基于GIS的城市最小生态用地空间分析模型研究——以深圳市为例

21世纪,全球范围内城市化已经成为人类社会发展的必然趋势,城市扩张不可避免地将大量的森林、农田、草地、湿地和水域等发挥着重要生态服务功能的生态用地转化为城市建设用地,对城市、区域乃至全球的生态系统造成较大的影响。在未来快速城市化过程中,保护必需的生态用地对于维持城市自身生态系统健康、改善城市居民生活质量和城市可持续发展有着重要意义。研究以中国经济特区深圳市为例,将景观生态概念模型与生态系统服务功能价值评估方法结合起来,在GIS技术的支持下,构建了城市最小生态用地空间分析模型,并分别按照保留城市面积30%、40%、50%和60%生态用地的4种情景,分析最小生态用地空间分布的合理性,结果表明论文所构建的最小生态用地模型能够很好地将城市当中具有重要生态系统服务功能的土地提取出来。     

北京工业废水和城市污水环境激素污染状况调查

利用固相萃取前处理技术和高效液相色谱、气相色谱方法,分析研究北京地区重点污染源排水(包括工业废水和城市污水)中主要环境激素(邻苯二甲酸酯、有机氯农药、有机氮农药、有机磷农药、菊酯类农药、烷基酚和双酚A)的残留状况. 调查分析了分布在北京市10个区县的污水处理厂、化工行业、冶金焦化行业、医院及其洗涤中心、印钞行业、食品加工行业和制药行业等7类22个单位排水中的8种邻苯二甲酸酯,17种有机氯农药,7种有机氮和有机磷农药,4种菊酯类农药,4种烷基酚及双酚A共40种环境激素类物质的质量浓度. 并着重分析了污水处理厂进、出水中的环境激素的浓度水平. 结果表明,北京地区工业废水和城市污水中广泛存在着环境激素污染,但其质量浓度并未超过现行排放标准.      

城市用地扩展与耕地保护

中国耕地资源不足,人均耕地不足世界水平的一半。由于快速城市化,城市用地扩展(占用耕地)和耕地保护间的矛盾已引起了国内外学者的广泛关注。对此矛盾存在两种看法,一种观点认为城市用地远比农村居住用地节约,城市化有助于减少耕地的流失;另一种观点认为中国城市用地扩张和耕地资源稀缺之间矛盾尖锐,城市用地的蔓延极可能造成耕地资源的紧张。论文针对国外城市发展水平较高的国家和我国城市发达地区的城市发展历程,探讨了在城市发展过程中,这些国家或地区的耕地资源总量的变化趋势。然后,利用由遥感解译的土地利用数字化图,分析了我国部分地区城镇人均用地和农村人均居住用地的差距。结果认为,中国城镇人均用地并不像人们想象的那样远低于人均农村居民点用地,而是较为接近;中国城市用地的扩展可能导致耕地资源的紧张。     

Coupling urban 3-D information and circuit theory to advance the development of urban ecological networks

Ongoing, rapid urban growth accompanied by habitat fragmentation and loss challenges biodiversity conservation and leads to decreases in ecosystem services. Application of the concept of ecological networks in the preservation and restoration of connections among isolated patches of natural areas is a powerful conservation strategy. However, previous approaches often failed to objectively consider the impacts of complex 3-D city environments on ecological niches. We used airborne lidar-derived information on the 3-D structure of the built environment and vegetation and detailed land use and cover data to characterize habitat quality, niche diversity, and human disturbance and to predict habitat connectivity among 38 identified habitat core areas (HCAs) in Nanjing, China. We used circuit theory and Linkage Mapper to create a landscape resistance layer, simulate habitat connectivity, and identify and prioritize important corridors. We mapped 64 links by using current flow centrality to evaluate each HCA's contribution and the links that facilitate intact connectivity. Values were highest for HCA links located in the west, south, and northeast of the study area, where natural forests with complex 3-D structures predominate. Two smaller HCA areas had high centrality scores relative to their extents, which means they could act as important stepping stones in connectivity planning. The mapped pinch-point regions had narrow and fragile links among the HCAs, suggesting they require special protection. The barriers with the highest impact scores were mainly located at the HCA connections to Purple Mountain and, based on these high scores, are more likely to indicate important locations that can be restored to improve potential connections. Our novel framework allowed us to sufficiently convey spatially explicit information to identify targets for habitat restoration and potential pathways for species movement and dispersal. Such information is critical for assessing existing or potential habitats and corridors and developing strategic plans to balance habitat conservation and other land uses based on scientifically informed connectivity planning and implementation.     

中国北方城市内河水资源综合利用与调配方案研究——以胶州市城市内河为例

内河是城市的重要组成部分,而伴随着快速城镇化进程,城市内河原有的水文、生态节律都受到很大的扰动。针对胶州市水资源量相对有限、水环境质量较差的现状,以河道生态需水量理论为指导,以期通过实施科学的生态补水,逐步恢复城市内河的生态功能与城市景观功能。结果表明,胶州市城市内河以景观功能为主,经测算其生态需水量为36 486.9m3/d,而根据胶州市的相关发展规划,其污水处理厂中水回用能力为5万m3/d,可以满足生态补水工程的需求;根据生态补水工程实施后的污染物入河情况预测,实施生态补水后,胶州市城市内河水质基本达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准,基本可消除水体黑臭等现象。     

From Resistance to Resilience: Media Discourses on Urban Flood Governance in Mexico

This article examines the continuities and changes in newspaper coverage of urban flood governance in Tabasco, southeastern Mexico, where highly destructive floods have made flood risks a socially sensitive and politically contested public issue. The analysis draws upon post-Foucauldian critical discourse analysis, paying special attention to different actors’ discursive strategies to further their agendas amid the shifting forms of environmental governance. We argue that in recent years, discourses that promote integrated flood governance, based on cultural adaptation and social resilience instead of technological control, have become prominent in the media presentation of flood governance. These discourses endorse neoliberal views of flood governance as an issue of public–private co-governance and civil self-responsibility while being reluctant to consider flood risk from the perspective of the uneven distribution of vulnerabilities or as an issue of human rights.     

城市地表形态对热环境的影响——以上海市为例

基于遥感与GIS技术,利用Landsat7-ETM+影像反演地表温度,用社会经济统计数据、土地利用现状数据和道路交通网络数据计算城市景观形态参数以表征地表特征,从行政区(县)、5km间距同心环带和局部区块3个水平上划分空间单元建立数据样本,分析城市地表形态对热环境空间分布格局的影响。结果表明:(1)景观混合度和景观分裂度对地表温度有恒定的负向影响,区块连通性与地表温度负相关;(2)景观分裂度对热环境的影响取决于地类属性:分裂度大的增温地类,地表增温效应弱;分裂度大的降温地类,地表降温效应强;(3)人口密度和经济密度可对地表温度产生恒定正向影响;(4)人口密度、建设用地比例和房屋建筑比例是分布在区(县)尺度、同心圆环尺度和典型区块尺度上影响地表热环境最显著的地表形态要素。     

长江沿岸中心城市土地扩张时空演化特征——以宁汉渝3市为例

基于国家新型城镇化与"T"字型发展战略理论内涵,选取长江沿岸上、中、下游中心城市重庆、武汉和南京为实证研究对象,以1980、1990、2000、2010年4期遥感影像资料为基础数据源,通过RS、GIS和景观生态结合分析,分别对其城市扩张强度、城市扩张类型和城市建设用地扩张弹性进行对比分析,并采用景观指数进行了进一步分析和验证,从而系统分析了近30 a来3个城市建设用地扩张的时空特征与内在机理。结果表明:(1)30 a来,南京、武汉和重庆3市城市扩张强度均呈明显上升趋势,总体呈现南京市>武汉市>重庆市,但2000年是一个分水岭,之后重庆市城市扩张增速赶超武汉市,南京市反而增速最低;(2)对城市扩张类型分析表明,南京市始终以边缘式增长为主;武汉市在2000年之前以飞地式扩张主导,2000年之后呈现边缘式增长;重庆市以边缘式增长为主,但2000年之后飞地式增长迅速;(3)从城市建设用地扩张弹性分析表明,1980~2010年南京市土地扩张相比城市人口开始减缓,而武汉市和重庆市在2000年以后城市扩张速度远远超过城市人口增长速度;(4)景观指数验证分析结果显示,遥感分析、地理信息分析和景观生态分析的结合能够很好反映城市建设用地的扩张过程及演化特征。     

基于地学信息图谱的合肥市城市扩展时空特征及驱动力分析

利用多时相遥感影像,借助ArcGIS平台,采用空间形态分析、等扇分析、等距分析及分形分析等方法,以城市扩展强度、紧凑度、分形维数、重心坐标、扩展弹性系数等为指标,基于地学信息图谱分析了1987~2011年合肥市城市扩展时空特征及其驱动力。结果表明：合肥市在经历了轴向放射状扩展、双核组团扩展及轴间填充后,城市形态由不规则团块状向星楔形、连体双星形转变;24 a间,城市用地面积增长了22415 km2,城市规模扩大了455倍;2000年以前基本保持中、低速扩展,进入21世纪后,开始高速扩展;城市空间主要沿交通线向西南、东南、东、东北等方向非均衡延展,城市扩展最强烈的区域约在距城区中心8 km处,城市重心不断向南偏西方向转移;扩展过程中,城市紧凑度呈“W”型波动,分形维数呈“M”型波动,扩展弹性系数呈“∧”型波动,城市形态最终向着稳定、合理化方向发展;自然环境、经济发展、人口增长、交通建设、政府行为等是合肥市城市扩展的主要驱动力量     

基于甲烷氧化菌的城镇污水厂尾水极限脱氮系统构建及机制

好氧甲烷耦合反硝化（AME-D）在城镇污水厂尾水深度脱氮方面具有巨大的应用潜力,研究采用改良型反硝化生物滤池,利用低浓度甲烷构建出AME-D极限脱氮系统.研究发现该系统在间歇式运行方式下,出水中总氮和氨氮的平均浓度能达到1.05 mg·L^-1和0.54 mg·L^-1,其平均去除率分别为94.77%和93.30%.拉曼光谱分析结果显示,由NO₃^-对称伸缩引起的峰明显消失,由醇COH面外弯曲或C—H面外弯曲振动吸收引起峰明显增强,甲烷被氧化形成的中间产物可能主要为醇类物质.16S rRNA基因测序结果表明,系统中的甲烷氧化菌主要为Methylocystis（0.27%）、Methylosarcina（0.10%）和Methyloparacoccus（0.12%）,反硝化菌主要为Pseudomonas（56.92%）、Paenibacillus（3.52%）和Lysinibacillus（3.00%）,硝化菌主要为Nitrospira（0.1%）,说明AME-D极限脱氮系统的脱氮功能是由好氧甲烷氧化菌、反硝化菌和硝化菌协同实现.