基于集对分析的城市生态足迹预测_以武汉市为例

合集下载

基于生态足迹的武汉市城市化探究

基于生态足迹的武汉市城市化探究

∑j 1 3 毗
毗 j
第 i项 指 标 的 最
逐步成为城市 问题研究 的重要 内容 。印度学者查 英从人 口比
例 、 口密 度 、 口规 模 和 城 市 之 间 的平 均 距 离 四 个 方 面 分 析 人 人
其 中:广 第 i项指 标 的比较数值 ;, F F _人 口城市化 指数 ;


理谂视野
基 于生态足 迹 的武 汉市城 市化探 究
邵艳 红
( 中师范大学城市与环境 科学学院, 华 湖北 武汉 4 0 7 ) 3 0 9
【 摘 要 】 生 态 足 迹模 型可 定量 反 映 城 市 人 类 活 动对 自然环 境 产 生 的 压 力 和 影 响 程 度 , 为城 市生 态 系统 研 究提 供 了新 的 思 路
F_经 济 城 市化 指 数 ; 生 活 方 式 城 市化 指 数 ; 一地 域 景 观 『_ 一 城 市化指 数; 厂 第 i指 标 的 实 际 数 值 ;
了城 市化水平 ; 国学者林疏鹏等运用人 口、 济、 我 经 社会和居住 环境 4 2 类 2个指标测度城市化水平 ;张耕 田从人 口集聚规模
全面高速 发展的 同时, 城市化 也直接 导致周边地 区资源 、 能源 了四 个测 度 的计 算 公 式 , 别 为 : 分 的大量耗竭 , 使环境 与生态系 统遭 到一 定程 度的破坏 , 为区域
可 持 续发 展 带 来 了严 峻挑 战 。如 何 度 量 并处 理 城 市 化 发 展 与 自
4 .

Wi


. L 一

然环境之 问的相关关系就成为城市化研究的一个重要课题 。

主J 毗
1 / . 3 !』 一 \ _ _ 1 / 7 F. 一些 L \

城市环境设计中的生态足迹评估研究探讨分析

城市环境设计中的生态足迹评估研究探讨分析

城市环境设计中的生态足迹评估研究探讨分析在当今城市化进程迅速推进的时代,城市环境设计不再仅仅关注美观与功能,生态可持续性已成为至关重要的考量因素。

生态足迹评估作为一种衡量人类对自然资源需求和生态系统影响的工具,在城市环境设计中具有深远的意义和应用价值。

生态足迹这一概念,简单来说,就是衡量人类活动所需要的生物生产性土地和水域的面积。

它反映了人类对自然资源的消耗以及对生态系统产生的压力。

在城市环境中,从能源消耗、水资源利用到土地开发和废弃物处理,每一个环节都在留下生态足迹。

在城市环境设计中进行生态足迹评估,首先需要明确评估的范围和对象。

这可能包括城市的整体规划、某个特定的社区开发项目、公园或交通基础设施等。

以城市的整体规划为例,我们需要考虑城市的人口规模、经济活动类型、居民的生活方式等因素,来估算对各类资源的需求。

能源消耗是城市生态足迹的重要组成部分。

城市中的建筑物耗能、交通运输耗能以及工业生产耗能等,都对生态系统造成了巨大的压力。

在评估过程中,需要详细分析能源的来源,是依赖传统的化石能源还是可再生能源。

对于建筑物,要考虑其保温隔热性能、采光设计以及能源管理系统的效率。

交通方面,公共交通的普及程度、私人车辆的使用频率以及新能源汽车的占比等,都会影响能源消耗的生态足迹。

水资源的利用也是评估的关键环节。

城市的供水系统、居民的用水习惯、工业用水和污水处理等都需要纳入考量。

高效的水资源管理可以显著减少生态足迹。

例如,推广节水器具的使用、建设雨水收集和回用系统、优化污水处理工艺以实现中水回用等措施,都有助于降低水资源消耗和污染。

土地利用在城市环境设计中占据核心地位。

城市的扩张往往导致大量的农田和自然栖息地被侵占。

评估土地利用的生态足迹时,要关注城市的发展模式,是紧凑式发展还是蔓延式发展。

紧凑式城市发展可以减少对土地的需求,提高土地利用效率,同时降低基础设施建设和服务提供的成本。

此外,保护城市中的绿地、湿地和生态廊道对于维持生态平衡和生物多样性至关重要。

基于生态足迹理论的武汉市居民消费生态足迹研究

基于生态足迹理论的武汉市居民消费生态足迹研究

为人 口总数 , c 为 i 种物质 的人 均消费量 , P 为 i 种物 质的生产能力 , a a 为人均 i 种交 易物质 折算 的生物生
了一些直观的、 易于操作 的可持续 指标体 系及其定 量
评 价 方 法 … 。 生态 足 迹 分 析方 法 是 近 年 来 发 展 的测 量 生态 可 持续 发 展 的 定 量 方 法 , 同 时 也 是 测 度 人 类 的 生 产生 活 对 于生 态 系 统 定量 影 响 的 方法 之 一 。
量可持续发 展 的具体计 算 方法 。国 内学 者于 1 9 9 9
年将 其 理论 引 入 , 并 很 快 作 为 一 种 创 新 和优 异 的理 论 方 法 被 用 于定 量 分 析一 些 省 市 和 地 区 的可 持 续 发 展 与
其 中: E F为 总 的生 态 足 迹 , 为人均生态足迹 , Ⅳ
s u l t s ,t h e a r t i c l e p u t f o r w a r d t h e r e a s o n a b l e c o u n t e r me a s u r e s a n d s u g g e s t i o n s f o r t h e c o n s t r u c t i o n a n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t o f u r —
CH EN S ha— s ha
( C o l l e g e o f P u b l i c A d mi n i s t r a t i o n ,H o h a i U n i v e r s i t y , N a n j i n g 2 1 1 1 0 0 , C h i n a )

武汉市生物资源生态足迹动态分析

武汉市生物资源生态足迹动态分析
物所 需要 的生 产性 土地 面积 。 自 1 9 9 9年 引入我 国 以来 ,引起 了 国内
学者 的极 大兴 趣 。杨开 忠 ,杨 咏 等 ( 2 0 0 0 )介 绍 了生 态 足迹 分 析方 法 的理论 框架 和计 算 方 法 … ;张 志 强 ,徐 忠 民 ,程 国栋 等 ( 2 0 0 1 ) 对 中 国一 些省 、地 区经 济生 态 足迹 计 算 。郭 秀锐 、杨 居 荣 、毛显 强 ( 2 0 o 3 )正 对 以广州 为例 的城 市 生态 足迹 的计算 。赵 翠娥 、丁 文荣 ( 2 0 1 3 ) 对昆 明 市 2 0 0 0— 2 0 1 0年 的 生 态 足 迹 动 态分 析 。熊
1 文献综 述
文 章编 号 :1 6 7 1 — 1 6 0 2( 2 0 1 6 )2 2— 0 1 0 6 — 0 2
地 等 的 生 物 生产 能 力 差 异 很 大 , 为 了将 他 们 转 化 为 相 同 生 产 能 力 的 面 积 ,所 以在 每 类 型 生 物 人 均 生 产 面 积 前 乘 上 一 个 均 衡 因
鹰 ( 2 0 1 2 )则 从生 态足 迹供需 角 度研究 了湖南省 1 9 9 8— 2 0 0 6年 的生 态 足迹 动态变 化 。 目前 国 内期 刊上 发 表 的相 关 主题 的文 章 三 百余
生物 资源 生 态 承载 力 ( e c o l o g i c a l c a p a c i t y o f b i o l o g i c a l r e s o u r c e ) 指 的是在 某一 个 区域 内能够 提供 给人 类 的生 态 生产 性土 地 面 积 的 总 和 。本文 中 的生物 资源 生态 资源承 载 力舍 去 了化 石 能源 地 和 建 筑用 地 ,包括 了耕 地 、牧草地 、水 域 、林 地等 四种类 型 。 由于 不 同 国家 或 区域 的资源 禀赋 不 同 ,不仅 单位 面 积不 同土地 类 型生 物 生 产 能力 不 同 ,而且 同种土 地类 型不 同地 区 间的 生产 力 也有 很 大 的差 异 。 为 了减 少差 异 ,我们 可用 产 量 因 子 ( y i e l d f a c t o r )调 整 。产 量 因子 是 某个 区域 某种 类型 的土 地平均 生产 力 与全 球 同种 类 型 的土 地平 均生 产力 的 比值 。因此 ,生态 承载 力 的表达 式为 :

基于生态足迹方法的武汉市自然资本分析

基于生态足迹方法的武汉市自然资本分析

态 经济学 家主张使用生态足迹 方法来核算 自然资 本 ,通 过生 态 足迹方 法来 建立 自然 资本账 户 ,体 现 自然 资本 真实 1量 。 竽
生态 足迹 ( c lgcl o tr tE 理论 由生 E oo ia F opi , F) n
态 经 济学 家 R e es教授 等于 l9 9 2年 提 出 【,并 于 6 j
年 、2 0 0 5年的 自然资本需求和供 给 比例分别达到 l. 2: 、2 .6 8 0 l 07 5:l 72 6: ,供需矛盾 著 ;人均牛态赤字分 别达 4 、2 .7 1
到 24 0 m2 .2 6h . 人~、25 6 m  ̄ .1 3h 2 人~、29 0 m . ,呈逐年 I升趋 势 ,成为制约武汉 市可持续 发展的瓶颈之一 。牛态川 . 9h 2 0 人~
基 于 生 态 足 迹 方 法 的武 汉 市 自然 资本 分 析
刘 航 ,宋豫秦
北京 大学 环境 科学 与工 程学 院 ,北京 10 7 081
摘要 :牛态足迹方 法是 目前研究 自然 资本状况 的常用方法之一 ,能够 较好地体 现区域可持续发展态势 。文章运用牛态足迹方 法对武汉市 19 9 5年 、 0 0年 、 0 5年 自然资本淌长情况进行 _ 20 20 r 量化研究 、 比分析 , 究结 果表明 : 对 研 武汉市 l 9 9 5年 、 0 0 20
的大量消耗 ,人 口的高度集中 ,自然资本存量必然 急 遽减 少 ,成 为城市 保持 健康 运转 的“ 板” 短 ,经济 增长的关键因素将 南人造资本转向自然资本 。 在这 种 情况 下 ,经济 的持 续增 长要 求技 术进 步从 过 去仅 注重节约人造资本 , 转向节约人造资本 与自然资本 并重 ,同时提高单位 自然资本的生产率 ,减缓 自然 资本的耗竭速度,使经济发展进人持续状态。 可持续 发 展是一 个 内涵极 为 丰富 的概 念 ,其 核 心 是 正确 处理 人 与人 、人 与 自然 之 间的关 系 。可 J 持 续 发展评 价 是可持 续 发展研 究 的一 个热 点 ,同 时 也 是 一个难 点 。研究 可 持续 发展 评价 的模 式很 多 , j 要 可 以分 为 大类 :一 是 以 系统理 论 和 方法 构 三 J 建 指 标体 系 ;二是 基本 环 境 货 币化 估 值 的指 标 体 系 。这 两类 分析模 式 的共 同缺 点是 客观 性不 强 和操 作性较差 。第 类是以具体 的生物或者利会经济物 : 为标 准 的计算模 式 。2 t 8 代 以来 ,圈 0¨纪 0年 际 卜 一 知名 学 者提 } 了较 为直 观 、操 作性 强 的可 『些 J j 持续 发展 指标 体 系及定 量评 价 法 与模式 , 18 如 3 9 年 道火 尼尔提 2 r n-人类 活 动强 度指 数 ( A1 ,18 H ) 9 9 年 D l 和 C b 提 ¨ 的 可 持 续 经 济 桶 利 指 数 ay ob j ( WMD ,93 -- S)19 :文冗等提 出的可持续发展度指 f t l 标 体 系 ( D )【 1 究 城 _ 的 _持续 发展 进 程需 DS 4. j研 I l i i i f 修 现 的经 济核算 力法 ,将 r然 资小 纳入 核算 ‘ { 休 系 ,建 加 伞 的评 价指标 。基丁 此 , 多 生

基于生态足迹分析的城市可持续发展评价研究

基于生态足迹分析的城市可持续发展评价研究

基于生态足迹分析的城市可持续发展评价研究引言:随着城市化进程的不断加速,城市可持续发展问题日益凸显。

如何评估城市的可持续性成为了一个重要的研究方向。

本文将基于生态足迹分析,探讨城市可持续发展评价的研究方法和应用。

一、生态足迹分析的概念与原理生态足迹是指一个地区或国家所需的生物产能和生物多样性资源来满足其人口和经济活动的总量。

生态足迹分析通过测量人类活动对生态系统的影响,评估资源利用的可持续性。

其核心原理是将各种资源消耗转化为等效的土地面积,以便比较和评估不同地区的可持续性。

二、城市可持续发展评价指标体系为了评估城市的可持续发展水平,需要建立一套科学合理的评价指标体系。

这个体系应包括经济、社会和环境三个方面的指标,并且要考虑到它们之间的相互关系。

例如,经济方面的指标可以包括城市GDP、人均收入等;社会方面的指标可以包括教育水平、医疗资源等;环境方面的指标可以包括空气质量、水资源利用等。

这些指标需要量化,以便进行比较和评估。

三、生态足迹分析在城市可持续发展评价中的应用生态足迹分析可以作为一种评估城市可持续发展的方法,其应用主要有以下几个方面:1. 资源利用效率评估:通过计算城市的生态足迹和生物产能之间的比值,可以评估城市的资源利用效率。

资源利用效率越高,说明城市越能够在有限的资源条件下实现可持续发展。

2. 环境影响评估:生态足迹分析可以帮助评估城市对环境的影响程度。

通过计算城市的碳足迹、水足迹等指标,可以了解城市对气候变化、水资源等方面的影响程度,并制定相应的环境保护措施。

3. 可持续规划与决策支持:生态足迹分析可以为城市的规划和决策提供科学依据。

通过评估不同规划方案的生态足迹,可以比较它们的可持续性,从而为决策者提供参考。

四、生态足迹分析的局限性与挑战尽管生态足迹分析在城市可持续发展评价中有着广泛的应用,但也存在一些局限性和挑战。

其中包括:1. 数据不完备性:生态足迹分析需要大量的数据支持,而且这些数据往往难以获取。

基于生态足迹的城市生态可持续评估研究

基于生态足迹的城市生态可持续评估研究

基于生态足迹的城市生态可持续评估研究生态足迹是指人类活动对生态系统的压力程度。

它是20世纪90年代初期由加拿大的数学家威廉·里斯研究提出的概念。

它主要用于衡量人类活动对自然环境的影响,包括土地使用、能源消耗、水资源利用、森林砍伐和化学污染等方面。

在城市化进程加速的今天,生态足迹成为了城市生态科学研究的重要指标。

城市是人类生产生活的中心,但是与此同时,城市也面临着环境污染、生态失衡等问题。

评估城市的生态可持续性,是建设生态文明城市的首要任务之一。

生态足迹评估是一种科学的评估方法,它对城市的环境质量、资源利用效率、生态系统健康等方面进行监测和评价,为城市生态可持续性发展提供科学的依据。

生态足迹评估主要包括两个方面,即城市的生态足迹和生态能力。

城市的生态足迹指的是城市居民的生活方式和生产方式对生态系统所造成的影响;而生态能力则是指城市所处的生态系统对城市居民生产、生活等活动提供的支持和保障能力。

这两个方面可以通过采集城市土地利用、交通、能源消费、水资源管理等相关数据来进行评估。

通过生态足迹评估,可以发现城市的生态问题和瓶颈所在,从而为城市环保管理和生态建设提供科学的依据。

例如,如果发现城市的生态足迹远远超过了城市的生态能力,就可以针对城市的交通、能源、水资源等领域进行优化调整;如果发现城市的生态足迹主要来源于城市居民的生产方式,就可以着力推进生产方式的转型升级。

生态足迹评估在国内外的应用广泛。

1999年,中国国家环境保护总局在上海、北京、凉山、铜陵等城市建立了生态足迹监测站,开始了中国生态足迹评估的应用研究。

此后,随着生态足迹评估的应用和研究不断深入,中国的生态足迹评估已经初步形成了一套完整的理论和应用体系。

生态足迹评估为城市环保管理提供了科学的数据和理论支持。

通过生态足迹评估,可以及时发现城市生态问题,提出合理的改进方案,推动城市的可持续发展。

希望越来越多的城市关注生态足迹评估,促进城市的生态文明建设。

基于集对分析的城市生态足迹预测_以武汉市为例

基于集对分析的城市生态足迹预测_以武汉市为例
[2 ,3 ]
,
使得研究对象表现出宏观上确定 、 微观上不确定的 特征 。因此 ,采用微分数学方法建立模型将研究对 象影响因子间存在的不确定性问题转化为确定性来 处理 ,将忽视或人为地消除不确定性信息 。模糊预 测和灰色模型
[9 ,10 ]
。因此 ,对复杂生态系统中各因子关系
建模 ,并在此基础上正确把握生态环境状态与社会 经济发展的动态关系 , 是城市生态系统研究的一个 重要问题 。 自然生态环境是城市生态系统赖以生存和发展 的重要物质基础 。生态足迹 ( Ecological Footprint , 简 称 EF) 作为生态环境承载状态测度的指标 , 受到社 会、 经济 、 人口等多种因子的影响 , 表现出时空动态 性和不确定性等特征 。近年来 , 国内外学者对生态 足迹问题作了大量的研究 , 在生态足迹动态化探索 方面取得一定进展

j=1
ω ∑
k
= 1 。则加权联系度矩阵表示为 :
2 集对分析动态模型
集对分析是由我国学者赵克勤 1989 年提出的 一种关于确定 、 不确定系统同 、 异、 反定量分析的系 统分析方法
[11 ]
μ ω ω ′= Q ・ ′+ R ・ ′ j
( 4)
( 2) 样本检验 。设样本观测值为 G = ( g1 , g2 , …, gm ) ,依据 ( 4 ) 式得到待检验系统 Y 与参照系统
式中 : dij = α d0 ; cij =
x ij
γ c0
x ij
; x ij 为影响因子 xj 对应
于 B i 种分类的平均值 ( i = 1 ,2 , …, n ; j = 1 ,2 , …,
m) ;α为参照系统 C 的同一度 ;γ 为参照系统 C 的

武汉生态发展调研报告

武汉生态发展调研报告

武汉生态发展调研报告武汉是中国重要的中心城市之一,生态环境的发展对城市的可持续发展和居民的生活质量有着重要的影响。

近年来,武汉市政府积极推动生态环境的改善和保护工作,取得了显著的成果。

本文将对武汉的生态发展进行调研,并撰写相关报告,以期对武汉市生态环境进一步改善提供参考和建议。

一、武汉的自然资源优势武汉位于长江中游地区,拥有丰富的自然资源。

首先是水资源,长江和汉江两大江流经武汉市,供应了城市的生产和生活用水。

其次是地质资源,武汉市的地下资源丰富,包括煤炭、铁矿、岩盐等。

再次是森林资源,武汉市郊区拥有广大的森林和山地,具备良好的生物多样性。

这些自然资源为武汉的生态发展提供了有力的支撑。

二、武汉的生态环境状况尽管拥有丰富的自然资源,但武汉的生态环境也面临着一些问题。

首先是水资源污染,由于城市工业化的快速发展,一些污水排放未经有效处理直接排入江河,导致水质污染。

其次是大气污染,武汉市的交通拥堵和工业排放造成了严重的大气污染问题。

此外,城市的扩张也对土地资源产生了压力,一些农田被迅速转变为工业用地。

三、武汉生态发展的成果为了改善和保护生态环境,武汉市政府采取了一系列措施,并取得了显著的成果。

首先是加强水资源管理,建设污水处理厂和提升污水处理能力,有效减少了污水直排的情况。

其次是加强大气污染治理,提高了交通管理和工业排放标准,改善了城市的空气质量。

此外,武汉市政府还大力推动生态农业的发展,保护农田和农业生态,加强生态农业的科技支持。

四、进一步改善生态环境的建议尽管取得了一些成果,但仍需进一步完善武汉的生态环境。

首先,应加强环境监管和执法力度,严厉打击环境污染行为,使环境污染者付出高昂的代价。

其次,应加强城市规划和土地利用管理,合理规划城市的扩张,保护好农田和生态环境。

此外,还需加大对生态农业的支持力度,鼓励农民发展绿色农业,提高农业生产的可持续性。

总之,武汉市政府在生态环境的改善和保护方面付出了不懈的努力,并取得了一些成果。

基于生态化城市空间结构优化的模式研究——以武汉市为例

基于生态化城市空间结构优化的模式研究——以武汉市为例

基于生态化城市空间结构优化的模式研究——以武汉市为例摘要:武汉市城市建设空间结构演变呈现出用地扩张较快,工业区与生活区混杂、绿地系统不够完善、生态环境脆弱等问题。

文章通过对比国内外理论研究实践,对生态城市发展的核心要素进行解读,武汉市应强化老城区与新区、主城区与外围区域的建设,优化城市空间结构,着力建设多核心生态城市空间的结构模式,实现人居环境的全面优化和城市可持续性发展。

关键词:生态城市;空间结构;优化模式;武汉市引言生态城市是当前城市建设的主题。

随着全球工业化经济大发展格局的到来,各国城市发展面临的生态危机状况日益恶化,在世界范围内不断兴起了关于“生态城市”、“低碳城市”、“绿色城市”、“园林城市”、“卫生城市”、“美化城市”等多维的城市生态化规划设计思潮。

1.生态城市思想理论研究1.1国外相关研究进展在城乡规划学领域较早的霍华德先生的“田园城市”规划模型、沙里宁的“有机疏散”理论模型以及芝加哥学派的“人类生态学空间模型”等都有关于生态城市规划的相关思想介绍,而且主要集中在生态城市的资源区划、生态城市景观功能、生态绿地景观系统的组织上,被认为是20世纪较早的生态规划高潮。

可持续发展理论也要求城市建设与城市环境相互协调。

1981年苏联生态学家雅内斯基(O.Yanisky)首次提出生态城的概念。

1984年联合国教科文组织发起的“人与生物圈”(MAB)计划提出了生态城市规划五原则,并从整体上概括了生态城市规划的主要内容,为后续研究奠定了理论基础。

1.2国内相关研究进展国内生态城市思想研究开展时间较晚,很多理论基本上是在国外生态学理论研究基础上发展起来的,他们从城市生态化发展的不同角度均提出了理论观点,部分学者就其存在的问题进行了分析。

2.武汉市城市空间形态演变特点图1:1870年—2013年武汉城市空间形态演变图资料来源:《图析武汉:武汉空间结构和形态城市演变的形态学研究》资料整理两江交汇、湖泊密布、山水相间的自然地理特征,造就了武汉丰富多彩的城市空间和独特的城市格局。

城市环境设计中的生态足迹评估分析

城市环境设计中的生态足迹评估分析

城市环境设计中的生态足迹评估分析在当今城市化进程飞速发展的时代,城市环境设计已成为关乎人们生活质量和城市可持续发展的重要环节。

而在这其中,生态足迹评估分析作为一种有效的工具,对于衡量城市环境设计的生态影响和可持续性具有关键意义。

生态足迹这一概念,简单来说,就是衡量人类对自然资源的需求和自然界所能提供的资源之间的差距。

在城市环境设计中,它可以帮助我们清晰地了解到各项设计决策对于生态系统的压力和影响。

首先,让我们来看看城市土地利用在生态足迹中的体现。

城市的扩张往往伴随着大量的土地开发,原本的绿地、农田和湿地被建筑物和道路所取代。

这不仅直接减少了生态系统的服务功能,如净化空气、调节气候和蓄水保土等,还增加了能源消耗和废弃物排放。

例如,大规模的住宅区建设可能导致大量的土地硬化,雨水无法自然渗透,从而增加了城市内涝的风险。

而通过生态足迹评估,我们可以量化这种土地利用变化所带来的生态影响,为更加合理的规划提供依据。

交通规划也是城市环境设计中影响生态足迹的重要方面。

交通拥堵不仅浪费人们的时间和能源,还会产生大量的尾气排放,对空气质量造成严重影响。

公共交通系统的不完善,使得私家车的使用频率增加,进一步加大了能源消耗和温室气体排放。

通过生态足迹评估,可以分析不同交通模式的能源消耗和环境影响,从而优化交通网络,鼓励人们选择更环保的出行方式,如步行、自行车和公共交通。

比如,在城市设计中规划更多的自行车道和公交专用道,增加公交站点的覆盖范围,都有助于减少交通带来的生态足迹。

能源消耗在城市环境设计的生态足迹中占据着显著的位置。

建筑物的能源需求,包括采暖、制冷和照明等,是城市能源消耗的主要部分。

不合理的建筑设计,如过大的窗户面积、不良的隔热性能等,都会导致能源的大量浪费。

此外,城市中的工业生产和商业活动也消耗着大量的能源。

生态足迹评估可以帮助确定能源消耗的重点领域,并推动采用可再生能源和节能技术。

例如,在建筑设计中充分利用太阳能、风能等可再生能源,安装节能设备和智能控制系统,能够有效降低能源消耗和生态足迹。

生态足迹

生态足迹
数据
2.各区人口数据 3.各区生物资源、能源生产和消费数据
• 城市生态足迹计算中的均衡因子和产量因子
均衡因子:qi =pi /p (pi 为市域i类土地的平均生产力,p为市域内全部土地的平 均生产力) 产量因子:Yzi =pzi /p(武汉市z区i类土地的平均生产力)
生态足迹(Ecological Footprint)
• 含义:在一定的人口和经济条件下,维持资源消费和吸收废弃物所需 要的生物生产型土地面积。
• 主要 生物生产性土地:化石燃料土地、可耕地、林地、草地、建筑 用地和水域。
• 生态足迹计算公式:EF=N·[ef=rj·∑(aai)=rj ∑(Ci/pi)] • i为交换商品和投入的类型;Pi为i种交换商品的平均生产能力;Ci为i 种商品的人均消费量;aai为i种交易商品折算的生产土地面积;N为 人口数;ef为人均生态足迹;rj为均衡因子;EF为总的生态足迹。

018.生态视角下的城乡空间特征研究——以武汉市为例

018.生态视角下的城乡空间特征研究——以武汉市为例
图 2 武汉市 1996、2001、2006、2011、2015 年三大类用地分布
图 3 1996-2015 年武汉市城乡三大类用地面积比例 1996-2015 年,武汉市建设用地发展格局由原先的沿两江四岸发展转变为呈指状逐渐扩 大发展(图 2),呈现出生态用地面积逐渐减少下降,建设用地面积逐渐上升,未利用地面 积总体保持不变的发展态势,至 2015 年,武汉市城乡建设用地面积占比达 15.5%,生态用 地占比降至 83.4%。
2.2.2 城乡生态用地效能特征
生态视角下的城乡空间特征,亦关注城乡生态用地的功能与效用—生态用地效能[3-4]。 生态用地效能,是生态用地作为土地空间载体所发挥的功能和效用的表征,是对生态用地的 规模结构、生态系统服务价值和景观格局的综合反映。城乡生态用地效能大小决定着该区域 生态环境本底的状况,反映了城乡生态用地的生态作用,是城乡生态用地对城乡空间的影响 程度的直观体现。因此生态用地效能对判别城乡生态空间特征具有十分重要的表征意义。
1 引言
改革开放以来,我国城乡社会经济发展迅速,城乡居民的生活水平逐渐提升,实现从温 饱不足到总体小康。然而在推动全面建成小康社会的发展过程中,随着城市建设用地的快速 扩张,生态空间不断被压缩,我国城乡生态环境面临巨大压力,资源枯竭、环境污染、生态 失衡等环境问题频发,城乡生态系统趋向失衡。
全面建成小康社会是一个综合、系统的工程,既要实现城乡经济、政治、文化、社会的 共同发展,更要加强生态文明建设,保障城乡生态环境,实现“生态环境质量总体改善”的 目标。全面建成小康社会的生态文明建设,既关注资源保护、环境治理和节能减排,也关注 生态环境的空间特征及其所发挥的效能作用。因此从生态视角出发,解决全面建成小康社会 中城乡生态环境问题,保护城乡生态空间格局,增强城乡可持续发展能力,提高资源利用效 率,促进人与自然的和谐,积极推进生态文明建设,是最终实现全面建成小康社会的必然要 求。

基于生态足迹理论的武汉市土地可持续利用评价及对策研究的开题报告

基于生态足迹理论的武汉市土地可持续利用评价及对策研究的开题报告

基于生态足迹理论的武汉市土地可持续利用评价及对策研究的开题报告一、研究背景及意义随着人类经济和社会的发展,城市化进程加快,城市土地资源消耗增加,土地生态环境逐渐恶化。

为保护土地生态环境,实现土地可持续利用,需要进行土地可持续利用评价研究。

土地可持续利用评价是指对土地资源利用的经济、社会和生态三方面的效益进行科学评价,以确定土地资源的持续利用水平,与人民群众的根本利益密切相关,是保障可持续发展的重要基础性工作。

武汉市作为湖北省的省会和长江经济带的重要城市,土地资源利用及其可持续性问题备受关注。

历史上,武汉市的经济发展是以土地资源消耗为代价的,土地环境问题十分突出。

随着城市规模的不断扩大和人民生活水平的提高,土地资源的压力日益加大。

针对这一情况,对武汉市土地可持续利用进行评价研究,既有助于发现武汉市土地资源利用的不足和问题,也有助于提出有效的对策和措施,保证武汉市的可持续发展。

本研究将使用“生态足迹”理论,通过对武汉市的土地资源、人均占用面积、人均生产消费、环境污染等指标的综合评估,探讨武汉市土地可持续利用的现状和存在的问题,提出可持续利用的对策和建议。

二、研究目标本研究旨在通过生态足迹理论,评价武汉市土地的可持续利用水平,研究发现武汉市土地利用的问题和瓶颈,提出相应的对策和建议,以促进武汉市的可持续发展。

三、研究内容1.生态足迹理论及其应用2.可持续发展和土地可持续利用评价理论研究3.使用生态足迹模型对武汉市土地资源进行评价4.分析武汉市土地可持续利用的现状和存在的问题5.针对武汉市土地资源利用存在的问题,提出相应的对策和建议四、研究方法本研究采用生态足迹模型对武汉市的土地资源利用进行评价,主要研究内容包括土地面积、人均占用面积、人均生产消费及环境污染等指标。

通过大量的数据分析和统计对比,评价武汉市土地可持续利用的现状,分析存在的问题及瓶颈因素,并针对性地提出可持续利用的对策和建议。

五、研究预期成果本研究将通过对武汉市土地资源利用的评价,综合考虑经济、社会和环境的因素,为武汉市可持续发展提供科学依据和决策支持。

城市生态环境演变趋势的集对分析预测研究——以武汉市为例

城市生态环境演变趋势的集对分析预测研究——以武汉市为例

增 长到 28 38 7万 h ,呈现出低 于 G 7 .5 m2 DP和生态效率增长 速率 的趋 势 , 生态环境将 进一步恶化 ,对此 就武汉市 生态 系统 但 的发展提出 了对 策与建议 。最后 ,指出 S A动态模型为城市生态系统预测研究提供 了一种可行 的解决 方案。 P
关键词 :城市生态环境 ;生态足迹 ;集对分析 ;动态模型 ;武汉 中图分类号 :Xl 11 7. 文献标 识码 :A 文章编号 :l7 .15( O 7 1o 8 .6 6 22 7 2 o )O .o 3O
生态 足迹 发展 趋势 进行 预测 。根 据 预测结 果 ,分析
生态环境状态与经济发展的动态关系 , 为政府相关 部门制定城市总体规划决策提供一种新颖 、有效的 分析 手段 。
1 集对 分 析 简 介 及 其 动 态 模 型
集 对分 析是 由我 国学 者 赵克 勤 18 99年 提 出的 种 关 于确定 、不 确定 系统 同 、异 、反定 量 分析 的 系统 分 析方法 【。 实质 是一 种新 的不确 定性 理论 , o其 J

从 同 、异 、反 3方 面来 研究 事物 之 间的 确定性 和不 确定 性 ,全面 刻 画事物 之 间 的联 系和转 化 。集对 分 析 自提 出 以来 ,已经 在评 价 、管理 、人 工智 能 和预 测 等领 域得 到 了广泛 的 应用 【 J 7。
11 集 对分 析 简介 .
自然生态环境是城市社会经 济健 康发展的重 要物质基础。生态足迹作为生态环境承载状态测度 的指标 , 受到社会、 经济 、 口等多种因子的影响 , 人 表现 出时空动态性和不确定性等特征。近年来 ,国 内外 学 者对 生态 足迹 问题作 了大量 的研 究 。在 生态 足迹动态化探索方面取得一定进展【 1根据以往的 l。 研究可以看出 ,利用线性模型 A I RMA对生态足迹 进 行 时间序 列分 析 的方法 ,并 未 考虑 各种 不确定 性 因素 的影 响 。而 回归模 拟方 法建 立预测 模 型虽 然具 有 理论 严密 、易于操 作 和对 不确定 性 处理 精确 的优 点 ,但其前提条件是将研究对象看成是一个宏观上 不确定 、微观上确定问题来处理 , 本质上是基于经 典 的微 分数 学 方法来 处 理不确 定性 问题 。而 生态环 境 是 由 多因子 动态 连接 而成 的复 杂 系统 ,其 影响 因 子 间 的确 定 和不 确 定 特 性 处 于 系统 的 同一 层 次 或 不同层次 中 J ,使得研究对象表现 出宏观上确定 、 微观 上不 确定 的特 征 。因此 ,采 用 微分数 学 方法 建 立模 型将 研 究 对 象影 响 因子 间存 在 的 不确 定 性 问 题转 化为 确定 性来 处理 ,将 忽视 或 人为地 消除不 确 定性信息 。显然 ,采用这些数学建模方法来处理生 态足 迹动 态化 问题存 在 不全 面 的缺 陷 。 本文 以武 汉市 为研 究 区域 , 对 其 18- 20 在 98 03 年 总 生态 足迹 计量 的基 础上 ,将 总生态 足迹 与其 相 关影响因子联系起来考虑 , 利用将确定性信息和不 确定性 信息包含 在同一 个系统 中进 行处理的集 对 分 析 方法(eP iAnls , P ) S t ar ayi S A ,融合 集对 分析 中 s 的 同异反模 式 识别 的“ 近原则 ” 聚类 分析 思想 构 择 和 造 集 对分析 动 态模 型 ,对武 汉市 20- 2 2 0 5 00年 总

武汉城市圈生态足迹分析

武汉城市圈生态足迹分析


皿 s / i Es :
J /

ee yl d 、建筑用地 (u d u r s nr a ) g n bi — p a a)和水域 l e ( a ra a。 w t r ) e e ( 生态足迹计算 一)
生态足迹 (clg a Fopr t F可以表示为 : E o i l ot i , ) oc nE
21 00年 2 月
经济与管理
Eoo c n mya d Ma a e n n n g me t
F b , 01 e .2 0 厶2 . 4 No2
第2 4卷
第2 期
●区域经济
武汉城市圈生态足迹分析
张 可, 王若洋 , 超 刘
( 上海理工大学 管理学院 , 上海 20 9 ) 0 0 0
摘要 : 根据武汉城 市圈各城.19 — 0 8 99 20 - 计年鉴的数据 ,  ̄ 运用生态足迹模型对武汉城市圈各城 ,2 0 年 的生态 08
足迹进行实证分析后显示:08 2o 年武汉城 市圈各城 市生态足迹差异较大 , 生态足 迹供 需结构存在 明显 的不对称 , 虽  ̄19—08 9920年各城市资源利用效率有所提高 , 但仍然处于不可持续发展状态。
产面积 。一般出于谨慎性考虑 , 生态承载力的计算 需要扣除 1%的生物多样性保护面积。 2 E =  ̄ i / ̄ C NY( ) a NZ(i i / i ,i AI = 3 P IE Y) J +— . B a 在( ) 4 式中 E 为总生态承载力 。 C () 4
点和今后的研究发展方向。 陈惠雄等 以浙江省为例 实证 了经济增长 、 生态足迹与可持续发展能力 的相
类所排放废物的、 具有生物生产力 的地域面积。生

基于生态足迹分析的城市规划方案研究

基于生态足迹分析的城市规划方案研究

基于生态足迹分析的城市规划方案研究引言随着全球城市化进程的不断加速,城市规划成为了一个重要的议题。

然而,传统的城市规划方法往往忽视了对生态环境的影响评估,导致了许多城市在发展过程中面临了严重的环境问题。

为了解决这一问题,基于生态足迹分析的城市规划方案应运而生。

本文将探讨生态足迹分析在城市规划中的应用,并提出一种综合考虑生态、经济和社会因素的城市规划方案。

第一部分:生态足迹分析的概念与方法1.1 生态足迹的定义与意义生态足迹是指人类活动对生态系统所造成的影响的度量指标。

它通过衡量一个地区所需的生物产能与该地区所提供的生物产能之间的差距,来评估人类活动对生态系统的压力。

生态足迹分析可以帮助我们了解人类活动对环境的影响程度,从而为城市规划提供科学依据。

1.2 生态足迹分析的方法生态足迹分析的核心是对资源消耗和废物排放进行量化和评估。

常用的方法包括生态足迹指数、生态足迹占比、生态足迹与生物产能的比较等。

通过这些方法,我们可以了解一个城市的生态足迹大小及其对生态系统的影响程度。

第二部分:基于生态足迹分析的城市规划方案2.1 生态足迹与城市规划的关系城市规划旨在实现城市的可持续发展,而生态足迹分析可以帮助我们评估城市发展对生态环境的影响。

通过将生态足迹分析纳入城市规划过程中,我们可以更好地了解城市的生态承载能力,并制定相应的规划方案。

2.2 生态足迹分析在城市规划中的应用基于生态足迹分析的城市规划方案应综合考虑生态、经济和社会因素。

在生态方面,我们可以通过优化城市布局,提高资源利用效率,减少废物排放等措施来降低生态足迹。

在经济方面,我们可以通过发展绿色产业、提升能源利用效率等方式来促进经济发展。

在社会方面,我们可以注重公平分配资源,提高居民的生活质量。

2.3 案例分析:基于生态足迹分析的城市规划方案以某虚构城市为例,该城市在过去几十年的发展中面临着生态环境恶化、资源短缺等问题。

为了解决这些问题,城市规划部门进行了基于生态足迹分析的规划方案研究。

城市环境设计中的生态足迹评估

城市环境设计中的生态足迹评估

城市环境设计中的生态足迹评估在当今城市化进程飞速发展的时代,城市环境设计已成为塑造城市形象、提升居民生活质量的关键因素。

然而,在追求美观与功能性的同时,我们不能忽视一个重要的考量——生态足迹评估。

这一评估方法为我们提供了一个衡量城市发展对生态系统影响的有效工具,有助于实现可持续的城市环境设计。

生态足迹,简单来说,就是衡量人类对自然资源的需求和自然界所能提供的资源之间的差距。

在城市环境设计中,它涵盖了从土地利用、能源消耗到水资源管理等多个方面。

当我们规划一座新的城市公园、设计一栋商业建筑或者布局一个住宅区时,这些决策背后都隐藏着对生态资源的索取和影响。

首先,让我们来看看土地利用在生态足迹评估中的重要性。

城市的扩张不可避免地会占用大量土地,原本的农田、森林或者湿地可能会被转化为建设用地。

这种土地用途的转变不仅直接减少了生态系统的服务功能,如土壤保持、水源涵养和生物多样性保护,还可能引发一系列连锁反应。

例如,大面积的硬化地面会增加雨水的径流速度,导致洪水风险增加,同时也降低了地下水的补给能力。

能源消耗是城市环境设计中另一个关键的生态足迹因素。

从建筑物的照明、供暖和制冷,到交通运输系统的运行,都需要消耗大量的能源。

而目前,大部分城市的能源供应仍然依赖于化石燃料,其开采和使用过程会产生大量的温室气体排放,加剧全球气候变化。

在城市规划中,如果能够合理布局功能区域,减少居民的通勤距离,推广公共交通和绿色出行方式,将有助于降低能源消耗和相应的生态足迹。

水资源管理也是生态足迹评估中不可忽视的一环。

城市居民的日常生活、工业生产和绿化灌溉都需要消耗大量的水资源。

如果城市的供水主要依赖于远距离调水或者过度开采地下水,不仅会增加水资源的压力,还可能引发生态失衡。

在城市环境设计中,通过采用节水器具、建设雨水收集和回用系统,以及优化城市水系的布局,可以提高水资源的利用效率,减少对外部水资源的依赖。

除了上述直接的资源消耗,城市环境设计中的生态足迹还包括废弃物的产生和处理。

005城市绿道网络景观生态功能评价及优化策略研究——以武汉市为例

005城市绿道网络景观生态功能评价及优化策略研究——以武汉市为例

城市绿道网络景观生态功能评价及优化策略研究1——以武汉市为例张庆军戴菲【摘要】城市作为人类集聚最为集中的聚集地,在快速工业化和城市化背景下,逐步成为人与自然矛盾冲突最为集中、人地关系最为紧张的前沿阵地。

为缓和人地关系,构建人与自然和谐共处的桥梁,从19世纪60年代,以奥姆斯特德为代表的景观生态学家开始了绿道的实践与理论研究探索,逐步建立了绿道网络在景观生态领域的重要地位。

本文以景观生态学理论为基础,从斑块指数、廊道指数和绿道网络结构指数三个方面构建城市绿道网络的景观生态指数,形成城市绿道网络的景观生态功能评价体系,并以武汉市绿道系统建设规划为研究对象,对武汉市绿道网络景观生态功能进行评价,评价结果为武汉市绿道网络斑块指数较高,廊道指数次之,网络结构指数较低。

针对该评价结果,提出了武汉市绿道网络的优化策略,以期武汉市绿道网络规划的实施发挥更好的景观生态效益,为进入城市发展快车道的武汉提供更好的技术支撑。

【关键词】绿道网络;景观生态功能;评价;策略我国改革开放以来,城市面貌与格局日新月异,吸引大量农村人口向城市转移,城市人口剧增引起了城市空间的外部蔓延和内部重组。

在以经济发展为第一要务的观念倡导下,城市蔓延对城市外围生态空间不断蚕食、切割、包围和侵占,城市空间的内部重组对城市公共开敞空间挤压和切割,导致城市生态用地大量被城市建设用地侵蚀及城市户外活动空间锐减,严重影响城市居民的生活质量和生活健康。

西方国家工业革命后特别是第二次世界大战后城市快速扩张,城市建设也面临过同样的问题,并尝试用生态学的理念扭转城市人与自然对立的趋势,在这一理念引导和景观生态学等理论支撑下,城市开始出现利用绿道网络对割裂的城市空间进行缝补,尝试建立城市人与土地之间的联系、人与开敞空间的联系、城市各个功能地块之间的联系、经济发展和环境保护之间的联系,掀起了绿道建设运动(greenway 米ove米ent)的高潮。

绿道网络建设成国家自然科学基金项目《公园系统网络化的生态环境效应——以国家“两型社会”新特区为例》(编号50908092)资助为人类营造良好生存环境的物质空间规划的一种趋势。

109.城市绿地从量化评估到空间评估的探索实践 ——以武汉市为例

109.城市绿地从量化评估到空间评估的探索实践 ——以武汉市为例
2 绿地评估的常规指标体系
2.1 常规量化指标体系综述
我国法定规划体系中的绿地专项规划一直以来都是主要以量化指标来管控城市绿地的 建设发展,从 1993 年建设部制定的《城市绿化规划建设指标的规定》(城建〔1993〕784 号)到当前《国家生态园林城市评价标准》、《国家森林城市》等,都是依据基于 1982 年 城乡建设环境保护部颁发的《城市园林绿化管理暂行条例》所涉及的三大绿地指标为主,即 人均公园绿地面积、绿地率及绿化覆盖率来进行评价。但从城市绿地的功能属性来看,涵盖 了城市景观、游憩休闲、社会经济、防灾避难等多个方面,因此传统单一的量化指标很难体
距离免费开放 式公园 500 米 的居住区比例 (%) 100%
城市中心区人 均公园绿地 5 平 方米以上
城市各城区绿 地率最低值 ≥ 25%
公园绿地服务半 径覆盖率
拥有人均 2 平 方米以上绿地 的居住区比例 (%) 100%
水岸绿化率 80% 以上
城市各城区人 均公园绿地面 积最低值≥5 平方米/人
传统的量化指标侧重于绿地总量规模的建设水平,包括绿地率、绿地覆盖率以及人均绿 化指标等,对于绿地本身的空间格局和分布的合理性与科学性缺乏有效指导。以往强调的 “点、线、面”布局,只是从空间分布、城市景观意向的角度出发,较为粗略的指导其空间布 局,缺乏相关的科学依据作为支撑,导致规划过程中的增量绿地往往采用见缝插针的方式, 而非以生态服务水平为导向。以武汉为例,尽管从总的指标来看,人均公园绿地达到了生态 园林城市标准,但若根据实际人口的密度分布来看,二环线内老城区的指标则明显不足。而 依据景观生态学方面的相关结论,绿地的空间分布的合理性对于其生态功能的服务水平有着 明显的影响,因此需要从包括景观生态学在内的相关学科方面寻找科学依据,更加科学的指 导城市绿地的布局。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
[4~7 ]
作为预测不确定性问题的方法 ,
为生态系统领域的预测研究提供了强有力的支持 , 但它们都不能囊括研究对象存在的随机 、 模糊 、 中介 和信息不完全所致的不确定性类型 , 会损失许多不 确定信息 ,降低求解精度 。显然 ,采用这些建模方法 处理生态足迹动态化问题都存在不全面的缺陷 。 本文应用将确定性信息和不确定性信息包含在 同一个系统中进行处理的集对分析方法 ( Set Pair
013 % 。并对武汉市 2005 年~2020 年总生态足迹发展趋势进行了预测 。研究结果表明 ,2005 年~2020 年总生态足
4 2 4 2 迹将由1 7841662 × 10 hm 增长到2 7811388 × 10 hm ,呈现出低于 G DP 、 高于能源利用率增长速率的趋势 ,生态环境
将进一步恶化 ,对此就武汉市生态系统的发展提出了对策与建议 。最后 ,指出 SPA 动态模型对城市生态系统中生 态足迹动态化方法的修正具有理论和实际意义 。 关键词 : 城市生态系统 ; 生态足迹 ; 集对分析 ; 动态模型 ; 武汉
Байду номын сангаас
1 引言
1984 年著名生态学者马世骏提出 “社会 - 经济 - 自然” 复合生态系统理论
) ;μ 表示第 k 个分类模式系统 B k 与参 C = (α ,β,γ
x =
∑ρ
k
xk
0
照系统 C 组成集对后联系度 , 记为 μk = ak + bk i +
ck j , ( k = 1 ,2 , …, n ) 。
k=1
∑ρ
k
1
( 6)
( 3) 模拟预测 。依照步骤 ( 2) ,可计算出模拟系 统的预测值 。
[10 , 13 ]
根据同异反模式识别的择近原则 ,比较 ρ k 的大 ρ ρ ρ 小 ,确认 ρ k0 = min ( 1 , 2 , …, n ) 为待检验系统 Y 与 分类模式系统 B k0 最接近 ,将 Y 归入模式 B k0 ,此乃集 对分析聚类分析思想 。若记 x k 为各个分类系统的 中心 ,则 Y 的预测值可以由 ( 6) 式计算 。如由 ( 6) 式 得到的值与实际值满足事先设定的精度 , 则认为此 模型有效 。
016020 012703 012298 011863 011683
年鉴和相关变量转换得到 。 (2) 数据处理 。应用 SPSS 1310 软件中 Pearson [21 ] 相关系数 对总生态足迹与六个影响因子 1988 年 ~2003 年的数据进行相关分析 ,以剔除相关度不大 的因子 。分析结果表明 , G DP 、 人口 、 社会消费品零 售总额和能源利用率与总生态足迹以 0101 显著性 8 水平高度相关 。由此 , 确定 G DP ( × 10 元 ) 、 人口数 4 8 量( × 10 人) 、 社会消费品零售总额 ( × 10 元 ) 和能 源利用率 ( 元Π t SCE 标准煤 ,即万元工业产值能源消 费量的倒数) 为总生态足迹的重要影响因子 。四个 影响因子分别以 x1 、 x2 、 x3 和 x4 来表示 , y 表示总 生态足迹 。 以 1988 年数据为参照 ,计算各因子和总生态足 迹的年增长率 ( 即该年值与上一年的比值) ,见表 1 。
EF = N ・ef =
i =1
∑EP EQ
i
Ci
i
( 7)
Rees 认为 , 由于生态足迹存在指标过于简单 , 且不能完全把握任一系统发展行为的缺陷 , 因此关 于生态足迹的分析应与经济 、 社会和其他相关因子

cn1

cn2
29 卷第 3 期
周敬宣等 : 基于集对分析的城市生态足迹预测
113
[2 ,3 ]
,
使得研究对象表现出宏观上确定 、 微观上不确定的 特征 。因此 ,采用微分数学方法建立模型将研究对 象影响因子间存在的不确定性问题转化为确定性来 处理 ,将忽视或人为地消除不确定性信息 。模糊预 测和灰色模型
[9 ,10 ]
。因此 ,对复杂生态系统中各因子关系
建模 ,并在此基础上正确把握生态环境状态与社会 经济发展的动态关系 , 是城市生态系统研究的一个 重要问题 。 自然生态环境是城市生态系统赖以生存和发展 的重要物质基础 。生态足迹 ( Ecological Footprint , 简 称 EF) 作为生态环境承载状态测度的指标 , 受到社 会、 经济 、 人口等多种因子的影响 , 表现出时空动态 性和不确定性等特征 。近年来 , 国内外学者对生态 足迹问题作了大量的研究 , 在生态足迹动态化探索 方面取得一定进展
[1 ]
条件是将研究对象看成是一个宏观上不确定 、 微观 上确定问题来处理 , 本质上是基于经典的微分数学 方法来处理不确定性问题 。而生态环境是由多因子 动态连接而成的复杂系统 , 其影响因子间的确定和 不确定特性处于系统的同一层次或不同层次中
[8 ]
,明确指出城市是典型
的复合生态系统 。城市生态系统是一个自组织 、 自 调节的开放系统 , 具有边界模糊 、 因子众多 、 组成因 子间相互依存关系复杂和因子取值在时空上的随机 性等特征
Analysis , SPA) ,融合集对分析中的同异反模式识别
。根据以往的研究可以看
出 ,利用线性模型 ARIMA 对生态足迹进行时间序列 分析的方法 , 并未考虑各种不确定性因素的影响 。 而回归模拟方法建立预测模型虽然具有理论严密 、 易于操作和对不确定性处理精确的优点 , 但其前提
收稿日期 :2006 - 08 - 08 ; 修订日期 :2006 - 11 - 10
的 “择近原则” 和聚类分析思想构造集对分析动态模 型 ,对武汉市 2005 年~2020 年总生态足迹发展趋势 进行预测 ,并根据预测结果 ,分析生态环境状态与经
作者简介 : 周敬宣 ,男 ,湖南长沙人 ,教授 ,博士生导师 ,研究方向为环境工程和环境规划与管理 。
E2mail :zjxlypyj @163. com ; Tel . : 13971383234
( 1) 建立分类模式系统与参照系统集对 { B , C}
的联系度 。在不考虑权数时 : μ = Q + Rj
d11 d12 d22
3 武汉市总生态足迹的 SPA 动态模
( 3)
型预测
311 数据准备 (1) 总生态足迹数据与其影响因子数据 。采用
… d1 m … d2 m … … dnm … ;
C 联系度 ,记为 μ = a + bi + cj 。利用公式 ( 5) 计算同
。其实质是一种新的不确定性理论 ,
从同 、 异、 反 3 方面来研究事物之间的确定性和不确 定性 ,全面刻画事物之间的联系和转化 。集对分析 自提出以来 , 已经在评价 测
[15 ] [12 ]
异反联系向量 μk 与μ 的同异反距离ρ k ,即 : ρ k =
( 华中科技大学环境科学与工程学院 ,武汉 430074)
摘 要 :自然生态环境是城市生态系统赖以生存和发展的重要物质基础 ,生态足迹作为生态环境承载状态测 度的指标 ,受到社会 、 经济 、 人口等多种因素的影响 ,表现出时空动态性和不确定性特征 。鉴于集对分析 ( SPA) 在处 理不确定性问题的优势 ,以武汉市为研究对象 ,将城市总生态足迹与其相关影响因子联系起来考虑 ,融合集对分析 中的同异反模式识别的 “择近原则” 和聚类分析思想构造集对分析动态模型 , 模型精度较高 , 验证误差均小于
μ 1 μ= μ 2 … μn
;Q =
d21

d n1

dn2
生态足迹资源帐户模型 ( ( 7 ) 式中各变量的含义见 [17 ] [18 ] 文献 ) 及 相 关 资 料 计 量 了 武 汉 市 1988 年 ~
2003 年的总生态足迹 。
n
c11 R = c21
c12 c22
… c1 m … c2 m … … … cnm
式中 : dij = α d0 ; cij =
x ij
γ c0
x ij
; x ij 为影响因子 xj 对应
于 B i 种分类的平均值 ( i = 1 ,2 , …, n ; j = 1 ,2 , …,
m) ;α为参照系统 C 的同一度 ;γ 为参照系统 C 的
对立度 ; d0 、 c0 为常数 。式中对立度采用倒数型 。 若分类系统 B 与参照系统 C 的联系度对各个 因素的依赖程度不同 , 以权系数来表示各个因素的 重要性 。权系数记为 :ω = (ω1 ,ω 2 , …,ω m ) , 其中 :
联系起来考虑 。也即是 , 社会经济因子动态变化将 [19 , 20 ] 导致生态足迹动态化过程 。根据生态足迹定 [17 ] 义 和模型表达式的分析 , 定性地界定 G DP 、 人口 、 能源利用率 、 社会消费品零售总额 、 城市化水平 、 城 市居民可支配收入 、 工业总产值和第三产业比重等
n k=1 n
。本文将集对分析方法中同异反模式
0
识别的 “择近原则” 和聚类分析思想融合构造集对分 析动态模型 ,具体过程如下 : 设研究对象为 A ,其可能分类集合为 B = { B 1 ,
B 2 , …, B n } , 研究对象影响因子集合 X 为 { x1 , x2 ,
…, xm } ; 待检验系统为 Y ,模拟系统为 Z , 参照系统
8 个指标作为生态足迹的影响因子 。数据来自统计
一定的条件下可以相互转化 ; 其次 ,城市生态系统具 有模糊不确定特征 , 因此确定对立度采用倒数型 。 影响因子权重采用客观赋权法中的熵值法赋权 , 利 用 MAT LAB 面向对象编程实现因子原始数据的无量 纲化 和 权 重 计 算 , 得 到 因 子 的 影 响 权 重 为 ω = ( 012334 ,012693 ,012334 ,012639) 。 根据公式 ( 4 ) 计算得到分类样本 B k 与参照系 统 C 的联系度为 : μ 1 015435 μ = 2 μ 3
相关文档
最新文档