快速城镇化地区景观生态风险变化评估——以上海市青浦区为例

[目的]研究区域生态风险的时空变化规律,为区域生态规划和生态建设提供技术支持。[方法]基于景观格局指数构建区域综合生态风险评价模型,并利用空间自相关分析方法,开展快速城镇化地区生态系统变化及其生态风险时空分异研究。[结果]2000—2013年上海市青浦区城镇和林地大面积增加,农田大面积减少,湿地保持稳定;研究区生态风险空间分布差异明显,青浦东部地区的生态风险高于西部地区,且东部风险扩张速度高于西部,城市化对生态风险的影响显著。[结论]区域生态风险具有显著的空间集聚特征,其生态风险值呈现显著的空间正相关关系。这些变化与生态系统变化及人类活动之间关系密切。     

基于生态承载力的国土空间开发布局方法研究

为揭示城市生态承载力空间特征,探讨国土空间开发格局优化方法,该文以湖北省鄂州市为例,构建"资源环境承载力-生态弹性力-社会经济协调力"生态承载力综合评价模型,采用状态空间法在市域范围进行生态承载力综合评价,利用三维魔方法设计生态承载力综合评价与国土空间开发格局的关联模型,结合生态承载力的空间分异特征与评价单元主体功能分区结果进行国土空间开发布局分析。结果表明:1)生态承载力综合评价指数最大值为0.233 8,位于梁子镇,最小值为0.050 9,位于临江乡。受到资源环境本底和社会经济投入条件影响,研究区生态承载力较高地区主要分布在西南沿湖一带,北部相对较低,总体呈现南高北低的空间分异格局。2)国土空间格局划为城市经济核心区、城市经济拓展区、农业生产区、生态功能涵养区四大功能区域和一类禁止开发区域,能够较好地反映生态承载力综合指数的空间分异特征。结果能够为国土空间开发格局优化理论与实践提供科学依据和实证基础。     

生态承载力与生态系统生产总值耦合的生态系统服务评估—以福建省长汀县为例

生态系统质量是区域探索生态优先、绿色发展为导向的高质量发展的重要基础。开展区域生态系统服务评估可获取国土空间生态本底特征,为生态系统保护格局构建提供现状底图,明确生态系统修复重点、国土空间优化提供导向。以长汀县为例,基于地区生态典型性、区域生物量差异及公众支付意愿与能力构建特色评价指标,采用生态承载力与生态系统生产总值耦合研究方法,对长汀县生态系统服务进行县域、镇域、村域及系统斑块等多尺度评估。结果表明:长汀县生态系统服务等级空间分布符合区划规律,大致呈中间低、四周高的特征;尺度细化使结果分布异质性更强,可为开展生态修复、空间优化提供更具针对性的建议;长汀县生态系统较为脆弱,低生态等级乡镇个数占比高达38.89%,影响因素多样,水土流失及森林覆盖率影响显著;地形地势、人类活动、政策实施影响生态承载力的空间分布,地势平坦的人口稠密区系生态承载力低值集中区;森林生态系统在生态系统生产总值评估中扮演重要角色,生态系统生产总值均值等级极高的4个乡镇,其森林生态系统面积皆占89%以上。通过对生态承载力与生态系统生产总值耦合的方法进行探究,有利于推进"两山"理论的应用实践,将为地区生态系统服务提升与空间发展提供参考建议。     

基于景观格局的榆阳区生态脆弱性评价

为了定量评价榆阳区生态脆弱性的空间差异,为区域土地利用规划和环境保护提供依据,选取景观分维数、破碎度、连通性和优势度4个景观格局指数,以及人类活动干扰强度、地形指数、景观与荒地的邻接度,从生态系统压力度、敏感性和恢复力3个方面出发构建生态系统脆弱度评价模型,对榆阳区主要的生态系统及各乡镇的生态脆弱性进行了综合定量的分析和评价。结果表明:各生态系统中,水体的生态脆弱性最高,为0.319 3,草地和林地次之,分别为0.095 9,0.068 4,耕地最低,为0.047 4;24个乡镇中,小纪汗乡、榆阳镇、鱼河镇和鱼河峁镇最高,分别为0.056 6,0.058 8,0.057 5,0.059 9,岔河则乡最低,为0.019 8;空间上,生态脆弱性由中部向东、西两个方向逐渐减弱;从区域上来看,生态脆弱性南部黄土丘陵沟壑区>中部过渡区>风沙草滩区;景观分布格局,地形,矿区、居民点等人为干扰是影响生态脆弱性空间分异的主要原因。     

云南金沙江流域典型区域森林景观空间格局特征的初步研究

利用云南省永仁县1∶50000地形图和1999年Landsat-7 ETM遥感影像对区域森林景观空间格局特征进行了初步研究。结果表明:①森林景观是区域景观的基质,对区域及流域生态安全起到重要作用;②当前区域森林景观空间格局特征是在自然因素与人为因素的综合作用下形成的,地形因子是形成森林景观自然分布特征的首要因素,而人类活动干扰则是促使当前森林景观分布特征形成的重要因素;③人类活动干扰导致的区域退化森林生态系统类型分布较广,制定适宜的管理方法与经营措施,加强对现存稳定植被类型的保护和退化森林生态系统的恢复是当务之急。     

基于显隐性分析的青龙满族自治县景观生态风险评价空间分异研究

景观生态风险评价可揭示区域生态风险的时空变化规律,对维护区域生态安全和优化环境管理有重要意义。从景观生态风险的显隐性角度出发,选取不同的因子作为评价指标,构建了景观生态风险评价指标体系,结合GIS,Geoda等空间分析技术,并以青龙满族自治县为研究区域,进行了景观生态风险评价和空间相关性分析,揭示了景观生态风险时空分布格局。结果表明:景观斑块的破碎化等显性风险是区域风险升高的直接原因,而隐性风险例如长久以往的人类活动干扰而导致的生态系统结构稳定性的破坏无疑是诱因;2001—2013年,青龙满族自治县整体景观生态风险呈下降趋势,但风险指数仍处于较高等级,空间分布上风险等级呈西部高东部低的特征;研究期间景观生态风险指数在空间上存在着较强烈的空间自相关性,且HH聚类和LL聚类呈增强趋势;通过对风险变化区的地类变化分析可知,林地对于区域景观生态风险值的变化起着至关重要的作用,林地面积的增加有效降低了区域景观生态风险值,而未利用地对生态风险指数变化也有重要影响,应控制未利用地合理、适时、适度地开发。研究结果为研究区以及类似地域景观生态风险管理和土地利用生态布局提供参考。     

长江经济带景观格局对生态系统服务价值影响的概率评估

经济的快速发展改变了区域景观格局,定量评价景观格局变化对生态系统服务价值的影响是实现生态文明建设和高质量发展的重要途径。该研究以长江经济带为研究对象,使用1980—2020年8期土地利用数据,在渔网分析的基础上,采用线性回归和相关性检验方法分析了4种景观格局指数和生态系统服务总价值的时空演化特征与线性响应,最后通过构建非线性概率评估框架,定量评估了生态系统服务总价值对景观格局指数变化的敏感性。结果表明：1）1980—2020年间,耕地、林地和草地是长江经济带的主要土地利用类型,耕地和林地面积逐年减少,其他土地利用面积均有所增加。2）四川省南部、云南省东部、贵州省西部和重庆市等地区多年平均景观分离度指数较大,景观破碎化严重。长江经济带43.97%地区景观分离度指数和64.28%的区域的香农多样性指数显著增加,大部分地区景观呈现均衡化和多样化发展,城市化会降低生态系统服务总价值。3）景观分离度和香农多样性指数的增加可能加剧景观破碎化,导致生态系统服务价值的降低。4）根据概率评估框架,较高的生态系统服务总价值对景观分离度指数或香农多样性指数比较敏感,林地和草地是影响长江经济带生态系统服务总价值变化的主导景观。研究成果有助于掌握长江经济带景观格局和生态系统服务的变化特征,从而进一步为长江经济带生态保护与高质量发展提供科学依据。     

西南喀斯特典型区国土空间地域功能优化分区

国土空间优化是促进喀斯特地区可持续发展的重要抓手,也是解决喀斯特地区生态和贫困问题的有效途径。为实现喀斯特地区国土空间的协调发展,研究以西南喀斯特典型区广南县为例,基于城镇-农业-生态功能协调方法和国土空间"双评价"方法的探索,以及冲突空间修正规则的制定,提出了一种国土空间地域功能综合优化分区方法,并结合地理空间建模和统计分析工具,构建了喀斯特地区国土空间地域功能综合优化分区格局。结果表明:1)最适宜级和适宜级占比之和最多的是生态保护适宜性,为61.21%,主要分布于北部和东部,城镇开发适宜性最少,为27.81%,主要分布于中部和南部,农业开发适宜性为49.80%,主要分布于东北部和东部;资源环境承载力以VI级和V级为主,在东北部和东南部承载力等级最高,在南部、西南部和西北部最低;2)在国土空间地域功能优化分区中,与生态功能相关的国土空间类型占据喀斯特地区发展的主导地位,占79.54%,与城镇功能相关的国土空间类型最少,占2.35%;以城镇功能为主导的区域主要分布于中部和东南部,以农业功能为主导的区域主要分布于北部、西部和东部,以生态功能为主导的区域主要分布于北部和南部。3)双评价方法和城镇-农业-生态功能协调方法的结合能够更精准化和更合理的构建喀斯特地区国土空间格局。不同国土空间地域功能类型的合理布局将为喀斯特地区生态环境质量的提升、石漠化状况的治理以及国土空间的协调发展提供借鉴和参考。     

基于景观格局的陕北资源富集区生态脆弱性评价——以陕西省神木县为例

[目的]定量评价陕西省神木县生态脆弱性的空间差异,为区域土地利用规划和环境保护提供依据。[方法]选取景观分维数、破碎度、连通性和优势度、人类活动干扰强度、地形指数,从生态系统压力度、敏感性和恢复力3个方面构建评价模型,利用熵权法进行计算分析。[结果]各生态系统中,神木县林地的生态脆弱性最高、草地和耕地次之、水域和荒地最低;22个乡镇中,店塔镇和永兴乡生态脆弱性最高,大堡当和尔林兔镇最低。[结论]神木县生态脆弱性空间差异大,总体上由西向东、由南向北呈逐渐增大的趋势。景观分布格局,地形,矿区、居民点等人为干扰是影响生态脆弱性空间分异的主要原因。     

基于“贡献力—活力—组织力—恢复力”的武汉市自然资源生态安全评价

[目的] 构建生态系统健康与生态系统服务关联的自然资源生态安全评估框架,分析城市化过程中自然资源生态安全的演变规律,为区域国土空间优化和生态文明建设提供理论依据。[方法] 基于生态系统健康与生态系统服务关联的视角,构建“贡献力—活力—组织力—恢复力”的自然资源生态安全评估框架,综合运用InVEST模型、景观指数和德尔菲法评估武汉市2000和2021年的自然资源生态安全,并分析其时空演变规律。[结果] ①2000和2021年武汉市自然资源生态安全指数分别为0.394 4和0.374 5,生态安全等级在空间上呈现中部低、四周高的分布格局,且黄陂区生态安全水平最高; ②2000—2021年武汉市自然资源生态安全整体呈下降趋势,下降的地区主要沿中心城区边缘呈环状分布,“低安全”范围有从中部核心区逐步向外扩张的趋势,且“中等安全”降为“较低安全”,“较高安全”降为“中等安全”的分布范围较广。[结论] 城市扩张过程中面对自然资源生态安全不断下降的压力,应进一步加强国土空间规划的引领作用,严惩非法侵占生态用地,加强生态空间的保护。     

苏南地区景观格局特征与坑塘水质关联关系

研究不同空间尺度景观类型与景观格局指数对农村坑塘水质的影响程度和机制对于快速城镇化背景下乡村水环境保护具有重要的现实意义。基于实地水样采集数据及土地利用数据,以苏南地区农村坑塘为研究对象,结合相关分析、冗余分析等数理统计方法,初步探讨经济发达区农村坑塘水质与土地利用/景观格局之间的特征关系。结果表明:1)苏南地区农村坑塘水质状况不一,自北向南,电导率(COND)、NH_3-N有增加趋势,磷酸盐(TDP)有减少趋势,溶解氧(DO)先降后增。平原区坑塘污染较严重,以DO污染为主,低山丘陵区污染程度较轻,主要为磷元素和DO污染。不同尺度缓冲区内土地利用强度较大,耕地、建设用地占主导地位,平均面积比例在57.34%～73.19%;2)不同景观类型对水质影响存在差异,建设用地与NH_3-N、DO呈正相关,与TDP、COND呈负相关,耕地在200 m尺度上与COND、NH_3-N呈显著正相关,在400～500 m尺度上与TDP呈显著正相关,林地和草地对水质净化具有一定正效应,且在200 m尺度上较明显;3)景观格局指数与水质特征关系较明显且存在尺度差异。相关分析中,100 m尺度下的最大斑块指数(LPI)、景观聚集度指数(AI)与COND、NH_3-N呈显著负相关,100 m尺度下的景观形状指数(LSI)、景观分离度指数(DIVISION)与COND、NH_3-N呈显著正相关。冗余分析中,100 m缓冲区内,第一排序轴(约束轴)累积百分比为94.4%,相关系数为53.3%,较好表达水质指标与景观格局指数的关系;4)LPI、LSI、DIVISION、斑块结合度指数(COHESION)及AI与地区水质特征关系最为明显。斑块密度越小,破碎度越低,聚集与连接度越低,分离度越高则越有利于地区坑塘水质的保护。通过多维度分析,在一定程度上揭示了苏南地区坑塘生态水文过程,有利于经济发达区农村坑塘管理和水质保护,研究结果可为政府相关部门决策提供一定参考。     

黄土高原地区流域生态空间管控模式

流域尺度的生态空间管控是落实黄土高原地区高质量发展的重要空间蓝图,充分体现了中国生态空间规划与管控思路的转变。该研究为解决黄土高原地区流域生态空间管控低效、无序开发的难题,通过梳理国土空间规划下的流域生态空间管控内涵特征,提出了基于生态水文过程的流域生态空间管控研究框架,从要素与分区两个层面构建了"水文过程刚性约束,生态要素弹性管控"的要素管控模式以及"纵向分层传导,横向制约管控"三层双向的流域生态空间分区管控模式。通过在旬邑三水河流域进行实践应用,从"空间结构布局-片区功能指引-单元指标控制"的管控途径入手,划分3级生态空间分区,梳理出75条生态廊道,提出3种村庄类型;同时确定了三大功能片区及21个管控单元;最后以C-04管控单元为例,将土地利用、村庄发展、景观格局及水文过程等控制指标及指引策略进行整合与落位,可为三水河流域生态空间修复与综合治理提供决策依据。研究结果对黄土高原地区的生态环境改善提供了科学的方法指引,有利于提高中国流域尺度下的国土空间管控的操作性与实施性。     

秦岭北麓城市新兴开发区生态系统服务价值变化

[目的]选取秦岭北麓典型城市区域陕西省西安市浐灞生态区为研究对象,从景观格局变化、生态服务价值两方面分析城市新区建设及可持续性,以期为城市生态建设提供决策参考。[方法]以遥感数据为基础,对研究区土地利用类型和景观格局进行定量分析,研究城市新区尺度下的景观生态系统和生态服务价值变化特征。[结果](1)2004—2014年,浐灞生态区城乡转换特征明显,农业景观比重显著降低,建设用地景观增幅达88.2%,生态景观增幅高达201.5%以上,区域"生态含量"明显提高。(2)生态服务价值以农田、绿地和水体景观变化较为明显,其中农田生态服务价值损失近65%,到2014年全区85%以上的生态服务价值来自于绿地和水体景观。[结论]浐灞生态区10a间生态用地动态变化强烈且持续,城市生态服务价值增加明显,反映该区在保障城市化建设的同时,有效且显著提高了环境质量,其生态建设政策有利于区域生态系统的建设和发展。     

沪灞国家生态文明先行示范区生态风险评价与管理

[目的]开展城市生态风险评价研究,揭示景观格局变化对城市生态风险空间变化的影响,以期为西部地区绿色城镇化与城市生态建设提供决策参考.[方法]选取西安市浐灞国家生态文明先行示范区为研究对象,以2004,2009,2014年的遥感数据为基础,开展生态景观格局变化分析,构建研究区生态风险指数,拟合区域生态风险变化,对研究区2014年生态风险和生态服务价值进行空间叠加和优化厘定,在分析生态风险的时空变化规律的同时给出研究区生态发展优化调控对策.[结果]区域景观由原来农田景观控制的绝对状态变成多类型控制的城市景观,区域景观风险指数上升了25％,但区域生态系统服务价值上升了5.5％.[结论]浐灞生态区成立10 a以来生态风险空间分布差异明显,但由于该区坚持生态立区策略,区内多建大型生态项目,虽然该区在短期内呈现出生态风险指数上升的问题,但随着项目完成建设,区域风险会回落到一个新的稳定状态,且区域生态系统服务价值上升,表明其生态策略有利于该区生态系统发展.     

涪江流域景观生态风险空间异质性特征分析

对涪江流域景观生态风险进行评估可以为该区域制定生态风险防控措施、提高生态系统服务功能提供科学参考。从“自然—社会—景观格局”3个维度选择海拔、土壤类型、地表覆被类型等10个景观生态风险胁迫因子构建评价指标体系,利用空间主成分分析(SPCA)、空间自相关分析等方法对涪江流域景观生态风险的空间异质性特征展开了研究。结果表明:(1)整体上涪江流域的景观生态风险等级呈西北部高于东南部地区,并呈集聚分布模式,其中在松潘、平武、北川、安岳、潼南等区县形成了“热点”区域,梓潼、游仙、盐亭、中江等区县形成“冷点”区域,主要受自然和景观格局维度因子影响较为明显;(2)研究区处于中度及以上风险等级区的面积为25 596.51 km²,占流域总面积的65.36%,主要分布于上游的松潘、平武、北川等县(区);(3)景观类型与生态风险等级空间分布有密切的联系,低度、较低生态风险区的分布与涪江干流走向契合。涪江流域景观生态风险的空间异质性特征明显,且面临的生态风险问题较大。     

基于生态足迹的沿海城市可持续发展能力评价及预测分析--以江苏盐城为例

为衡量区域生态系统的压力大小,综合运用生态足迹模型、生态足迹多样性指数、生态系统发展能力、灰色预测GM(1,1)模型评价了江苏省盐城市2005-2018年的生态系统可持续发展能力,并预测了其未来10 a的生态可持续性。结果表明:2005-2018年盐城市生态足迹组分以水域和耕地为主,占足迹总量的64%~72%;14 a间,盐城市的生态足迹多样性指数保持稳定,但生态系统发展能力增加了70%;盐城市的生态承载力14 a间仅增加了25%,明显低于生态足迹的63%,生态赤字呈逐年扩大趋势,其中,2018年的生态足迹为当年生态承载力的7.8倍;如果继续当前的消费模式,预计到2028年,盐城市生态赤字较2018年增长44.6%,区域不可持续发展状况将越发严重。研究认为区域可持续发展的实现应该从减少生态足迹、提高生态承载力和生态足迹多样性指数三方面着手,以求达到提高资源利用率、发展循环经济的效果。     

基于遥感的生态服务价值测算与土地利用动态变化

生态服务价值是反映一个区域生态环境状况的优劣和整体生态效益大小的重要概念与指标。根据研究区土地利用特点和生态系统类型特征,选取适合研究区的植被净初级生产力、植被覆盖度等生态参数,利用Landsat TM遥感影像、地面观测、气象数据、统计资料等数据,建立了基于遥感定量测算的生态服务价值评估指标与评估模型,对研究区单项和单位面积生态服务价值进行了定量计算。结果表明:研究区在2000-2010年10年间,随着不同土地利用类型之间的相互转换,研究区生态服务价值总量呈逐渐减少的趋势。其中,耕地生态服务价值减少了11.92%,湿地减少了11.75%,总价值减少了5.74%,虽然林地、水域和滩涂的生态服务价值有一定程度的增加,但是未能改变研究区总体生态服务价值不断减少的趋势。在此基础上分析了研究区生态服务价值时空变化规律,揭示了其土地利用与生态服务价值变化之间的内在关系。     

耦合MOP-FLUS模型的滇中城市群“三生”空间格局优化

生产空间、生活空间、生态空间之间联系紧密,决定国土空间的最高演化目标,为了协调区域经济社会的发展,通过构建符合城市群发展实际的“三生”空间分类体系划定国土空间; 基于目标条件与情景设定,通过MOP模型实现“三生”空间综合效益最大化; 利用FLUS模型优化“三生”空间布局,并采用景观格局指数对其优化结果进行了分析评价。结果表明:优先满足生产和生活空间发展情景的生态效益最低,城镇化进程加快的同时生态空间发展受到抑制,生态环境脆弱; 优先满足生态空间发展情景的经济效益最低,生态环境虽然得到良好保护,但同时生产与生活空间面积占比较小,分布破碎,不利于区域经济发展; “三生”空间均衡协调发展情景的经济效益提高4.46%,生态效益提高1.87%,空间布局均衡统一。因此该情景能够合理平衡生态建设与经济发展,在丰富生态过程和格局结构上具有优越性,可为滇中城市群国土空间资源配置、“三生”空间优化等决策提供一定的参考和借鉴。     

基于地形梯度的河北省怀来县山地生态系统空间分布及变化特征分析

[目的]从地形梯度角度,对区域生态系统空间分布及变化特征进行分析,提出基于地形梯度的区域生态系统保护对策建议,为制定山区生态规划及实现山区生态系统的持续、健康发展提供参考。[方法]以遥感解译获得的1993,2003,2013年生态系统类型空间分布数据为基础,选取高程级别、地形起伏度和坡度变率为地形梯度表征指标,采用分布指数,对区域农田、水域与湿地、森林、草地、聚落和荒漠6类生态系统的地形梯度差异分布情况及优势位进行分析,并结合1993—2013年各生态系统的服务价值变化特征,探讨区域生态系统的保护对策。[结果]农田、水域与湿地、聚落、草地生态系统集中于低地形梯度区;森林集中于高地形梯度区;荒漠生态系统分布特征随地形梯度差异不明显;在低地形梯度区,农田、水域与湿地的生态系统服务价值降低,草地、聚落生态系统服务价值有明显的增加趋势;在高地形梯度区,虽然森林生态系统服务价值变化较为剧烈,但总体呈现出持续增加的趋势。[结论]在制定针对山地的区域生态规划时,应考虑对位于优势位上的生态系统实行特殊保护,禁止被侵占为生态系统服务功能较弱的生态系统服务类型,以保证生态系统能够持续、健康地提供生态服务。