青藏高原农牧业生态风险时空变化特征与分区防控

青藏高原地区是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,农牧业是青藏高原涵盖范围最广的产业,明晰其生态风险对实现青藏高原农牧业可持续发展具有重要意义。构建了青藏高原农牧业生态风险评价体系,并以216个县域为评价单元,分析1990—2015年农牧业开发综合生态风险的时空分布及其重心转移规律,并结合区域农牧业开发强度实现农牧业生态风险权衡分区。结果表明：（1）青藏高原综合生态风险总体有上升趋势,呈“东部多核聚集、西部零星散列”的分布格局。（2）风险重心向西北方向移动,风险主趋势方向转为西北—东南走向。（3）青藏高原限制开发区面积占比最大为50.84%,其次为发展预警区与自然恢复区,青藏高原整体农牧业开发强度较高,应在保障高原生态安全屏障功能的情况下减缓农牧业开发。针对区域特征提出农牧业发展方案,以期为青藏高原地区农牧业开发生态风险防范及发展规划提供科学指引。     

基于“乡土—生态”系统韧性的红色旅游资源利用空间格局优化研究——以大别山革命老区为例

红色旅游资源利用与开发将对旅游地的人地关系地域系统产生强烈扰动,基于“乡土—生态”系统韧性水平厘定红色旅游资源利用空间格局,有利于推动红色旅游资源开发与区域可持续发展共促共赢。以大别山革命老区为例,从经济、社会、文化、生态四方面构建红色旅游地“乡土—生态”系统韧性水平评价体系,并对红色旅游资源的空间特征与类型进行识别。研究结果为：（1）各县域“乡土—生态”系统韧性以中低水平为主,呈“中部高、四周低”的空间分布特征。（2）区域内各子系统韧性处于勉强协调状态,县级行政单元的协调度呈现中等水平多、较高与较低水平少的“橄榄型”等级结构。（3）红色旅游资源的冷、热点区分别位于大别山南北两侧及中心地带,呈现出“大集聚、小分散”的特征,根据其规模、影响力划为五种聚类分区。（4）依据“乡土—生态”系统韧性在红色旅游资源高富集区可通过内部要素重构向更高水平发展、在中低密度区因吸纳和适应外界扰动力较弱而与红色旅游资源开发相互抑制这一特征,初步厘定“三区、两带、三核心”的红色旅游资源利用空间格局,并针对不同区域从“乡土—生态”系统韧性视角下提出差异化建议,以期排除红色旅游资源开发对“乡土—生态”系统产生的干扰。     

大别山革命老区旅游地“乡土—生态”系统韧性演化规律及影响机制

探讨旅游地“乡土—生态”系统演化,为理解人地关系地域系统结构与功能演变提供了新思路。通过构建“乡土—生态”系统韧性评价体系,解析2005—2019年大别山革命老区旅游地“乡土—生态”系统韧性的演化阶段、过程、路径及机制。结果显示：（1）研究区旅游地“乡土—生态”系统经历了利用、保存、释放、重组适应性循环过程,分别对应旅游地迅速发展期（2005—2009年）、发展成熟期（2010—2012年）、发展过渡期（2013—2016年）和再发展初期（2017—2019年）。（2）在适应性循环过程中研究区县域的数量结构经历了以“较低水平韧性为主→高水平韧性为主”的转变,县域“乡土—生态”系统韧性水平呈波动上升趋势。（3）2005—2019年研究区旅游地“乡土—生态”系统韧性演化的驱动因子由经济层面转向社会文化层面。在内外源因素的作用下,旅游地“乡土—生态”系统韧性通过乡土资源禀赋（向心凝聚力）、经济发展基础（核心推动力）、社会保障功能（重要支撑力）和自然环境本底（基础约束力）的四维驱动,以人的行为为媒介在相互作用和掣肘中演进,当韧性指数超过阈值时其内核组织将打破原有边界、自我调适实现“路径突破”,进入下一阶段适应性循环,以此促进旅游地的可持续发展。     

基于变权模型的唐山城市脆弱性演变预警分析

城市脆弱性评价预警是城市脆弱性研究的重要内容。研究以资源型城市唐山作为案例,基于资源、环境、经济和社会框架构建了城市脆弱性预警指标体系,引入惩罚型变权模型对2000—2014年城市脆弱性的警情进行评价测度,结合GM（1,1）模型对2015—2020年城市脆弱性警情进行了预测。结果表明：1）变权模型能够有效满足资源型城市脆弱性预警研究;2）2000—2014年,唐山城市脆弱性预警指数由0.449上升至0.716,警度等级呈下降态势,从“重警”演变为“轻警”,警情指示灯由“橙灯”演变为“蓝灯”;3）2015—2020年唐山城市脆弱性预警等级预测结果为“轻警”变为“无警”,警情指示灯为“蓝灯”变为“绿灯”。研究结果可为城市脆弱性评价提供方法基础和科学依据,为改善唐山脆弱状况提供决策支持。     

江西省“三线冲突”空间特征及其强度影响因素

科学划定“三线”（城镇开发边界、永久基本农田、生态保护红线）有利于合理安排国土空间资源,识别“三线冲突”强度影响因素,可加深对国土空间规划的认识。以省级空间规划试点区——江西省为例,通过“三线冲突强度指数”识别不同区域“三线冲突”差异,利用空间自相关分析探究空间特征,并应用地理加权回归模型分析不同冲突类型的影响因素。结果表明：研究区内,城镇—生态、城镇—农业、生态—农业、城镇—生态—农业冲突面积分别为4305.791 km²、2892.894 km²、1845.341 km²、159.444 km²,各类型冲突存在明显的空间聚集性;固定资产投资强度、建设用地适宜区面积占比和地形位指数分别为城镇—生态、城镇—农业和生态—农业冲突强度的主要影响因素,城镇化率和距河流距离对城镇—生态—农业冲突强度具有影响作用。研究结果可为今后合理布局“三线”、实现国土空间结构优化提供参考依据。     

祁连山北麓生态移民的生计风险与应对策略选择——以武威市为例

生计风险作为移民社会整合的标尺,已成为研究生态移民生计及可持续发展的重要视角。以祁连山北麓的武威市为例,利用Binary Logistic模型分析了移民生计风险对其应对策略的影响机制,以期为制定有效的生计风险防范体系提供科学支撑。结果表明：（1）武威市生态移民的生计类型以非农户为主,纯农户比例不足10%,生计多样化指数仅为1.74且存在显著的区域差异。（2）67.44%的移民面临着多重风险,以经济风险为主,生活开支大、新分棚圈耕地质量差、返贫是主要的风险要素。（3）应对策略主要为向亲朋借钱、银行贷款、外出打工和减少开支,后顾生计则多选择扩大养殖、长期打工和维持现状,不同县区移民的策略选择略有不同。（4）政策、福利和经济风险会显著影响移民对“向银行贷款”“减少开支”及“外出打工”等应对策略的选择,而后顾生计的选择更多受制于生计资本储量,而政策及经济风险的影响较低。移民户的类型对策略选择影响显著,非农型兼业户更倾向于选择“向银行贷款”和“扩大养殖”。     

中国冬小麦麦收期连阴雨灾害风险评价

论文基于中国839个国家气象站点逐日降水观测数据和778个农业气象站点农作物生长发育数据,提取并统计了中国冬麦区265个国家气象站点麦收期连阴雨频率、最长连阴雨日数和最大过程雨量。通过构建“灾害胁迫-暴露-适应”的麦收期连阴雨灾害风险评价体系,采用熵权灰色关联分析法对2014年中国166个地级市冬小麦麦收期连阴雨的灾害风险进行评价。在此基础上,针对不同灾害风险主导因子进行风险防范分区。结果表明：1）空间分布上连阴雨灾害胁迫的带状递减特征明显,秦岭—淮河以南地区的灾害胁迫等级整体高于秦岭—淮河以北地区;灾害暴露和适应等级呈现出高低交错的空间分布特征。其中,华北西部、黄淮西部和西南地区东南部的暴露等级相对较高,适应能力相对较强的地区主要分布在省会城市、直辖市及其周边区域。2）处于麦收期连阴雨灾害中等以上风险的区域占冬小麦播种地市的73%,2 226.23万hm²的冬小麦处于麦收期连阴雨的胁迫中。3）中国冬小麦麦收期连阴雨灾害风险热点区域以灾害胁迫-适应主导和适应能力主导为主,加强灾害监测预警及提升区域适应能力是降低冬小麦麦收期连阴雨风险的有效途径。     

基于市域尺度的中国化肥施用与粮食产量的时空耦合关系

化肥施用是一把双刃剑,在促进粮食产量增加、保障粮食安全的同时,导致了生态环境退化,当前亟需辨明化肥施用与粮食生产之间的时空耦合关系,以便为维护粮食安全与生态安全提供有效的对策。以中国336个地级行政区为研究单元,分析2005-2015年中国粮食产量与化肥施用量的时空格局变化特征、化肥施用量与粮食产量的时空耦合关系及其动态变化过程。研究发现：（1）2005-2015年中国化肥施用量与粮食产量均呈上升趋势,化肥施用量的区内差异呈“粮食主产区—产销平衡区—粮食主销区”递减态势;而粮食产量的区域差异总体趋于增大,且呈“粮食主产区—产销平衡区—粮食主销区”递增态势。（2）化肥施用量增幅大致呈“东—中—西”阶梯式递增的趋势,而粮食产量增幅呈明显的南北分异特征。（3）从空间分布来看,胡焕庸线以东地区以“双高区”为主,胡焕庸线以西地区以“双低区”为主,且“低效施肥区”收缩,“他因素影响区”扩张。（4）期间,粮肥耦合关系以“双增型”为主,其他类型为辅,粮肥耦合关系主要向“双增型”与“他因素影响型”转变。     

资源承载力监测——以西藏“一江两河”地区为例

对自然资源的无序开发和对生态系统的破坏制约了我国的可持续发展。资源承载力是描述地区发展受自然资源限制的重要工具,也是衡量区域可持续发展的重要依据。基于西藏“一江两河”地区县级统计数据,定量计算水、土和生态等资源承载力,并根据定量评价结果构建资源承载力监测体系并应用于“一江两河”地区。研究结果表明:（1）“一江两河”地区人粮关系趋于紧张,部分地区人口—粮食—土地矛盾突出,76.5%的县土地资源承载力下降,83.3%的县土地资源承载指数增长;“一江两河”地区各县（市、区）水资源承载力远大于实际人口,承载指数均小于0.05,但77.8%的县水资源承载力下降,县域承载指数均增长;各县生态承载力增长,承载指数下降,部分县处于生态赤字状态。（2）“一江两河”地区资源承载力的主要制约因素由生态承载力转变为土地资源承载力。2000—2015年,在“一江两河”地区资源承载力处于临界超载或超载的县中,对资源承载状态影响最大的资源承载力由生态承载力逐步转变为土地资源承载力。（3）“一江两河”地区资源承载力等级逐渐提升,可能带来的危害或负面影响程度降低。2000—2015年,资源承载力为三级（中度负载）及以下等级的县由15个（83.3%）降至3个（16.7%）。资源承载力长效监测机制的建立有助于明晰资源开发利用现状,科学利用区域自然资源,促进地区生态保护和可持续发展。     

基于源地综合识别与多尺度嵌套的徐州生态网络构建

传统生态网络构建时,生态源地的辨识多考虑生境斑块的质量和面积,较少考虑斑块生态系统服务功能与空间结构的影响;且多从一个尺度在相对封闭的系统单元内进行网络构建,缺乏尺度间的嵌套协调,易导致其结构性错位。通过构建“属性—功能—结构”三位一体的源地综合识别指标体系,基于最小费用路径、电路理论、移动窗口搜索法等方法,构建并叠置分析徐州都市区和主城区两个尺度的生态网络,并提出优化策略。结果表明：（1）两尺度生态源地重合面积79.85 km²,廊道重合长度158.42 km,重合面积45.68 km²,重叠区域对多尺度生态网络衔接稳定至关重要,需重点保护;对都市区至关重要却缺乏主城区下垫面支撑的8条廊道要优先修复。（2）识别都市区与主城区夹点分别为17处与18处,重合10处;障碍点8处与10处,重合5处。生物迁移关键区域高迁移阻力与大优化潜力并存,亟需优先修复。生物过程跨尺度的连续性要求采用多尺度级联框架协同应对生态问题。（3）基于“斑块—廊道—基质”理论从“点—线—面”三个角度提出徐州多尺度嵌套生态网络的优化策略。研究结果可为区域生态安全格局构建、国土综合整治与生态系统修复提供决策参考。     

唐山市南湖生态示范区景观生态风险评价

经过一系列生态修复工程建立的南湖生态示范区,对唐山市的生态环境具有决定性作用,但作为人工景观其敏感度较高. 根据历史资料、遥感资料、地理信息系统(GIS)和动态监测数据,运用景观生态学原理对该区域进行景观分析和生态风险分析. 以该区域的生态系统为受体,对南湖生态示范区主要生态风险源进行分析和识别,包括干旱、沙尘暴、水土流失和污染. 选择景观生态学中的指数作为风险评价指标,对风险源可能造成的生态系统损失进行度量,并利用层次分析法计算各风险源的权重. 利用GIS将该区域划分为351个斑块,利用综合生态损失度和综合风险源概率,计算各风险小区的风险值,并根据风险值分级,绘制该区域综合生态风险评价图,完成南湖生态示范区景观生态风险综合评价,为该区域生态风险管理对策提供理论依据.      

饮马河流域水环境综合风险时空分布

为评价饮马河流域水环境综合风险,从水环境风险的危险性、暴露性、脆弱性及区域治理能力4个方面构建了饮马河流域水环境综合风险评估体系.选取2000年、2005年、2010年和2015年的水环境数据进行分析,采用水环境污染风险指数法和层次分析法对饮马河流域水环境综合风险进行评估,并绘制了各年度饮马河流域的风险空间分布图,分析了饮马河流域水环境风险空间变化特征.结果表明:2000—2015年,各危险性指标的量化值不断减小;暴露性指标中,耕地面积不断扩大,工业企业个数不断增加,人口密度变化不明显;各脆弱性指标的量化值不断减小;水环境区域治理能力各指标的量化值不断增大.研究显示,2000—2015年,流域内水环境危险性和脆弱性不断降低,暴露性和区域治理能力逐渐升高,水环境风险逐渐降低;其中,长春市一直处于水环境高风险水平,伊通县一直处于低风险水平.      

流域生态风险评估方法研究——以太湖流域为例

在分析流域生态风险发生机理的基础上,根据风险评估框架,从风险评估三要素风险源-生境-受体出发,构建了危险度-脆弱度-损失度流域生态风险评估技术体系,主要包括综合模型的构建、指标体系选取、等级体系划分与评估单元确定等内容,并以太湖流域为例进行实证分析, 结果表明:太湖流域生态风险整体以中等风险为主,呈升高趋势,与2000年相比,2008年高、较高生态风险所占面积比分别增加了0.39%和5%.实证分析基本验证了模型及方法的科学性和可操作性.     

京津冀生态屏障区人类活动对生态安全的影响

使用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）和InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型分别模拟计算了滦河和潮河流域水源涵养、面源污染、干旱特征和生境质量等指标,在此基础上使用压力-状态-响应（PSR）模型建立了生态安全评价体系,以面源污染、生境质量和土地利用特征等人类活动对生态安全的影响作为切入点,以子流域为评价单元,评价了研究区生态安全,分析了各层指标对生态安全的影响.结果表明,2010年和2015年研究区总体生态安全状态等级均为敏感级,生态安全评分综合指数分别为0.50和0.48.研究区生态系统整体较为稳定,空间上各子流域之间生态安全状态存在较大差异.面源污染和城镇扩张等人类活动对生态安全的影响较大.林地和草地评分较低,可能与种植结构和景观格局有关.水源涵养量值增加和生境稀缺性值下降,说明加大水源涵养能力建设和降低生境稀缺性是提高生态安全的有效措施.     

太湖流域水生态功能区土地利用变化的景观生态风险效应

以太湖流域及其一级水生态功能区为研究对象,以Landsat遥感影像解译获得的2005年和2008年土地利用分类图等为基础数据,基于土地利用类型比例变化、转移矩阵、GIS叠加分析、土地利用综合转换速率、景观生态风险指数和土地利用变化的景观生态风险效应系数等分析方法,综合分析了太湖流域及其不同一级水生态功能区的土地利用与景观格局及其变化特征,在计算相关中间参数的基础上,从景观尺度计算得到了太湖流域及其不同一级水生态功能区景观生态风险值,并在此基础上对太湖流域及其不同一级水生态功能区景观生态风险差异特征进行了比较分析,进而分析了各区景观生态风险与土地利用变化之间的效应关系,从而为流域不同水生态功能区差异化水生态保护决策提供依据。     

锌冶炼区菜地土壤和蔬菜重金属污染状况及风险评价

对黔西北地区某典型锌冶炼区菜地土壤和主要蔬菜进行取样调查,测定了土壤和蔬菜可食用部分Pb、Cd、Zn、Cu、As、Ni 6种重金属的含量,采用单项污染指数和综合污染指数法评价了土壤和蔬菜中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数（RI）和目标危险系数法（THQ）评价了菜地土壤重金属污染的潜在生态风险和蔬菜中重金属对成人和青少年儿童的健康风险.结果表明,该区域菜地土壤已受到重金属的重度污染,且以Cd对综合指数的贡献最大,土壤Cd存在极强生态风险,研究区处于轻微、中等、强和很强的生态风险程度的采样点比例分别为2.0%、14.3%、35.7%和48.0%;在所采集的蔬菜样本中,土豆处于重度污染水平,芸豆处于中度污染水平;复合重金属健康风险指数评价结果表明,食用研究区域蔬菜对成人和青少年儿童健康产生负面影响的可能性很大.     

基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、Cu、Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943（Pb）、1.419（Cu）、3.074（Cd）和3.567（Hg）倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性（CV>65%）.其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716（Pb）、7.095（Cu）、92.292（Cd）和142.469（Hg）,区域综合潜在生态风险指数（RI）均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为：较高（38.98%）>中度（38.55%）>高（5.89%）>轻微（5.15%）>极高（3.56%）,Cd、Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微（94.89%）、中度（66.85%）、较高（23.62%）、高（3.9%）和极高（2%）,其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.     

粤港澳大湾区红树林湿地鸟类生态健康评价——以深圳湾为例

基于层次分析法构建了红树林湿地鸟类生态健康评价指标体系,并以深圳湾福田红树林湿地为例评价了粤港澳大湾区红树林湿地鸟类生态健康.结果表明：红树林湿地鸟类生态健康评价功能层指标的权重为：栖息地适宜性指数（0.443） > 栖息地重要性指数 （0.283） > 栖息地环境风险指数（0.181） > 鸟类群落健康指数（0.094）;9个鸟类生态健康指标的权重和赋值分别为鸟类多样性（0.094,4）、栖息地重要性（0.283,3）、土地退化（0.147,3）、噪声（0.074,1）、光污染（0.074,4）、建筑物影响（0.148,2）、重金属污染（0.089,5）、有机污染暴露（0.056,2）和生物入侵（0.035,4）;深圳湾福田红树林湿地鸟类生态健康综合指数为3,处于“亚健康”状态,即当前栖息地适宜性下降,存在一定的环境风险.结合深圳湾的生态现状,建议建立鸟类动态监测网络,促进科学高效的鸟类保护决策的形成,加强城市噪音管制,降低人为活动的直接影响,提升红树林湿地鸟类生境适宜性;同时,加强环境监测力度,严控污染物排放,降低环境风险,整体提升红树林湿地鸟类生态健康水平.     

基于InVEST和MCR模型的南方山地丘陵区生态保护红线优化

优化生态保护红线,是顺应新时代多规融合趋势、推进国土空间高效管理与生态文明建设的重要举措。以南方山地丘陵区典型县奉新县为例,基于InVEST模型进行生境质量评价以识别生态源地及其缓冲区,采用水土流失敏感性修正基本阻力面,运用MCR模型构建奉新县生态安全格局,定量衡量与定性分析相结合对生态安全格局进行有效性评价,继而提出奉新县生态保护红线优化方案。结果表明：（1）生态源地及生态源地缓冲区面积分别为144.42 km²、354.01 km²,分别占研究区总面积的8.76%与21.47%,并识别出19个生态节点;（2）识别出关键生态廊道76 km,一般生态廊道315 km,与生态节点、生态源地、生态源地缓冲区共同构成研究区生态安全格局,面积共498.43 km²,占奉新县总面积的30.23%,集中分布于研究区西部山地丘陵区;（3）经有效性评价证实生态安全格局较生态保护红线更具生态优化意义;（4）划定生态保护红线补划区与生态保护红线储备区,共为生态保护红线调整优化预留了199.34 km²的高质量后备资源,形成研究区生态保护红线优化方案。研究成果可为南方山地丘陵区生态保护红线的评估优化提供科学参考。