基于最小累积阻力模型的三峡库区重庆段生态安全格局构建

三峡库区是长江上游生态环境集敏感、脆弱、复杂为一体的地区,其生态安全格局的构建对维护区域生态安全、实现区域可持续发展具有重要作用.以三峡库区重庆段为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建生态服务重要性与生态敏感性评价体系,综合确定生态源地;以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值,采用最小累积阻力模型构建生态廊道,最终形成三峡库区重庆段生态安全格局.研究结果表明:三峡库区重庆段生态源地面积13660.80 km2,占研究区总面积的29.61％,主要分布于巫溪、奉节、石柱、开州等区县;生态廊道连接生态源地,共81条,总长度为3069.29 km,廊道呈树状辐射分布,呈现"东北-西南"树状分布的空间格局;生态源地与生态廊道共同形成三峡库区东北生态城镇圈、三峡库区西南都市生态圈以及连接两圈的三峡库区中部走廊的"一廊两圈"生态安全格局.研究结果对保障三峡库区生态安全具有重要意义,可为三峡库区生态环境环境保护提供科学依据.     

三峡库区江段潜在水环境污染风险评价研究

三峡库区的水环境安全不仅关系到库区周边省市用水安全,更与长江流域的生态安全以及整个中国的可持续发展密切相关.基于压力-状态-响应(PSR)模型,综合考虑风险源危险性、风险受体敏感性以及区域环境风险可接受水平等因素构建水环境污染风险分级评价指标体系与量化方法,运用冷热点格局分析等空间统计方法,以行政区为单元综合评价三峡库区潜在水环境污染风险分布状况.结果表明:(1)云阳县风险源数量最多,万州区风险受体数量最多,但重庆主城区及周边地区高风险污染源和高敏感受体分布最为密集,且区域环境风险可接受水平最低.(2)研究区县区级风险源危险性和风险受体敏感性指标统计结果均呈集聚分布格局,热点区域集中在库区上游重庆主城区及周边地区,且该区域风险可接受水平表现为冷点区域,而在其它区域基本呈现为均衡的分布格局,未形成明显的热点或冷点区域.(3)库区水污染高风险江段包括九龙坡区、渝北区、沙坪坝区、渝中区和南岸区等5个县区,中风险江段包括长寿区、北培区、江北区、大渡口区、涪陵区、石柱县和巴东县等7个县区,低风险江段主要分布在库区上游的江津区和库区腹地及下游区域.最后,针对不同区域潜在水污染风险分布特征,从产业优化布局、预警与应急能力建设以及企业污废水处理技术升级等方面提出风险管控的相关建议.     

基于空间贝叶斯识别城市扩张与生态保护潜在的兼容区和冲突区——以鄱阳湖生态经济区为例

快速城市扩张在提高社会经济水平的同时,伴随着一系列的生态问题,如何合理协调城市扩张与生态保护之间的矛盾是当前我国新型城镇化建设中的一项重要任务。科学识别城市扩张与生态保护的冲突是其基础。以鄱阳湖生态经济区为研究区域,采用空间贝叶斯方法识别城市扩张与生态保护潜在的兼容区和冲突区。研究结果表明:(1)城市扩张适宜性区域分布较为集中,最适宜区域主要分布在南昌市主城区周边县域、余江县和乐平市,较适宜区域主要分布在新建区、瑞昌市、高安市和都昌县,较不适宜区域主要分布在武宁县以及鄱阳湖东岸,不适宜区域主要分布在鄱阳县、浮梁县与武宁县。(2)生态保护适宜性区域分布较为分散,最适宜区域主要分布在武宁县、瑞昌市、鄱阳县和浮梁县,较适宜区域主要分布在主城区东北部、东南部、余江县和湖口县,较不适宜区域主要分布较为分散,各区(市)县均有分布,不适宜区域主要分布在南昌市周边区域和鄱阳湖东岸。(3)综合分析城市扩张和生态保护适宜性评价结果得到的冲突区主要分布在瑞昌市、南昌县和新建区;兼容区中城市发展适宜性高的区域主要分布在南昌市的东南部以及永修县、星子县、余江县,生态保护适宜性高的区域主要分布在鄱阳湖东岸和武宁县;城市扩张和生态保护适宜性都较低的区域主要分布在鄱阳县、余干县、都昌县。研究结果可为土地利用规划与生态安全保护提供参考和借鉴。     

三峡库区腹地规模农地空间分布规律

山区农业转型对于我国山区耕地可持续利用效率、土地整治方向以及生态建设方向具有一定的指导意义,渝东北生态涵养发展区是重庆市农用地整治项目的主要分区,通过定义作为农业转型产物的"规模农地"相关概念及其判读标准,旨在提出一种新的研究路径对重庆市典型山区地貌的耕地利用现状给予指导和改善意见。首先选取三峡库区腹地5个区县为研究区,并结合研究区实际对"规模农地"进行等级划分,利用Arc GIS10.2等软件通过景观格局指数、核密度测算、空间自相关等方法从斑块特征、数量分布、空间格局三方面对研究区内规模农地的空间分布规律进行探讨。研究表明:(1)不同类型规模农地斑块特征呈现一定的规律性,小规模农地斑块密度最大为6.004,大规模农地平均最近指数MNN值最低为643.401,且农地规模越大,面积加权平均斑块分维数AWMPFD值和聚集度AI值越高;(2)中、大规模农地数量多集中在奉节县,微、小规模则多集中在巫山县,且规模农地自身及其相互之间存在固定的邻接性规律,即同类斑块之间的邻接性与其斑块大小成反比,不同类型斑块之间则与之相反;(3)研究区规模农地整体空间分布主要集中在奉节县中部以及巫溪县东部,沿江流域的平坝地区分布相对密集,且不同类型规模农地在空间上存在明显的自相关性。     

耦合PLUS-InVEST-Geodector模型的三峡库区碳储量时空变化及其定量归因

探明区域长时期陆地生态系统碳储量时空变化及其影响因素对于碳中和目标实现具有重要的理论与现实意义。研究耦合PLUS-InVEST-Geodector模型,探究三峡库区1990～2035年不同情景下碳储量时空变化规律,并从土地利用变化以及自然-社会经济复合关系角度定量揭示其影响碳储量变化归因。结果表明：(1)1990～2020年三峡库区碳储量表现为“减少-增加-减少”的波动性,整体减少6.66 Tg,减幅为1.25%,其中耕地大面积转移至建设用地是导致碳储量减少的主要原因;(2)1990～2035年三峡库区碳储量空间分布与土地利用变化具有高度一致性,其空间异质性较为显著,总体呈现出“东高西低,南低北高且库首>库腹>库尾”的分布特征;(3)2035年自然发展情景和生态保护情景碳储量较2020年分别减少7.53和0.37 Tg,生态保护情景较自然发展情景能显著降低库区碳储量损失;(4)影响碳储量时空变化因素较为显著,其中土地利用变化是其主导因子,其次则为温度、人口密度、高程和土壤类型,且各因子交互作用均对碳储量变化解释力增强。研究可为库区碳库管理以及碳储功能的可持续发展提供科学参考...     

重庆市生态保护红线区生态系统服务价值时空演变特征及其驱动

生态保护红线是保障区域生态安全的底线,生态保护意义重大。以重庆市生态保护红线区为研究对象,采用影响生态系统服务状况的生态参数修订"中国生态系统单位面积生态服务价值当量表",综合分析了该区域2000～2015年间生态系统服务价值时空演变特征及其驱动因素。结果显示:(1)重庆市生态保护红线区生态系统类型主要以森林为主,占比达到了75%以上;时段内森林、湿地和人工表面面积呈增加趋势,农田和裸土持续减少;(2)15年间,研究区ESV增加了87.09亿元,增幅为6.63%,但增速呈逐渐减弱趋势;各类ESV中森林贡献率最大,其次为湿地和草地;研究区生态系统服务类型主要是气候调节和水文调节服务,且水文调节服务ESV在时段内增加趋势最为显著;(3)ESV价值密度最高的区域主要分布在大巴山、方斗山、川河盖、四面山、金佛山等中低山区;时段内主城区"四山"、金佛山、黑山,以及中部川东平行岭谷的精华山、黄草山、雪宝山区ESV呈明显增加趋势,城口县和巫溪县交界地区、巫山县北部、奉节县中部、彭水县北部、黔江区南部、以及江津区、綦江区南部ESV呈轻微减少趋势,全市有36个区县ESV呈增加趋势,3个区县ESV有所减少;(4)湿地面积虽小,但其ESV总量仅次于森林,且单位面积ESV较其他类型更高,应更加注重对湿地的有效保护;(5)城镇化率和农村居民人均纯收入是研究区ESV变化的主要驱动因素,说明生态保护红线区生态系统服务与区域社会经济发展基本耦合。     

重庆市2000~2015年土地利用变化时空特征分析

研究区域土地利用变化及其时空特征，可以为将来的区域土地利用规划和管理提供基础。基于2000年、2005年、2010年和2015年4期土地利用遥感影像解译数据，结合GIS空间分析方法，从土地利用变化速度、转移方向、利用程度3个方面定量分析了重庆市2000~2015年土地利用变化的时空特征。结果表明：（1）研究期内，耕地、草地和未利用土地持续减少，且耕地减少速度呈增大趋势，主要减少区域分布在主城及周边区县；林地、水域和城乡建设用地面积增加。（2）区县之间各类土地利用变化的相对速率差异较大，其中草地的相对变化率相差最大，其次为水域、耕地和林地。耕地变化最大的区域主要集中在主城区，城乡建设用地在各区县均有较大变化；水域发生较大变化的区县均与大型水利工程的修建有关。（3）重庆市在2000~2005年土地利用变化最剧烈，随后朝着越来越稳定的方向发展；区县间土地利用变化剧烈程度差异明显，但这种差异朝着缩小的方向发展。（4）渝东北、东南区域耕地、林地、草地之间转换活跃，但活跃度随时间后移递减；耕地一直是其他地类最主要的转入来源之一，城乡建设用地越来越成为其他地类的主要转出方向。（5）重庆市土地利用水平总体上处于发展期，土地利用程度的区域分布格局基本上保持不变，但差异明显，越往东北、东南区域，土地利用程度越低；全市土地利用程度变化量的分布格局呈现为以渝中区为核心从内到外依次为“弱变化——剧烈变化——较强变化——较弱变化”的圈层扩展形态。     

三峡库区腹地土地功能演变及其驱动机制分析

土地利用功能在一定程度上反映了土地利用方式和强度的变化。以三峡库区腹地奉节县和巫山县为研究区域，以1986、2000、2007和2015年多时相遥感影像资料为数据源，通过空间自相关和冷热点分析等研究方法，分析土地利用功能的时空演变规律，并探索其与海拔、坡度和岩性等自然因子，以及人口、道路等社会经济条件的耦合驱动机制，揭示土地利用功能的理论现实意义。研究发现：(1)就土地利用功能数量而言，生活用地增加，生产功能减少，生态用地总体趋于稳定；就土地利用功能面积变化格局而言，三生功能均向稳定性方向发展。(2)就其集散程度而言，生产功能由大集聚向小集聚转变且集聚面积减少；生活功能集聚性持续增强，且集聚面积扩大；生态功能由集聚向分散变化，且空间范围增加。(3)就土地利用功能的驱动机制而言，包括高程、坡度和岩性在内的自然因子影响其空间分布状况，人口及道路分布影响三生功能的空间数量变化。     

基于最小累积阻力模型的贵阳市景观生态安全格局构建

贵阳市是我国典型的喀斯特地区,水土流失严重,生态环境脆弱。在生态重要性、景观连通性和生态需求分析的基础上进行生态源地识别,根据土地覆被状况、人为干扰程度和夜间灯光数据构建了生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络,在此基础上构建了贵阳市域和市区的景观生态安全格局。结果表明:(1)贵阳市最重要和重要生态斑块总面积5 393.43 km2,主要分布在西部和北部;生态用地斑块的景观连通度总体较高,其中园地最好,林地最差;生态需求较高的区域主要分布在人口密集的城市建成区周边。生态源地占总面积的18.56%,集中分布于北部及西南部红枫湖、百花湖等区域;(2)贵阳市生态廊道总长为933.58 km,其中关键廊道长287.6 km,沿东北向西南方向延伸。现状廊道遍布市域,主要为河流水系;潜在廊道和关键廊道98%都为林地,主要分布于北部和西部生态环境较好的山地丘陵区;(3)市区景观生态安全格局中,生态源地主要集中在百花湖、红枫湖、香纸沟、相思河等风景区,花溪湿地和南明河作为市区关键廊道纵贯南北。最后,在此基础上提出了"保护和建设并重、区县间统一规划的"生态系统管理对策,为贵阳市生态环境建设提供切实可行的科学指导。     

基于NDVI的重庆市植被覆盖变化及其对气候因子的响应

运用美国NASA发布的MOD13Q1级产品16d最大值合成数据结合重庆市34个气象站点的气候资料,分析2000～2011年重庆市植被变化状况以及NDVI与主要气候因子温度、降水的相互关系。结果表明：12 a来重庆市年均NDVI呈增长趋势,但空间时间尺度上有所差异,从空间尺度上看NDVI增长区域主要分布在东北、东南、西南部区域,NDVI降低区域主要分布在重庆主城区、区县城区及长江沿岸、三峡库区消落带;从时间尺度上看,春季、秋季NDVI有一定幅度的增长,夏季NDVI趋于稳定,冬季NDVI有所下降;NDVI在年际尺度上与温度和降水相关并不显著,但在月份尺度上与气温降水均呈显著相关关系,且与气温相关性大于降水     

重庆市生态系统服务价值与区域经济增长的时空动态关系研究

投资自然资本（NC）、提升生态系统服务价值(ESV)是协同推进经济增长和环境保护的重要举措，其关键之一在于测算生态系统服务价值。基于2009～2016年重庆市各类土地利用类型面积的调查数据，测算了全市ESV，并结合研究期间各区县经济水平，系统分析了ESV与经济增长时空动态关系的演变。研究结果表明：（1）全市ESV在2009、2012和2016年分别是 4 011.29、4 000.63 和4 037.24 亿元，呈先降后升的U型变动。（2）变动的主要原因在于林地面积的变化，建设用地对林地等的占用导致了前期的下降，而退耕还林、天然林资源保护、三峡后续植被恢复等生态工程的实施促进了后期的上升。（3）从空间自相关关系来看，全市人均GDP与地均ESV负相关关系减弱，表现为“低高组合为主，双低双高为辅”，低-高聚类分布在渝东北和渝东南地区，高-高聚类分布在渝西地区。最后，因地制宜地提出实现经济和生态双增长的对策与建议。     

三峡库区典型生态屏障区农户向外转移意愿及影响因素分析

向区外转移一定数量的过载人口是三峡生态屏障区土地生态功能建设的前提。基于农户访谈与问卷调查，对三峡库区典型生态屏障区内的涪陵、奉节、秭归、夷陵4区县的农户转移意愿进行了抽样调查，并采用Logistic回归模型对影响农户转移意愿的因素进行了分析。结果显示：613%的被调查户愿意转移，影响农户转移意愿的主要因素为户主文化水平、家庭非农收入比重、人均耕地面积、村社距集镇距离和村社环境，户主的文化水平越高、家庭非农收入比重越大、人均耕地面积越多，所处村社距集镇的距离越远、环境越差，则农户向外转移的意愿就越强烈。另外，地区因素对农户的转移意愿也存在一定影响，4个样本区县中农户转移意愿强度从大到小依次排列为秭归、涪陵、夷陵和奉节，其愿意转移的发生比率（Odds Ratio）为5047∶1637∶1166∶1。为了激励屏障区农户实行自愿转移，促进三峡后续工作规划的顺利实施，建议政府根据影响因素分析结果选择目标转移人群，并制定完善的人口转移政策以加强农户对转移后的经济收入、生产生活环境改善的预期，从而增强转移意愿     

基于定量遥感技术的重庆市热岛效应

近年来，城市热岛效应不断增强，已经成为一个突出的城市环境问题。重庆市作为长江中上游特大型城市，工业发达，经济快速发展，市区热岛效应明显，但是很少对其研究。以2007年Landsat5 TM影像为数据源，利用单窗算法对重庆市城市地表温度进行反演，并进行城市地面亮温等级划分，在从城市土地利用类型、NDVI等方面对重庆市城市热岛效应强度和空间格局分布及其特征进行了探讨。结果表明：城区热岛现象显著，且分布不均匀；不同土地利用类型对热岛效应影响不同；城市地面亮温与NDVI呈明显的线性负相关关系。最后结合重庆市的特殊地形，提出了以下解决城市热岛效应的对策：加强城市规划，调整城市结构；构建最佳绿化结构，提高城市绿化率；改变能源结构，提高能源利用率，控制工厂废气排放量。     

三峡库区（重庆段）石漠化敏感性评价及空间分异特征

以石漠化敏感性机理为基础，运用GIS与RS技术分别分析了喀斯特岩性因子、地形因子、植被覆盖因子、土壤类型因子的空间格局特征及其对研究区石漠化敏感性的影响程度。在此基础上，基于ArcGIS的空间叠加分析，完成单要素的叠加运算，实现研究区石漠化敏感性的综合评价。探讨了三峡库区（重庆段）这一特殊生态地理区域石漠化敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的石漠化的空间分异特征。结果表明：（1）研究区石漠化敏感区面积为17 376.5 km2（3765%），以高度和极敏感类型为主。（2）空间分布具有明显水平地域差异特征，整体上呈现弧状 条带性分布。东北部和南部最为敏感，中西部基本为不敏感地区。（3）研究区石漠化现状与石漠化敏感性之间有着很好的对应关系，局部地区受人类不合理的干扰活动影响，石漠化现状与石漠化敏感性存在一定的差异     

基于GIS的太湖流域主要生态风险源危险度综合评价研究

以太湖流域主要生态风险源为评价对象，充分考虑多类型多等级风险源作用强度的差异性，构建了风险源危险度评价模型，并在此基础上依据风险源发生机率、强度及作用范围等建立了太湖流域洪涝、干旱、极端气象、土壤侵蚀及污染排放等主要生态风险源的危险度评价指标体系。在ArcGIS技术支持下，创建了太湖流域1 606个网格和24个县市的风险源危险度统计数据库，采用AHP权重法确定指标权重，运用叠加分析、空间分析等技术方法最终实现太湖流域单要素及综合生态风险源危险度的定量评价。结果表明流域内生态风险源的分布存在明显的空间分异规律。其中，高生态风险源危险区集中分布在环太湖北部一带，面积约占流域面积的1172%；较高危险区主要呈“西北 北 东北 东”半环状分布格局，所占面积约2452%，危险度较低的区域集中在流域西南部的苕溪流域一带，面积占1566%。此外，不同区域主导生态风险源组成亦不同，约599%的区域是以污染排放为主导生态风险源，主要分布在镇江 宜兴 长兴 安吉一线以东的地区；2545%的区域主导生态风险源为干旱，主要集中在镇江 宜兴 长兴 安吉一线以西；1244%的区域是以洪涝灾害为主导风险源，集中分布在湖州、宜兴等地；而以水土流失、极端气象灾害作为主导风险源地区相对较为分散，所占比例较小     

基于灾变理论的盐城市土地生态安全评价研究

土地生态安全关系到区域的可续发展。以压力 状态 响应模型与灾变理论相结合，根据盐城市的土地利用特点，分别从社会、经济和生态环境方面构建土地生态安全评价指标体系，分析盐城市2002～2011年的土地生态安全变化情况，找出其中的问题，能为盐城市土地利用可持续发展提供理论依据和参考价值。研究表明：盐城市土地利用生态安全等级除了2003年和2007年为安全等级外，其余8 a均为中等安全、不安全和极不安全等级，而且基本呈逐年下降趋势；人口、环保投入和城镇化是导致盐城市土地利用生态安全等级下降的重要影响因素，这种现实状况应该引起政府相关决策部门的高度重视，最后提出了几点建议