有限的生态阈值与无约束的人类行为之间冲突日益激烈,需要有序人类活动,主动适应全球环境变化。本项目综合运用经济分析、管理系统科学和行为科学等多学科理论和方法建模,研究约束人类行为以减少生态系统行为性损失的社会总成本,为实现生态安全提供长效机制。运用改进的K-means聚类分析和建立灰色系统模型,厘清人类行为和生态阈值相互作用关系和影响程度;构建环保活动投入产出模型,研究约束人类行为的成本和效率;构建社会成本模型,运用Lingo进行线性规划求解,研究社会成本最小条件下约束人类行为的最优社会资源支出规模;以黄河三角洲地区为算例,运用Matlab、Vensim仿真平台进行参数调整和模拟仿真,确定有序人类活动的行为约束方案和生态管理策略。研究具有理论探索和学科融合的价值,为制定有效的生态管理公共政策提供科学的、量化的方法和依据。
Ecological Carrying Capacity;Spatial Differentiation;Human Behavior;Energy Consumption;Environmental Investment
项目按计划执行。由于黄河三角洲地区的统计数据不够详实,统计口径不一致,为保证研究的科学性和时效性,选取长江三角洲地区作为典型研究区域开展工作。 1)研究构建了生态承载力指标体系,从土地、水、交通和环境等12个指标对长江三角洲城市群16个城市进行了单要素生态承载力和综合承载力评价。研究表明,长三角城市群综合承载力发展趋于总体良性,除上海外的15个城市综合承载力都得了提升;综合承载力具有典型分级特征,城市间差异明显;水资源和土地资源承载力是制约经济社会发展的关键因素;承载力减少与经济社会发展趋势保持基本一致,长三角城市群的经济社会运行仍未摆脱依赖资源耗用和规模拉动的发展模式。 2)运用时序全局分析方法,对2000年~2008年长三角城市群综合承载力的动态变化进行了聚类分析、变异分析和时空分异研究。研究运用组间平均数联结法生成的聚类树状族谱,将长三角城市群综合承载力划分为由小到大的3个种群。结果表明,长三角城市群综合承载力虽总体改善,但空间分异显著,分异程度与城市经济水平趋势相同,论证了长三角城市群经济发展的资源强依赖性,以及采用的人口、资源向大城市集中的规模型发展模式。 3)选取大型交通基础设施项目的建设给地缘区人居环境带来的变化开展案例分析,研究典型人类行为对生态环境的影响效率。以上海虹桥交通枢纽地区交通基础设施为例,设计了4个层次29个指标的大型交通基础设施对地缘区人居环境影响度体系。基于GA-BP 混合算法模拟结果表明,基础设施建设虽在总体上改善了人居环境,但环境污染等指标反映出对人居环境的负面影响,且具有隐性特征,但其传导作用很强,由此产生的“反弹效应”不容忽视。 4)将人类行为系统分解为正、负行为两个子系统,以人均能源生态足迹代表生态阈值,以资源消耗和污染排放代表人类负行为,环保活动投入代表人类正行为,建立了人类行为与生态阈值之间的相互影响模型。研究发现,人均能源生态足迹存在阶段性特征,由原煤足迹为主,逐渐向以焦炭为主、燃料油减少、电力增加的能源足迹结构转变,随着电力消耗量持续上升,其足迹将会继续增加;而环保投入实际增速是下降的。 5)运用灰色关联分析的理论与方法,分析生态阈值与人类行为之间的相关性及其变化趋势,分析约束人类行为的投入产出效率。人类生产生活中的资源消耗对生态系统的作用是直接而显著的,“节能”的效果大于“减排”。