河南省城市化与生态环境耦合协调状态的时空格局

[目的] 探索河南省城市化与生态环境耦合协调状态的空间聚集特征,提出相关的发展建议,为河南省城市可持续发展提供科学的参考。[方法] 通过构建城市化与生态环境评价体系,利用改进的耦合协调度模型,研究2008—2018年河南省城市化与生态环境发展水平及耦合协调度,对河南省17个地级城市耦合协调度进行时空格局分析。[结果] 2008—2018年全省耦合度值都在0.9以上,耦合协调度呈波动上升趋势;多数城市的城市化水平低于生态环境水平,各市城市化与生态环境的耦合协调度等级有基本不协调、基本协调、协调、高级协调;城镇化与生态环境耦合协调存在空间正相关性,有西部和中部耦合协调度高、东南部耦合协调度低的聚类特征。[结论] 河南省整体城镇化进程加快,经济城市化和生态环境压力分别对城市化和生态环境两大系统产生了重要影响。应加强郑州市中心城市的发展,推动河南东南部城市的发展。     

广州市牛栏河近自然状况研究

[目的]揭示牛栏河的生态现状,为今后生态治理和修复工程提供依据。[方法]通过对研究河段的水质状况、河岸带状况和污染来源等进行实地调查,并采用综合评价方法对调查数据进行评价。[结果]牛栏河整体近自然状况较好,研究河段8—10号河段均处于自然状态,3,5—7号河段均处于近自然状态,1,2,3号河段均处于退化自然状态;牛栏河总体水质较差,继续进行河流的生态修复与治理,有由下游到上游逐渐变好的趋势。[结论]研究河段的主要污染源为养殖粪便污染、生活垃圾污染以及生活污水污染,在今后牛栏河的治理中应着重考虑这些问题。     

2009-2018年广西城市化与城市土地集约利用时空耦合协调发展

[目的]探讨广西壮族自治区城市化与城市土地集约利用的耦合协调性的时空特征,更好地促进城市化可持续发展进程。[方法]采用熵值法评价广西14个地级市2009-2018年城市化与城市土地集约利用之间的耦合协调发展关系,基于耦合模型分析其时空分异格局。[结果]①2009-2018年广西各地级市城市化与城市土地集约利用耦合协调发展经历了磨合阶段-颉颃阶段-高水平耦合阶段的演变过程,整体耦合协调性不断优化;②各地级市相对发展度多处于同步状态和滞后状态,地区之间发展不均衡;③耦合协调类型多处于Ⅳ,Ⅴ,Ⅶ和Ⅷ类,整体耦合协调水平良好。[结论]①从时间尺度上看,广西各地级市耦合协调水平呈现稳定上升的趋势,由颉颃阶段逐渐转入磨合阶段,相对发展关系趋向于滞后发展。②从空间尺度上看,两者耦合协调发展关系呈现出片状分区集聚的特征,地域分异明显,桂东地区较桂西地区耦合协调水平高,桂中地区稳定发展。各地级市之间应加强协作,高水平协调城市带动低水平耦合发展城市,促进城市化进程可持续化发展。     

黄河下游城市群生态系统健康时空演变特征

[目的] 研究城市土地扩张对黄河下游城市群生态系统健康的影响，并构建科学的生态系统健康评价模型以识别生态系统健康状态时空演变特征，为制定有效生态保护策略提供前提条件。 [方法] 以黄河下游城市群为研究区，构建VORS评价模型，以格网为研究单元对2000，2010和2020年黄河下游城市群生态系统健康水平进行动态评价。 [结果] ①2000-2020年，生态系统健康指数平均值从2000年的0.325下降到2020年的0.320，标准差从2000年的0.106上升到2020年的0.112。这表明研究区生态系统健康水平总体上呈现略微降低的趋势，生态系统健康等级高的地区更加健康，而等级低的地区生态系统不断恶化。 ②研究区生态系统健康水平空间异质性显著，各等级空间分布集中，从研究区中部延伸到东北部的大部分区域，生态系统健康程度表现为较差，占比高达约74%，整体生态系统健康水平脆弱。 ③2000，2010和2020年全局莫兰指数分别为0.512，0.522和0.543。这表明研究区生态系统健康分布在整体上具有正向的空间集聚效应，空间依赖性显著。 [结论] 黄河下游城市群生态系统健康水平整体上有所降低，生态系统健康状况不容乐观，生态环境保护与建设亟待加强，未来应着重于提高生态系统服务水平。     

基于改进遥感生态指数的岩溶山区生态质量评价——以澄碧河流域为例

[目的] 研究澄碧河流域1988—2019年生态环境的时空演变特征及其变化原因,旨在快速、科学地评价岩溶区生态环境质量变化,为岩溶区生态环境的保护、治理以及发展规划提供科学依据。[方法] 基于Landsat遥感影像,引入归一化山地植被指数（NDMVI）,改进综合生态评价指数（CEEI）模型,对西南典型岩溶区澄碧河流域1988—2019年生态环境质量进行动态监测,利用空间自相关方法定量分析流域生态环境质量的空间分布特征。[结果] ①CEEI具有一定的科学性,并能较好反映研究区生态环境质量情况及时空分异特征;②1988—2019年研究区生态环境质量处于中上水平,整体呈上升趋势,低值区主要分布在流域北部岩溶峰林区与库区周边;③研究区生态环境质量具有一定的空间正相关关系,但聚集性逐渐减弱。[结论] 改进的CEEI模型能够较好地反映澄碧河流域生态环境质量。澄碧河流域CEEI均值总体呈上升趋势,生态环境质量得到改善。     

重庆市城镇化与生态系统健康的时空耦合特征

[目的]研究山地城市城镇化与生态系统健康的时空交互耦合特征以及生态系统健康与城镇化之间的复杂关系,为该地区城镇的科学管理与可持续发展提供科学依据。[方法]以山地城市重庆市为例,运用熵值法和活力—组织力—弹力—服务模型(V-O-R-S)分析了城镇化与生态系统健康亚系统的时空演变特征,探讨2000—2020年重庆市城镇化与生态系统健康亚系统间交互耦合关系的机理。[结果](1)2000—2020年重庆市综合城镇化水平呈逐年上升的趋势,但仍存在空间发展不均衡的问题,核心带及低值区均受地形起伏影响显著;(2)2000—2020年生态系统健康指数一直处于适中状态,城镇化发展迅速的区域生态系统健康状况恶化显著,植被覆盖度较高的渝东南与渝东北生态系统健康状况良好。[结论]城镇化与生态系统健康亚系统间的交互耦合关系呈上升趋势,但是目前未达到高度协调阶段,仍有矛盾存在。重庆市要实现高质量且可持续的发展,仍需走绿色发展路径,解决时空不均的问题。     

城市发展与河网演变间的相互作用——以郑州市主城区为例

[目的] 对河南省郑州市主城区城市发展与河网演变间的相互作用进行分析,为合理调节城市水资源提供科学依据。[方法] 以郑州市主城区为研究对象,基于1994,2002,2009和2019年遥感影像数据,计算河网特征指数并建立耦合协调模型,定量分析河网演变及其与城市发展间的相互作用关系。[结果] 城市发展与河网演变间的相互影响表现在城市发展对河网的破坏与促进作用和河网对城市发展的支撑与约束作用。城市发展导致河网密度降低,走向单一,结构简化,但河网是城市形态的骨架并提供物质基础,当河网承受能力趋于阈值时会反向约束城市发展,进而引起对河网的修复。郑州市主城区城市发展与河网耦合协调度变化可分为波动、磨合和稳发展3个阶段：初期城市的高强度发展使两者协调度迅速下降;中期开始注重河网的修护,人工水系的建设巩固了河网结构,期间受地形影响,城区主体避开西南丘陵地区向东部平原地区扩展;后期水系的治理与修复成效显著,协调度提升到初级协调等级并有逐步提升趋势。[结论] 人工水利措施的干预可缓解城市发展对河网的影响,但河网的修复成效落后于城市发展进程,仍需加强对河网的修复与保护。     

基于改进白化权函数的资源型城市土地利用系统健康灰色聚类评价

[目的]对资源型城市土地利用系统进行健康评价,为资源型城市协调土地利用,推进社会经济稳定发展提供借鉴。[方法]运用的中心点混合白化权函数的灰色聚类模型,从系统的结构、功能、效益三方面构建评价指标体系,分析黑龙江省大庆市2005—2014年土地利用系统健康水平及趋势。[结果](1)大庆市土地利用系统健康水平逐步由"不健康"向"较健康"演变。(2)建设用地比例、人均水资源量、地均石油工业产值、土地市场化程度等成为制约大庆市土地利用系统健康水平提升的关键因素。[结论]混合中心点白化权函数的灰色聚类模型为土地利用系统健康评价提供新的评价标准,克服单指标评价与综合结果的不相容性,适用于土地利用系统健康评价。大庆市应进一步挖掘建设用地利用潜力,优化土地利用布局,积极涵养水源,深化土地市场改革,不断提升土地利用系统健康水平。     

长江中游荆南三口河网地区生态系统健康评价

基于长江中游荆南三口河网地区生态系统特征,从自然生态条件、资源利用与环境保护、社会经济与发展3个方面,构建生态系统健康评价指标体系,运用模糊综合评判法对其2001—2014年的生态系统健康状况进行了评价分析。结果表明:近14年来荆南三口河网地区生态系统健康处于亚病态—一般健康状态,整体波动向好发展,脆弱的自然生态条件是关键性制约因素;受区域降水和长江来水双重影响,地区水文水资源情势复杂,自然生态健康水平长期在0.6上下波动,健康状态在亚病态和一般健康之间交替变化,提升水资源稳定性至关重要;资源利用与环境保护健康水平显著提升,由2001年的0.290提高到2014年的0.742,健康状态由病态发展到一般健康状态,但水资源开发利用率长期处于40%以上的较高的水平,水资源优化配置及集约利用有待加强;社会经济发展态势较好,健康水平由2001年的0.362稳步提升到2014年的0.819,健康状态由病态发展到亚健康状态,但城市化水平稍低,城乡收入差距偏大,仍需对城乡统筹发展问题给予高度重视。     

基于模糊矩阵法的河流健康评价体系

基于河流健康评估,针对威胁河流生态健康及河流治理的问题,提供关于河流健康及其问题河段的科学解释与依据。在综合国内外河流健康状况评价方法及各项表征指标的基础上,建立了基于模糊矩阵法的河流健康评价体系。应用模糊关系合成原理,从多个因素对河流隶属等级状况进行综合评判。具体评价时分为目标层、准则层和指标层,结合模糊矩阵采用层层推进的计算方法,最后将计算结果分为自然、近自然、退化、人工4大类。结果表明:怀沙河总体得分为2.6分,其中自然状态占整条河段的41%,近自然状态占整条河段的32%,退化自然状态占整条河段的27%。分段评价结果表明:三岔、渤海、口头河段状态较好,四渡河、南冶、辛营需要采用合理措施来改善河流生态系统。该评价方法可以针对性地提出改进措施和建议,为城市郊区河流的健康和生态环境建设的可持续性提供思路。     

基于能值理论的长三角沿江城市群生态-经济-社会系统可持续发展态势研究

[目的]对长三角沿江城市群生态—经济—社会系统可持续发展态势进行研究,为该区域生态经济可持续发展提供科学支持。[方法]基于能值理论构建评价指标和评价体系,分析长三角沿江城市群生态—经济—社会系统的可持续发展态势。[结果] 2017年长三角沿江城市群中29%的城市资源过度开发,外部依赖性强;53%的城市环境负载率低,29.4%的城市环境负载率高;11.7%的城市废弃物循环再生能力低;47%的城市能值交换率低,经济竞争力强;35%的城市能值货币率高,经济产出效率低。上海、苏州单位面积能值密度高,23.5%的城市较低;29.4%的城市人均能值福利低;17.6%的城市人口负载率高;41.2%的沿江城市呈可持续发展态势,58.8%的城市呈过度发展态势。[结论] 2017年沿江城市群自给能力、环境压力、生态质量呈现上游城市强、小、优向中游基本协调,下游弱、高、差的渐变态势。上海、苏南城市经济竞争力强,但产出效率低;苏中、皖中地区除省会城市外其他城市竞争力弱;皖南城市经济发展滞后且呈沿江单边孤立发展态势。上海、苏南城市社会可持续发展优,形成人才、资源强吸引同时存在用地短缺问题;苏中城市较均衡并形成弱吸引;除合肥市、铜陵市外,皖中、皖南其他城市发展滞后,缺乏有效吸引。沿江城市群整体可持续发展态势严峻。     

2011—2021年黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用耦合关系

[目的]探讨黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的时空协调关系,为该区域水资源的可持续利用与水生态有效保护提供决策支持和科学依据。[方法]基于黄河中游19个城市2011—2021年高质量发展与水资源保护利用两系统的面板数据,运用组合赋权、耦合协调度模型、地理探测器模型等方法,分析该区域高质量发展与水资源保护利用的耦合协调度及其时空特征。[结果]黄河中游城市群的高质量发展和水资源保护利用水平不断提高,区域间差距逐渐缩小。两个系统的耦合协调度呈现上升趋势,一些地区已从濒临失调转变为初级协调阶段。此外,区域间的耦合协调度呈现正的空间自相关,由西安和郑州市两个中心城市向外呈放射状递减。对外贸易依存度、第三产业产值所占比例对两系统协调度影响较大,且交互因子之间呈非线性加强或双加强关系。[结论]为提升黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的空间依赖度,应加强区域间合作,优化水资源利用结构,提高水资源管理能力,增加科技投入,提高区域创新能力,积极推动区域协同发展。     

修河中上游流域土地利用变化对径流的影响

[目的]土地利用的变化对流域水文过程产生了重要的影响,研究土地利用变化下的水文响应已成为水文学科研究的一个热点。[方法]以修河中上游流域作为主要研究区域,分析了35年来修河中上游流域各种土地利用类型的变化特征,并利用1987—2000年水文气象数据资料,构建了SWAT模型,通过设置1980年、1990年、2005年和2015年4种土地利用情景,定量分析了修河中上游流域土地利用变化对径流的影响。[结果]SWAT模型在研究区具有较好的适用性。1980—2015年,修河中上游流域主要用地类型为林地、耕地和草地,三者面积之和占流域的98%。其中高利用城市用地和耕地对径流的影响系数是正值,说明高利用城市用地和耕地对径流起促进作用;林地、草地对径流的影响系数均表现为负值,说明林地和草地对径流有抑制作用,且草地的抑制作用更加显著。此外,林地和草地在丰水季会减少径流,在枯水季却会增加径流,有类似海绵的作用。[结论]模拟研究土地利用变化对修河中上游流域径流的影响在合理规划水土资源、改善生态环境方面具有十分重要的现实意义。     

基于IE-GC-VAR方法的河流城市土地利用变化及其驱动因素分析——以江西省德兴市为例

[目的]对快速城市化的河流城市——江西省德兴市的土地利用结构变化及其影响因素进行研究,为河流城市土地利用结构的调整和我国正在经历快速城市化的河流城市发展提供科学依据。[方法]基于德兴市2000—2014年遥感影像的土地利用数据,应用信息熵模型和灰色关联方法分析其土地利用结构信息熵变化与各相关因素之间的关联度,并以此为基础进一步运用向量自回归模型,以脉冲响应函数和方差分解解释了德兴市土地利用结构信息熵变化与主要因素的动态相关性。[结果](1)2000—2014年德兴市耕地、林地、草地、水域、其他用地类型面积下降,建设用地面积上升;土地利用结构朝无序方向发展,土地利用类型的均衡性增强,但单一类型的优势度降低。(2)基于VAR模型的脉冲响应函数和方差分解分析还表明,长期人口总数、城市化和粮食总产量对德兴市土地利用结构信息熵变化基本呈现正向效应,且随着时间滞后期数的递增,冲击效应逐步减弱,最终趋向稳定状态;其中人口总数和城市化水平对德兴市土地利用结构信息熵变化有促进作用,但粮食总产量对其方差贡献度却随时间推移作用减弱。[结论]2000—2014年德兴市土地利用程度不高,土地利用结构朝无序方向发展;人口总数、粮食总产量和城市化水平是影响其土地利用结构信息熵的主要因素。     

乡村河道生态护坡评价方法

[目的]探讨乡村河道生态护坡的评价方法,为提高新农村建设中乡村河道生态综合治理水平提供支持。[方法]从生态护坡成本、施工材料、对基本水利功能影响、生态功能和社会景观功能等5个方面系统地构建平原、丘陵和山区3种乡村河道生态护坡综合评价体系,利用层次分析法确定这3种乡村河道生态护坡指标权重,并运用秩和比法对生态护坡进行评价。[结果]对生态石笼护坡、生态混凝土护坡、植物护坡、木桩护坡、山石护坡、生态砖挡墙和生态袋护坡等7种生态护坡进行选择并在3种不同乡村河道下进行综合评价,确定出生态砖挡墙和植物护坡适用于十五里河中下游河段,其加权秩和比值(WRSR)值分别为0.692 3和0.662 2;生态砖挡墙和生态混凝土护坡适用于慈湖河采石段,其WRSR值分别为0.663 5和0.659 0;生态混凝土护坡和生态石笼护坡适用于九华河上游段,其WRSR分别为0.551 6和0.537 8。[结论]该评价体系的评价结果较为合理,可用于改善和提高乡村河道生态护坡的建设水平。     

典型工业区河道水与底泥氟污染分布及评价

[目的]评价分析浙江省温州市龙湾工业区永强塘河及中横河干支流河道水与底泥氟污染程度和空间分布特征,确定水氟污染严重河道和污染源,为河道水氟污染治理修复提供科学依据。[方法]在野外实地采样基础上,利用离子选择电极法、单因子污染指数法和相关统计法对河道水和底泥氟含量进行测定,评价氟污染程度并探讨氟污染来源。[结果]永强塘河与中横河主干及支流河道采样断面水氟含量超标率分别达到96%和83.3%,永强塘河中游主干及东、西两侧支流河道采样断面水氟污染达到中度和重度污染等级比例分别为60%,85.7%和80%,中横河经开区河段主干和东侧支流河道水氟污染达到重度等级的采样断面比例依次为80%和75%,河道底泥氟污染全部在轻度及以下等级;71.4%的河道采样断面水氟含量与沿岸不锈钢类企业数量相关系数超过0.9。[结论]以含氟工业废水治理为重点,大力开展永强塘河中游支流河道、中横河经济开区主干及东侧支流河道水氟污染综合整治,可有效改善研究区河道水环境质量。     

科尔沁沙地西部响水河悬移质泥沙粒度分析

[目的]对科尔沁沙地西部响水河的悬移质泥沙粒度特征进行研究,以便更好地认识该河流泥沙特征及侵蚀产沙规律,为沙漠区河流—沙丘相互作用研究提供基础素材与例证。[方法]通过野外实地考察,选择科尔沁沙地西部响水河3个典型河段对河水中的悬移质进行采样,然后进行室内激光粒度仪测试与分析。[结果](1)在上游河段Ⅰ和下游河段Ⅲ处,河水侧蚀弯道凹岸流动沙丘基部,由其上游断面至下游断面泥沙粒径变细,分选变差。(2)河段Ⅱ河水侧蚀由Q_3河湖相地层构成的陡坡,弯道环流对凹岸的冲刷作用较明显,泥沙粒径由其上游断面向下游断面变粗,分选变好。(3)悬移质泥沙粒度呈现从上游至下游粒径显著变粗,分选变好的趋势。[结论]该河的水源主要是其南侧石质残丘区泉水和河谷沿线流动沙丘或Q_3河湖相地层的侧向渗出水,随着沿途流动沙丘数量增加,集水面积扩大,流速和流量显著增加,河水的挟沙和冲刷能力随之增强;河流上、下游河段的悬移质主要来自被侵蚀的沙丘基部,中游河段的悬移质主要来自凹岸坍塌的Q_3地层砂。     

近20年黄河流域城乡耦合协调的演化特征及影响因素

[目的]探究黄河流域城乡耦合协调演化特征及影响因素,对于促进流域内城乡融合发展具有重要的指示作用。[方法]基于城乡耦合关系,构建评价指标体系,采用熵权TOPSIS法、耦合协调度和障碍度模型,从省域尺度测算2000—2019年黄河流域八省(区)城市、乡村综合发展水平,分析城乡耦合协调的演化特征及影响因素。[结果]研究期内黄河流域城市、乡村综合发展水平不断上升,分别由0.34,0.35增至0.43,0.4,均呈中下游地区高于上游地区的空间格局。时间分异上,黄河流域城乡耦合协调度整体呈由“基本失调”向“基本协调”发展的上升特征,八省(区)平均水平由0.5上升至0.59。空间分布上,黄河流域城乡耦合协调度呈现从上游到下游逐级递增的阶梯式格局,空间异质性突出。从城市系统阻碍城乡耦合协调发展的主要因素由城市人口密度、城镇常住人口转变为城市人均第三产业产值、城市人均GDP,从乡村系统阻碍城乡耦合协调发展的主要因素为经济领域的乡村人均可支配收入、乡村人均农林牧渔业产值,整体上黄河流域城乡耦合协调程度主要受经济发展水平影响。城乡政策和区域规划对城乡耦合起促进作用,资源禀赋对城乡耦合格局产生固化作用。[结...     

东阳江流域生态系统健康评价

[目的]通过对东阳江流域生态系统健康进行评价,旨在为该区生态补偿体制的制订提供参考。[方法]参考环保部《流域生态系统健康评价技术指南》,建立水域生境结构、水生生物、水域生态压力、陆域生态格局、陆域生态功能和陆域生态压力共6大类17项评价指标,对东阳江流域29个评价单元进行生态系统健康评估。[结果](1)东阳江流域生态健康等级处于一般及以上水平,其中优秀、良好和一般的评价单元分别占6%,60%和34%。(2)水域生态系统健康的主要限制因子是水质质量指数;陆域生态系统主要限制因子为森林覆盖率、建设用地比例、重要生境保持率及水源涵养功能指数等。(3)山地丘陵地区流域生态系统健康等级高,平原与盆地地区健康等级低;上游健康等级高,中下游人口密集地区健康评价等级偏低。[结论]东阳江流域生态系统健康等级差异的根本原因是人类活动类型及强度的地区差异,而干流水质质量较差,建设用地比例高,点、面污染源排放量大是其主要的生态环境问题。