全国资源环境承载能力监测预警（2014版）学术思路与总体技术流程
樊杰, 王亚飞, 汤青, 周侃. 全国资源环境承载能力监测预警（2014版）学术思路与总体技术流程[J]. 地理科学, ): 1-10FAN Jie, WANG Ya-fei, TANG Qing, ZHOU Kan. Academic Thought and Technical Progress of Monitoring and Early-warning of the National Resources and Environment Carrying Capacity (V 2014)[J]. Scientia Geographica Sinica, ): 1-10&&
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全国资源环境承载能力监测预警（2014版）学术思路与总体技术流程
中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室,北京 100101; 中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101
周侃,助理研究员。E-mail:
作者简介：樊杰(1961-),男,陕西西安人,博士生导师,研究员,主要从事区域可持续发展问题研究。E-mail:
基金项目:中国科学院科技服务网络计划（STS计划）择优项目（KEJ-EW-ZY-004） 、国家自然科学基金重点项目()、国家发展和改革委员会发展规划项目资助
建立资源环境承载能力监测预警机制,是全面深化改革的一项创新性工作。从资源环境承载能力的科学内涵出发,以区域可持续发展为指向,探究资源、环境等构成的承载体——自然基础同承载对象——人类生产生活活动之间形成的“压力 -状态 -响应”过程,提出资源环境承载能力预警是从资源环境约束上限或人口经济合理规模等关键阈值开展的超载预警,以及从自然基础条件变化或资源利用和环境影响变化态势开展的过程预警的学术思路。在探讨承载能力预警指标体系选取原则的基础上,构建陆域和海域差异化的预警指标体系和总体技术流程。采用土地资源压力、水资源利用强度、环境胁迫程度、植被盖度变化作为基础指标进行地域全覆盖评价;针对城市化地区、农业地区、牧业地区、生态地区,分别选择灰霾污染程度、耕地面积增减状况、草蓄平衡指数、生态环境质量变化状态作为专项指标,确定各类专项指标的关键阈值并进行分类评价;最后进行复合,形成在鲜明主体功能定位指向下的差别化评价方法、取得具有一致性表达的评价结果,并开展资源利用效率和环境污染压力两方面的过程评价,以辅助反映中国资源环境承载能力和可持续发展能力预警状态,为提出限制性措施建议和完善监测预警机制提供科学依据。
资源环境承载能力;
主体功能区
中图分类号:X24&&
文献标识码:A
文章编号:15)01-0001-10
Academic Thought and Technical Progress of Monitoring and Early-warning of the National Resources and Environment Carrying Capacity (V 2014)
WANG Ya-fei,
TANG Qing,
Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, C Institute of Geography Science and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
It is an innovative work of comprehensive deepening reforms of China to establish the mechanism of monitoring and early-warning of carrying capacity. Based on the scientific connotation of the carrying capacity of national resources and environment and oriented to regional sustainable development, this article explores the “pressure-state-response” process of the interaction between the carrying body: the natural foundation (which consists of resources, environment, ecology and disasters) with the carrying object: the human production and life activities, and presents the academic thought that the early-warning of the national resources and environment carrying capacity is an overload early-warning according to the cap of the constraints of resources and environment or the population and economic rational scales or other key thresholds, and also presents a process early-warning in terms of the changes of the natural basic conditions or the tendencies of the impact of resource utilization and environmental changes. According to the exploration on the principles of early-warning carrying capacity, this article constructs the differential indicator system and the overall technical process of early-warning of marine and terrestrial resources and environment carrying capacity. Land resources stress index, water resources use intensity index, environmental stress strength index and vegetation coverage change range index are chosen as basic indicators to conduct an overall regional evaluation, and different specific indicators, such as the pollution level of dust-haze, the increase and decrease of arable land, equilibrium index of grass and livestock and the variation of eco-environmental quality, are chosen to conduct the specific evaluation respectively for the urbanized areas, major grain producing areas, pastoral and semi-pastoral areas and ecological function areas, and then the key thresholds of these indicators are determined to conduct classifying evaluation. Finally, this article integrates all the evaluations and puts forward an evaluation method which shows the differentials in terms of major function oriented zone and evaluation results of consistent expression, and then carries out the process evaluation using two indexes of resource utilization efficiency and environment pollution pressure to reflect auxiliary the early-warning state of China's resources and environment carrying capacity and sustainable development abilities, thus providing a scientific basis for the proposed recommendations for restrictive measures and the improvement of monitoring and early-warning mechanisms.
resources and environment carrying capacity;
monitoring;
early-warning;
technologies and methods;
major function oriented zone ( MFOZ )
主体功能区规划、战略和制度是按照生态文明建设要求, 以资源环境承载能力为基础优化国土空间开发格局的系列部署[, ], 因此, 资源环境承载能力动态变化的监测预警应当成为未来检测主体功能区规划、战略和制度实施成效的重要标准, 同时也是今后主体功能区划方案调整的重要依据[, ]。中国正处在转变以资源环境为代价换取增长方式的发展时期, 强化约束性、限制性的自上而下治理能力和治理体系建设具有紧迫的现实需求, 资源环境承载能力监测预警无疑是一个有效合理的途径。自汶川特大地震灾后恢复重建中, 首次将资源环境承载能力的综合评价成功运用于重大规划决策之后, 在决策层和学术界引起越来越大的影响[, ]。从“ 十二五” 规划开始, 科学认知资源环境承载能力逐渐成为中央和地方政府确定区域战略和政策、研制发展和布局规划的基础性工作。党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确指出, “ 建立资源环境承载能力监测预警机制, 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” 。可见, 建立资源环境承载能力监测预警机制, 是全面深化改革的一项创新性工作, 对提升政府社会治理能力、转变经济发展方式、优化国土空间开发格局、推进可持续发展具有重大意义[, ]。“ 未来地球” 框架文件提出要系统解决全球和区域可持续发展问题, 其解决方案与地理科学研究的关键环节和主攻方向高度一致, 其研究工作包括对资源环境发展态势的科学观测、监测、评估、预测和政策建议等[, , , , ]。资源环境承载能力监测预警, 是对自然基础条件变化过程的认知和掌握, 是区域可持续发展研究的重要载体和平台, 也是“ 未来地球” 研究计划的重要环节[, ]。傅伯杰院士在中国地理学会2014年学术年会的大会主题报告《走向世界的中国地理学》中明确指出“ 新型城镇化过程及资源环境承载能力预警” 是中国地理科学未来发展的9个战略方向之一。可以说, 资源环境承载能力监测预警也是“ 未来地球” 计划解决可持续发展问题和中国推进新型城镇化的主要应用基础研究方向, 是解决地球系统科学中自然圈层与人文圈层相互作用机理和过程的重要科学选题, 具有显著的学科价值。按照科研项目计划和国家任务要求①(① 日, 根据中办、国办对十八届三中全会全面深化改革任务分解, 国家发改委部署开展“ 资源环境承载能力监测预警指标体系和技术方法” 研究项目, 由中国科学院牵头。目标是“ 研究提出资源环境承载能力的内涵, 提出资源环境承载能力监测预警指标体系和技术方法, 开展以县为基本单元的资源环境承载能力试评价, 对水土资源、环境容量和海洋资源超载区域提出预警, 并作为研究提出限制性措施建议的基础, 深化对监测预警机制的研究” 。中国科学院将该研究作为重大突破项目立项, 组织中国土地勘测规划院、环境保护部环境规划院、水利部水利水电规划设计总院、中国农业科学院、国家海洋环境监测中心、国家发展和改革委员会规划司共同完成, 樊杰研究员担任首席科学家。), 2014年作为开展全国资源环境承载能力监测预警的第一年, 重点针对承载能力预警探讨学术思路和技术方法, 同时在指标体系选择、技术流程设计等方面, 以数据可获得性为出发点。同时, 把笔者团队的主体功能区研究成果为资源环境承载能力预警评估及相关探讨提供了功能匹配的分类标准和基础平台, 也为资源环境承载能力监测预警提供重要的数据支撑和参考依据。1 承载能力监测预警的学术思路1.1 资源环境承载能力的科学内涵“ 资源环境” 实质是指社会经济发展依托的自然基础, “ 承载能力” 通常是指一个承载体对承载对象的支撑能力, 而“ 资源环境承载能力” 是指作为承载体的自然基础对作为承载对象的人类生产生活活动的支持能力。这里, 自然基础包括影响人类生产生活活动的所有自然条件, 如资源、环境、生态、灾害等, 资源环境承载能力中的“ 资源环境” 只是综合自然条件的代名词[]。科学认知资源环境承载能力, 必须从自然基础条件和社会经济发展两个维度进行综合认识。着眼于自然基础条件, 资源环境承载能力可以表达为, 在承载不断变化的人类生产生活活动时, 资源环境系统进入不可持续过程时的阈值或阈值区间, 即资源环境系统对社会经济发展具有上限约束作用, 对相同规模和类型的人类生产生活活动, 不同的自然结构、自然功能, 其约束上限的阈值或阈值区间是不同的, 资源环境承载能力同自然结构和自然功能有着紧密的关系。着眼于人类生产生活活动, 资源环境承载能力表达为, 在维系自然基础可持续过程的同时, 能够承载的最大经济规模或人口规模[, ]。显然, 在同样的自然基础条件下, 不同的开发功能、不同的利用效率, 其可承载的经济规模或人口规模是不同的, 即资源环境承载能力同发展方式和发展水平有着紧密的关系[]。1.2 承载能力预警的理论探索从可持续性角度来看, 资源可划分为可再生资源和不可再生资源[]。一般而言, 不可再生资源供给总量在满足不断增长的人类生产生活活动需求时, 是不断减少的, 无节制地开发将加快不可再生资源的耗竭, 使未来资源供给与人类需求之间出现短缺而影响人类正常发展, 因代际不公平而出现不可持续发展过程（a）, 拐点（A1）出现时的不可再生资源供给能力就是具有预警价值的重要阈值。可再生资源供给总量取决于资源恢复能力与消费需求之间的相互关系（b）, 显然, 如果消费需求大于再生能力, 意味着消费将动用可再生资源的基数, 可再生资源也同样表现为同不可再生资源一样的减少过程, 进入不可持续状态。因此, 可再生资源的利用一旦出现消费需求大于再生能力时, 即拐点（A1′ ）也同样具有预警价值。图1Fig.1 图1 资源类承载能力状况Fig.1 Carrying capacity of natural resource classes理论上, 无论水环境、大气环境、土壤环境等各类环境都有一个可接纳污染物的合理容量, 无论污染物属性、环境自净能力、累积效应等污染过程如何复杂, 其结果均表现为环境质量的变化。随着社会经济发展, 污染物排放不断占有环境容量、有可能逼近甚至超越环境合理容量, 区域发展进入不可持续过程（）[]。而且, 在合理环境容量范围内有可能存在这样的阈值（即拐点B2）, 一旦污染排放超越该阈值, 其随后将路径依赖而演变为超越容量上限的过程, 或环境治理成本出现增长拐点。因此, 符合可持续发展要求的环境管理, 应根据环境剩余容量对社会经济发展过程进行调控, 而且预警的不应只是合理容量超越与否、而应同时超前给出临界预警。在环境容量没有具体给出之前, 按照环境质量标准或环境质量变化状态进行管理就不失为一种有效、且科学合理的方式。图2Fig.2 图2 环境类承载能力状况Fig.2 Carrying capacity of natural environment classes生态系统的属性决定着在资源环境承载能力监测预警中必须关注其内部性和外部性2个方面, 内部性关注的重点是维系生态系统自身稳定性所需要保障的最小生态用水、最小生态空间等; 外部性则更多关注生态服务功能以及其对人居环境感知的生态质量变化的影响。因此, 自然生态类的预警涉及数量和质量2个方面, 具有复合特征。与数量相关的生态承载能力预警可比照资源类的评价, 而与质量相关的生态类承载能力预警评估可参照环境类的方法[, , ]。而且, 生态系统具有一定的可恢复能力, 在生态占用超出最小阈值、生态服务功能严重受损之后, 生态系统有可能在一定的条件下得到完全恢复, 但在受损达到一定程度后生态系统的恶化将呈现不可逆态势（即拐点C3）, 这也是预警须关注的重要阈值和过程（）。图3Fig.3 图3 生态类承载能力状况Fig.3 Carrying capacity of ecological classes灾害往往发生时间短、但对资源环境承载能力改变往往比较显著, 对承载能力改变的程度与受灾程度密切相关。灾害在承载能力监测预警中大体可分为可预测和不可预测2种类型, 其对承载能力监测预警的方法选择和关键参数提取影响很大。针对可预测灾害, 通常采用整治和避让的措施, 整治意味着提高了区域承载能力, 避让则意味着降低了承载能力。无法预测的灾害则是造成资源环境承载能力监测预警不确定性的主要原因, 通常将风险评估引入技术流程中, 提高预警的精准程度（）。图4Fig.4 图4 灾害类承载能力状况Fig.4 Carrying capacity of natural disaster classes如果将人类对资源环境需求表达为承载对象压力, 随着承载对象压力不断增加, 资源环境— — 即承载体的损耗将不断增加, 资源环境供给能力随之下降, 承载体的脆弱性不断增强（）。在人类对资源环境需求和资源环境供给能力之间相互作用过程中, 承载对象压力曲线与承载体脆弱性曲线形成有3个重要的阈值节点（或阈值区间）, 即点A、B、C, 分别为临界超载、超载、不可逆。这里, 临界超载是指可能发生惯性逼近超载的状态, 或治理与调控的成本激增的拐点。超载是指承载体难以满足承载对象压力增长需要、或承载体将出现恶化的状态。不可逆则是指采取任何干扰措施无法恢复承载体的原有状态。因此, 资源环境承载能力预警, 既要对阈值进行研究并对相应状态进行预警, 同时也要对阈值之间的变化过程（如AB、BC段）进行诊断并对相应状态进行预警。也就是说, 资源环境承载能力预警是以可持续性调控为功能定位, 既可以通过确定资源环境约束上限或人口经济合理规模等关键阈值的方式进行超载状态的预警, 也可通过自然基础条件的变化或资源利用和环境影响的变化态势进行可持续性的预警。图5Fig.5 图5 资源环境承载能力监测预警过程及内涵Fig.5 The connotation and process of monitoring and early-warning of the national resources and environment carrying capacity1.3 承载能力预警的思路归纳资源环境承载能力预警的学术思路可归纳为：以区域可持续发展理论为基础, 按照承载体-自然基础同承载对象-人类生产生活活动之间形成的“ 压力-状态-响应” 过程, 从资源环境约束上限或人口经济合理规模等关键阈值开展超载预警、以及从自然基础条件变化或资源利用和环境影响变化态势开展可持续性预警2个维度, 采用单项指标与综合指标互动融合、静态分析和过程测度相互支撑、短板效应与集成作用互为佐证、流动资源分配与总量控制相互协调的方式, 开展资源环境承载能力的预警评估。同时, 把反映资源环境承载状态一般规律的评价作为基础, 进行地域全覆盖的评价; 把反映不同功能区特征的评价作为专项评价和关键阈值确定的依据, 进行分类评价; 在此基础上进行复合, 形成在鲜明主体功能定位指向下具有差别化的评价方法、但具有一致性表达的评价结果。最后, 通过自然基础条件和人类生产生活之间的相互作用关系, 解析资源环境承载能力超载原因, 并提出优化资源环境配置、调整社会经济发展思路、完善可持续发展体制机制的政策建议。1.4 预警研究的特点资源环境承载能力预警以区域可持续发展为指向, 短期内有助于实现人口经济与资源环境相均衡, 这就使其具有较强正向作用的特点。采用各时段的最高值意味着从严管理, 有利于资源环境管理和保护, 而作为约束条件, 精细管理对预警研究的准确性提出更高的要求, 特别是在社会经济发展与资源环境冲突剧烈、发展需求旺盛、资源环境有限时, 合理有效配置资源环境就需要更加精准的预警结果。此外, 承载能力预警还具有应用导向的特点。由于资源环境承载能力对可持续发展最直接、显著的作用是“ 短板效应” , 即制约区域发展的某个关键要素可能直接决定整体承载能力的强弱, 识别短板便可揭示可持续发展与资源环境矛盾的症结所在。消除短板后的理想状态是发展瓶颈得以突破, 但也存在原有短板解决后新的短板效应立即突显的可能, 而使综合治理成本进一步提高。因此, 明确资源环境承载能力内部结构也具有丰富的政策意义。2 预警指标体系的选择2.1 指标体系选取原则指标体系选取原则除科学性、层次性和可操作性等基本原则之外, 还应兼顾以下原则：① 立足功能定位、兼顾发展阶段。针对不同类型主体功能区, 确立差异化的监测预警指标体系, 并根据经济社会发展阶段、生态环境系统演变阶段的基本特征, 修订和完善关键参数。② 服从总量约束、满足红线要求。针对流域、城市群等完整的地域功能单元, 指标体系的选取须以水土资源、环境容量的总量控制为前提, 并满足生态、水资源等各类部门红线要求。③ 注重区域统筹, 突出过程调控。根据预警单元的发展状态对其他相关区域的影响效应, 综合考察资源环境质量、资源环境支撑社会经济发展的效率等历史变化特征值, 调整指标体系和预警参数。由上述原则可归纳出某个区域预警评估研究的基本范式, 表示为由发生学原理和政策指引为基本出发点、与时间有关的函数：
(1)式中, 表示某个区域预警的基本范式, 分别代表发生学原理和政策指引2个维度, 分别代表区域内部资源环境承载能力状况、区域依赖状况、海陆间相互影响状况和总量需求约束状况的函数;
分别表示承载体、承载对象和承载强度随时间的变化函数。其中, 承载强度定义为单位承载体所支撑的承载对象的规模。2.2 指标体系及用途本文构建的资源环境承载能力预警指标体系包括陆域和海域2个系列, 其中陆域指标体系由基础评价指标、专项评价指标、过程评价指标、“ 一票否决” 预警指标和部门红线管控指标等5类指标构成; 海域指标体系由海域空间资源承载状况、海洋生物资源承载状况和海洋环境承载状况等3类指标构成（）。表1Table 1表1(Table 1)
表1 全国资源环境承载能力预警评价指标体系
Table 1 The indicator system of monitoring and early-warning of the national resources and environment carrying capacity指标类别指标构成具体指标陆 域基础评价指标资源类土地资源压力指数、水资源利用强度环境类环境胁迫程度生态类植被盖度指数变动度专项评价指标城市化地区灰霾污染程度农牧地区耕地面积变化幅度、草畜平衡指数生态地区生态环境质量变化状态、植被盖度指数变动度过程评价指标资源环境综合效益资源利用效率、环境污染压力待补指标“ 一票否决” 预警指标自然保护区扰动程度、风景名胜区水质恶化程度等部门红线管控指标生态红线、水红线、环境红线、土地红线等侵占程度海 域海域空间资源承载状况岸线开发强度、海域开发强度海洋生物资源承载状况近海捕捞强度、近海养殖强度海洋环境承载状况海洋功能区水质达标率、海洋生态灾害和环境风险状况、典型海洋生境状况
表1 全国资源环境承载能力预警评价指标体系
Table 1 The indicator system of monitoring and early-warning of the national resources and environment carrying capacity2.2.1 陆域1） 基础评价指标。基础评价指标包括资源、环境、生态3类指标, 用于对全国县级单元全覆盖的评价, 是资源环境承载能力预警的基础。资源类指标由水资源、土地资源构成。其中, 水资源评价指标选取水资源利用强度, 反映地表水和地下水综合开发利用的程度。土地资源评价指标选取土地资源压力指数, 测度现状建设用地同建设用地潜力之间的比例关系。环境类指标选取环境胁迫程度, 反映现状大气和水环境质量实现相应环境质量标准的程度。生态类指标选取植被盖度指数变动度, 测度过去10 a年间植被覆盖程度的变化趋势。此外, 由于尚未选得适合的指标项以及数据获取的局限性, 灾害类指标未纳入2014版基础评价的指标体系。2） 专项评价指标。专项评价指标是对全国不同主体功能区类型设计的针对性评价指标, 反映不同功能区资源环境承载能力的特殊性问题。城市化地区选择灰霾污染程度作为评价指标, 即近年来受全国普遍关注的PM2.5浓度; 农产品主产区选择10 a来耕地增减幅度作为评价指标, 反映粮食安全和农产品有效供给程度的变化趋势; 牧区半牧区选择草畜平衡指数作为评价指标, 用以评判草地放牧“ 是否超载” 、“ 超载程度有多大” 的标准[]; 在生态地区, 则选取10 a生态环境质量变化状态作为评价指标①。(① 生态环境质量变化状态指标引用“ 环境保护部和中国科学院, 《全国生态环境十年变化（年）调查评估报告（送审稿）》, 2014.” )3） 过程评价指标。过程评价指标用于对10 a来中国工业领域自然资源利用效率以及环境污染程度变化的评估, 辅助反映资源环境承载能力预警状态和可持续发展能力。资源环境综合效益指标由资源利用效率和环境污染压力2项内容构成。其中, 资源利用效率表达为单位工业产值用地、用水、用电量的变化情况, 环境污染压力表达为单位工业产值废水、废气排放量的变化情况。此外, 陆域评价的待补指标还包括对主体功能区规划中禁止开发区的扰动程度而提取的“ 一票否决” 预警指标, 以及有关部门划定的红线管控指标。2.2.2 海域海域资源环境承载能力包括3类指标：① 海域空间资源承载状况, 由岸线开发强度和海域开发强度2项指标构成, 前者指人工岸线长度占区域岸线总长度的比例, 后者指各种海域使用类型的面积占海域总面积的比例; ② 海洋生物资源承载状况, 由近海捕捞强度和近海养殖强度2项指标构成, 前者指现状捕捞量与“ 十五” 时期捕捞量平均值之比, 后者指现状养殖量与“ 十五” 时期养殖量平均值之比; ③ 海洋环境承载状况, 由海洋功能区水质达标率、海洋生态灾害和环境风险状况指标构成, 前者反映海水水质状况与管理目标相比的符合程度, 后者反映海洋生态灾害和突发环境事件的危害程度, 用赤潮、溢油、危化品泄露的频次与多年平均值之比表示②。(② 海域资源环境承载能力监测预警评价指标体系引用“ 国家海洋环境监测中心, 《海洋资源环境承载能力监测预警2013年度试评估报告》” 。)3 技术流程设计遵循资源环境承载能力监测预警的学术思路, 基于陆域、海域2个系列的预警指标体系, 确定了全国资源环境承载能力预警的总体技术路线, 如所示。在本次评价过程中, 按照海陆统筹的要求, 还将海域的海岸线开发强度评价结果同陆域土地资源压力在沿海区县进行了集成。未来将进一步关注海洋环境对陆域污染物的溯源研究及其综合评价, 为建立海洋环境倒逼陆域环境管理机制提供依据。图6Fig.6 图6 全国资源环境承载能力预警总体技术路线Fig.6 The overall technical flowchart of early-warning of the national resources and environment carrying capacity3.1 陆域资源环境承载能力评价陆域资源环境承载能力评价分以下4个步骤：1） 县级单元全覆盖的基础评价。采用基础评价指标, 对全国陆域县级单元进行逐项评价, 为针对功能区类型超载阈值选择、主体功能区域评价、以及综合评价提供基础和依据。其中, 土地资源压力评价首先确定不同地域单元粮食安全底线、生态安全最小空间和不可利用的土地作为不可占用空间, 然后对剩余土地进行适宜建设用地条件评价, 得到适宜建设用地并与现状建设用地进行比较, 确定超载类型。水资源承载状态以分水方案为各地可利用水资源的依据, 确定差异化的生态用水量, 分别从地表水和地下水利用强度进行评价, 集成后确定超载类型。环境胁迫程度评价主要通过大气和水环境对典型污染物的容纳能力来反映, 集成大气和水环境容量承载指数后确定超载类型。2） 主体功能区类型的专项评价。依据全国主体功能区划方案, 参考农业区划、城市规划等成果, 对不同类型主体功能区进一步细分, 形成了8种功能细化类型。其中, 优化和重点开发区域为城市化地区, 按照城市功能划分为综合性大城市（省会及以上城市）、工矿城市、旅游城市、一般城市。限制开发区域分为农业地区和生态地区两类, 其中, 农业地区再细分为农产品主产区和牧区半牧区; 生态地区细分为生态重要地区和生态脆弱地区。专项评价仅针对城市化地区、农产品主产区、牧区半牧区、生态地区选取特征指标进行专项评价。基础评价、专项评价、过程评价均根据自身需要, 选择功能细化的具体方案（）, 确定不同功能类型的超载、临界超载阈值, 并集成形成单项指标的监测预警评价结果。图7Fig.7 图7 功能细化方案及各类评价对应的功能类型选择Fig.7 Specification of functions and selection of corresponding functions to different evaluations3） 预警分类与集成评价。从空间分布、要素构成、时序变化等方面, 分项归纳超载、临界超载、不超载3种类型的预警特征; 以基础评价为主要依据, 结合专项评价结果, 参考过程评价结论, 运用等权重方式进行等级组合, 形成陆域资源环境承载能力监测预警集成评价方案。其中, 超载区县包括基础评价中任意两个指标超载或者3个指标均超载的区县, 或基础评价中一个指标超载且任何一个专项指标超载的区县; 临界超载区县是指基础评价中任意一个指标超载、且专项评价中属于临界超载或不超载的区县; 不超载区县是指基础评价中任意一个指标均未超载的区县。集成评价的详细技术流程如所示。图8Fig.8 图8 集成评价技术流程Fig.8 Research flowchart of integrated evaluation4） 超载原因分析与政策建议。对不同类型超载区域, 按照分类预警和综合预警评价结果, 从自然本底条件、人类开发利用过程和现状、以及管理和制度建设等方面, 解析造成超载的主要原因, 提出引导资源、环境、生态优化配置与合理布局的目标任务, 提出人口、产业、城镇化、区域发展、以及体制机制等方面调整完善的政策建议, 为国家对水土资源、环境容量、海洋资源超载区域制定限制性政策提供依据, 同时也为下一步主体功能定位及区划的完善和调整提供参考意见。3.2 海域资源环境承载能力评价海域资源环境承载能力评价以沿海县级单元为评价对象, 依据管理目标与标准为衡量基准值或以多年平均值为标准值, 对每个单项指标逐一进行评价, 划分为“ 超载、临界超载、不超载” 3种类型。然后进行集成评价获得综合得分, 确定I -V这5个等级, 形成海域资源环境承载能力最终预警评价结果。进一步地, 按照总体技术流程图, 归纳预警类型和特征, 解析海域资源环境承载能力超载成因, 提出相应对策建议。4 结论与讨论资源环境承载能力监测预警是指对资源环境承载能力变化情况的监测以及在此基础上对超载状态的预警。监测和预警应该是在统一的顶层设计与统筹的工作部署下开展的上下游工作。资源环境承载能力监测, 是对自然基础条件变化过程的认知和掌握。由于自然基础条件复杂、构成因素多样, 有效的资源环境承载能力监测工作, 应该以服务资源环境承载能力预警为指向, 在指标选取、监测布点、精度标准、监测频率等方面, 最大限度地满足预警要求。同时, 未来作为政策依据的资源环境承载能力监测预警, 评价指标体系需要进一步完善, 如灾害类指标、“ 一票否决” 预警指标、部门红线管控指标等也需纳入总体评价过程, 且对数据的准确性和权威性提出了更高的要求。此外, 承载能力监测预警的基础理论与基础科学性工作还有待完善, 如环境容量如何界定、不同区域合理的开发强度如何测算、不同空间尺度流动资源和环境要素如何合理分配到特定的地域单元、海域污染物如何进行陆域溯源等等。以资源环境承载能力科学内涵和可持续性调控为出发点选取的预警指标体系具有其合理性, 但部分指标测度的科学性与实际工作中的可操作性仍需要进一步检验与调整。评价过程中关键步骤和集成方法的选择, 都需要有清晰化、差异化的政策内涵, 能够作为评价区域可持续发展状态、制定区域可持续发展规划、调控区域可持续发展过程的重要依据和政策手段。致 谢：参加本项目研究的人员还有张文忠、李丽娟、徐勇、陈田、王传胜、李九一、余建辉等, 文章中的成果也有他们的贡献, 在此致以衷心的谢意！
The authors have declared that no competing interests exist.
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孙才志, 于广华, 王泽宇, 等.
环渤海地区海域承载力测度与时空分异分析[J].
[本文引用:1]
人地系统可持续过程、格局的前沿探索[J]. 地理学报, 2014, 69(8): 1060-1068.
[本文引用:1]
Owen O S, Chiras D D. Natural Resource Conservation: an Ecological Approach[M]. New York: Macmillan Publishing Company, 1990.
[本文引用:1]
区域生态环境预警的理论及其应用[J].
[本文引用:1]
彭再德, 杨凯.
区域环境承载力研究方法初探[J].
[本文引用:1]
赵跃龙, 张玲娟.
脆弱生态环境定量评价方法的研究[J].
[本文引用:1]
熊建新, 陈端吕, 彭保发, 等.
洞庭湖区生态承载力系统耦合协调度时空分异[J].
[本文引用:1]
徐斌, 杨秀春, 金云翔, 等.
中国草原牧区和半牧区草畜平衡状况监测与评价[J].
[本文引用:1]
. ):339-350
主体功能区划是构筑我国有序区域发展格局的依据,对经济地理学理论和方法创新提出了紧迫的需求。在分析地域功能基本属性的基础上,首次提出了区域发展的空间均衡模型,认为标识任何区域综合发展状态的人均水平值趋于大体相等。基于该结论,阐释了功能区形成应有利于实现空间均衡正向(差距缩小)演变过程,空间均衡的前提是资源要素在区域间的合理流动。探讨了地域功能演替对空间均衡过程的影响,提出了区划方案效益最大化是同区域如何划分和对地域功能随时间变化的正确把握程度相关的。进而分析了主体功能区划的“开发”与“保护”双重功能的复合、指标体系选择、时空属性相关问题的科学基础。探讨了通过立体流和立体空间均衡实现效率与公平并重目标的合理性。并从法律、规划和政策构成的空间管治制度安排层面,对主体功能区划的定位、实施和协调进行了讨论。
... 主体功能区规划、战略和制度是按照生态文明建设要求,以资源环境承载能力为基础优化国土空间开发格局的系列部署[1,2],因此,资源环境承载能力动态变化的监测预警应当成为未来检测主体功能区规划、战略和制度实施成效的重要标准,同时也是今后主体功能区划方案调整的重要依据[3,4] ...
. ):897-901
正改革开放以来,中国实现了长时期的高速和超高速经济增长,成为世界上第二大经济体。与此同时,实现了大规模的城镇化。到2012年,全国城镇化率超过了52%,2010年和改革开放初期1980年,即30 a前相比,全国能源消耗由每年5.7×108t标准煤增加到32.5×108t标准煤,增加的城市人口相当于350个100万人口的特大城市的规模。
... 主体功能区规划、战略和制度是按照生态文明建设要求,以资源环境承载能力为基础优化国土空间开发格局的系列部署[1,2],因此,资源环境承载能力动态变化的监测预警应当成为未来检测主体功能区规划、战略和制度实施成效的重要标准,同时也是今后主体功能区划方案调整的重要依据[3,4] ...
Chinese Geographical Science. ):196-209
1. Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, China
Abstract Newest planning methods implemented by Chinese government are promoting a coordinated regional development and shaping an orderly spatial structure by applying the regulation of territorial function. This article analyzes the problems of spatial planning and regional strategy caused by the wrongly-set primary goal of
it states that the three-fold objective of competitiveness, sustainability, and welfare fairness shall be the principal for China to implement the spatial regul it discusses about theoretical thoughts and technology framework of conducting the ‘Major Function Oriented Zone’ based on their different major functions that each region plays in urbanization and industrialization, ecological constructions, grain productions, and protection of natural an it introduces the new concept of ‘Major Function Oriented Zone’ that include the major functions category, the stereo regional equilibrium mode, the two-level zoning specification, and the territorial d it offers a zoning scheme that defines development-optimized and development-prioritized zones as regions with massive urbanization and industrialization, development-restricted zones as ecological constructing or grain producing regions, development-prohibited zones as natural and cultural heritag and finally it addresses the main obstacle for implementing ‘Major Function Oriented Zone’, which is the institutional arrangement of the supreme goal of high GDP growth rate that is currently being implemented.
Newest planning methods implemented by Chinese government are promoting a coordinated regional development and shaping an orderly spatial structure by applying the regulation of territorial function. This article analyzes the problems of spatial planning and regional strategy caused by the wrongly-set primary goal of
it states that the three-fold objective of competitiveness, sustainability, and welfare fairness shall be the principal for China to implement the spatial regul it discusses about theoretical thoughts and technology framework of conducting the &Major Function Oriented Zone& based on their different major functions that each region plays in urbanization and industrialization, ecological constructions, grain productions, and protection of natural an it introduces the new concept of &Major Function Oriented Zone& that include the major functions category, the stereo regional equilibrium mode, the two-level zoning specification, and the territorial d it offers a zoning scheme that defines development-optimized and development-prioritized zones as regions with massive urbanization and industrialization, development-restricted zones as ecological constructing or grain producing regions, development-prohibited zones as natural and cultural heritag and finally it addresses the main obstacle for implementing &Major Function Oriented Zone&, which is the institutional arrangement of the supreme goal of high GDP growth rate that is currently being implemented.
... 主体功能区规划、战略和制度是按照生态文明建设要求,以资源环境承载能力为基础优化国土空间开发格局的系列部署[1,2],因此,资源环境承载能力动态变化的监测预警应当成为未来检测主体功能区规划、战略和制度实施成效的重要标准,同时也是今后主体功能区划方案调整的重要依据[3,4] ...
. ):641-648
主体功能区思想下的国土协调开发是当前主导的区域发展理论。这种区域思想指导下的产业结构演化路径以及由此形成的新型区域协调关系是需要关注的重大问题。基于省级多区域动态CGE模型,面向主体功能区格局进行区域分析,并开展白、黄、蓝3种区域产业政策情景模拟,其中白情景作为比对的基准情景,黄情景和蓝情景分别刻划面向优化开发主导区金融服务业的倾向政策和面向重点开发主导区工业发展的倾向政策。研究发现主体功能区的竞争主要体现为优化开发主导区和重点开发主导区之间的竞争,在推进"主体功能区政策"作用下,区域差距将会增大,区域自然收敛的动力还不足以较快缩小区域差距,从而需要更强烈的区域政策进行调控。另外,区域产业结构自然演化的结果会带来"自动"碳减排,从而衍生出更强的减排政策评判标准。
... 主体功能区规划、战略和制度是按照生态文明建设要求,以资源环境承载能力为基础优化国土空间开发格局的系列部署[1,2],因此,资源环境承载能力动态变化的监测预警应当成为未来检测主体功能区规划、战略和制度实施成效的重要标准,同时也是今后主体功能区划方案调整的重要依据[3,4] ...
... 自汶川特大地震灾后恢复重建中,首次将资源环境承载能力的综合评价成功运用于重大规划决策之后,在决策层和学术界引起越来越大的影响[5,6] ...
... 自汶川特大地震灾后恢复重建中,首次将资源环境承载能力的综合评价成功运用于重大规划决策之后,在决策层和学术界引起越来越大的影响[5,6] ...
. ):641-647
城镇化问题是当代中国社会经济发展的综合性课题,是涉及到国民经济各部门如何协调发展,达到一个新的现代化和谐社会发展的根本问题;新型城镇化是中国城镇化健康稳定发展的基本保证,在当前的新形势下,探索中国新型城镇化理论与实践问题,具有重要的学术价值与实践意义。在过去一阶段,虽然城镇化推动了中国社会经济发展取得了巨大成就,并在城市现代化建设与城乡一体化方面也取得了惊人的发展,但在某个时期或一些地区,城镇化过速发展阶段,出现了无序的发展状态,大中城市边缘盲目扩展,水土资源日渐退化,生态环境遭受破坏,特别是有些政府决策人对城镇化的许多制约因素认识不足,甚至决策失误,导致了城市环境出现许多不安全、不舒适的问题。着重从地理空间与自然资源保护的角度,探索中国新型城镇化3个理论与实践问题:①如何认知中国新型城镇化的基本特征与新的路径;②在全球经济一体化形势下,如何构建新型城镇化的创新模式;③在新型城镇化实施过程中,如何认识中国城镇化本身的发展规律,走具有中国特色的新型城镇化道路。
... 可见,建立资源环境承载能力监测预警机制,是全面深化改革的一项创新性工作,对提升政府社会治理能力、转变经济发展方式、优化国土空间开发格局、推进可持续发展具有重大意义[7,8] ...
主体功能区规划是建国以来首次在全国范围实施的精度较高的国土空间开发规划,不仅对规划方法、技术手段有较高的要求,而且对基于县级行政区域或更高精度空间尺度的规划数据源有较高的要求。本文针对省级主体功能区规划的9个指标项,分析了主体功能区规划的数据需求特征,认为在数据支撑方面存在数据精度不够、缺少经济内涵、数据标准不统一、个别指标底层数据缺失4个主要问题。基于主体功能区规划绩效评价及今后国土空间开发管治的目标要求,提出了规划监管与评估的指标设计原则,从集聚效应、社会发展、食物与资源保障、生态与环境保护4个方面设计了主体功能区规划监管和评估的指标体系,以期为"十二五"及今后全国国土空间功能发展的科学评估和数据系统建设提供参考依据。
... 可见,建立资源环境承载能力监测预警机制,是全面深化改革的一项创新性工作,对提升政府社会治理能力、转变经济发展方式、优化国土空间开发格局、推进可持续发展具有重大意义[7,8] ...
... 框架文件提出要系统解决全球和区域可持续发展问题,其解决方案与地理科学研究的关键环节和主攻方向高度一致,其研究工作包括对资源环境发展态势的科学观测、监测、评估、预测和政策建议等[9,10,11,12,13] ...
... 框架文件提出要系统解决全球和区域可持续发展问题,其解决方案与地理科学研究的关键环节和主攻方向高度一致,其研究工作包括对资源环境发展态势的科学观测、监测、评估、预测和政策建议等[9,10,11,12,13] ...
... 框架文件提出要系统解决全球和区域可持续发展问题,其解决方案与地理科学研究的关键环节和主攻方向高度一致,其研究工作包括对资源环境发展态势的科学观测、监测、评估、预测和政策建议等[9,10,11,12,13] ...
在阐明气候系统和科学数据关系的基础上,提出气候变化研究应该重视地球系统研究对科学数据的需求。在回顾我国近10年来全球变化研究概况的基础上,指出了观测资料和数据再分析产品在全球变化研究中的重要性,并进一步总结了国外气象数据共享情况,最后对我国地球系统科学数据共享中心今后的发展提出了几点建议。
... 框架文件提出要系统解决全球和区域可持续发展问题,其解决方案与地理科学研究的关键环节和主攻方向高度一致,其研究工作包括对资源环境发展态势的科学观测、监测、评估、预测和政策建议等[9,10,11,12,13] ...
地理学是一门以综合性和区域性见长的学科。地理学的综合性通过要素多样化来体现,区域性则表现为区域分异或区域差异。地理学综合研究是对地球表层各要素的相互作用以及人地关系的研究,帮助我们认识地球表层系统的过去、现状和未来的趋势,把握其变化的脉搏。格局是认识世界的表观,过程是理解事物变化的机理,基于长期的野外观测和综合调查以及模型模拟,对不同时空尺度下的地理格局与过程进行耦合研究,是从机理上理解与解决地理学综合研究的有效途径与方法。文章结合在黄土高原地区的相关研究案例,探讨了将格局与过程耦合研究的地理学综合研究的途径与方法。
... 框架文件提出要系统解决全球和区域可持续发展问题,其解决方案与地理科学研究的关键环节和主攻方向高度一致,其研究工作包括对资源环境发展态势的科学观测、监测、评估、预测和政策建议等[9,10,11,12,13] ...
... 研究计划的重要环节[14,15] ...
过去20多年来,国际科学界对全球变化研究不断深化,逐步形成了人类活动产生的碳排放是全球变暖的重要驱动力、全球变化影响人类经济社会可持续发展等共识.为应对全球变化挑战,"共同但有区别的责任"等原则要求发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动,目标是在21世纪末将由人类活动引起的地表增温控制到不超过工业化前2℃.但是,处理全球变化与可持续发展的关系必须坚持哪些原则,重点开展何种研究,采取什么政策保障还没有明晰的思路.本文提出立足国际和区域平衡发展,依靠科技进步制定全球变化应对对策;必须在人与自然和谐,同时人类社会自身和谐前提下妥善处理应对全球变化与可持续发展之间的关系;坚持减排与增汇并举,减缓与适应并重等原则;加强科学研究,减少全球变化认识的不确定性.应对全球变化挑战实质上为人类发展创造了新机遇,为促进人类能源结构转变、改善和恢复地球生态环境、促进人类生产和生活方式改变、国际与区域间人类社会和谐发展提供了条件.
... 研究计划的重要环节[14,15] ...
党的十八大将优化国土空间开发格局提升为生态文明建设的首要任务,为经济地理学提供了前所未有的巨大需求与发展机遇。经济地理学研究人地关系地域系统和国土空间格局成因与演变规律,为优化国土空间开发格局提供了前瞻性的科学基础和科技支撑。文章结合近年来中科院经济地理学和区域发展研究团队围绕国土开发的学术创新与应用实践,重点讨论了基于经济—生态—社会综合效益和生产—分配—消费立体系统的区域发展均衡模型,阐释人—地系统相互作用的自然对人文作用的资源环境承载能力评价,基于地域功能成因理论与识别方法尝试开展的综合地理区划,以及纳入面状形态完善点—轴系统理论和利用三种功能空间比例关系表达空间结构。研究与实践表明,从应用需求中凝练科学问题、在解决科学问题中推动学科建设及提升支撑应用需求的能力,是比较合理的学科发展方式。未来,按照十八大在国土空间格局中提出的"均衡、开发强度、空间结构、功能区、格局"等主题词,持续发展经济地理学,发挥经济地理学对国家战略决策的科技引领作用和支撑作用,实现学科建设的新跨越。
... 只是综合自然条件的代名词[16] ...
. ):290-300, 319
我国区域可持续发展研究的兴起,是在全球可持续性科学蓬勃发展中、以着力解决中国区域可持续发展模式为特色的学科创新。将区域作为一个开放、动态变化的系统,探讨其对经济全球化和全球气候变化的响应状态及应对能力,研究区域系统中区域之间的相互作用和相互依赖以及区域内部不断增长的发展需求与资源环境约束之间的协调程度,解剖在科技、体制、文化不断创新驱动下的区域经济持续增长的竞争能力,成为区域可持续发展领域最受关注的科学命题,也使区域可持续发展研究在弥补地球系统科学重自然圈层相互作用、轻自然与人文圈层相互作用的缺陷方面具有独到的学科价值。区域可持续发展研究在助推我国实施可持续发展战略中发挥了重要作用,关于可持续城市化和交通基础设施建设的咨询报告、主体功能区划和灾后重建的资源环境承载能力评价的研究成果以及国家和地方重大地域规划的研制,在促进区域差异化发展、重视资源环境承载能力、优化经济布局、走可持续工业化和城市化道路方面,影响了中央和地方政府决策,转换为政府行为,已经或正在改变着中国区域可持续发展的进程。
... 着眼于人类生产生活活动,资源环境承载能力表达为,在维系自然基础可持续过程的同时,能够承载的最大经济规模或人口规模[17,18] ...
. ):513-521
采用韦伯-费希纳定律确定指标评价标准,通过D-S证据合成理论将主客观权重相结合确定综合权重,应用信息扩散技术确定小样本情况下样本指标值在指标评价域上的信息分配,进而确定隶属度,在此基础上利用模糊综合评判方法对环渤海17个沿海城市的海域承载力进行评价,并运用自然断裂法进行空间表达。研究结果表明,年,环渤海地区海域承载力虽有波动,但总体上呈上升趋势,各地海域承载力不断提高,但级别特征值都在1.8~4.0之间,整体水平不高;区域空间分异明显,空间峰值效应显著。
... 着眼于人类生产生活活动,资源环境承载能力表达为,在维系自然基础可持续过程的同时,能够承载的最大经济规模或人口规模[17,18] ...
... 显然,在同样的自然基础条件下,不同的开发功能、不同的利用效率,其可承载的经济规模或人口规模是不同的,即资源环境承载能力同发展方式和发展水平有着紧密的关系[19] ...
... 2 承载能力预警的理论探索从可持续性角度来看,资源可划分为可再生资源和不可再生资源[20] ...
. ):436-439
本文讨论了区域生态环境预警的原理,提出了以区域持续发展的能力作为区域生态环境预警的综合指标,进一步用承载力、稳定性、缓冲力、生产力和调控力作为衡量区域持续发展的能力。选取自然资源、生态破坏、环境污染和社会经济指标建立区域生态环境评价和预警的指标体系,对我国各省区的生态环境质量进行评价、排序和预警。
... 随着社会经济发展,污染物排放不断占有环境容量、有可能逼近甚至超越环境合理容量,区域发展进入不可持续过程（图2）[21] ...
明确了区域环境承载力的概念，研究对象和研究内容；分析了区域环境承载力与区域环境容量和区域环境规划的区别和联系，提出建立区域环境承载力指标体系的一般原则和指标体系的一般内容；并且建立了各项指标的灰色关联度模型及各项指标变化的灰色预测模型；按照这套理论方法，对上海市浦东新区区域环境承载力进行分析研究，得到新区５个开发小区的区域环境承载力的量值，从而掌握了５个小区的开发程度，为新区经济、社会、文化活动规模的控制及环境保护提供了指导依据。
... 与数量相关的生态承载能力预警可比照资源类的评价,而与质量相关的生态类承载能力预警评估可参照环境类的方法[22,23,24] ...
本研究建立了一套系统、完整、客观、灵活且具较强操作性的脆弱生态环境定量评价体系及方法，并通过用此法评价全国２６个省、区生态环境脆弱度的方式，对其可操作性和准确性进行了验证。
... 与数量相关的生态承载能力预警可比照资源类的评价,而与质量相关的生态类承载能力预警评估可参照环境类的方法[22,23,24] ...
不同时空尺度下,生态承载力系统耦合协调度呈现不同差异和变化。在阐述耦合协调发展作用机理的基础上,构建了耦合协调度评价指标体系,利用容量耦合模型对洞庭湖区生态承载力系统耦合协调度进行时空分析。结果表明:1时序变化上,年洞庭湖区生态承载力系统耦合度和耦合协调度变化趋势基本趋同,大致呈现同步稳定上升态势,耦合度均值达0.499,处于拮抗阶段;耦合协调度均值达0.463,处于中度耦合协调阶段;年均增长率上,耦合度达3.35%,大于耦合协调度的3.05%。表明生态承载力内部系统耦合作用和协同效应明显,并且耦合作用的强度大于内部协调性。2空间分异上,17个县域的耦合度出现了低水平耦合、拮抗阶段和磨合阶段3种状态,3种耦合状态的县域个数和区间变化呈现不同的差异。耦合协调度出现了低度耦合协调、中度耦合协调和高度耦合协调3种状态,其变化状况基本上与耦合度类似,但从协调状态的县域个数和区间变化来看,耦合协调度的变化稍滞后于耦合度的变化,空间分布与耦合度分布特征基本相似,高、低值区的空间分布由西南向东北大致呈现较低-高-低-高-较低的"M"型基本格局。3空间组合上,17个县域出现了低耦合低协调区、中耦合低协调区、中耦合中协调区、高耦合中协调区和高耦合高协调区5种空间组合类型,其基本空间格局是,低耦合低协调区集中分布在洞庭湖区中部和西南部,高耦合高协调区则沿京广线、石长线和常岳高速三线呈"三足鼎立"布局,其它不同组合类型则集中于高耦合高协调区外围呈"零星状"分布。
... 与数量相关的生态承载能力预警可比照资源类的评价,而与质量相关的生态类承载能力预警评估可参照环境类的方法[22,23,24] ...
草原超载过牧是造成我国草原大面积退化、沙化的主要原因之一,草畜平衡监测、评价和管理是实现我国草原植被恢复和重建的关键,也是研究的热点和难点。本文采用遥感和地面调查相结合的方法从宏观上监测和评价了农业部认定的264个牧区和半牧区县的草畜平衡状况,主要结论如下:(1)2008年监测区平均草畜平衡指数为33.58%,总体处于超载状态;(2)120个牧区县草畜平衡指数为27.37%,144个半牧业县为42.07%,半牧区县是我国实行草畜平衡管理的重点和难点;(3)六大牧区中牧区县2008年超载程度排序为:甘肃四川新疆青海西藏内蒙古,半牧区县超载程度排序为青海西藏内蒙古新疆四川甘肃。本文所得结论可为我国草原资源管理和保护提供参考价值和借鉴意义。
... 的标准[25] ...
全国资源环境承载能力监测预警（2014版）学术思路与总体技术流程
[樊杰, 王亚飞, 汤青, 周侃]}