珊瑚岛礁承载力综合评价与情景模拟研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈明 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 苏奋振 |
| 关键词 | 珊瑚岛礁 承载力 承载力分类评价 综合评价 情景模拟 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 珊瑚岛礁是一种重要的海洋资源，提供了宝贵的生态系统服务，在我国南海因其占据关键地理位置而具有多方面的重要价值。同时珊瑚岛礁具有脆弱性，易受人类活动（资源开发、污染排放等）的干扰，而影响其可持续利用和发展。承载力研究被认为是实现可持续发展和生态文明建设的基础性工作，在此背景下开展珊瑚岛礁承载力研究对促进珊瑚岛礁合理建设规划，保障其可持续发展，以及丰富珊瑚岛礁人地关系研究理论等方面都有重要意义。通过梳理资源环境承载力理论与方法研究和海岛礁承载力研究进展，总结出珊瑚岛礁承载力仅限于潜水旅游或生物种群等单要素承载力，资源环境承载力匮乏的研究现状。承袭资源环境承载力发展趋势，结合珊瑚岛礁资源环境承载系统特征和开发现状，本文发展了从资源环境承载力分类评价，到综合评估再到情景模拟预测的逐级推进的珊瑚岛礁承载力研究框架。确定了涵盖珊瑚岛礁关键资源（淡水资源）承载能力估算模型研究、环境（海洋环境容量）承载能力估算模型研究、承载力综合评价模型以及情景模拟的主要研究内容。探索发展适用于珊瑚岛礁的资源环境承载力分类评估、综合评估和情景模拟方法。以我国西沙珊瑚岛礁中的浪花礁为主要案例区进行珊瑚岛礁承载力研究方案的实证研究，验证了方法实用性，并得出各研究内容主要结论。（1）关于珊瑚岛礁淡水资源承载力估算模型研究。针对大多数研究以年为时间单位判定淡水承载力或状态，较难反映岛礁每日雨水资源波动和消耗的不足。本文在分析珊瑚岛礁淡水资源利用和循环特征基础上，以最大承载人口为计算目标，基于淡水资源日供需平衡理念，提出采用模型分析结合模拟退火算法的淡水资源承载力迭代计算模型，可计算获取较为稳定准确的珊瑚岛礁淡水资源承载力。估算结果表明，在基准工况下（工况条件包括岛陆面积10平方千米、人均用水300L、储水能力10万吨等）浪花礁的淡水资源承载力稳定在2936人左右；适当扩大储存能力和控制用水定额后，淡水承载力能力可超过20000人。通过敏感性分析发现储水能力、雨水收集能力以及人均用水额度是影响浪花礁淡水承载力的主要因素，并针对性地提出了升级存储能力和雨水收集能力，调控人均用水方案等对策建议。（2）关于珊瑚岛礁海洋环境容量计算模型研究。在梳理阐述环境容量理论内涵及计算方法基础上，针对以往研究对岛礁海洋环境容量环境驱动因子和珊瑚礁生态健康环境要求考虑较少的不足，本文提出了基于水动力-水质模拟，珊瑚礁生态健康的多梯度珊瑚水质为环境目标的珊瑚岛礁环境容量计算模型。以浪花礁为例，通过构建其水动力-水质耦合模型，对目标海域不同驱动条件下的流场分布、水交换特性等要素进行时空分析。采用最优排海通量法，综合计算获取浪花礁目标海域环境容量区间。结果表明，在珊瑚健康水质、国家一类和二类海水水质标准梯度下，浪花礁目标海域的氮营养盐环境容量区间分别：29.4-52.2t/a、121.4-203.1t/a、191.8-321.3t/a；磷营养盐环境容量区间分别为：5.1-8.7t/a、7.6-12.7t/a、15.2-25.6t/a。一、二类水质标准下COD环境容量区间分别为522.3-1224.1t/a、814.8-1909.6t/a。（3）关于珊瑚岛礁承载力综合评价模型研究。通过探讨分析珊瑚岛礁综合承载力的内涵特征，提出了珊瑚礁岛综合承载力概念模型CORE-CC，涵盖资源供给、环境纳污、生态系统和社会经济四个评价维度；从“压力-支持力”角度构建指标体系以及指标量化模型，探索确立了配套的综合评估方法。将该模型应用于西沙某建成岛礁，完成对2014-2020年该岛礁承载力综合评价。结果显示该岛礁的综合承载指数一直处于承载平衡状态，且由2014年较低的平衡状态逐渐提升至2020年接近盈余的承载状态。这主要得益于资源和环境维度较高且稳定的盈余状态支持，以及生态和社会经济维度承载能力的逐渐提升。针对评价结果，提出了包括土地资源开发潜力，淡水资源自给自足，基于海洋环境容量划分功能海域，增强生态修复工作以及岛礁功能规划等适应性对策和建议。（4）关于珊瑚岛礁承载力系统动力学模型及情景模拟研究。采用系统动力学方法（SD）构建珊瑚岛礁承载力系统动力评估模型，包含资源模块、海洋环境模块、珊瑚礁生态系统平衡模块和社会经济发展模块。结合浪花礁未来发展情景设置，对其各情景下承载系统进行模拟预测。模拟结果表明，生产活动发展及其强度增大，在增加福祉的同时也会对岛礁承载系统产生更多的压力，以生态旅游业为主导的发展情景应该是研究区岛礁最优的发展路径；而低强度生产活动乃至完全保护性情境下的岛礁承载系统虽不易超载且稳定，但并非可以认定为岛礁最优方案，因为其承载人类生产生活的自主能力最弱，需结合政府发展规划和岛礁发展不确定性来综合考虑。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 162 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186920]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈明. 珊瑚岛礁承载力综合评价与情景模拟研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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