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。     

粤港澳大湾区城市生态效率时空演变及影响因素

城市生态效率是反映城市发展水平和质量的重要指标,也是绿色可持续发展与生态文明建设成果的重要体现。粤港澳大湾区是中国经济最活跃地区和重要增长极,人口聚集、产业发达,拥有媲美世界一流湾区的优越条件以及成为世界一流城市群的潜力。基于粤港澳大湾区城市2006-2018年面板统计数据,运用Super-SBM模型对湾区城市生态效率值进行测算与评价,结合Arc GIS空间分析方法揭示湾区城市生态效率的时空演变特征,并通过定义空间权重矩阵和构建空间误差模型来识别湾区城市生态效率的主要影响因素。结果表明：（1）湾区城市生态效率在2006-2018年期间均值为1.557,处于中等偏下水平,仍有较大提升空间;（2）湾区城市生态效率区域差异较大,就各城市生态效率均值来看,香港、澳门与深圳大于2,广州、佛山与珠海在1-2之间,东莞、惠州、江门、肇庆与中山小于湾区平均值;（3）香港、澳门、深圳等高生态效率城市对邻接地区产生较强的辐射效应,肇庆、东莞、中山、惠州、江门等低生态效率城市邻接地区的城市生态效率也低。总体上,湾区城市生态效率整体呈现先下降、后上升的趋势,绝大部分处于中低水平,且存在显著的全局空间聚集效应;...     

基于珞珈一号的珠三角地区GDP空间化研究

灯光数据与人类社会经济活动有很强的相互关系,因此基于灯光数据构建GDP预测模型与GDP空间化具有重要的研究价值。以珠三角地区为研究区,基于珞珈一号(LJ1-01)与索米国家极轨道伙伴关系卫星(NPP-VIIRS)这2种夜间灯光数据,提取区县级夜间灯光总强度(TNL)、综合灯光指数(CNLI)、平均相对灯光强度(I)以及灯光面积比(S)这4种灯光指数,分别构建其与GDP的线性、对数、幂指数和指数模型,并据此进行GDP空间化。结果表明,LJ1-01夜间灯光在数据空间分辨率、数据细节特征及灯光强度识别精度方面优于NPP-VIIRS夜间灯光数据,更能够体现城市结构与城市肌理;对比2018年珠三角地区GDP与LJ1-01、NPP-VIIRS灯光指数间的相关性,发现LJ1-01数据较NPP-VIIRS更适合进行珠三角地区的区县级GDP空间化,其中根据LJ1-01夜间灯光数据的TNL灯光指数所构建GDP的线性模型拟合效果较好;通过构建密度图发现,GDP较高值像元高度集中分布于广州和深圳这2个副省级城市的市中心,呈典型的"双核"布局。     

黄土高原城市工业污水排放脱钩分析及驱动效应分解——以陕西省为例

黄土高原地处中国干旱与半干旱地区,水资源稀缺、生态脆弱。随着城市工业的不断发展,其面临着工业发展与水资源消耗、污水排放等多层矛盾,深入探究黄土高原城市工业发展与污水排放的关系以及污水排放的驱动效应具有研究意义。以陕西省为研究对象,使用Tapio脱钩模型对其10个地级市的工业污水排放脱钩状态进行测算分析,并进一步使用LMDI模型对其工业污水排放的驱动效应进行分解。研究发现,（1）各地工业污水排放变化存在一定的差异。2011—2014年除西安、咸阳、宝鸡、汉中出现下降趋势以外,其他地区均呈现增长趋势,而渭南增速最快为79.71%,其次是商洛、安康、榆林、铜川、延安。2014—2017年除榆林以外,其余各地区均是下降态势,且榆林在该时间段增速最快,达118.89%。2017—2020年,除咸阳、铜川呈现增长趋势以外,其余各地区均为负增长,但相对而言铜川地区增速不大,为1.45%;咸阳增速较大,为162.43%。（2）陕南工业发展与污水排放的脱钩状态总体较为理想,关中地区西安市脱钩状态较理想,其余各地区仍有较大的改进空间;陕北地区两市总体而言,脱钩状态不理想,工业发展模式以低效扩张与粗放扩张为...     

珠三角城市群典型城市土壤邻苯二甲酸酯污染特征

选择了经济相对发达的珠江三角洲城市群中的典型中小城市的菜园和果园表层土壤(0～20 cm)进行调查取样,采用气相色谱法,对土壤样品中的16种邻苯二甲酸酯(PAEs)进行了测定,分析了其分布特征,并初步探讨了本区域的PAEs的污染控制问题.结果表明:在珠三角城市中,东莞土壤的PAEs含量最高,各地土壤中的PAEs均值高低顺序依次为东莞＞深圳(珠海)＞中山(惠州);菜园土壤中的平均PAEs含量比果园高37%左右;从珠三角城市菜地和果园的平均PAEs分布来看,东莞和深圳的菜地PAEs明显高于果园;珠海、中山和惠州菜地的平均PAEs与果园基本持平.16种PAEs类化合物在珠江三角洲不同城市的分布的差异非常大,不同城市所受到的主要PAEs化合物污染的种类不同;与美国土壤PAEs控制标准相比,珠三角城市果园和菜地土壤的PAEs主要为DEP和DnBP超标,这两类PAEs化合物应该成为重点的污染控制对象.     

广州市东部地区土地资源承载力研究

应用土地遥感解译图，对广州市东部地区的土地利用现状进行分析；并根据广州总体发展战略规划，进行了东部地区土地资源承载力研究。结果表明，如果2020年广州市东部地区耕地保有面积达到基本农田保护区面积。则城市发展所需的土地资源可以满足规划要求。城市发展建设应先占用那些质量较差的农用地。     

多情景下珠江三角洲地区土地利用变化对生态系统服务的影响预测

土地资源的有序开发是区域可持续发展的基础,针对未来不同情景下土地利用变化对区域生态系统服务的影响进行科学评估与预测,可以为城市可持续发展规划提供科学参考。以珠江三角洲(珠三角)地区为研究区域,采用PLUS模型模拟不同情景下土地利用变化,结合InVEST模型对各情景下产水量、土壤保持量、生境质量、碳储量和水质净化服务及其变化进行预测,构建综合生态系统服务指数从空间上反映各生态系统服务供给量,分析2040年不同情景下土地利用变化对生态系统服务的综合影响。结果表明：(1)PLUS模型模拟精度较高,可用于合理预测珠三角土地利用变化。(2)在自然发展情景下,仅土壤保持服务供给水平得到提高;在城市发展情景下,除水质净化服务损失严重外,其他服务供给损失变化与自然发展情景相似;在生态保护情景下,生境质量和碳储量提升幅度最大,而产水量下降幅度最大;在可持续发展情景下,水质净化能力损失最严重。(3)2040年不同情景下珠三角综合生态系统服务指数空间分布格局相似,与2020年相比,生态系统服务总体水平将有所提高,但整体上预测平均值较低。该研究可为未来珠三角土地利用规划提供参考建议,为协调土地利用与生态保护管...     

基于Boston矩阵的江苏省秸秆焚烧压力-状态-响应评价

构建了江苏省农作物秸秆露天焚烧引起雾霾污染的压力-状态-响应(PSR)模型,运用Boston矩阵方法分析江苏省13个地级市2010-2012年的农作物秸秆露天焚烧压力、状态和响应3个指标,研究表明,江苏省秸秆禁烧工作成效显著,占半数城市秸秆焚烧减排压力仍较大,多数城市在秸秆资源综合利用方面还存在较大提升空间.南京市需重点关注农作物秸秆的综合利用,提高秸秆综合利用水平;苏南地区秸秆利用率较高,资源利用的提升空间有限,需继续推行秸秆禁烧政策;苏中地区秸秆资源利用途径单一,拓宽资源利用渠道是工作重点;苏北地区秸秆焚烧污染现实压力较大,严格的秸秆禁烧政策与资源的综合利用需同时并进.     

城市生态可持续性的内涵及其支持系统评价指标体系研究

构建城市生态可持续性支持系统评价模型并对其发展水平进行综合评价,是城市生态可持续性从理论研究阶段进入可操作的实际应用阶段的重要步骤。针对城市生态可持续性基本内涵,根据＂承载力-支持力-吸引力-延续力-发展力＂（CSAED）模型框架,构建城市生态可持续性支持系统的评价指标体系,以泛长株潭地区为例,分析了该区域各地市在生态环境有效改善、资源能源集约利用、社会民生和谐进步、经济高效公平增长、人口质量综合提升、政策和制度调整与完善等方面的基本情况与提升方向。评价结果表明：泛长株潭地区大部分城市生态环境有效改善水平、资源能源集约利用效率、社会民生进步程度以及经济高效公平增长水平都普遍偏低,这意味着当前该区域亟需解决城市生态承载力不够强、环境容量有限、产业结构仍待升级、就业结构不优及公共服务不足等区域经济社会发展不协调问题,以维持区域城市生态可持续性。     

珠三角西南部春季臭氧来源与敏感性分析

随着近年臭氧污染程度的加剧,珠三角春季也出现了较严重的大范围臭氧污染事件。然而,目前对于春季臭氧污染的研究仍较少,深入分析研究春季臭氧污染的气象条件、污染成因及其来源对于臭氧污染防治具有重大的现实意义。2017年4月珠三角西南部出现了多次臭氧中度以上污染,该研究以此为例分析了该时段气象条件与臭氧质量浓度的相关关系,利用HYSPLIT轨迹模型分析西南部地区臭氧污染的气团来源,使用WRF/CAMx模型定量分析了珠三角西南部春季臭氧来源与臭氧生成敏感性。结果表明,春季臭氧质量浓度随日照时长和气温日较差的增加而增加,随相对湿度的增加而减少。当局地风向为偏东时,珠三角西南部臭氧污染最严重。东北和偏东路径的气团输送对高质量浓度臭氧有重要贡献,春季白天天然源的贡献为12%—13%,工业源的贡献为15%—18%,交通源的贡献约为10%。除去背景臭氧后,广州和佛山等珠三角中部城市对江门、中山和珠海的臭氧贡献分别为30%、27%和20%,东莞、惠州和深圳等珠三角东部城市对珠海东面站点的臭氧贡献约为27%,但对珠海西部站点的臭氧贡献仅约为10%。粤北地区的前体物排放对江门和中山的臭氧也有超过10%的贡献,珠三角西南部本地的贡献相对较少,这说明臭氧的区域输送特征明显,每个城市排放的污染物主要影响其下风向的城市。臭氧生成敏感性分析结果表明,春季珠三角西南部臭氧主要在VOCs敏感区中生成。综上,春季臭氧污染治理宜从区域VOCs联防联控的角度进行治理。     

珠港澳可持续发展协调度评估

可持续发展协调度是一个综合的概念,文章中主要从资源利用效率、社会环境协调系数、经济环境协调系数和环境治理能力4个方面构置了可持续发展协调度的指标体系,就我国香港、澳门和珠江三角洲9个地级市(广州、深圳、珠海、佛山、东莞、惠州、江门、肇庆和中山)的可持续发展协调度进行评价和对比分析,得出中山和珠海可持续发展协调度最高,肇庆、佛山、江门、惠州、广州、深圳、我国香港的可持续发展协调度较高,我国澳门的可持续发展协调度次之,最不协调的城市是东莞。最后,对东莞和我国澳门存在的问题进行了分析和探讨。     

Landscape spatial changes associated with rapid urbanization in Shenzhen,China

Rapid urbanization and a building boom in Chinese cities, together with the increase in human disturbances in ecosystems, have resulted in a range of ecological and land-use problems. The formulation of policies relating to urban land use requires adequate understanding of the landscape dynamics. The objective of the study was to describe spatial patterns and dynamic changes of the regional landscape of Shenzhen in the past 20 years. Based on MSS & TM images from 1978, 1986, 1990, 1995 and 1999, a landscape classification map of Shenzhen was constructed. Three kinds of spatial pattern indices, including landscape diversity, spatial configuration and characteristics of patches, as well as a human disturbance index, were examined using models and GIS. In the past two decades, the regional landscape in Shenzhen has changed dramatically, from a typical agricultural landscape to a rapidly urbanizing landscape. The gradual reduction in the cultivated land area and the dramatic increase in the built-up areas illustrate this progress clearly. Indices for the landscape spatial pattern have changed substantially. Some of the changes, reflecting the reasonable control of urban planning on the regional landscape, are the consequence of careful planning, but many of them are the result of disordered human disturbances that have occurred during the rapid urbanization process. These findings are helpful to future landscape development and land-use planning.     

中国城市建成区绿化覆盖率变化特征及影响因素分析

城市建成区绿地建设有利于改善城市环境,提高人居适宜度,优化城市生态系统服务功能。基于2002—2018年建成区绿化覆盖率及影响因子数据分析了中国城市建成区绿化覆盖率变化特征及其主要影响因素,结果表明,(1)中国建成区绿化覆盖率在2018年达到了41.11%,相比2002年增加了11.36%,2018年绿化覆盖率达到了35.0%以上的城市占全国城市的93.55%。(2)中国建成区绿化覆盖率存在明显的区域差异。按照华北、东北、华东、中南、西南和西北六个地区划分中国城市区域,华东地区的城市建成区绿化覆盖率最高,中南地区次之,其余四个地区为华北地区>东北地区>西北地区>西南地区;各地区建成区绿化覆盖率随时间发生显著变化(P<0.05),华北地区绿化覆盖率发生显著变化的城市占比最高达94.60%,中南地区最低为65.88%。(3)建成区绿化覆盖率与城市化指标(地区生产总值GDP、地区人均生产总值PGDP、绿化投入LP、建成区面积BUA、城区面积百分比UAP、建成区面积百分比BUAP、总人口TP、城市人口密度UPD、城区人口UP、建成区人口BUP、城区人口百分比UPP、建成区人口百分比BUPP)和气候因子(年平均温度YT、年平均湿度YH和年降雨量YW)均呈极显著正相关关系(P<0.01),其中PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和YT、YW、YH是影响建成区绿化覆盖率的最主要因子。本研究结果可为中国未来城市绿地建设均衡发展提供重要的理论参考依据。     

Exploring long-term land cover changes in an urban region of southern Europe

This paper addresses two important issues for large Mediterranean city regions: the differential impact of compact urban ‘growth’ and low-density ‘sprawl’ on land cover changes (LCCs), and their final effect on changing land cover relationships (LCRs). The urban expansion of Rome (Italy) during the last 50 years and the related LCCs were investigated as a paradigmatic example of compact versus dispersed urban development. LCCs were assessed over 5 years (1960, 1974, 1990, 2000, 2006) by analysing diachronically the distribution of 12 land cover categories derived from digital land cover maps covering the entire Nuts-3 prefecture of Rome (5353 km²). LCRs were studied using multi-way data analysis. LCCs were found to have relative differences during ‘growth’ (1960–1990) and ‘sprawl’ (1990–2006) phases. Conversion to urban land uses concentrated in the 1960s and 1970s at the urban fringe, while expanding progressively far from the city in the 1990s and 2000s. During the ‘growth’ phase, the land cover classes with the highest probability of being converted to urban uses were arable lands, annual crops, vineyards and pastures. During the ‘sprawl’ phase, olive groves, orchards and forest surfaces also decreased due to the development of low-density built-up areas and infrastructure. Planning suggestions aimed at mitigating the alteration of the rural landscape through sprawl conditions are discussed.     

Methodology for an urban ecological footprint to evaluate sustainable development in China

The ecological footprint (EF) is a method for measuring sustainable development through ecological impact. A methodology is presented for predicting urban ecological footprints. Urban energy use and natural resource consumption were analyzed to calculate an EF based on land type (arable, pasture, forest, fossil energy land, built-up area and water area) and consumption (food, housing, transportation, goods, services and waste). The result was then compared with the local ecological carrying capacity to develop criteria for sustainable ecological footprints. Case studies of four cities in China (Guangzhou, Ningbo, Suzhou and Yangzhou) illustrate the urban EF approach. The time series of EF in a case study of Guangzhou for 1991–2001 was analyzed and the consumption–land-use matrix of urban EF was established. The results show that the cities are ecologically unsustainable, with average ecological conflicts per capita of more than 2 ha. The urban EF method is useful to measure urban sustainable development and provides policy proposals for decision-making. However, the EF method still has limitations and weaknesses.     

深圳市酸雨变化特征及形成原因分析

深圳市长年属于较重酸雨区,对城市生态带来重要影响,酸雨污染已经成为当前迫切需要解决的环境问题。为了了解近年来深圳市降水的变化特征及污染状况,利用2001—-2011年的降水监测数据,分析了降水酸化程度及化学组分特征,探讨了致酸原因,’为酸雨污染控制对策制定提供基础依据。研究结果表明,深圳市酸雨污染在2004--2006年达到较高水平（降水pH值4,49～4．59）,2007年以来明显有所改善（降水pH值4．73～5．02）,酸雨频率也显著降低。在时间变化上呈现夏季酸雨污染相对较严重,在空间变化上表现出宝安区和龙岗区酸雨污染相对较轻。相对于北京等城市,深圳市降水中离子浓度较低,同时大气中污染物浓度也较低,表明深圳市降水比较清洁,但由于大气中碱性物质含量较低,导致降水酸性较强。深圳市近年降水[SO42-]／[NO3-]的比值不断下降并低于2,硫酸硝酸混合型酸雨特征明显,表明机动车对降水酸性的影响不断增强。Cl-和Na＋对降水阴阳离子的贡献较高（分别达到24％和30％）,反映降水受海洋的影响较大。深圳与广州、东莞、佛山等城市的降水酸度和酸雨频率变化趋势较为一致,区域传输对酸雨形成也有重要影响。     

基于InVEST模型的三峡库区(重庆段)生境质量时空演变分析

为识别生境质量优劣的具体区域,揭示土地利用变化下生境质量时空演变特征,对集大农村、大库区于一体的三峡库区(重庆段)开展生境质量研究.以2000、2010及2020年土地利用数据为基础,运用InVEST模型对三峡库区(重庆段)2000—2020年生境质量进行定量评价,并结合转移矩阵方法挖掘了生境质量退化的具体区域.结果表...     

The widening urbanization gap between the Three Northeast Provinces and the Yangtze River Delta under China’s economic reform from 1984 to 2014

Urbanization has created a significant gap between the Three Northeast Provinces (TNP) and the Yangtze River Delta (YRD) since China’s reform and opening-up. In this study, we explain this problem by employing an urban expansion index, spatial hierarchical clustering, the Zipf-PLE model, fractal theory, and time-series analysis. Statistical data on the built-up area, population, and gross domestic product were downloaded from the National Bureau of Statistics of China. The results revealed the following. (1) During the stage of the planned economy, as a result of the significant government investment in development, the urban built-up areas in the TNP and the YRD reached 1867 and 757 km², respectively, in 1984. (2) During the stage of the socialist market economy, the urban built-up area of the YRD experienced rapid growth over the 30 years from 1984 to 2014 with a rate of increase of 668.8%, which was higher than that of the TNP (139.9%). In 2014, the urban built-up areas of the TNP and the YRD were 4479 and 5820 km², respectively. (3) Locational advantages had significant effects on urban development after China’s economic reform. The coastal cities of the YRD had higher rates of increase of the built-up areas. By contrast, the border cities of the TNP had lower rates of increase. Finally, this paper finds that the socialist market economy exhibited more efficiency in promoting urban expansion and economic development. The results are significant for generating balanced and sustainable regional development strategies in the future.     

珠江口沿岸土地利用变化及其地表热环境遥感分析

以遥感和GIS为技术手段,选择四期TM/ETM＋影像为数据源,对珠江口沿岸区域的土地利用及其地表热环境的变化进行了定量分析。1990—2008年期间,建设用地扩展是珠江口区域土地利用变化最为显著的特征,建设用地从1990年的605.50km^2增加到2008年的2394.26km^2。土地利用变化导致区域热环境效应增强,并促使不同土地利用类型在7个热力区间中的组成发生变化。珠江口东岸建设用地在数量上的优势使得珠江口的热力重心始终分布在东岸。研究结果表明,以建设用地扩展为突出特征的土地利用变化,深刻影响着区域热环境。     

Assessment of ecological risks induced by land use and land cover changes in Xiamen City,China

The landscape ecological risk (LER) in Xiamen City, China, from 1990 to 2030 was studied using an urban land use and land cover change (LUCC) model and LER analysis. The LUCC model was used to predict the LUCC of Xiamen from 2020 to 2030. We analyzed the characteristics of LUCC and landscape pattern changes and, finally, evaluated the effect of rapid LUCC on LER. Of the six landscape types investigated, built-up land and farmland demonstrated the most significant changes. The area of built-up land increased by 1.5 times in 2010 and is predicted to increase by 2.7 times in 2030 than that in 1990. The area of farmland increased from 34.5% in 1990 to 24.5% in 2010 and is predicted to decrease to 15.1% in 2030. The number of patches (NP) of built-up land decreased with increasing area, which promoted the dominance of built-up land over other landscape types. Five landscape types, those other than built-up land, increased in NP, landscape fragmentation, segmentation, and disturbance but decreased in dominance. The LER of Xiamen in 2010 was slightly lower than that in 1990. However, with the acceleration of urbanization, the LER in 2020 and 2030 will increase by 7.6% and 12.5% than that in 2010. The LER will significantly increase in areas such as the Huandong sea area, the second urban core of Xiamen, and northern Xiang'an. For the areas, some measures (e.g. optimum urban spatial growth patterns and control of coastal reclamation) must inevitably increase to reduce the LER posed by rapid urbanization.