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。     

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...     

粤港澳大湾区生态安全格局及重要生态廊道识别

城市化引发诸多环境问题,如何协调城市建设空间与生态空间的矛盾,已成为中国国土空间规划领域的重大课题之一。确定区域生态安全格局,优化生态廊道是国土空间规划的重要步骤,也是后续开展生态保护和恢复的关键,如何科学识别显得尤为重要。该文以粤港澳大湾区为例,综合考虑自然资源本底条件和关键生态环境问题,基于生态系统功能重要性和生态系统敏感性评价识别生态源地,利用最小累积阻力模型识别生态廊道,构建区域生态安全格局。基于生态系统重要性和生态敏感性评价结果修正重力模型,并结合廊道连通性指数,进一步识别重要生态廊道。结果显示,生态源地面积为20 371km²,占区域总面积的36.7%,主要位于北部林地广布的山地丘陵区、自然保护区和港澳郊野公园。由于城市化快速发展,污染水平高,生态服务供给低,研究区中部不存在或仅存在较少生态源地。区域内共有潜在生态廊道36条,总长2 300 km,呈东西两侧环绕式分布。廊道分级结果显示,高重要-低连通廊道最多(22条),其次是低重要-低连通(6条)和低重要-高连通廊道(5条),高重要-高连通廊道最少(3条)。针对不同类别的廊道,建议因地制宜地采取措施进...     

浙闽山地丘陵区地形因子对土地利用格局的影响分析:以福建省永泰县为例

地形因子不仅控制土地利用分布格局,而且对区域生态建设及土地可持续利用具有重要影响。选取高程、坡度和地形起伏度3个地形因子,以福建省永泰县为例探究了浙闽山地丘陵区不同地形因子对土地利用格局的影响,结果表明:(1)居住地、工矿交通用地、耕地、园地、水域在高程小于500 m、坡度小于25°的区域呈优势分布,地类间竞争激烈,应合理布局5种地类关系;林地和草地主要分布在高程大于750 m、坡度大于35°的生态脆弱区,应重点考虑生态保育。(2)低山丘陵和河谷平原地带受人类生产生活影响,斑块类型复杂,异质性较高;山地丘陵和边缘山区地带由于自然生态系统占据优势位,斑块形状规则,连通性较强;Pearson相关性分析表明,地形因子与景观格局指数之间存在显著相关性。(3)山地丘陵对土地利用格局具有重要空间限制性,在对其进行开发利用时,需要根据各地类在不同地形条件下的分布规律进行合理安排与协调,才能实现土地资源的可持续利用。     

生态位理论及其在城市竞争研究中的作用——以中原城市群为例

城市生态位作为生态学重要理论之一,可用于分析城市群内部不同城市间竞争、演化等现象。以中原城市群9个省辖市为基本单元,运用生态位理论模型,进行多指标的综合加权和聚类分析,得出如下结论:(1)就中原城市群整体而言,城市生态位偏低且呈现明显的层次分异;(2)中原城市群城市生态位空间分异表现复杂。综合城市生态位、自然生态位及人口生态位空间分异并不明显,而经济生态位和社会生态位空间分异却十分显著,其中经济生态位最为显著;(3)中原城市群缺少4个子系统都具有优势特征的城市,只有郑州独具2项优势特征,但其自然生态位较低,自然生态位是郑州城市生态位的限制性因子。     

黔中城市群景观生态安全格局构建

城市群景观生态安全格局是城市群健康可持续发展的安全保障。为识别黔中城市群景观生态安全格局,采用ENVI 5. 3和Arc GIS 10. 2软件解译黔中城市群2017年土地利用类型,以生态系统服务重要性与生态环境敏感性为依据识别黔中城市群生态源地,基于石漠化程度与土地利用类型构建黔中城市群阻力面,确定缓冲区,通过成本距离分析和路径分析生成廊道,识别生态节点,最终构建黔中城市群景观生态安全格局。结果表明,黔中城市群低水平安全格局面积为30 354. 95 km2,占黔中城市群总面积的56. 42%;中水平安全格局面积为35 132. 14km2,占黔中城市群总面积的65. 30%;高水平安全格局面积为39 780. 76 km2,占黔中城市群总面积的73. 94%。景观生态安全格局区域主要分布在黔中城市群西部及南部地区。黔中城市群需要加强保护的区域面积占比很大,在城市建设规划中应加以重视,以免破坏黔中城市群生态环境。     

榆林地区植被时空分异特征及其影响因素研究

植被作为反映陆地生态系统和气候的重要指标,对研究全球或区域生态环境变化具有重要作用。以地处黄土高原生态脆弱区的榆林市为研究区,基于地理探测器模型,选取坡向、坡度、气温、降水和土壤类型5类自然因子,土地利用类型、人口密度和GDP 3类人文因子,分析榆林地区植被空间分异特征及其驱动力,并揭示了促进植被生长影响因子的最适宜特征。结果表明,（1）研究区2000—2018年植被覆盖趋向改善,NDVI呈现增加趋势,增速为0.11/10a,2008年以后植被增长较为明显;NDVI在2018年中高等级（0.6—0.8）面积比2000年中高等级面积明显增加;中高等级集中于榆林市东部黄土丘陵区,中低等级（0.2—0.4）集中于榆林市西北部的风沙区,植被覆盖呈现东部高西北低的空间分布特征。（2）人口密度和气温因子较好地解释植被NDVI空间分异性,是影响NDVI空间分异性的主要因子,GDP、土地利用类型和坡度是次级影响因子,其他因子对NDVI空间分异存在间接影响;坡向、降水和土壤类型因子与其他自然、人文因素对植被空间分布影响存在显著性差异。（3）自然、人文因子对榆林市NDVI的影响存在交互作用,因子之间的交互...     

区域一体化地区的土地利用与生态服务价值研究——以双莱先行区为例

区域一体化先行区是统筹区域发展的重要保障,在整合区域资源、实现合作共赢、推进经济协调发展的同时,增加了生态用地风险与压力,影响了生态用地规模与生态服务功能。探讨区域一体化背景下的土地利用与生态服务价值关系,对管理区域环境、制定发展决策、平衡地区经济与生态保护均具有重要意义。“双莱先行区”作为山东省首个区域一体化发展先行区,研究其土地利用变化与生态服务价值（ESV）对实现生态文明建设与经济的协同发展具有重要意义。基于此,以双莱先行区为研究区域,选取2000-2020年土地利用数据和经济数据,采用土地利用动态度、ESV当量因子评估、敏感性指数、空间自相关等方法,评估了不同土地类型、不同生态功能、不同区域的ESV变化,分析了土地利用与ESV的空间相关性。与以往研究不同,研究修正当量因子价值时,不采用省份平均粮食单产量,而是莱西、莱阳各自的单产量,尽可能保障计算结果的准确性与真实性。研究表明：除耕地、林地面积减少外,草地、湿地、水体、建设用地面积均增加,建设用地增量最大;各用地类型单一动态度有所差异,例如草地增加10.1%,而耕地降低了0.29%,呈现相反变化趋势;近20年双莱先行区整体生态服...     

基于MODIS数据的珠三角地区NDVI时空变化特征及对气象因素的响应

珠江三角洲是广东省经济密度最大、人为活动最强烈的区域,随着工业化和城市化的迅速发展,该区域出现了各种生态环境问题。通过对2001-2017年覆盖珠三角地区的MODIS/NDVI数据进行月时间序列重构和年时间序列合成,利用趋势分析方法和空间自相关分析方法对珠三角地区NDVI的时间变化趋势和空间格局特征进行研究,同时结合气象站点观测资料,基于相关系数方法分析NDVI对气象因素的响应。结果表明,(1)在过去的17年中,珠三角地区NDVI在年际变化上呈现波动增长趋势,总体年平均增长速率为0.005 1。(2)在空间分布上,珠三角范围内有90.84%区域的植被呈增长趋势,而在珠三角核心地带的城市群集区域存在植被退化现象,占全区面积的9.16%。(3)珠三角地区NDVI具有高空间集聚特性,受地形和城区分布影响,低植被覆盖集聚区和高植被覆盖集聚区分布格局显著且变化稳定,在多年平均NDVI的局部空间自相关分析中分别占全区面积的28.77%和33.69%。(4)珠三角地区NDVI和气温、降水及日照时数在月变化上显著相关,NDVI对气温和降水的响应分别存在1个月和1-2个月的滞后效应,并且这种滞后效应在空间分布上也体现出"西南-东北"方向的区域差异,而NDVI对日照时数的响应不存在滞后。(5)在年尺度上,珠三角地区NDVI与气象因素之间的相关性不显著。研究结果对珠三角地区恢复植被和修复生态具有重要的参考价值和现实意义     

生态敏感性评估研究进展评述

生态敏感性评估是对区域生态系统的生态环境问题、生态潜在风险进行的预测与分析,是区域生态安全评价和生态保护的重要依据。以“生态敏感性”和“ecological sensitivity”为关键词进行文献检索,采用CiteSpace软件进行分析,系统梳理了生态敏感性评估研究进展和应用案例总结,讨论现阶段研究存在的问题与不足,并对未来生态敏感性研究提出展望。结果表明：生态敏感性从20世纪90年代提出以来,已形成了较成熟的生态敏感性评价指标体系,并在不同尺度生态敏感性评估与时空演变格局2方面取得较大进展;生态敏感性被广泛应用到生态安全格局构建、生态区划、生态修复、城市开发边界划定等规划设计与生态保护实践。未来研究需重点加强生态敏感性影响因子遴选、不同尺度评价方法以及敏感性分区阈值方法的研究。     

基于MODIS数据的阿拉善盟植被指数变化的地形分异性

阿拉善盟为中国生态环境重度危急区与北方地区的天然保护屏障,及时、科学、准确地评价其植被指数的地形分异特性,对其植被建植与生态恢复具有重要的参考价值和现实意义。以美国航空航天局的陆地专题产品MOD13Q1-NDVI为时间序列数据集,利用ENVI中波段计算功能提取2000-2016年植被生长季(7-9月)覆盖阿拉善盟的植被指数信息,同时结合栅格化数字高程模型,利用Arc GIS空间统计功能中的表面分析工具提取栅格尺度上的坡度、坡向及地形起伏度等地形因子,并通过区域统计获取各地形因子级别区内植被指数的空间分布特征。结果表明:(1)采用均值变点分析法确定的阿拉善盟地形起伏度的最佳统计单元为0.26km~2;(2)阿拉善盟以中山区为主,所占比例高达79.05%;坡度以第Ⅰ(0-2°)与Ⅱ(2°-5°)级别区为主,所占面积比例高达90.62%,在空间分布上呈分散状态;坡向分布较为均匀;地形起伏度级别区以平原和台地为主,所占比例高达87.83%。该区地形具有西南高、东北低,平坦、起伏小的分布特征;(3)以植被指数低值区(0.1)和中低值区为主(0.1-0.2),且呈现西北和东南区域两级分化的空间分布特征。总体而言,在地形因子作用下,阿拉善盟植被指数均值分布具有明显的地形分异性,且植被指数高值区主要集中分布在高程为1 000-1 600 m的中山区与坡度15°的西坡。     

2011—2020年金华城市生态气候环境绿色宜居性评价研究

生态文明建设背景下,各级政府对城市绿色宜居水平关注度高,生态气候环境是影响城市宜居水平的重要因素。利用金华市2011—2020年的气象、生态、环境相关资料,运用多层次评价模型,从气象灾害、气候舒适度、生态环境和空气质量4大方面筛选出21项指标,构建城市生态气候环境绿色宜居综合评价体系,结合德尔菲方法,确定各指标权重,通过计算各项指标值和综合指数,对城市绿色宜居性进行定量分析评价。结果表明,2011—2020年10年间金华市全域在绿色宜居方面均达到“适宜”水平以上,适宜程度的空间分布与地形密切相关。从各指标看,气象灾害全域呈“中部少四周多”分布特征,气候舒适度全域呈“中部高四周低”分布特征,生态环境和空气质量呈“中部差四周好”分布特征。城市绿色宜居综合指数在一定程度上可以反映各城市的绿色宜居程度,通过定量分析与评价,可衡量各城市在生态、气候、环境因素等方面的优劣,为政府决策提供科学支撑。     

基于最佳尺度的景观生态风险时空变化研究：以重庆市江津区为例

探究景观生态风险的时空变化规律,合理评估生态风险状况,有利于维护区域生态安全和经济社会可持续发展。以2000、2009和2018年3期遥感影像为基础,综合运用景观格局指数、空间自相关分析和地理探测器工具,探究最佳尺度下江津区景观生态风险时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)景观指数随粒度和幅度的改变而呈现不同的变化规律,90 m栅格和3 km网格尺寸能更好地体现景观格局空间异质性特征;(2)2000—2018年研究区景观生态风险空间格局变化较大,景观生态风险威胁程度整体有所上升,中风险区逐渐成为区域主导类型;(3)研究区各时期景观生态风险空间集聚特征显著,景观生态风险指数空间分布以高-高集聚和低-低集聚为主;(4)人类活动对于区域景观格局和生态系统的影响愈发强烈,人口密度和GDP是影响景观生态风险时空分布的重要驱动因素。研究结果可为长江上游重要生态屏障建设提供决策参考。     

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。     

土地利用差异与变化对区域热环境贡献研究——以京津冀城市群为例

人类活动改变土地利用、土地覆被,造成下垫面属性变化,直接引发区域热环境变化。采用2004—2006年、2014—2016年京津冀城市群MODIS地表温度产品,结合2005年和2015年土地利用数据,分别从行政区划和土地利用角度定量计算地级市和土地利用类型在不同季节、昼夜条件下对城市群热环境的贡献度指数(CI),归纳不同城市和土地利用类型对城市群热环境贡献的角色特征,度量不同土地利用类型对城市群和地级市热环境贡献度强度差异及变化。结果表明:(1)不同城市在白天和夜晚作为城市群热环境源汇角色不同,根据贡献度指数的昼夜差异可分为昼夜热源型城市(CI0)、昼汇夜源型城市(白天CI0,夜间CI0)和昼夜热汇型城市(CI0);(2)2005—2015年各土地利用类型对城市群热环境的贡献度指数绝对值增大,对城市群热环境的源汇作用强度增加;(3)耕地和林地分别为京津冀城市群热环境最主要的源汇景观。在春、秋、冬季夜间,耕地对城市群热环境贡献由源转为汇。(4)城市受内部土地利用空间配置和自身发展条件影响,不同土地利用类型对城市热环境贡献度存在显著的时空差异,如林地在春、夏、秋季夜间对不同城市热环境分别表现为源汇景观。区别源汇景观的依据在于判定其是否能够降低区域热环境,因此源汇景观在空间尺度或时间尺度上可能会发生角色转变。研究结果对于基于植被分区的城市设计所进行的热环境调控具有理论意义。     

干旱区绿洲城市生态系统服务价值空间自相关格局分析与模拟

基于1995—2015年乌鲁木齐土地利用遥感解译数据,运用CA-Markov模型模拟预测2025年土地利用变化并进行生态系统服务价值(ESV)评估,应用格网分析、空间自相关、Getis-Ord热点区分析等空间统计方法,进一步分析生态系统服务价值与土地利用空间格局的分布特征,讨论两者空间自相关关系及年际变化的冷热点空间分布变化原因。结果表明,近30 a研究区各土地利用类型的生态系统服务价值呈波动变化态势,但总体上表现为减少趋势,主要原因在于耕地、林草地提供的生态系统服务价值减少。生态系统服务价值空间分布格局差异明显,高值区域多年来主要分布在乌鲁木齐县林地面积较多的地区,低值区域集中分布于乌鲁木齐中心四区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、头屯河区)的周边区域。研究区生态系统服务价值具有显著的空间正自相关性与空间聚集特征,高-高、低-低聚集分布分别与生态系统服务价值高值、低值区域高度重合。生态系统服务价值热冷点区呈逐年增加趋势,热点区增加与近年来乌鲁木齐大力推行生态保护及修复等措施有极大关联,冷点区增加与城市建成区无序扩张及土地开发等一系列人类活动有密切关系。     

珠三角城市群热岛时空分布及定量评估研究

在利用卫星资料估算地表城市热岛(SUHI)时,选择具有代表性的乡村背景区域对于热岛评估结果的准确性与科学性具有重要意义。通过改进乡村背景选择算法建立一种在区域或全球尺度上相对简单合理的SUHI估算方法,并引入热岛面积、热岛比例指数等指标开展珠三角城市群热岛时空分布特征分析及定量评估。研究结果表明:(1)文章建立的SUHI估算方法能有效监测城市群热岛年/季和昼/夜变化,气候背景可能是城市群季节SUHI变化的一个决定性因子;(2)近5年(2010—2014)珠三角城市群已形成一个广州、佛山、中山、东莞和深圳等城市相连的巨大"区域热岛群",且白天和夜晚存在多个不同的热岛中心,年均SUHI3.0℃的热岛总面积为700 km~2,排名前3的城市分别为佛山(277 km~2)、东莞(228 km~2)和广州(110 km~2),其中心城区SUHI分别为3.1℃、1.9℃和1.5℃;(3)夜晚热岛强于白天,最强热岛出现在秋季夜晚,SUHI3.0℃的热岛总面积可达6 169 km2(占行政区域面积的11%),排名前3的城市分别是东莞(1 514 km2)、佛山(1 420km~2)和广州(1 280 km~2),且9个城市有8个中心城区热岛评估等级在4(严重)以上,显示珠三角大部分中心城区热岛都很严重,且经济结构在很大程度上影响着城市热岛强弱;(4)从1994—2014年,城市群SUHI I3.0℃的热岛总面积从6 km~2增加到4 812 km~2,中心城区平均SUHI从0.1℃增加到1.8℃,热岛评估等级从1级(轻微)上升到4级(严重),这种变化反映了珠三角城市群迅速扩展所导致的热岛强度增加和范围扩大的事实。     

山地城市国土空间生态保护修复分区研究——以重庆为例

科学划定生态保护修复分区是国土空间生态保护修复规划的基础,是制定差别化的生态保护修复政策的主要依据。本文以重庆为例,围绕国土空间生态保护和生态修复及人类活动的现实需求,在全面分析国土空间生态现状和生态功能状况评估的基础上,遵循自然地理格局和生态系统完整性,探索国土空间生态保护修复分区方法及思路。研究表明：（1）山、水等自然资源天然地将全市划分为两大本底空间。一是大巴山、巫山—七曜山、武陵山、大娄山为主体的自然生态空间,自然资源丰富,生态功能突出;二是以平行岭谷、方山丘陵为主体的人类活动空间,地势平坦,耕作条件好,是主要的城镇建设区和农业发展区。（2）盆周山地和海拔较高的山脉人类活动强度低,生态敏感性高,服务功能水平较高,退化不明显,恢复力处于高位水平。中心城区、渝西地区人类活动强烈,生态系统退化明显,生态服务功能水平较低,恢复力不强。（3）根据生态现状和生态系统状况评估的差异性,综合自然、社会、经济复合需求,综合划定了“一核四片”生态保护修复分区,并提出分区生态保护修复治理方向建议。     

多维地形因子作用下的西南山地丘陵过渡带景观格局研究:以涪江流域中上游为例

山地丘陵过渡带地形独特,地形因子分析不仅可以对复杂地理单元的景观格局做出合理解释,而且能进一步了解景观格局分布规律,为优化空间配置奠定基础。以2017年Google Earth影像、DEM和全球30 m地表覆盖数据为数据源,运用GIS技术、分布指数、景观格局指数和移动窗口法等方法,分析了涪江流域中上游地区景观类型随高程、坡度、起伏度和坡向的空间分布特征,利用Pearson相关性分析探究不同地形因子对景观格局变化的影响程度。结果表明:(1)随着高程、坡度和起伏度的增加,景观类型由人为主导的耕地、建设用地过渡为以自然为主导的林地、草地;从阳坡到阴坡,建设用地分布由优势到劣势下降最为明显。(2)流域景观类型最为丰富的地貌为冲积平原,主要分布于海拔500～650 m、坡度0～5°和起伏度10～30 m的区域;高海拔、坡度和起伏度地区的景观格局单一化趋势明显,破碎化程度较轻。(3)山地区的多样化景观主要分布在涪江沿岸,丘陵区涪江沿岸景观呈现单一化趋势,冲积平原区景观由外向内呈现出相对单一化—多样化—相对单一化的趋势,城乡结合部景观最为丰富。(4)不同地形因子对景观格局的影响程度为高程坡度起伏度坡向,高程、坡度、起伏度与景观格局有较强的相关性,而坡向则表现为弱相关性。     

中国不同城市群的经济社会与环境可持续发展协调度分析

采用定量为主和定量定性相结合的分析方法,研究了中国不同城市群的经济社会与环境协调度。通过分析发现：第一,中国城市经济社会环境整体协调度不高,绝大部分属于轻度失调类,经济发展是其主要影响因素;第二,协调度呈现出由东部沿海城市向内陆城市递减的梯度变化,而社会与经济的滞后性影响力却呈现出东高西低的现象;第三,协调度呈现＂三高两低＂的城市集聚格局,其中3个协调度高值城市集聚群分别位于珠三角、长三角、环渤海地区;2个协调度低值城市集聚群位于内陆中部地区。