乡村景观多功能权衡–协同关系时空格局研究——以上海市青浦区为例

景观多功能定量化及其权衡–协同关系研究是景观生态学研究的热点。研究针对景观功能相互表征的科学性和景观多功能间关系定量化问题,以上海市青浦区为例,采用"生产–生活–生态"功能框架构建6种乡村景观功能,利用1980–2018年的基础数据,采用Spearman秩相关系数分析和双变量空间自相关相结合的方法,对该区域184个行政村的乡村景观多功能间权衡–协同关系变化特征进行研究,得到以下结果:(1)都市郊区的农业生产功能不能取代经济发展功能,青浦区经济发展功能已成为主导的功能形态。(2)青浦区乡村景观多功能间权衡–协同关系时空差异显著,表现为:农业生产功能与经济发展功能、经济发展功能与生态调节功能、经济发展功能与环境维衡功能始终呈现为权衡关系,为该区不可回避的矛盾,该结果表明该区经济发展是以牺牲生态环境为代价实现的;经济发展功能与景观美学功能间权衡关系显著,且二者关系格局呈东部权衡、西部协同,权衡区的数量递增;经济发展功能与空间承载功能间关系格局呈现东部权衡和西部协同格局,且协同关系区呈增长趋势;景观美学功能与生态调节功能/环境维衡功能间权衡区集中在青东区域,协同区分布于青西区域,且权衡区数量先增后减,协同区先减后增。(3)时空结合的分析方法能准确全面地反映乡村景观多功能间权衡–协同关系演变特征。     

乡村景观多功能权衡–协同关系时空格局研究——以上海市青浦区为例（英文）

景观多功能定量化及其权衡–协同关系研究是景观生态学研究的热点。研究针对景观功能相互表征的科学性和景观多功能间关系定量化问题,以上海市青浦区为例,采用"生产–生活–生态"功能框架构建6种乡村景观功能,利用1980–2018年的基础数据,采用Spearman秩相关系数分析和双变量空间自相关相结合的方法,对该区域184个行政村的乡村景观多功能间权衡–协同关系变化特征进行研究,得到以下结果:(1)都市郊区的农业生产功能不能取代经济发展功能,青浦区经济发展功能已成为主导的功能形态。(2)青浦区乡村景观多功能间权衡–协同关系时空差异显著,表现为:农业生产功能与经济发展功能、经济发展功能与生态调节功能、经济发展功能与环境维衡功能始终呈现为权衡关系,为该区不可回避的矛盾,该结果表明该区经济发展是以牺牲生态环境为代价实现的;经济发展功能与景观美学功能间权衡关系显著,且二者关系格局呈东部权衡、西部协同,权衡区的数量递增;经济发展功能与空间承载功能间关系格局呈现东部权衡和西部协同格局,且协同关系区呈增长趋势;景观美学功能与生态调节功能/环境维衡功能间权衡区集中在青东区域,协同区分布于青西区域,且权衡区数量先增后减,协同区先减后增。(3)时空结合的分析方法能准确全面地反映乡村景观多功能间权衡–协同关系演变特征。     

珠三角城市群地区都市农业功能演变及其协同-权衡关系

以珠三角城市群地区的县（区）为研究单元,从生产供给、经济发展、社会保障和生态保育四个维度构建都市农业功能评价指标体系,利用熵值法、时空差异诊断模型、Spearman秩相关系数法和双变量局部空间自相关模型等对2005年、2012年和2019年珠三角地区都市农业多维功能演变及协同-权衡关系进行测度。结果表明：① 2005—2019年,珠三角地区都市农业的生产供给、经济发展和社会保障功能均值先下降后上升而生态保育功能反之;生产供给和生态保育功能总体呈现稳定的外部较强而中心偏弱的空间格局,经济发展和社会保障功能的空间分布格局变化较大。② 时间上,2005年珠三角都市农业经济发展功能较其他功能相对独立发展,2012年功能之间权衡关系显现,2019年各功能之间以协同关系为主;空间上,珠三角地区都市农业生态保育功能与其他三项功能的协同-权衡关系较为稳定,社会保障功能与生产供给、经济发展功能的协同-权衡关系较为稳定。③ 都市农业功能演变及协同-权衡关系发展具有阶段性特征,大致呈现“相互独立/低位协同-相互权衡-高位协同”的演化规律。     

长三角快速城市化地区景观多功能性演变——以苏州市为例

评估快速城市化地区的景观多功能性演变特征对于理解城乡发展转型下的资源配置与优化、制定合理的区域土地管理与规划政策至关重要。论文以长三角经济区中城市化进程最为突出的代表性城市——苏州市为研究区,选取居住承载、粮食供给、生境维持、水源涵养、气候调节与土壤保持6种景观功能指标,通过空间分析、SOFM网络模型等方法,基于1 km景观单元对区域景观多功能性的热点演变规律、权衡协同演化关系等进行分析。研究表明：① 受城市扩张影响,2000—2015年间苏州市景观多功能以居住承载功能的扩散态势为主,其他景观功能均呈现差异化缩减趋势,其中粮食供给与生境维持的功能弱化最为显著,且3种调节功能的空间分布特征存在一致性。② 随时间推移,苏州市景观多功能性逐渐增强,其高值区(>2)范围集中分布在林草地与耕地景观。在社会经济发展影响下,区域景观多功能性时空演变特征由强到弱并逐渐趋于稳定,演变热点区主要分布在乡村地区与城乡结合部,冷点区则以生态空间集聚为主。③ 景观多功能之间权衡与协同关系在研究期内的特征规律并未因时间序列演进表现出差异性,但权衡与协同程度存在波动性变化趋势。结合多功能权衡特征与多功能性热点变化规律,可在景观单元与乡镇行政单元上将苏州市划分出8类主导景观功能与4类城乡发展分区。整体而言,长三角快速城市化地区的景观多功能性优势呈“城市→近郊区→远郊区→乡村”的圈层式空间迁移过程,但多功能性映射出的土地利用多样化势必会导致更多的土地利用冲突问题,决策者应在多尺度时空耦合视角综合考虑景观管理或土地利用政策的设计与实施。     

基于多源数据的乡村功能空间特征及其权衡协同关系度量

本研究基于土地利用、兴趣点、社会经济统计等数据,从乡镇尺度揭示了北京生态涵养区经济发展、农产品生产、社会保障、生态服务、旅游休闲以及综合功能的空间特征,并运用Spearman秩相关分析、生产可能性边界（PPF）、权衡强度指数等定量探讨了多功能间的权衡-协同关系及其权衡程度。结果表明：① 经济发展、社会保障和休闲旅游功能的空间格局相似;生态服务功能与经济发展、社会保障和农产品生产功能的空间格局基本相逆。② 经济发展与农产品生产/社会保障功能为显著协同关系;经济发展/农产品生产/社会保障与生态服务功能为显著权衡关系。③ 按照“‘权衡强度越小,功能间共生发展’‘权衡强度越大,最多发展一种功能’”的思路,以追求乡村功能组合的综合效益最大化为目标,将生态涵养区划分为I（4种功能共生）、II（3种功能共生）、III（2种功能共生）和IV（单一功能发展）4种类型区。研究结果将为区域乡村振兴规划编制提供参考,为乡村功能协同发展路径设计提供技术支撑。     

基于多源地理数据融合的黑河中游土地多功能性时空格局与权衡研究

土地多功能利用是提高土地利用效率、缓解人地矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。研究构建了“生产-生活-生态”功能的土地多功能性评价指标体系,基于3 km×3 km格网,融合了遥感、统计、POI等多源地理数据,利用投影寻踪模型对黑河中游土地多功能性进行评价,通过变量相关分析和双变量局部空间自相关分析,揭示了土地多功能权衡与协同关系,并采用RGB三通道合成与二阶聚类分析相结合进行土地功能分区。结果表明:(1)黑河中游在不同利用方式下呈现不同功能,在走廊平原区土地功能以生产功能为主导,生活功能和生态功能为辅。生产功能在走廊绿洲农业区优势明显,生活功能高值区集中于城镇等基础设施条件较好的地区,祁连山、龙首山发挥着生态屏障作用。(2)研究时段内,土地多功能性稳中增强。土地多功能性与一级功能的空间格局保持稳定,土地功能间协调性普遍增强,不同功能在空间上日益重叠。(3)按照主导利用方向,土地可划分为以农业生产与城镇空间为主体的重点开发区、优化开发区和适度开发区,以及以生态空间为主的生态屏障区、生态缓冲区和生态修复区。(4)土地多功能利用仍有提升空间,尤其要加强对非主导功能的关注,协调功能间的固有矛盾;统筹推进生态修复,关注自然资本增值,从构建区域绿水青山的格局挖掘土地价值新的增长点。     

乡村空心化治理视角下区域耕地多功能与价值耦合协调研究

解析耕地功能价值与建设宜居宜业和美乡村的内在关系,诊断区域耕地多功能与价值耦合协调程度,对于有效治理乡村空心化、全面推进乡村振兴具有重要意义。论文基于粮食主产区典型区域的耕地资源特征,运用综合评价模型、耦合协调模型、探索性空间分析、地理加权回归等方法,探究辽宁省2005—2020年耕地多功能与价值耦合协调水平及作用机制,据此提出解决乡村空心化问题的分区治理路径。研究表明,在研究期间：(1)辽宁省耕地多功能耦合协调度平稳上升,呈现“西北优于东南”分异格局,仍具有提升空间;(2)辽宁省耕地价值耦合协调度处于平稳状态,形成“核心高、两翼低”排列格局,各地市之间差异较大;(3)辽宁省耕地多功能与价值的耦合协调度表现出低速增长态势,二者之间的空间集聚效应缓慢增强,建立了良好的协同关系;(4)辽宁省耕地多功能对其价值变化具有显著的异质性影响,二者存在演化趋势的非同步性、时空分异的非均衡性以及动态关联的路径依赖等。研究旨在分析耕地功能价值的耦合协调,探讨乡村空心化治理路径,以期促进粮食主产区的乡村“人—地—业”协同发展,为夯实粮食安全根基、加快农业农村现代化提供参考。     

基于乡村多功能评价的城市边缘区“三生”空间划分研究

城市边缘区乡村多元价值凸显,迫切需以乡村多功能理论为指导划分“三生”空间,以空间重构促进转型发展。论文首先从生产、生活与生态功能方面评价城市边缘区多功能时空变化;其次进行图斑尺度“三生”空间适宜性评价,两者共同得到基于乡村多功能的“三生”空间适宜性;最后据此设计算法划分“三生”空间。研究发现：① 城市边缘区乡村休闲娱乐、观光农业等功能显现,需要重构多功能空间促进转型发展;② 江苏徐州市铜山区乡村非农生产与生活功能主要分布在与中心城区较近地区,农业空间主要分布在中心城区远郊外围,生态功能则表现出高度空间异质性,农业、非农生产与生活功能在提升,而生态功能则普遍下降;③ 县域“三生”空间划定需多尺度联合,既要考虑乡镇尺度多功能差异,还要体现图斑尺度适宜性,才能为空间规划提供有意义的借鉴。论文提出的基于乡村多功能评价的“三生”空间划分可为即将开展的国土空间规划提供科学依据。     

甘肃白龙江流域生态系统服务变化及权衡与协同关系

甘肃白龙江流域是长江上游主要的水源涵养区和环境脆弱区,近几十年来高强度的人类活动加剧了生态环境压力,因此开展白龙江流域生态系统服务变化及权衡协同关系研究对该区域的可持续发展具有重要意义。本文通过生态系统服务变化指数（ESCI）、空间自相关、相关系数法,定量分析了1990-2014年甘肃白龙江流域生态系统服务时空变化过程、空间集聚特征及生态系统服务间的权衡与协同关系。结果表明：① 1990-2014年间产水量、碳储量、土壤保持和农作物生产4种典型生态系统服务的ESCI值变化迥异,空间分布各具特色,具体表现为：产水量ESCI极值变化超过1倍且前后两时段（1990-2002年,2002-2014年）分布格局有较大出入,而两时段内的碳储量ESCI值变化相同,分布格局也相似,土壤保持ESCI值两极化趋势较农产品生产不明显,但这两者后一时段均与前一时段的ESCI分布相反;② 4种典型生态系统服务存在空间自相关,局部上正相关类型“组团”出现,集聚性较强,负相关类型散布,集聚性低,空间异质性显著;③ 两种供给服务（产水量与农作物生产）呈负相关的权衡关系,两种调节服务（碳储量与土壤保持）呈正相关的协同关系,不同的供给和调节服务之间关系既有权衡也有协同关系;④ 数值关系上,不同生态系统服务之间的权衡/协同关系在Moran's I和相关系数上表现不一;空间格局上,生态系统服务间的权衡/协同关系异质性显著。     

生态脆弱区社会—生态景观恢复力时空演变及情景模拟

从最具操作性的景观尺度探究社会—生态系统恢复力的时空分异及其演变,对于揭示人类活动变化对生态环境及其景观服务的影响机制,促进区域可持续发展意义重大。以黄土丘陵沟壑区米脂县作为典型案例地,从生态、社会、生产3个系统维度构建社会—生态景观恢复力评价指标体系,分析研究区各子系统和整体社会—生态景观恢复力时空演变及其相互关系。结果显示：① 研究区2000-2015年社会—生态景观3子系统恢复力空间分异显著且都有增强。其中,“退耕还林”第1阶段（2000-2009年）增强突出,生态、社会、生产三系统恢复力指数分别上升0.134、0.048、0.028;第2阶段（2009-2015年）增强相对减缓,生态、社会、生产三系统恢复力指数分别上升0.038、0.017、0.021。② 总体社会—生态景观恢复力空间分异同样显著,其恢复力指数上升11.60%,呈现中间高东西低的空间格局。③ 子系统与整体景观系统恢复力变化之间有主导性正向关系,且3个子系统恢复力变化协同关系显著,两个或三个系统协同率达到90%以上。最后,运用有序加权平均法,基于干扰指标与适应能力指标的不同权重设置情景偏好,绘制出“不可持续导向型”“维持现状型”和“可持续导向型”3种情景下的社会—生态景观恢复力模拟图,为区域景观适应性管理提供决策支持。     

山区土地多功能性与过渡性地理空间关联分析

以宜宾市长宁县为研究区,基于多源数据,在栅格尺度上量化了土地利用功能。利用景观叠加分析及相关性分析等方法,明确了土地多功能性的空间分异特征,并揭示了土地功能与地形要素之间的地理空间过渡性关联。结果表明：① 山区过渡性地理空间土地生产、生态和生活功能具有多组合性,空间异质性较强。② 长宁县土地多功能性在空间上由北部平原向南部山区过渡递增,多重和双重功能主导的土地主要分布在中部槽谷和南部山区,占土地总面积的50%以上。③ 地形因子对土地多功能景观的形成发挥较大的作用,海拔650 m、地形起伏度200 m、坡度15°是土地利用多功能性的临界值,超过此临界值土地多功能性趋于减少,但生态功能占居主导。     

基于适宜性和安全性评价的干旱区绿洲后备耕地资源开发——以渭干河—库车河三角洲绿洲为例

选择典型干旱区渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,基于遥感、地理信息系统技术和相关应用软件,在详实的野外实测数据、土地利用数据和遥感数据支持下,应用空间插值、叠置分析、逐步回归、神经网络、层次分析等方法,建立评价模型,进行自然、生态、土地利用和综合适宜性评价,相应确定后备耕地资源开发的适宜性等级、适宜度及其分布;提取三期遥感影像信息并进行分类,根据后备耕地资源利用/覆被类型的特征,构建后备耕地资源开发的安全性指数计算模型,加入水源保证条件限制,构建综合安全性评价模型,进行后备耕地资源开发综合安全性的时空分析;基于适宜性与安全性评价,进行叠置分析、综合性分级。研究表明：后备耕地资源开发综合性等级的区域分布呈现环状特征,适合后备耕地资源开发的区域面积与禁止开发的区域面积数量相差十倍。最后提出后备耕地资源开发的举措建议。     

洞庭湖地区耕地功能时空演变特征及影响因素研究

耕地功能时空演变规律及影响因素研究是凸显耕地价值与作用、推动地区协调发展的重要科学依据。综合运用熵值法、地理探测器模型等方法,以湖南省洞庭湖地区24个县市区为研究区域,对该地区耕地功能的时空演变、空间分异及其影响因素进行研究。结果表明：① 1998—2018年洞庭湖地区耕地经济生产功能整体呈增强趋势,主要集中于洞庭湖地区中部、西南部等农业基础较好的区域;社会保障功能整体增强明显,仅有临澧县、津市市和鼎城区3个地区功能强度有所减弱;生态维护功能空间格局变化较小,整体呈中间高两边低的态势。② 自然地理条件是早期影响地区耕地功能的主要因素,随时间推移其影响能力逐渐弱化;社会经济发展到一定阶段,社会经济因素对耕地功能空间分异的影响能力逐渐增强,并凸显出决定性作用;耕地利用水平的不断提升,对耕地功能空间分异影响能力逐渐增强;不同因子之间的交互作用能够明显增强对洞庭湖地区耕地功能空间分异的解释力,共同推动地区耕地功能多元化发展。     

基于要素视角的耕地"三生"功能理论建构与实证研究

基于要素视角考察耕地功能还处于探索阶段,并且已有的耕地功能分类体系与国家乡村振兴战略及国土空间规划体系衔接性较弱。论文通过对耕地构成要素的系统分析,界定了耕地、耕地功能及耕地生产-生活-生态功能的内涵,理论上建构了耕地“三生”功能的测评框架及分区概念模型。实证表明,南安市80%的耕地生产与生活功能以及60%的耕地生态功能为中等及以上,说明耕地利用功能强度较高。耕地生产、生活与生态功能分别在自然生产潜力与地理区位条件、耕作可达水平与耕地依赖程度、生态基底条件与生态保护政策等因素的影响下,表现出较为明显的地域趋同性。南安市耕地多功能利用水平较低且耕地开发已经危及区域生态安全,为此需要依据耕地功能分区的空间分布、组合结构及功能强度采取差异化的利用、保护与管理策略。     

基于土地利用的河北省生态系统服务权衡/协同关系研究

在分析土地利用变化的基础上,基于InVEST模型计算1985-2015年河北省农作物生产、碳储量、生境质量和土壤保持4种生态系统服务,利用ESCI指数、相关分析法、ESTD模型及双变量局部空间自相关方法识别不同尺度生态系统服务空间格局变化及权衡/协同关系。结果表明:1)1985-2015年河北省土地利用变化剧烈,建设用地、林地面积不断增加,耕地、草地、未利用地逐渐减少,但不同时段变化趋势不同。受土地利用变化影响,河北省4种生态系统服务变化趋势迥异:农作物生产水平不断提升,碳储量呈先增后减趋势,生境质量变化平稳,土壤保持呈波动减少态势。2)从省域尺度看,河北省各类生态系统服务之间相互影响,碳储量与农作物生产以及土壤保持与生境质量均呈现协同关系,农作物生产与生境质量、土壤保持以及碳储量与生境质量、土壤保持均呈现权衡关系;从区域空间分异看,供给服务与支持服务间权衡/协同关系空间变化明显,支持服务中碳储量与生境质量总体上呈现西北协同—东南权衡关系,生境质量与土壤保持以协同关系为主,碳储量与土壤保持以权衡关系为主;从县域尺度看,土壤保持与碳储量、生境质量以及农作物生产与碳储量、土壤保持的权衡/协同关系集聚特征明显,而生境质量与农作物生产、碳储量的权衡/协同关系集聚特征较为分散。理清不同区域生态系统服务间的关系,可避免不必要的权衡风险,为优化河北省土地利用空间布局、实现社会经济发展与生态系统服务双赢奠定研究基础。     

基于PLUS模型的乌鲁木齐市生态服务价值权衡协同探究

土地利用/覆被变化将干扰生态系统的稳定供给能力,进而对生态系统服务和可持续发展构成威胁。以乌鲁木齐市为研究区,基于斑块生成土地利用模拟（Patch-generating land use simulation,PLUS）模型,模拟了2030年多情景下乌鲁木齐市的土地利用变化,并结合当量因子法、空间自相关分析等方法估算并预测了1990—2030年乌鲁木齐市生态系统服务价值（Ecosystem service value, ESV）及其权衡协同关系。结果表明：（1）1990—2020年乌鲁木齐市土地利用呈现“两增四减”变化趋势。2030年在惯性发展情景下,除林地外其他地类皆遵循历史演变规律;在生态保护情境下,建设用地面积萎缩,生态用地大幅增加;在综合开发情境下,建设用地面积有所增加的同时生态用地面积也处于上升状态;在重点开发情景下,城市建设用地扩张最为剧烈,耕地面积退化严重。（2）1990—2020年乌鲁木齐市ESV整体上呈现“V”型下降态势,共减少59.59×108元。2030年在生态保护情景下和综合开发情景下ESV处于增加趋势,在惯性发展情景和重点开发情景下ESV出现减少趋势。（3）2...     

江苏省耕地细碎化评价与土地整治分区研究

在明确耕地细碎化内涵空间尺度特征的基础上,从资源规模性、空间集聚性和生产便利性3方面构建耕地细碎化空间测度体系,以江苏省为例,综合运用地理空间分析、数理统计分析等方法,开展了省域尺度耕地细碎化多维评价及相应的土地整治协同探讨。研究表明：① 江苏省资源规模属性值总体偏低,呈现苏北-苏中-苏南逐级递减的分异格局;空间集聚属性值总体较高,但区域差异明显,高值区主要集中在徐淮平原及里下河平原地区;利用便利属性值总体呈现与资源规模及集聚状况相反的格局特征,苏南明显高于苏中和苏北地区,两极分化明显,地域差异较大;② 在乡镇尺度对各分维属性进行耦合形成江苏省耕地细碎化指数,省域尺度下该指数呈现从北到南逐渐增加的格局特征,表现为北部的低值聚集区和西南部的高值聚集区;③ 基于区域耕地细碎化不同属性特征的层次组合特点,全省可划分为利用提升区、集约归并区、设施改造区、规模流转区、资源优配区和综合整治区6种类型分区,据此提出不同分区土地整治的主要整治方向及关键问题。