西北区域城镇化与资源环境承载力协调发展的时空特征——以兰西城市群为例

城镇化与资源环境协调问题是推动区域社会经济发展的关键问题之一。本文着力构建城镇化与资源环境承载力评价指标体系,运用熵值法和协调度模型测度2005—2017年兰西城市群地区城镇化与资源环境承载力协调度的时空格局特征。结果表明:兰西城市群城镇化综合指数时间上呈持续上升趋势,其中社会城镇化贡献份额逐渐增大,空间上出现"极化"发展模式,兰州和西宁两大核心城市与周围县区差距显著;资源环境承载力综合指数呈波动上升态势,资源环境绩效水平有待提高,其空间上表现出东高西低的分布状态,基本与地形分布相符;从协调类型上看,城镇化与资源环境承载力协调度在0.4～0.5,处于濒临失调状态,且协调度空间集聚特征较明显,协调区域集中于兰州、西宁两大省会城市及周围部分县区,失调区域则集中于城市群南部和西部县区。研究结果可为兰西城市群地区城镇化与资源环境承载力协调有序发展提供参考。     

河西走廊水生植物多样性格局、群落特征及影响因素

水生植物是湿地生态系统重要组成部分,研究水生植物多样性分布格局及其影响因素对地区水生植物资源保护具有重要意义。通过野外调查并结合气候等环境因素,研究了河西走廊主要水生植物群落类型、数量特征、水生植物多样性分布格局及影响因素,并对中域效应假说进行了验证。研究结果表明:(1)河西走廊地区共有水生植物29科42属84种,群落的聚类分析可将河西走廊水生植物群落划分为15个主要群落类型;(2)河西走廊水生植物群落类型主要受到水温、海拔、经纬度等环境因子影响,群落物种多样性指数与盐度以及溶解性固体总量呈显著性相关;(3)河西走廊水生植物多样性空间格局呈现出"∩"型的单峰格局,中域效应模型能较好地解释该地区水生植物多样性水平的纬度格局及海拔垂直分布格局,对该区域水生植物物种丰富度在纬度和海拔梯度上的变异解释率分别为57.56%、63.5%。分析表明,河西走廊水生植物物种丰富度格局由几何(边界)限制和随机过程及其他未知因素共同控制,且几何(边界)限制和随机过程贡献率较大;同时本研究中未考虑的环境异质性、气候、人为干扰等因素也对河西走廊水生植物多样性空间分布产生重要影响。     

新疆城镇化与土地资源产出效益的空间分异及其协调性

通过探索性空间分析以及协调发展度函数对1995-2008年新疆城镇化水平和土地资源产出效益的空间效应及两者之间的协调发展程度进行了系统分析,得出结论:(1)新疆各县市城镇化水平和土地资源产出效益在空间上均呈现明显的空间集聚。总体而言天山北坡和南疆铁路沿线是城镇化和土地资源产出效益热点相对集中的区域。(2)从协调发展度来看,整体上呈现纺锤体结构,"弱者恒弱"的马太效应难以打破,南北疆城镇呈现不同的演变轨迹。(3)将新疆所有城镇分为同步协调型、城镇化滞后型、土地效益滞后型、逐步磨合型、低级协调型五种类型,其中同步协调型城镇较少,其他类型的城镇数量较为均等。     

黄河上游兰州-西宁城市群资源环境承载力时空分异及障碍因子诊断

基于PSR模型构建资源环境承载力评价体系,利用熵权法、综合指数模型和GIS的空间分析功能对兰州-西宁(兰西)城市群资源环境承载力进行时空动态剖析,并运用障碍度模型识别其障碍因子。结果表明: 2005—2018年,兰西城市群资源环境承载力呈波动上升态势,资源环境承载力状况较好;资源环境承载力变异系数亦有波动上升趋势,区域差异逐步扩大。资源环境承载力空间上总体呈现以兰州与西宁主城区为中心的“双核”结构特征,高水平区主要集中于以兰州市和西宁市为中心的河湟谷地及其周边部分县区,低水平区集中于城市群中部、南部地区。其中,资源环境承载力子系统指数的时空分异特征显著,压力指数呈波动下降态势,空间上呈现以兰州与西宁市区为中心向外围地区递减的分布特征;状态指数呈波动上升态势,呈东西两翼高、中部低的空间演化特征;响应指数整体呈上升态势,空间上呈东高西低、中高外低的格局特征。城镇化率、人均工业废水排放量、生活垃圾无害化处理率、水耗指数和环保投资占GDP比重是制约兰西城市群资源环境承载能力提升的主要障碍因子。     

基于耦合协调度模型的黄土高原生态环境质量测度及预测

生态环境质量评价作为生态文明建设的基本依据,对于积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等具有重大意义。本文以生态环境脆弱的黄土高原为研究区,基于植被覆盖度、地形位指数、人口密度等数据反演资源环境承载力,以MODIS数据和土地利用数据表征生态弹性限度,分析2000—2020年研究区资源环境承载力与生态弹性限度的演变特征,利用耦合协调度模型综合表征区域生态环境,通过标准差椭圆方法探究协调度的重心变化及转移路径,并在此基础上利用粒子群优化的Elman神经网络对生态环境的未来趋势进行预测。结果表明：2000年以来黄土高原资源环境承载力呈现东南高、西北低的分布格局,呈指数缓慢上升趋势(0.0625 a^-1),生态弹性限度与该区域土地利用格局呈高度一致,指数波动上升但整体水平低;黄土高原生态环境耦合协调度从轻微失调阶段转变为初级协调阶段;黄土高原生态环境协调发展度的重心向东南偏移,且呈现东北-西南方向向心聚集,西北-东南方向空间发散的趋势;预测发现,2030年各市(自治州)资源环境承载力-生态弹性限度系统耦合协调度将稳步上升,这表明未来黄土高原的生态环境质量将逐步趋于协调,...     

基于资源环境承载力的国家级新区空间开发管控研究

随着我国城市工业化和城镇化的快速推进,由于不合理的空间开发导致生态空间被挤占、城市资源环境超载现象日益突出。以资源环境承载力为基础的空间开发管控制度是体现生态优先、绿色发展理念,从源头实现城市经济社会发展和环境协调发展的重要路径。选取国家级新区江北新区为案例地区,通过构建涵盖生态保护重要性、土地承载力、环境容量、环境压力4个要素层、10项具体指标的评价体系,基于GIS空间分析工具评估区域资源环境承载力。研究表明江北新区资源环境承载力呈现由沿江向内陆、平原地区向丘陵地区逐级递减趋势,根据要素层在空间分布差异性,将区域分为资源环境承载力饱和区域、资源承载力尚好但环境压力较大区域、资源承载力较好且环境压力较小区域、生态环境安全保障区域四个类型,并制定差异化的空间准入和管控措施。研究不仅为资源环境要素全面融入国家新一轮空间规划体系制定和实施全过程提供技术支撑,也可为长江经济带制造业发达地区探索可持续发展空间开发路径提供案例借鉴。     

陕西省新型城镇化与生态环境协调度研究

城镇化与生态环境之间相互影响、相互促进，两系统间耦合协调状态对于区域绿色可持续发展意义重大。以陕西省2005—2019年数据为例，在构建新型城镇化与生态环境系统评价指标体系的基础上结合耦合协调度模型、相对发展模型及面板向量自回归(PVAR)模型分析新型城镇化系统与生态环境系统间的耦合协调时空规律及互动关系。结果表明：(1)陕西省耦合协调度总体呈现“基本不协调—基本协调—中度协调”的演变规律。(2)各市耦合协调发展状态空间差异明显，2005年、2013年、2019年陕西省10个城市新型城镇化与生态环境耦合协调发展状态存在较大差异性，相对发展状态整体上由新型城镇化滞后状态发展为生态环境滞后状态。(3)脉冲响应图反映出新型城镇化与生态环境两系统间存在明显互动关系，前期生态环境受新型城镇化冲击的负向抑制作用，后期影响逐渐减小，受自身冲击较大，而新型城镇化发展前后期均主要受自身影响。本研究认为新型城镇化发展必须以生态为优先，在提高生态承载力的基础上，加速提升陕西省各区域空间人口等不同维度城镇化发展水平，从而实现高质量可持续的绿色发展目标。     

甘肃省生态承载力空间定量评价及耦合协调性

以生态环境脆弱的甘肃省为研究区,选用状态空间法从生态功能弹性力、资源环境供容力以及社会经济协调力3个维度构建生态承载力评价指标体系,对甘肃省2010年生态承载力的空间分异特征、空间关联特征以及耦合协调性进行分析。结果表明:(1)空间分布上,甘肃省生态承载力总体呈现东南高西北低,从东南高承载区向西北弱承载区逐级递减的空间分布格局;相近或相异生态地理分区的生态承载力表现出空间和数量上的一致性和差异性;特别地,河西走廊独特的绿洲生态景观,促使该地区生态承载力存在明显的空间异质性。(2)空间关联上,甘肃省生态承载力的分布呈正的全局空间自相关,存在显著的高值(或低值)集聚区;局部空间自相关LISA集聚类型主要包括HH和LL 2种类型,前者分布于甘南高原、陇南山地及河西走廊以南的祁连山区,后者则分布于苏干湖水系以北的酒泉境内与石羊河流域下游的武威民勤地区。(3)耦合协调性上,甘肃省生态承载力综合耦合协调性空间差异较大,从东南到西北呈现高-低协调相间分布的格局;较高协调地区出现在甘肃省东南部与河西走廊中东段,而较低协调地区则位于兰州-白银经济区及河西走廊西段;维度间耦合协调性受制于本地区自然和人文环境状况,使其空间分布与协调程度表现得不尽相同。     

包容性理念下中国城镇化质量与资源利用协调发展的关系

明晰包容性发展理念下城镇化质量与资源利用的协调发展关系及其限制因素,可为相关部门制定城镇化健康发展路径提供参考。利用基尼系数、探索性空间数据分析和协调度模型,对2000-2016年中国省域城镇化质量与资源利用的协调性进行分析,并采用障碍度模型探索其障碍因子。结果表明:中国城镇化质量与资源利用水平协调性波动上升,呈现"自东向西、由南向北"递减趋势,各地区协调性水平偏低,非同步性特征明显;中国城镇化质量与资源利用水平协调类型以城镇化质量滞后型为主;协调性呈现"东南高、西北低"的空间分布特征,热点区向东南方向偏移,冷点区在西北地区收缩;单项指标障碍度的省际差异较大。主要障碍因子包括人均财政科技支出、城镇基本医疗保险覆盖率、万人拥有医生数、城镇基本养老保险覆盖率、失业保险覆盖率、年末金融机构各项存款余额、百人公共图书馆藏书量、第三产业产值比重和建设用地面积比重等。     

中国海洋资源环境经济系统承载力及协调性的时空演变

中国海洋复合系统承载力研究对海洋标准化发展具有重要意义。引入环境EKC机理,通过可变模糊识别算法,结合相关研究构建承载力指标体系和评价体系对中国海洋资源环境经济2006—2014年承载力情况进行评价分析;利用三元协调发展模型对复合系统承载力进行协调发展测度;最后通过灰色关联模型测度承载力驱动因素以期为中国海洋复合系统可持续发展提供参考依据。研究结果表明:(1)中国海洋复合系统承载力时序变化良好;空间上天津、上海、海南承载力较高,呈南北中"三足鼎立"格局,河北、广西承载力较低;(2)承载力协调发展状况也呈良性发展,但区域间差异较大,海南、山东协调性较高,海南、上海、天津协调发展度较高,其余大部分地区均有待提高。(3)海洋经济规模与产业结构、环境治理、资源丰富度分别影响着海洋经济、资源、环境承载力。     

甘肃省资源环境承载力时空分异

从经济、社会、环境和资源4个子系统中选取24个指标构建区域资源环境承载力评价体系,运用加权TOPSIS模型结合GIS的空间分析功能从时间和空间维度对甘肃省14个市州2004—2013年的综合承载力和4个子系统内部承载力水平进行剖析。研究表明:(1)近10年甘肃省各市州资源环境综合承载力指数呈低水平上的平稳态势,与经济发展水平一致;呈西北高东南低的空间格局和金字塔形的层次结构。嘉峪关市居第1层;金昌市、兰州市、酒泉市居第2层;其他市州居第3层;(2)各子系统对资源环境综合承载力的影响不同。生态环境子系统的承载力对资源环境综合承载力贡献最大,明显高于其他3系统,经济系统贡献很小;(3)各市州各子系统承载力指数存在明显的时空分异。经济支撑力指数呈河西(除武威外)和兰州高,东南和南部低的空间格局,呈现金字塔形的层次结构整体偏低变化较小。社会承载力指数除金昌市有较大的突变外各市区都比较平稳,空间上呈河西(除武威外)和兰州高,东南、南部低的空间格局;嘉峪关市、兰州、酒泉3市较高,其余各地都较低。环境承载力指数变动频繁,波动幅度不大,空间上基本呈两头高中间低的哑铃状空间格局。资源承载力指数偏低,武威、庆阳、定西、甘南、临夏和天水6市州指数曲线平稳,其余8市州波动频繁,波动幅度大,空间上呈河西地区(除武威外)和陇南市高,其余各州市低的集中分布格局。     

成渝城市群城镇化与生态环境耦合协调及交互影响

以成都-重庆(简称成渝)城市群为研究对象,从经济、社会、生态和城乡协调4个子系统构建城镇化综合评价指标体系,将生态环境承载力和生态弹性结合构建生态环境综合评价指标体系,应用耦合协调度模型测度2005—2018年成渝城市群各地级市城镇化与生态环境的耦合协调度,借助GIS空间分析法、象限分析法和Tapio模型,分析成渝城市群各地级市城镇化与生态环境交互作用的类型、演化路径及其解耦路径。结果表明: 研究期间,成渝城市群的城镇化质量呈现波动上升趋势,以成都、重庆为高值区呈“双核”向四周辐射;生态环境质量缓慢提升,呈四周高、中部低,开口向北的“U”型空间格局。城镇化系统和生态环境系统耦合协调水平较高,总体呈上升的趋势,协调类型由以濒临失调和勉强协调为主逐渐向以中度协调为主演变,呈现中部低、东西高的空间格局。城镇化与生态环境交互作用的演化路径呈现稳定型和变化型2个大类。稳定型包括5个亚类20个城市,成都、德阳、绵阳等城市始终是良好协调型;变化型包括9个亚类16个城市,重庆主城区、铜梁等多数城市的协调度提升,呈“上升式”发展;合川、自贡等少数城市呈“下沉式”发展。生态环境增长率和城镇化增长率均为正,城镇化与生态环境的解耦路径以弱脱钩和扩张连接为主。     

基于ARIMA-ANN模型的生态安全评价及预测——以河西走廊城市群为例

生态安全是社会经济可持续发展的基本保障,研究区域生态安全时空格局历史演变与发展趋势具有重要意义。本文选取河西走廊地区5个地级市为对象,建立基于PSR-EES模型的生态安全评价指标体系,采用综合指数法计量其2008-2017年期间10年生态安全值,进而采用ARIMA-ANN模型预测未来该区域生态安全变化趋势。结果表明:河西走廊地区生态安全呈波动上升状态,演变特征与区域的生态保护规划与政策措施相吻合;各地级市生态安全等级与理想状态存在不同程度的差距;张掖、金昌、酒泉三市存在一定的生态风险;采用ARIMA单项模型、ARIMA-ANN组合模型对河西走廊区域生态安全变化趋势进行预测的平均相对误差、相关系数分别为2.01%、0.8852(ARIMA)和1.09%、0.9665(ARIMA-ANN);ARIMA-ANN组合模型预测河西走廊地区2020年的生态安全值达0.8107,处于V级。本研究证明,ARIMA-ANN组合模型在区域生态安全演变评价和发展趋势预测中获得较高的准确度和精度,对优化区域生态空间布局和安全管理具有实践价值。     

天山北坡经济带城镇化与资源环境系统的关系研究进展——基于文献计量分析

天山北坡经济带长期面临城镇化进程与资源环境系统的系列问题,区域城镇化与资源环境系统的关系备受关注。运用文献计量分析工具对1995—2022年的相关中英文文献进行全面分析,并对天山北坡经济带城镇化与资源环境系统关系研究的几个重点问题进行评述。研究发现,中文研究整体关注城镇化背景下的生态环境问题与对策探讨,英文研究侧重气候变化背景下城镇化进程中的水土资源利用与驱动因素,而中英文均普遍关注城镇化过程中的水资源问题,且近期不断加强城镇化与资源环境系统的协调关系及影响因素研究。相关研究存在共识,认为天山北坡经济带的城镇化与资源环境系统存在互动互馈关系,资源环境系统对城镇化发展的约束效应具有倒U型趋势,城镇化发展对资源环境系统的影响效应呈现U型趋势,而当下二者的耦合协调水平总体偏低,应坚持走可持续发展、绿色发展与高质量发展的城镇化道路。未来研究可从区域多尺度空间嵌套关系、多源数据库构建、多元化方法创新、格局-过程-机理剖析等方面开展。     

城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型及其在干旱区的应用

在分析城市化进程与生态环境状况之间交互胁迫、动态演进关系的基础上,借助于系统科学理论建立了城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型。认为整个城市化过程就是城市化的各个层面与生态环境的综合协调、交互胁迫的耦合发展过程。在这一过程中,城市化与生态环境协调发展系统的演化周期将经历低级协调共生、协调发展、极限发展和螺旋式上升4个阶段,城市化与生态环境协调发展耦合过程的实质,就是系统各要素相互作用、相互制约,由低级协调共生向高级协调发展的螺旋式上升的过程。以河西走廊为例,对干旱区城市化与生态环境协调发展的动态耦合规律进行了实证分析,认为1985~2003年间,河西走廊城市化水平不断提高,生态环境状况曲折下降,生态环境对城市化的响应较为明显,但相对于城市化进程,生态环境的响应又有一定的滞后性。目前河西走廊处于城市化与生态环境的协调发展阶段,然而协调耦合度的增长很快,整个协调发展系统即将进入极限发展阶段,生态环境危机正在进入潜伏期。基于动态耦合模型所建立的协调耦合度,能够较好地反映城市化与生态环境的交互胁迫、动态耦合的演变情况。根据河西走廊耦合度的变化可知,在城市化发展的初期,往往是需要一定的生态破坏为代价的,然而随着城市化的发展,生态环境必将随城市化而好转。因此,正确认识城市化与生态环境交互胁迫的动态耦合规律,采取适当的城市化发展模式,对于促进河西走廊城市化与生态环境的协调发展具有重大意义。     

土地利用变化的生态环境效应及其时空演变特征——以河西走廊为例

基于河西走廊地区1980—2020年的土地利用数据,运用ArcGIS空间分析方法,计算生态环境质量指数,对1980—2020年长时间序列土地利用类型变化及其生态环境质量的时空演变特征、变化频次、模式、圈层分布和空间聚集特征等进行分析。结果表明: 1980—2020年间,未利用地是研究区主要的土地利用类型,其中,建设用地、林地、草地和水域面积变化较多,土地利用类型之间转换明显。研究区生态环境质量恶化和改善的趋势同时发生,并在一定条件下相互抵消,生态环境质量指数呈先降后升的“U”型演变过程,整体生态环境质量波动变化不大。生态环境质量的空间集聚特征明显,总体分布特征为东南地区较高、西北地区较低,没有出现高频率、大变化;研究区东南象限的生态环境质量最差,西南和西北象限次之,东北象限的生态环境质量最好;生态环境质量类型转换持续下降区的面积大于持续上升区的面积,说明研究期间河西走廊的生态环境保护取得了一定成效。生态环境质量变化热点区域主要分布在河西走廊中部以及西南部,冷点区域主要分布在河西走廊西北部。     

生态约束下闽三角城市群城镇发展特征与转型路径

我国城市群快速发育与增长的同时也伴随着巨大的生态代价。基于生态约束视角提出城市群可持续发展的"供需-效率-结构"三维测度模型，以闽三角城市群为实证，综合运用生态足迹、生态承载力与信息熵模型，从资源供需关系、发展生态效率与生态本底结构三个方面评价其2018年区域城镇可持续发展空间分异规律，并进一步探究其影响因素与转型发展路径。研究发现：（1）闽三角区域城镇发展空间分异明显，具体表现为南北差异与海陆差异，空间集聚效应正在形成。（2）城镇可持续发展潜力与能源消耗和经济发展水平呈显著负相关，而人口、城镇化、经济、能源消耗等影响因素对资源供需关系、发展生态效率与生态本底结构三个子系统的影响机制存在差异。（3）鉴于影响机制差异，采用系统聚类法将闽三角城镇划分为赤字型、失衡型、粗放型与可持续型四类，针对不同类型城镇的主要发展制约因素提出相应的转型发展路径。研究希望为城市群可持续发展研究提供新的思路，为闽三角区域城镇转型发展提供参考与借鉴。     

“三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力——以甘肃省为例

中国社会经济快速转型背景下土地利用变化所引发的环境问题被广泛关注。以土地利用现状遥感监测数据和统计资料为数据源，借助ArcGIS和SIMCA-P软件平台，基于"三生"空间视角，通过生态环境质量指数测度了1980-2018年甘肃省土地利用转型的生态环境效应，并运用偏最小二乘法揭示生态环境质量演变的驱动机制。研究发现：（1）"三生"空间结构演化和地域分异显著。生产、生活空间集中分布于河西走廊、陇中和陇东黄土高原并呈扩张态势；生态空间主要分布于陇南山地、甘南高原、祁连山地和河西走廊以北地带且整体呈缩减趋势；生产、生活空间的增长源于对生态空间的侵占。（2）生态环境质量改善和恶化趋势并存，整体上经历了先下降后上升的"U"形演化过程；空间上呈"东南高-西北低"的分布特征，空间格局演化具有明显的集聚性。（3）生态建设、科技进步等对生态环境改善具有明显的促进作用；而人口增加、社会消费水平提升在一定程度上加剧了生态环境压力；对外贸易对生态环境的影响具有双面性。