长三角地区生态系统服务价值动态演化及驱动力分析

长三角地区是中国经济最活跃、开放水平最高、人口最为稠密的区域之一,探究区域生态系统服务价值时空演变规律及其驱动因素,对于实现长三角地区生态环境共保联治、增强区域可持续发展能力、推动长三角一体化高质量发展具有重要意义。基于1990—2018年长三角地区4期土地利用数据,在定量分析长三角生态系统服务价值变化趋势及各生态系统服务功能权衡协同关系的基础上,综合采用空间相关、热点分析和地理探测方法探讨长三角生态系统服务价值时空分异特征及其驱动因素。结果表明：(1)长三角生态系统服务价值和各生态系统服务功能价值均呈下降趋势,2010年之后下降趋势放缓;2010年之前区域生态系统服务功能权衡度下降、协同度上升,2010年之后协同关系占据完全主导地位。(2)长三角生态系统服务价值空间分布呈现南高北低的空间格局,且呈显著正向空间自相关关系;冷点数量在2010年达到峰值,之后开始减少;热点数量自2000年之后呈减少趋势,但减幅变小。(3)海拔、日照时长和年降水量为长三角生态系统服务价值空间分异的主要驱动因子;一产占比与海拔的交互作用最为明显,q值达0.883,自然地理要素与社会经济要素交互作用主导驱动了长...     

中国沿海区域旅游化与生态环境耦合度分析及预测

中国沿海区域旅游产业发展主要以海洋资源和环境为依托,故处理好旅游产业发展与生态环境的关系是中国沿海旅游产业实现可持续发展的基础和前提。区域旅游化程度可以反映区域旅游产业发展水平,为探求中国沿海区域旅游产业发展与生态环境之间关系的态势和规律,首先,在构建中国沿海区域旅游化程度和生态环境质量水平的指标体系的基础上,以2000—2010年沿海11省(区)统计数据为基础,运用加权主成分TOPSIS法分别对两个系统进行综合评价;其次,基于物理学中的耦合模型,对中国沿海区域旅游化程度和生态环境质量的耦合度及其协调指数进行计算,并分析它们时空格局及其演变特征;最后,基于灰色系统理论,运用GM(1,1)预测模型对中国沿海区域未来15 a中国沿海区域旅游化水平与生态环境耦合度进行预测。研究结果发现:中国沿海区域旅游产业与生态环境两个系统在2000—2010年间一直处于拮抗期,但山东省、浙江省、江苏省和广西省将在2015年前先后由低水平的拮抗期跨入良性耦合阶段,而其他省(区)将处于并将长期处于拮抗期,且天津市、辽宁省和海南省两个系统的耦合度有下降趋势。     

基于生态系统服务价值的城市增长边界划定研究:以衡阳市中心城区为例

科学评估土地生态价值,并将其纳入城市规划实践,是落实国家生态文明战略要求的重要手段。城市增长边界是统筹城市开发建设与区域生态保护的重要政策工具,针对以往划定方法对生态系统服务功能考虑不足的问题,提出一种新的城市增长边界划定方法。以衡阳市中心城区为例,基于反规划理念,以2005—2015年区域生态系统服务价值评估为基础构建生态安全格局,通过耦合城市生态安全格局与基于未来土地利用模拟(future land use simulation,FLUS)模型的城市扩张模拟结果划定城市增长边界。结果表明:(1)2005—2015年衡阳市中心城区生态系统服务价值总量从25.71亿元下降到24.75亿元,水文调节和水资源供给服务功能价值量呈上升趋势,其余各项生态系统服务价值呈下降趋势。(2)研究区城市刚性增长边界面积为17 325.72 hm~2,主要沿湘江及其支流蒸水和耒水分布,形成"三廊、三片"的空间结构。(3)2030年城市弹性增长边界面积为20 238.57 hm~2,空间形态呈"一个中心区、多个组团"分布。考虑生态系统服务功能的限制开发条件后,研究区生态用地得到更多保护,区域生态系统服务总价值比基准情景高0.61亿元,更利于区域生态系统服务功能的维持和区域生态安全的发展。该研究方法和结果可用于科学评估城市扩张的生态成本,有效解决城市发展与生态保护之间的矛盾,同时也可为城市总体规划、生态保护专项规划以及国土空间规划提供重要依据。     

基于土地利用的喀斯特地区生态系统服务功能价值评估——以贵州省为例

为探讨喀斯特地区生态系统服务功能价值特征,对贵州省生态系统服务功能价值进行评估,结果表明生态系统服务功能价值在2005、2010、2020年分别为1 610.43亿、2 357.86亿、4 328.89亿元.贵州省各类生态系统服务功能单价顺序为湿地>水体>森林>草地>农田>荒漠,其中湿地生态系统是荒漠生态系统服务功能价值的149.31倍.2005～2020年贵州省生态服务功能价值结构和土地利用结构以森林生态系统占绝对优势,各类型生态系统服务功能价值顺序为森林>农田>草地>水体>荒漠>湿地,各类型生态系统面积大小顺序为森林>农田>荒漠>草地>水体>湿地.2005、2010、2020年贵州省单位面积生态系统服务功能价值分别为9 142、13 385、24 573元/hm2.根据至2020年的土地利用规划,贵州省生态系统服务功能将持续增加.     

社会-生态耦合分析视角下普达措国家公园生物多样性价值评估

基于社会-生态耦合分析视角,评估生态系统服务并量化服务间的权衡与协同作用对生态系统服务研究和国家公园规划管理具有理论与实践意义。以中国普达措国家公园为研究对象,采用SolVES模型和InVEST模型,构建感知生物多样性价值与生境质量的耦合度/耦合协调度模型,并结合热点分析工具得出社会-生态热点图,综合评估研究区生物多样性价值。结果表明：(1)感知生物多样性价值高值区呈现“多核心、多条状”的空间格局,与距道路远近以及距水体远近呈显著负相关关系,与海拔高低呈显著正相关关系,且在有林地的价值指数达到最大。(2)研究区生境质量的空间格局呈现“中部、中南部和东北部高而西部和东部低”的分布特征;其中,山区林地草地多为生境质量高值区,河谷平坝地区多为生境质量低值区。(3)感知生物多样性与生境质量的耦合度属于高水平耦合,两者处于良好协调的中级水平阶段,且耦合协调类型为社会滞后型。(4)社会-生态热点区域主要位于公园西南部,形成“单条状”分布特点,部分零星分布于东北部。相比之下,社会-生态冷点区域比较集中,主要位于公园东部,属于尼汝河下游流域。该研究可为重构生物多样性研究的理论框架以及生物多样性保护、调...     

基于能值理论的雄安新区生态系统物质供给服务功能研究

城市生态安全的核心问题是生态系统服务的供需平衡.量化分析生态系统供给服务,有助于掌握区域粮食安全和相关产业绿色化水平.运用能值理论定量分析了雄安新区生态系统物质供给服务供需关系和农田生态系统供给负面服务,同时,结合历史数据分析了不同利用类型土地生态系统能值产出的变化.结果表明:1)为提供畜禽产品的其他用地是生态系统供给...     

川东地区生态系统服务价值时空演变及其驱动力分析

川东地区位于四川盆地东部,是长江上游重要生态屏障区。基于1990—2015年川东地区6期土地利用数据,采用空间统计分析法分析川东地区土地利用格局和生态系统服务价值时空演变特征,并结合社会经济因素,探究研究区生态系统服务价值时空差异驱动因素。结果表明:(1)川东地区主要土地利用类型为耕地和林地,土地利用综合活跃度低。(2)1990—2015年研究区生态系统服务价值持续增加,各土地利用类型对生态系统服务总价值的贡献率由大到小依次为林地(42%)、耕地(31%)、水域(22%)、草地(5%)和未利用地(0%);单位面积生态系统服务价值呈从东北、东南两翼向中西部地区逐级递减趋势。不同土地利用类型对生态系统服务价值具有不同程度的影响,其中林地、水域与生态系统服务价值高度相关。(3)生态系统服务价值时空差异主要驱动因素为农业人口数、人口密度、工业总产值和国内旅游收入。空间相关性分析结果表明,社会经济因素与生态系统服务价值变化率呈负相关关系,并且低-低和高-低型聚集在西部地区,低-高和高-高型聚集在南部地区。研究结果可为调控川东区域生态安全、优化土地资源和促进可持续发展提供科学依据。     

黄土高原典型县域生态系统服务变化特征及驱动因素

陕北黄土高原沟壑区作为全国重点水土流失区和退耕还林还草核心区,探究县域尺度生态系统服务的时空变化特征、驱动因素和权衡关系对于生态系统的可持续管理更有针对性和现实性。基于RUSLE、CASA和In VEST模型,分析了陕北志丹县2000-2018年土壤保持、碳固存和水源供给3种生态系统服务的时空变化,并运用地理探测器和偏相关分析研究了生态系统服务的驱动因子和权衡关系。结果表明：2000-2018年,志丹县土壤保持、碳固存(以C计)和水源供给都呈现增加趋势,分别增加了199 t·hm^-2·a^-1、426 g·m^-2·a^-1和122 mm。地形、气候和植被生长状况等自然因素对生态系统服务空间异质性的影响强于土地利用类型等人为因素,并且多因子的交互作用对生态系统服务的影响大于单一因子。影响土壤保持服务空间异质性最主要的因子是坡度,其次是NDVI,碳固存服务空间异质性受降雨、NDVI和土壤类型等因素的综合影响,水源供给服务空间异质性的主要驱动因素是降雨和土地利用类型。志丹县土壤保持和碳固存、土壤保持和水源供给...     

煤炭资源型城市生态脆弱性研究进展

随着煤炭资源的大量开采,煤炭资源型城市发展面临严重生态环境问题,其生态脆弱性研究为城市可持续发展、生态文明建设和区域协调发展提供了新思路。当前,煤炭资源型城市生态脆弱性是生态脆弱性历史遗留问题与城市自然状况、社会活动和经济发展扰动共同作用的结果。通过对煤炭资源型城市生态脆弱性内涵、评价方法、规避措施等方面研究的综述,分析了煤炭资源型城市生态脆弱性研究领域的发展状况和评价方法以及不同视角下规避措施的差异,对生态脆弱性内涵不确定性、评价指标复杂性和研究方法适用性等问题进行探讨。总体认为,煤炭资源型城市生态脆弱性是城市自身结构具有的固有属性,是一个对比性概念;选取评价指标和方法时应注重城市发展等相关指标及生态脆弱程度的测算。未来研究应重点关注煤炭资源型城市生态脆弱性内涵界定、评价指标和方法的完善以及研究时空范围的扩展等方向。     

陕西省城市化与生态环境系统耦合关系

采用层次分析法(AHP)和系统科学的理论构建了城市化与生态环境系统的评价指标体系和耦合模型,并将这个耦合系统的演化周期分为低级共生、协调发展等4个阶段,根据耦合度为45°时,耦合效果最佳的理论又可将协调发展阶段分为相对协调、最佳协调、低度协调3个状态.1990-2008年陕西省的城市化综合指数呈现直线上升的趋势,生态环...     

西部典型矿业城市土地利用效益耦合协调度研究

基于社会、经济及生态层面实现城市土地利用效益的高度耦合协调,对于促进区域经济的可持续发展意义重大。以西部典型矿业地区36个地级市为例,从土地利用经济效益、社会效益、生态效益3个方面对中国西部典型矿业城市土地利用效益的耦合协调度进行分析。在前人研究的基础上,选取2000、2005、2010和2015年作为研究时点,通过构建土地利用效益指标体系,运用改进熵值法对中国西部典型矿业城市土地利用综合效益水平进行测度,弥补传统熵值法易出现极端值和负值的不足,借助耦合协调模型对其耦合协调度进行测算。结果表明,通过对西部典型矿业城市土地利用效益综合指数的测算得知,城市土地利用效益呈阶梯状分布特征且其土地利用效益综合水平呈逐渐上升趋势;耦合度分析可知,2000—2015年处于低水平耦合阶段的城市数是处于拮抗阶段城市数的3倍,西部典型矿业城市土地利用效益耦合程度总体不高,且以低水平耦合为主;协调度分析得知,2000—2015年协调度处于0～0.69之间,以濒临失调、轻度失调、中度失调和严重失调为主;土地利用效益的耦合协调均呈现出明显的由中心至外围空间递减的分布趋势。     

城市生态环境演变趋势的集对分析预测研究——以武汉市为例

自然生态环境是城市社会经济健康发展的重要物质基础,生态足迹作为生态环境承载状态测度的指标,受到社会、经济、人口等多种因素的影响,表现出时空动态性和不确定性等特征,集对分析(SPA)为不确定性问题的建模提出一条新的思路。在对1988—2004年武汉市生态足迹及其社会经济影响因子时间序列分析的基础上,通过构建的集对分析动态模型,对武汉市2005—2020年总生态足迹发展趋势进行了预测。研究结果表明,2005—2020年总生态足迹将由1810.925万hm2增长到2873.857万hm2,呈现出低于GDP和生态效率增长速率的趋势,但生态环境将进一步恶化,对此就武汉市生态系统的发展提出了对策与建议。最后,指出SPA动态模型为城市生态系统预测研究提供了一种可行的解决方案。     

南京市土地利用的生态环境问题及对策

在综合分析南京市土地利用与生态环境关系的基础上,提出南京市目前土地利用的主要生态环境问题包括:工业与城镇集中区水环境污染比较严重,在一定程度上威胁饮用水源;重化工业及交通的快速发展导致部分地区空气污染问题突出;城市点源与面源污染物排放导致局部地区土壤污染问题严峻;建设用地与人口集聚区热岛效应明显;生态用地破碎化导致生态系统服务功能下降。结论认为环境友好型土地利用模式是协调土地利用与生态环境关系的关键对策,为协调两者关系,必须实施集约利用建设用地、发展绿色工业、划定生态敏感区、实施土地利用分区管制、构建区域生态安全格局等措施。     

精河流域绿洲土地利用及生态系统服务价值时空变化研究

土地利用变化直接影响着生态系统服务功能及生态安全,在县域尺度上定量分析区域土地利用类型及生态环境效应变化,可为地处干旱生态脆弱区的精河流域绿洲水、土资源合理开发利用提供科学依据。利用1990、2000和2018年3期影像,采用梯次环方法对研究区各土地利用类型生态系统服务价值进行时空分析,并基于生态环境质量指数和生态贡献率对土地利用类型转变后的生态环境效应进行辨识。结果表明:(1)1990—2018年研究区土地利用变化明显,建设用地、耕地、水域和草地面积增加,林地和未利用地面积减少;(2)近28 a来,研究区生态系统服务价值整体变化较大,呈先降后增趋势,2018年生态系统服务价值优于1990和2000年。以城市为中心的梯次环方法分析结果显示,1990和2000年研究区南部地区生态系统服务价值整体高于北部地区,生态系统服务价值高值区出现在S5～S7梯次环;2018年北部地区生态系统服务价值高于南部地区,生态系统服务价值高值区出现在N6～N8梯次环;(3)1990、2000和2018研究区生态环境质量指数分别为0.147、0.120和0.194。研究区土地荒漠化以及林地、草地转为未利用地是在土地利用层面导致生态环境退化的主要原因,未利用地转为林地、草地以及艾比湖水面的恢复是促使研究区生态环境质量改善的主要原因。     

济宁生态市规划与建设途径

生态市是实现城市社会—经济—自然可持续发展的一种模式和过程。以山东省济宁市为例,提出了济宁生态市建设的战略措施。从资源型城市的产业生态转型、水体和矿山的自然生态修复和孔孟文化的人文生态振兴3方面提出了建设目标;建设框架包括自生型生态环境、竞争型循环经济和共生型和谐社会。主导产业和循环经济建设要促进传统农业和矿山开采型产业向静脉产业、阳光产业、物流产业、文化产业和旅游产业的生态转型;从水资源、水环境、水生态、水景观、水安全和水文化建设几方面提出了水资源保护与水环境治理的综合措施;最后提出了济宁市煤矿塌陷区的生态修复对策和生态文化建设策略。     

精准扶贫视角下生态系统服务与多维贫困耦合协调差异:以甘肃秦巴山贫困核心区为例

促进贫困地区生态保护与经济建设协调发展是新时代国家扶贫开发的重要策略之一,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以甘肃秦巴山贫困核心区为例,采用InVEST模型、市场价值法和影子工程法综合评估以水源供给、土壤保持、水质净化和固碳释氧为主的区域生态系统服务价值。运用参与式农村评估法,基于农户多维贫困测度指标体系,核算多维贫困指数。在综合测度两者耦合协调差异的基础上,分析其耦合协调差异的主要影响因素并针对性地提出分类指导策略。结果表明:(1)甘肃秦巴山贫困核心区25个特困片区生态系统服务价值为1 525.05亿元,其中,固碳价值最高。在各地类中,园地平均生态系统服务价值最大,耕地最小;(2)在25个特困片区的多维贫困中,基本物质需求相对充裕,健康状况贫困、文化教育贫困和社会关系贫困次之,经济收入贫困最严重;(3)由耦合差异分析可知,车拉、藏族等9个片区为生计资本落后型,经济收入、社会关系和文化教育是制约生态系统服务价值显化的主要因素。南阳、崖城等12个片区为生态资产落后型,林地、园地等高生态系统服务价值地类缺乏制约了多维贫困的持续改善。临江、新寨和大桥3个片区为协调发展型,仅理川片区为衰退失调型;(4)依据不同耦合差异类型及制约因素针对性地提出了分类指导策略,为精准扶贫战略决策提供科学参考。     

甘肃省乡村人居环境质量测度与关键驱动因子分析

乡村人居环境建设已成为乡村振兴战略实施的重要任务,其内在作用机理与关键驱动研究能够为乡村人居环境治理与建设的精准施策提供科学依据。采用乡村人居环境质量测度模型、典型相关分析、岭回归等方法进行甘肃省乡村人居环境质量测度、影响因素的作用机理分析,并识别人居环境质量的关键驱动。结果表明：(1)甘肃乡村人居环境质量综合指数均值为0.238,高于均值水平的县域占比达45.98%;综合指数、居住条件、产业经济发展以及生态环境与治理指数基本呈现由西北向东南降低态势;公共服务设施维度却表现为中部高,两端低的空间格局;基础设施维度中低水平与较低水平的评价单元相对零散分布且范围较广。(2)自然地理变量组中可灌溉耕地占比的典型载荷为-0.798,正向作用于基础设施、居住条件、产业经济(载荷系数均<0)等目标变量;区域经济发展组中所有解释指标均与典型变量呈正相关,解释指标正向促进着人居环境质量;社会文化控制变量组中小学文化程度以下的居民占比、少数民族聚落村占比2个解释变量的典型载荷分别为-0.976、-0.494,负面影响着乡村基础设施建设与产业经济发展(目标变量载荷系数>0)。(3)可灌溉耕地占...     

中国城市工业污染强度与经济增长耦合关系

利用幂函数模型对中国46个重点城市1993-2006年人均GDP和7项工业污染强度指标进行曲线拟合,用于描述和分析我国城市经济发展与工业污染强度的耦合状态,经模型推导提出了“效率弹性系数”,作为度量城市经济与工业污染控制协调发展程度的指标。拟合统计结果显示,中国城市工业污染强度与经济增长的关系曲线形状有明显的幂函数特征。样本城市在“曲线簇”中的位置能揭示“后发优势”以及经济-环境耦合水平优劣的信息。对样本城市效率弹性系数的统计分析证明,该系数可以作为城市经济环境管理的决策依据。     

1999-2005年上海市纵向时间序列生态足迹分析

生态足迹是一种定量衡量区域资源可持续利用的生态经济指标.文章以上海为例,对上海市1999-2005年的生态足迹进行纵向时间序列的分析计算.结果表明,在7年研究阶段内,上海市人均生态足迹由1999年的1.9035 hm2到2005年的1.8616 hm2,以2002年为转折点呈现倒U型变化.人均生态承载力呈现逐年上升趋势,但仍远小于平均生态足迹值.反映了上海市经济生产生活强度远超其生态系统承载力,处于过度开发状态,并且人均生态赤字出现类似环境的库兹涅茨(EKC)曲线;运用万元GDP生态足迹,生态协调性系数指标以及生态缺陷度指标对于计算结果进行分析,反映了上海市从2002年开始出现良好转变趋势.通过对上海市人类活动对于生态环境影响的定量分析,可以为上海市未来社会经济可持续性发展提供新思路和方法.     

基于生态系统服务流视角的人地系统动态演化评估

陆地表层复杂的人地关系地域系统是人类活动的载体,同时承载着人类活动产生的环境影响。人地关系动态演进过程体现了人类对环境与自然资源开发和利用的深化。随着我国经济社会的迅速发展、生态系统服务的退化消失,人地系统矛盾日趋尖锐。生态系统服务流对生态系统服务的转化、输送与维持具有重要作用,是自然生态系统与社会经济系统之间的桥梁,能够在人地系统间建立时空连接。以黄河中下游的快速城市化发展地区(河南省郑州市)和生态环境保育区(河南省南阳市)为研究对象,构建生态系统服务供需综合评估框架,揭示中尺度区域人地关系动态演变规律。结果表明：近30年间,郑州市的人均三维生态足迹增长力度大于南阳市,而生态承载力水平小于南阳市。2020年郑州市人均三维生态足迹与南阳市的差值为0.195 9 hm²/人,人均生态赤字是南阳市的2倍、1990年的121倍。由此可知,快速城市化发展地区的生态系统服务供给能力和可持续发展水平远低于生态环境保育区,人地系统矛盾比生态环境保育区尖锐。基于生态系统服务流视角的区域人地系统动态演化评估,可为决策者制定科学、合理的区域生态保护和高质量发展政策提供支持。