基于空间网格的区域生态承载力与产业布局一致性评价

陆文涛1,2 付正辉3,4,† 郭怀成4 吕红迪2,† 于雷2

1. 清华大学环境学院, 北京 100084; 2. 环境保护部环境规划院, 北京 100012; 3. 中国环境科学研究院, 北京 100012;北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871; † 通信作者, E-mail: fzh@pku.edu.cn(付正辉), 279319124@qq.com (吕红迪)

摘要 以千米尺度的空间网格为基本测算单元, 通过构建合适的评价指标体系, 开展区域生态承载力与产业布局一致性评价。以上海市青浦区为案例的研究结果表明: 1) 该方法可以有效地识别区域生态承载力与产业压力空间分布状况, 能够对区域生态承载力与产业布局一致性展开评价; 2) 青浦区平均产业压力指数为0.51,生态承载力指数为0.25, 全区生态承载力与产业布局一致性较高, 平均一致性指数为3.12。关键词 空间网格; 生态承载力; 产业压力; 一致性评价

基于生态承载力的理论和方法, 识别区域产业发展的关键生态限制因素, 研究构建产业发展与生态承载力一致性评价的方法, 成为当前生态承载力与产业经济领域的研究重点和难点。

本研究从空间尺度出发, 以千米尺度格点为基本单元, 构建合适的生态承载力与产业结构评价指标体系, 计算区域空间尺度产业压力指数和生态承载力指数, 并进行空间网格的区域生态承载力与产业布局一致性评价, 从而为区域产业结构空间布局调整和优化决策提供科学支持。

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北京大学学报(自然科学版)

研究区概况

第56卷 第5期 2020年9月

为基础, 构建生态承载力指数评价指标体系和产业压力指数评价指标体系。指标体系分为目标层、准则层和指标层3个层次。根据专家打分法, 获得3个层次不同指标对应的权重, 如表1所示。其中, NDVI指数和区域生态服务价值权重值最低, 不同污染物环境容量指标具有最高的权重。

2.2一致性评价方法

以生态承载力指数和产业压力指数评价指标体系为基础, 以1千米格点尺度为基本测算单元, 计算生态承载力指数和产业压力指数。用产业压力指数和生态承载力指数的比值——承压度指数(DPI)来表征区域生态承载力与产业布局的一致性关系,根据研究区域DPI进行承载力与产业布局一致性评价。DPI计算公式为DPI  W / C ( j  1,2,3,  , m),

j j j DPIJ 为第j个单元的承压度, Wj为第j个单元的产业压力指数, Cj为第j个单元的生态承载指数。

Table 1

Evaluation index system of ecological carrying capacity index and industrial pressure index

其中, xi 为归一化后的结果, xi为各指标计算后得到的原始结果, xmax为各指标原始结果的最大值, xmin为各指标原始结果的最小值。

2.4

本研究中土地利用、NDVI、区域人口密度、区域GDP密度和生态服务价值等为1千米尺度的栅格数据, 来自中科院资源环境科学数据中心[16–19]。生态空间区划、环境容量和污染物排放状况等来自上海市“三线一单” 环境容量计算结果及上海市统计年鉴, 并基于行政区划、“三线一单”保护区划和环境管控单元的区划结果, 进行空间插值及栅格化处理获得。

3数据获取区域生态承载力与产业空间一致性评价结果

根据建立的生态承载力指数和产业压力指数指标体系及其权重, 结合青浦区相关数据, 分别得到青浦区生态承载力指数、产业压力指数以及生态承载力与产业空间一致性评价结果, 如图2所示。

可以看出, 青浦区产业压力呈现明显的两极分

本文以上海市青浦区为研究案例, 基于构建的生态承载力指数评价指标体系和产业压力指数评价指标体系, 以千米尺度格点为基本测算单元, 进行区域生态承载力与产业布局一致性评价, 得到结论如下。

1) 本文方法可以有效地评价区域生态承载力和产业压力空间分布状况, 能够对区域生态承载力

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