[01537160]多尺度生态核算与城市生态模拟及调控技术

（1） 任务来源　　在世界银行技术援助贷款项目“中国典型城市生态市建设规划”（Loan#：Ln.4473/Cr.3212-CHA）、国家973课题“城市生命体生态特征及演变机理研究”、国家863课题“城市水环境质量改善与工程示范技术集成研究”。　　（2）应用领域和技术原理　　该成果应用于环境科学领域，研究成果已经并将继续为不同空间尺度生态系统管理和节能减排提供技术支持。该成果以节能减排为目标，以区域生态核算方法与城市生态模拟及调控技术为手段，将不同空间尺度生态系统物质流、能量流、信息流、人口流进行统一核算，重点对城市生态过程和生态关系进行评价和模拟，并基于此开展城市生态规划与调控。　　（3）性能指标　　成果主要体现在如下三个方面：　　多尺度生态核算技术：提出了应用exergy值理论，建立涵盖资源、缓冲能力和环境影响的多尺度生态核算体系；整合传统能值和生态足迹核算方法，建立了不同空间尺度的生态核算技术框架，并提出了城市截面和网络生态核算技术。　　城市生态评价与模拟技术：从城市代谢基本过程出发，提出了合成代谢过程、分解代谢过程和调控代谢过程等模拟技术；基于城市生态过程、生态关系，提出了评估城市健康水平的城市生命力指数和协调发展模型；在城市截面和网络生态核算的基础上，对城市动态发展过程进行动态模拟和预测；辨识生态空间结构特征和扩展模式，构建了城镇空间生态过程模拟模型。　　城市生态规划与调控技术：提出了基于集对分析的城市生态系统健康评价方法和基于生态系统健康的生态承载力模型，并建立了基于生态承载力的瓶颈因子诊断技术，构建了典型城市生态规划技术方法体系。建立了城市生态经济系统中的能源结构分析方法与优化调控技术；构建了城市空间生态网络结构分析等空间调控技术；提出了一种融合时空尺度的生态网络分析方法。　　（4）与国外同类技术比较。　　多尺度生态核算技术方面，国外研究多集中于资源核算角度，主要应用于国家尺度。项目组则综合考虑资源、缓冲能力和环境影响这三个方面，提出一整套针对全球、国家、区域、流域、城市各尺度的“三位一体”生态核算技术，更为完整和系统。　　城市生态评价与模拟技术方面，国外研究主要集中在定性分析和静态评价方面。该项目在城市截面和网络生态核算的基础上，依据功率最大化原则，建立了时间与空间尺度上的城市生态流因果关系图与系统动力学模型，解决了以往难以量化反映管理政策变化对城市生态系统整体发展和演化过程影响的问题。　　城市生态规划与调控技术方面，国外整合城市生态产业、资源利用和环境质量的生态规划技术研究不多，并只考虑时间尺度或空间尺度的分析。该项目建立了一种融合时空尺度生态网络分析技术，并提出城市生态分类技术、城市生态指标分类技术和城市生态规划技术指标及标准，解决了以往各类城市在生态城市建设过程中无统一考虑标准的难点。　　（5）成果的创造性、先进性　　该项目成果已发表高水平学术论文132篇（其中SCI/SSCI收录48篇），出版学术专著4部，并被相关项目评审专家评定为“项目总体水平处于国际先进水平，部分领域达到国际领先水平”。成果推动了相关学科的发展，极大的促进了环保行业的科技进步。成果还受到国际相关领域专家的肯定和关注，如项目完成人受到国际著名的Eni Italgas能源与环境奖的提名邀请，项目成果在国际能源资源界权威刊物Energy Policy同一期5篇连载，以及国际知名生态模拟专家Sholto Maud申请将项目部分成果纳入国际能值界富有影响的软件库Emsim（http：//emsim.source forge.net）。　　（6）作用意义　　针对不同空间尺度的生态问题，研究生态核算、模拟与调控的关键技术和方法，是突破我国目前区域发展生态瓶颈、实现区域可持续发展的一项重大科学需求。成果在我国30多个城市进行了推广和应用，取得了显著的社会、经济和生态效益。根据不完全统计，该项目成果在国家、流域、区域和城市不同尺度的应用获得直接经济效益每年达到1.5～2.7个亿，为我国生态城市建设、实现节能减排提供了技术支撑，并推动了生态学科建设。项目完成人所撰写的《城市生态规划学》被列入普通高等学校“十一五”国家级教材计划。项目培养出杰出人才，主要成员获得“国家杰出青年基金”，并入选“国家百千万人才计划”。　　（7）推广和应用前景　　多尺度生态核算技术和城市生态模拟与调控技术成果的研究，可用于解决全球、国家、流域、区域和城市各尺度生态流无统一核算标准的问题，并广泛应用于各尺度生态系统资源消耗核算与利用效率分析中。其中城市代谢过程模拟技术和演化过程模拟技术的应用可预测和防范城市发展过程中的生态风险；基于生态承载力的城市生态调控技术的应用可为城市规划部门、环境保护部门在城市规划方案的制定与城市生态安全管理等方面提供技术支持；城市生态功能区划与空间调控技术的应用可为城市工业选址、产业优化布局、人口疏导等重要决策提供科学依据；城市能源结构分析方法与优化调控技术的应用可为城市节能减排提供重要的技术支撑。　　上述各成果已成功应用于广州市、厦门市、宁波市、武夷山市、包头市和重庆市万州区等城市的生态规划、管理与建设中，为其城市生态功能恢复、节能减排、生态建设与管理等提供了强有力的支持。上述成果还为财政部中国清洁发展机制基金管理中心、环保部信息中心、环保部环境科学研究院等国家部委单位在城市生态环境管理等方面的工作提供了科学指导和技术支持，为广西省、保定市、齐齐哈尔市等各级相关政府部门在节能减排、生态建设等方面的工作提供了重要的技术支持和促进作用。这些成果的推广与应用，预期将在解决国家重大需求方面，特别是为城市管理部门进行生态规划、生态风险防范和生态系统恢复等方面提供重要的理论指导和技术支撑，并进一步显示强大的生命力。　　课题组将进一步加大与区域、流域、城市各尺度机构的合作，以使研究成果得到更广泛的推广和应用。