中部崛起和西部大开发中表现出色;同时,其产业结构变化及其对生态环境的压力也相对较小,应该成为中西部其他省份的学习榜样。沿海发达地区的上海、浙江和广东,在实现经济领先发展的同时,还较为成功地实现了经济转型,一定程度上实现了经济增长与环境优化的同时实现。例如近十几年来,上海的生态环境影响指数持续下降,从2000年的2.83一直减少到2013年的2.48。这几个省、市应该成为经济欠发达且生态环境压力较大省份的追赶对象。

五、结论与政策建议

本文在回顾产业结构演变的生态效应相关研究文献的基础上,确定了国民经济细分行业的生态环境影响系数,并利用所构造的生态环境影响指数,使用中国全部31个省(市、区)2000年至2013年的相关统计数据,计算出了相对应的生态环境影响指数,进而利用SPSS统计软件对面板数据进行了聚类分析。基于对聚类结果的讨论,本文提出如下政策建议。

第一,应加快产业结构升级步伐。工业尤其是重工业对环境的压力显著大于先进制造业和服务业,因此,除了要对现有工业企业进行环境升级改造之外,更重要的是还应逐步降低石化、金属冶炼与加工、水泥及水泥制品等传统重化工业在国民经济中的比重,逐步降低污染排放强度。

第7篇

关键词:有机肥料;林业育苗;生态效应

中图分类号:S723.1

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)07-0187-02

1 引言

20世纪以来,人类社会工业化的程度就在不断地加深,经济建设以及科学技术得到了飞速发展。经济的增长以及科学技术的进步为人类的生存创造出各式各样的新型技术同时也带来了一些问题。其中资源的消耗以及环境的污染就是当前人类社会所面临的严峻问题之一。从当前全球的形式来看,环境污染的恶果影响着每一个国家和地区。臭氧层空洞、水土流失、空气污染、温室效应等,这些问题都威胁着人类的生存。因此,任何一个国家以及个人都应当重视自然生态环境的保护。林业的发展对自然生态环境的保护十分重要。

发展林业的工作中最主要的工作内容就是森林资源的保护及可再生。森林不仅是一个巨大的生物资源宝库,同时对于生态自然环境的保护也有着极为重要的作用。保持水土、净化空气、含蓄水源、过滤尘埃、制造氧气等都是森林本身具有的作用。因此,通过森林的保护以及建设能够有效改善当地的自然环境,从而为整个大的生态环境的保护起到作用。而在森林的建设当中,生物有机肥的施入是十分重要的。这是因为,生物有机肥的施入既能够保障森林中的植物资源在生长过程中有充分的影响,同时生物有机肥与传统肥料相比也能够起到保护自然环境的作用。因此,在这样的情况下,必须要加强有机肥料在林业育苗中的应用,这样才能更好地进行林业产业的建设,确保林业生态效益与经济效益的共同实现。

2 我国肥料施用现状及对环境的影响

我国幅员辽阔,各项资源的储量都十分丰富,居于世界前列。然而,按照人均来计算,我国的人均资源占有量却远远低于全球平均水平。根据2014年的第八次全国森林资源清查结果显示,我国森林资源面积总量2.08亿hm2,森林的覆盖率为21.63%,人均森林面积仅为世界人均面积的1/4。除此之外,我国森林的分布也极为的不均,大多数森林资源集中分布在东北、西南等地区,而在西北地区森林资源是极为匮乏的。从这些数据可以看出,我国无论是当前森林资源的建设以及保护工作依然是十分严峻的。不过,从第八次全国森林资源清查结果中同样可以发现一个特点就是我国的天然林面积在稳步增加,而且人工林面积的发展也十分迅速。从以往的6169万hm2增加到了6933万hm2,我国的人工林面积依然居于世界首位。

我国的人工林面积增长之所以能够如此迅速,与我国化肥工业的兴起是息息相关的。这是因为,化肥工业的兴起给我国林业的发展提供了强而有力的保障,为作物的生长提供了充分的营养。随着我国化肥工业的不断完善和发展,越来越多的弊端也显现出来。譬如说化肥的过度使用或者是错误使用,不仅不会给作物的生长提供帮助,严重的会对土壤产生影响,从而导致环境遭到破坏,这对于我国林业的可持续发展是极为不利的。截止到2015年,从数据上来看我国每年需要使用化肥达到了1.2亿t。化肥使用的量虽多,但是利用率却往往只在30%~50%之间,其他的化肥施入则造成了土壤中微量元素平衡的破坏,对自然生态环境以及作物的生长造成了极为不利的影响。为避免生态环境的破坏,大力提倡在林业育苗中使用有机肥料以替代工业化肥的使用。

3 有机肥料的特点

3.1 无污染、无公害

有机肥料极为突出的一个特点就是无污染和无公害。之所以能够达到这样的效果是因为有机肥料是通过相关的科学技术对天然的有机物质进行再加工、再生产出来的化肥。因此,相比起传统的化肥来说,有机肥料不仅对于能源的消耗较低,同时其成本也是较低的。除此之外,由于有机肥料是对天然有机物质的再加工,因此也可以将有机废弃物进行再加工,实现有机肥料的生长。使用有机肥料不仅能够减少有机废弃物带给生态自然环境的破坏,同时也能够实现节约资源的目的。最后,由于有机肥料中富含某种菌剂,而这些菌剂对于加速有机物的分解有着极大的作用。因此,通过这一点能够为苗木的生长提供充足的营养,以此保障苗木更好地生长,为我国林业的发展提供帮助。

3.2 配方科学、养分齐全

配方科学、养分齐全也是有机肥料显著的特点之一。之所以会有这样的效果是因为在进行有机肥料的配比时,都会按照苗木生长所需的实际情况来进行,这样一来就可以更有针对性地帮助苗木的生长。同r,有机肥料中还包含了大量的微量元素,比如说镁、钙、铁等,这些微量元素能够为苗木的生长提供更加均衡的营养,使得苗木在生长过程中能够充分获得自己所需的营养,从而促进我国林业的发展。

3.3 活化土壤、增加肥效

活化土壤、增加肥料是有机肥料施入的重要特点之一。这是因为,在施入有机肥的时候,能够将土壤中的营养成分全部释放出来。比如说,土壤中氮的转化率就能够达到10%~15%左右。而通过这样的转化能够增加土壤中的营养成分,让苗木在生长过程中获得充足的营养,从而更加建状地生长。

3.4 提高产品质量、降低有害积累

有机肥料在苗木生长中的应用还能够有效提高苗木的产量以及质量,从而帮助林业经济效益与生态效益的共同实现。之所以能够做到这一点是因为在有机肥中一般含有保肥增效剂和活化剂,而这些剂量的作用就在于可以促进苗木中硝酸盐的转化,从而提高产品的产量。

3.5 有效提高土壤肥力、改变土壤供肥环境

在有机肥料当中包含了许多的活化菌。而这些活化菌则能够充当土壤团粒之间的粘合剂。这样一来,就能够让有机肥料的施入起到疏松土壤的作用,同时还可以增强土壤团粒之间的结构。而土壤团粒结构的增强能够起到保水保肥的作用,从而实现提高土壤肥力改变土壤供肥环境的作用。

3.6 抑制土传病害

在苗木的生长过程中,使用有机肥对于病虫害也有着明显的抑制作用。这是因为,在施入有机肥的时候,能够改善树木根系之间的微生物状态,同时促进有益微生物的增长,这样一来对于改善当地的自然环境就有了促进作用。同时,在实现有益微生物的增长同时,还能够对病原微生物的繁殖产生一定的抑制作用,通过这样的方法能够有效降低苗木的病虫害,帮助苗木更好地生长。

4 有机肥应用上的生态效应研究

从有机肥料的应用历史来看,最早开始使用有机肥料来进行施肥的是农业和园艺。由于农业和园艺作物的生长周期较短,因此有机肥料的使用能够看到明显的作用和效果。如此一来,就导致在有机肥料的应用当中,农业和园艺的应用要远远高于林业生产的肥料施入。

从我国的实际情况来看,在进行林业生长中,行业内更加倾向于微生物有机肥料的应用与研究。早在20世纪的70年代,胡炳福教授就已经分裂出了PGPRT菌类,并且随着科学技术的进步,该项技术也已经投入实际的工业生产当中。而在长年累月的应用过程中,可以发现,这一类细菌在林业生长中的应用,不仅可以帮助苗木更好地吸收土壤中所包含的营养成分,同时也可以起到保护环境的作用。在实际的应用过程中也发现,这一类有机肥料的使用能够对植物的病菌进行控制,从而有效减少病虫害的威胁。而在苗木的种植过程中,沾根以及拌种工作是十分重要的。通过这两项工作的实施,能够减少病虫害带给苗木的威胁,同时也能够起到环境保护的作用。

生物有机肥以及为生物有机肥的使用对于不同的土壤以及不同的作物都有着不同的影响。比如,生物有机肥能够促进生物的生长,还能够维系不同植物之间的动态平衡,确保每一株植物在生长过程中都能够从土壤中吸收到足够的营养。而微生物有机肥的使用则是使用的越多,植物生长得越明显。同时,随着微生物有机肥施入量的增多,那么苗木生长过程中静态微生物的量也会越来越多。需要注意的是,在苗木生长的过程中,土壤中微生物的活动是十分必要的。这是因为通过微生物活动能够形成相互的促进作用,在确保土壤中的营养成分全部释放出来的同时也能够让植物能够充分地吸收营养。此外,当土壤中出现营养成分不足的状况时,工作人员一定要及时施入生物有机肥料,这样才能够改善苗木生长的状况,为苗木提供更加充足的营养。

5 结语

森林资源的保护是十分重要,而要想进一步促进森林资源的保护,扩大我国的森林覆盖率,那么就需要大面积的人工造林,在注重有机肥料的使用。通过有机肥料的使用不仅能够有效提高森林资源的产量,同时也能够减少化肥对环境所带来的负担,进一步实现保护生态自然环境的目的。

参考文献:

[1]高长林.分析生物有机肥料在林业育苗应用上的生态效应[J].大科技,2013(1):216~217.

[2]刘清.生物有机肥料在林业育苗应用上的生态效应分析[J].吉林农业c版,2011(8):186.

[3]夏小玫.解析林业育苗应用上生物有机肥料的生态效应[J].投资与合作,2013(13).

[4]迟宝利.生物有机肥料在林业育苗应用上的生态效应研究[J].城市建设理论研究(电子版),2014(13).

[5]陈作良,许晓东.试析生物有机肥料在林业育苗应用上的生态效应[J].农民致富之友,2015(22):120.

第8篇

城市园林建设主要包括几方面内容:道路、种植、建筑、景观和水等,而这些因素都必然会对原始环境造成一定程度的影响。本章节根据上述建设内容,结合几类影响进行分析。

1.1水资源影响分析“水是生命的源泉”,其不仅是对人类而言,对于动植物也有着相同的意义。在园林建设中,主要会对水产生三类影响:一是坚持水消耗,在水设计和植被种植中,都会消耗大量的水资源,而在道路、建筑和景观建设中,也会有所消耗,当水资源取自地表水时,应在设计上有效的预算消耗量,并根据地表水流量选择城市供水管道,以免破坏园林水源;二是维持水消耗,园林在正式使用后,也需要一定的水源,如植被灌溉,工作用水等,设计师也应对此进行核算,保障园林自然水源的充足,在没有自然水源的情况下,可采用循环方式利用水设计;三是水污染,地表水自然水源或水设计极有可能遭到污染,特别是游客使用中的垃圾等,而水设计的死水也会在一定时间后,随着污染和微生物的繁殖,已经无法用于净化园林,甚至对周边植被将造成非常恶劣的影响。因此,应有效的设计水污染解决方案,定时更换死水,并采取积极的方式引导游客,以免造成人为污染等状况。

1.2周边环境影响分析园林除了本身能够提供优质环境外,还应该对城市作出贡献。周边环境主要包括水、大气、土壤和声等几个方面,如在针对除尘、御风等方面,多采用乔木。再如灌木类植物,能够有效的减少水土流失状况,保持土壤水分充足。以往我国北方城市大量采用杨树,但是春季会产生大量的杨树,对城市卫生有着不良的影响。因此,在园林设计时,无论是植物还是建筑景观,都应该充分考虑到当地的现状状况,采取相对应的解决方式,如无法积极改善周边环境,则以降低环境不利影响为先决条件。

1.3生物多样性目前园林在设计中,主要采取地被植物,以多种植物组合种植,既提升了园林的美观性,同时也能够丰富园林植物,而在植物的选择上,应该避免出现竞争问题,因此需要根据植物品种有效的搭配。同时要考虑植物对动物的影响,必须在原有生态结构中,增添相应的植被。动物引入时,则需进行充分的理论研究后才可以执行。

2城市园林设计中生态效应的优化建议

城市园林无论进行任何的设计,都会对生态结构产生一定的负面影响,而通常所采取的方式为抵消,以积极影响抵消负面影响,但是对于生态环境而言,不可逆的破坏是积极影响所难以弥补的,因此在本章节着重于减少负面影响,并将积极影响引入到自然规则,希望能够在一定程度上维护自然的平衡。

2.1节约利用水资源我国虽然有着引以为傲的数条大江,但是由于人口基数的庞大,水资源仍旧十分困乏,特别是对于西北地区,常年干旱少雨,饮用水资源都将成为问题,再以大量的水源建设和维护园林,显然难以达成园林生态效应改善城市的初衷。因此,需要采取适当的方式,有效的节约用水,并将部分水循环利用,如水设计水用于植被浇灌等。同时可以采取科技结合的方式,如地下集雨、雨水回用等,尽可能的提升水使用效率,已达成节约和改善城市环境的目的。

2.2改善周边环境质量园林对于环境的影响相对角度,不能够一概而论,具体内容如下:

(1)水环境园林的水设计一般包括两类,一是天然水引用;二是灌水设计。其主要目的是为了达成理想中的景观。而水的存在,还能够降低园林内污染,降低植物养护成本等,就我国园林水设计的普遍状况,本文建议采用UXO系统,以景观水作为园林中心,实现园林的综合环境管理,该管理方式还能够保证水质,因此也可以引入鱼类、两栖动物等生物,已达成水资源内部生态平衡。

(2)大气环境通过植被调节大气环境是园林建设的主要目的之一。选择最为适合的植被,需要满足两个条件:一是地域适应性,需要根据地理位置、水资源、气候状况等因素,筛选出适合的植物类型;二是尽可能的选择乔木,首先是乔木高大,吸收二氧化碳能力较强,同时能够通过巨大的树冠产生更多的氧气,相比而言,杨树、松树、柏树等有所不及。而上文中所述,乔木还能够当分和除尘,对于环境污染城市将具有更好的效果。

(3)声环境城市噪音问题一直以来没有得到有效的解决,城市化进程必然会出现噪音,从源头抓起无意是阻挡了人类进步的脚步。在这样的状况下,最好的方式便只有采取消音,而植物则有着较好的消音效果,特别是由多种植物组成的树墙,效果最为出众。

2.3保护生物多样性除了保证陆地上植物和动物的多样性外,也应该考虑到水中的植物和动物,虽然水植物、鱼类和两栖动物难以直接提升园林的美观程度,但是能够吸引大量的鸟类入住,在引入量极少的情况下,由自然机理实现新的生态平衡结构。

3结语

第9篇

关键词 茶园;免耕覆盖;农作物秸秆;生态效应

中图分类号 S571.1;S38 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2011)21-0310-02

农作物秸秆覆盖是近年来国内外迅速发展起来的一种生态高效农业的栽培模式,具有改善生态、保育土壤、优化环境、调节生态小气候等多种功能。农作物秸秆覆盖是利用农作物秸秆通过粉碎、加工处理后铺设于园艺植物或树木周围土壤表面,起保持土壤水分、吸附扬尘、调节温度、增加土壤肥力、抑制杂草、促进植物生长、防止雨水侵蚀等作用。茶园实施免耕覆盖农作物秸秆是现代农业的重要栽培措施之一[1],具有良好的社会、经济和生态效益。通过连年不间断地在茶行间覆盖有机物使茶园原有的地表逐步形成一层逐年加厚的腐殖质层,有利于改善茶园土壤结构、提高水肥条件、抗旱保墒、培肥茶园地力,大大减少病害发生和降低虫口密度,从而减少农药、化肥的使用,达到茶园病虫害生态控制的目的[2-3]。

1 覆盖农作物秸秆对茶园土壤理化性质的影响

1.1 茶园土壤化学性状的变化

土壤微生物新陈代谢和有机质的分解过程中产生的多种有机酸,可促进土壤矿物溶解和释放养分;提高多种元素的有效性,使铁、铝、钼、锌等多价离子保留在土壤溶液中,并减轻茶园土壤的碱化。

1.2 茶园土壤物理性状的变化

有机物逐渐矿化,由于土壤微生物的参与和腐殖质的增加,土壤形成团粒结构和大量孔隙,茶园土壤逐渐转变成海绵田,土壤的容重逐步减小,耕性增强,黏性降低,透气透水和保肥保水能力相应增强。

1.3 对茶园土壤营养的影响

茶园土壤通过免耕覆盖处理,土壤中的营养种类和数量有所增加。茶园土壤有机肥料的主要来源是茶园免耕覆盖农作物秸秆。通过秸秆覆盖后,土壤中腐殖质含量会明显增加,能改良土壤理化性状和水热状况,有效防止土壤板结,避免雨水冲击地面的情况,使茶树根系生活环境优化。

2 覆盖农作物秸秆对茶园水分的影响

2.1 茶园地表径流和水土流失减少

茶园行间实施农作物免耕覆盖后,覆盖物会固定自然降水,多余的水分会沿土壤孔隙、生物孔穴进入土壤深层,保蓄在土壤之中,减少地表径流,降低雨水对土壤的直接冲刷,从而保持茶园水土流失,提高茶园生态效益。

2.2 促使茶园土壤水分蒸发量减少

农作物秸秆覆盖可以避免土壤与大气直接接触,不接受太阳光的直接辐射,可显著降低土壤水分的蒸发速度。由于阻挡了阳光的照射,干旱季节会减少土壤水分的蒸发损失,有利于提高抗旱减灾能力。再者农作物秸秆具有蓄水、保水作用,可以有效提高水分利用率,它自身所含有的水分不易散失。

2.3 增加茶园近地表空气湿度

茶园行间开展免耕覆盖农作物秸秆,由于覆盖物具有保水、蓄水作用,会导致土壤长期含水量较高,近地表的空气湿度会比地的空气湿度要大[4],这有利于减少茶树对夹叶的产生,促使春茶开采时间提前。

2.4 茶园土壤水分供应产生季节性变化

采用农作物秸秆覆盖后,等于在茶园中建立了一个小小的“茶园水库”,增加了蓄积在覆盖物、土壤中的水分,产生雨季水旱季用、冬季水春季用的作用,可以达到滴灌、喷灌的供水效果。可以减少茶园的极端干旱,相当于给茶园装上了一个“供水器”,稳定的水分保证,有效提高了茶园产量和品质。

3 农作物秸秆覆盖对土壤温度的影响

明显改变土壤温度的日变化和季节变化,由于农作物秸秆覆盖物拦截、吸收太阳直接辐射和地面有效辐射,春季回升较快,夏季炎热土壤温度较低,秋冬季土壤温度较高,减弱地温散失,促使茶树提前发芽,防止或减缓茶树冻害的产生,使茶树根系安全过冬;夏季避免太阳直射,使地表温度比不覆盖低,防止晚霜,根系总是处于适宜生长状态,有利于茶树吸收营养,壮根壮树。

又由于覆盖物的特殊热学特性,使根系在早春提早解除休眠,冬季延迟进入休眠,树体年生长活动期加长。夏季花芽分化时间加长,花芽质量高。秋季光合时间加长,贮藏营养增多,有利于春茶提前开采,延长茶树采摘期,提高茶树的产量和质量。

4 农作物秸秆覆盖对茶园病虫害的影响

覆盖农作物秸秆,使茶园土壤微生物如细菌、真菌的群体数量迅速扩大、活动加强,土壤动物种类增加,茶园节肢动物数量增多,生物多样性增强,种间竞争增强,病虫害大发生几率变小[5]。蚯蚓数量明显增多,蚯蚓作为土壤工程生物,能激活土壤生态系统,覆盖物能转变成蚯蚓有机物料,为蚯蚓的生存提供了较适宜的生存条件,从而改变了土壤的耕性,随着土壤生境的改变,喜好隐蔽、阴湿环境的昆虫和其他生物也不断迁入。地衣、苔藓等低等生物也在茶园中扎下根来,为茶园生物多样性提供了群落保障。综上所述,茶园覆盖农作物秸秆有利于形成生态茶园,提高物种多样性,提高光合效率,促进生态平衡,增强整个茶园系统的生物多样性和可持续性,丰富天敌资源,减轻虫害,为保证茶叶增产稳产奠定良好基础。

5 参考文献

[1] 汤鸣绍.建立无公害茶园的技术措施[J].福建茶叶,1999(1):24-25.

[2] 吴玉琼.茶园铺草覆盖效应与机理[J].茶叶科学技术,2007(4):29-30.

[3] 张志军,费萍丽,郭见早,等.气候条件与茶园管理关技术[J].茶叶,2006,32(3):154-157.

第10篇

关键词:植被;防风固沙;生态效应

中图分类号: S288 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932027

1 防风固沙对于水土保持的重要涵义

防风固沙,顾名思义,其包括了2层含义,地面以上无遮挡物所引起的风沙流动;地表无绿色植物、缺乏根系盘结,在大雨冲刷后坡地所引起的砂石流失,后者是我们水土保持工作防治的重点内容。坡地和大雨后的径流是水土流失的两大必备条件,而径流调控正是水土保持工作的重中之重,也是防治手段的精髓。尽管水土保持与其它学科有着极为密切的内容交叉和渗透,但是其与周边学科最大的区别就在于能科学调控和合理利用坡面径流,依照径流的调控理论来削弱水土流失的原动力,在同等降雨条件下,可有序聚集和分散坡面径流,最终达到水土流失控制和水土资源保护的总体目标。为达到此目的,我们不能仅局限于单一的技术治理和工程措施,为保证较大范围区域内的协调统一,我们需要对区域进一步细致划分,结合区块的内容特点采用小流域综合治理措施来取得理想的治理效果,进而使不同水土流失类型区的各项小流域治理措施优化配置,形成符合水土流失规律和特点的预防体系。

水土治理是公益性事业,是国家惠民的重大举措,其与生态环境安全和国土资源整治开发密切相关。水土保持学科建立的初衷在于为国家土地资源保护、改良和合理利用水土资源提供有用之才,通过人才支撑来合理配置整治资金,花最少的钱发挥最佳的效果,进而促进社会经济的可持续发展[1]。水土保持学科并不是孤立存在的,其可从土壤学扩大到生物、地质、水文,近年来又与环境科学、材料科学、工程科学、信息技术科学等学科相互融合,与社会人文科学、大气及水环境、全球气象学等内容相互交叉。在现实水土保持防治方案的制定上,我们不得不采用高新技术在防、治、管等三方面对水土进行综合监测,在水土保持预防和监督上注入社会管理学内容来加强执法,在监测和预报国家大型水体设施方面,我们有必要采用卫星遥感技术,在水土管理过程中,还不时引入新的设备和材料进行设备更新,另外,一些植物的引种栽培对于防止水土也会起到事半功倍的效果。现今,水土保持工作正在逐步演变为一个涉及工农业、资源环境业、社会经济业、人文地质业等在内的综合性事业。

以往,人们对水土保持的关注仅停留在山区、丘陵区、风沙区以及与农田水利有关的区域,但现阶段,水土保持的研究领域正逐渐向非农领域以及平原地区延伸。21世纪,国家在水土保持相关的各类基础设施建设、资源的合理开发以及城镇化进程扩张等方面均有所投入,然而,在城市的开发建设中,人为造成的水土流失现象较为严重,这就要求我们在开发建设各类项目的同时,要提早做好水土流失的估算及预防工作,由相关部门做好技术审批,在可控范围内对施工后引起的流失现象做好综合治理。比如在平原流域进行矿业开采,就必须要做好地表径流和降雨疏导、分流的防治工作,通过拦截式工程有效预防水土流失,同时针对边坡、矿渣以及弃土石场,我们不仅需要考虑雨水的走向问题,还要考虑到风蚀,在治理措施上,不仅要配套坚固的水土保持工程,还要注重工程与植物的科学配伍,搭配的美感时常给开发建设增加正面效益,在发挥水土保护功能的同时,给人们提供观赏、休憩的人文环境。

2 防风固沙的技术措施

2.1 设置有效的沙障

主要的沙障模式有篱笆、草方格、黏土、立式及平铺等,其中草方格沙障就是使用芦苇、稻草或麦草等材料,在流动沙丘上扎成挡风墙以削弱风力的侵蚀,同时有截留降雨的作用,能有效提高沙层的含水量,为沙生植物生长提供有利环境。黏土沙障就是将黏土在沙丘上堆成高20~30m的土埂,间距为1~2 m,走向与风向垂直,黏土固沙因工程施工简单、固沙效果明显,而广受亲睐,但对黏土需求的数量较大。

2.2 在沙面上覆盖致密物

致密物我们可选择塑料薄膜进行,就是将其覆盖于沙漠表层,随后用岩石等重物压住,这种方法可有效防治水分散失,但塑料薄膜易被风刮起,在丧失固沙和保水功能以后,若监管不严,则易造成二次污染。

2.3 植物治理

在沙漠地区栽种适宜的沙生植物以阻止沙漠扩张并逐步改良沙漠土地。沙生植物具有水分蒸腾少,机械和输导组织发达等特点,可抵御狂风侵袭并迅速将水分和养料输送到指定器官,其细胞内经常保持较高的渗透压,具有很强的持续吸水能力,使植物不易失水,能够适应干旱少雨的环境。在沙漠地区有计划地栽植沙生植物,即在沙丘迎风坡上种植低矮的灌木或草本植物,固住松散的沙粒,在背风坡低洼地上种植高大的树木,阻止沙丘移动。此外,还可在沙漠边缘地带营造防风林以削弱沙漠地区的风力,进而阻止沙漠扩张。防风林的效果与林带的高度有关,树木越高、栽植越密,其防风效果越好。植物治理的效果重点在于选择适宜的树种和科学的林带结构。

3 植被在防风固沙方面所发挥的特殊作用

植被是人类生存环境的重要组分,是进行自然与人为区划不可或缺的重要标识。目前,植物治沙被认为是众多治沙措施中最经济、最有效、最持久的技术措施。固沙植物在风蚀防治中起着至关重要的作用,而且植物构型特征对于防风固沙所起的效果亦有所不同。

王贵霞等[2]研究结果表明,不同植被类型下的土壤侵蚀深度和侵蚀模数均低于裸地,植被恢复措施对于土壤物理结构和蓄水性能均有明显改善效果,农林间作模式具有较好的蓄水保土和改良土壤效应。香根草栽植能显著降低土壤容重,增加土壤含水率,减少土壤养分流失,其蓄水率和保土率均可得到提高,能够作为植被建设的首选物种[3]。刘平乐[4]在其报道中指出,当地埂无植被时,抗蚀能力差,但当地埂有了良好的植被覆盖后,可有效防止土壤冲刷,进而起到较好的水土保持作用。沙蒿与油蒿广泛分布于我国沙漠地区,是沙地植被的重要建群种和优势种,马全林等[5]在其报道中指出,比照沙蒿灌丛,油蒿灌丛可作为更加理想的防风固沙植物,其灌丛分枝数较多、分枝角度略小、生物量大且分布于近地表层。实践表明,通过封育恢复天然植被[6],是治理和控制土地沙漠化的一项最为有效的措施。

参考文献

[1] 高鹏,张光灿,刘霞. 改造提升水土保持传统学科教学体系的实践与探索[J]. 高等农业教育,2007(8):61-63.

[2] 王贵霞,夏江宝,孙宁宁,等. 黄河三角洲引黄灌区不同植被类型的蓄水保土功能研究[J]. 水土保持学报,2015,29(2):111-116,127.

[3] 袁志忠,陈国玉,尹黎明,等. 湘西岷抗冲地区三种植被覆盖水土保持效益研究[J]. 中国水土保持,2013 (3):48-50,62.

[4] 刘平乐. 地埂植被的水土保持作用和经济效益调查研究[J]. 甘肃科技,2007,23(5):210-211,230.

[5] 马全林,卢琦,张德魁. 沙蒿与油蒿灌丛的防风阻沙作用[J]. 生态学杂志,2012,31(7):1639-1645.

第11篇

[关键词]海洋生态环境;评价指标;预测;山东省

[中图分类号]X55 [文献标识码]A [文章编号]1671-8372(2017)01-0057-05

海洋生态系统健康是海洋经济发展的前提。然而,近年来海洋经济的迅速发展却使得海洋生态环境状况衰退明显,如何权衡好海洋经济发展与海洋生态环境的平衡关系已经成为人们关注的焦点问题。20世纪90年代后期,国内外学者广泛开展了对两者关系的研究,为海洋经济发展与生态环境保护提供了充分的理论支撑。国外的相关研究主要涉及海洋生态环境现状[1-2]、海洋生态环境评价[3],并形成了相对完整的概念体系和研究方法[4]。与国外研究有所区别的是,国内的研究重点包括海洋生态环境承载力研究[5-6]、海洋生态系统服务功能及价值评估[7]、海洋生态环境质量评价[8]、海洋生态监控区区划研究以及重要资源的安全问题探讨等内容。就海洋生态环境的综合效应而言,中国的相关研究起步较晚,研究内容涉及海洋生态环境评价的理论和指标、评价信息系统研究、评价模型管理系统研究、海洋相关产业的安全评价,在海洋经济活动的生态环境效应评估及预测等方面,相关研究仍较为匮乏,因此,有必要加强这方面的研究。

近年来,生态环境效应评价研究已经成为生态学和环境科学的热点之一,但是由于海洋范围广、人类认识的局限性,海洋经济活动的生态环境效应评估及预测尚处于探索阶段,成熟的方法不多,大多采用线性或者指数模型等回归统计方法进行评价和预测。海洋经济活动的生态环境效应影响因素之间的关系往往是非线性的,传统的数学模型很难对其进行充分表述。本文采用压力―状态―响应(P-S-R)模型和层次分析法建立海洋经济活动的生态环境效应评价指标体系,同时基于BP人工神经网络对山东省2013―2020年海洋经济活动的生态环境效应进行模拟预测,系统分析影响生态环境效应的主要因素,以期对我国海洋经济开发活动的调控与管理提供决策参考,实现海洋经济的可持续发展。

一、研究区概况

山东省位于中国东部沿海、黄河下游,东经114°47.5′―122°42.3′,北纬34°22.9′―38°24.01′之间。境域包括半岛和内陆两部分,总面积15.71万平方公里,约占全国总面积的1.64%。山东半岛三面环海,海岸线长3024公里,占全国大陆海岸线的1/6,居全国第二位。全省近海海域17万平方公里,占渤海和黄海总面积的37%,海洋物种资源丰富,生物种类繁多,为全省海洋经济的发展和生态建设提供了重要的物质基础。然而,海洋经济的迅速发展给海洋生态环境带来了前所未有的挑战,同时,海洋生态环境也严重制约着海洋经济的后续发展。

二、研究指标体系与方法

(一)指标体系

鉴于海洋经济活动与海洋生态环境之间有着错综复杂的关系,构建科学合理的评价指标体系是顺利开展山东省海洋经济活动的生态环境效应评价及预测的前提。海洋经济活动的生态环境效应评价及预测是为了实现海洋开发活动的生态化,保护海洋生态环境,改善海域的环境质量。因此,在借鉴以往研究成果[9-10]的基础上,遵循科学性、时序性、阶段性、可操作性及相对独立性等原则,利用“压力―状态―响应”(P-S-R)模型,结合山东省海域的实际情况,初步拟定一般评价指标体系。随后,借助SPSS21.0统计分析软件对指标进行相关分析和主成分分析,最终得到相对独立的评价指标体系。列举的29个指标基本能够反映山东省沿海经济开发活动状况。在权重的计算上,为避免主观因素的影响,本文选取客观性较强的熵权法和变异系数法的综合权重(见表1)。

(二)数据来源及预处理

根据预期的研究目的和设计的指标体系,研究数据主要来源于2001―2013年《山东统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国海洋统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《海洋环境质量公报》《海域使用管理公报》国家海洋局网站、国家统计局网站、山东统计信息网,部分较难获得的数据由笔者根据资料整理而得。

由于选取的指标具有不同的量纲和数量级,而BP神经网络sigmoid函数的取值及最终输出范围是[0,1],因此首先需要对选取的指标进行标准化处理。根据指标因子对海洋生态环境的影响,将选取的指标划分为正向指标、逆向指标和适中指标:正向指标值越大,表明海洋生态环境状况越好,如环保投入占GDP比重、海洋自然保护区面积比重等指标;逆向指标值越大,表明海洋生态环境状况越差,如单位海域疏浚物倾倒量、年均赤潮发生次数等指标;适中指标是越接近某一个规定的值越好的指标,如人均固定资产投资的指标值越接近国家宏观调控规定的参考值越好。将部分指标设定为适中指标,摒弃了现有研究单纯的正、负指标分类的传统观点,能够更加合理地评价海洋经济发展情况。

对于正向指标,公式为:

对于逆向指标,公式为:

对于适中指标,公式为:

式中,为指标的标准化数值;为指标的原始数值;、为评价区内指标的最大、最小值;为被评价的年份。以年份数据作为样本,总样本数为13,指标数为29,即=1,2,...,29;=1,2,...,13。归一化处理后的数据如表2所示。

(三)研究方法

1.指标评价

定量u估海洋经济活动的生态环境效应,先对29个指标进行单因素评价,得到各准则层系统状态后,采用综合指数法对总目标层进行评价,由此构建海洋经济活动的生态环境效应指数():

式(4)中,为第个指标的标准化数值;为第个指标对应的综合权重;为指标的数量。

2.评价预测

BP人工神经网络是一种极其复杂的非线性系统动力学模型,其高度的仿真功能能有效修正误差,避免传统主观评价对结果的影响。另外,BP人工神经网络的非线性运算能更好地进行数理回归,便于厘清各变量之间的关系,用于海洋生态环境的模拟预测比传统方法有较高的优越性。BP神经网络通常由输入层、隐层、输出层3层构成,假设神经网络有个输入层、个输出层和个隐层,则神经网络的输入表示为:

神经网络的输出层表示为:

BP神经网络激发函数一般采用对数sigmoid函数:,输出层误差计算模型为:

式(6)中:代表相互两层神经元之间的权重,式(7)中,为期望输出值。

对于海洋经济活动的生态环境效应等级标准,目前尚未形成统一认可的结论。本文在确定等级标准时,主要基于以下几点[11-12]:(1)绝对确定法,指借鉴采用已有的国际标准或国家标准的指标值;(2)相对确定法,指在综述国内外研究现状的基础上,根据区域发展水平、区域环境背景和全国平均值等综合确定;(3)替代法,指对那些较为重要但缺乏相关数据的指标,暂用近似或类似指标值替代;(4)专家咨询法,对部分没有参考标准的指标,通过咨询相关领域的专家学者进行综合判定。具体操作上,本文将海洋经济开发活动的生态环境效应分为4个等级,即影响程度较小、影响一般、影响较大和影响极大,其描述及对应分值如表 3。

三、实证结果与分析

(一)山东省海洋经济开发的生态环境效应评价及预测

2013―2020年山东省海洋经济活动的生态环境效应预测模拟结果见图1。

从图1中可以看出,山东省自2000年以来,随着海洋经济开发的不断深入,海洋生态环境状况逐年恶化,生态环境效应综合指数由2000年的0.3640上升到2012年的0.5146,沿海经济活动对海洋生态环境的影响趋势呈现从一般转为较大,表明山东省海洋经济活动对海洋生态环境的影响逐年加剧,这也与2000―2012年间山东省海洋经济活动强度呈现明显的正相关特征。

(二)山东省海洋经济活动的生态环境效应评估子系统

山东省海洋经济活动的生态环境效应的压力子系统、状态子系统和响应子系统的评价结果如图2所示。

自2000年以来,海洋生态环境的压力子系统的评价结果呈现递减趋势,表明人们对海洋资源的开发利用给海洋生态环境效应带来的胁迫作用日益强烈,其中沿海人口密度的膨胀、海洋产业发展、沿海经济开发活动等方面对海洋生态环境的影响较为显著。加之生境失衡、海平面上升、海洋生态系统健康状况下降及严重污染海域面积的扩大等胁迫因素给海洋生态环境带来了极大压力。

状态子系统可以反映山东省海域生态环境质量状况。2000―2012年,状态子系统的评价值呈现递减趋势,表明海洋经济开发活动与海洋生态环境质量呈现负相关关系,海洋经济活动的不断深入造成海洋生态环境质量的退化。对海洋生态环境状态影响较大的因素主要有年均赤潮发生次数、生物多样性及海水浴场健康指数。

响应子系统表明人类已经意识到海洋经济活动给海洋生态环境造成的压力,因而开始采取一系列措施进行弥补,改善近海海域生态环境状况。2000~2012年山东省海洋经济活动的响应子系统呈现稳步好转的态势,对海洋生态环境响应子系统影响较大的因素主要有海洋自然保护区面积、环保投入比重、海洋科技投入情况及出台的海洋政策文件等。

四、结论与建议

通过分析山东省海洋经济活动对海洋生态环境产生的效应,构建了海洋经济活动生态环境效应评价指标,利用综合评价指数法进行评价,同时运用BP神经网络对山东省海洋生态环境效应的发展态势进行预测。研究结果表明:1.2000―2012年,山东省海洋经济活动给海洋生态环境带来的影响由一般转为较大且呈现逐步加大的趋势,海洋生态环境综合评价结果呈现恶化的态势,但上升速度较为缓慢。且BP神经网络的预测结果不容乐观,海洋经济活动对海洋生态环境的影响越来越强烈。2.随着海洋生态问题的逐渐凸显,各种响应措施也在不断完善,响应子系统综合情况逐渐好转,但海洋经济活动带来的压力子系统、状态子系统发展态势严峻,加之状态对于响应措施的反映存在一定的滞后性,海域质量仍呈逐年退化趋势。

为促进山东省海洋生态环境向好的趋势发展,建议如下:

1.立足于山东省的资源、环境条件和区域功能逐步构建外来人口的调控机制,合理引导人口流向。

2.注重产业结构和区域经济结构的优化调整,推动海洋产业发展由劳动主导型经济向智力主导型经济、工业生产型经济向服务生产型经济的海洋产业转型升级,促进涉海就业。

3.积极推进海洋资源环境领域的科技创新,加强海洋生态建设、新能源开发、绿色生产等方面的科技攻关,鼓励海洋技术创新。

4.加快海洋生态城市建设步伐,统筹改善海域生态环境,走资源节约与环境友好的可持续发展道路。

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第12篇

关 键 词: 植物多样性; 灌排系统; 生态效应; 银川平原

水利工程建设是对生态系统的人为改造,必然会产生各种各样的生态影响。长期以来,国内研究者对水利水电工程的社会经济影响关注较多,而对生态环境影响研究则比较少。虽然我国的重大建设项目环境影响评价制度已经实施了近 20 a,对工程建设和运营中可能产生的生态环境影响有了规范化的评价方法,但是对于工程项目实施后生态环境的实时监测和评价工作的研究还较少[1 -4],有针对性地定量研究则更少[5 -6]。开展水利工程生态效应的野外监测和分析研究,是推行“水利工程生态化”和“生态水利”的基础[7 -8],对于工程建设后的生态修复和同类工程的环境影响评价,都具有重要的理论和实践意义。

1 银川平原及其灌排工程概况

银川平原位于我国西北地区东部,是贺兰山与鄂尔多斯高原之间的一块冲积洪积平原,南北长165 km,东西宽10 ~50 km,总面积为 7 978 km2,黄河纵贯其中。银川平原海拔为1 100 ~1 200 m,地势自西南向东北微倾,土层深厚。该区属温带大陆性半干旱气候区,年平均降水量为 200 mm 左右,水面蒸发能力为2 000 mm 左右,光照充足,年平均气温为 9 ℃ ,气温年较差和日较差大,具有春迟秋早,冬长夏短,干燥多风的气候特点。银川平原的地带性植被和土壤分别是荒漠草原植被和灰钙土,隐域性的沙生、沼生、盐生植被及风沙土、潮土、盐渍土等都很发育.

自秦汉时起,包括银川平原与卫宁平原在内的宁夏平原就开始了自流灌溉工程建设和农业开发,2 000 多年来世代沿续,形成了越来越完善的灌排体系,为发展灌溉农业奠定了良好的水利基础,在唐代这里就有了“塞上江南”的美誉。到 20 世纪中期,银川平原已有大小干渠 15 条,灌溉面积有 9. 6 万 hm2。

1958 年青铜峡水库建成后,结束了银川平原无坝引水的历史,水利事业得到突飞猛进的发展。目前,银川平原有总干渠、干渠和支干渠 18 条,总长度为 1 084 km,总引水流量为 603m3/ s,灌溉面积为 33. 0 万 hm2; 有骨干排水沟道 24 条,总长度为 660 km,控制排水面积为 41. 9 万 hm2,排水能力达 955m3/ s[9 -10]。完善的灌排体系为银川平原的农业生产奠定了良好的基础,尽管其耕地面积仅占宁夏回族自治区耕地总面积的1 /4 左右,但是粮食产量则占到全区粮食总产量的 2 /3,粮食商品率在 30%以上。

2 灌排工程植物多样性研究方法

2. 1 野外调查本次研究采用样线与样地相结合的野外调查方法,分别对银川平原干、支、斗、农四级灌渠和排水沟进行选线,每个级别的沟渠视生境异质性程度和土地利用方式,少则选择 3 条、多则选择 5 ~6 条。针对每一条沟渠样线在其上、中、下游三段各选取 1 个断面,断面从沟渠一侧堤坝顶部沿伸至另一侧堤坝顶部,尽可能放在整修时间 3 a 以上的地段,按照生态序列的递变特征,在断面上布设样方。草本群落取 1 m ×1 m 的样方,灌木群落取 4 m ×4 m 的样方,每个群系类型都在截面邻近地段沿沟渠流向设置 3 个重复。在样方调查中,陆生植物主要记录物种的名称、数量或多度、盖度、高度、生活型; 水生植物主要记录物种名称和盖度。

2. 2 多样性指数

虽然多度、盖度、密度、频度等植物群落属性指标也能够体现一定的生态效应,但是其内涵相对简单和直接,不同样地面积和群落类型之间可比性差,而物种多样性指数则不然,它是测定生物多样性程度及其空间分布特征的综合数值指标,目前已有十多种表征意义不尽相同的物种多样性指数。这里主要选用几个常用的指数,即 Margalef 物种丰富度指数、Simpson 物种优势度指数、Shannon-Wiener 物种多样性指数和 Pielou 物种均匀度指数,其计算公式如下。

Margalef 指数:

R = ( S - 1) / ln NSimpson 指数:D = 1 -∑P2iShannon-Wiener 指数:H = -∑Pilb PiPielou 指数:E = H / lb S式中: N 为 i 类植物所在样方的各个种类的相对重要值之和; S为 i 类植物所在样方的物种总数; Pi为第 i 种植物的相对重要值。

草本和灌木的相对重要值 = ( 相对高度 + 相对盖度) /2。

在计算出每个样地的多样性指数后,根据样地所属排灌系统类型,相加后求平均值,即得到不同等级沟渠的多样性指数。支沟与斗沟、农沟的等级排列关系在野外常难以区分,因此合并调查、计算。

3 不同灌排水系的植物多样性特征及其影响因素3. 1 不同多样性指数的计算结果及其含义Margalef 指数( R) 是反映群落内部或环境中物种数目多少的指标,该数值越大,说明物种个体丰富度越高; 反之说明个体丰富度越低。从银川平原不同类型灌排渠系的 Margalef 物种丰富度指数运算结果( 图 1( a) ) 来看,泄洪沟的值最大,干渠的值最小,两者相差 1 倍左右。其他沟渠类型的物种丰富度为支 - 斗 - 农沟 > 干沟 > 农 - 毛渠 > 支渠 > 斗渠。

图 1 不同沟渠类型植物多样性指数Simpson 指数( D) 是反映植物群落中物种优势程度的 指标,D 值越大,说明优势物种越少; 反之则说明优势物种越多。

银川平原不同类型灌排渠系的 Simpson 指数运算结果( 图 1( b) ) 显示,不同灌排渠系的物种优势度相差不大,比较而言支渠和干沟的 D 值更大一些,干渠的 D 值最小,优势物种的组成情况是干渠最突出,支渠和干沟最不突出,其他沟渠类型居中。

Shannon-Wiener 指数( H) 是基于物种数量反映群落种类多样性的指标,H 值越大,表示群落中生物种类越多,群落的复杂程度越高; H 值越小,则表明群落中生物种类越少,群落的复杂程度越低。银川平原不同类型灌排渠系的 Shannon-Wiener 指数运算结果( 图 1( c) ) 与 Margalef 物种丰富度指数类似,即泄洪沟最大,干渠最小,但两者相差只有 1/3 左右。其他沟渠类型的物种多样性指数大小为干沟 > 支 - 斗 - 农沟 > 支渠 >农 - 毛渠 > 斗渠。

Pielou 指数( E) 为群落均匀度指标,一般用来指示群落中物种的空间分布是否均匀,是随机散点分布还是聚合成不同大小的团块状分布,E 值越大,植物分布越均匀,物种的生态贡献也就越大。运算结果显示( 图 1( d) ) ,银川平原灌排系统的Pielou 指数大小为干沟 > 农 - 毛渠 > 支渠 > 泄洪沟 > 斗渠 >支 - 斗 - 农沟 > 干渠,说明干沟的植物群落有较均匀的分布,干渠的植物分布最不均匀。

3. 2 影响灌排体系植物多样性的因素水质和土壤检测结果表明,其与植物多样性指数有较密切的相关关系。另外,水文和水利工程与植物多样性指数也密切相关。对比不同排灌水系 200 多个样地的多样性指数值,发现生态序列越完整的沟渠,反映样地中个体数量和种类的 R 值与H 值越大,如典型泄洪沟断面( 图 2) 自下而上出现从水生植物群落—湿生( 盐生) 植物群落—中生植物群落—旱生( 盐生) 植物群落的更替,缺失群落序列或生态序列狭窄的沟渠,其植物多样性的 R 值与 H 值往往都偏小。反映种类优势程度的 D 值与反映个体分布均匀程度的 E 值在不同排灌水系的样地中差异不太显著,这可能与水生环境的隐域性和相似性有关,总体上是支渠和干沟稍大,干渠稍小。生态序列的完整性主要受到水文和水利工程状态的影响。

图 2 高家闸泄洪沟典型断面生态序列水文因素中,影响植物多样性的首先是水量,全年有水的沟道相当于常年河,具有相对稳定的生态系统和比较完整的生态序列,因而植物多样性比较丰富; 而各级引水渠道相当于季节性河流,生境状态年内变化强烈,不能形成稳定的生态系统,因而植物群落类型简单。其次为水流流速,它与植物多样性在一定程度上呈负相关关系,引水灌渠的水流流速一般是逐级递减的,致使渠道水淹断面的植物多样性有逐级增强的趋势,干沟沟底几无植物生存,迎水坡过水断面上部有时有杨、柳、紫穗槐、柽柳、芦苇等根系发达的耐水淹植物生长; 支渠在粗糙度较大的沟底会有积水,伴生有挺水植物芦苇、香蒲、扁杆藨草、水莎草等,迎水坡上中生、旱生植物生长旺盛; 斗渠、农渠和毛渠从底部和迎水坡上多生长一年生和多年生草本及小半灌木; 排水沟水流普遍流速较慢,沟底水生植物群落生长较好,流速越慢的地段沉水和浮叶植物种类越多。最后的影响因素为泥沙,主要体现在泥沙沉积对中生植物的生长非常有利,有泥沙堆积的渠道底部及其边坡上,中生植物种类较多,而无泥沙沉积的沟道两侧湿盐生植物和旱生、盐生植物较多。

灌排工程建设状况与植物多样性的关系也非常密切。第一,防渗措施处理过的沟渠底面和边坡,一般在数年以内植物都无法生长,经过防渗处理后再采用混凝土预制板衬砌的 U 形或倒梯形渠系,往往能隔绝植物根茎十多年,但可减少渠道渗漏损失 60% 以上[11]。减少植物根茎阻滞并保持水流的通畅性,是现阶段提高农用水效率的重要水利措施,但其对植物多样性的负面影响也是不言而喻的。用混凝土或其他新型保水保温材料衬砌的灌溉渠系,过水断面上缺少水生、湿生乃至中生生境下的植物。第二,边坡坡度大小与植物生物多样性也有直接关系。调查显示,坡度为 30°左右的标准边坡能够构造出较好的生境梯度,断面上生态序列完整,植物丰富度指数 R 值和物种多样性指数 H 值都比较大; 阶梯状边坡除 R 值和 H 值比较大外,优势度指数 D 值也比较大; 边坡小于 15°时湿盐生植物群落发育较好; 边坡大于 45°时繁殖体保存和植物扎根困难,大多只有根茎禾草植物生长。第三,沟渠整修时间长短与植物多样性关系密切。一般施工后3 ~ 5 a,才能出现植物群落构成比较完整的生态序列,这在排水沟道表现尤其明显; 灌溉渠道整修频繁,在未做防水处理的情况下,R 值和 H 值都比较大,但生态序列不完整,说明植物群落的生境分异还未形成,处在资源竞争阶段。

4 结 语

( 1) 在几种植物多样性指数中,Margalef 物种丰富度指数和 Shannon-Wiener 物种多样性指数对植物多样性的表征意义比较显著,是指示灌排水系生态效应的良好指标,应优先采用。

( 2) 各级排水沟地势低、常年积水,加上衬砌程度低、边坡稳定性较强、以地下水补给为主,以及水流较慢等原因,植物多样性指数普遍比各级灌渠大,生态效应较好。

( 3) 沟渠砌护是对植物多样性负面影响最大的水利工程措施,但在提高水资源利用效率和农田灌溉保证率方面却非常有效。由于干支两级渠系渗漏的损失量占灌溉用水总损失量的60% ~ 70%[12],因此在综合考虑节水和生态双重效益的前提下,应当采取干支渠全面砌护、斗渠减少砌护、农渠与毛渠不砌护的生态水工策略。

( 4) 适当减缓沟渠迎水坡坡度,加长坡面,或者采取阶梯状边坡筑建模式,能较大幅度地提高灌排水系边坡的植物多样性,增强其生态效应。以景观和生态功能为核心的城镇人工水系营造中,尤其适合选取这一模式。

( 5) 灌排水系的修整间隔时间应尽可能拉长,整修时对同一沟渠可分地段、分时段逐次进行,排水沟和干沟、支沟尤其应当如此。另外,低级渠系实行岁修制度,有助于保持竞争状态下较大的植物多样性指数值。