黄河流域生态服务价值与经济协调发展的时空演化研究

厘清黄河流域生态现状,分析生态系统服务时空演化特征及与经济协调发展情况,对提升区域经济协调发展具有重要意义。基于黄河流域9省区2000—2020年土地利用数据及国民经济发展数据,测算生态系统服务价值及经济与生态环境协调指数,揭示黄河流域生态系统服务价值时空演化特征及与经济协调发展关系,结果表明：（1）2000—2020年黄河流域全域生态服务价值（ESV）持续增长,由2000年的7020.74亿元增长到2020年的25598.24亿元;（2）研究期内,黄河流域经济与生态协调发展存在显著空间相关性,且人类活动及土地利用方式对生态系统服务价值影响较大,高度冲突区逐渐集中于上游青海省、四川省、甘肃省等经济欠发达地区和下游河南省、山东省等人类干扰密度较高的地区;（3）研究区经济与生态环境协调发展空间分布不均衡,2000—2020年空间集聚态势逐步加大,且冲突区面积远大于协调区,中下游及下游区域两极分化现象明显;（4）研究区内不同区域资源禀赋与生态环境差异较大,要因地制宜,找出不同区域适合自身发展的路径,综合推动黄河流域经济发展与生态环境保护的耦合协调发展。     

汉江流域三生空间转型格局及其生态环境效应

汉江流域在我国区域生态安全和经济社会发展格局中的战略地位日益凸显,开展三生空间用转型及其生态环境效应研究能为该区生态文明建设和国土空间规划提供参考。基于1990—2020年土地利用/覆盖数据和“生产—生活—生态”(三生空间)视角,运用转移矩阵、生态贡献率等研究方法,分析了汉江流域三生空间用地转型及其生态环境效应的时空演变特征。结果表明：1990—2020年汉江流域以生态空间为主,生态空间面积先减后增且集中分布在丹江口以上流域,生产空间由增转减,生活空间始终处于增加态势;1990—2020年汉江流域三生空间类型转移关系保持稳定,以生态空间和生产空间的互转为主,转移规模呈先减后增趋势;汉江流域生态环境质量呈西高东低空间格局,高质量区面积持续增加,其他质量区不同程度下降;影响汉江流域生态环境改善、恶化的主导用地类型分别为生产空间转化为林地绿色和蓝色生态空间,草地及林地绿色、蓝色生态空间转化为生产空间。     

黄河流域资源型城市生态效率时空演变及驱动因素

生态效率是区域发展质量和人地协调程度的综合体现。采用TOPSIS法测度2003—2017年黄河流域37个资源型城市的生态效率,借助泰尔指数、全局空间自相关和热点分析揭示其时空演变规律,利用面板Tobit回归模型探寻关键驱动因素。结果表明：（1）黄河流域资源型城市生态效率总体上以2007年为分水岭,先平稳、后上升;不同城市生态效率的增速和增幅差异较大,下游城市明显高于中、上游城市,再生型城市明显高于成长、成熟和衰退型城市。 （2）城市间生态效率差异大小先略微下降、后持续上升;生态效率空间格局由随机分布向集聚分布演变,低值集聚区从山西、河南交界处向山西中、北部移动,高值集聚区分布具有空间粘性,一直位于下游山东境内。（3）产业转型、科技创新、基础设施完善和区位条件对生态效率改善具有显著正向驱动作用,外向型经济、资源依赖和环境规制抑制生态效率提高,城镇化、工业化和外资利用对生态效率演变的影响不显著;不同类型资源型城市生态效率改善的主要驱动因素存在异质性。     

基于韧性理念的海岸带生态修复规划方法及应用

生态修复是海岸带空间规划的重要组成部分,而韧性理念中有关规划-吸收-恢复-适应的演化规律对于海岸带生态修复具有重要的指导意义。以沙化较为典型的海南木兰湾海岸带区域为例,开展海岸带国土空间生态修复规划的方法及应用研究,基于沙化脆弱性和生态系统服务的空间耦合分析划分不同类型空间,并分区制定生态修复规划方案。研究结果表明：（1）沙化脆弱性高的区域主要是旱地和沙地,面积达21.8%,生态系统服务高的区域主要是林地、水域、湿地,面积达67.5%。（2）重建修复区主要位于鱼塘、旱地一带,占总面积的16.4%;人工辅助修复区主要位于旱地以及迎风面一带,面积达5.5%;适度开发区多为基本完全沙化区域,面积为15.8%。相关评估结果和生态修复规划方案能够揭示生态系统各关键因子之间的胁迫-响应机理,为海岸带沙化区域的生态修复及恢复提供科学支撑。     

大别山区生境质量时空特征及自然-人为因素驱动机制

大别山区是中国南北地理生态过渡带东延余脉,山地系统表现出高度的异质性和敏感易变性,识别山地生境质量的空间特征对揭示自然和人为因素的时空驱动机制及差异具有重要指示意义.基于PLUS-InVEST以及地理探测器方法,分析大别山区2000~2020年生境质量的时空动态变化及驱动机制,并对2030年土地利用和生境质量进行多情景模拟预测.2000~2020年,区内土地利用类型以耕地（50%~54%）和林地（42%~45%）为主,荒地（2%~4%）面积占比最低,大别山区耕地变化最大,面积减少2 311.45 km²,林地和建设用地次之,面积分别增加1 431.37 km²和924.52 km²,灌木和荒地的变化较小,面积分别减少7.72 km²和19.10 km²;大别山区的生境质量与海拔高度呈正相关,中东部生境质量较高,北部和南部生境质量较差;2000~2010年生境质量均值从0.594上升到0.608,到2020年下降到0.603,生境质量出现了先上升后下降的趋势.地理探测器结果表明,影响大别山区生境质量的主要驱动因素是地形起伏度、土地利用强度和海拔,NDVI的影响随着时间逐渐增强.2030年生境质量的预测结果显示,4种发展情景下,区域内整体生境质量仍然呈现下降的趋势,并且在生态保护情景下,依旧呈现降低的趋势,只是降低的速率减小.研究结果可为大别山区未来土地利用类型空间规划提供优化策略.     

东北黑土区典型地域耕地生态退化时空分异——以富锦市为例

耕地生态退化严重威胁黑土区耕地的可持续利用,明确其时空分异规律是提高黑土耕地产能实现农业可持续发展的重要科学命题。以东北黑土区典型地域富锦市为研究区,立足于耕地外部扰动变化所引发的环境胁迫与生态恢复,利用遥感驱动的多源环境胁迫监测模型、改进的CRITIC模型、优化的InVEST模型,明确二者间的作用结果,揭示研究区2000—2020年耕地生态退化的时空分异规律。研究结果表明：（1）研究区耕地外源环境胁迫强度整体偏低,呈现出以东部、西部、北部高,中部、南部低为主基调的时空分异格局;（2）研究区耕地內源生态恢复强度高于胁迫强度,表现出以西部—东部—中部梯度衰减的时空分异格局;（3）研究区共有968.12 km²耕地发生生态退化,展现出以团块状集中分布在研究区东部和中部,零星分布在其他区域的空间分异格局。研究明晰了多源环境胁迫/多源生态恢复之间的交互效应,实现了各耕地图斑对多种环境胁迫力和生态恢复力的动态敏感度测算,进一步刻画出了生态退化过程,测度结果与现实耕地利用强度吻合,为准确诊断黑土区耕地生态退化提供了理论参考和技术支撑。     

泰州市生态保护红线区人类干扰风险评价及其驱动因素研究

生态保护红线作为国家和区域生态安全的底线,开展其人类干扰风险及其驱动因素研究可为生态保护红线监管与优化调整提供科学依据。以泰州市生态保护红线为研究区,构建了基于贝叶斯网络的人类干扰风险评价方法。通过人类干扰危险性(风险源)、生态保护红线敏感性(风险受体)、人类干扰易达性(作用途径)和人类干扰风险(风险评价结果)进行风险表达,对比分析了2018年和2020年2个时期不同人类干扰风险源(建筑开发、交通建设和矿产开采等)对生态保护红线区的人类活动干扰风险变化趋势。采用Netica软件中Sensitivity to Findings工具,探究了人类活动干扰风险时空演变的主要驱动因素。结果表明：1)相较于2018年,泰州市2020年的人类干扰风险有所下降;2)2018年和2020年,泰州市高港区的人类干扰风险最高,应重点监管与防控;3)生态保护红线风险的主要驱动因素为人类活动面积占比和人口密度指标。研究结果可为生态保护红线优化调整、人类活动干扰风险预警与防控提供决策参考。     

基于AWRSEI的岱海流域生态环境质量时空演变及驱动因子分析

流域是重要的生态安全屏障和社会经济发展区域,为了更加客观准确地评价干旱和半干旱区流域生态环境质量,基于遥感生态指数（RSEI）引入盐度指标构建适用于干旱和半干旱区流域的遥感生态指数（AWRSEI）并以岱海流域为例分析其适用性.基于AWRSEI模型,采用4期Landsat TM/OLI合成影像,对2001~2020年岱海流域的生态环境质量进行定量评价,通过变异系数和空间自相关分析岱海流域生态环境质量时空演变规律,并通过地理探测器进行成因分析和驱动因子解释力分析.结果表明：①AWRSEI与各生态因子的平均相关系数为0.860,比单个指标分量更具代表性;第一主成分的荷载正负值和排序与RSEI一致,特征值贡献率比RSEI高3.69%,评价结果与真实地表情况更为接近,适合用于干旱区流域的生态环境质量评价.②岱海流域2001~2020年AWRSEI指数的年均值为0.427,生态环境质量基础较差,期间AWRSEI的均值呈现波动上升的趋势,并且在2020年均值达到最高0.502.整体生态环境质量明显好转,恶化区域减少了20.51%,改善区域增加了12.71%.空间分布上,岱海流域南部和西北部高海拔地区的林地生态环境质量优,北部和南部中海拔地区生态环境质量较差,湖区北侧生态环境质量优于南侧.③岱海流域AWRSEI变异系数平均值为0.280,生态环境质量状况稳定,整体变化波动较小,高波动主要集中在湖区南侧和居民点区域.岱海流域生态环境质量存在显著的空间自相关性,高-高集聚区主要分布在高海拔的林地区域和低海拔耕地区域;低-低集聚区零星分布在中海拔区域.④2001~2020年岱海流域生态环境的提升主要由于NDVI提高,NDBSI和NDSI降低.NDVI和NDBSI是交互作用最强的组合,对生态环境的解释力最强.土地利用是AWRSEI的主导因子,解释力最强.土地利用和气象因子的组合是交互作用最强,且各驱动因子之间均为增强关系.     

近40 a秦岭生境质量时空变化特征及驱动机制

运用InVEST模型,研究秦岭生境质量时空变化及驱动机制,以期为秦岭生态文明建设与秦岭区域可持续发展提供理论依据。结果表明：秦岭土地利用方式以林地和草地为主,主要分布于中、西部,耕地与建设用地主要分布在东、南部。人类对秦岭干扰程度在2000年后开始增加,土地利用变幅超过总面积的2%。1980年、1990年、2000年、2010年、2020年,秦岭的平均生境质量（范围0—?1）分别为0.7592、0.7594、0.7586、0.7585、0.7617,均处于“较高”等级。空间分布上,秦岭生境质量中、西部等级高,而东、南部等级低。在像元尺度上,秦岭生境质量较为稳定,显著变化的区域面积仅为2.74%。显著升高的区域主要集中在西南部略阳、勉县等区县,显著降低的区域主要集中在东部的洛南、商州等区县。秦岭的生境质量表现出显著的空间集聚特征,21世纪后,秦岭高质量生境集聚区域面积扩张,低质量的生境集聚区域面积降低。土地利用程度是影响秦岭生境质量最大的驱动因子,与之呈现显著的负相关关系,且影响范围分布于全域。秦岭生境质量的降低源于人类活动引起生境威胁源——建设用地与耕地的扩张,而生境质量的升高可能源于...     

北运河流域植被覆盖度变化及其生态环境质量评估

北运河流域作为北京城市副中心建设涉及的重要自然地理单元,流域内人类活动剧烈,生态问题突出,植被覆盖率下降.基于植被覆盖度快速实现流域内生态环境质量的全面评价,是打造生态和谐宜居示范区的重要支撑,也是实现新时期首都生态文明建设的关键.本文选取1990年、2004年、2018年时相相近的3期Landsat TM/OLI数据,首先采用线性光谱混合模型进行植被覆盖度(FVC)的计算,再利用主成分分析法构建遥感生态指数(RSEI),并对二者时空变化规律及相关性进行探究.结果表明,1990—2018年,研究区平均植被覆盖度与遥感生态指数均呈现先增后减的趋势,植被覆盖度由0.36增长至0.43再降至0.41,遥感生态指数由0.545增加为0.584后又降至0.545.1990—2004年生态质量下降的区域集中分布在北京市主城区四周,环境质量改善的区域集中分布在北运河流域北部、中心城区及东南部,而2004—2018年生态质量下降的重点区域则向东南部流域下游转移,环境质量改善的区域则大面积减少.流域内生态质量保持稳定的区域大幅增加,生态质量差与较差区域占比连续降低,表明研究区大部分区域生态系统状况趋于稳...     

陆海统筹视角下茂名市海岸带生态安全格局规划研究

作为国土空间规划的三大战略格局之一,生态安全格局是海岸带地区生态安全的重要保障。本研究遵循“陆海统筹、生态优先”的理念,基于“本底分析−要素识别−格局构建”的总体思路,采用陆海生态敏感性评价、最小累积阻力模型、“源地−廊道−节点”模型等分析方法,规划构建了茂名市海岸带的生态安全格局。结果表明：（1）研究区的海岸侵蚀和特...     

苏北沿海某滩涂区土壤重金属含量及其污染评价

为揭示沿海滩涂快速发展区土壤重金属的污染风险状况,分别采用潜在生态风险指数法与内梅罗综合污染指数法,对苏北沿海某滩涂区土壤重金属(Pb、Cr、Cd、Hg和As)含量、污染风险及其空间格局进行了评价.结果表明:目前该滩涂区土壤环境质量总体良好,土壤重金属呈轻度潜在生态风险和警戒级综合污染水平,其趋势均为工业园区>居民区>镇郊农田>围垦滩涂;2种评价方法的研究结果均表明,工业发展和城镇化建设是驱动土壤重金属污染风险升高的主因,强烈的人类活动加速了土壤重金属累积,宜采用优化产业布局、加强监测监控和强化源头防治以防控和削减该区土壤重金属危害.      

江苏沿海地区耕地利用转型及其生态系统服务价值变化响应

论文以江苏沿海地区1990、2000和2010年3期土地利用空间数据为基础,在GIS、地学信息图谱理论和Costanza等生态系统服务价值测算方法的支持下合成时间序列表征下的耕地利用转型图谱、耕地利用转型模式图谱和生态系统服务价值图谱,据此揭示江苏沿海地区耕地转型时空变化特征及其生态系统服务价值变化响应规律。结果表明：1）1990-2000年阶段耕地以建设用地、水域和林地占用为主,补充耕地来源除建设用地、水域和林地外,还包括了草地,耕地占用大于补充。空间差异以“耕地→建设用地”、“草地→耕地”最为明显,空间分离度低。2）2000-2010年阶段耕地占用的去向增加了未利用地,草地仍是主要的耕地补充来源。空间上以“耕地→建设用地”和“耕地→水域”图谱变化最为显著,空间分离度变大。3）1990-2010年耕地利用转型模式以后期变化最为显著。4）近20 a间,江苏沿海生态系统服务总价值由170.85×10⁸元提升为182.23×10⁸元,水域是提高生态系统服务价值最主要的贡献类型。耕地利用转型导致耕地的生态系统服务价值降低,“耕地→建设用地”是最主要的生态减值图谱 类型。     

基于转移矩阵模型的江苏海滨湿地资源时空演变特征及驱动机制分析

运用遥感和GIS技术及转移矩阵模型,对江苏省海滨湿地区域1987年、1997年及2007年3个时期图件进行信息提取。分别对两个时段该区域湿地资源演变趋势及其驱动机制进行定量分析,结果表明:①近30 a来,江苏海滨湿地资源演变趋势主要为自然湿地向人工湿地及非湿地转移,两个时段自然湿地面积分别减少11.57%和24.63%,整个研究期间人工湿地及非湿地分别增加了27.75%、6.92%;②影响江苏省海滨湿地资源演变的主要因素是人类活动及互花米草(Spartina alterniflora Loisel)的入侵,与1987年相比米草沼泽增加了71.94%。整体而言,社会经济因素是江苏省海滨湿地资源演变的主导因素。     

资源型地区工矿企业空间集聚与区域转型——以山西省为例

工矿企业是资源型地区实现区域转型的关键要素,研究工矿企业空间集聚的格局特征及驱动机理对于揭示资源型地区转型的空间过程及空间效应具有重要意义。以山西省为例,基于煤矿企业点数据,综合采用多种GIS空间分析方法,分析1990—2017年经济转型阶段,山西省煤矿企业空间集聚的格局演变及区位指向变化。进一步构建负二项回归模型分析山西省煤矿企业空间集聚演变的影响因素,解释资源型地区转型发展的驱动机理。结果表明：（1）煤矿企业整体集聚变化相对稳定,但发展内涵发生显著变化,企业趋向大型化、现代化、可持续化发展。（2）煤矿企业空间集聚逐步与煤层埋深线的岩层走向相吻合,并且表现出低坡度指向性、临交通线指向性特征。（3）宏观尺度上,煤矿企业空间集聚呈现以点状集聚为主到点状集聚与沿煤层线带状扩散并存的演变趋势;微观尺度上,煤矿企业核密度降低区域与核密度增加区域具有地理邻近性特征,空间上表现为煤矿企业的远郊区化过程。（4）资源禀赋对煤矿企业区位选择的影响最显著,地形坡度、路径依赖、省道、企业所有制性质、固定资产投资、区域面积等对煤矿企业的区位选择也具有显著影响,但是作用方向和强度存在差异;城镇化水平、铁路、高速公路等对煤矿企业区位选择的影响不显著。回归结果表明资源型地区的转型发展受自然基底条件、产业发展基础、区域发展阶段等多重因素的影响。     

基于MSPA和电路理论的京津冀城市群热环境空间网络

快速城市化加剧了城市热环境系统复杂性,严重影响城市生态环境和人居健康.综合地理信息系统、遥感、形态学空间格局分析和电路理论等理论与技术,应用MODIS地表温度遥感数据,定量识别京津冀城市群热岛斑块时空分布特征,划分城市热岛斑块景观类型并分析其时空转移路径.在此基础上,揭示城市群热环境空间网络和关键廊道时空演变过程.结果表明,2020年城市热岛斑块面积为16 610 km²,占研究区面积比例为7.68%. 2005～2020年京津冀城市群热岛面积和斑块数量显著增加.城市热岛斑块类型由2005年孤岛型为主导转变为2020年以核心型为主导.其中,2020年核心型城市热岛斑块主要来源于2005年的非城市热岛斑块、核心型和边缘型城市热岛斑块. 2020年京津冀城市群热环境源地数量和廊道长度、密度及电流密度均高于2005年.通过城市热环境廊道等级分析发现,2020年京津冀城市群热环境敏感型廊道为主要类型. 2005～2020年敏感型廊道增加数量最多.同时,城市热环境廊道系数增加,表征京津冀城市群热环境廊道趋向稳定型发展.最终提出城市热环境空间网络模式并讨论城市热环境主动适应和...     

天山北坡城市群碳储量时空变化及预测研究

为了有效评估城市群碳储量变化,以天山北坡城市群为研究对象,运用PLUS模型和InVEST模型,动态评估2000~2020年及2030年不同情景下土地利用变化及碳储量变化特征.结果表明,2000~2020年天山北坡城市群碳储量呈现持续增加趋势,且碳储量变化与土地利用变化密切相关,主要表现为2000~2010年林地面积的减少导致其碳储量减少约266×10⁶t,2010~2020年草地面积的增加使其碳储量增加约69.14×10⁶t.2030年自然发展情景、生态保护情景和经济快速发展情景下碳储量预测值分别为8875.88×10⁶t、8895.58×10⁶t和8841.58×10⁶t;经济快速发展情景下碳储量最低,生态保护情景下碳储量最高.土地利用是影响碳储量空间变化分布的第一主导因素,贡献率接近于90%,土地利用强度与碳储量协调性分析与两者双变量空间自相关分析进一步验证了这一结论.土地利用变化在一定程度上能够对碳储量产生积极影响,对于本研究区而言,生态保护发展情景可能更符合未来城市发展模式,研究结果能够为土地利用规划提供参考.     

2000~2020年西南地区植被NDVI对气候变化和人类活动响应特征

研究植被变化及其对气候变化和人类活动的响应机制,对区域生态保护和植被恢复具有重要现实意义.利用MODIS NDVI数据、基于站点的气象数据和土地利用数据,结合Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性分析、残差分析、偏相关分析和复相关分析等方法,基于不同地貌单元,分析2000～2020年中国西南地区植被覆盖时空演变特征及其对气候和土地利用变化的响应特征.结果表明,2000～2020年西南地区植被NDVI整体呈波动上升趋势,上升斜率在空间上呈东南高和西北低的分异格局.气候变化和人类活动对西南地区植被NDVI上升均以促进作用为主,且对广西丘陵植被生长的促进作用强于其他地貌单元.2000～2020年间西南地区植被NDVI与气温和降水呈正相关,与相对湿度和日照时数呈负相关,且温度是影响西南地区植被NDVI变化的气候主导因子.城市扩张在一定程度上减少了区域植被覆盖,但得益于适宜的气候条件以及林业生态工程的实施,西南地区整体植被覆盖以上升为主.研究结果可为西南地区生态保护及经济可持续发展提供科学依据.     

甘肃白龙江流域景观生态风险评价及其时空分异

以我国典型生态环境过渡带——甘肃白龙江流域为对象,借助GIS技术和Fragstats软件,基于土地利用变化的生境脆弱度和景观生态损失度构建了流域景观生态综合生态风险评价模型,并利用空间自相关分析方法,开展了土地利用变化及其生态风险评价与时空分异研究.结果表明:1990~2010年白龙江流域土地利用变化明显,林地和建设用地呈现增长趋势,耕地和草地面积呈现减少,未利用地和水域则呈波动变化.研究区景观生态风险空间分布差异明显,白龙江流域西北部和北部的生态风险高于流域的西部、东部和南部.同时,各风险等级上呈现“两头小中间大”的趋势,即中等风险区面积呈扩张的态势,低风险区和高风险区呈减弱的趋势.流域景观生态风险具有显著的空间集聚特征,其生态风险值呈现显著的空间正相关关系,这可能是流域生态风险时空分布与土地利用强度、土地利用结构及人类活动之间关系密切.     

中国八大经济区GPP变化及影响因子协同机制

以中国和八大综合经济区为研究区,全面分析人文因子、土地利用类型、气候因子和地形因子对植被总初级生产力(GPP)空间分异的影响差异.利用MODIS GPP数据、气象数据、土地利用类型、DEM数据、夜间灯光和人口密度数据等,基于Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和地理探测器模型,在全国和经济区尺度上分析2000～2020年植被GPP时空变化特征,探测植被空间分异的影响因子及影响因子间的协同机制.结果表明,2000～2020年中国及八大经济区植被GPP整体呈波动上升趋势,呈上升趋势的区域占总面积的84.46%,其中,呈极显著上升区域占19.86%,主要分布在黄河中游综合经济区中部和大西北综合经济区东部.影响因子探测结果表明,湿度、日照时数、降水和土地利用类型是中国植被GPP空间分异的主要影响因子,其中,湿度的影响力最高,q值为0.64.经济区尺度上,湿度、日照时数、降水是影响东北、黄河中游、大西南和大西北综合经济区植被GPP空间分异的主导因子,而人文因子对东部和南部沿海综合经济区植被空间分异的影响较大.交互作用探测结果表明,中国植被GPP空间分异主要...