基于景观格局—过程的城市自然灾害生态风险研究:回顾与展望

随着当前中国城市化进程的不断加速,自然灾害对城市生态安全的潜在威胁日趋受到关注。城市景观结构和空间形态影响着城市生态环境问题的产生和解决途径,基于景观格局—过程的城市/区域自然灾害生态风险评价成为城市生态风险及可持续研究的重要方向。在明晰城市自然灾害生态风险基本概念内涵及单一、综合自然灾害作用下城市生态风险评价研究进展的基础上,系统梳理了城市地域自然灾害、生态风险与景观格局—过程之间的逻辑关联,综合探讨了城市景观格局—过程与自然灾害交互作用及其在城市生态风险评价、自然灾害生态风险防范等重点领域的研究进展,并提出城市景观格局—过程与自然灾害生态风险的相互影响机理探索、景观时空尺度分异与城市自然灾害生态风险的不确定性分析、基于景观格局—过程的城市自然灾害生态风险综合评估模型与情景模拟等三大重大研究趋向,以期实现基于景观优化的城市自然灾害和生态风险防范的研究目标。     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

基于GWR模型的道路网络对森林碳密度干扰的地理变异

以闽江上游地区为例,在分析三明市2007—2016年森林碳密度时空动态的基础上,采用常规的以及改进后的道路网络测度指标,应用缓冲区分析方法和地理加权回归（Geographically Weighted Regression,GWR）模型,从线上和面上分别探讨道路网络对森林碳密度干扰的地理变异规律。结果表明：① 碳密度受到道路网络的较大影响,路网影响域内外碳密度的大小排序为：路网影响域内＜整个研究区＜路网影响域外;多条道路影响域重叠区的碳密度(26.330 Mg/hm²)明显低于单条道路影响域的碳密度(37.406 Mg/hm²);不同等级道路影响域的碳密度由大到小依次为县道＞高速＞省道＞其它道路＞国道＞乡道。道路网络对2007—2016年碳密度的降低也有明显影响。② GWR模型的分析结果表明,路网对碳密度的影响程度随着样点的变化而变化,具有“空间非平稳性”。碳密度随着路网密度的增加而降低,而随着离道路距离的增加而增加。③ 研究区西北部和中部,GWR的回归系数及相关系数均较大,表明这2个区域道路对碳密度影响大且解释力皆较强。     

基于生态恢复的阿克苏河流域生态输水调度优化研究

生态输水调度是生态保护和恢复最有效的措施之一,实施生态输水对恢复干旱半干旱地区天然生态系统、维护绿洲生态系统健康具有重要意义。结合阿克苏河流域生态输水现状,在识别自然植被重点区和估算生态需水的基础上,建立了基于生态恢复目标的流域生态输水调度优化框架。首先采用高分系列影像识别自然植被信息,建立阿克苏河流域2015—2020年自然植被数据集,逐像元统计自然植被出现频次确定了艾希曼湖湿地区、第一师边缘胡杨林区、五团边缘胡杨林区3个自然植被重点区,面积达1257.69 km2;借助面积定额法和水量平衡法估算3个自然植被重点区的生态输水量分别为1.53×10⁸m³、2.73×10⁸m³、1.14×108m³;确定了流域生态输水的最佳时间为5—9月,单次或2次进行生态输水,建议单次生态输水量大于0.2×10⁸m³且输水天数大于10 d;渠系网络分析显示3个自然植被重点区设置的8个输水口可以作为今后生态输水路径的参考。研究结果对阿克苏河流域生态输水...     

荒漠生态系统C、N、P生态化学计量研究进展

生态化学计量学是通过研究生物有机体主要元素含量及其比值的变化关系,揭示生态系统各组分间元素循环规律的一门学科,生态化学计量也是荒漠生态系统研究的重要内容。因此,综合掌握水分和养分限制环境下C、N、P生态化学计量的关系对揭示荒漠生态系统植物的限制性元素、土壤营养的供给能力、养分的有效性等都具有重要的意义。基于此,回顾和分析了国内外荒漠生态系统C、N、P生态化学计量最新研究和动态,分别从植物、凋落物、土壤、土壤微生物、土壤酶进行较为系统的评述,讨论了植物-土壤-微生物-酶四者的关系,提出了荒漠生态系统C、N、P生态化学计量的未来研究方向,期望为全面理解固沙植被的演变过程、稳定性维持机制及其科学管理提供理论指导。     

绿色创新效率与生态治理绩效耦合协调的 时空分异及响应

基于改进的SFA模型对长江经济带108个城市2004—2016年的绿色创新效率与生态治理绩效值进行测度,借助耦合协调模型及探索性空间数据分析法对两系统的耦合协调度和时空分异特征进行分析,进而运用PVAR模型考察其响应关系。结果表明：①2004—2016年两系统整体处于初级协调阶段,未来仍有较大提升空间;空间上自东向西梯度递减,高协调区集中在东部城市;②两系统的耦合协调度具有空间正关联性,低-低集聚城市数多于高-高集聚,协调发展领先城市对周边城市的辐射带动作用较弱;③生态治理绩效对绿色创新效率响应较弱,而绿色创新效率对生态治理绩效响应则较强,且二者均对自身依赖较强,未来优化其互动机制应是长江经济带高质量发展的重点。     

“双碳”目标下长江中游城市群生态福利绩效演变及驱动机制研究

生态福利绩效是探析自然生态与人类福利关系、衡量生态文明建设的重要工具。论文运用Super-SBM模型测度2005—2020年长江中游城市群市域尺度生态福利绩效,在识别其时空演变特征的基础上,运用面板Tobit模型探讨驱动生态福利绩效演变的因子,最后在“碳达峰、碳中和”目标下揭示其演变的驱动机制。研究发现： ① 2005—2020年长江中游城市群生态福利绩效呈现出“缓慢衰退→波动→快速发展”的演变特征;② 长江中游城市群生态福利绩效总体上呈“核心—外围”态势,武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群交界处“中部塌陷”特征明显;③ 长江中游城市群生态福利绩效时空演变是在技术进步、环境规制、产业结构、人口集聚、发展共享、对外开放等多因子循环累积和共同推动下形成的,存在内源转化与外源驱动双重作用路径,并且与碳排放强度密切相关。在“双碳”目标下揭示生态福利绩效时空演变及驱动机制,有助于厘清自然生态与人类福利的转化机理以及生态福利绩效与碳排放的作用关系,可为城市群高质量发展和生态文明建设提供参考。     

融合空间统计特征的长三角生态空间供需平衡研究

选择长三角为研究区,构建生态空间质量评价体系,结合可达性分析、统计分析方法,通过人口、GDP、土地开发强度反映生态需求程度,分析生态空间质量的空间分布和生态空间满足人类需求程度的空间分异及演变特征。结果表明:(1)通过融合可达性分析、统计分析方法建立的生态空间供需平衡指数,能很好地识别生态空间供需“短板”。(2)长三角生态空间质量从北向南逐渐升高,1995—2015年生态空间质量较差的区域从各大城市中心部分扩大到城市周边地区。(3)长三角生态空间供需平衡的空间分布具有明显的时空差异,供给不足的区域主要是在经济和城市化发展较快的城市,供大于需的区域主要是在生态高质量区域。     

基于层次分析法的黄河上游水源涵养区生态系统恢复力评价——以甘南州、临夏州为例北大核心CSCD

在全球气候变化背景下,人类活动对生态环境质量影响的定量评价是区域生态保护与高质量发展的关键问题。本文基于层次分析法(AHP)和GIS可视化空间分析技术,应用遥感反演的生态系统分类资料和社会经济统计资料等,构建了包含社会经济、土地压力、自然条件3个准则层的生态系统恢复力评价指标体系,结合指标时空尺度无量纲化与综合指数法,进行了甘肃省甘南州、临夏州2000—2020年的生态系统恢复力定量评估。结果表明:研究区域空间尺度生态恢复力范围分别为0.14—0.65(2000年)、0.12—0.72(2005年)、0.07—0.70(2010年)、0.12—0.70(2015年)、0.28—0.82(2020年);甘南生态系统恢复力较高,临夏生态系统恢复力较低,在空间分布上,生态系统恢复力呈现北低南高的总体特征,高生态恢复力的乡镇以草地、森林、灌木生态系统为主,低生态恢复力的乡镇以农田、城镇生态系统为主;在时序变化特征中,生态系统恢复力总体向好,呈现先上升、后下降、最后上升趋势,受人类活动与气候变化共同作用。     

“水-能源-粮食”视角下粤港澳大湾区生态安全格局的构建及优化

从“水－能源－粮食”3个维度对粤港澳大湾区的生态系统服务进行评价,利用珞珈一号夜光数据修正生态阻力面,运用最小累积阻力模型构建并优化湾区的生态安全格局。结果表明：1）粤港澳大湾区生态源地总面积为9 626.1 km²,主要分布在研究区东部和西部的山地、丘陵地区,对应位于江门市、惠州市中部和肇庆市;2）生态廊道共计38条,总长度为2 023.09 km,其中最短为11.76 km,最长为304.99 km,集中于植被覆盖较好的山地丘陵地区,中部无廊道分布;3）生态源地辐射区面积为28 929.5 km²,达到湾区总面积的51.88%,若要实现60%的覆盖率,则需要至少新增生态源地辐射面积4 524.856 km²;4）为了更好地优化粤港澳大湾区生态安全格局,提出在惠州市北部和南部新增两处生态源地辐射区,并构建以“一带、一轴、四组团”为核心的生态安全格局优化模式。