基于自然资源本底数据的珠三角城市群生态敏感性评估分析

开展区域生态敏感性评估,有助于区域生态环境的保护与管理。以珠三角城市群为研究区,地理信息系统及遥感技术为研究手段,基于自然资源本底数据的提取结果,构建因子评价指标体系,并结合层次分析法(AHP),探究并评估其区域生态敏感性。综合考虑研究区的自然、社会和经济条件,选取了河流、坡度、高程3个自然生态因子。由于研究区域中心城市地区向周边及非中心城市地区的扩张进程快,土地利用、道路交通实施建设的发展更新迅速,因此将土地利用类型、交通路网2个因子也列为因子层要素。结果表明,在空间分布上,各类自然资源本底数据的分布呈现显著的空间异质性,部分呈现小集中大分散的格局。珠三角城市群的高程和坡度生态敏感性呈现显著的中部低四周高的态势,并且低敏感区域占据绝大多数。珠三角城市群的综合生态敏感性呈现中间低四周高的分布情况。此外,珠三角城市群内9个城市的综合生态敏感性具有显著的差异。广州、深圳等经济发达、城市化水平高区域,其轻度敏感性区域和不敏感性区域所占比例较高。肇庆、江门等多山区、多林地区域,其极高敏感性区域和高度敏感性区域的占比较高。研究结果可为珠三角城市群的区域生态可持续发展提供有效的辅助支撑。     

滹沱河流域湿地植被优势种群生态位研究

采用Shannon-Wiener生态位宽度指数和Petraitis生态位重叠指数测定了滹沱河流域湿地植被20个优势种群的生态位宽度和生态位重叠.结果表明,浮叶眼子菜、莎草、藨草等占据较窄的生态位,生态位发生明显特化.苔草、海乳草、黄花蒿、赖草等占据较宽的生态位,生态位泛化比较明显.根据生态位宽度指数将湿地植物分为4个生态类群.在20个优势种群构成的380个种对中,有71个种对间表现出生态位重叠,占整个种对的18.68%.说明优势种群间生态位重叠现象并不普遍,各种群间生态位明显分离,因此不同种群利用资源的方式具有较为显著的差异性.图1表3参15     

中国省域城市生态适宜度综合评价

依据城市生态系统原理,从生产位、生活位、环境位3方面构建了综合衡量城市生态适宜度的指标体系和数学方法,以各个省区地级以上城市作为分析样本,通过对评价区的各领域以及生态适宜度水平综合评价,结果表明:中国省域城市生态适宜度具有的明显区域性差异,城市生态适宜度大致呈现:东部高、中西部低,南方高、北方低的格局,既与区域自然生态条件有关,也同地方社会经济发展、城市建设与管理水平相关。     

珠江三角洲城市群生态安全评价及态势分析

着眼于珠三角地区生态环境问题,进行城市群生态安全评价及预测研究,以掌握珠三角城市群生态安全时空分异,为地区生态安全维护与管理决策提供参考。基于PSR模型,从资源、环境、人口和社会经济等方面选取15个指标,构建珠三角城市群生态安全评价指标体系;利用加权平均法对珠三角各市及城市群1978—2015年的生态安全状况进行综合评价;采用回归分析方法构建预测模型,对珠三角城市群未来7年生态安全水平进行预测。结果表明,(1)区域内生态安全呈现出东、西和中部的分异,中部明显低于东、西部。(2)珠三角城市群生态安全呈现逐渐下滑态势,较严重的是广州、深圳和珠海市,评价值基本在0.39~0.72之间,处于较安全向不安全等级变化,广州以2008年和2012年为临界点;其余城市(区域)则由较安全下滑至临界安全;未来7年内生态安全趋势不容乐观。(3)惠州和江门市的生态安全曲线波动频繁,在0.43~0.76之间,但变化幅度居中。(4)各城市生态系统子系统承受的压力、做出的响应以及呈现的状态各具特色。未来珠三角各市需因地制宜地采取环境整治措施,以促进城市群朝着可持续方向发展。     

沙质海岸带木麻黄林与天然林主要种群的生态位特征比较

通过样地调查比较分析了沙质海岸带木麻黄(Casuarina equisetifolia)林与天然林主要种群的生态位宽度和生态位重叠这2种重要的生态位特征。结果表明,依照各种群在2种林分中生态位宽度的变化,可将其划分为生态位扩展型、衰退型、敏感型和稳定型4个种群类型;天然林中的演替优势种在木麻黄林的灌木种群中已有较大数量的分布,且具有较大的生态位宽度值,但由于人工林生态位分化不良,种间竞争相对激烈,群落组成不稳定;天然林中大部分乡土树种生态位宽度较之在木麻黄林中大为增加,但除敏感型种群和潺槁木姜子(Litsea glutinosa)、雀梅藤(Sageretia thea)以外,天然林中其他种群的生态位重叠值较之在木麻黄林中有所降低,说明经过长期的协同进化,天然林种间生态位分化程度高,竞争相对缓和。总体来看,以乡土树种为优势种的天然林生态位配置比人工林更优化,对维持群落的稳定更有意义,因此实现乡土树种与木麻黄的合理配置对建设稳定型沿海防护林体系具有重要的参考价值。     

生态修复后九曲湾水库浮游动物优势种演替及生态位特征分析

探究生态修复后九曲湾水库浮游动物优势种生态位特征及主要影响因素,为九曲湾水库及相关饮用水源地水库生态系统的保护、修复提供理论和技术支撑。于生态修复前2014年4月(平稳期)、2014年7月(爆发期),2015—2016年生态修复后12月(枯水期)、4月(平水期)、7月(丰水期)进行数据采集,采用优势度、Levins生态位宽度、Petrailis生态位重叠指数等方法,对九曲湾水库浮游动物优势种演替、生态位特征及主要影响因素进行分析。结果表明,九曲湾水库生态修复前共鉴定浮游动物30种,其中轮虫类26种,桡足类4种,枝角类未检出;生态修复后共鉴定浮游动物50种,其中轮虫类30种,枝角类13种,桡足类7种。生态修复前,平稳期到爆发期优势种的更替率为75%,爆发期到生态修复后枯水期优势种的更替率为80%。生态修复后,枯水期到平水期优势种的更替率为66.6%,平水期到丰水期季节更替率为57.14%,共同优势种为裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)、汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)。九曲湾水库浮游动物优势种生态位宽度在0.250—0.931之间,生态修复前和生态修复后广生态位种类占全部优势种的75%、58.33%、70%、33%、0。优势种生态位重叠指数在0—0.998之间,生态位重叠程度差异较大,平稳期、爆发期、枯水期、平水期、丰水期生态位重叠指数大于0.6的分别占53.57%、50%、73.33%、66.67%、66.67%。生态修复前影响浮游动物优势种生态位分化的主要因素是水温(WT)、溶解氧(DO),生态修复后影响浮游动物优势种生态位分化的主要因素是总磷(TP)、叶绿素(Chl.a)。研究表明,生态修复前蓝藻水华发生期影响浮游动物生态位分化的环境因子为物理因子,生态修复后影响浮游动物生态位分化的环境因子为营养盐。     

基于机器学习的武汉城市圈土地生态安全格局识别与优化策略

为明晰武汉城市圈土地生态安全格局,从经济、社会和自然3个维度构建土地生态安全评价体系,在机器学习框架Keras中利用BP神经网络对2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平进行评价,在此基础上,利用ArcGIS软件对评价结果进行空间识别,并提出相应土地生态安全优化策略。结果表明:(1)2010—2017年武汉城市圈土地生态安全水平小幅下降,长期处于临界安全状态,其中土地自然生态安全状况不断恶化,土地经济生态安全状况持续改善,土地社会生态安全水平增减变化差异较大。(2)武汉城市圈土地生态安全变化存在明显空间差异,土地自然生态安全水平下降较大区域主要集中在西部和南部;黄冈和黄石土地经济生态安全水平小幅下降,其他城市安全水平均有不同程度上升;土地社会生态安全水平变化较大,武汉和潜江上升1个安全等级,仙桃和孝感下降1个安全等级,咸宁下降2个安全等级。(3)研究区土地自然生态安全状况恶化的主要原因为人均耕地、耕地面积比例、森林覆盖率持续下降以及工农业废水和废弃物排放总量持续上升;土地经济生态安全状况持续改善的主要原因为工农业生产效率、居民收入和第三产业占比持续上升;土地社会生态安全系统的影响因素较多。     

岷江上游山区聚落生态位地域边界划分与垂直分异分析

山区聚落生态位是当地居民长期适应山地自然环境的结果,涵盖了人类居所在山地生态系统中所处的地理位置及居民生计所能利用的资源空间.基于SPOT-5遥感数据和GIS技术,对岷江上游山区聚落生态位边界进行甄别,提出了山区聚落生态位地域边界的划分方法,并对其分异特征进行定量分析.结果表明,河流、山脚、山沟、图像纹理和色差等因素对边界划分具有指示意义,是界定山区聚落生态位地域范围的关键因子;岷江上游山区聚落生态位地域面积介于2.27～528.67 hm2之间,且随着海拔升高而增大;在＜1 600m海拔段,聚落生态位的增速较小,当海拔高度超过1 600m时,聚落生态位的增速明显增加.     

高寒草甸不同类型草地群落特征及优势种植物生态位差异

为了解高寒草甸不同种群利用资源和占据生态空间的能力,结合野外试验和室内分析等手段对青藏高原杂类草草甸、矮嵩草(Kobresia humilis)草甸、小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸和藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸的群落数量特征及主要优势种植物的生态位进行研究.结果表明,不同群落类型高寒草甸物种组成、Shannon-Wiener和Simpson多样性指数均表现出杂类草草甸矮嵩草草甸小嵩草草甸藏嵩草沼泽化草甸;地上生物量为藏嵩草沼泽化草甸矮嵩草草甸杂类草草甸小嵩草草甸;不同群落类型优势种群所占的比例存在差异性.生态位宽度以及主要优势种植物生态位重叠值在不同植被类型差异明显,垂穗披碱草(Elymus nutans)在杂类草和矮嵩草草甸的生态位宽度最大,小嵩草和藏嵩草分别在小嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸中最大,且生态位越大与其他植物的生态位重叠程度较高.但同一物种在不同群落类型所占的生态位宽度和生态位重叠值也不同,生态位宽度大的物种间生态位重叠值也越大.说明高寒草甸优势种群在资源利用能力或环境的生态适应能力方面有较大的差异性,环境资源的异质性是导致群落组成不同的关键因子.     

生态恢复过程中华山松林与天然林主要种群的生态位特征比较--以巫溪县红池坝为例

以群落样方为一维综合资源位，研究了炼山后华山松(Pinus armandii)针阔混交群落与天然林中主要乔木种群的生态位特征、并运用空间代替时间的方法，以天然林中种群生态位特征来预示华山松群落中种群生态位发展动态．结果表明：①依照各种群在两种林分中生态位宽度的变化动态，种群可分为生态位扩展型种、生态位衰退型种、生态位稳定型种和生态位敏感型种、②在华山松群落中，大量侵入的乡土树种已具有了较大的生态位宽度，但群落中种间生态位重叠值很高，显现出人工群落中种群生态位分化不良，种间竞争激烈，群落的组成结构不稳定．③天然林中大多数乡土树种的生态位宽度较之在华山松林中大为增加，但由于长期协同进化，种间生态位分化程度高，种间竞争较缓和，群落具有很高的稳定性．④天然群落比人工群落的种群生态位配置更优化，具有更高的稳定性．由此可见，在生态恢复工程中应充分发挥乡土树种的积极作用，尽可能以天然林群落的结构特征作为有益的参照以指导植被恢复与重建工程的实施．图2表3参17     

城市自然生态空间的价值评估及规划启示

城市自然生态空间是城市生态文明建设重要的物质基础。在规划过程中,应该将城市自然生态空间的生态价值评估作为城市规划的重要理论基础,通过相应的规划方法引导城市生态化建设和品质提升。文章通过对城市自然生态空间的界定,以及对城市自然生态空间生态价值评估的理论模型的研究,提出对规划建设的启示：积极构建城市自然生态空间统一的评估指标体系和建立适应中国本土的动态评估模型能够理性的指导城市的生态化建设,同时通过对城市自然生态空间的价值评估能够科学制定城市生态调控政策和正确引导公共参与城市生态化建设。     

兰州—西宁城市群城乡建设用地开发强度空间格局变化及影响因素分析

明确土地开发强度空间格局特征和演变规律,对城市发展边界、生态安全红线和耕地保护红线划定具有重要的指导意义。以1995、2005、2015和2018年兰州—西宁(兰西)城市群39个县级单元为研究区,运用趋势面分析、空间自相关和地理探测器等方法,分析兰西城市群城乡建设用地开发强度空间格局特征及其影响因素。结果表明:(1)兰西城市群城乡建设用地开发强度均值总体呈增长态势,由1995年的2.74%增长到2018年的4.45%,在空间上呈现兰州—西宁2个中心高、外围地区依次降低的"核心—外围"空间分布格局。(2)东西方向和南北方向空间差异较大,且呈现出扁平的倒"U"型曲线分布态势。(3)城乡建设用地开发强度空间上存在显著正相关性且集聚特征明显,冷热点区的空间分布具有相对稳定性。(4)1995—2018年城乡建设用地开发强度受人口集聚水平、经济发展水平、产业结构水平和海拔等要素综合影响。研究结果可为兰西城市群以及同类型地区城乡建设用地管控和高质量发展提供决策参考。     

安徽鹞落坪自然保护区乡村聚落空间格局特征及其影响因素分析

我国自然保护区大多面临生态保护与脱贫攻坚的双重任务。保护区内乡村聚落空间格局则是当地自然环境、社会经济等多重因素作用的结果。开展保护区乡村聚落空间格局研究能够查明保护区内聚落空间特征及分异规律,为今后规范和引导保护区乡村建设,实现生态保护与经济社会协调发展提供决策参考。以安徽鹞落坪国家级自然保护区为例,综合运用GIS技术、景观指数定量分析方法分析鹞落坪自然保护区乡村聚落规模、形态、分布特征,探索地形、水源、区位以及社会等因素对乡村聚落空间格局的影响。结果表明:(1)鹞落坪保护区乡村聚落空间格局呈现出显著的功能区分异特征,核心区、缓冲区聚落规模小、形态复杂、分布稀疏,而实验区聚落规模大、形态规则、分布密集;(2)地形、水系、道路对保护区聚落空间格局有显著影响,区内聚落主要分布在海拔800 m以下,坡度15°以下,距河流、道路200 m以内的区域;(3)保护区聚落空间格局还与人口分布、经济发展、保护政策等社会因素密切相关。     

人工封育区植物群落恢复演替系列种群生态位动态特征——以宁夏盐池为例

为了解干旱半干旱区草原植物生态位格局,运用Levins生态宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池人工封育草原3种不同措施下的植物生态位宽度及生态位重叠进行计量。结果表明:茵陈蒿(Artemisia capillaries Thunb)和新疆猪毛菜(Salsola sinkiangensis A.J.Li)的生物、生态学特性决定了它在该区的优势地位,其生态位宽度远远高于其他物种,并且出现下降的趋势;生态位重叠结果均表明,生态位宽度大的物种不一定和其他物种有大的重叠值,较高的生态位宽度和较高的生态位重叠之间并不存在直接的线性关系;较高的Pianka生态位重叠值都出现在生态位宽度较小的物种之间。这一现象从另外一个角度说明植被恢复过程中环境资源存在着高度的空间异质性。     

成渝城市群黑碳气溶胶的时空分异特征及其对土地利用/土地覆被变化(LUCC)的响应

基于2000—2015年MERRA-2的黑碳气溶胶(BC)空间分布数据和土地利用/土地覆被数据,利用GIS空间分析手段和地理加权回归模型,识别成渝城市群BC浓度的时空分异和土地利用/土地覆被变化(LUCC)特征,探讨BC浓度对LUCC的响应关系。结果表明:(1)成渝城市群BC浓度在整体上呈现出中部高、四周低的同心圆格局,且这一态势在15 a中没有发生明显改变;2000、2005、2010和2015年的年均浓度分别为3.86、4.97、4.91和4.51μg·m~(-3),以2005年为拐点呈先上升后下降的趋势,且2005年高值区的空间范围最大,经历了扩张-收缩的变化过程;在季度水平上表现出冬季秋季春季夏季的趋势,秋冬季BC污染形势严峻;(2)2000—2015年成渝城市群土地利用/土地覆被的主要类型为耕地、林地和草地,该时期3种地类面积总和的占比均在94.61%以上,土地利用结构未发生明显改变;以耕地与草地连续减少和建设用地持续增加为LUCC的主要特征,水域、林地和未利用地略有增加;(3)不同土地利用/土地覆被类型下的BC浓度总体上呈现出建设用地耕地水域林地未利用地草地的特征;在不同的土地利用/土地覆被转换方式下,当人工用地转为自然用地时BC浓度降低,当自然用地转为人工用地时BC浓度增加;(4)地理加权回归模型计算结果表明,局域拟合系数较高区域的LUCC对BC浓度的影响较为显著,且呈现出明显的空间分异现象。     

大城市边缘区土地利用空间格局特征分析——以北京大兴区为例

以北京大兴区为例,利用景观格局和空间分析方法,从产业布局和区位角度分析大城市边缘区土地利用空间分异特征。结果表明:(1)该区土地利用程度高,区域产业布局及距城市、村镇和道路距离等区位因素使其土地利用综合水平呈现北高南低、北部和南部区域内部重点镇高于一般镇的等级梯度分异格局。(2)设施农用地、园地和设施耕地等集约利用程度较高的农用地比例很大,集中分布在村镇和道路附近,生产便利性和成本是其空间分异的主要影响因素;(3)各类土地破碎化严重,集聚度和规模化程度低,亟需通过土地综合整治,重构村庄空间体系,充分发挥循环经济和农用地多功能性的优势,优化农业产业间及其与非农用地间的用地结构和空间布局,进一步提高土地利用综合效益。     

长株潭城市群土地利用/覆被变化对碳效应的影响

基于1990、1995、2000、2005、2010年长株潭城市群土地利用数据及植被类型图、土壤类型图,借助Arc GIS10.0软件,从土地利用类型的结构、转变方向、转变带来的碳排放强度及碳汇空间分布的区域差异性等方面,分析20 a间研究区土地利用/覆被变化引起的碳效应。结果表明:(1)1990—2010年间,长株潭城市群土地利用类型变化的显著特征为耕地与林地间的相互转变以及耕地、林地向建设用地的转变;(2)长株潭城市群碳效应变化呈倒"U"形趋势,整体碳汇能力减弱,碳效应空间分异明显。与其他区县相比,长沙、株洲、湘潭3市市区及望城县、长沙县这5个区县的土地利用转变碳效应及碳汇能力变化更明显,差异性大,这与区域人口密度及经济发展的不均衡直接相关;(3)可考虑通过限制林地及草地转出、优化土地利用结构及经济布局、防止生境破碎化及生态系统退化等措施来控制土地利用碳排放。     

宁夏盐池荒漠化地区人工封育草场的植物生态位特征

运用Levins生态宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池人工封育草原2006年和2007年植物生态位宽度及生态位重叠进行计量,以了解干旱半干旱区草原植物生态位格局.结果表明:2007年封育区植物利种的生态位宽度及种间的生态位重叠指数总体上较2006年有所降低;2006年黑沙嵩生态位宽度最大,达0.768,是06年封育区的优势种;2007年封育区的优势种为刺沙蓬和黑沙蒿,其生态位宽度值分别为0.544、0.460;2006年和2007的生态位重叠结果均表明,生态位宽度大的物种不一定和其他物种有大的重叠指数,较高的生态位宽度和较高的生态位重叠之间并不存在直接的线性关系;2006年、2007年较高的Pianka生态位重叠指数都出现在生态位宽度较小的物种之间.这一现象从另外一个角度说明植被恢复过程中环境资源存在着高度的空间异质性.     

目标树初期经营对马尾松人工林灌草层生态位的影响

目标树经营是近自然森林经营的一项主要措施，研究马尾松人工林灌草层生态位对目标树经营具有指导作用，可为马尾松人工林的可持续经营提供参考意见.以华蓥市天池林场36年生马尾松人工林为研究对象，设置3种目标树密度(100、150、200株/hm²)，辅之对照林分(CK)，分析目标树经营3年后对马尾松人工林林下灌木和草本层生态位宽度和生态位重叠度的影响.结果表明：(1)与CK相比，不同密度目标树经营后的灌草层物种丰富度指数均显著增大；(2)实施3种不同密度的目标树经营后，林下灌草层优势种不同，但优势种之间生态位重叠；(3)目标树经营后灌木层的优势种为樟(Cinnamomum camphora)、枹栎(Quercus serrata)、木姜子(Litsea pungens)、毛桐(Mallotus barbatus)；草本层的优势种为皱叶狗尾草(Setaria plicata)、黑足鳞毛蕨(Dryopteris fuscipes)、芒(Miscanthus sinensis)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)，这些物种占据群落重要地位并能充分利用该生态系...     

宁夏盐池不同封育措施下的植物生态位研究

运用Levins生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池柳林堡人工封育草场不同措施（老封育区、新封育区、对照区）下的植物生态位宽度及生态位重叠度进行计算,从生态位角度揭示不同措施下的植被恢复情况。结果表明：老封育区、新封育区和对照区的主要建群种生态位宽度均有较大的差异,老封育区宽度值最大的是耐旱性极强的阿尔泰狗哇花（Heteropappus altaicus（Willd.）Novopokr.）、丝叶山苦荬（Lxeris chinensis var.graminifolia（Ledeb.）H.C.Fu）、叉枝鸦葱（Scorzonera divaricata Turcz.）,说明随着封育时间的延长,封育区植被有旱生化方向发展的趋势;新封育区的优势种是丝叶山苦荬、黑沙蒿（Artemisia ordosica Krasch.）、苦豆子（Sophora alopecuroides）、刺沙蓬（S.ruthenica Iljin）,且4种植物生态位宽度接近,对资源环境的利用更为均衡;对照区的优势种是黑沙蒿、苦豆子、刺沙蓬,宽度值分别为0.729、0.666、0.540。同时,3种措施的生态位重叠结果均表明,生态位宽度大的物种不一定和其他物种有大的重叠指数,较高的生态位宽度和较高的生态位重叠度之间并不存在直接的线性关系。这一现象从另外一个角度说明植被恢复过程中环境资源存在着高度的空间异质性。