[发明专利]一种城市生态系统瓶颈因子辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于城市生态评价与管理领域，尤其涉及城市生态系统瓶颈因子分析方法。本方法适用于基于供需平衡原理，辨识出资源环境要素中影响城市生态系统发展的关键限制因子，以为制定城市生态调控措施提供依据。

背景技术

尽管人类的生态意识已逐渐觉醒，尽管城市发展过程中的环境污染、生态破坏等问题所产生的恶劣影响已引起关注，尽管各种治理措施与管理方案已开始被应用，但不得不承认，随着城市人口的激增、城市规模的迅猛扩张，各种城市生态环境问题仍然愈演愈烈，已发展成为城市社会经济可持续发展的巨大障碍，并将危及到社会稳定和国家安全。系统探究城市生态环境问题产生的根源，辨识影响城市生态系统健康发展的关键限制因子，以制定相应的生态调控方案，对于实现城市可持续发展具有重要理论与现实意义。

经济学的供需平衡原理可以为城市生态环境问题的根源分析提供借鉴。归根到底，城市生态环境问题的产生本质上是由城市社会经济发展的无限需求与资源环境支持系统的有限供给之间的供需失衡所导致的。当城市社会经济发展的需求超过资源环境支持系统的供给能力，并且两者之间的矛盾与缺口不可调和时，即将导致城市生态环境问题的爆发。如同生态学最小因子法则所描述的“各种生态因子总是综合地起作用，但具体情况下总是由一个或少数几个生态因子起着主导作用”那样，城市生态环境问题主要由少数瓶颈要素的供需失衡引发，这些瓶颈要素在一定条件下阻碍和制约城市社会经济系统发展速度和规模、主导城市发展方向。因此，识别出限制城市生态系统发展的瓶颈要素，对于掌握城市生态症结、对症下药地制定城市生态调控措施具有指导意义。

现有研究中，多见通过生态承载力、生态系统服务功能、生态系统健康、可持续发展指标等开展城市生态系统现状评价，以发现城市生态系统发展过程中存在的问题，间接识别城市生态系统发展的影响因子。经检索，在现有专利和其他公开资料中，很少有基于对城市生态环境问题产生根源的理解，而直接开展城市生态系统瓶颈因子识别的研究。针对某个指标或目标而开展的现状评价有助于从特定角度理解城市生态系统情状、发现存在问题。寻求适宜的切入点，直接识别城市生态系统瓶颈因子的研究，则将为城市生态系统研究提供一种新思路以及一种快速诊断技术，能有力指导城市生态调控。

因此，建立一种直接快速的城市生态系统瓶颈因子识别方法，对于发现城市症结、有效实施城市生态调控仍然极为必要。考虑到城市生态环境问题的纷繁复杂性，首先理性地透过现象分析问题发生的本质，基于对问题根源的理解，针对性地聚焦于资源环境支持系统，提出直接识别城市生态系统瓶颈因子的方法，必将有助于推动城市生态系统评价理论的完善以及城市生态调控实践的进步。

发明内容

引入经济学的供需平衡原理，分析城市发展过程中社会经济发展与生态环境质量关系的几种不同模式的特点，提出城市生态环境问题发生的本质是社会经济发展的无限需求与资源环境支持系统的有限供给之间的供需失衡。当资源环境支持系统的供给不能满足社会经济的需求时，将会影响城市生态系统的正常发展，可能导致城市生态环境问题的爆发。

基于对城市生态环境问题之供需失衡本质的理解，从资源环境要素的供需关系入手，建立城市生态系统瓶颈因子识别方法。同时，针对不同要素提出瓶颈等级辨别标准，确定各要素瓶颈等级，从而明确生态调控的优先等级和重点调控对象。本方法的特征在于从供需平衡原理出发，通过供需关系识别城市资源环境要素中的瓶颈因子，为城市生态调控指明方向。与常见的城市生态系统评价方法相比，本方法具有以下优点：

(1)将经济学的供需平衡原理引入到城市生态研究中，促进城市生态学与其他理论方法的交叉，有利于理论创新；

(2)从资源环境要素的供需关系探讨城市生态环境问题的根源，为城市生态评价与管理提供了一种新思路；

(3)直接聚焦于资源环境要素，辨识影响城市生态系统发展的瓶颈因子，发展了一种城市生态系统的快速诊断技术，能有效服务于城市生态调控与管理，提高管理效率。

具体实施方式

(1)瓶颈因子识别

首先根据城市生态支持系统要素的不同性质及供需特征，将要素分为资源要素和环境要素。分别针对两类要素，建立如下短缺指数来明确需求与供给之间的缺口，以表征要素对城市发展的阻碍和制约程度。