城市用地扩展对生态安全的影响——以内蒙古自治区呼和浩特市为例

城市空间扩展对生态环境的影响研究备受关注。为正确认识城市用地扩展导致的生态安全问题,以1986—2014年遥感影像为信息源,基于城市用地扩展特征及其生态效应分析,借助DPSIR模型构建生态安全评价指标,开展呼和浩特城市用地扩展中生态安全的动态评价与趋势分析。结果表明:28a间,呼和浩特市建成区面积扩大2.89倍,生态用地减少16.71%,热岛比例指数升高0.40倍,破碎度指数增加0.82倍,生态系统服务价值降低7.32%;生态安全指数从0.747 0降至0.309 6,生态安全水平由"较安全"转变为"很不安全"等级。可见,呼和浩特城市用地扩展已对生态环境造成压力,生态安全状况不断恶化。研究结果可为有效遏制城市用地扩张对生态安全的负面影响提供理论依据。     

城市景观格局演变的生态环境效应研究进展

快速城市化过程剧烈影响着下垫面变化,直接带来了交通拥挤、资源短缺、环境污染、生态恶化等诸多问题,所有这些问题的出现均与景观格局演变密切相关,研究城市景观格局演变及其生态环境效应正在成为全社会关注的热点.系统总结了城市化过程对景观格局演变的影响,分析了城市景观格局演变的热环境效应、水环境效应、生态服务效应,以及城市生态用地与生态安全格局设计等方面的研究进展.指出了目前城市景观演变与生态环境效应研究中存在的问题与不足:(1)现有研究侧重于景观格局演变的量化分析和景观格局指数的计算,较少关注景观格局演变对生态环境及其区域生态安全的影响;(2)城市景观格局演变与热岛效应研究多局限于两者数理统计关系的分析,对于城市热环境形成的机理缺乏深入研究;(3)城市景观格局演变与大气环境效应方面更多研究关注绿地及其空间布局在吸收和降解大气污染物、固体颗粒物方面的作用,对城市景观格局演变的大气环境综合效应以及大气灰霾效应影响机理重视不够;(4)如何通过合理设置生态用地,有效提高城市生态服务功能和保障城市生态安全,目前仍缺乏深入而又系统的研究.下一步的研究中,需要综合多尺度的景观信息来揭示城市景观的演变机理和环境效应,构建基于城市空间扩展和生态服务效应评价的城市生态空间优化决策模型,探讨城市生态空间优化模式与安全格局.     

基于耦合协调模型的安徽省城镇化发展与土地生态安全关系评价研究

城镇化是我国社会经济发展的必然产物,土地生态安全是生态文明建设的重要内容之一,城镇化进程的加快使得土地生态安全问题受到越来越多的关注。文章基于熵权法和耦合协调度模型分析安徽省2000—2018年城镇化发展与土地生态安全综合评价指数和耦合协调度,利用灰色预测模型进行预测。结果表明:(1)安徽省城镇化和土地生态安全发展水平在2000—2018年呈明显的上升趋势,现阶段属于土地生态安全滞后型;(2)城镇化和土地生态安全综合评价指数稳步增加,耦合度为拮抗状态,两系统耦合协调类型从极度失调衰退逐渐演变为初级协调发展;(3)预测2019—2023年安徽省城镇化和土地生态安全耦合协调度呈稳步上升的发展趋势,在2023年可能达到良好协调发展的水平。为推动安徽省城镇化与土地生态安全协调发展水平,建议优化产业结构,转变经济发展方式、加大环保投入、树立一体化发展理念等。     

郑州市黄河南岸景观格局变化及其对生态空间的影响

以郑州市沿黄河南岸6个区(县)1997、2009、2019年3期遥感影像为基础数据,借助ENVI、Fragstats和ArcGIS软件,运用景观单一动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,对研究区景观格局变化特征及对生态空间的影响进行了分析,并进一步分析了黄河南岸郑州段景观格局演变特征,揭示了郑州市沿黄河6个区(县)景观格局变化对黄河生态空间的影响。结果表明:(1)1997～2019年郑州市的快速发展使沿黄河大面积区域从郊区变为城镇,耕地面积占比由49.2%下降至21.4%,建设用地占比由5.36%上升至28.52%,土地利用变化整体处于不平衡状态,相互之间转换频繁;(2)1997～2009年,研究区处于无序蔓延的城市扩张状态,2009～2019年研究区内城市快速扩张的同时,开始注重区域内生态环境的建设;(3)研究区总体上景观格局呈现破碎化趋势,斑块形状趋于规则,景观空间分布不集中,连通性较差;(4)黄河南岸大堤外5000 m范围内生态空间被不断侵占,生境质量和连通性差。受人类活动不断增强的影响,近22年黄河南岸郑州段景观格局变化显著,生态空间不断被城市发展用地挤占,必将削弱黄河生态屏障功能,威胁区域生态安全。     

贫困山区生态安全动态评价——以湖北省恩施自治州地区为例

采用压力-状态-响应模型,将熵值赋权法与灰色系统理论相结合,对恩施贫困山区生态安全指数进行动态评价,并将生态安全综合指数与贫困村数进行空间耦合。计算结果表明,恩施八县市生态安全体现出以下特点：恩施贫困地区生态安全整体较安全,区域生态环境系统压力持续减小,生态安全现状逐渐转好,但人类面临环境问题采取的对策和措施不积极;各县市生态安全综合指数与贫困村数存在一定负相关性,也就是说,贫困村数越少,生态安全综合指数越高,表明扶贫工作在提升贫困区整体生态安全水平上具有相当的积极作用。     

重庆市旅游业与生态环境耦合协调演变特征研究

为科学探究旅游业与生态环境之间的作用关系,推进旅游业的可持续发展,以重庆市为研究区,通过建立旅游业与生态环境评价指标体系,引入协调耦合模型,测算重庆市2008—2017年旅游业发展与生态环境保护的耦合协调状况。结果表明:(1)2008—2017年重庆市旅游业与生态环境综合发展指数总体呈上升趋势;(2)耦合度在研究期内处于拮抗阶段,且已逐步走向磨合期;(3)生态环境系统是影响耦合协调程度的关键因素,生态环境的综合发展水平与耦合协调度呈正相关。因此,发展生态旅游、开展"多规合一"的旅游规划、进行"三位一体"旅游开发等是重庆市今后旅游业与生态环境可持续发展的重要举措。     

郑州市黄河南岸景观格局变化及其对生态空间的影响

以郑州市沿黄河南岸6个区(县)1997、2009、2019年3期遥感影像为基础数据,借助ENVI、Frag-stats和ArcGIS软件,运用景观单一动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,对研究区景观格局变化特征及对生态空间的影响进行了分析,并进一步分析了黄河南岸郑州段景观格局演变特征,揭示了郑州市沿黄河6个区(县)景观格局变化对黄河生态空间的影响.结果表明:(1)1997～2019年郑州市的快速发展使沿黄河大面积区域从郊区变为城镇,耕地面积占比由49.2％下降至21.4％,建设用地占比由5.36％上升至28.52％,土地利用变化整体处于不平衡状态,相互之间转换频繁;(2)1997～2009年,研究区处于无序蔓延的城市扩张状态,2009～2019年研究区内城市快速扩张的同时,开始注重区域内生态环境的建设;(3)研究区总体上景观格局呈现破碎化趋势,斑块形状趋于规则,景观空间分布不集中,连通性较差;(4)黄河南岸大堤外5000 m范围内生态空间被不断侵占,生境质量和连通性差.受人类活动不断增强的影响,近22年黄河南岸郑州段景观格局变化显著,生态空间不断被城市发展用地挤占,必将削弱黄河生态屏障功能,威胁区域生态安全.     

合肥市建设扩张与生态格局时空演变特征分析

近20年来合肥市城市建设迅速发展,对生态环境稳定性产生一定影响。以景观指数为基础解析1995—2016年合肥市景观格局,并在此基础上计算反映建设用地与耕地景观时空演变特征的景观梯度及其动态度,研究城市建设对生态环境的影响。结果表明,20年来合肥市城市化进程致使建设用地面积增加85.68%,超过18.41%耕地流失,景观破碎化程度增加,形状复杂化,城市扩张导致城市生态环境脆弱性增加。近20年间城区以旧城区为中心持续向四周扩展,2005年之前主要往西南方向扩展,对其生态环境产生负面影响;2005年之后南部、北部扩展幅度较大,南、北部郊区的快速建设影响着其生态系统的稳定性;2010年之后外围城镇扩展速度增加,致使城区外围生态环境稳定性下降。城市扩张致使生态环境的胁迫作用持续增加,在城市化进程中应采取适当的措施改善城市建设与生态平衡的关系,促进可持续发展的城市建设。     

基于夜间灯光数据的关中平原城市群建成区时空格局演变

基于DMSP/OLS和BDRVIIRS夜间灯光数据,采用统计数据比较法提取了关中平原城市群2002—2020年建成区的空间信息,运用城市规模扩张指数、重心偏移模型、景观格局指数和空间自相关法,对城市群建成区的时空演变特征进行了量化分析。结果表明：(1)2002—2020年关中平原城市群城市建成区围绕原中心城区,呈现出不规则扩展趋势,建成区的图斑数量不断增加;建成区扩张总体上呈现不断增长的趋势,变化特征存在年际差异,扩展过程呈现出“缓慢增长—持续加速—趋缓”的特征;(2)城市群建成区的重心轨迹基本上呈东北—西南的发展态势,重心移动距离呈现先增长后缩短的趋势,西安市主导城市群快速发展,城市群西部城市扩张明显;(3)城市群建成区进入“数量增长”和“规模增长”并行的扩张阶段,城市群内部扩张以极化蔓延为主,核心城市西安的首位特征较为明显,辐射带动作用有一定的增强;(4)城市群建成区空间分布的集聚特征愈加明显,区域内城市规模差异有一定的缩小。城市群各县区发展差异显著,城市群一体化发展的程度仍较低。     

基于RSEI的福州旗山国家森林公园生态环境质量变化研究

随着生态旅游的兴起,城郊型森林公园作为城市生态系统中的大型绿色斑块,对城市的生态环境起到重要调节作用,其本身的生态环境质量问题也值得关注。本文以福州旗山国家森林公园生态环境质量变化为例,通过2009年、2014年及2018年的Landsat系列影像提取的遥感生态指数(RSEI),分析近十年来福州旗山国家森林公园生态环境质量的时空变化特征及变化原因,结果表明,(1)2009～2018年间,福州旗山国家森林公园的RSEI值依次为0.1889、0.2516、0.2281,其生态环境质量总体呈现先变差,后变好的"U"型趋势;(2)根据游客活动空间分布,将森林公园环境划分为综合环境区域与自然环境区域,综合环境区域的生态环境质量相对较差,与景区建设、游客活动和森林砍伐相关;(3)由于山形地势与人工干扰的原因,人文景点对生态环境质量的影响程度和影响范围均大于自然景点,其中人文景点的影响范围约240 m,自然景点约60～180 m。     

郑州都市圈新型城镇化、生态环境、碳排放耦合协调分析

【目的】分析新型城镇化、生态环境、碳排放耦合协调规律及时空演变特征，为郑州都市圈绿色快速发展提供建议。【方法】以郑州都市圈为研究区域，基于新型城镇化、生态环境、碳排放耦合机制构建评价指标体系，测算2005年、2010年、2015年、2020年新型城镇化指数、生态环境指数和碳排放指数及其三元耦合协调度分析，并从时空角度分析其演变特征。【结果】1)郑州都市圈新型城镇化水平是以郑州为中心，西北部发展水平较高，东南部发展水平较低。郑州都市圈新型城镇化指数由0.089上升到0.478。增长速率最快的是科技支出和教育支出。2)郑州都市圈生态环境指数由0.559上升至0.769,生态指数呈现波动增长状态。3)从碳排放量来看，2005—2020年郑州都市圈碳排放总量呈下降态势，由198亿t下降至27亿t。郑州都市圈碳排放指数由0.552上升至0.949。4)郑州都市圈新型城镇化、生态环境、碳排放三元耦合协调度由2005年的0.523上升至2020年的0.631,总体呈现波动增长状态。协调发展阶段由失调—协调的演进态势。郑州都市圈三元耦合关系呈东西部高，南北部较低的分布状态。【结论】郑州都市圈发展还未实...     

基于灰色关联模型的沿黄区域山东段生态安全综合评价及时空演化

以沿黄区域山东段为例,建立PSR模型构建生态安全评价指标体系,借助熵权法和灰色关联度模型对其2000—2018年展开生态安全综合评价,并进行时空演变分析。结果显示,整体上沿黄区域山东段生态安全水平呈现出波动中上升的趋势,由“不安全”向“比较安全”转变,子系统中生态响应和生态状态增加的幅度高于生态环境压力增大的幅度,生态环境有所好转;市级尺度下,山东段17地市生态安全水平有所提高,呈现出“下降-上升-下降”的倒“N”字形演变,生态安全类型以“一般安全”为主,高等级类型较少,城市生态安全问题比较严峻;城市生态安全内部空间差异明显,生态安全空间格局向东、向北转移,呈现出“东高西低”“北高南低”的高低错落分布,高等级生态安全区域从东部沿海向鲁北扩散,“临界安全”区域缩小至鲁中南和鲁西北。最后从生态环境治理与保护、优化调控三大空间、经济结构转型升级等方面提出优化路径,改善生态环境质量。     

清同治年间至20世纪60年代包头城区空间形态演变研究

本文以城市地理学理论为基础,借助GIS技术,运用同治年间至20世纪60年代的7个不同时期历史地图,利用扩展强度指数、紧凑度和分形维数等方法,计算同治年间至20世纪60年代包头城区空间形态演变参数,进而定量分析研究区城市空间形态演变的时空特征。结果表明:该时段研究区城市扩展强度指数呈上升趋势,扩展面积逐渐增大,其中1953年—1962年间为扩展最为明显的时期;该时段研究区紧凑度指数波动下降,而分形维数整体上波动上升,反映出城市轮廓逐渐趋于整齐与稳定。     

新型城镇化与生态环境耦合协调发展研究——以江苏省为例

采用熵值法、耦合协调度模型、空间相关性模型探究了江苏省在2012─2021年间新型城镇化和生态环境耦合协调发展的时空演变规律,并运用GIS等级设色法进行了空间可视化分析。结果表明：江苏省的城镇化发展水平不断提升,全省平均城镇化发展水平综合指数由2012年的0.280提升到2021年的0.504,但依旧存在“南高北低”的空间分布格局;全省平均生态环境综合指数由2012年的0.584提升至2021年的0.759,各市的生态环境水平由显著分异转变为轻度分异;江苏省13个市新型城镇化与生态环境的耦合协调度水平不断提升,总体上呈“南高北低”的空间分布;与生态环境水平相比,江苏省大部分市存在城镇化滞后现象,全省仅有南京和无锡两市的2个系统在2021年达到了同步协调发展;江苏省城镇化和生态环境间的耦合协调度存在较强的空间正相关性,大多数地级市表现出高集聚和相邻的特征,形成高协调辐射,但泰州和盐城的发展因受虹吸作用影响而受阻。     

基于生态压力指数法的内蒙古生态环境压力趋势研究

[目的]基于生态压力指数法,分析内蒙古生态环境压力的变化趋势。[方法]采用改进的生态压力指数(ESI)分析法,对1996～2009年内蒙古生态环境压力变化趋势和2008年内蒙古主要工业城市的生态环境压力进行了分析。[结果]1996～2009年,内蒙古经济发展对生态环境压力呈V字型变化,总体呈上升趋势,2003年以来更为显著,其中环境污染分指数急剧上升;2008年内蒙古大多数城市生态环境压力较小,但呈两极分化态势,包头、乌海、呼和浩特偏向资源能源消耗,鄂尔多斯、赤峰偏向环境污染。[结论]该研究为内蒙古生态环境的保护和产业结构的调整提供了科学依据。     

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据的新疆城市扩展时空变化研究图尔荪阿依·如孜1阿里木江·卡斯木1,2*高鹏文1赵孟辰

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS 2种夜间灯光数据,借助ArcGIS和Matlab软件,对新疆1993—2018年城市扩展时空演变进行了研究,同时,采用平均夜间灯光指数、4种城市扩展度量指标、标准差椭圆法和城市空间形态指数来分析新疆城市扩展动态变化和演变特征。结果表明:1)近25年来新疆城市化水平不断提高,城市夜间灯光面积的增长量为9 865km2,其中2013年“一带一路”倡议的时代背景下新疆城市发展很快,扩展速率达到1 222.2km2/a,是1993—1998年的9.7倍,动态变化最明显。2)1993—2018年新疆城市规模标准差椭圆的面积与重心移动方向有显著变化,在每个时期标准差椭圆的长轴方向由东北—西南走向,重心移动距离呈现先缩短后增长的趋势。3)新疆城市空间形态处于既不稳定且复杂的状态,外延式扩展较明显,城市空间形状的不规则性强,破碎程度较高,呈日益复杂。因此,利用夜间灯光数据对优化区域城市的空间开发和扩展格局具有科学性和可行性,对新疆城市扩展研究在“一带一路”倡议的实践中具有指导意义。     

基于主成分分析的呼和浩特市土地生态安全评价（英文）

根据呼和浩特市土地生态资源现状,从自然、资源环境、经济与社会3个方面选取了20个指标,构建了评价指标体系。采用主成分分析法对2009~2015年呼和浩特市土地生态安全进行分析,分析结果表明,2009~2015年呼和浩特市土地生态安全状况是逐年走低的。人均GDP、人均公共绿化面积、工业产业比重及农牧业生产资料价格指数等因子是影响呼和浩特土地生态安全的关键因素,保护农牧区土地质量、防治土地退化是保护土地生态安全的根本。     

基于主成分分析的呼和浩特市土地生态安全评价

根据呼和浩特市土地生态资源现状,从自然、资源环境、经济与社会三个方面选取了20个指标,构建了评价指标体系。采用主成分分析法对2009~2015年呼和浩特市土地生态安全进行分析,分析结果表明,2009~2015年呼和浩特市土地生态安全状况是逐年走低的。人均GDP、人均公共绿化面积、工业产业比重及农牧业生产资料价格指数等因子是影响呼和浩特土地生态安全的关键因素,保护农牧区土地质量、防治土地退化是保护土地生态安全的根本。     

佛山市高明区生态安全格局和建设用地扩展预案

城市生态环境问题已上升到生态安全的层面.以人类生存安全和理想人居环境为目标,基于空间数据和统计资料,利用景观安全格局原理和地理信息系统空间分析方法,构建了包含基本保障格局-缓冲格局-最优格局3个级别的水安全格局、地质灾害安全格局、大气安全格局、生物保护安全格局和农田安全格局,叠加得到高明区综合生态安全格局,在此基础上提出了高明区建设用地扩展最优方案和生态功能分区.结果显示,并非生态安全格局水平越高,城乡发展模式越优,缓冲生态安全格局下的高明区建设用地扩展模式,最可能实现生态安全保护与城镇扩展的和谐发展.综合生态安全格局明确了区域的生态环境敏感区和生态服务功能重要区,为区域生态功能分区提供了新的思路.     

中国省际城镇化与生态环境时空耦合分析

揭示中国省际(不包含港澳台地区)城镇化与生态环境时空耦合度,并分析其时空格局变化,对中国实现全面和谐发展具有重要意义。本文利用熵权法及耦合度模型分析中国城镇化与生态环境2000—2014年耦合度,并通过地理信息系统(GIS)手段进行空间格局分析。结果表明:中国城镇化综合指数不断升高,生态环境综合指数变化较小,但总体而言,2000—2014年中国各省份城镇化与生态环境耦合度趋于下降;就空间分布而言,2014年中国北部及西南地区仍呈现极度耦合态势,中部省份高度耦合,沿海省份呈现中度耦合态势,而北京及上海作为中国的经济中心呈现出低度耦合的状态,整体呈现条带状分布特征,空间分异明显。