基于生态适应性循环三维框架的城市景观生态风险评价

本研究以城市社会—生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架,将景观生态风险评价指标从单一的景观指数层面扩展至“潜力—连通度—恢复力”三维准则,并以深圳市为研究区,基于有序加权平均（OWA）算法对评价结果进行情景设置。研究结果显示,评价中干扰指标主要影响风险评价结果属性值域,而风险空间格局则受暴露指标制约;深圳全市景观生态风险整体呈现“西高东低”的分布格局,城市新建成区风险最高,大鹏半岛风险最低,羊台山与笔架山公园则是城区内部的相对风险低值区;基于OWA方法设置情景偏好,绘制“忽视”、“正常”及“重视”三种风险情景下的城市景观生态风险图。本研究基于生态适应性循环理念集成社会—生态系统时空动态干扰与暴露指标表征城市景观生态风险,并通过OWA方法变换主观偏好、降低评价不确定性,可以满足不同发展思路下的城市开发布局需求,从而为城市景观发展空间权衡提供决策支持。     

银川市景观生态风险评价与生态安全格局优化构建

银川市生态保护与高质量发展已成为黄河流域可持续发展的重要组成部分,亟需优化区域生态安全格局。以银川市为研究区,综合生态风险评价模型和最小累积阻力模型,分析了银川市景观生态风险的时空分异特征,构建了生态安全格局并提出了生态安全保护策略。结果表明：（1） 银川市景观生态风险整体呈中北部高、南部低的空间分布特征,2000、2010年和2020年的景观生态风险指数平均值分别为0.2155、0.2145和0.2130,生态风险整体呈下降趋势,生态风险等级总体由高等级向低等级转移。（2） 共识别优化银川市生态廊道22条,生态节点52个,生态廊道累计长度约511.23 km,大致呈“北西—东南”方向网状分布,北部稀疏、南部密集。6条关键廊道贯穿南北,沿贺兰山国家级自然保护区—黄河—白芨滩国家级自然保护区一带分布,形成了“三纵”的空间格局分布特征。（3） 银川市优化后的生态安全格局由819.56 km²的生态源地、22条生态廊道和52个生态节点构成,并提出了针对生态源地、廊道和节点的生态安全保护策略,以期为银川市景观生态风险评价和生态安全水平的提升提供理论参考和依据。     

中国城市群城市用地扩张时空动态特征

认识城市群城市用地扩张特征、扩张质量及景观生态效应等综合信息将有助于城市群空间高质量发展规划与决策。选取10个不同发育等级的城市群作为研究对象,综合运用城市用地扩张强度指数、城市用地扩张强度差异指数、景观扩张指数、景观格局指数,分析1990—2015年期间城市群城市用地扩张时空特征及景观生态效应,并构建人口、经济与城市用地协同发展指数,据此分析城市用地扩张中“人—地”关系协同程度。结果表明：① 1990—2015年,各个城市群城市用地面积持续增加,建成区的范围不断扩大,扩张强度呈现“上升—下降”的趋势;在2010年之前成熟型城市群的扩张强度最高,2010年之后培育型城市群成为扩张强度最高的类型。② 城市群城市用地扩张总体上呈现不均衡布局的趋势,高速扩张区域主要分布在沿海地区。从全国视角来看,东部高于中、西、东北部,整体城市群快速扩张的中心由东向西移动。③ 城市群城市用地空间扩张模式表现出边缘式和飞地式两种空间扩张模式并存,不同发育等级之间具有明显差异性,成熟型城市群的空间结构较为稳定,其他两种类型的城市群空间结构初具雏形或尚未形成。④ 城市群城市用地扩张“吞没”了郊区和农村地区,破碎化程度、形状的复杂程度较高,景观格局表现出不稳定。⑤ 城市群“人口—土地”协同程度逐步增强,“经济—土地”协同程度整体较高,整体上表现出城市用地扩张质量有所提升。新时期城市群城市用地应严格控制扩张规模,加快中小城市的发展,促进城市群城市用地扩张均衡发展,为城市群国土空间高质量发展提供重要参考。     

中国空气质量时空变化特征

基于2015年中国343个地区空气质量指数（AQI）数据,运用统计分析和空间自相关分析方法,对全国及陆地表层系统九大区域空气质量时空变化特征进行分析。结果表明：① 全国及九大区域空气质量春季较差、夏秋优良、冬季最差,AQI季节均值呈现“U”形变化特征。② 全 国及九大区域AQI月均值变化趋势呈现“L”形特征。③ 全国及九大区域AQI日均值变化趋势呈现周期性W~脉冲型波动规律。④ “高污染”和“低污染”区域呈现出北高南低的南北分异格局。⑤ 九大区域首要污染物频次结构差异明显,频次最高的首要污染物PM_2.5或者PM₁₀在空间上呈现出明显的东西分异格局。     

河南省专业村空间格局与集聚测度

专业村是村域经济发展的特殊形式,是实现乡村振兴的重要抓手。通过对河南省专业村2009年和2018年2次追踪调查,依据专业村内涵,在对河南省发展实力最强的约1200个(2008年)和1500个(2017年)村域经济评判的基础上,分别筛选出487和668个专业村。运用空间自相关、最邻近指数、核密度估计等方法探究了河南省专业村的空间变化。研究发现：① 在空间格局上,河南省专业村由局部集聚向全面扩散转变,呈现“整体分散、层次分明”的分布特征;专业村在豫南和豫西南地区分布数量仍然较少。② 在分区差异上,专业村集聚的中心—外围空间特征逐渐淡化,过去的“V”字形分区逐渐转变为“T”字形分区,不同分区间专业村密度差异显著,分区交界地带存在“灯下黑”现象。③ 在变化特征上,专业村空间分布重心移动轨迹呈现向东南方向移动,分布范围总体上呈现扩大趋势,尤其是豫东地区农业主导型和工业主导型专业村数量显著增长。④ 在集聚程度上,专业村集聚区由“点核”向“面状”转变,集聚程度有所减弱,部分地区专业村存在“增长下的消失”现象。     

长江经济带开发与保护空间格局构建及其分析路径

长江流域经济—社会—生态系统完整,是中国国土空间开发最重要的东西轴线,在区域发展总体格局中具有重要战略地位。当下,为应对全球经贸格局重组、国家与区域经济社会转型以及资源环境约束趋紧等新形势,国家提出依托长江黄金水道,构建横贯东西、辐射南北、通江达海、经济高效、生态良好的中国经济新支撑带,这就要求长江经济带形成人口资源环境协调的均衡化开发与保护格局。本文基于“点—轴”、分区式与多中心网络式等空间组织结构,明确空间格局的推演逻辑与思路。进而,在区域差异性分析与空间开发适宜性评价基础上,认为长江经济带需重点构建以“一轴两翼,三区六廊”为主体的开发格局、以“六大片区”为主体的农业发展格局、以“五大屏障”为主体的生态安全格局,并提出不同区域差异化发展导向、路径与制度建议,以及今后长江经济带空间结构需进一步研究的主要科学问题。     

碳中和目标下中国地区碳生态安全与生态补偿研究

碳中和目标不仅是气候治理的中国承诺,也是实现经济高质量增长的内生需求。基于生态足迹、投入产出的方法,利用能源消耗、土地利用及投入产出的相关数据,对碳中和目标下地区生态安全与生态补偿展开研究,结论如下：① 地区生态安全及协调水平持续下降,二者在区域上呈现趋同特征。2000—2017年间,全国整体ESI指数从1.08上升至3.06,ECI指数由1.413下降至1.261,24个省生态安全与协调发展等级出现不同程度下降。生态安全与协调发展表现出明显的趋同规律,安全等级低（或高）的地区对应协调水平也低（或高）。② 全国生态“欠账”增长迅速,地区补偿呈现东“补”西“偿”中“平衡”的结构特征。基于碳中和的近期实施与远期目标构建了“净零排放”与“净零贡献”两种生态补偿方案。在“净零排放”方案下,全国需支付的生态补偿从1334.57亿美元增长至83819.61亿美元,生态赤字增长迅速;该方案下,三大沿海经济区长期为补偿支付地区,但其支付的全国占比在逐渐下降;与之相对应黄河及长江中游地区补偿支付比例迅速上升。净零贡献补偿方案下,全国范围补偿会计平衡,地区补偿结构表明东部为补偿区,西部为受偿区,中部基本平衡。     

多灾种时空耦合网络构建：从多维网到单顶点网

基于1970—2017年秦岭南北72个站点气象数据,以“地理时空分析-小波相干分析-时空耦合网络”为方法框架,对秦岭南北干旱-热浪时空耦合特征进行分析;进而以干旱-热浪时空耦合网络为基础,完善时空网络连边规则,拓展单顶点网分析方法,再认识多灾种时空耦合的群聚群发效应。结果表明：① 全球变暖背景下,秦岭南北降水模态逐渐由20世纪80年代雨涝主导向干旱主导转变,同时热浪在2010年前后经历第2个谷值期后快速增加,加剧了区域干旱-热浪耦合风险。② 秦岭南北干旱-热浪变化具有同步性,但是不同时段显著周期存在差异。其中,在20世纪70—80年代初,秦岭南北干旱-热浪4~8 a周期同步减弱,并向低频2~4 a周期转变;后期同步耦合增强时段有2个,分别是1995—2002和2012—2017年。在空间格局上,秦岭以北和汉江谷地为秦岭南北干旱-热浪耦合影响关键区域,而丹江口水库附近、嘉陵江流域、秦岭南坡中段为干旱-热浪耦合波动区。③ 在研究方法上,地理时空分析为秦岭南北干旱-热浪时空耦合提供基本事实判断,小波相干可定量干旱-热浪多时间尺度耦合关系,多灾种时空耦合网络可解释多灾种“平静-爆发”现象,识别干旱-热浪耦合稳定区和波动区,三种方法相辅相成,初步形成面向多灾种时空耦合分析方法体系。     

“生产-生活-生态”空间识别与优化研究进展

“生产-生活-生态”(简称“三生”)空间识别与优化研究是在识别现状空间结构、格局及问题的基础上,对未来空间进行优化布局,实现空间的均衡、可持续性发展,是一种更具综合性的国土空间分区方式,已成为当前学术前沿和国土空间规划亟需解决的实践问题。论文通过文献调研法、对比法和归纳法,系统梳理了“三生”空间概念内涵、识别与优化研究现状。目前,“三生”空间识别研究取得了阶段性成果,但“三生”空间形成的内在机理与概念探讨不足,“三生”空间的定量识别方法与技术体系研究有待完善,“三生”空间动态演化及驱动机制、空间冲突诊断和问题分析较为薄弱,“三生”空间优化理论和技术体系尚处于初级阶段。未来,应形成“三生”空间识别与优化“质”“量”观,借鉴国际空间规划已有的研究成果,以“‘三生’空间形成机理与概念界定、定量识别、演化机制挖掘、冲突诊断与问题分析、优化调控与模拟”为主线,系统构建“三生”空间识别与优化的理论与技术体系;同时,重视具有水平方向和垂直方向特征的山区“三生”空间识别与优化研究。     

中国城市生产、生活、生态空间质量水平格局与相关因素分析

城市作为人口集聚和社会经济活动的主要载体,也是生产、生活、生态空间的矛盾集中地。本文在城市“三生”空间优化理论框架指导下,构建了城市“三生”空间优化评估指标体系与评估模型,分析2015年中国289个地级及以上城市的“三生”空间质量水平的总体特征和空间分布规律。结果表明：城市“三生”空间质量指数总体处于较低水平,空间格局上从东南沿海向西部和东北地区递减;东北地区的生产空间质量塌陷尤为明显,西部地区生活空间质量堪忧,生态空间质量则与地方的自然生态条件和污染治理相关;生产和生活空间优化之间相辅相成,但不乏城市生产和生态空间质量反差较大;“三生”空间质量水平与人口规模、行政等级之间呈倒U型相关,即规模在1000万~1500万间的城市更利于实现“三生”空间优化,城市“三生”空间质量水平与人均GDP正向相关,职能综合城市和城市群地区城市“三生”空间质量水平更高。     

陕西省生态安全及空间差异定量分析

利用生态足迹的理论与方法,提出了生态压力指数的概念,建立了生态压力指数测算模型和生态安全等级划分体系,以及不同地区生态足迹、生态承载力、生态盈余及生态安全度变化预测模型。据此对1986~2002年陕西省三大自然区 (陕北黄土高原、关中渭河盆地、陕南秦巴山区) 的生态足迹、生态承载力、生态盈余/亏损进行了测算和分析。研究结果：① 各地区生态承载力均呈减少趋势,减少幅度差异明显,陕北黄土高原最快,陕南秦巴山区最慢,关中渭河盆地居中;② 各地区生态足迹均呈现增加趋势,增加幅度大小不一,由小到大依次为陕北黄土高原、关中渭河盆地、陕南秦巴山区;③ 1986~2002年生态压力指数：陕北黄土高原从0.44增加到0.91,增加幅度0.47;关中渭河盆地从0.75增长为1.20,增长幅度为0.45;陕南秦巴山区从0.19增长为0.22,增长幅度为0.03。年平均压力指数关中渭河盆地最大,是陕南秦巴山区的5.37倍,是陕北黄土高原的1.30倍;④ 各区生态安全状况：陕南秦巴山区处安全状态;关中渭河盆地已严重超载,处于不安全状态;陕北黄土高原处于临界状态,压力指数增长最快。     

基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

作物生产潜力变化的区域差异——以陕西省为例

作物生产潜力变化具有明显的区域差异性，亟需针对不同地理单元实施有效应对措施和调控策略。选择陕西省三大地理单元（陕北高原、关中盆地和秦巴山区）为研究对象，运用全球生态区模型（GAEZ）分析了陕西省不同地理单元作物生产潜力变化趋势，探讨了不同作物生产潜力变化的区域差异，辨识出影响不同作物生产潜力变化的主要因素，结果显示：（1） 1980—2015年间，陕西省玉米生产潜力总量增加了150.55×10⁴ t，小麦生产潜力总量则下降了402.69×10⁴ t。（2） 关中盆地的玉米和小麦生产潜力皆最大，陕北高原次之，秦巴山区的玉米和小麦生产潜力皆最小；陕北高原和秦巴山区的玉米生产潜力皆表现出先增加后减小再增加的变化趋势，关中盆地的玉米生产潜力则先减小后增加再减小；关中盆地和秦巴山区的小麦生产潜力都呈下降趋势，陕北高原的小麦生产潜力则有所提高。（3） 土地利用变化呈现减产效应，这一效应在关中盆地尤为显著，其次为陕北高原；气候变化导致玉米生产潜力增加，使小麦生产潜力下降；气候变化对不同地理单元的影响也不相同，在陕北高原表现为增产效应，在关中盆地和秦巴山区则为减产效应。（4） 在陕北高原，气候变化的增产效应是玉米和小麦生产潜力提高的主要原因，气候变化对玉米生产潜力的影响大于对小麦的影响，耕地向草地、林地和建设用地的转化是降低作物生产潜力最主要的土地利用变化因素；在关中盆地，作物生产潜力的变化主要是受气候变化的影响，小麦受气候变化的影响较玉米为大，以建设用地占用耕地为特征的土地利用变化对玉米生产潜力的影响大于对小麦的影响；在秦巴山区，土地利用变化是玉米生产潜力变化的主要原因，而小麦生产潜力的变化主要受气候变化影响。     

陕北黄土高原景观生态环境遥感评价试验研究

选择陕北黄土高原典型地段中神木,府谷县和韩城市进行景观生态环境遥感评价模型试验研究,利用遥感影像与实地考察资料相结合对生态功能定量结合综合分析,研究景观内部功能与结构,标志与评价模型,确定了各单环境质量,为典型地段分区治理和开发利用与环境监测提供依据。     

县域尺度下的陕西省洪涝灾害风险评估及区划

洪涝灾害风险评估和区划研究对区域洪灾综合管理具有重要意义。以陕西省洪涝灾害气候背景和社会经济环境为基础,利用辖区内34个气象测站1954-2015年、月降水数据和2015年社会经济统计资料,运用自然灾害风险评估理论及方法,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性和防灾减灾能力4个子系统选取17个评价指标,建立洪涝灾害风险评价指标体系,借助GIS技术进行洪涝灾害风险评估和区划。结果表明：（1）陕西省洪涝灾害致灾因子危险性等级自北向南呈递增趋势,高和次高危险区分布在陕南地区和关中盆地西部。（2）孕灾环境脆弱性空间分布差异较大,高和次高脆弱区分布在榆林北部长城沿线各县、延安市区、关中盆地渭河沿岸主要区县、陕南汉中盆地和安康市区。（3）承灾体暴露性各区县分布不均,大部分市区和农业发达地区暴露程度较高。（4）城市和经济发达地区防灾减灾能力较高,其他地区相对较低。（5）陕西省洪涝灾害综合风险等级表征为陕南汉江谷地、丹江流域和关中盆地渭河沿岸区县偏高,其他区县相对偏低。总体来看,中等以上风险区县占陕西省所辖区县的61.54%,其中陕南汉江谷地、丹江流域、关中盆地西部和渭南市应为陕西省洪涝灾害防范的重点区域。     

A study on environmental aridity over northern and southern to Qinling Mountains under climate warming

1 Introduction With progressive researches on global climate change, an integrated study of various disciplines tends to be inevitable. Mr. Moore III, chairman of IGBP, holds that the key to integration is to synthesize scientific findings so as to get new ideas and to chance cognition up to a new high[1]. Micro-study, rather than macro-study focuses on regional change[2-5]. To strengthen the global perspective in the study, "to research on typical regions and to deepen the regional divide…     

塔里木河流域生态功能区划研究

生态功能区划为流域生态保护与修复提供重要的科学参考。而塔里木河流域由于缺少生态功能区划导致目前生态修复工程缺乏针对性,生态引水工程布局欠佳,以及生态修复和水资源管理的成效低下。为此,在对区域生态环境特征分析的基础上,将流域内不同区域的水文过程与生态结构、服务功能及生态环境敏感性相结合,依据生态功能区划原则、方法和指标体系,形成了塔里木河流域生态功能区划方案,即将该流域分为2个生态大区、4个生态区、28个生态亚区。研究成果不仅为流域实现水资源的优化配置和生态环境保护提供参考依据,也可为相似流域的生态功能区划研究提供示范和借鉴。     

Quantitative analysis of the dynamic change and spatial differences of the ecological security: a case study of Loess Plateau in northern Shaanxi Province

Using the theory and method of the ecological footprint, and combining the changes of regional land use, resource environment, population, society and economy, this paper calculated the ecological footprint, ecological carrying capacity and ecological surplus/loss in 1986-2002 on the Loess Plateau in northern Shaanxi Province. What is more, this paper has put forward the concept of ecological pressure index, set up ecological pressure index models, and ecological security grading systems, and the prediction models of different ecological footprints, ecological carrying capacity, ecological surplus and ecological safety change, and also has assessed the ecological footprint demands of 10,000 yuan GDP. The results of this study are as follows: (1) the ecological carrying capacity in northern Shaanxi shows a decreasing trend, the difference of reducing range is the fastest; (2) the ecological footprint appears an increasing trend; (3) ecological pressure index rose to 0.91 from 0.44 during 1986-2002 on the Loess Plateau of northern Shaanxi with an increase of 47%; and (4) the ecological security in the study area is in a critical state, and the ecological pressure index has been increasing rapidly.     

基于植被动态的黄土高原生态地理分区

生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理学者的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用。传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则。黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律。为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络（SOFM）与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区。研究表明：黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小。分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰。对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性。     

陕北黄土高原正负地形研究(英文)

The Loess positive and negative terrains (P-N terrains), which are widely distributed on the Loess Plateau, are discussed for the first time by introducing its characteristic, demarcation as well as extraction method from high-resolution Digital Elevation Models. Using 5 m-resolution DEMs as original test data, P-N terrains of 48 geomorphological units in different parts of Shaanxi Loess Plateau are extracted accurately. Then six indicators for depicting the geomorphologic landscape and spatial configuration characteristic of P-N terrains are proposed. The spatial distribution rules of these indicators and the relationship between the P-N terrains and Loess relief are discussed for further understanding of Loess landforms. Finally, with the integration of P-N terrains and traditional terrain indices, a series of un-supervised classification methods are applied to make a proper landform classification in northern Shaanxi. Results show that P-N terrains are an effect clue to reveal energy and substance distribution rules on the Loess Plateau. A continuous change of P-N terrains from south to north in Shaanxi Loess Plateau shows an obvious spatial difference of Loess landforms and the positive terrain area only accounted for 60.5% in this region. The P-N terrains participant landform classification method increases validity of the result, especially in the Loess tableland, Loess tableland-ridge and the Loess low-hill area. This research is significant on the study of Loess landforms with the Digital Terrains Analysis methods.