黄河中游城镇化与生态系统服务耦合关系的时空变化

城镇化是影响区域生态安全格局的重要因素,厘清城镇化与生态系统服务之间的关系,可为促进黄河流域生态保护与高质量发展提供决策参考。在分析2000—2018年黄河中游城镇化与生态系统服务时空格局的基础上,采用耦合协调度模型剖析了二者耦合关系的时空变化特征。研究发现：2000—2018年间,黄河中游地区综合城镇化水平提高72.24%,空间分布总体呈“南高北低”、以经济发达县区或城市群为中心向外递减的趋势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务量均呈增加趋势,且呈不同的空间分布态势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务与综合城镇化水平的耦合协调度总体呈上升趋势,但汾渭平原的耦合协调度普遍较低,而经济发达县区的耦合协调度普遍较高。     

基于生态系统服务供需的厦漳泉地区生态网络空间优化

耦合生态系统服务供需和景观生态安全格局,解构城市群地区生态空间结构,是优化农业—城镇—生态网络空间布局的基础。基于生态系统服务供需理论,以福建东南沿海厦漳泉城市群为例,综合生态系统服务最重要区域和生态红线边界确定供给源地,结合自然、经济多要素构建消费格局,应用最小累积阻力模型建立景观生态安全格局,识别需求分区、生态流网络、关键节点等组分,采用分层叠加分析重构厦漳泉地区生态网络空间。结果显示：（1）供给源地占研究区总面积的41.64%,生态缓冲区、生态敏感区和生产生活区分别占22.67%、31.58%和4.11%;（2）供给源地集中于中西部丘陵山区,耗费低值区与供给源地分布一致,而高值区呈“井”字形分布特征,集中于沿海一带;（3）生态流通道网状化程度较高,中西部主要由森林构成,东部沿海区域主要由城镇水系和绿地系统、周边农田构成,驱动因素类型和强度均呈现显著的空间异质性;（4）提出构建厦漳泉地区“九区四组团一带九廊道多中心”的生态网络空间优化布局,协调区域间生产生活生态功能组合,促进经济—生态空间协同发展。     

成渝城市群紧凑度与碳排放强度时空演变及协调发展

研究成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空演变及协调发展水平,对于实现社会绿色低碳高质量发展至关重要.运用综合评价、碳排放恒等式、耦合协调度和地理探测器等方法对2010~2020年成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空分异、协调发展和驱动因素进行分析.结果表明:①成渝城市群紧凑度持续上升,从2010年的0.18升至2020年的0.22,总体增长22.22 %,其中经济紧凑度的贡献率逐年增强.各城市紧凑度区域差异显著,高值区集中在城市群西北部的成都、德阳和绵阳以及西南部的自贡、内江和泸州,低值区分布在中部,雅安是城市群内紧凑度最低的地区.②成渝城市群碳排放强度逐年降低,在研究期内下降幅度达39.57 %,城市群南部的碳排放强度整体高于其他区域,成都和重庆两市常年为低值区,碳排放强度的区域差异在逐渐缩小.③城市紧凑度与碳排放强度的耦合度从拮抗阶段转为磨合阶段,耦合协调度从2010年的0.21升至2020年的0.69,两系统逐渐走向良性协调发展.城市群西北部（成都、德阳和绵阳）与川南两市（自贡和泸州）的耦合协调度整体较高.产业结构、科技创新、城镇化水平、政府干预和环境宜居对两系统的耦合协调度都具有显著影响.④优化产业结构、强化科技支撑、提升城镇化发展质量、实施积极的政策引导和建设绿色屏障是促进成渝城市群紧凑度与低碳度协调发展的有效途径.     

基于生态系统服务供需的农牧交错带流域生态修复分区—以桑干河上游为例

基于农牧交错带流域生态本底和社会经济特征开展生态修复分区研究,有助于维护农牧交错带生态安全和社会经济可持续发展。以地处农牧交错带的桑干河上游为例,选取土地利用、气象观测、统计年鉴等多源数据,基于InVEST模型和ArcGIS空间分析模块探讨2020年桑干河上游碳固持、食物供给、产水和土壤保持这4项生态系统服务供需空间分布格局,并通过象限匹配法和耦合协调度模型进行生态修复分区研究。结果表明：2020年桑干河上游4项典型生态系统服务供给的空间分布与流域地形地貌基本保持一致,形成一个环绕桑干河主干道的半闭环式的高值带,需求的高值区则与人口密集区基本吻合。桑干河上游生态系统服务供需匹配类型以高供给-高需求和高供给-低需求的匹配类型为主,供需耦合协调度平均值为0.23,处于轻度失调状态,生态系统服务供需错配现状突出。根据桑干河上游生态系统服务供需匹配和耦合协调关系及社会经济特征,将桑干河上游划分为5个生态修复区,即神头泉域生态修复区、北部古长城沿线生态屏障带、大同盆地防风固沙区、内长城沿线水源涵养和生物多样性保护区、桑干河水生态修复与生态多样性保护带,并通过搭配组合“辅助再生、自然恢复、生态重建、保护保育”等生态修复措施,提升各分区以固碳保持、耕地保护、水源涵养、水土保持为主的生态功能。

     

省际毗邻区协同发展分析与规划应对——以宁滁毗邻核心区为例

在生态文明建设、高质量发展及国土空间规划体系建立背景下,探索跨界区域的生态保护、经济转型和社会转型之间的协同关系与提升路径,对于新时代区域或都市圈一体化发展战略落实具有重要的实践指导意义。面向生态、经济、社会的整体效益提升,综合运用熵值法和耦合协调度模型,对浦口—南谯跨界区域2005—2019年间的生态、经济、社会子系统发育及其耦合协调水平进行分析,发现两地的综合发展指数基本呈现一致的增长趋势,区域及各子系统间的耦合协调度也已发展至较高水平,但距离优质协调的目标阶段尚有一定距离,且生态子系统间以及经济子系统间的协调度存在多次回退与波动的现象,需要以区域协同发展为核心内容制定规划响应策略。本文提出的技术路径能够为中微观尺度的跨界区域发展水平评估与提升提供思路借鉴。     

成渝地区双城经济圈人口-经济-环境系统协调发展时空演化

人口、经济和环境协调发展是成渝地区双城经济圈协调发展及高质量发展的重要途径和关键点.本研究基于成渝地区双城经济圈36个市（区、县）面板数据,构建了人口-经济-环境系统协调发展指标体系,利用综合指标评价法、耦合模型、耦合协调模型等测算了2010—2019年成渝地区双城经济圈人口-经济-环境复合系统综合发展水平、耦合度及耦合协调度,据此分析研究时段内三元系统耦合协调的时空演变特征及规律,并对子系统发展差异性进行初探.结果表明：整体上,成渝地区双城经济圈耦合协调度和经济、环境子系统发展水平呈不断升高趋势;时序上各市（区、县）人口-经济-环境耦合协调发展关系呈良性向上发展趋势;空间上呈现“两核突出、中部塌陷,外围高于内部”的分布格局和“外围包围中部、由西向东推进”演变特征;研究时段内成渝地区双城经济圈各市（区、县）子系统滞后问题得到极大改善,呈“无序-有序、同步滞后-局部滞后”发展演变趋势和“U”型发展空间格局,但发展过程中人口子系统依旧存在较严重滞后问题.     

基于生态系统健康的国土空间生态修复分区——以长江中游城市群为例

高强度社会经济活动造成了河湖湿地萎缩、景观破碎化与生物多样性减少等生态问题,实施国土空间生态修复成为生态环境治理的必然途径。以长江中游城市群为研究区,基于网格单元构建“生态系统活力—生态系统组织力—生态系统弹性—生态系统服务力”（VORS）模型,评价2010年和2020年的生态系统健康水平。通过自然断点法和智能化修正等方法,自下而上地开展国土空间生态修复分区,并提出相应的生态修复措施。研究结果表明：2010—2020年长江中游城市群耕地面积有所减少,建设用地扩张明显;生态系统健康状况较为稳定,但是存在明显的空间差异;生态系统活力和服务力提升明显,生态系统组织力和生态系统弹性呈下降趋势。根据分区结果,将研究区划分为生态系统保育区、生态系统提升区、生态系统缓冲圈、生态系统改良圈和生态系统重塑圈“两区三圈”的修复区域,并提出生态修复对策。     

黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究

明晰黄河中游地区生态系统服务的权衡协同关系,是保证生态系统服务长期有效供应,实现黄河流域生态保护与高质量发展的重要前提。本文利用InVEST模型、ArcGIS和Matlab等工具对2000—2020年黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳以及生境质量服务的时空特征及其协同权衡关系进行分析。结果表明：（1）黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务总体呈上升趋势,而固碳服务呈波动下降趋势;（2）2000—2020年,土壤保持、水源涵养服务总体表现为“南高北低”,其高、低值区有所变动;固碳服务整体呈“东南高、西北低”,高、低值区变化不明显;生境质量服务高、低值区相间分布,高值区稍有扩散;（3）黄河中游地区固碳与生境质量服务、生境质量与水源涵养服务、水源涵养与土壤保持服务为协同关系,固碳与土壤保持服务、生境质量与土壤保持服务为权衡关系,而固碳与水源涵养服务整体上表现为不相关;（4）生境质量与水源涵养、土壤保持服务的权衡区面积比例呈上升趋势,而水源涵养和土壤保持服务的协同区面积比例呈上升趋势,固碳与其他服务在大部分区域表现为不相关关系。     

黄土高原生态恢复程度及恢复潜力评估

黄土高原是世界水土流失最严重的地区之一,2000年以来黄土高原重点实施了退耕还林还草等一系列生态工程,促进了生态恢复。为全面评估黄土高原地区生态恢复现状、生态恢复程度及恢复潜力,选取生态质量和生态系统服务两大类指标,采用模型模拟计算方法,对黄土高原2000—2019年生态恢复进行综合分析和评估。结果表明:(1)生态质量有所恢复转好,植被覆盖度和植被净初级生产力呈增加趋势。比较前后十年变化,植被覆盖度持续转好的面积占比为39.90%,植被净初级生产力持续转好的面积占比为82.71%。(2)生态系统服务有所恢复提高。水源涵养服务持续转好的面积占比为15.46%,土壤保持服务先转好(稳定)后稳定(转好)的面积占比为18.88%,风蚀区防风固沙服务持续转好面积占比为6.30%;水源涵养和土壤保持服务提高区域集中在农牧交错带地区,防风固沙服务提高区域集中在沙地和沙漠区。(3)综合生态恢复程度高的地区占全区面积的11.08%,主要分布在黄土丘陵沟壑区,仅少数无恢复地区占全区面积的3.51%,集中分布于沙地和沙漠区西北部地区。(4)植被覆盖恢复潜力高值区主要位于黄土塬沟壑区西部,低值区主要位于黄土丘...     

基于生态系统服务权衡的生态安全多情景决策

聚焦于成渝城市群生态安全格局识别的主题,耦合多源数据,运用相应的模型与算法对区域粮食生产、碳固存、产水、土壤保持、生境质量5类生态系统服务进行估算,在此基础上借助空间统计与分析厘清生态系统服务功能间的权衡/协同关系,并构建不同风险情景,明确未来区域发展的生态安全格局.结果显示,2000~2015年,成渝城市群粮食生产、固碳和产水量这3类服务功能均呈下降趋势,土壤保持、生境质量服务呈上升趋势,且各类服务的空间分异性突出;固碳、产水、土壤保持与生境质量两两之间均表现为协同关系,粮食生产与这4类服务间表现为权衡关系,但这种冲突性在区域发展过程中逐渐呈减弱趋势;在空间分布上,成渝城市群生态系统服务间的权衡/协同关系表现出了一定的集聚特征;不同决策风险下生态系统服务间的权衡值也不同,随着决策风险系数的增加权衡值呈现先上升后下降的趋势;最终确定风险系数α=1.6为最适宜情景,此时权衡值最高、区域生态系统风险适中.将决策者的态度纳入生态安全格局识别过程中,使结果更全面,为城市群生态安全格局评价和管理提供科学支撑.     

近20年兰西城市群生态系统服务价值对土地利用转型的时空响应

快速城市化和人类活动加剧了对现代城市群中各种生态系统服务退化的威胁,探索城市群尺度下的生态安全状况具有重要意义.以兰西城市群为研究区,选择2000、2005、2010、2015和2020年土地利用数据,引入景观生态风险指数,运用土地利用转移矩阵、单位面积价值当量因子法和双变量空间自相关分析法,分析兰西城市群土地利用变化特征,阐明土地利用转型引起的生态风险变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:①2000~2020年间兰西城市群土地利用类型主要以草地、耕地和林地为主.建设用地面积扩张明显,主要来源于耕地和草地;6种土地利用类型交叉转化较强,土地利用变化总面积为6646.05 km²;②从空间变化上来看,兰西城市群生态系统服务价值空间格局未发生明显转变,但区域差异性显著,总体呈现西北高、东南低的分布特征;③从时间变化上来看,兰西城市群生态系统服务价值呈逐年增长的趋势,总价值流向从1864.59亿元增长为1921.56亿元,总增值56.97亿元;④兰西城市群近20年生态风险指数整体呈上升的趋势,生态风险区以低生态风险区和较低生态风险区占主导地位;生态系统服务价值与生态风险指数有显著的正向空间相关性.本文旨在揭示土地利用方式对生态系统服务价值和生态风险影响的认识,为区域生态风险管理和土地利用政策制定提供重要参考,进而促进黄河流域生态环境高质量发展.     

黄河流域生态保护与高质量发展的耦合关系及交互响应

在分析生态保护与高质量发展耦合机理的基础上,以省域为研究单元评价黄河流域生态保护与高质量发展的耦合协调度,并与长江经济带进行对比;利用面板VAR模型定量考察黄河流域生态保护与高质量发展的交互响应关系。主要结论如下：（1）研究期内黄河流域生态保护指数和高质量发展指数均呈现增长的趋势,总体均呈现中下游地区高于上游地区的格局。（2）研究期内黄河流域生态保护与高质量发展的耦合协调度整体呈现增长的态势,其中2003—2011年耦合协调度小于0.5,属于拮抗阶段;2012—2017年耦合协调度处于0.5~0.7之间,属于磨合阶段;耦合协调度总体呈现下游>中游>上游的空间格局,在省域层面山东和陕西的耦合协调度最大,宁夏和青海的耦合协调状况最差。（3）黄河流域的生态保护指数略高于全国平均水平,但低于长江经济带;高质量发展指数和耦合协调度都低于全国平均水平,与长江经济带的差距更大。（4）黄河流域生态保护与高质量发展两个子系统都存在正向累进效应和惯性发展特征,并且两者对于自身的影响程度都呈现逐步下降的态势,其中高质量发展对自身的影响程度下降更为明显;黄河流域生态保护与高质量发展具有正向促进作用,但由于生态保护和高质量发展水平偏低且内部发展不均衡,造成二者的作用机制不显著。     

黄河流域生态服务价值与经济协调发展的时空演化研究

厘清黄河流域生态现状,分析生态系统服务时空演化特征及与经济协调发展情况,对提升区域经济协调发展具有重要意义。基于黄河流域9省区2000—2020年土地利用数据及国民经济发展数据,测算生态系统服务价值及经济与生态环境协调指数,揭示黄河流域生态系统服务价值时空演化特征及与经济协调发展关系,结果表明：(1)2000—2020年黄河流域全域生态服务价值(ESV)持续增长,由2000年的7020.74亿元增长到2020年的25598.24亿元;(2)研究期内,黄河流域经济与生态协调发展存在显著空间相关性,且人类活动及土地利用方式对生态系统服务价值影响较大,高度冲突区逐渐集中于上游青海、四川、甘肃等省区内经济欠发达地区和下游河南、山东等省区内人类干扰密度较高的地区;(3)研究区经济与生态环境协调发展空间分布不均衡,2000—2020年空间集聚态势逐步加大,且冲突区面积远大于协调区,中下游及下游区域两极分化现象明显;(4)研究区内不同区域资源禀赋与生态环境差异较大,要因地制宜,找出不同区域适合自身发展的路径,综合推动黄河流域经济发展与生态环境保护的耦合协调发展。     

重庆市生态系统服务与人类福祉耦合关系模拟

以重庆市为研究对象,利用生态系统服务价值修正模型和人类综合发展指数法分别测度生态系统服务价值和人类福祉,构建了生态系统服务与人类福祉耦合关系系统动力学模型.结果表明:(1)2010～2020年,重庆市各区县生态系统服务价值整体上不断提高,空间分布差异性显著;人类福祉指数呈上升趋势,从2010年的0.31翻倍增长至2020年的0.62.(2)2010～2020年,构建的耦合关系系统动力学模型拟合精度高,其历史检验绝对误差均在10%以下,预测未来多情景具有可靠性.(3) 2020-2050年,重庆市生态系统服务价值、人类福祉指数和人均GDP在设定的4种情景下均呈上升的趋势;能源消耗总量在维持现状和经济优先情景下呈上升趋势;在生态优先和平衡协调情景下呈下降趋势.(4)平衡协调情景既能满足重庆市经济发展需求,又能统筹兼顾环境保护,是最优发展情景.     

闽东南地区城镇化与生态系统服务的时空耦合分析

揭示城镇化与生态系统服务的时空耦合关系,有助于厘清地域发展差异,优化城镇化实施路径及改善生态系统服务质量. 以闽东南地区为例,在分析2000~2020年城镇化多维系统与典型生态系统服务演变特征的基础上,采用皮尔逊相关系数和耦合协调度模型探索二者的时空耦合状态及趋势,提出区域协调发展改善建议. 结果表明：①闽东南地区综合城镇化水平持续提升,年均增幅7.3%,近94%的区域已步入中高发展阶段;生态系统服务趋于衰退,尤以粮食供给和水源供给服务最为显著,分别下降61.9%和46.9%. 二者空间分布呈现东南沿海“高城镇化水平-弱生态系统服务”与西北内陆“低城镇化水平-强生态系统服务”的错位格局. ②城镇化与生态系统服务相关性以负向为主,较之人口和空间城镇化,经济和社会城镇化对生态系统服务的负向效应较弱且进一步弱化趋势明显. 伴随人口和空间城镇化大幅降速及经济和社会城镇化进程加快,城镇化发展动力逐渐由增“量”转为提“质”,生态系统服务衰退得到缓解. ③综合城镇化与各项生态系统服务经历“失衡-过渡-调和”这3个阶段,耦合协调度平均增幅60.5%~120.6%,但高度协调区域依然匮乏,仍存在较大提升空间. 二者相对关系从城镇化滞后向生态系统服务滞后演变,城镇化过度超前而导致耦合协调等级倒退的波动性问题在东南沿海地区初步显现. 因此,在未来建设中闽东南地区须重视经济质量与社会效益的提高,强化生态空间统筹管理与保护修复,增强城镇化与生态系统服务协调发展的有序性与稳定性.     

煤炭工业资源－环境－经济耦合协调分析—以榆林市为例

耦合协调发展水平的测度对于研究煤炭工业可持续发展具有重要意义。根据煤炭工业资源－环境－经济系统耦合机制,构建了该系统的评价指标体系,利用熵权法和TOPSIS法计算煤炭工业资源－环境－经济系统以及各子系统的评价值,通过耦合协调度模型计算耦合协调度,评估煤炭工业的资源－环境－经济系统的耦合协调水平。结果表明：2008—2018年,榆林市煤炭工业资源－环境－经济系统综合评价值呈U型变化趋势,与环境子系统评价值变化趋势相似,有明显提升;煤炭工业资源－环境－经济系统耦合协调水平不断优化且均处于协调范围,呈现平稳—下降—上升的趋势,2018年耦合协调度为0.86,达到良好耦合协调水平。     

2005—2019年辽宁省城镇化与生态环境质量耦合协调时空分异及影响因子研究

城镇化发展的核心目的是引领城市与生态环境和谐共生,可持续发展。辽宁省作为东北老工业基地之一,研究其城镇化与生态环境质量的协调关系,对于辽宁省城市可持续发展具有重要意义。综合运用耦合度、耦合协调度和地理探测器等方法对辽宁省2005—2019年城镇化与生态环境质量指数、耦合协调度及影响因子进行实证分析。结果表明,2005—2019年辽宁省城镇化与生态环境质量指数为2.44～4.79,总体上升趋势明显,城镇化指数空间上呈沈阳市、大连市为高值核心区域,四周聚集发展的态势,生态环境质量指数呈沈阳市为核心区,周围聚集发展趋势;省级尺度耦合协调度保持稳定上升,局部地区以濒临失调和勉强失调为主,空间分布上呈沈阳市、大连市为高值区域,东西部低的格局;生态环境治理、经济城镇化和社会城镇化子系统所涉及的影响因子对不同时期城镇化与生态环境质量耦合协调度因子探测力值贡献较大,主要影响因子有建成区面积、参加基本养老保险人数、生活垃圾清运量和城市污水日处理能力等。辽宁省城镇化与生态环境质量整体向好发展,耦合协调度有待提高,政府应继续注重生态环境的治理工作,加大环境保护力度,提高人民生活质量。

     

基于投影寻踪与复合系统模型的区域人口―经济―生态协调发展研究

人口结构、社会经济与生态环境三者复合协调问题是人类社会发展特别是经济持续高速发展的核心问题。以系统协同论及离差原理为基础,运用灰色关联分析模型、投影寻踪模型和协调度模型等方法,构建人口-经济-生态三要素的复合系统,且计算出广东省2006年-2015年的人口-经济-生态的综合发展水平及其协调程度。研究发现,人口结构、经济效益与生态环境发展水平总体呈稳定上升趋势,接近于重合;复合系统协调度出现波浪式上升趋势,其中受人口与生态系统影响较大。     

黄河流域城市群生态保护与经济发展耦合的时空格局与机制分析

通过研究黄河流域战略背景和城市群发展规划,本文构建评价生态保护和经济发展的指标体系并运用于城市群比较研究中,再依据耦合协调度模型、空间自相关和地理探测器,分析黄河流域七大城市群2007—2019年生态保护与经济发展耦合协调时空特征与驱动机制。结果表明：（1）研究期内黄河流域城市群的经济发展水平有较大提升,生态保护建设进展较为缓慢,二者耦合度波动上升。（2）上游城市群的协调度低于中下游,整体协调度提升至良好协调。（3）存在从经济发展滞后型向生态保护滞后型的转变。（4）各城市群的协调度存在关联效应。（5）影响耦合的机制和民生发展与对外开放、科技创新与产业发展、绿色发展与农业建设、基本公共服务体系等密切相关。     

伊宁市城市化与生态环境耦合协调性评价与分析

文章从人口、经济、社会、压力、状态5个方面构建城市化与生态环境测度指标体系,采用单因素方差和权重系数法对伊宁市城市化和生态环境综合指数进行计算,并运用耦合协调度模型对其城市化与生态环境的耦合协调度进行判别分析。结果表明:伊宁城市化经历了缓慢发展期、高速发展期、快速推进期3个阶段,城市化子系统和各系统要素呈现波动上升趋势;生态环境子系统和系统各要素之间具有较高的趋同性,处于波动上升趋势,总的发展态势呈现"M"型;城市化与生态环境的耦合状态呈现指数函数增长,城市化发展长期滞后于生态环境水平,导致耦合协调度较低,在耦合类型上经历了中度失调、轻度失调、濒临失调和勉强协调4个发展阶段,城市化与生态环境综合指数的差距逐渐缩小,耦合协调度趋向良好状态发展。