基于生态系统服务的快速城市化地区空间冲突测度及时空演变特征

空间冲突是快速城市化过程各种生态环境问题形成与演化的直接动因,科学测度空间冲突水平,对优化区域发展模式、保障区域生态安全具有重要意义。从城市化过程空间开发利用的生态系统服务权衡视角,将社会经济驱动因素、城市化扩张路径、生态系统服务响应纳入空间冲突分析与评价过程中,通过分析空间冲突形成机理,利用GIS空间分析技术量化空间冲突形成的生态风险压力(社会经济因素)、暴露程度(城市化扩张特征)、生态风险响应(生态系统服务价值)三类因子,构建冲突测度模型,以江浙沪快速城市化地区为具体研究对象,开展空间冲突测度研究。结果表明:(1) 2000—2018年区域空间冲突水平呈上升趋势,冲突指数均值由0.514上升到0.548。(2)冲突模式主要沿"点圈式"-"轴向扩散"-"网络化扩散"的路径演变:"点圈式"阶段调节服务和供给服务受影响较大,"轴向扩散"阶段受影响程度由高到低为支持服务供给服务文化服务调节服务,"网络化扩散"阶段支持服务和文化服务受影响较大。(3)从城市尺度来看,浙江省城市空间冲突强度较低,江苏省城市和上海市较高,并呈现出了距离上海市越近,空间冲突指数越高的空间梯度特征。建议通过强化基于城市群地区空间冲突的分区规划管控,加快建立完善的空间冲突预警调控机制,以加强城市化过程的区域空间冲突治理,保障区域生态安全。     

永定河河道修复生态功能区划研究

河道生态功能区划是依据区域生态系统现状、生态环境敏感性、生态服务功能重要性等特征的空间分异性而进行的空间分区,是进行河流生态修复的科学依据.本文利用GIS和RS技术,在区域生态环境调查的基础上,分析了永定河北京段生态问题、生态功能重要性等,揭示了区域生态系统的分异规律.综合自然因素与人类活动对区域生态系统叠加影响,最终形成了永定河北京段生态功能区划方案,划分为自然段、近自然段、城市景观段、人工绿化段、自然绿化段等5个区域,并结合永定河多元化用途、相关发展规划和社会经济发展状况等因素,提出各区域的生态修复调控指标,为永定河北京段生态修复提供了科学指导.     

陕北地区土地利用与生态承载力动态变化分析

本文研究了陕北地区2003-2007年土地利用类型结构、动态度、程度以及生态承载力的时空动态变化,并采用回归分析方法研究了陕北地区延安市、榆林市土地利用程度与人均生态承载力的关系。结果表明,陕北地区耕地、牧草地、未利用土地面积总量及其比例减小,园地、林地、居民点及工矿用地、交通用地、水域面积增加;土地利用程度不断降低,总生态承载力和人均生态承载力逐年递减。论文还分析讨论了土地利用动态变化对生态承载力的影响以及相应的对策建议等问题。     

区域生态补偿均衡定价机制及其理论框架研究

首先从土地利用转移的视角,运用经济学效用理论构建生态用地-经济用地的权衡系统,并以此推演出区域生态补偿定价机制的理论模型与分析框架;然后,在保证生态系统平衡以及剥离自然因素对生态系统服务间接使用价值的影响之后对现有区域生态补偿的均衡定价方式进行修正。研究结果:①以间接使用价值为计算基础和剔除自然因素对生态环境的破坏可以有效防止区域生态补偿定价的高估,并且遵循生态补偿的基本原则。②从省级研究区域来看,坡度、坡向等地形因素对单位面积生态系统服务间接使用价值产生非常显著的正向影响,即坡度越高、越靠近阳坡的地方生态环境水平越高。整体来看,气温在5%的生态显著性上对单位面积生态系统服务间接使用价值产生正向影响,并且暖湿区域气温对单位面积生态系统服务间接使用价值的边际贡献大于干旱区域气温的边际贡献,而降水量对单位面积生态系统服务间接使用价值影响不显著。③人均生态足迹对单位面积生态系统服务间接使用价值的边际贡献为-6. 989,即人均生态足迹增加1 hm~2,单位面积上的生态系统服务间接使用价值减少6. 989元。④2015年生态补偿的总金额达到813. 496亿元,平均每年增加54. 179亿元,并且支付重心沿着"东北-中部-西北"的V型路径进行转移。生态补偿区逐渐突破胡焕庸线,社会发展与资源环境处于严重失衡的状态,特别是西北地区由生态受偿区变为生态补偿区。表明在生态脆弱性和敏感性的作用下,西部地区生态系统的可持续能力与修复能力在不断恶化。     

基于生态位适宜度模型的江苏省陆域生态保护红线划定研究

科学划定生态保护红线对协调国土空间开发和生态环境保护,保障国家和区域生态安全具有重要意义。以江苏省为研究区,从生态系统服务和生态敏感性两方面选取6个指标评价生态环境现状,在此基础上构建生态位适宜度模型,评价生态保护红线现实生态位与理想生态位的匹配程度,据此划定江苏省陆域生态保护红线范围。结果显示：(1)极度重要生态系统服务区面积占全省土地面积的18.83%,主要分布在苏北丘岗区、江淮湖荡区、西南丘陵区以及太湖流域;极度生态敏感区面积占研究区土地总面积的6.96%,在空间上呈现明显“南多北少”的分布形态。(2)江苏省陆域生态保护红线总面积为17 406.68 km²,其中刚性生态保护红线面积占生态保护红线总面积的57.28%,弹性生态保护红线面积占42.72%。(3)江苏省陆域生态保护红线呈现“一横一纵三区”的空间分布格局,主要包含长江沿岸地区、京杭运河沿线湖泊群、西南丘陵区、苏北丘岗区和江淮湖荡区。利用生态位适宜度模型可有效评价生态空间的适宜性,从而能为生态保护红线划定提供科学的方法,同时研究结果可为江苏省陆域生态保护红线划定与优化调整提供定量参考依据。     

生态保护红线制度的理论证成与中国实践

生态保护红线制度正处于从政策转换为法律的关键时期,亟需深入研究新时代背景下生态保护红线制度的内在机理和法治化路径,为生态文明体制改革提供决策依据,进而保障全国与区域的生态安全。生态保护红线制度以综合生态系统方法理论为指导,是综合生态系统方法理论的具体应用,主要体现在生态空间规划管控制度、生态空间分类分级管制制度和有效性评估制度中。生态系统的整体性视角分析,生态空间规划管控制度建立统一框架,将关联性部门纳入到自然资源管理与实施活动中,进行利益的调节与分配;生态系统管理方式的灵活性角度分析,依据生态空间的弹性和承载能力的不同,采取适应性管理和缓解措施,建立分类分级管制制度;生态系统的动态性方面分析,生态系统的结构和功能随着时间的改变而改变,必须考虑生态系统结构和功能的短期和长期影响,建立有效性评估制度。     

“水-能-粮”视角下杭嘉湖区域生态系统服务供需测度及政策研究

生态系统保护与城镇化间的冲突已威胁人类福祉。基于"水-能-粮"纽带视角,研究从供需双侧对太湖流域杭嘉湖区域2000、2005及2010年的产水、固碳以及粮食生产服务进行了测度,并利用空间基尼系数模型、供需指数模型及相关系数模型对其空间异质性进行了评价。结果表明:(1)产水总量先减后增,固碳及粮食生产总量小幅递减,水资源及粮食的需求总量小幅递增,固碳需求则急剧增加;(2)西南部山林地带产水及固碳服务供给显著,粮食生产聚集在东部平原,3种服务的需求均集中于高人口密度区域;(3)3种服务的空间分布基本均衡,但供需匹配度偏低,绝大部分区域的产水服务处于赤字状态,城镇区域固碳压力显著;(4)产水服务与固碳服务呈权衡关系,与粮食生产服务呈协同关系,固碳服务与粮食生产服务之间具有权衡关系,3种服务的需求间呈两两协同关系。可见,"水-能-粮"纽带关系在杭嘉湖区域表现为相互支撑、相互影响的共同体。最后,本研究提出适应性管理政策以改善区域生态系统。     

基于耦合协调度模型的河西走廊生态环境质量时空格局演化

以“丝绸之路”经济带上的河西走廊地区为研究对象,采用耦合分析法,构建环境承载力与生态弹性限度的耦合协调模型,在分析2001—2016年河西走廊生态环境承载力和生态弹性限度的基础上,探析河西走廊生态环境承载力与弹性限度的耦合协调度,评价生态环境承载力和生态弹性限度耦合协调阶段及区域生态环境质量水平,从区域和城市两个空间尺度分析生态环境耦合协调类型,为探索河西走廊生态环境可持续发展道路提供科学依据。结果表明:①2001—2016年,河西走廊生态环境承载力和生态弹性限度均呈现东南高、西北低的空间格局和缓慢波动上升趋势。②河西走廊生态环境耦合协调度呈现“东南高西北低,优劣破碎穿插”的空间格局特征,耦合协调度在0~0.5之间,生态系统处于低水平和拮抗耦合阶段,生态环境质量处于濒临失调阶段。③河西走廊生态环境承载力与生态弹性限度耦合协调度存在明显区域差异。河西走廊生态环境耦合协调度共分9个等级3个层次3个耦合协调阶段:高水平-磨合阶段区(良好协调、中度协调和初级协调区);中等水平-拮抗耦合阶段区(勉强协调、濒临失调和轻度失调区)和低水平区-低水平耦合阶段区(极度失调、严重失调和中度失调区)。④根据2001—2016年生态环境耦合协调状况将河西走廊五市分为4种耦合协调类型:高耦合协调增长型(张掖市、金昌市)、高耦合协调减少型(武威市)、中耦合协调增长型(嘉峪关市)和低耦合协调增长型(酒泉市)。各地区应因地制宜地制定发展战略,提高生态环境质量,推进生态环境持续协调发展。     

贵州省石漠化敏感区生态红线空间分异与管控措施研究

贵州省石漠化演变态势遏制了长江、珠江流域的生态安全需要。为响应国家生态环境保护与修复政策,加强长江上游生态保护工作,遏制贵州省生态环境恶化趋势,研究基于遥感和GIS技术,针对贵州省喀斯特石漠化等典型生态环境问题,依据《生态红线划定技术指南》(2015-06)建立敏感性评价指标体系及评价模型,评价贵州省石漠化敏感性现状,划定石漠化敏感区生态保护红线,定量揭示贵州省石漠化敏感区生态红线现状及地域分异,并根据贵州省石漠化治理实际情况,提出具体管控措施。结果表明:(1)2011年贵州省石漠化敏感性以强度敏感性为主,面积达36 227.83 km~2,占全省喀斯特地貌面积的32.23%,总体分布规律呈条带状分布;(2)通过叠加分析得出石漠化敏感区的空间分布与石漠化现状有一定关系,表现为除去无明显石漠化、潜在石漠化、不敏感性、轻度敏感性之外,已石漠化土地与中度以上敏感性所占面积比例变化趋势呈正相关。(3)贵州省石漠化敏感区生态红线面积达6 814.25 km~2,占全省国土面积的3.87%;主要由破碎斑块组成,较集中分布于贵州北部、南部及西部地区,其中遵义市、毕节市以及黔南州面积最大、最集中;(4)石漠化敏感区生态红线的管控措施应实施治理与保护并行,主要以保护为主,同时,加强石漠化敏感区综合治理以及生态保护政策体系建设。     

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。     

基于生态安全的三峡库区重庆段土地利用冲突识别

以三峡库区重庆段为研究区,基于生态安全视角,以生态敏感性与生态系统服务功能重要性评价结果提取生态源地,采用最小累积阻力模型构建生态安全格局,在生态安全格局基础上对三峡库区重庆段2015年的土地利用冲突进行识别,以期为三峡库区重庆段土地利用规划管理提供参考依据。结果表明:(1)耕地冲突分布较为分散,极严重冲突集中分布于奉节县、开县、石柱县与涪陵区,严重与较严重冲突集中分布于重庆市主城区的外围区县,一般与不冲突集中分布于长寿区和巴南区;(2)建设用地冲突分布较为集中,极严重冲突集中分布于重庆市主城区,严重和较严重冲突分布较为分散,各区县均有分布,一般和不冲突也集中分布于重庆市主城区,且大多位于极严重冲突的外围;(3)综合土地利用冲突的极严重冲突集中分布于重庆市主城区的中心区域与奉节县,严重与较严重冲突各区县均有分布,一般与不冲突集中分布于极严重冲突的外围区域。     

风险感知视角下后疫情时期中国公民生态环境行为影响机制

新冠肺炎(COVID-19)疫情的暴发给人们带来了巨大的风险,同时引起人类生态伦理方面的思考。那么后疫情时期人们是否会因自己所经历和感知到的疫情风险而对现有人与自然关系等生态伦理问题进行深刻反思,并进一步提升生态环境行为规范践行程度呢?为回应这一问题,该研究从新冠疫情风险感知概念出发,通过质性研究的方法剖析疫情风险感知的内涵和结构,结合社会认知理论,以"风险感知-反思-责任-行为"为逻辑框架,探究在生态伦理反思与生态环境责任感的顺序中介效应下,疫情风险感知对中国公民生态环境行为规范践行影响的内部机制。通过对823份有效数据进行分析表明:(1)中国公民对于此次新冠肺炎疫情风险的感知主要包含本质感知、工作/学习感知、生活质量感知、社交质量感知、生理健康感知、消极情绪感知和政府控制感知等7个维度。(2)通过编制量表与实证分析,发现人们的疫情风险感知程度越高,后疫情时期越能够促进生态环境行为的产生。(3)从生态伦理反思和生态环境责任感视角探讨疫情风险感知对公民生态环境行为的影响,并验证了生态伦理反思与生态环境责任感在疫情风险感知与公民生态环境行为之间发挥顺序中介作用。基于研究结论认为,应从"人与自然共同体"视角出发,构建公民生态环境责任感提升导向的"政府-组织-公民"递进式生态文明教育体系,以生态伦理为价值导向,有效促进生态知行合一,提升公民的生态环境行为。     

耦合风险概率与生态损失的襄十随神区域生态风险评价研究

开展区域生态风险评价,是平衡生态环境和社会经济发展之间矛盾的必要措施。以“襄十随神”区域为研究对象,通过构建“风险=概率×损失度”评价模型对近20年来的生态风险时空演变特征进行了系统诊断。结果表明：(1)充分考虑研究区外部多源胁迫与内部系统损失,构建的14个因子的评价指标体系能够有效表征生态风险来源和生态系统损失;(2)研究区20年来生态风险概率增长8.65%,以Ⅰ级、Ⅱ级为主,生态风险概率较低但呈上升趋势;(3)研究区以低级生态系统损失区为主,20年来生态系统损失增长6.66%,尤其是中部及东部地区Ⅳ、Ⅴ级生态系统损失占比持续上升,分布面积逐渐增大;(4)耦合风险概率与生态损失的综合生态风险结果显示,研究区以低生态风险为主,20年来综合生态风险下降了1.90%,等级变化上呈现“以不变区为主,核心城区外围升高、边缘山区降低”的空间格局,等级变化面积达10 006.36 km²,风险等级升高区不断扩张。研究结果对完善综合生态风险评价体系、防控区域生态风险等具有理论和实践价值。     

基于生态敏感性分析的湖泊保护与利用——以湖北省斧头湖为例

为了湖泊生态系统健康及功能的可持续性，需要根据湖泊的具体情况加强对湖泊生态系统的管理，建立在湖泊生态敏感性分析基础上的生态功能分区，可为湖泊生态管理的具体措施的实施提供依据。以斧头湖为研究对象，在进行斧头湖生态环境调查基础上，选择有代表性的生态因子，利用GIS技术，采用因子叠加法，对其进行生态敏感性分析。结果表明:极高和高生态敏感区面积占斧头湖面积的32.0%，中度敏感区占斧头湖面积的57.1%，说明斧头湖生态敏感性总体上很高；同时根据生态敏感性分析结果对斧头湖保护与开发提出建议。首次将GIS矢量技术应用于湖泊生态敏感性区划，使生态敏感性因子空间叠加分析更为有效。同时，建议选取更多的因子如水生生物多样性、生物量等因素作为评价指标，可得到更全面的生态敏感性分区结果。     

南水北调中线水源区（南阳市）生态环境敏感性与生态功能重要性研究

河南省南阳市既是南水北调中线工程重要的水源地，也是工程渠首所在地，其生态地位非常重要。在分析影响区域生态环境敏感性和生态系统功能重要性的主要指标基础上，采用定性分析和定量评价方法相结合，进行了水源区生态环境敏感性和生态功能重要性研究。结果表明：研究区属土壤侵蚀中度敏感区；区域的南部丹江口水库库体周围和丹江支流水体周围是重要的水源涵养区，北部山区是重要的生物多样性保护区，库区周围的低山丘陵区是重要的土壤保持区。提出了在生物多样性功能区，禁止滥砍滥伐林木和人为捕猎野生动物；在丹江口水库水源涵养区，要栽植水源涵养林，发展生态农业，控制工业、生活和面源污染；在丹江口库区及周围的浅山丘陵区（土壤保持区），要控制区内植被破坏，退耕还林、还草。     

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。     

基于水生态功能区的巢湖环湖带生态服务功能评价

水生态功能区被认为是流域生态环境保护、治理与修复的基本单元,以其为基础进行生态服务功能评估对于流域内的土地利用结构优化配置、生态环境保护、治理与修复等都有重要的意义。选取巢湖环湖带,采用物质量的方法,对其12种生态服务功能进行评价,其中陆域生态系统4种,水域生态系统8种。研究结果表明:(1)研究区生态系统服务功能空间差异明显,南部和东北部较高,西北部和东南部较低;而研究区单位面积生态服务功能西部较高,东部较低;(2)生态服务功能总量较高的区域,其单位面积生态服务功能并不一定高;(3)环湖带生态系统服务功能的管理和恢复既要考虑生态服务功能总量的大小,也要考虑单位面积生态服务功能的大小,依据实际情况区别对待,生态服务功能较强的地区,应积极发挥其生态功能的优势,在保护与治理并重的情况下充分发挥其生态服务功能;生态服务功能较弱的地区,应采取一定的措施,在保护的基础上对其生态服务功能进行恢复。     

贵州赤水河流域生态红线区划分研究

为保持生态系统平衡,维持社会健康、有序的发展,实现可持续发展的战略目标,在生态环境敏感脆弱区和重要生态功能区划定生态红线,确定生态红线区分布范围,科学指导开发活动,对生态环境进行有效管理,是我国当前在国务院政策指导和学界智力支持下的一项重要工作任务。以贵州赤水河流域为研究对象,选用水土流失敏感性、石漠化敏感性评估作为环境生态本底评估,综合土壤保持功能、水源涵养功能、生物多样性保护功能和禁止开发区,将生态需要和社会服务功能有机结合,通过空间综合叠加分析与处理等技术手段,共划分出9大类生态红线区,总面积为5 030.58 km²,占整个流域面积的44.16%。结合赤水河流域的生态环境现状,提出了相应的生态红线区管理建议,期望为赤水河流域生态环境保护和后续科学研究提供一定的科学基础。     

近30年三峡库区生态系统服务价值与生态风险时空变化及相关性研究

随着空间要素的集聚和经济快速发展,大量生态用地向非生态用地转变、区域景观格局中的关键生态涵养源不断萎缩、生态服务功能弱化等,使得生态安全面临新的挑战.文章在RS和GIS技术的支撑性下,以1986、1995、2000、2007、2010和2018年6期三峡库区Landsat TM/Landsat 8OLI遥感影像为数据源,基于5 km * 5 km评价单元格,核算了 30年来三峡库区生态系统服务价值和生态风险指数的时空分异特征及二者的相关性.研究结果表明:(1)1986～2018年三峡库区生态系统服务价值总量由1 639.56×108元持续增长到1 662.01x108元,整体增幅1.37％,高级别生态风险等级占比呈现缓慢降低趋势,总体下降10.89％,研究区生态状况有所改善;(2)三峡库区单位面积生态系统服务价值和生态风险指数在数值上存在一定的负向相关性,同时在空间上也具有一定的负向相关性;(3)生态系统服务价值和生态风险指数在变化速率上具有一定的非同步性,生态风险高指数区域所对应的生态系统服务价值具有较大降低的可能性,需要特别关注.研究旨为三峡水利工程的安全运行与三峡库区的可持续开发利用提供参考.     

基于多情景模式的兰州新区生态适度人口测度

适度的人口规模是城市可持续发展的关键,城市生态适度人口的确定取决于区域生态承载力与区域人口对生态资源的需求,生态敏感性分区和区域可利用土地资源评价是生态适度人口测算的前提。本文以兰州新区为例,针对新区存在的主要生态环境问题,在GIS支持下对其生态环境敏感性进行综合评价,明确了生态环境敏感性分布规律。利用数字高程模型、遥感影像解译土地利用图和国土部门土地利用数据,测算和评价了兰州新区可利用土地资源的数量和空间分布特征。基于多情景模型方法,从用地空间、可供水量、绿地指标、生态足迹和生态敏感性分区5个方面测算了兰州新区的生态适度人口与最大人口规模。结果表明:兰州新区生态适度人口规模为82.28万人-119.93万人,生态环境和用地空间对兰州新区人口容量规模的限制作用较其它因素强烈,2030年新区人口将达到或接近适度人口规模。新区发展应统筹城乡各类资源的利用,提高土地节约集约利用水平,提升土地生态承载力。