碳排放核算是落实温室气体减排目标、应对气候变化和实现可持续发展的重要基础.碳排放强度的变化趋势体现了碳减排成效,是主体功能区未来减排措施和低碳发展道路的选择与调整的重要依据.以我国典型高碳经济省份山西省为研究对象,采用BP神经网络模型,基于市级碳排放量、人口、GDP、夜间灯光总值、植被覆盖率、城市化水平构建了适用于主体功能区的碳排放核算模型,运用探索性空间数据分析、Dagum基尼系数和时间倾向率等方法,分析了主体功能区碳排放时空特征、碳排放区域差异并评价碳减排成效.结果表明:(1)从时间趋势来看,2006-2020年各主体功能区碳排放量呈现逐年增长的趋势,其增长率均表现为重点开发区域(48.08％)＞农产品主产区(38.13％)＞重点生态功能区(33.95％)的特征,与各区域的功能定位和产业结构显著相关.(2)从空间演变来看,主体功能区的空间集聚特征与山西省"两山夹一川"的独特地势相关.重点开发区域空间集聚格局较为稳定,集中在山西省中部,而农产品主产区、重点生态功能区的集聚特征不显著,分布在东部和西部.(3)碳排放区域差异分析表明山西省碳排放地区间总体差异呈现下降趋势,总体基尼系数由2006年的0.505下降到2020年的0.498,年均下降0.102％,重点开发区域和重点生态功能区之间的差异是总体差异的主要来源.(4)碳减排效果评价显示主体功能区碳排放强度均呈现下降趋势,重点开发区域的碳减排成效显著高于农产品主产区和重点生态功能区.基于对主体功能区碳排放的分析,结合其功能定位,针对性地提出主体功能区减排和低碳发展措施.本文为我国能源资源型省份制定和实施差异化节能减排政策提供了科学参考.

三江源是我国重要的水源涵养功能区,也是我国乃至东南亚地区的生态屏障,具有重要的生态战略地位.揭示三江源水源涵养能力的空间分布、变化趋势及影响因素,对于推进生态保护与修复工程,提高区域水资源供给能力和维持生态系统健康稳定具有重要意义.基于InVEST模型,定量分析了三江源区水源涵养能力的时空变化及影响因素.结果表明:草地生态系统为三江源水源涵养功能主体,年平均水源涵养量为120.04亿m3.1990-2020年三江源水源涵养量呈显著上升趋势,变化速率为1.80亿m3/a(P＜0.05),年平均水源涵养量为163.84亿m3.生态治理前(1990-2005年)水源涵养量增长速率高于生态治理后(2005-2020年).三江源区水源涵养能力空间分布上表现出东南高、西北低的特点,显著增长面积为22.07万km2,占全区总面积的60.79％.生态治理前,降水量增加、实际蒸散量增加和实际蒸散比降低等气候变化为驱动水源涵养能力增长的主要因素;生态治理后,林、草地面积增加等土地利用/覆被变化为驱动水源涵养能力增长的主要因素.

从土地利用视角切入,首先对龙门山过渡带的生态服务功能重要性与生态脆弱性进行了综合评价,采用自然断点法将生态服务功能重要性与脆弱性计算值进行分级,以此为基础结合研究区现状已划定生态保护区,划分生态综合评价等级为V级的区域为规划约束情景下土地利用限制转换区,划分生态综合评价等级为Ⅳ级、Ⅴ级的区域为生态保护情景下土地利用限制转换区.设置自然发展情景研究区土地利用规律保持2010-2015年不变,规划约束情景在自然发展情景基础上将耕地、林地与水域、草地向建设用地转化的概率分别降低30％、20％与10％,生态保护情景在自然发展情景基础上将耕地向建设用地转化概率降低30％并补充于耕地向林地转化之上,将林地、草地向建设用地转化的概率降低50％.基于多情景土地利用模拟结果,提取待权衡用地斑块,划定生态综合评价结果V级、坡度25°、地方林线海拔3500m为判定阈值,结合现状地类、主体功能区划定等因素进行多重逻辑判定,将多情景模拟结果进行集成,权衡判定后的集成方案既能很好地保护生态环境,又能较好兼顾研究区经济发展.

自然保护地整合优化工作是建立以国家公园为主体的自然保护地体系的基础性工作,是解决各类自然保护地各种矛盾冲突和历史遗留问题的重大历史性工作.我国自然保护地整合优化工作从2020年2月开始,省级自然保护地整合优化预案逐步完善,但最终形成一个具有科学性、合理性和可操作性的自然保护地整合优化预案还面临非常艰巨的任务.本文主要针对自然保护地分类分级分区、风景名胜区整合优化、生态保护红线衔接、永久基本农田调出等几个关键问题开展了系统分析和讨论,认为:(1)以自然景观为主要风景资源和保护对象的风景名胜区,可单独作为一个类别,与自然保护区、自然公园并列;主要风景资源是人文景观的风景名胜区不宜列入自然保护地体系.(2)水产种质资源保护区、野生植物原生境保护区、自然保护小区、野生动物重要栖息地的主要功能是自然保护,应归类为自然保护区,而不应归类为自然公园.(3)不应再新增"生态自然公园"类型;不应把森林公园、地质公园、湿地公园等公园名称改为森林自然公园、地质自然公园、湿地自然公园.(4)如果自然保护区、自然公园、风景名胜区统一分为两级管理,则应该是国家级、省级.国家级森林公园、国家级湿地公园、国家级草原公园等都不宜省略"级"字.(5)可参照国家公园管控区、功能区分层设置方法,自然保护区、自然公园、风景名胜区等也可分层设置管控区、功能区.不应简单地把自然保护区核心区、缓冲区、实验区3个功能区直接转为核心保护区(宜称严格控制区)和一般控制区2个管控区.风景名胜区、自然公园不宜整体按一般控制区管理,也可设置核心保护区(即严格控制区).(6)应肯定以自然景观为主要风景资源和保护对象的风景名胜区在自然保护地体系中的分类地位和自然保护功能,应一并纳入自然保护地整合优化预案中.(7)不宜把自然保护地整体划入生态保护红线,而是把自然保护地内林地、草地、水域等土地利用类型中生态功能重要、生态环境敏感脆弱的"地块"划入生态保护红线.(8)自然保护地是一个地理单元,也是生态空间、生产空间和生活空间的镶嵌体.永久基本农田是高质量耕地的"地块",保留在自然保护地内并不会改变其生产空间属性,可不调出自然保护地.自然保护地法、国家公园法、自然保护区条例等的制修订宜充分考虑各类自然保护地发展历史和管理现况.

重点生态功能区是全球生态系统保护与支撑人类可持续发展的核心区域.农户作为重点生态功能区生态保护的主体,其福祉水平直接关系到重点生态功能区主体功能的实现.科学评估重点生态功能区农户的相对贫困程度,精准识别相对贫困人口并揭示其影响因素对于促进重点生态功能区生计与生态协同发展至关重要.以地处秦巴山重要水源涵养区与生物多样性生态功能区的陇南山区为案例区,基于可持续生计分析框架,利用农户调查数据,通过构建相对贫困测度指标体系,系统识别相对贫困农户,并利用分层线性模型在"家庭-村庄"双重尺度上探索相对贫困的关键影响因素.结果发现:(1)陇南山区农户相对贫困程度存在分化,其中,高山区农户、补贴型农户和高家庭抚养比农户相对贫困程度较高.相对贫困农户占受访户的20.39%,且主要集中在高山区、家庭抚养比较高以及补贴型农户中.(2)农户的家庭属性是导致农户陷入相对贫困的决定性因素,脱贫内生动力及生计多样性提升是缓解相对贫困的关键因素,而医疗负担和教育负担增加会导致农户陷入相对贫困.(3)村庄特征放大了家庭特征对相对贫困程度的影响,村庄自然条件、社会经济条件、对外联系等通过影响家庭特征而强化了对农户相对贫困程度的影响.

生态系统服务供需关系研究是自然资源开发和生态环境保护空间差异化管控的重要依据,基于主体功能区划视角的研究对构建生态安全格局、促进区域经济可持续发展具有重要意义.以湖南省各县域为研究单元构建湖南省生态系统服务供需评估指数,运用ESSD系数、局部空间自相关等方法,将湖南省主体功能区划实施前(2006-2011年)和实施后(2012-2017年)两个时间段作对比,分析生态系统服务供需关系的时空变化及空间相关性特征.研究结果表明:(1)主体功能区划政策对湖南省有效保护生态系统,稳定供需关系产生积极导向作用.(2)湖南省生态系统服务供需系数存在显著的空间异质性,始终呈现西高东低的空间分布特征.各类功能区的生态系统服务供需关系存在较大差异,重要开发区主要表现为供不应求,重要生态功能区主要表现为供过于求,农产品主产区主要表现为供需均衡.(3)湖南省生态系统服务供需关系空间负相关性增强,生态系统服务供需空间平衡性差异加剧.

以PSR模型为理论基础构建评价指标体系,并基于模糊神经网络在市域范围内以区县和主体功能区为评价单元对北京市2007、2015年的生态环境质量进行了定量评估.结果表明:1)北京市生态环境质量等级由高到低依次为:远郊区县、近郊区县、中心城区;2)北京市生态涵养发展区与禁止开发区域的生态环境质量等级明显高于其他类型主体功能区;3)2007、2015年北京市北部与西南部地区生态环境质量等级基本保持在Ⅱ的水平,东南部部分地区的生态环境质量等级在逐渐提高,而北京市中部与近郊区县等相当一部分地区的生态环境质量等级在近几年来有降低的趋势.

基于国家主体功能区划的自然保护区被界定为禁止开发区域,必然要对其科学有效地实施生态补偿.如何协调自然保护区生态保护和社区社会经济发展之间的关系,是目前自然保护区研究学者、决策者和社区共同关注的问题.建立有效的生态补偿机制是自然保护区取得生态保护和社区社会经济发展的关键.从生态补偿主体、客体、标准、方式等方面,进行自然保护区生态补偿机制框架的设计,提出完善自然保护区生态补偿的具体建议.以福建省戴云山国家级自然保护区为例进行实证研究,以期为构建可行性的自然保护区生态补偿机制提供参考.

区域碳排放核算是当前全球气候变化与碳排放研究的核心内容之一.中国于2010年出台《全国主体功能区规划》,主体功能区是以区域开发程度、资源环境基础和未来开发潜力为依据,县域为基本单位的区域规划方案,这为区域碳排放核算和配额分配提供了全新的视角.鉴于县域的能源数据不够完善,基于经济、人口、省级能耗量等数据构建了适用于主体功能区划分的碳排放核算方法,并确保各主体功能区的碳排放总量和分部门碳排放量都与该省的总碳排放量和分部门的一一对应相等.以中国广东省为案例,对其四类主体功能区在2005-2015年间的碳排放情况进行核算分析.研究发现:四类主体功能区的碳排放总量与经济总量呈现高度正相关性;四类地区中碳排放量从大到小依次为优化、重点、农产品、生态开发区.碳排放强度最大的为生态开发区,其次是重点开发区,农产品开发区和优化开发区.重点开发区和优化开发区的碳排放占全省比值达86％,都应作为未来节能减排措施的最主要的作用对象,需加快产业结构升级,扩大新能源技术的应用.农产品开发区和生态开发区应加快发展循环农业,有机低碳农业生态环境友好型产业.

水功能区纳污能力是区域水功能区限制纳污和责任考核管理的重要依据.为了适应目前以县为主体的水功能区水环境管理方式,本研究从水功能区城镇污染物允许排放量的视角研究水功能区纳污能力,建立水功能区城镇排污模型,并应用于泾河入渭段主要城镇礼泉县和泾阳县.结果表明:礼泉县和泾阳县月允许排污量与河道流量密切相关,丰水期允许排污量高于枯水期.泾河礼泉段当年11月至来年3月水体COD浓度劣于该水功能区水质目标,应削减该时间段礼泉县排污口排污量.排污口排污流量的取值会影响河道水功能区纳污能力的计算结果,城镇排污模型利用相对稳定的排污口排污浓度计算排污口允许排污流量,得到的水功能区纳污能力更为合理.研究结果可为严格的水资源管理提供科学依据.