黄河流域城市化与生态系统服务价值协调性及障碍因素研究

关注生态系统服务价值(Ecosystem service value,ESV)与城市化耦合协调互动关系,对黄河流域高质量发展大有裨益。文章运用熵权法、耦合协调模型、空间自相关模型,障碍度模型分析了城市化与ESV的耦合协调关系及主导障碍因素。结果表明:(1)1995—2018年,黄河流域ESV发生了很大的改善,整体增加了33.05×10⁹元,且以调节服务为主导,草地、林地、耕地服务价值对总ESV贡献率较高。单位面积生态系统服务价值(PE)呈现南高北低、中游高上下游低的空间格局。(2)PE与城市化耦合协调度(Coupling coordination degree,CCD)逐渐改善,轻度耦合协调增加了27.12%,严重失调类型减少了45.46%,耦合亚型从城市化滞后型转变为ESV滞后型;从空间上看,CCD呈现南高北低、中游优于上游和下游的空间格局,协调度具有显著的空间正相关性,存在明显的高-高和低-低集聚特征,高-高集聚区主要分布在ESV高且城市化水平相对较高的中游和下游地区,低-低集聚区主要分布在ESV较低的上游地区。(3)1995—2018年主导障碍因素未发生明显...     

岷江上游农民收入异质性及其地理影响因子

引入生态学中的异质性概念,选择川西高原岷江上游作为研究区,采用变异系数、Theil指数和探索式空间数据分析方法,以乡镇作为研究单元,分析农民收入异质性及其空间分布特征。研究发现:岷江上游农民收入在2005—2010年呈现收敛趋势,县域内部乡镇间的农民收入差异是构成岷江上游收入差距的主要因素;农民人均纯收入在空间分布上存在明显的高值和低值区,高值区主要集中在南北两侧,低值区集中在中部地区,收入水平相似的乡镇呈现显著空间正相关分布格局。分析表明,地理位置、旅游资源赋存差异、交通通达条件以及2008年的汶川大地震对岷江上游各乡镇的农民收入具有显著影响,是造成农民收入差异的主要原因之一。此外,禁止开发区所在的乡镇多为高收入乡镇,说明环境保护与农民增收之间可以相互促进,由此可以认为,充分利用政策和资源优势是欠开发山区提高农民收入的有效途径。     

基于“重要性—脆弱性”分析框架的国土空间生态保护修复分区研究

国土空间生态保护修复分区不仅是编制和实施国土空间规划的重要内容,也是科学、高效开展国土空间生态保护修复工作的前提和基础。该文基于国土空间生态保护中“保护+修复”的双重内涵与要求,构建国土空间生态保护修复分区的“重要性—脆弱性”协同分析框架与技术路径,并以重庆市江津区为例,依托GIS空间分析等方法,开展生态保护重点区域与生态修复重点区域的空间集成和综合分区研究,进而提出差异化的国土空间生态保护修复分区治理策略。结果表明：1)江津区生态系统服务价值(ESV)总体呈现“南高北低”的空间格局,2009-2019年江津区ESV呈下降态势,ESV低值区挤占ESV高值区现象明显;2)江津区生态脆弱性总体呈现“两头高、中间低”的纵向空间格局,长江干流及其沿线水域生态脆弱性整体较高,且长江北岸生态脆弱性略高于长江南岸;3)江津区生态脆弱性的主要障碍因子包括人口密度、人均生态用地面积、地均GDP、土壤侵蚀强度、生物量和植被覆盖度;4)基于“重要性—脆弱性”协同分析,将江津区国土空间生态保护修复区分为源地保护区、自然修复区、人工修复区、生态重建区和适度发展区5类区域。     

基于多源遥感数据的区域生态系统服务价值年际动态监测 ——以中原城市群为例

通过对多源遥感数据在生态系统服务价值（ESV）遥感模型中的尺度效应分析,选择满足最佳空间分辨率和长时间序列的遥感数据,对中原城市群区域2001~2013年的ESV实现了逐年逐像元水平的动态监测。结果表明：该区应用于遥感模型输入数据的最适空间分辨率为30~1 000 m,相对于30 m尺度,其他尺度估算结果的相对偏差均小于0.4%;结合年际动态监测的需求,选择了MODIS数据产品（空间分辨率500 m,时间尺度1 a）作为遥感模型的最佳数据源;研究区ESV总值在研究期内整体上呈显著增长趋势,增速约为8.6亿元/a,但在持续增长过程中经历了3次波动,且表现得越来越剧烈;在空间上,研究区ESV多年均值呈现出明显的不均衡性,表现为从西南向东部递减的趋势。研究表明此方法简单易行,初步实现了区域ESV年际动态监测遥感模型的准业务化运行。     

粤港澳大湾区生态系统服务价值的时空演化及其影响机制

生态系统服务是生态要素、结构、功能和产品造福于人类社会的媒介和通道。根据生态系统服务价值（ESV）及其影响机制调节人类社会对生态系统的利用强度和保护方式,对于实现人地和谐的可持续发展目标具有重要意义。本文以粤港澳大湾区作为研究对象,依托遥感数据修订ESV核算结果,更加准确地揭示2000—2015年粤港澳大湾区ESV的时空演变特征,并引入面板分位数回归深入探索生态系统服务影响因素的分段效应,增加对生态系统服务影响机制的认识。结果显示：① 2000—2015年粤港澳大湾区ESV减速下降,下降区域主要分布在粤港澳大湾区中部和珠江入海口两岸等城市快速扩张区。② 在城市交界处,土地利用变化会带来更为强烈的ESV变化。③ 在ESV水平不同的区域,影响因素具有不同的影响效果。用地完整度仅在ESV的低值区可以促进生态系统服务能力提升。气温对生态系统服务能力的正向作用随ESV的提高而增强,经济密度对生态系统服务能力的负向作用随ESV的提高而减弱,二者均会导致ESV高值区与低值区间的差距增大,形成“自然马太效应”。     

1996—2015年纽约湾区生态系统服务对景观格局变化的响应

生态系统服务价值对景观格局演变的响应研究已成为地理学、生态学等领域的研究热点。以纽约湾区为研究区,利用1996—2015年土地覆被数据和数字高程数据,采用生态系统服务价值当量估算法、景观格局指数、空间自相关分析等方法,分析1996—2015年湾区景观格局的时空演变规律,定量评估研究区生态系统服务价值,探讨纽约湾区生态系统服务价值对景观格局变化的响应。结果表明：①纽约湾区景观以林地和建设用地为主,其整体变化幅度较小,20年间湿地面积减少约10.94%,而建设用地增长幅度较高,约25.91%。②纽约湾区1996—2015年间ESV总量呈逐步减少,20年间共减少57.83亿元,2000—2005年间下降幅度较大约1.69%。③湾区ESV空间异质性较强,不同地区ESV增减所对应的土地利用转移各有差异。湾区南部热点区多出现湿地增加,而北部则以水域、草地增加为主。湾区西部冷点区多为湿地转林地的现象,而中部冷点区则以建设用地增加为主。④除建设用地外,湾区其余地类均呈现人为干预越少,景观结合度、聚集度越高,越有利于提升湾区整体的生态系统服务价值的规律。⑤纽约湾区ESV强度与土地利用程度（La）的空间关联性较弱,且湾区生态环境质量逐年下降。研究结果希望对世界级大湾区环境资源利用率的提升研究具有借鉴意义。     

生态系统服务权衡研究进展：从认知到决策

作为沟通自然生态系统与人类社会的重要桥梁,生态系统服务一直以来都是地理学、生态学等学科的研究前沿和热点。正确认知生态系统服务之间的关系,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提,有助于人类福祉的全面提升。本文通过厘定生态系统服务权衡的概念内涵,梳理了生态系统服务权衡的空间、时间和可逆性特征,将多层次人类福祉的满足作为权衡的最终目标,视生态补偿为权衡决策的基本保障途径。生态系统服务权衡关系的识别依托于定量指标法和综合模型法,且权衡关系可能随时空尺度的推移发生改变;情景分析与多目标分析是生态系统服务权衡决策的有效手段。生态系统服务权衡多尺度关联、生态系统服务流与远程耦合、生态系统服务消费与生态补偿,成为当前生态系统服务权衡研究的重点方向。     

鄱阳湖环湖区生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

基于修订的当量因子表,结合1988—2020年7期土地利用数据,运用GIS数据处理和空间分析等方法探究了鄱阳湖环湖区生态系统服务价值的时空演变特征,同时引入生态系统服务权衡协同度模型对食物生产、水文调节、土壤保持等7项生态服务功能进行权衡与协同分析。结果表明：① 1988—2020年鄱阳湖环湖区生态系统服务价值从577.95亿元增至592.50亿元,呈先增后减再增的波动变化特征。② 生态系统服务价值的空间分布表现为明显的不均衡性,ESV显著减少的区域为南昌市区、九江市区以及其它各区县的城镇建成区,生态系统服务价值增加的区域均匀分布在研究区东北和西北地区以及靠近研究区外侧的东南和西南地区。③ 协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系较少且主要存在于食物生产与其他服务之间。     

广州市生态系统服务价值空间异质性变化

基于广州市2004―2016年土地利用分类成果,通过CA-Markov模型模拟预测2020年土地利用状况,结合格网分析法构建广州市2004―2020年的生态系统服务价值（Ecosystem Services Value,ESV）密度格网,并展开Getis-Ord热点区分析和圈层分析评估,分析广州市快速城市化进程土地利用变化对ESV变化过程和影响的空间异质性。结果表明：1）广州市快速城市化进程中,建设用地扩张占用了大量生态用地,建设用地面积从2004年的1 320 km2扩张到2016年约2 000 km2,预计2020年将达到2 263.63 km2,生态用地斑块日趋破碎化;2）2004―2016年间,广州市ESV总值累计减少了92.41亿元,年均减少约8.4亿元,预计2016―2020年其继续减少但减速会放缓;3）ESV高值区域的格网数量净减少近18%,低值区域的格网数量净增加约46%,局部区域生态系统服务功能的改善难以抵消快速城市化造成的ESV损失;4）广州市ESV变化呈现局部空间自相关现象,高冷区常年集聚分布在花都区和番禺―南沙一带,高热区从集聚分布于东北部逐渐变成为零星分布;5）ESV圈层格局从中心城区向外围区（核心区、近郊区、边缘区和外围区）呈“低―低―中―高”向“低―低―低―高”的结构特征演变,地处城市边缘的近郊区域和边缘区域逐渐形成空间异质性最突出的城乡交错带。     

京津冀地区生态系统服务权衡的多尺度特征与影响因素解析

对2000年和2015年京津冀地区四类生态系统服务(净初级生产力、粮食生产、水源涵养、土壤保持)进行估算,采用多层次空间统计法、相关分析法和玫瑰图法对生态系统服务权衡关系进行多尺度分析,利用多元回归模型定量揭示土地利用因素、社会因素、经济因素对生态系统服务权衡与协同关系的影响。结果表明:(1)净初级生产力(NPP)、水源涵养、土壤保持高值区集中分布于京津冀北部和西北部山区,低值区分布于东南部平原区,粮食生产呈东南高西北低的空间格局。2000—2015年仅粮食生产服务上升,净初级生产力、水源涵养、土壤保持服务均下降。(2)粮食生产与水源涵养、粮食生产与土壤保持表现出权衡关系,水源涵养与土壤保持表现为协同关系,这3对生态系统服务的权衡与协同关系均呈增强趋势。(3)耕地的粮食生产服务上升,土壤保持服务下降,各地类的净初级生产力均呈下降趋势。(4)生态系统服务权衡与协同关系的增强主要归因于土地利用因子,耕地减少、建设用地大幅增加、林地和草地增加是最直接的影响因素。     

人地系统耦合下生态系统服务与人类福祉关系研究进展与展望

21世纪以来生态系统服务退化与人类需求提升间的矛盾愈发激烈,如何有效推进生态系统服务与人类福祉的协调平衡成为当前可持续发展的核心主题.论文通过梳理生态系统服务与人类福祉关系研究的阶段演进发现,现有研究主要从服务对福祉的影响与福祉对服务的反馈切人,逐步聚焦到供需关系与空间流动、权衡/协同的利益博弈、文化服务的价值化、生态...     

"三生空间"视角下土地利用变化与生态系统服务价值响应 ——以黄河下游地区为例

选取土地变化剧烈的黄河下游地区,基于2000—2017年土地数据和“三生”主导功能分类,探索各类用地生态系统服务价值的时空分异并利用地理加权回归模型分析影响价值的社会驱动因素,为区域土地生态系统管理提供科学基础。结果表明:(1) 2000—2017年,研究区生态生产用地、生态用地及生活生产用地转入,生产生态用地转出。用地面积结构为生产生态用地生活生产用地生态生产用地生态用地。(2) 2000—2017年,研究区生态系统服务价值共增加18. 7×109元,生态生产用地贡献最大。地均生态系统服务价值始终呈“东北高,西南低”的空间格局,山东滨州、东营等地均ESV高于河南各地市。(3)研究区社会驱动因素呈不同程度的空间分异,人口、农业对生态系统服务价值的影响为负,第二产业和城镇化影响为正,第三产业影响情况不稳定。     

基于生态系统服务供需关系的甘肃白龙江流域生态风险识别与管理

以乡镇为研究单元,运用InVEST模型、供需比-协调度模型和空间自相关等,定量评估甘肃白龙江流域典型生态系统服务供需匹配关系,基于供需风险识别划定生态管理区,提出了针对性管理策略。结果表明：(1) 2002年、2010年和2018年仅食物总需求呈减小趋势,其他典型服务总供需量均呈增加趋势。在供需数量匹配方面,除2002年和2010年总食物供给小于总需求外,其他服务均供大于需,各项服务供需比空间分异明显。(2)供需空间匹配方面,水源涵养服务以高供低需聚集为主,土壤保持服务以高供高需和低供低需聚集为主,食物生产服务以低供低需聚集为主。(3)水源涵养服务供需风险集中在白龙江舟曲-武都段东侧人口密集区,土壤保持服务供需风险多在迭部北部山区、宕昌东部和武都大部,食物供需风险集中在流域东部和舟曲北部。(4)依据生态系统服务供需关系可将流域分为5级供需风险,归纳整合后形成6大生态管理区。     

汉江上游生态系统服务权衡与协同关系时空特征

多种生态系统服务之间的相互关系研究是生态系统服务研究的热点问题。目前,有关多种生态系统服务权衡与协同的研究多停留在定性描述阶段,缺乏具备空间位置信息的定量研究。综合土地利用、NDVI、土壤类型、气象等多源数据,对汉江上游流域2000-2013年的土壤保持服务、产水服务、植被碳固定(NPP)服务进行空间制图,并基于逐像元偏相关的时空统计制图方法,对三种生态系统服务之间的权衡与协同关系时空变化进行分析。结果表明:(1)2000-2013年,汉江上游多年平均土壤保持量为434.20 t·hm-2·yr-1,且多年来以16.10 t·hm-2·yr-1速率递增。多年平均产水量为250.34 mm,多年递增速率为3.79 mm·yr-1。NPP多年平均值为854.11 g C·m-2·yr-1,多年递减速率为8.54 g C·m-2·yr-1。(2)汉江上游土壤保持量在空间上呈现出"南北山地高,河谷盆地低"的分布格局;植被NPP在空间上表现为汉江河谷地带低,其余地方高的态势;产水服务在空间上呈现由北向南递增的分布规律。(3)整个汉江上游流域土壤保持与NPP、土壤保持与产水服务均以权衡关系为主,权衡关系区域的面积占比分别达到62.77%和71.60%;NPP与产水服务以协同关系为主,协同关系的面积占比达到62.89%。(4)林地、湿地、耕地、人工表面及裸地中,土壤保持与NPP服务、土壤保持与产水服务在空间上以权衡关系为主,产水与NPP服务在空间上以协同关系为主;而草地表现为三种服务两两之间均以权衡关系为主。定量评估生态系统服务相互关系的时空特征,有利于研究生态系统服务之间相互关系在时间上的非线性变化以及空间上的分布异质性,对区域土地管理与生态系统服务优化具有重要的指导意义。     

退化山地生态系统恢复和重建问题的探讨

结合近１５年来在岷江上游退化山地系统开展恢复与重建研究的理论和实践,讨论和提出了退化山地生态系统恢复和重建的恰当空间尺度,合理目标,恢复和重建的策略,途径及应采取的措施。     

城乡融合视角下黄河流域镇域经济的空间格局及其影响因素

基于城乡融合视角,通过多种渠道搜集镇域农民人均纯收入数据,分析黄河流域镇域经济的空间格局及其影响因素。具体而言,以农民人均纯收入为基础指标,以国镇比（全国城镇居民的平均收入与乡镇农民人均纯收入之比）、省镇比（省域城镇居民的平均收入与乡镇农民人均纯收入之比）、市镇比（市域城镇居民的平均收入与乡镇农民人均纯收入之比）、县镇比（县域城镇居民的平均收入与乡镇农民人均纯收入之比）为城乡融合下的镇域经济测度指标,分析黄河流域7 098个镇域单元组成的经济空间格局,进而探讨其影响因素。结果表明：（1）从国镇比下的城乡融合水平看,大多数地区的城乡收入差距较大,表明流域整体的城乡融合水平普遍较低。从空间分布看,低融合水平区主要分布在内蒙古以南、河南以西的广大地区并形成连绵集聚片区,高融合水平区主要分布在山东大部、河南中部及西部、内蒙古局部。省镇比、市镇比、县镇比下的空间分异格局与国镇比保持较高的一致性,不同的是随着参照指标的进一步缩小,各水平区集聚的程度有所弱化。（2）从空间关联格局看,国镇比、省镇比、县镇比下城乡融合发展水平的空间集聚效应明显,主要以显著高-高（HH）区、显著低-低（LL）区为关联类型。国镇比下的显著LL区分布在山东大部、河南中部及北部、内蒙古局部,而显著HH区集中出现在山西外围、甘肃、青海南部。（3）基于最小二乘法、空间滞后模型、空间误差模型等定量分析发现,整体分异格局主要受二三产业从业人员、建镇区人口占比、人均工业产值、二三产业从业人员占比的影响最为显著,工业生产总值、建镇区面积占比仅起基础性影响。     

基于改进潜能模型的县域小学空间可达性研究——以湖北省仙桃市为例

空间可达性是评价教育设施布局合理性的重要指标,而潜能模型是度量教育设施空间可达性的重要方法。本文在引入学校服务能力因子的基础上,综合考虑学校服务能力等级影响和居民极限出行时间构建就学影响因子,对潜能模型加以改进。通过以湖北省仙桃市为典型县域单元的案例研究,结果表明：①村级居民点尺度,乡镇中心和高等级公路沿线居民点的小学空间可达性普遍较高,并按照一定的半径范围呈距离衰减过程,而乡镇毗邻地区居民点的小学空间可达性相对较差;②乡镇(街道)尺度,可达性较高的乡镇(街道)主要分布在沿G318的北部地区,且城乡间、主城区与城郊的小学空间可达性均存在一定差距;③改进潜能模型能合理地评价各农村居民聚落点和各乡镇的小学空间可达性,当摩擦系数β取值为2时,能更为准确地揭示农村居民所能获取的教育资源,为相关部门决策提供科学依据。     

基于县域单元的中国生态经济系统协调度及空间演化

以中国2853 个县(市、旗、区)为研究单元,利用1980、1990、2000 和2012 年的中国县级行政单元GDP数据和全国1 km格网土地利用数据,通过计算生态系统服务价值(ESV)和GDP的变化率,构建生态经济系统协调度(EEH)模型,分析了EEH的空间演化特征,在此基础上借助空间统计Local Moran's I 和Getis-Ord G_i^* 指数评价EEH空间分布模式.结果表明:①自1980 年以来中国县级行政单元GDP持续快速增长,全国呈现东南沿海增长速度明显高于中部地区,而中部地区又明显高于西部地区的特征;②生态系统服务价值(ESV)在空间分布上表现为西部和北部地区较高,南部和中东部地区较低;③中国县域EEH 1980-2012 年间逐步得到改善,EEH空间关联度总体相对稳定,但空间格局分布不均衡.总体来看,确保生态经济系统的持续协调发展的任务依然十分艰巨.     

岷江上游山区聚落生态位垂直分异研究

以岷江上游山区聚落为研究对象,采用生态位的方法,利用遥感资料和GIS技术,提取岷江上游山区空间信息,定量研究山区聚落生态位影响尺度、人口密度及民族类型带谱垂直分异特征,并建立民族聚落生态位类型图谱。研究表明：聚落生态位地理半径随着海拔升高而增大,其数值介于300~600 m;相反,聚落生态位人口密度却随着海拔升高而递减,其数值介于200~630 人/km²;聚落生态位地理半径和人口密度的垂直分异特征,是山区居民长期适应山地环境的结果,与民族类型及其生计方式密切相关。在流域尺度上,岷江上游作为我国西南地区的一条民族廊道,聚落生态位民族类型空间格局具有典型的带谱特征：藏族和回族聚落生态位均处于河流干支流的上部,羌族聚落生态位对应于干旱河谷和V型河谷上部的低半山缓坡地带,汉族聚落生态位位于岷江上游入口处的河谷地带。     

厦漳泉地区生态系统服务权衡与协同关系分析

将地理探测器引入生态系统服务权衡/协同关系的研究,并结合生态服务价值动态度、生态系统服务权衡协同度(ESTD),阐释2006—2016年厦漳泉地区生态系统服务变化特征和权衡/协同关系及其时空格局。结果表明:(1)地区生态服务价值总体增长16.51%,其中林地、湿地、水域的生态服务价值增长明显;(2)食物生产、原料生产、土壤保持服务价值低于地区总体ESV动态度;(3)生态系统服务间作用强度会随对象的转换出现差异性,根据各类服务间作用的紧密程度划分核心和次核心"组团";(4)地区生态系统服务间关系以协同为主,但食物生产与其他服务呈现明显的此消彼长,不同生态系统服务间权衡/协同性质及其程度均呈显著的空间分异。