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。     

生态系统服务权衡与协同视角下的重点生态功能区保护特征

重点生态功能区提供着源源不断的生态系统服务,在保障国家生态安全和社会可持续发展方面,有着不可或缺的基础作用。但是,以生态系统服务权衡与协同关系为视角,进而探讨分析重点生态功能区保护特征的研究案例相对较少。本文以秦巴重点生态功能区为评估分析区域,选择自然地理条件相似度极高的秦巴山区为参照单元,以生态系统供给服务与调节服务为核心内容,在定量分析2000—2019年期间的生态空间变化特征基础上,分析评估生态系统服务权衡与协同关系。结果表明：秦巴山区生态状况逐渐变好,重点生态功能区划定之后,生态系统趋于稳定;重点生态功能区服务能力呈逐渐增强的趋势,平均净初级生产力、土壤保持总量和水源涵养总量比重点生态功能区外分别高出了25.95 gC/m²、5.81亿t和24.95亿m³;土壤保持服务和生态系统供给服务的协同关系与生态状况改善呈正相关;由于受到降水的影响,2010年之后的水源涵养服务与生态系统供给服务的协同关系变差。总体来看,秦巴重点生态功能区的划定带动了区域生态空间“量的增长”和生态系统服务“质的提升”,但生态系统服务之间关系的“协调性”仍然不足,甚至从“协同”转为“权衡”关系,这要求未来国家需要制定更有针对性的生态系统保护管理决策,提高生态系统总体效益,支撑区域生态系统服务的可持续供给。     

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。     

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。     

基于生态功能区的河北省生态系统服务权衡与协同分析

生态系统服务权衡与协同分析是当下生态系统服务的研究前沿和热点,可为生态系统管理提供科学依据。本文基于河北省生态功能区划分,选取粮食生产、碳储存、土壤保持和水源涵养4种生态系统服务,利用空间叠置法分析了2017年河北省不同生态功能区生态系统服务的权衡/协同关系,主要结论为：(1)河北省粮食生产总量为3828万t,五大生态区的贡献排序为低平原生态修复区（PY）>燕山太行山生态涵养区（YS）>环京津生态过渡带（HJJ）>坝上高原生态防护区（BS）>沿海生态防护区（YH）。(2)河北省碳储存、土壤保持、水源涵养服务的总量分别为8567万t碳、470161万t土、656875万t水。3种服务呈现相似分布,以燕山太行山生态涵养区贡献量最高（均超过75%）,其余各生态功能区贡献量普遍较低。(3)河北省全域不同生态系统服务之间以强权衡和低协同关系为主,强权衡、低协同、弱权衡、高协同的比例分别为48.15%、45.92%、5.09%、0.83%。(4)河北省强权衡关系生态系统的主导功能与其所处生态区功能定位基本一致,强权衡关系的生态系统可为生态功能区主导功能的发挥提供保障。本文可...     

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。     

关中盆地生态系统服务的权衡与协同关系动态分析北大核心CSCDCSSCI

测算2000-2012年关中盆地的净初级生产力(NPP)价值量、土壤保持价值量和食物供给价值量,通过引入玫瑰图来研究不同土地利用类型中生态系统服务的时空差异,进而探究三种生态系统服务的权衡和协同关系,并分析其在近13年间的动态变化特征,最后研究土地利用变化对生态系统服务权衡和协同关系的影响来探究其驱动机制。结果表明:(1)研究区NPP单位面积年均价值量约为1720.495元/hm^2,土壤保持单位面积年均价值量约为768.889元/hm^2,食物供给单位面积年均价值量约为167.874元/hm^2。从空间角度分析,NPP和土壤保持的高值区均分布在盆地边缘的山地,低值区集中于盆地中部,而食物供给呈相反格局。从时间角度分析,三种生态系统服务均呈现增加的趋势。2000-2012年,NPP单位面积价值量增幅为21%,土壤保持单位面积价值量增幅为46.7%,食物供给单位面积价值量增幅为245.7%。(2)NPP与土壤保持呈现协同关系,而NPP与食物供给、土壤保持与食物供给呈现权衡关系。(3)13年来关中盆地生态系统服务呈现冲突加强协同减弱的趋势。具体而言,NPP与土壤保持的协同关系表现出明显的下降趋势,NPP与食物供给的权衡关系逐渐增强,而土壤保持与食物供给的权衡关系在13年间基本保持稳定状态。(4)从土地利用变化的角度看,研究区生态系统服务权衡增加协同减少主要归因于耕地和林地的大量减少。同时,权衡土地资源利用中各类冲突对于土地资源的优化使用也有重大的意义。     

生态系统服务社会价值与生态价值的权衡与协同关系——以普达措国家公园为例

以香格里拉普达措国家公园为研究区,借助SolVES模型和InVEST模型,分别度量其社会价值（美学价值、文化价值、游憩价值）和生态价值（生境质量、碳储量、水源供给）的空间特征,并运用双变量空间自相关分析对二者空间权衡与协同关系进行研究。研究表明：① 社会价值的高值区呈“多核心,多条状”的空间格局,社会价值指数高达8.6（该指数介于1~10）,且距水体的距离越近对社会价值的贡献越大（贡献度为45.9%）;② 生态价值良好及优的空间范围占园区面积的1/2（49.91%）,主要位于原始森林保存良好的碧塔海片区和尼汝东北部扎诺一带;③ 社会价值与生态价值之间存在显著的空间依赖性,其中社会价值低,生态价值高的区域是园区最主要的空间聚集特征。该研究可为生态系统服务的可持续管理决策提供科学依据,以及有助于完善基于生态系统服务的社会?生态系统分析理论框架。     

基于产业链空间网络的京津冀城市群功能协同分析

京津冀协同发展虽已取得显著成效,但缓解区域差异的挑战依然十分严峻。本文基于城市间投入产出表,构建京津冀产业链空间网络,考察京津冀协同发展战略提出前城市间功能协同存在的问题,据此探讨京津冀协同发展政策设计对改善城市间功能协同的有效性。研究发现,京津冀协同发展战略提出前,京津冀城市群存在着有分工、缺协同的问题,主要表现为：① 交通运输设备制造业和机械设备制造业产业链中游部门相对薄弱;② 北京生产性服务业的辐射强度和辐射范围不足;③ 产业链空间网络不均衡,空间融合程度低。产业链空间网络分析表明,《京津冀协同发展规划纲要》针对京津冀城市间功能协同的存在问题提出了解决方向与对策,但在补强产业链中游的加工制造环节、增强首都圈增长极作用和强化石家庄南部支点作用等方面,应加以完善。     

三江源国家公园生态系统服务时空变化及权衡-协同关系

本文基于“当量因子法”、空间自相关及相关系数等方法,定量分析了1990—2015年三江源国家公园生态系统服务的时空变化及生态系统服务间的权衡与协同关系。结果表明：① 1990—2015年,三江源国家公园生态系统服务价值呈不断上升趋势,从研究初期的542.37亿元增加至研究末期的834.70亿元,增长292.33亿元,增幅53.90%,每一阶段平均增长率为9.01%;长江源园区与黄河源园区生态系统服务价值占比情况与三江源国家公园整体情况一致,水域的生态系统服务价值最高,其次为草地、湿地,其中草地与水域提供了各园区90%以上的生态服务;澜沧江源园区的生态系统服务占比则为草地（70.58%）、湿地（23.58%）、水域（3.38%）。② 空间上,长江源园区及澜沧江源园区的生态系统服务价值呈东南高西北低的特征;黄河源园区则呈现西高东低特征。③ 相关分析表明,协同关系是三江源国家公园生态系统服务之间的主导关系,但各生态系统服务之间的相关程度各异。④ 数量方面,4类典型生态服务之间的权衡与协同关系的Moran′s I指数与相关性系数表现一致;空间分析方面,生态系统服务之间权衡与协同关系的异质性显著。     

黄河流域生态系统服务权衡协同关系时空异质性

探究流域生态系统服务的权衡协同关系及其尺度效应对合理制定生态环境政策和有效配置环境资源具有至关重要的意义。以黄河流域为研究对象,采用1990、1995、2000、2005、2010、2018年6期数据,采用InVEST和CASA模型评估产水量、碳储量、土壤保持量、生境质量和净初级生产力（NPP）5项生态系统服务,采用Spearman相关性分析黄河流域及其二级流域各项生态系统服务间的权衡关系。结果表明：全流域尺度上产水量与碳储量、生境质量呈权衡关系,其余各项服务间呈协同关系;产水量与碳储量、产水量与生境质量、碳储量与土壤保持量、碳储量与生境质量、碳储量与NPP、土壤保持量与生境质量之间的关系8个二级流域与黄河流域全域均保持一致。产水量与土壤保持量、产水量与NPP、土壤保持量与NPP以及生境质量与NPP的关系在二级流域间出现了差异。各生态系统服务整体表现出了明显的二级流域差异且显示地域规律性。多尺度评估生态系统服务间的权衡协同关系,可为制定黄河流域发展和生态保护双赢政策提供可靠参考。     

陕西河谷盆地生态系统服务协同与权衡时空差异分析

陕西河谷盆地是区域主要粮食基地和社会经济中心,人口增长、城镇化和工业化的加快发展,使得该地区生态环境受到人类活动的强烈冲击,生态环境面临着潜在的巨大危机,严重影响社会经济的可持续发展。本文选取西北地区经济中心—关中盆地和陕西省生态保护指定区—汉中盆地进行对比研究,以1990-2010年的生态系统服务数据（NPP、保水服务、食物供给）分析生态服务时空差异,通过相关分析、线性和幂函数回归等方法分析了生态系统服务协同与权衡的时空差异。结果表明：NPP与保水是协同关系,NPP与食物供给、保水与食物供给是权衡关系;21年中,两大盆地的协同关系均呈减弱趋势,权衡关系为加强趋势,且关中盆地的变化速度要高于汉中盆地;NPP与保水的协同程度,在关中盆地东部的耕地区域以及汉中盆地的宁强县与略阳县西部最强,以关中的铜川市和汉中的西乡县最弱;NPP与食物供给的权衡程度,在关中盆地的铜川市和西安市境内的秦岭区域以及汉中盆地的西乡县南部制约关系更为突出,以关中的宝鸡市及汉中的略阳县最弱。     

乡村地域多功能空间分异特征及类型识别——以辽宁省78个区县为例

以具有国家粮食基地和老工业基地的经济功能与特征的辽宁省为例,通过构建乡村地域多功能评价指标体系,采用ArcGIS自然间断点分级法和全局空间自相关分析农业生产、非农生产、居住生活和生态保障四类功能的空间格局特征,采用Spearman等级相关系数定量分析功能间交互作用,识别各区县优势功能类型,并提出未来发展的政策建议。结果表明：① 从省域层面看,乡村地域功能空间格局的空间差异性和空间集聚特征显著;② 根据乡村地域功能间的相关关系和功能间的互动实际,得出各功能间的交互作用类型,从而为功能调控提供指导;③ 基于功能状态和功能间的交互作用,将辽宁省78个区县划分为8种乡村地域功能类型,并根据类型提出科学谋划辽宁乡村未来发展的初步建议,为促进乡村转型与城乡统筹提供参考。     

长江、黄河流域生态系统服务变化及权衡协同关系研究

长江、黄河流域是中国重要的生态屏障,近几十年来强烈的人类活动改变了长江、黄河流域的自然景观,使生态系统功能遭到破坏,了解流域内生态系统服务的变化、相互作用和驱动因素是流域生态系统管理和调控的重要基础.本文利用土地利用、土壤类型和气象等数据,对2000-2016年长江、黄河流域的NPP、土壤保持和产水服务进行时空变化分析...     

山东省农村居民点转型的空间特征及其经济梯度分异

为探究农村居民点转型的空间结构及其与经济发展的关联性,以山东省为例,基于农村宅基地转型的理论假设与测度方法,运用空间关联分析方法研究农村居民点转型的空间布局和集聚特征,并以人均GDP作为特征指标划分各县级行政区的经济发展梯度,从省级全域层面和“点、线、面”特征单元综合的角度,揭示农村居民点转型与经济发展的相关性及其耦合关系。结果显示,在空间分布上,2005-2014年山东省农村居民点转型指数呈现西高东低和南高北低的态势;在全局趋势上,Moran's I指数达到0.6317,说明农村居民点转型存在显著的空间集聚现象;在局部趋势上,农村居民点转型的热点区和次热点区集中分布在鲁西黄泛平原、鲁西南淮河平原以及鲁中沂蒙山区,次冷点区分布在次热点区外围,冷点区分布在胶东丘陵地区和鲁北黄河三角洲地带;在相关性分析上,农村居民点转型与经济发展水平具有明显的数理统计相关性和空间耦合性,无论是全域层面还是特征单元,农村居民点转型均表现出从低级到高级经济梯度的递减规律、且乘幂变化趋势显著。本文探索了农村居民点转型的空间特征,弥补了土地利用转型空间性分析的不足;同时研究结果也较好地验证了前人提出的理论假设。     

鲁西南地区村镇聚落空间分异特征及类型划分——以菏泽市为例

村镇聚落空间格局系统认知与分类研究是乡村地域国土空间有效治理和差异化管控的基础,对乡村振兴和新型城镇化战略实施具有支撑作用,鲁西南地区相关研究时代和现实价值凸显。基于菏泽市2018年遥感影像解译数据,综合统计分析和探索性空间数据分析方法,多尺度多维度系统探测村镇聚落空间分异特征,并通过多维特征耦合划分村镇聚落类型。结论如下：① 菏泽市村镇聚落总体表现为点位密度较高、规模普遍偏小、形状普遍规整,国土空间集约整治潜力巨大。② 村镇聚落“三维”（点位、规模、形态）空间格局特征存在尺度差异性。市域尺度“三维”分布特征均存在一定空间异质性,但分异程度不明显;县域尺度“三维”特征空间分异规律多元复杂,表现出以乡镇为单元的局域多样性;乡镇尺度“三维”特征均趋向统一均衡,呈现单中心结构和“同质性”特征。③ 以乡镇为划分单元,基于“三维”特征耦合形成八种村镇聚落类型,并尝试分类提出空间优化和治理建议。     

山区乡村学校空间格局演变特征及发展水平

作为农村基础设施的乡村学校在工业化,城镇化的快速推进过程中正在面临极为严峻的形势.利用趋势面分析,空间热点探测分析,核密度估计,主成分分析,聚类分析等方法对2004-2014年山区乡村学校空间格局演变特征及发展水平进行实证分析,结果表明:① 乡村学校的规模总体上大幅减少,尤其是学校的数量减少最为明显,减少接近一半(49.0%).学校的高集聚区分布于沿江平坝区和两山所夹槽谷区,而两山区相对较低.② 不同类型区乡村学校的服务范围显著缩小,特别是丘陵区2014年较2004年服务半径缩小62.0%,其次是低山区缩小47.2%.③ 乡村学校发展表现出空间变化较为强烈的相对不协调情景,由2004年发展的不均匀,不合理变为2014年的正常合理发展.④ 乡村学校的变化具有显著地正向空间集聚现象,整体呈随机分布状态,现已形成一个以西南部南宾镇为中心的大面积热点区和东南向以新乐,金玲和金竹为代表的低值区.⑤ 研究区乡村学校的发展可分为:基础差--衰落区,基础好--衰落区,基础差--发展区和基础好--发展区,这一格局与地形,经济,交通区位等对教育资源的分配影响有很大关系.⑥ 未来研究区乡村学校的发展方略应着重考虑优化乡村学校的布局,适时引导适龄儿童的家庭就近就地迁移,强调中心校,"大校"和"名校"建设.在山区人口大规模流动的背景下,明确现阶段和未来的发展思路和策略,对指导山区乡村学校发展有重要意义.     

基于多源数据和深度学习的城市边缘区判定

城市边缘区的定量分析及判定,对城市发展评价和规划,或是城市空间结构研究都具有重要意义。然而现有研究的边缘区判定指标选择过于单一,判定结果过于破碎,城市预设边界、水体及城市绿地对边缘区判定结果干扰大。针对上述问题,从自然、人口、社会经济的视角出发,以遥感影像、人口数据、POI大数据为数据基础,结合深度学习技术,构建基于多源数据和深度学习的城市边缘区判定方法,进行广州市城市边缘区判定及城市结构空间分布特征分析。结果表明：① 此方法能将城市划分为核心区-边缘区-外缘区,判定结果不会受到预设边界范围的影响,且消除了城市内部水体和城市绿地所造成的破碎化;② 城市边缘区与路网耦合良好;③ 广州市的城市核心区空间分布合理。综上所述,此方法能有效检测城市边缘地带,且结果符合实际情况,能为城市规划、政府决策提供参考。