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资源环境承载力评价信息平台设计实现

2019/04/11 阅读:

摘要:结合资源环境承载力综合评价技术与方法,设计开发了资源环境承载力评价信息平台。本平台主要实现了资源环境承载力基础数据管理、导入和导出、资源环境承载力评价8大类指标的计算及等级评价、评价结果展示等功能,最终实现资源与环境的科学管理和合理应用,为我国区域协调、生态安全、资源保证能力、重大设施建设、国土开发利用、国土资源规划提供信息服务。同时,也为资源环境承载力综合评价的研究工作提供技术支撑。

关键词:区域;资源环境承载力评价;信息平台;设计;实现

引言

《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》提出,把生态文明建设放在突出的战略位置,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,协同推进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化和绿色化,以健全生态文明制度体系为重点,优化国土空间开发格局,全面促进资源节约利用,加大自然生态系统和环境保护力度。生态文明建设已成为新时期我国可持续发展战略的核心内容之一。十八届三中全会《关于全面深化改革若干重大问题的决定》中明确提出建立资源环境承载力监测预警机制,对水土资源、环境容量和海洋资源超载区域实行限制性措施。这条措施进一步加强了资源环境承载力这一重要指标在国土空间开发保护中的重要指示作用[1]。当前随着新一轮全国国土规划工作的展开,生态文明、自然资源禀赋和生态环境条件等概念得到了重点突现,并以此为基础,合理确定评价对象,明确区域国土开发利用的适宜性和限制性,选择合理的国土空间开发战略。在充分考虑资源环境承载力的基础上,把资源的开发利用和环境的整治保护密切结合在一起,以求人与自然和谐共生,保障社会经济的可持续发展。区域资源环境承载力是一个涵盖资源和环境要素的综合承载力的概念,是指在一定的时期和一定区域范围内,在维持区域资源结构符合可持续发展需要,区域环境功能仍具有维持其稳态效应能力的条件下,区域资源环境系统所能承受人类各种社会经济活动的能力[2]。本文认为资源环境承载力的要素应分为资源承载要素和环境承载要素,进一步细分由土地资源、矿产资源、海洋资源、水资源、地质环境、生态环境、水环境和大气环境等基本要素组成。区域资源环境承载力评价信息平台的建设主要是对资源环境承载力所涉及的土地资源、矿产资源、水资源和海洋资源以及地质环境、生态环境、水环境和大气环境等信息进行有效的集成与整合,结合资源环境承载力综合评价技术与方法,利用高性能计算机技术对信息综合处理的能力,实现资源与环境的科学管理和合理应用。

1数据准备

自然资源、生态环境为区域经济的发展提供了必要的支撑,是任何技术都无法替代的基础,经济发展总是伴随着土地、矿产、能源、水等资源的大量消耗,我国经济的快速发展也导致资源保障和生态环境保护面临严峻的挑战,资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题日益突出。资源环境已成为制约我国经济可持续发展的主要瓶颈[3]。本文以资源和环境两方面内容为研究对象,收集、整理与资源环境密切相关的土地、矿产、水、海洋、大气和生态等基础资料,结合软件工程思想,明确资源环境承载力基础数据内容及内在数据关系。进行如下准备工作。

1.1资源环境承载力基础数据内容

为了提高基础资料累计的效率,对资源环境承载力基础数据进行了整理、分类和归档,将基础数据库划分成空间数据和属性数据两大类,为后续基础数据库的建立,信息平台的搭建,数据展现、分析、应用及评价提供一体化、规范化的数据接口。见表1。

1.2资源环境承载力评价指标体系

遵循区域差异性、尺度差异性、可操作性等原则,分析资源环境承载力基础数据内容及特征,结合区域资源状况、环境条件、经济社会形势和需求,从资源环境承载力的内涵和承载的递阶效应出发,将资源环境承载力综合评价分为“本底—状态—潜力”三个层次:资源环境承载本底反映资源环境承载力的支持部分(资源供给能力、环境纳污能力和生态支撑能力),用于度量区域生态-资源-环境系统的自然潜在承载能力的高低;资源环境承载状态综合考虑了资源环境承载力的支持部分和压力部分,分析生态系统的自我维持与调节能力、资源与环境子系统的供容能力和社会经济子系统的发展需求的供需平衡状况,用于衡量地区发展功能与资源环境禀赋的协调匹配程度;资源环境承载潜力反映剩余可消耗的资源供给能力、环境纳污能力,用于度量区域未来发展的资源环境可承载潜力,确定区域现状和未来资源环境约束条件。通过分层次评价,掌握生态-资源-环境系统自然本底条件下国土开发的适宜性,明确人类社会经济子系统与资源环境禀赋的功能匹配度和协调性、国土资源利用方式是否集约合理,以及研判未来发展的适宜性、潜力和调整管控方向[4]。根据上述评价目标与思路,构建区域资源环境承载力综合评价指标集,包括两大指数、8项分指数,分指数评价指标分为本底(Basis)、状态(State)、潜力(Potential)3个层次(见表2)。

1.3资源环境承载力单要素评价方法

基于资源环境承载力评价对象的复杂性,从数据获取等可操作性、机理分析与因果解释、差别化国土资源与空间管理政策的制定与实施等角度出发,本研究中资源环境承载力单要素评价方法,选取等间距评价法和等级赋值法(见表3)。等间距评价法。根据各评价单元评价结果的数值分布规律,以其最大、最小值作为上下限,采用等间距的方式划分评价等级的方法。等级赋值法。根据各评价单元评价结果,按照给定的等级划分直接进行赋值的方法。

1.4资源环境承载力综合评价方法

区域资源环境承载力综合评价采用定性分析与定量评价相结合的技术方法。资源环境承载本底评价,选用指数评价法、判别评价法;资源环境承载状态评价,选用状态空间法、判别评价法;资源环境承载潜力评价,选用指数评价法[5]。详见表3。

2资源环境承载力信息平台设计与构建

2.1资源环境承载力评价技术流程

资源环境承载力评价的技术流程如图1所示。

2.2平台设计

区域资源环境承载力评价信息平台是一个开放性的系统,多个业务应用模块并行运行,同时,还要保证各模块的信息共享,数据一致。因此,本平台是一个多层结构系统,分为基础层、数据层、应用支撑层、应用层、网络层、客户层。基础层。包括建设本信息平台所需要的硬件基础和软件基础。硬件包括服务器、存储设备等,软件基础包括操作系统、GIS平台、数据库软件等。数据层。平台需要用到的信息数据包括:基础地理空间数据;土地资源、矿产资源、水资源、海洋资源、地质环境、大气环境、水环境和生态环境等8类资源环境载力基础数据;支撑平台运行的系统数据。应用支撑层。应用支撑层介于数据层和应用层之间,为应用层提供必要的基础服务。该层包括数据访问服务、安全控制、日志服务等。其中,数据访问服务负责对数据库的读、写操作,是应用层与数据库的交互桥梁;安全控制负责系统的角色和权限管理;日志服务记录系统的各类操作,保证系统运行的安全性。应用层。本层包含了数据管理(包括数据建库和更新、数据编辑、数据维护和变更等)、资源环境承载力指数计算、综合评价、成果输出和系统管理等功能的各个应用模块。网络层。用户使用系统连接局域网连接服务器,浏览权限范围内的信息,使用承载力综合评价功能。用户层。将用户划分为系统管理员和普通用户,系统管理员是对系统中所涉及的数据进行管理,普通用户能够在该信息平台中进行区域资源承载力评价等模块操作。

3平台应用

广西北部湾经济区地处我国沿海西南端,位于北部湾北部。包括南宁、北海、钦州、防城港、玉林、崇左6个地级市行政区,辖区陆域面积7.27万km2,常住人口2030.60万人,近岸海域面积约为7000km2。经济区拥有丰富的土地、矿产、海洋和水资源,在北部湾经济区城镇化、工业化不断发展的推进过程中,起着重要的物质空间基础作用。应对其进行承载力评价,从而更好地为经济区区域协调、生态安全、资源保证能力、重大设施建设、国土开发利用、国土资源规划等方面提供支撑。利用区域资源环境承载力评价信息平台数据导入功能,将广西北部湾地区资源环境承载力基础数据录入系统中,结合平台中指定单要素资源环境承载力计算和评价方法,以县级行政区为评价单元,进行指数计算,评价单要素和承载力综合评价,最终的评价结果以空间专题图形式展现出来。通过土地资源单要素和综合承载力评价结果可以看出,广西北部湾经济区中,南宁市的可利用土地资源承载力等级最好,南宁市土地资源承载状态指数最好,北海市的土地资源承载本地指数和潜力指数最好。

4结束语

本文中的信息平台已在广西北部湾经济区、关中-天水经济区等重点区域得到推广和应用,在后续研究中,会进一步将更多的承载力评价模型集成到平台中,达到为全国不同区域、不同层次的用户提供资源环境承载力指数查询、计算及成果制作等服务的基础平台,也为承载力分析、评价和决策提供技术工具而服务。

参考文献:

[1]袁国华,郑娟尔,贾立斌,等.重点实验室深入学习三中全会《决定》之一:加强资源环境承载力监测预警[EB/OL].

[2]刘蕾.区域资源环境承载力评价与国土规划开发战略选择研究———以皖江城市带为例[M].北京:人民出版社,2013.

[3]贾彦鹏.资源环境承载力监测预警机制研究[EB/OL].(2014-04-08).

[4]安翠娟,侯华丽,周璞,等.生态文明视角下资源环境承载力评价研究———以广西北部湾经济区为例[J].生态经济,2015(11):144-149.

[5]李华姣,安海忠.国内外资源环境承载力模型和评价方法综述———基于内容分析法[J].中国国土资源经济,2013(8):65-68.

作者:徐礼鹏 柳玉洁 何育枫 陈晔 徐方萍 单位:江苏省地质勘查技术院

资源环境承载力评价信息平台设计实现

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