基于CLUE-S模型的县域生产-生活-生态空间冲突动态模拟及特征分析

随着经济、社会发展速度不断加快,多功能空间之间的竞争不断增强,国土空间的协调与稳定受到严重影响。因此,模拟生产、生活和生态空间(简称"三生"空间)冲突格局,并分析其演变特征,对于科学利用国土空间,实现区域发展格局优化有着重要意义。以昌黎县为研究区,以2005和2015年土地利用现状数据为基础,采用CLUE-S模型预测研究区2025年土地利用格局;基于土地利用主导功能和次要功能将国土空间划分为生活生产空间、生产生态空间、生态生产空间及生态空间,依据景观生态指数构建空间冲突测度模型,测算昌黎县2005—2025年三期"三生"空间冲突变化趋势。结果表明:①2005—2025年昌黎县以生产生态空间为主。2015年末,生活生产空间、生产生态空间大量占用生态生产空间和生态空间,尤其是河流附近,空间转换更加显著;到2025年,各空间类型转变较少,但生活生产空间转入量仍相对较大。②2005—2025年昌黎县空间冲突水平呈上升趋势,到2025年,空间冲突逐渐以较强空间冲突为主。这主要是由于生产生态空间、生活生产空间不断向外扩张。随着城镇化、产业发展速度的加快,生活生产空间、生产生态空间向外扩张强度逐渐增大,生态生产空间、生态空间将面临威胁。     

长江三角洲城市群“三生”功能耦合协调时空分异及其影响因素

长江三角洲城市群是中国城市化水平和经济发展水平最高的城市群，其"三生"功能问题和矛盾日益凸显，"三生"功能耦合协调分析是国土空间规划及区域可持续发展的基础。以长江三角洲城市群为研究区，从农业生产、非农业生产、生活水平、生活保障、生态压力和生态保障六个方面筛选31项指标构建"三生"功能评价指标体系，采用熵权法和AHP法组合确定评价指标权重。并引入耦合协调度模型，以2000-2019年为研究时段进行"三生"功能评价及其耦合协调度分析，并运用面板数据模型和Robust回归分析影响研究区"三生"功能的主要因素。结果表明：（1）研究区2000-2019年间生产、生活、生态功能整体上稳步提升，其中，生产功能东西部发展优于中部，低值区缩减；生活功能东部优于西部，南部优于北部；生态功能随时间呈现由西南部到东南部最优的变化特征。"三生"功能总体表现为"东部优于西部，南部优于北部，东南部发展最优"格局，空间差异明显；（2）生产-生活严重失调城市占比由23.08%缩减为0，基本协调城市占比由11.54%提高到46.15%，中度协调城市占比由0提高到53.85%，耦合协调性提高显著；生产-生态中度失调城市占比由57.69%降为4.8%，基本协调城市占比由19.23%提升为88.46%；生活-生态耦合严重和中度失调城市占比由有到无，中度协调城市占比由0提升为88.46%，上海市升为高度协调城市；生产-生活-生态功能耦合协调度逐步提高，在空间上呈现东部、东南部为主要高值区，沿海优于内陆的分布格局；（3）地均农业机械总动力、地均固定资产投资、城镇常住居民人均可支配收入、草地面积、绿地覆盖率等因素对研究区"三生"功能耦合协调发展起到了巨大的推动作用，而农村常住居民人均可支配收入对"三生"功能耦合协调起到了限制作用。研究结果能为其社会经济稳定发展与国土空间资源利用可持续发展提供参考依据。     

农业空间半自然生境内涵、特征与识别

维护农业空间生态安全是国土综合整治与生态修复的重要目标，处于自然生境和人工生境过渡性地带的半自然生境是自然要素与人工要素强烈交互作用下形成的人与自然"共享空间"，其以自然发展规律为核心，又依靠人类活动延续独特的结构、过程和功能，具有资源类型多样化、景观格局复杂化和生态功能多元化的特征，是保障和提升农业空间生态系统健康的关键区域。通过对半自然生境内涵与特征的解析，以四川省罗江区为例，基于格局视角对农业空间半自然生境进行识别，结果表明：（1）罗江区半自然生境比例达27.28%，主要聚集于农林混交区，城乡交错带次之，农业集中区半自然生境比例偏低，其内部存在生境面积微小、斑块细碎、连通阻断等问题；（2）生态型半自然生境比例为17.28%，主要分布于农业集中区边缘地带，人工型半自然生境比例为10.00%，主要分布于大型居民聚集区周边和用地混杂山区；（3）从整体空间上看，区域形成农业集中区-生态型半自然生境-人工型半自然生境-人工/自然生境的渐进分布格局，其景观格局可总结为"片核-环屏-廊道-斑块"4种模式；（4）在国土空间规划新时代，农业空间半自然生境研究需联动城镇空间与生态空间实现系统化保护修复，为我国当前粮食安全保障国策和生态文明建设战略约束下的国土空间管控提出适应性策略。     

基于共生理论的兵团与地方城市“三生”功能跨界整合发展研究

基于共生理论，选取乌鲁木齐市、五家渠市、昌吉市为研究案例区，构建"三生"空间评价指标体系及"三生"功能评价指标体系，探讨乌五昌地区"三生"空间时空分异格局，借助共生度模型，识别兵团城市与地方城市"三生"功能共生发展模式，并对兵地城市跨界融合发展提供理论建议。结果表明：（1）研究区生产和生活空间面积呈上升趋势，生态空间面积呈下降趋势。（2）在生产功能方面，五家渠市与乌鲁木齐市、昌吉市共生模式分别为正向非对称共生、反向非对称共生，生活功能与生态功能方面，均为正向非对称共生，各功能城市间影响程度不同。（3）基于"三生"空间格局及"三生"功能共生模式，提出兵地融合发展建议，生产方面建立四区，三轴，一基地，生活方面加强交通路网建设，生态方面兵地协同建立生态保护区。     

典型山区生态系统服务对居民福祉影响的空间差异及动态特征——以川西山区为例

明确山区生态系统服务对居民福祉的局域空间影响是开展生态系统可持续管理决策的重要基础，对助推山区人地协调发展具有积极促进作用。基于2000、2005、2010和2015年4期土地利用数据和社会经济数据，以西部典型山区川西为案例，采用生态系统服务价值当量评估法和人类福祉框架构建指数评估模型，通过地理加权回归（GWR）探析生态系统服务对县域居民福祉的空间驱动特征与动态变化，识别影响福祉的主导生态系统服务因子。结果表明：（1）川西山区居民福祉呈同质集聚，空间依赖关系逐步减弱，"高-高"与"低-低"集聚在南北分异明显。（2）全域上生态系统服务因子对居民福祉具有显著负向影响，阻滞效应趋于减缓。（3）局域空间上影响系数具有方向和程度异性，西部减量效应明显，阿坝州和凉山州东北部增量效应显著，敏感程度从东南向西北梯次递减，负向敏感性强于正向敏感性，空间差异随时间变化趋于缩小。（4）供给与文化服务是影响川西山区居民福祉的关键生态系统服务，主控区域随时间变化在川西东北部和西部交替。山区生态资源红利释放应以新发展理念为导向，通过生态文明建设、生态经济提质、资源有偿使用和生态补偿制度设计助推生态资源价值创造与转换，实现山区可持续发展。     

中原城市群“三生”空间模拟及生态效应评估——基于未来土地利用模拟模型和共享社会经济路径情景

黄河流域高质量发展背景下,加强该流域典型城市群"三生"空间(PLES)时空演变和生态效应具有重要现实意义。以中原城市群为例,基于2010年、2015年和2020年的土地利用数据,耦合未来土地利用变化情景模拟模型(FLUS)、共享社会经济路径(SSPs)和生态环境效应模型,分析了2025-2100年五种SSPs情景下中原城市群"三生"空间的时空演变特征,以及2035年不同情景下的生态环境效应。结果表明:(1)从2025年到2100年,除SSP4情景外,其余4种情景均表现为生产空间面积持续缩减、生活空间面积明显扩张、生态空间面积略有起伏总体缩减。(2) 5种SSPs情景下,"三生"空间的空间分布格局相对一致。城镇生活用地较为聚集呈片状分布,农村生活用地呈点状零散分布。农业生产用地较大,分布均匀。林地和牧草生态用地主要分布在西部和南部,水域生态用地呈东西向带状分布在中原城市群中北部。(3)2035年,研究区生态环境质量空间分布不均衡,呈现"西南高-中部低"特征。中间发展情景(SSP2),生态环境质量略高于其他情景。研究结果对中原城市群的国土空间规划和生态文明建设具有一定的理论和实践价值。     

“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。     

生态用地空间稳定性及其格局分析——以咸阳市为例

生态用地是生态空间规划与生态保护的最核心土地利用类型集合。利用生态用地指数及空间统计学方法，对陕西省咸阳市2000-2010和2010-2020两个时段的生态用地空间稳定性的数量与格局特点进行了分析。结果表明：（1）稳定性生态用地的空间分布呈现了北部数量多、中部数量少、南部关中平原极少的空间格局；在2000-2010和2010-2020两个时段，其面积从266935.14hm²增加到了275851.17hm²。（2）在2000-2010和2010-2020两个时间段内，全市的生态用地稳定性指数基本上都维持在26%-28%之间，其中以黄土丘陵沟壑区最高，在43%-45%之间，黄土台塬在14%-15%，关中平原区都在0.2%以下。（3）从生态稳定性指数的动态来看，20年间全市平均增幅为0.87个百分点，其中以黄土丘陵沟壑区增幅最大，后10年比前10年增加了1.61个百分点，关中平原区增加了0.02个百分点，只有黄土台塬区降低了0.15个百分点；生态用地稳定性指数的分级结果表明，其总体呈现低稳定等级区域在减少，而中、高稳定等级区域在扩大。（4）生态用地稳定性指数的局部空间自相关分析表明，整个市域以高-高聚集区和低-低聚集区为主，其市域面积占比区间分别为48%-49%和47%-48%，前者主要分布在北部的黄土丘陵沟壑区，后者主要分布在南部的关中平原区和中部的黄土台塬区。热点分析结果表明，具有统计意义的冷点空间主要分布在南部的关中平原区和中部黄土台塬区，而热点空间则以北部的黄土丘陵沟壑区为主，仅在该区域的东南角有极小部分属于冷点区域。     

国土生态空间中现存建设用地与耕地退出的生态系统服务响应——以昆山市为例

如何管控包括生态保护红线等国土重要生态空间中的存量建设用地和耕地，是目前业界争论的焦点问题，而是否该退出、怎么退出、有何影响，则是值得学界重点探讨的科学问题。以昆山市为例，基于"生态系统服务重要性-生态敏感性-景观连通性"框架识别其国土重要生态空间，在分析重要生态空间与其现存建设用地、耕地的冲突特征及影响因素基础上，多情景模拟并评估重要生态空间中耕地和建设用地不同退出方式下的区域生态系统服务响应特征。研究表明：（1）占全域不足1/4的重要生态空间中，现存耕地和建设用地主要分布在水域周边，且以耕地占用冲突为主。（2）重要生态空间中耕地和建设用地退出方式不同会导致不同的生态系统服务响应特征，整体上生态保护情景能够有效地缓解服务间的权衡关系，但过度生态保护并不是最合适的；需权衡好不同国家既有政策之间关系，在保护中要避免"一刀切"问题。此外，研究尝试探讨了重要生态空间中现存用地斑块退出的生态系统服务响应研究的方法和思路，未来还可就围绕退出斑块的面积阈值、空间配置特征及其生态系统服务响应规律展开深化研究。     

岩溶地区景观格局演变及其生态安全的时空分异——以贵州省东北部槽谷为例

景观生态安全能反映区域生态保护与经济发展之间的关系，有助于了解生态环境压力和缓解人地关系矛盾具有重要意义。基于2005、2010、2014和2017年LandSat影像为数据源，借助ArcGIS和景观格局指数法构建景观生态安全指数，对槽谷区景观格局演变及其对生态安全的时空分异规律研究，从而提出环境友好型的土地利用组合模式。结果表明：（1）2005—2017年，槽谷区景观内部整体呈现破碎化，景观斑块数量增多，景观格局由单一规则化、简单化向复杂混合型转变，多样性增加且空间异质性增强。随着时间变化，岩溶槽谷区景观生态安全整体呈现上升趋势，西、东部槽谷景观生态安全指数（Ecological Security Index，ESI）由槽坝向山坡两侧逐渐增加，而中部槽谷则由山坡向槽坝增加。（2）在200 m尺度下，西部槽谷ESI的全局正相关性最显著，其Moran''s I值呈先增加后减小的趋势，而中部和东部槽谷则相反。岩溶槽谷区ESI的空间集聚形式主要表现为高高和低低值集聚区，空间集聚程度较高，而高低和低高集聚区分布较少且变化不明显。（3）景观集聚分布格局受低地形起伏和坡度较缓区域影响较高且呈现倒"U"型共性趋势，而海拔则相反。（4）岩溶槽谷区景观格局以扩充"林地-灌木林地-草地"的土地利用组合模式能增加景观生态安全。（5）景观格局及其生态安全的时空分异是受当地自然环境、社会经济和政策导向共同作用的结果，通过分析多重因素对槽谷区景观格局及其生态安全演变趋势的驱动机制可为地区科学决策提供科学参考。     

岷江上游景观变化评价

通过NetWeaver设计模糊知识库,利用EMDS模型定量评价了岷江上游1986--2000年景观变化．结果表明：整个流域景观的斑块类型、面积、数量及空间配置均发生了较大变化,且朝着有利于生态恢复的方向变化．森林类型的变化主要发生在北部（松潘县和黑水县）．草地类型的变化主要发生在北部（松潘县）和最南部（汶川县）．流域景观变化是人类活动强度增大和自然变化共同作用的结果．     

基于最大熵模型(MaxEnt)预测暗紫贝母的潜在分布

暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)干燥的鳞茎是市场名贵药材"川贝"的主要来源,目前由于人们的过度挖采及环境的恶化,使得其野生资源已近枯竭,被列为国家三级濒危保护药材物种。该研究通过收集暗紫贝母的地理分布点经纬度,结合26项生态因子,运用最大熵模型(MaxEnt)并结合地理信息系统(ArcGIS),对其在中国的潜在分布区域进行了预测。结果表明:暗紫贝母的潜在适生区主要分布在四川西部和北部、青海南部、甘肃南部,其中四川阿坝藏族羌族自治州的理县、茂县、松潘县、红原县、黑水县等地区,青海省果洛藏族自治州的久治县、玛沁县、同德县、兴海县、河南县地区以及甘肃省甘南藏族自治州地区是暗紫贝母最佳适生区。此外,在西藏和云南也有零星的分布。对暗紫贝母的分布贡献率较大的主要生态因子有5个,分别是海拔(40.8%),年均降水量(28%),1月最高温度(7.1%),最干季平均温度(6.6%)和昼夜温差日均值(6.6%)。其中,海拔为2700~4 500m、年均降水量为400~1 400mm,是暗紫贝母最适宜生长的生态位参数。该研究结果为暗紫贝母的野生抚育和人工栽培提供了重要的科学依据。     

赣江上游流域景观生态风险的时空分异——从生产-生活-生态空间的视角

以赣江上游流域为研究对象,利用1995年、2005年、2015年的3期遥感影像,分析1995—2015年赣江上游流域的土地利用演变特征;基于景观扰动指数与景观脆弱指数构建土地利用生态风险模型;采用半变异分析、自相关分析等方法,研究了赣江上游流域土地利用风险时空变化与驱动力。结果表明:赣江上游流域城乡生活空间面积显著增加,从三生空间看,农业生产空间面积显著减少,土地利用类型由生态、生产空间向城乡生活空间转化,土地利用程度提高。1995—2015年期间土地利用生态风险逐渐上升,高-高型聚类多分布于章贡区、南康区、信丰县等附近,低-低型聚类多分布于安远县、全南县等附近,高风险区、较高面积逐渐扩大,低风险区、较低风险区面积逐渐缩小,引起土地利用类型变化的因素主要为总人口、公路里程、城镇化率等人为因素。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

基于地理加权回归模型的武汉城市圈生态用地时空演变及影响因素

生态用地对城市圈可持续发展至关重要。本研究以武汉城市圈32个研究单元生态用地为对象,采用土地利用转移矩阵、探索性回归分析和地理加权回归模型(GWR),首先利用遥感影像解译成果对2000—2005、2005—2010和2010—2015年各个单元生态用地的时空演变进行统计,然后利用公司企业、生活服务等点位及数量大数据完善传统影响因素指标体系,并进行探索性回归分析,精选最优回归模型,最后基于GWR模型对不同时期影响因素及空间分异规律进行分析。结果表明: 2000—2015年,城市圈内生态用地非生态转化呈现先升后降的倒“U”形变化规律,空间上呈现由点到面的扩张趋势;城市圈内共有8.4%的土地利用类型发生了转化,其中,耕地、林地、草地、水体和未利用地向非生态用地转型量占41.9%;空间格局由武汉中心城区逐渐向市级次中心、县级城镇周边扩展。探索性回归分析3期的通过模型数为326个,对所有模型进行GWR和普通最小二乘法(OLS)回归比较分析,3期最优模型的调整R²分别为0.83、0.91和0.76,前者较后者提高了0.02、0.03和0.02,AICc值分别减小2.88、3.42和0.83。GWR模型结果表明,武汉城市圈内生态用地转化影响因素的空间分异明显,影响模式在空间上以不同方向的逐渐过渡为主,兼有“V”形分布等其他模式。空间因素影响效果显著,空间数据潜在信息增强了城市圈内生态用地演化的解释力度。     

滇东南喀斯特区域生态脆弱性的时空演变及其影响因素

由于自身的脆弱性和人类活动的扰动,喀斯特区域植被破坏、水土流失和石漠化等生态问题突出。综合分析喀斯特区域的生态脆弱性及其影响因素,可为区域生态修复、环境治理提供科学支持。本研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,从自然和人为因素角度构建喀斯特区域生态脆弱性评价指标体系,运用SPCA对2000、2010和2018年的生态脆弱性进行反演,分析其时空演变特征,并利用地理探测器探究其影响因素。结果表明: 2000—2018年,广南县整体脆弱性变化较小,但脆弱程度在不断加剧。在脆弱等级方面,该县以微度脆弱为主,但轻度、中度和重度脆弱在逐渐增加。广南县沿“者兔-莲城-杨柳井-板蚌”以南地区的生态脆弱性较高,以北地区的脆弱性较低;脆弱性空间集聚效应强烈,北部处于脆弱性低-低集聚区,而西南部和东南部处于脆弱性高-高集聚区;生态工程的实施有利于区域生态脆弱性的改善,而人类活动的干扰使生态脆弱性进一步恶化。岩性和石漠化面积比重对喀斯特区域生态脆弱性的影响较为显著,导致喀斯特生态脆弱的基础是喀斯特碳酸盐岩的发育。     

闽三角城市群生产-生活-生态时空格局演化与功能测度

区域在发展过程中能否实现生产-生活-生态(简称三生)空间的协调,已成为推进生态文明建设进程中亟需解决的重大问题。基于"三生"空间评价体系,以闽三角城市群为研究区,同时构建"三生"空间功能性指数,探讨了近15年来闽三角城市群"三生"空间时空分异格局、功能性水平分异及其动因。结果表明:(1)2000—2015年,闽三角城市群生产、生活空间均集中分布于东部沿海地区且呈扩张趋势,生态空间则集中分布于西部山地、丘陵地区且整体呈缩减变化态势;(2)闽三角城市群"三生"空间功能性水平存在一定的空间集聚性且整体呈降低趋势,功能指数(PLESI)大致以闽三角城市群大都市区的核心-边缘分界线为界划分为东部功能水平较低区(均值为1.96)和西、南部功能水平较高区(均值为2.32);(3)闽三角城市群"三生"空间协调性较差,其竞合、冲突主要由自然和人为双重因素叠加所致。结果旨在能够为未来闽三角城市群"三生"空间竞合格局演变提供预判依据,并为推进"三生"空间协调发展提供决策参考。     

中国大陆省际生态-经济效率的时空格局及其驱动因素

在参考和借鉴有关生态系统服务价值理论研究成果的基础上,提出生态-经济产出效率概念及其内涵、表征方法,结合有关统计数据计算了2001—2013年中国大陆31省区生态-经济产出效率并就其时空分布及重心移动方向、移动距离等进行分析,在此基础上应用探索性空间数据分析方法及偏最小二乘回归模型对其空间集聚特征和驱动因素进行实证分析。研究结果表明:考察时段内中国大陆省际生态-经济产出效率自西向东依次提高的三级梯度分布格局趋于形成;省区之间生态-经济产出效率具有全局空间依赖性和空间正相关特征,显著高-高集聚和显著低-高集聚表现相对稳定、高-低集聚区的生态效率溢出效应促使显著低-低集聚区逐步消失;人均国民生产总值、单位面积内的道路交通里程数、科研资金投入占GDP的比重等三因素显著驱动了中国大陆省际生态-经济产出效率溢出,但东、中、西部地区的制约因素不尽相同。