生态环境质量评价作为生态文明建设的基本依据,对于积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等具有重大意义.本文以生态环境脆弱的黄土高原为研究区,基于植被覆盖度、地形位指数、人口密度等数据反演资源环境承载力,以MODIS数据和土地利用数据表征生态弹性限度,分析2000-2020年研究区资源环境承载力与生态弹性限度的演变特征,利用耦合协调度模型综合表征区域生态环境,通过标准差椭圆方法探究协调度的重心变化及转移路径,并在此基础上利用粒子群优化的Elman神经网络对生态环境的未来趋势进行预测.结果表明:2000年以来黄土高原资源环境承载力呈现东南高、西北低的分布格局,呈指数缓慢上升趋势(0.0625 a-1),生态弹性限度与该区域土地利用格局呈高度一致,指数波动上升但整体水平低;黄土高原生态环境耦合协调度从轻微失调阶段转变为初级协调阶段;黄土高原生态环境协调发展度的重心向东南偏移,且呈现东北-西南方向向心聚集,西北-东南方向空间发散的趋势;预测发现,2030年各市(自治州)资源环境承载力-生态弹性限度系统耦合协调度将稳步上升,这表明未来黄土高原的生态环境质量将逐步趋于协调,但各地的增长速度将存在显著差距.

以"人地协调"发展理念和"过程+格局+机制"思维范式为切入点,构建了基于DPSIR模型的绿色发展水平指标体系,运用熵权TOPSIS模型、障碍度模型和GIS空间可视化等方法对2008-2017年东北地区各城市的绿色发展水平时空分异特征与障碍因素进行实证研究.结果表明:①研究期内东北地区各城市绿色发展水平总体呈现从"小差距低水平"逐渐向"大差距高水平"转变的时序特征,空间分布大致呈现自北向南阶梯式递减的格局特征,且空间集聚效应显著.②东北地区各城市经济发展水平与绿色发展水平之间并非完全呈正相关关系,即,经济发展水平越高的城市,绿色发展水平不一定越高;而经济发展水平较低的城市,绿色发展反而达到较高的水平.这可能与区域资源环境承载力的大小有关.③东北地区各城市绿色发展水平时空分异的作用机制不尽相同,其中,资源禀赋条件、经济发展状况、政府投资规模在绿色发展水平的变化中起着重要的作用,同时也是导致东北地区绿色发展水平不同阶段呈现不同进化特征的主要原因.

生态足迹是衡量区域可持续发展程度的重要评价指标.运用生态足迹方法,估算西南地区典型资源型城市攀枝花市1995—2013年人均生态足迹及人均生态承载力,并在此基础上通过生态压力指数、单位万元GDP生态足迹以及生态可持续指数对攀枝花市生态可持续利用状况进行评价与分析.结果表明:攀枝花市人均生态足迹上升较快尤其是能源生态足迹,同期人均生态承载力变化趋势较小,人均生态赤字的变化与人均生态足迹的增长具有同步性,从1995年的4.783 hm2·人-1增长到2013的11.74 hm2人-1,人均生态赤字较大;生态压力指数逐年增加,2013达22.15,较1995年增长8.69,生态环境压力较大;单位万元GDP生态足迹随着攀枝花市经济转型,从1995年的6.14 hm2·万元-1下降到2013年的1.72 hm2·万元-1,自然资源的利用率有逐年提高的趋势;但近年来生态可持续指数<0.2,且有下降趋势,其可持续发展程度仍属于强不可持续.

生态安全与国防安全、经济安全、金融安全等已具有同等重要的战略地位,并成为未来经济社会安全的主要约束.东北老工业区作为我国重要的老工业基地及粮食生产基地,其生态安全状况关系着中国可持续发展战略的实施.采用能值-生态足迹模型,对东北老工业区2000-2014年生态安全动态演变过程进行时间序列的定量分析,并采用主成分分析方法分析其驱动力.结果表明:研究期内,人均能值生态承载力从0.66 hm2/人下降到0.64 hm2/人,人均能值生态足迹由10.58 hm2/人增加到19.85 hm2/人,处于生态赤字状态,且赤字增大趋势明显;生态压力指数与生态安全等级均不断增大,生态安全状况呈恶化趋势,生态安全问题亟待解决,而这是由社会经济、人口状况、资源环境、技术水平及土地利用程度等因素共同驱动的结果.最后,提出了改善东北老工业区生态安全状况的对策建议.

利用改进后的三维生态足迹模型,对沈阳市1995-2014年自然资本动态变化趋势进行分析.结果表明:1995-2014年,沈阳市人均生态承载力整体呈小幅波动,人均生态足迹、人均生态赤字、人均足迹广度和足迹深度整体上呈波动式增加;足迹广度和足迹深度的变化率逐渐趋向稳定;耕地自然资本利用从2004年开始由资本流量过渡为资本存量,资本存量取代资本流量成为区域耕地自然资源需要的来源,且存量流量利用比逐渐增大;林地一直在利用资本流量,资本流量占用率基本保持不变;草地和水域一直在利用资本存量,且存量流量利用比逐渐增大;沈阳市的发展处于不可持续状态.协调好自然资本存量消耗与存量流量利用之间的关系是实现沈阳市可持续发展的关键途径之一.可通过开发新能源、合理规划土地和提高土地利用率来减少对自然资本的消耗,同时加强对生态环境的保护,以实现沈阳市的可持续发展.

海洋和海岸带可以为人类提供多种生态系统服务,保护与持续利用海洋资源以促进海洋和海岸带可持续发展已被正式纳入联合国可持续发展目标.实施海洋可持续发展目标面临几大挑战,包括如何减小陆基人类活动的影响、加强海岸带的综合管理、提高海洋资源效率、适应气候变化和提高沿海居民的人类福祉等.为应对这些挑战,需要将海洋和海岸带融合为一个大型生态系统,利用基于生态系统的管理方法,综合考虑各个部门和多种胁迫因素的累积影响,通过建立综合的海洋观测体系,合理划分海洋功能区,按照海洋环境承载力限制陆基人类活动,合理配置并有效利用海洋资源,提升海洋和海岸带生态系统的整体服务功能,从而进一步推进实施海洋可持续发展目标.

水资源承载力是社会经济稳定发展所能支撑的最大可利用的水资源.在对山东省水资源现状进行调查和统计的基础上,选取人均水资源量、水资源利用率、供水模数、降雨量,人均GDP、人口密度、人均生活用水量、万元GDP用水量、万元工业产值用水量、万元农业产值用水量,耕地灌溉率、生态环境用水率、森林覆盖率共13个主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,应用模糊综合评判模型对山东水资源承载力现状进行评价.结果表明:山东省水资源综合评价结果a值在2001-2009年间低于0.6,2010-2015年间高于0.6,表明山东省水资源承载力总体得到了提高;另外2001-2015年间,大部分年份的a值小于0.6,个别年份低于0.4,年际变化相对较大,可见山东省水资源承载力水平总体较弱,年际变化较大.

基于生态足迹理论,通过对洪雅县人均生态足迹、人均生态承载力和人均生态赤字或盈余的估算,按照全球标杆生态安全评价等级标准,以可更新资源生态压力指数、生态可持续指数、生态占用指数、生态经济协调指数和可持续发展指数所构成的生态安全评价指标体系,对洪雅县近10年(2005-2014)来的生态安全状况进行评价研究,结果表明:洪雅县人均生态足迹具有振荡性下降趋势,人均生态承载力有略微增长,平均值在0.8 hm2·cap-1以下,全县整体处于生态赤字状态.近10年来该县,可更新资源生态压力指数从0.46下降到0.38,属于很安全状态;生态可持续指数逐年上升,但值均<0.2,从强不可持续状态转变为中不可持续状态;生态占用指数介于1.01-2.00之间,属于稍富裕状态;生态经济协调指数后期略有上升(从0.36上升到0.43),均<1.00,处于协调性很差;可持续发展指数略有下降(从0.49下降到0.43),跨持续性稍好和较好两个等级.根据评价结果来看,洪雅县应着力于生态建设、环境保护,发展绿色农业、循环农业,抚育林木,实现洪雅县经济发展模式由粗放、消耗型向集约、节约型转变,提高区域可持续发展能力.

当前我国经济的快速发展和生态环境之间的矛盾日益显著,不利于城市可持续发展.生态足迹目前已成为普遍接受的可持续发展指标,选定生态足迹改进方法——能值生态足迹模型,以城市化地区厦门市为研究区进行计算分析,以期发现快速城市化过程中可能面对的问题.首次计算分析了厦门市1980年至2010年的能值生态足迹动态变化,并对其可持续发展进行了评价.结果表明,30年间厦门市人均生态足迹需求从1980年的8.6 ghm2持续增长至2010年的52.8 ghm2,而供给方面的人均生态承载力却从1980年的181.2 ghm2持续下降为47.5 ghm2,2009、2010年该市由生态盈余转为生态赤字.同时,从生态足迹组分及其比例来看,30年间化石燃料用地和建设用地的生态足迹增长迅速,二者对厦门市人均能值生态足迹变化贡献最大,并且成为2000年后总体足迹中所占比例最大的组分,各自占比超过20％.结果分析显示,厦门市开始面临逐渐加重的生态环境压力,需要开始重视其可持续发展.因此调整厦门市的产业结构和控制城市化发展非常必要.一方面,应该降低第二产业的比例,降低对化石能源的使用,同时促进第三产业的发展和第一产业的现代化,以此为城市提供更多的资源供给并降低资源需求,特别是化石能源的需求.

基于生态足迹理论和计算方法,对舟山群岛新区1993—2012年的人均生态足迹、人均生态承载力和人均生态赤字进行计算分析,并通过生态多样性指数和发展能力的计算,对舟山群岛新区进行可持续发展评价研究.结果表明:(1)20年间,舟山群岛新区的人均生态足迹不断增加,处于生态赤字状态且不断波动,作为海岛型城市,其生态承载力和生态赤字的大小受当年水质优劣和消费结构的影响.(2)舟山群岛新区目前处于不可持续发展状态,但生态足迹万元GDP不断减小,说明其资源利用效率在不断提高.舟山群岛新区海岛城市背景特殊,要通过水域环境的保护、改变能源消费方式等提高其生态承载力,增强可持续发展能力.