洞庭湖区生态承载力系统耦合协调度时空分异

不同时空尺度下,生态承载力系统耦合协调度呈现不同差异和变化。在阐述耦合协调发展作用机理的基础上,构建了耦合协调度评价指标体系,利用容量耦合模型对洞庭湖区生态承载力系统耦合协调度进行时空分析。结果表明：① 时序变化上,2001~2012年洞庭湖区生态承载力系统耦合度和耦合协调度变化趋势基本趋同,大致呈现同步稳定上升态势,耦合度均值达0.499,处于拮抗阶段;耦合协调度均值达0.463,处于中度耦合协调阶段;年均增长率上,耦合度达3.35%,大于耦合协调度的3.05%。表明生态承载力内部系统耦合作用和协同效应明显,并且耦合作用的强度大于内部协调性。② 空间分异上,17个县域的耦合度出现了低水平耦合、拮抗阶段和磨合阶段3种状态,3种耦合状态的县域个数和区间变化呈现不同的差异。耦合协调度出现了低度耦合协调、中度耦合协调和高度耦合协调3种状态,其变化状况基本上与耦合度类似,但从协调状态的县域个数和区间变化来看,耦合协调度的变化稍滞后于耦合度的变化,空间分布与耦合度分布特征基本相似,高、低值区的空间分布由西南向东北大致呈现较低-高-低-高-较低的“M”型基本格局。③ 空间组合上,17个县域出现了低耦合低协调区、中耦合低协调区、中耦合中协调区、高耦合中协调区和高耦合高协调区5种空间组合类型,其基本空间格局是,低耦合低协调区集中分布在洞庭湖区中部和西南部,高耦合高协调区则沿京广线、石长线和常岳高速三线呈“三足鼎立”布局,其它不同组合类型则集中于高耦合高协调区外围呈“零星状”分布。     

洞庭湖区生态承载力时空演化特征

利用探索性空间数据分析以及百分位数和变异系数,基于Arc GIS 和Geo DA软件支撑,对洞庭湖区生态承载力的空间格局特征、空间关联特征和相对差异演变特征进行分析。结果表明：① 空间格局上,洞庭湖区生态承载力从西南向东北大体上呈现“W”型（较高—低—高—低—较高）空间格局,倒“U”型的县域差异特征显著。② 空间关联上,洞庭湖区生态承载力的分布呈正的全局空间自相关,出现相似县域之间的空间集聚,全局Moran’s Ⅰ值相差不大,空间聚集程度比较稳定,趋于围绕某一偏低集聚度出现小范围内波动;局部空间自相关的LISA 集聚类型出现HH型、HL型和LH型3 种类型,依次集中分布在洞庭湖区的中部、西南部和东北部,局部空间格局保持相对稳定,但是聚类特征显现出稍微变化的迹象。③ 相对差异演变上,2001-2010 年洞庭湖区生态承载力相对差异演变整体上呈现一定的差异性。2001-2003 年相对差异较小,趋于稳定;2005 年前后相对差异较大;相比2001-2003 年,2005 年以来相对差异明显扩大且这种较大的空间相对差异随着时间的推移呈现小幅波动趋势。     

环洞庭湖区人口城镇化的空间格局及影响因子

中部积水的湖盆地形使环洞庭湖区社会经济的空间结构不同于一般的平原地区。利用第六次人口普查的县域统计资料,对环洞庭湖各县市区人口城镇化水平进行空间分析发现,湖区人口城镇化水平呈现出明显的同心带状结构。对环洞庭湖各县市区的人口城镇化水平与其社会经济发展、交通区位和资源环境等3大类12个指标进行全因子相关分析和回归分析,结果显示:经济结构差异是人口城镇化空间结构特征形成的直接原因;农业现代化水平对湖区人口城镇化的空间分异产生了较大的影响;交通区位条件主要通过影响经济结构来影响人口城镇化水平;地形结构的差异则是湖区人口城镇化空间结构形成的自然基础。     

洞庭湖区旅游城镇化系统耦合协调性时空格局及影响因素

基于旅游产业、城镇化和生态环境耦合协调作用机理,运用耦合协调模型分析洞庭湖区2000—2018年17个县域旅游城镇化系统耦合协调性的时空格局及影响因素。结果表明:①时序特征上,近20 a来耦合度和协调度呈现同步上升态势,两者均出现"一波三折"过程变化特点。耦合度增强的同时,协调度也随之增强,但滞后于耦合度的变化,协调水平有待提升。②空间格局上,协调度与耦合度均呈现出"中部低、四周高"的分布特点。17个县域2个典型年份的耦合度和协调度出现了不同类型的转变,高层次耦合类型和协调类型的县域集中分布在洞庭湖外围地区,低层次的县域则集中分布在洞庭湖中部地区。③耦合协调类型的空间组合差异明显,由低层次向高层次转变的县域达到9个,组合类型的空间分布格局与耦合度和协调度的分异特征基本相似。④相关分析表明,协调度与表征旅游产业发展水平、城镇化发展水平和生态环境治理水平因子的较强相关性是形成这种时空分异格局的主要影响因素。     

西洞庭湖湿地景观空间结构的完整性分析与优化对策

选取2005年两洞庭湖湿地的遥感影像,利用GIS技术、MapInfo Professional 6．5 SCP软件和景观结构分析软件FRAGSTATS,应用景观生态学的理论和方法,对两洞庭湖湿地景观空间结构的完整性进行了分析。结果表明：①区域内斑块分维数相差不大,但荒草地和杨树末成林受人为干扰明显且形状规则,其分维数趋近于1;②区域内湿地景观类型体系中各类湿地所占比例差异较大,分配不太均匀,其中湖泊景观优势明显;整个区域的破碎化程度高,除湖泊外,其他类型的湿地受人类干扰较大。基于上述分析,提出了更新和调整湿地生境、合理布局功能区、强化湿地综合管理和开展湿地生态旅游等优化对策。     

2001-2010年洞庭湖区经济、社会和环境变化及其生态承载力响应

不同时空尺度下,生态承载力对区域经济、社会和环境变化会作出不同程度的响应。利用可持续发展指数测度模型和生态承载力响应模型,对洞庭湖区2001-2010 年经济、社会和环境变化及其生态承载力响应进行分析。结果表明：① 2001 年以来洞庭湖区经济发展度和社会协调度一直呈上升趋势;生态系统的安全性和可持续性向良性转变;环境可持续度则呈波动性下降态势。② 洞庭湖区17 个县域的经济发展度和社会协调度均呈上升态势,可持续性呈现差异性地向弱可持续转变;岳阳市区、常德市区和益阳市区的经济发展度和社会协调度高于其他14 个县域,环境可持续度则下降最明显。③ 洞庭湖区生态承载力的响应状态分为强超载、超载、弱低载和低载4 类,不同时段县域生态承载力的响应状态差异明显;岳阳市区、常德市区和益阳市区社会经济发展水平较高,而其生态承载力响应状态则处于强超载,在区域发展水平上反映出湖区县域经济发展、社会进步、资源利用和环境质量的协调性较差。④ 环境可持续度在一定程度上成为提高生态承载力的重要基础,现行的“掠夺式”县域经济发展模式成为提高生态承载力的阻碍因子,由于社会经济发展过于依赖资源开发以及生态环境干扰,使得环境可持续度对于生态承载力与可持续发展指数的影响相对较弱,其实质往往是以牺牲生态环境为代价。