浙江省城镇化与生态-经济-环境耦合发展与动态计量

[目的]研究2000—2014年浙江省城镇—环境协调发展的动态计量特征,为浙江省制定新型城镇化可持续发展政策提供决策依据。[方法]基于耦合协调度模型,评价城镇化和生态环境的相互影响程度,并将其划分为4种类型,研究了城镇化和生态环境的协调关系。[结果](1)经济、社会、人口城镇化及其综合发展水平和生态环境响应、状态、压力及其综合发展水平均持续增长;协调度稳定增长,由低度协调发展为良好协调、城镇化滞后转变为生态环境滞后。(2)城镇化和生态环境的协调关系可划分为4种类型:良好协调—生态环境滞后、中度协调—生态环境滞后、良好协调—城镇化滞后、中度协调—城镇化滞后。[结论]各城市必须对应各自协调与滞后的现状,做到在保护生态环境的同时,继续加强城镇化建设,以推动二者协同发展。     

江苏省县域生态经济系统协调度的空间分异及影响因素

生态环境和经济社会的协调发展是实现区域可持续发展的必由之路。选取生态环境指标与生态服务指标来评价县域生态系统,选取经济指标和社会指标来评价县域经济系统,并利用模糊数学方法建立生态—经济系统协调度评价模型,揭示了江苏省县域生态—经济系统协调度的空间分异特征及影响因素。结果表明:(1)生态系统呈现出显著的空间集聚特征,高值区集聚分布在江苏省中部地区以及苏南山丘和环太湖地区,低值区集聚分布在苏北东北部地区和沿江地区;(2)经济系统仍旧延续着传统的南北梯度分布格局,但呈现出一种以环太湖地区为经济中心的同心环空间分布特征;(3)生态—经济系统协调度高值区主要位于苏北北部、东部沿海以及苏南山丘等地,低值区集聚分布在环太湖地区以及沿江地带;(4)城镇化率、工业化率、土地开发强度、区位优势度等因素的影响在强度和影响方向上显著不同。研究结果可为优化主体功能布局、完善空间管制政策以及推进生态文明建设提供科学参考。     

基于土地利用变化的江苏省生态服务价值新评估

利用1996—2004年江苏省地籍数据,计算分析江苏省8年间生态服务价值变化,并提出了生态服务价值对经济发展的响应指标EG值。结果表明:江苏省生态服务价值由1996年的2 080.66亿元下降到2004年2 007.29亿元,下降了3.53%,减少了73.37亿元,下降的主导因素是湿地大面积直接或间接转变为耕地、水产养殖和建设用地。1996—2004年苏南生态服务价值增长,苏中、苏北下降。8年间江苏省每年EG值都小于0,说明江苏省经济增长对生态服务价值主要是负影响。苏南EG值变化范围较小,表示苏南地区人均GDP对生态服务价值的影响较小。苏中EG值2002—2004年呈增长趋势,说明人均GDP增长消耗的生态服务价值变小。苏北EG值从1998年开始呈现下降趋势,说明经济增长消耗的生态服务价值越来越多。     

江苏省土地利用效益系统耦合相对发展演变研究

社会、经济、生态系统协调共生对区域可持续发展、土地资源合理配置有深刻影响。本文引入耦合度、耦合协调度、相对发展度模型测算江苏省13市2001～2015年土地利用各系统耦合协调及相对发展值,并在此基础上对其时空演变格局进行分析,确定各市土地利用发展类型,同时运用主成分分析法研究区域土地利用效益的驱动因素。结果表明:(1)江苏省土地利用三维系统耦合协调度由2001年的0.1253稳步提升到2015年的0.5193,实现"拮抗-磨合-中度耦合"的跨越且仍有很大的上升空间;(2)苏北、苏中、苏南梯度差异显著,呈现"两极发展"空间格局,总体趋向于协调发展(3)各系统间相对发展度差异显著,社会经济发展趋于同步但总体超前于生态发展,制约因素已由"社会经济"变为"生态制约主导";(4)城市综合建设水平,土地集约利用水平,环境保护治理水平是影响区域土地利用效益的关键因素。最后依据研究确定各市土地利用发展类型及滞后原因,契合江苏省"1+3"重点功能区战略,为城市土地利用发展实施差别化的发展战略提供理论基础与现实依据。     

“三生空间”视角下万州区景观生态安全评价及其耦合特征分析

为了探究典型生态脆弱区的景观生态安全格局变化规律,以万州区为例,从三生空间视角出发,综合运用景观生态学、地统计学和耦合协调模型,系统分析了万州区2009—2018年景观生态安全时空变化特征和耦合协调特征。结果表明:(1) 2009—2018年,万州区以林地生态空间为主,城镇生活空间迅速扩张,农业生产空间缩减较多,土地利用程度提高;(2)万州区景观生态安全整体处于较高水平,呈现中部高、东北—西南低的空间分布特征,安全区集中分布在城镇中心,呈明显的"L"型分布,不安全区主要沿长江流域分布;(3)万州区景观生态安全存在较强的空间正相关关系,"高—高"聚集区主要分布于城镇中心,"低—低"聚集区集中分布于甘宁镇、响水镇和龙沙镇;最佳拟合模型为高斯模型和线性模型;(4)万州区"三生空间"景观生态安全的耦合协调度水平不高,整体上呈现"中部高,四周低"的空间分布特征,河流地区的景观生态安全在"生活—生态"空间上还未实现同步发展,城镇中心的景观生态安全在"生产—生态"空间上也处于失衡发展阶段。因此,优化布局各类土地利用类型,控制城镇生活用地的有序扩张,提高生态用地的稳定性和抗干扰性,促进三生空间生态安全的协调发展,对于万州区未来的生态建设和可持续发展具有重要意义。     

基于生态安全的青龙满族自治县土地利用冲突识别

生态安全视角下土地利用冲突识别有助于协调生态保护与社会经济发展之间的平衡。基于青龙满族自治县2016年土壤、气象、土地利用等数据,首先,按照识别源地、廊道、缓冲区的步骤构建研究区生态安全格局;其次,利用GIS空间分析功能,揭示耕地、建设用地与不同等级生态安全用地的空间叠加关系,由此识别生态安全视角下耕地、建设用地、综合用地的土地利用冲突空间分布特征。结果表明:青龙满族自治县土地利用冲突总体分布较为分散,其中耕地极严重冲突区主要分布在祖山镇、龙王庙乡、青龙镇,该类地区为人口密集区,对农产品需求较大,导致耕地对生态安全空间的占用;建设用地极严重冲突区主要分布在青龙镇、祖山镇、大巫岚镇,该类地区为经济发展密集区,城镇扩展导致建设用地对生态安全空间的占用;综合土地利用极严重冲突区主要分布在祖山镇、龙王庙乡、青龙镇。针对土地利用冲突高发区,应通过调整土地利用结构、转变经济发展方式等措施达到保障区域生态安全的目的。     

江苏省县域农村发展与城镇化耦合协调空间分异及调控机理

新型城镇化和乡村振兴两大国家战略有机结合是破解中国不平衡、不充分发展主要矛盾的重要前提,研究农村发展水平和城镇化水平的耦合协调程度可为城乡共治提供科学的决策依据。研究构建了农村发展与城镇化耦合发展理论框架,以江苏省为研究对象,借助耦合协调度模型分析了县域尺度农村发展与城镇化耦合协调空间分异特征,并针对两者耦合协调程度提出了相应调控策略。结果表明：(1)江苏省农村发展水平整体较高,空间格局大体上呈现由苏南向苏北逐渐降低的趋势。(2)县域之间城镇化水平差距较大,不均衡性较为明显。(3)绝大多数区县的农村发展与城镇化呈协调状态,仅有丰县和雎宁县呈轻度失调状态。(4)农村发展和城镇化耦合程度可划分为双滞后型、农村发展滞后型、城镇化滞后型和协调型4种类型,新时期应当因地制宜采取调控策略实现城乡协同治理。综上,江苏省农村发展水平和城镇化的耦合协调程度整体较好,但需要继续加强农村发展对城镇化的推动机制以及城镇化对农村发展的拉动机制,构成两者相互促进、相辅相成的良性循环系统。     

基于PLUS空间决策模型的城镇与农业空间协调布局优化

正确处理好农业空间与城镇空间之间的矛盾，对保障国家粮食安全、促进城镇可持续发展具有重要意义。该研究以江西省赣州市南康区为例，应用GIS技术，在耕地与建设用地适宜性评价的基础上，引入PLUS模型、凸壳模型预测城市扩张范围及类型，初步划定城镇开发边界与永久基本农田布局，并根据城市发展规律和冲突矛盾协调原则，对永久基本农田和城镇开发边界进行优化。结果表明：1）南康区综合质量高的耕地主要集中于唐江镇、镜坝镇、凤岗镇等乡镇；建设开发适宜性评价综合得分由高到低呈现出中心城区向四周乡镇圈层式扩散的分布情况，东山街道、蓉江街道的分值最高。2）PLUS模型预测至2035年南康区新增建设用地为3362.85 hm²（其中城镇建设用地2023.06 hm²），凸壳模型得出南康区扩张类型属于外延型，蓉江街道和东山街道是未来城区扩张发展的重点区域。3）以耕地国家利用等平均值为标准，将农业空间划分为保护区、储备区与一般耕地，当城镇开发边界与保护区发生空间冲突时，调整城镇开发边界，优先保护农田；当城镇开发边界与储备区、一般耕地发生空间冲突时，调出农田，保障城镇发展。研究结果可为耕地资源保护提供参考，为永久基本农田与城镇开发边界优化协调提供借鉴。     

苏锡常城市群土地利用冲突空间测度及异质性分析

为了探究城镇建设用地扩张对土地利用冲突的影响,以城镇化水平快速提高的苏锡常地区为例,基于1990—2018年土地利用分类数据,采用景观风险评价方法,通过计算空间的外部压力、脆弱性及稳定性指数构建土地利用冲突综合测度模型,借鉴倒“U”型理论,将空间冲突分为稳定可控、基本可控、基本失控和严重失控4种类型,对苏锡常地区空间冲突水平进行了评估。结果表明:(1)近30年来,苏锡常地区整体空间冲突水平以可控类型为主,但冲突强度呈现上升趋势,1990—2018年平均冲突指数由0.269增长至0.418,近1.55倍;(2)不同用地类型的空间冲突强度存在差异,林草地和水域空间冲突水平较低,建设用地空间冲突水平最高且失控类型在1990—2018年提升了14.3%,有进一步激化扩散趋势;(3)土地利用冲突存在空间相互关系,高—高值在苏、锡、常市中心区及江阴、张家港、常熟、昆山市集聚,低—低值则主要分布在西部溧阳市山地及水域周边。研究结果可为有效识别苏锡常地区土地利用冲突,优化区域发展模式提供理论参考。     

长江经济带城镇化与生态环境耦合协调关系的时空分析

[目的]探究长江经济带2005—2014年城镇化与生态环境耦合协调关系,为统筹谋划整个区域健康发展提供理论基础。[方法]以长江经济带9省2市为研究区域,建立长江经济带城镇化与生态环境协调发展评价体系,采用变异系数法和耦合测度模型,从时间、空间两个维度分析长江经济带城镇化与生态环境耦合协调关系。[结果](1)从时间序列上看,2005—2014年长江经济带城镇化与生态环境耦合协调度呈持续上升趋势,但城镇化指数增长速度快于生态环境指数。(2)从空间格局上看,长江经济带城镇化与生态环境协调发展水平呈现与经济发展格局相一致的地势阶梯特征,即上游地区中游地区下游地区,而从省域视角分析,长江经济带城镇化与生态环境协调发展水平空间差异明显,在空间上呈现"东北—西南"格局,具体表现为东北高、西南低。[结论]长江经济带城镇化与生态环境耦合协调发展水平表现出东北高、西南低的空间格局,具有明显的空间差异,今后应注意整个区域的协调发展。     

我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御

论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

城镇开发区建设中的人为水土流失及防治措施

简析了婺源县城镇开发区建设过程中造成水土流失的状况、危害、原因后,提出了其防治措施,并阐明开展城市（镇）水土保持的紧迫性。     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

建设类与建设生产类开发建设项目水土保持方案的异同分析

20世纪末,开发建设项目水土保持方案的编报工作已经实现了规范化和制度化,但有不少的编制者在编制建设类和建设生产类项目的水土保持方案时往往出现失误.建设类和建设生产类项目的水土保持方案在很多方面都存在很大区别.根据多年编制两类水土保持方案的实践经验,总结出了这两类项目水土保持方案的编报工作在水土保持要求、服务年限、预测时段划分、防治目标等方面的异同,以防止在编报过程中出现水土流失量预测、水土保持措施体系以及水土保持监测等方面产生较大的偏差.     

分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统设计与试验

为了便捷地采集和实时诊断农业病虫害图像,设计了一个分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统。该系统由多个便携式图像采集终端和一个图像处理服务器组成;其中,图像采集终端包括嵌入式相机、可伸缩的手持杆和装载控制App的手机;图像处理服务器包括农业病虫害诊断、信息记录和反馈模块等。手持杆可将安装在其前端的嵌入式相机送到人手或视觉难以企及的病虫害区域,手机可实时预览前端相机的拍摄画面和实现控制相机完成农业病虫害图像采集等功能;系统通过HTTP协议实现多个采集终端与图像处理服务器的数据交互,协同进行分布式计算,可以减少网络移动资费和服务器的负载。利用该系统对水稻纹枯病图像采集与诊断测试结果表明,该系统的图像采集终端可以便捷地采集到水稻纹枯病图像,手机端视频预览画面延时低,对相机控制命令无误,图像采集终端与服务器通信稳定,服务器端对水稻纹枯病图像处理和诊断实时,基于图像的水稻纹枯病为害等级诊断准确率为83.5%。如果服务器端加载不同的农业病虫害图像处理和诊断算法,该系统可广泛应用于各种农业病虫害图像的采集与诊断。     

甲基硫茵灵及其代谢物在不同种植模式黄瓜和土壤中的残留

采用液质联用仪比较分析了3个不同种植区域（江苏南京、广西南宁和湖南长沙）露地和大棚两种种植条件下黄瓜和土壤中甲基硫菌灵及其代谢物多菌灵的残留动态,同时对黄瓜中的最终残留量进行了比较分析。施药后,甲基硫菌灵在黄瓜和土壤中均能很快转化为多菌灵[施药后1 d甲基硫菌灵未检出（〈0.01 mg·kg-1）],多菌灵在露地黄瓜和土壤中的原始沉积量均低于大棚。3个试验点露地黄瓜中的半衰期分别为2.3、1.4 d和1.4 d,在大棚黄瓜中的半衰期分别为2.6、1.7 d和2.0 d。在3个试验点露地土壤中的半衰期分别为1.6、1.7 d和2.3 d,在大棚土壤中的半衰期分别为2.3、2.0 d和2.3 d。最终残留试验在最后一次施药后1 d采样时,大棚、露地黄瓜中的甲基硫菌灵均未检出（〈0.01 mg·kg-1）,多菌灵在3个试验点露地黄瓜中的最终残留量为0.014~0.162 mg·kg-1,而在3个试验点大棚黄瓜中的最终残留量为0.121~0.561 mg·kg-1。参照我国所制定的黄瓜中多菌灵的MRL（0.5 mg·kg-1）,露地种植方式下所有处理黄瓜中甲基硫菌灵代谢物多菌灵的最终残留量均符合国家标准的规定,但大棚种植方式下其残留量有超标的风险。     

Sodium and potassium effects on cation concentration and yield of lucerne and phalaris grown separately and together

Abstract

Lucerne (Medicago sativa L.) and phalaris (Phalaris aquatica L.) were grown separately and together in a pot trial on a yellow‐brown pumice soil with three rates of sodium (Na) and two rates of potassium (K) in factorial combination. Lucerne alone had a low Na concentration but growing phalaris as a companion grass produced herbage with a Na concentration adequate for stock. Na application increased the Na concentration in phalaris and the mixture of phalaris and lucerne much more than in lucerne alone; had little effect on K concentration; slightly reduced Mg concentration; and greatly reduced Ca concentration but not as much in lucerne as in phalaris or the mixture with lucerne. K application increased K concentration and reduced Na, Ca and Mg concentrations throughout. Yield of phalaris grown alone and in combination with lucerne was increased significantly by Na application when K concentration in the plants was low. Yield of lucerne was not affected by Na application and it is concluded that Na did not substitute for K in this species. It is concluded that field trials are warranted to investigate the possibility of growing a special purpose mixture of lucerne and phalaris on New Zealand yellow‐brown pumice soils to provide feed that has adequate Na for grazing animals.     

Forest soil respiration and its heterotrophic and autotrophic components: Global patterns and responses to temperature and precipitation

Quantifying global patterns of forest soil respiration (SR), its components of heterotrophic respiration (HR) and belowground autotrophic respiration (AR), and their responses to temperature and precipitation are vital to accurately evaluate responses of the terrestrial carbon balance to future climate change. There is great uncertainty associated with responses of SR to climate change, concerning the differences in climatic controls and apparent Q₁₀ (the factor by which respiration increases for a 10 °C increase in temperature) over HR and AR. Here, we examine available information on SR, HR, AR, the contribution of HR to SR (HR/SR), and Q₁₀ of SR and its components from a diverse global database of forest ecosystems. The goals were to test how SR and its two components (AR and HR) respond to temperature and precipitation changes, and to test the differences in apparent Q₁₀ between AR and HR. SR increased linearly with mean annual temperature (MAT), but responded non-linearly to mean annual precipitation (MAP) in naturally-regenerated forests. For every 1 °C increase in MAT, overall emissions from SR increased by 24.6 g C m⁻² yr⁻¹. When MAP was less than 813 mm, every 100 mm increase in MAP led to a release of 75.3 g C m⁻² yr⁻¹, but the increase rate declined to 20.3 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP was greater than 813 mm. MAT explained less variation in AR than that in HR. The overall emissions in AR and HR for every 1 °C increase in MAT, increased by 12.9 and 16.1 g C m⁻² yr⁻¹, respectively. The AR emissions for every 100 mm increase in MAP, increased by 44.5 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP less than 1000 mm. However, above the threshold, AR emissions stayed relatively constant. HR increased linearly by 15.0 g C m⁻² yr⁻¹ with every 100 mm increased in MAP. The Q₁₀ value of SR increased with increasing depth at which soil temperature was measured up to 10 cm and was negatively correlated with HR/SR. Our synthesis suggests AR and HR differ in their responses to temperature and precipitation change. We also emphasized the importance of information on soil temperature measurement depth when applying field estimation of Q₁₀ values into current terrestrial ecosystem models. Q₁₀ values derived from field SR measurements including AR, will likely overestimate the temperature response of HR on a future warmer earth.     

低山丘陵区开发建设项目水土保持与生态建设

边坡植被恢复是解决高速公路建设所造成的环境破坏问题的重要手段之一,已受到人们的普遍重视.但是,对坡面植被恢复质量的评价尚没有统一、公认的指标体系.基于恢复生态学和美学的理念,在分析坡面植被功能的基础上,参考道路工程、植物生态学、恢复生态学、草地生态学、水土保持学、景观学等理论.提出了绿期、盖度、多度、截流量、综合抗性、根系稳定效果、景观优美度、管理水平8个重要评价指标,并给出了各指标的量化计算办法.利用AHP评判矩阵计算了各评价指标的权重.根据坡面植被群落的演替规律,提出了建议的评价时间,得出了坡面植被恢复质量的评价值,确定了质量等级.结合2008年奥运公路--济南至青岛高速公路南线工程,进行了实例分析.