浐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10a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。     

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.     

汉江生态经济带景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化及关联性

[目的] 研究汉江生态经济带景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化及关联性,不仅为区域生态安全及生态系统的可持续发展提供理论依据,也为经济带景观格局优化和土地资源合理配置提供理论支撑。[方法] 基于生态系统服务价值当量表,对汉江生态经济带土地景观格局及生态系统服务价值进行了评估,分析二者之间的内在联系,揭示景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化规律,探析了二者的互馈关系。[结果] ①1990—2020年汉江生态经济带景观破碎度逐渐增强,景观生态风险有微增现象;空间上呈现“上游低风险,中游中高风险与低风险相伴,下游高风险”的格局。②1990—2020年汉江生态经济带生态系统服务价值有微增态势,增加了86.6亿元,年增长率为0.06%,其中调节服务的贡献率高达66.8%,支持服务贡献率为22.2%;空间上呈现“上游山区为中高值区,中游中高价值与低价值相伴生,下游低价值”的格局; ③1990—2020年二者呈现负相关的波动性变化,低生态服务价值面临高生态风险,而高价值存在低生态风险,2005年以前显著性有所下降,2005年以后显著性有所上升。[结论] 总体来看,应重视该经济带的生态系统整体性,加强流域内部的有机协同发展,上游重视生物多样性保护,下游加强生态空间用途管制,综合提高经济带生态系统服务价值。     

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。     

基于适应性循环的丹江口库区生态风险评价

库区是流域水系的重要组成部分,厘清库区经济社会发展过程中的生态环境效应和综合生态风险,对库区生态风险适应与缓解的决策制定具有重要意义。现有研究忽视了库区生态系统的自组织动态演化过程,有必要进一步考虑库区生态系统与社会系统的时空交互过程,对库区生态风险进行更为综合性和针对性的评价,弥补库区生态风险定量化评价研究空缺。基于此,以丹江口库区为例,综合考虑库区生态环境、景观结构及人类活动等要素,构建基于适应性循环理论框架的“潜力—连通度—韧性”三维综合评价指标体系,选取1990—2018年7个年份的数据,对研究区7个县(市、区)的生态风险适应性循环周期进行刻画。结果表明:(1)丹江口库区整体生态风险水平呈波动状下降趋势,生态风险变化趋势存在地域差异,淅川县、茅箭区、张湾区为生态风险上升地区;(2)适应性循环的阶段特征能够为判断库区生态风险现状提供依据,适应性循环释放阶段、重组阶段及僵化阶段表现出生态系统风险上升的趋势。修正后的适应性循环模型对系统僵化风险的指示作用更加明显,2015年以来,丹江口库区社会—生态系统处于重要的转折阶段,有效防止生态风险的进一步扩大是当前库区生态系统管理的关键所在,对于维持库区社会—生态系统的可持续性至关重要。     

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Meta分析的运城市生态系统服务价值评估

[目的]对山西省运城市生态系统服务价值(ESV)进行评估,为区域可持续的城市发展模式研究提供科学参考.[方法]应用中国地级市生态服务价值的研究案例,确立自变量因子,采用Meta分析价值转移法建立运城市景观生态系统服务价值转移模型,并结合2007-2017年期间运城市景观格局估算运城市景观生态价值.[结果]①研究时间、研...     

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。     

湟水河流域景观格局与生态风险时空特征及驱动因子探测

[目的] 分析景观格局变化特征及景观生态风险时空演变规律与影响驱动因子,为流域综合治理,生态系统管理和可持续发展提供理论依据。[方法] 基于湟水河流域2000,2010,2020年3期土地利用数据,采用景观指数法构建流域景观生态风险评价模型,耦合ArcGIS 10.6,Fragstats 4.2,GeoDa 1.20讨论景观格局与生态风险的时空动态特征,利用地理探测器识别驱动景观生态风险空间分异的主导因子。[结果] ①草地和耕地是湟水河流域的优势地类,土地转移主要发生在耕地、草地和建设用地之间,城市扩张是近20 a土地利用变化的主要特征。②2000—2020年景观生态风险先增后减小,生态服务价值与景观生态风险表现出负相关性。③景观生态风险空间分布主要呈现“高—高”和“低—低”集聚,高程是导致景观生态风险空间格局分异的主导因子,因子交互作用对景观生态风险空间分异有增强效应。④景观生态风险空间格局具有明显的海拔梯度效应。可根据海拔梯度将湟水河流域划分为重点管控区、严格管控区和一般管控区。[结论] 生态治理和生态修复是湟水河流域景观生态风险指数下降的主要原因,不同生态风险空间管控区应采取差异化调控措施,土地利用优化管理与用途管制在生态风险调控中需高度关注。     

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。     

长三角地区景观生态风险与人类活动强度的响应及其时空关联

人类活动是诱发区域生态风险的重要因素,但生态风险与人类活动在不同尺度下的表征效果不一,响应程度不同,从多尺度科学地研究区域景观生态风险与人类活动强度的关联特征对于协调区域人地关系地域系统矛盾,推动地区可持续发展具有重要意义。该研究以长三角地区为研究对象,基于1990—2020年4期土地利用、夜间灯光、人口空间分布数据,建立市域、县域、格网三级尺度,构建景观生态风险及人类活动强度评估模型,刻画不同尺度下二者的时空响应特征,并基于Copula函数、双变量空间自相关及耦合协调度模型,揭示景观生态风险与人类活动强度的时空关联性。结果表明：1)1990—2020年间不同尺度下长三角地区景观生态风险均呈现北高南低的空间分布格局,且高风险地区持续减少,低风险区均呈增加趋势,其中市域尺度下高风险地区的减势最明显,而县域尺度下,低及中低风险区总体增势最为显著;2)1990—2020年间不同尺度下长三角地区人类活动强度均呈现东北高西南低的空间分布格局且高强度区域均呈现显著上升趋势,而低强度区域均明显下降,其中格网尺度下高强度区域增幅最大,达13.42个百分点,市域尺度下低强度区域的减幅最为明显,达9.76...     

南京都市圈生态系统服务时空变化及权衡协同关系

[目的]全面理解生态系统服务的时空格局特征及其相互关系,可以丰富生态系统服务及可持续发展等相关理论,并对区域生态环境管理政策的制定具有重要指导意义。[方法]以南京都市圈为研究区,在评估2000—2020年的产水、粮食供给、土壤保持和碳固持等4种生态系统服务的基础上,分析各类型生态系统服务能力在地类和区域上的差异;通过识别生态系统服务热点区及其热点服务类型,评估不同区域服务供给能力;进而采用相关系数和差异比较等方法探究南京都市圈生态系统服务静态与动态的权衡/协同关系。[结果]2000年、2010年、2020年,南京都市圈的产水量、粮食产量、土壤保持量及碳固持量的三年平均值分别为522.12 mm, 4.20 t/hm²,42.61 t/hm²,44.57 t/hm²,除碳固持服务逐年下降,其他服务均呈逐年递增趋势。受土地利用类型和区域自然环境的作用,产水、土壤保持和碳固持服务呈南高北低的空间分布,粮食供给服务则呈南低北高的空间格局。由北向南依次形成了以粮食供给服务为主的1重服务热点区、以产水和粮食供给服务为主的2重服务热点...     

阿温同城土地利用变化对生态服务价值的影响

[目的]对快速城镇化区域土地利用及其生态服务价值变化进行模拟与分析,可为阿温同城国土空间规划土地科学利用提供参考。[方法]运用ESV估算方法、CA_MCE_MARKOV模型、贡献度测算与分析了2010—2030年阿温同城土地利用变化对生态服务价值的影响。[结果](1)2010—2030年阿温同城草地、未利用地向其他地类转移,耕地、园地、林地、建设用地扩张明显。ESV增加了129.62亿元,呈“北高、南与西低”分布特征; 水文调节是ESV的主体,水域的转换是影响ESV增减变化的主要因素。(2)ESV高值格网位于北部冰川高山,低值格网位于西部阴干山区及南部绿洲平原; ESV损失冷点区域位于天山生态涵养区北部、城乡发展协调区中部,ESV增值热点区域位于天山生态涵养区北部、城乡发展协调区南部、田园绿洲保育区南部。(3)2020—2030年ESV增值区向阿克苏河流域集中; 延续发展态势会导致城乡发展协调区、田园绿洲保育区ESV出现负增长。[结论]以水资源约束为前提,积极开展荒地绿化、加强水体及林草地保护、严格控制建设用地和耕地的增长并引导其内部结构优化,是谋求ESV良性增益、筑牢天山南麓生态安全屏障的有效措施。     

安徽省设施农业冬季低温风险分析和区划

利用1960-2010年安徽省29个气象观测站的冬季气象监测资料,采用数理统计方法,由年极端低温发生的气候概率,确定设施农业类型布局;由年极端低温气候概率及其波动性、各地冬季逐日最低气温发生强度及其平均日数4个参量,构建设施农业低温综合风险指数,并进行评估。结果表明：（1）安徽各地冬季低于-5.0℃的极端低温的气候概率超过80%,不宜发展塑料小拱棚。（2）低于-10.0℃的极端低温的气候概率为20%,其等值线基本与淮河走势一致,沿淮河向南极端低温逐渐减小的地区适宜发展塑料大棚,沿淮河向北逐渐增高的地区适宜发展日光温室。（3）冬季塑料大棚和日光温室生产的低温冷（冻）害风险综合指数可分为无、轻、中、重和特重5级,淮河以南塑料大棚发展区内,除沿淮河为重度风险区外,其它区域均为中度-轻度风险区,尤其是皖西南部和皖东南部的大部区域均为轻度风险区。淮河以北日光温室发展区内,东北部的宿州市全境和淮北市大部区域为特重风险区,西南部的亳州和阜阳市所辖的区域为中度风险区,其它区域为轻度风险区。     

新疆天山东段南北坡土壤侵蚀调查

[目的]开展新疆维吾尔自治区天山南北坡土壤侵蚀调查,研究该区土壤侵蚀特征和影响因子,以期为该区域水土流失防治提供科学依据。[方法]在新疆天山东段南北坡选取了14个调查单元,于2019年6月25—30日,对调查单元内的土壤侵蚀类型与特征、土地利用类型和植被生长状况等进行了调查。[结果]天山南北坡土壤侵蚀主要发生在草地和开发建设项目区。草地整体退化严重,放牧导致鳞片状侵蚀和羊道侵蚀广泛存在,局部区域发生剥蚀、掏蚀和重力侵蚀。开发建设项目防护措施较少,侵蚀表现形式以堆积体沟蚀为主。[结论]过度放牧导致研究区草地生态系统恢复缓慢,开发建设项目对原生态系统的破坏,引起了严重的人为加速侵蚀,严重威胁天山区域的生态安全。在该区域迫切需要开展土壤侵蚀基础数据的监测与研究,加大水土保持工作力度,建立合理的放牧制度,加速生态系统恢复速度,减少水土流失,保障天山地区生态安全和健康发展。     

基于信息扩散理论的南方双季早稻气象灾害风险评估

小满寒（GBC）和高温热害（HTD）是影响南方双季早稻生长发育及产量形成最主要的农业气象灾害。为了提高双季早稻气象灾害的预测预报能力,利用双季稻区142个站点1960-2012年常规气象观测数据,根据前人研究的关于小满寒和高温热害临界气象指标,统计分析各站点历年发生小满寒和高温热害次数,运用信息扩散理论对双季早稻种植区各站点进行精细化风险评估。结果表明：（1）双季早稻小满寒及高温热害年平均发生次数空间分布差异显著,小满寒发生次数由南向北大致呈逐级递增趋势,呈明显的带状分布,高温热害频发区主要集中在湖南衡阳、双峰、郴州一带,江西大部分地区以及浙江金华、衢州、丽水附近,湖北甲鱼、武汉、黄石以及安徽安庆部分地区。（2）小满寒和高温热害至少发生1次及以上的概率值空间分布特征较为相似,大部分地区均表现为明显的高概率区,重现期较短,再现率较高;小满寒及高温热害超越概率值低概率区随着年发生次数的增加而逐渐减小。（3）随着年发生次数的明显增加,早稻小满寒及高温热害重现期短的站点数减少,重现期长的站点数相应增加。     

重庆市三峡库区水源涵养重要功能区生态系统服务功能时空演变特征

[目的]揭示重庆市三峡库区水源涵养重要功能区2000—2010年生态系统服务功能的时空演变特征,为其生态环境的可持续性管理提供依据。[方法]在RS和GIS技术支撑下,选择生物多样性维持、土壤保持、水源涵养和碳固定4项生态系统服务功能建立评估模型。[结果](1)10a间,研究区生态系统服务功能高等级面积增加了386.14km2;(2)各单项服务功能中,水源涵养功能高等级面积增加了4 016.4km2,土壤保持功能高、较高和中等级面积分别增加了516.2km2,2 825.9km2和2 493.8km2;(3)空间分布显示,生态系统服务功能较好的区域主要集中于开县北部、巫山县北部,奉节县南部以及长江干流支流两岸和区内植被覆盖较好的山脊(呈带状分布);生态系统服务功能较差的区域主要分布于长寿、垫江、梁平地势较平缓地区和开县、云阳、奉节、巫山地势陡峭、地质灾害多发地区。[结论]研究区内生物多样性维持功能、水源涵养功能10a间总体呈上升趋势,土壤保持功能、固碳功能总体较差,但两者呈上升趋势,好转区域主要集中于季节性水位淹没形成新生湿地的长江干流沿岸。     

宁南脱贫地区社会-生态系统脆弱性及其影响因素

[目的]揭示宁南脱贫地区社会-生态系统脆弱性时空变化趋势,探究其主要驱动因子,进而提出降低系统脆弱性,推动实现脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的对策建议。[方法]基于宁南脱贫地区自然、社会经济及土地利用等数据,从暴露度、敏感性和适应力三个维度构建脆弱性评价体系,借助VSD模型开展宁南脱贫地区社会-生态系统脆弱性研究,并地理探测其影响因素。[结果]时序上,脆弱性先降后升,其中暴露度与之一致,敏感性先升后降,适应力不断上升。空间上,脆弱性南升北降且高值区不断向南集中而低值区呈南北分散分布,暴露度南升北降且高值区不断向南集中,敏感性南升北降且始终保持南高北低的态势,适应力南北升降变动较大且高值区趋于收敛。地理探测脆弱性主要受农业产值比重(0.681 7)、平均坡度(0.596 5)、城市化水平(0.591 3)、地方财政性收入(0.568 4)和水资源总量(0.523 6)的影响。[结论]宁南脱贫地区社会-生态系统脆弱性时空分异显著,自然因素和社会经济因素同时起主导作用,应注重自然条件和社会经济条件的双重改善。     

河北省怀来县宜耕未利用地开发适宜性及生态风险评价

未利用地作为重要的耕地后备资源,研究其开发适宜性及开发生态风险是实现土地可持续利用的重要举措,对保障我国粮食安全、实现经济发展和生态文明建设均具有重要意义。在此背景下,以河北省怀来县为例,利用综合指数法对其他草地、裸地和内陆滩涂等未利用土地进行开发适宜性评价及开发生态风险评价,进而解决开发时序之间的权衡问题。研究表明:(1)其他草地宜耕开发可分为3个等级,呈中部高南北低趋势,主要为三级宜耕其他草地,面积为29 027.84hm~2,占全县其他草地面积的59.75%;(2)裸地宜耕开发可分为2个等级,集中分布在县中北部,主要为二级宜耕裸地,面积为1 994.39hm~2,占全县裸地面积的93.35%;(3)内陆滩涂全部为一级适宜性,面积为7 658.19hm2,分布在县中部官厅水库周围;(4)生态风险区可分为5级,呈两端生态风险高中间生态风险低的格局,主要为高生态风险区,面积为20 975.10hm~2;(5)高生态风险区和中高生态风险区应以生态保护为主,中生态风险区尽量不用作第一开发时序用地,低生态风险区和中低生态风险区可用作首选开发用地。