城市基质对城市遗存自然山体植物群落物种多样性的影响--以贵阳市为例

多山地区城市扩展过程中,建成区内遗存有大量自然山体,形成城市人工基质"海"中的遗存山体"岛屿生境",这些城市遗存山体长期受到来自城市人工环境的各种间接或直接的干扰。为探索城市基质与城市遗存自然山体植物群落多样性之间的关系,以黔中地区典型的喀斯特多山城市--贵阳为研究区域,按不同规模选择15座城市遗存山体,每座样山按坡向+坡位组合方式设置群落调查样地,共设置143个样地;以样山边界为基准,100 m为步长向外设置20个缓冲区,总宽度为2000 m,计算缓冲区总不透水表面积(PTIA)、植被覆盖度(VC)、破碎化指数(FI)、土地利用(LU)4个城市基质特征指标。运用Pearson相关分析和线性回归模型分析了城市基质特征指标与城市遗存山体植物群落物种多样性之间的相关关系。结果表明:①PTIA对不同规模城市遗存山体整体植物多样性的影响都存在明显空间尺度效应,在2000 m时相关性最高,呈显著正相关;不同规模城市遗存山体整体植物多样性与单个或多个LU类型存在显著相关性,但影响效应存在显著差异;VC、FI与城市遗存山体整体植物多样性无显著相关关系;②不同规模城市遗存山体各层次植物多样性与城市基质特征 4个指标在不同的空间尺度上均存在显著相关性;③城市遗存山体植物多样性Shannon-Wiener指数(H'')与每个城市基质特征指标一元线性回归拟合度高,而多元回归R²为0。探明城市基质特征对城市遗存山体植物多样性具有一定的影响,但影响规律不一致且存在空间尺度差异,说明城市人工环境对城市遗存山体植物多样性维持的影响非常复杂,需要从不同的角度开展深入的研究,才有可能揭示城市遗存山体植物多样性的城市化响应机制,进而指导城市遗存山体保护规划与管理。     

黔中喀斯特城市遗存自然山体景观格局时空演变——以安顺市为例

城市遗存自然山体是山地城市中珍贵而脆弱的生态资源,对于维持城市生态系统稳定发挥着不可替代的作用,然而近年来高强度的城市建设对其产生严重的干扰和胁迫。以安顺市建成区为研究区域,在空间信息技术支持下,综合运用景观格局指数法和缓冲区分析法,分别从城市景观格局动态、城市遗存自然山体景观动态及城-山交互作用3个方面,对近10年快速城市化背景下,安顺市城市遗存自然山体景观格局时空演变进行定量化研究,旨在揭示其对城市扩张的响应规律。结果表明：1）城市整体景观破碎度递增,斑块丰富度密度递减,景观多样性、均匀度、优势度呈波动性变化;2）城市遗存自然山体斑块数量、类型面积、景观优势度递增,斑块形状趋于规则化,连通性递减,聚集度先减后增;3）城-山交互作用明显,主要表现为城市遗存自然山体因城市建设持续受损缩减及其吸引城市建设;4）城市遗存自然山体500 m缓冲区内平均城市建设用地占比及其平均城市人工园林绿地占比均与山体缓冲区距离呈显著负相关,且不同等级城市遗存自然山体斑块与缓冲区内城市建设用地相关程度表现为小型斑块 > 中型斑块 > 较大型斑块 > 大型斑块,与缓冲区内城市人工绿化相关程度表现为中型斑块最高、较大型斑块最低,城市遗存自然山体对城市建设及其人工绿化明显具有吸引作用。解析快速城市化背景下城市遗存自然山体景观动态变化规律及其与城市建设之间的交互作用关系,为城市遗存自然山体后续科学规划管理提供决策支持与理论依据,也可为今后进一步深入开展以其为研究对象的科研活动提供前期基础。     

城市野境： 城市区域中野性自然的保护与营造

城市野境是城市内部或周边区域中自然过程占主导的土地,其中人类开发和控制程度相对较低,允许在一定程度上发生自然演替和生态过程,各类野生生物能够与人类繁荣共存。城市野境在重新连接人与自然、促进人类身心健康、保护生物多样性、维持生态系统服务方面具有重要和独特的价值。基于文献综述与案例研究,提出并阐释了保护与营造城市野境的 4 种途径,包括保护、修复、设计与融合,即在城市保护地中保护野性自然、再野化部分城市区域、在城市公园中营造类荒野景观以及在城市空间中系统性融入野性自然。建议在中国城市规划与城市设计中,融入野性自然保护与修复的理念,进一步探索城市野境保护与营造的理论与方法。     

岩溶地区不同规模城市遗存山体表面空气负离子及其影响因素——以贵阳市为例

为探索岩溶地区城市遗存山体(urban remnant mountains, URMs)表面空气负离子浓度(negative air ion concentration, NAIC)特征及其影响因素,以贵阳市建成区内22座城市遗存山体为研究对象,通过样地调查法分析了城市遗存山体表面空气负离子浓度空间格局特征,运用单因素方差分析LSD法、pearson相关性及线性回归分析等方法分析了山体规模大小、山体斑块特征、山体平均植被覆盖度、植物物种多样性、植物群落体积生物量、地表辐射、空气温湿度、人为干扰程度、近红外辐射、短波红外辐射及城市遗存山体周边城市景观格局等因素对城市遗存山体表面空气负离子浓度的影响。结果表明：(1)不同规模城市遗存山体的表面空气负离子浓度表现为中型山体>小型山体>大型山体;空气负离子浓度在城市遗存山体坡向上呈东坡面和北坡面大于西坡面和南坡面的两级格局,同一坡向的不同坡位间无明显差异。(2)空气负离子浓度与山体表面温度极显著负相关,与山体表面空气湿度极显著正相关;植物群落体积生物量对城市遗存山体表面空气负离子浓度影响较大,且小型山体表现最明显;植物物种多样性对山...     

多山城市遗存山体植物多样性斑块效应研究

为探讨城市遗存山体植物多样性的斑块效应,以贵阳市建成区城市遗存山体为研究对象,采用单因素方差分析和最小显著性差异法(LSD),比较不同山体以及坡向、坡位的植物多样性差异,通过Spearman相关分析法,分析城市遗存山体植物多样性指数与城市遗存山体斑块指数之间的关系。结果表明：除地表粗糙度（SR）和分维数(Fd)指数外,23个城市遗存山体的斑块特征指标斑块面积（Pa）、表面积（Sa）、斑块形状指数(PSI)、破碎度(F)、相对高度（Rh）、平均坡度（As）、平面曲率（Hc）和剖面曲率（Pc）等指数差异比较大;不同城市遗存山体的植物群落整体植物、乔木层、灌木层和草本层的多样性指数均有显著差异。植物多样性各指数均与城市遗存山体的斑块特征指数F、Hc、Pc、Pa和Sa有相关性,与Rh、Fd、SR、PSI和As指数相关性不显著;不同坡位植物多样性各指数与城市遗存山体斑块指数响应强度由高到低顺序为山顶＞山脚＞山腰。不同坡向的植物多样性指数与城市遗存山体斑块指数响应强度由高到低顺序为西坡＞北坡＞南坡＞东坡。总体而言,城市遗存山体的植物群落物种多样性存在斑块效应,城市遗存山体斑块的F、Hc和Pc指数对其植物多样性的影响显著。研究结果能对多山城市遗存山体生境保护和城市绿地生态系统规划与管理提供理论基础和科学依据。     

喀斯特多山城市生境质量对土地利用变化的时空响应——以贵阳市为例

在喀斯特地区,随着城市的快速扩展,城市建设用地在山间平缓地带延展,大量的自然山体被包围,最终被镶嵌于城市建成区内,形成了城市遗存山体。喀斯特多山城市内部的城市遗存山体是城市生境的主要组成部分,具有多种不可替代的生态系统服务功能。以典型喀斯特多山城市贵阳市建成区为例,基于2008—2018年土地利用数据和InVEST模型定量分析研究区土地利用、景观格局和生境质量时空演变特征。最后利用地理加权回归模型揭示生境质量与土地利用变化之间的响应关系。研究结果表明：(1)2008—2018年耕地、城市遗存山体、林地在研究期间分别减少94.56 km²、8.74 km²、6.8 km²,土地利用变化主要以耕地、城市遗存山体和林地转化为建设用地为主,景观斑块破碎化和空间异质性逐渐加强。(2)2008—2018年生境质量空间聚集效应明显,平均水平较低且呈现下降的趋势,低水平生境质量面积占比从2008的38.29%增加到2018年的60.32%。适中和高水平生境质量面积占比分别下降1.95%和4.15%,生境质量退化面积达82.78 km     

黔中城市喀斯特山体遗存植物群落公园化利用响应

为探析黔中城市喀斯特山体遗存植物群落对公园化利用的响应，以贵阳市为研究区域，运用群落生态学相关理论及方法，对比分析了已公园化利用城市山体（山体公园）和未开发利用的城市山体（自然山体）植物群落的数量特征及其影响因素。结果表明：（1）山体公园生态环境相对稳定，植物群落垂直结构完整性较高，自然山体在内部生态环境严酷与外部城市基质干扰的共同作用下群落结构断层严重；两类型山体乔木数量均呈倒"J"分布型，但山体公园≤10 cm径级乔木平均株数明显高于自然山体，与山体公园相比自然山体林下更新能力相对较弱；两类型山体乔木高度随胸径增加而升高；（2）本次调查共计记录植物604种隶属155科457属，自然山体共474种隶属142科377属，山体公园共437种隶属132科349属；总体上两类型山体平均物种数无显著性差异，但不同样山之间物种数差异较大；两类型山体各生活型物种数量都呈现出草本>灌木>乔木>藤本的趋势；两类型山体落叶乔木和藤本、多年生草本植物所占比例明显高于常绿乔木和藤本、一年生草本植物，灌木均表现为常绿物种高于落叶物种；（3）两类型山体植物多样性指数偏低，存在显著性差异，山体公园多样性指数略高于自然山体；两类型山体植物多样性指数在核密度上表现为核密度低值区域（4-6级）多样性指数高于核密度高值区域（2-3级）；山体公园多样性指数在公园化程度上表现为重度公园化利用时多样性指数最低，中度、轻度公园化利用时多样性最高；（4）自然山体多样性指数整体表现为山腰/山脚 > 山顶，山体公园多样性指数整体表现为山腰 > 山脚 > 山顶；两类型山体植物多样性指数在坡向上无明显分布规律。总体而言，一般程度的公园化利用对黔中城市喀斯特山体遗存植物群落的影响不突出，且中度以下程度公园化利用对植物群落物种多样性具有一定的促进作用，重度公园化利用存在明显的负面影响。     

基于形态学空间格局和空间主成分的贵阳市中心城区生态网络构建

喀斯特多山地区，城市扩展过程中大量自然山体镶嵌入城，形成具有多种生态系统服务功能的城市遗存自然山体。但在城市内部致密化发展过程中，这些城市遗存山体常被城市建设用地孤立和包围，形成人工干扰场中的生态孤岛。生态网络的构建既有利于城市遗存自然山体自然资源保护，又有助于丰富城市绿色基础设施生态系统服务功能。以喀斯特地区典型的多山城市——贵阳市行政区为研究对象，综合利用形态学空间格局分析法和景观连通性识别中心城区生态源地，基于主成分分析确定研究区综合阻力面，通过最小累积阻力模型、重力模型和水文分析等方法，识别并优化关键衔接廊道及节点，在中心城区行政区和建成区两个尺度构建研究区生态网络。结果表明：（1）行政区生态源地分布整体呈现"南北相望"的格局，建成区生态源地集中在中部；（2）研究区综合生态阻力高值主要集中在研究区中部，呈放射状向外扩散，综合生态阻力低值主要分布在研究区周边，以大型林地斑块为主；（3）行政区极重要、重要、一般廊道数分别为15、21、69，极重要廊道集中分布在北部，建成区极重要、重要、一般廊道数分别为37、113、227条，极重要廊道主要分布在建成区中部；（4）行政区和建成区一类生态节点分别为29、25个，二类生态节点33、17个。最终通过叠加行政区和建成区生态网络要素，形成贵阳市中心城区生态网络，研究结果能为贵阳市中心城区在未来用地空间上协调生态保护与城市发展提供科学合理的参考。     

喀斯特山地城市内山体绿地对城市热岛的减温效应——以安顺市西秀区为例

山体绿地是喀斯特山地城市内典型的城市绿地景观类型,其对于改善城市生态环境、提升喀斯特山地城市生态服务功能具有重要作用。以黔中典型喀斯特山地城市安顺市为研究对象,运用2011年和2016年两期热红外遥感影像和城市景观结构空间数据,在反演分析城市热岛效应及其强度时空分布特征的基础上,运用冷热点分析剖析了山体绿地与城市热岛效应冷点分布区的关系,揭示山体绿地对城市热岛的减温效应。结果表明:基于Landsat热红外遥感数据反演地表温度结果显示,2011—2016年,安顺市西秀区平均反演地表温度升高约4℃;主城区一带热岛效应呈现加剧趋势,但总体热岛面积呈下降趋势,绿岛区多分布于水体和山体绿地中,且山体绿地对热岛效应减缓作用逐年增大;热/冷聚集面积呈现上升趋势,约40%~50%的冷聚集区由山体绿地贡献,热聚集区主要由建筑用地和其他用地构成;500 m格网尺度下,山体绿地面积与地表温度呈显著负相关,表现为山体绿地面积占格网比例每增加10%,地表温度将降低0.17~0.27℃。研究结果可为喀斯特山地城市山体绿地管理、城市绿地空间规划和城市热环境缓解提供科学依据。     

中国南方喀斯特集中分布区土壤Cd污染特征及来源

土壤重金属污染问题已成为我国广泛关注的生态环境问题,开展喀斯特地区土壤中Cd污染分布规律及来源研究,可为土壤环境质量评价与管理提供依据。本文收集了近年来南方八省206个市(区)土壤Cd的相关研究文献数据,采用单因子污染指数法对土壤Cd污染状况进行评价、Pearson相关分析研究喀斯特出露面积比与土壤Cd含量相关关系,并对来源进行探讨。结果表明:(1)中国南方喀斯特地区土壤具有较高的Cd含量,几何平均含量为0.36 mg·kg~(-1),高于全国土壤平均值、世界平均值及区域非喀斯特地区平均值;(2)不同省份污染程度趋势为广西湖南四川广东贵州重庆云南湖北;(3)人为活动,无论矿业开发、城镇化、农业活动均不是中国南方喀斯特地区土壤Cd含量高的主要因素;碳酸盐岩Cd背景值高及碳酸盐岩风化成土Cd的相对富集,是中国南方喀斯特地区土壤Cd含量高的主要自然因素。     

黔中喀斯特山地城市景观稳定性评价与特征分析

城市景观稳定性是对城市生态环境进行分析和评价的基础,对城市景观生态安全格局和景观可持续性具有十分重要的意义。以典型喀斯特山地城市贵阳市为研究对象,以2008年、2013年和2017年景观类型为主要数据。运用蔓延度指数、斑块密度和总边缘对比度构建景观稳定性评价模型,在分析2008-2017年景观格局变化状况的基础上评价景观稳定性时空特征。并运用探索性空间数据分析方法揭示贵阳市景观稳定性时空演变规律和冷热点特征。结果表明:(1)2008-2017年贵阳市景观格局发生剧烈变化,耕地面积大幅减少,林地和建设用地面积持续增加,景观破碎化程度加剧,但破碎化趋势有所减缓。(2)10年间,贵阳市景观稳定性水平整体较低,以不稳定和较不稳定为主,表现出"先降低、后提高,总体略有降低"的趋势。(3)贵阳市景观稳定性的空间分布与演变具有明显空间聚集效应,全局Moran''s I指数介于0.2008-0.4005之间,但聚集趋势呈"总体减弱,小幅提高"的特征;此外,景观稳定性热点区主要集中在城镇建设用地或林地斑块相对集中连片、完整的区域。研究结果可为喀斯特山地城市景观空间格局优化、生态安全网络格局构建和生态文明城市建设提供重要的科学依据。     

城市荒野生态研究概述

荒野是地球表面未受人类开发建设影响或基本不受人类活动干扰的自然区域,在城市的局部人为干扰极低区域也存在荒野片段。城市荒野作为城市内部及周边区域中以自然过程主导的景观单元,其物种组成、结构、过程和功能处于基本不受人类活动干扰的状况,因此具有高度自我调节的生态过程,以及良好的生态系统服务潜力,是城市生态系统的高保护价值区域。城市荒野有别于一般人工生态系统的生态特征及生物多样性保育等高价值服务功能开始引起人们的广泛重视,被认为是完善城市生态网络、保护城市生物多样性以及应对人类世人地矛盾激化的重要机遇。当前,国内外城市荒野研究尚处在初级阶段,有关城市荒野辨识、分类及生态特征等方面的研究滞后,制约了城市荒野的价值判断与保护决策。研究系统分析了城市荒野生态研究的进展与趋势,深入辨析了城市荒野的概念、分类与生态特征,探讨了城市荒野与人类的共存挑战和协同机遇,针对现有研究不足提出了保护和修复对策,并就值得进一步关注的研究方向给出了相关建议。研究旨在阐明基于城市荒野恢复城市与自然联系的机遇和挑战,可为城市生物多样性可持续管理提供科学依据,对城市自然资本保护与增强城市生态系统韧性具有重要意义。     

基于生态系统服务重要性和环境敏感性的喀斯特山区生态安全格局构建——以广西河池为例

生态安全格局对保障区域生态安全、推动城市空间高质量发展及提升人类福祉具有重要意义。聚焦喀斯特山区基本自然地理特征与生态环境问题，探究生态脆弱的喀斯特山区的生态安全格局构建与优化。以河池市为例，根据生态系统服务重要性识别选取生态源地，基于生态环境敏感性评估结果修正基本阻力面，并利用最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance，简称MCR模型）提取生态廊道，构建出河池市生态安全格局。结果表明：河池市生态源地总面积为5706.63 km²，占全市总面积的17.07%。生态廊道分为潜在廊道和关键廊道，分别为456.82 km和325.44 km。对所识别的源地和生态廊道进行总体规划，宏观上可以形成"四屏两区三带"的蛛网式辐射分布的生态安全格局。基于生态系统服务重要性的源地识别，以及利用生态敏感性结果修正基本阻力面的方法，综合考虑了生态安全格局构建中生态过程的重要性，研究结果为解决喀斯特山区的城市空间扩张和生态安全保障问题提供了现实路径和科学指引。     

基于GIS的秦岭山区聚落用地适宜性评价

利用自然地理、生态和社会经济方面共14个因子构建秦岭山区聚落建设用地适宜性评价指标体系,采用AHP法确定各评价因子的权重,在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用适宜性评价模型定量评价聚落建设用地适宜性,将聚落建设用地适宜性分为五个等级,并结合已建设区进行空缺分析。结果表明:(1)秦岭山区最适宜聚落用地面积为3378.1 km2,占研究区总面积的5.87%,说明秦岭山区适宜聚落开发的土地相对较少。(2)最适宜聚落用地集中在秦岭北、南坡山麓和东部的山间河谷地带,山地型特征明显。(3)有9.15%已建成区分布在限制建设区内,存在生态安全风险。(4)可用适宜聚落建设用地为3192.27 km2,空间分布不平衡。研究结果可为该区域城镇体系布局与用地规模的核算提供科学依据。     

城市遗存山体植被群落特征对不同人为干扰方式及强度的响应

快速城市化发展对城市内植被和生物多样性产生了显著的影响,研究植物群落特征对人为干扰的响应规律可为城市残余生境生态恢复、生物多样性保护及植被的合理开发利用提供科学依据。以典型的喀斯特多山城市贵阳市为研究区域,城市遗存山体为研究对象,基于遥感解译与群落生态学调查和分析等方法,探讨了不同人为干扰方式及强度对城市遗存山体植被特征、群落物种组成和多样性的影响。结果表明：（1）中度人为干扰强度下城市遗存山体植被覆盖度（FVC）和植被净初级生产力（NPP）数值最高;复垦干扰下FVC和NPP值相一致且为最高,中小型公园化利用山体FVC和NPP值完全不一致且NPP最低。（2）不同人为干扰强度和方式下城市遗存山体间的平均物种数和生活型构成均存在显著性差异。整体上城市遗存山体的平均物种数在不同干扰强度下表现为轻度人为干扰 > 中度人为干扰 > 重度人为干扰;不同干扰方式下的平均物种数呈现为人为踩踏 > 构筑物 > 工程建设 > 公园化利用 > 复垦 > 工程开挖的趋势;重度干扰下城市遗存山体的落叶乔木、灌木占比最高,中度干扰下常绿灌木和多年生草本为主。（3）不同干扰强度下城市遗存山体植物群落垂直结构各层次物种多样性指数均偏低且存在显著性差异,乔木层、灌木层Shannon-Wiener （H''）、Simpson （D）、Margelf （R）指数在中度干扰强度最大,而在草本层均最小;均匀度Pielou （Jh）指数在乔木层和草本层中表现为轻度人为干扰 > 中度人为干扰 > 重度人为干扰,而在灌木层完全相反。（4）乔木层4种多样性指数在不同干扰方式下的差异较大;灌木层和草本层的多样性指数在人为踩踏和构筑物建设干扰方式下显著高于其它干扰方式,工程开挖为主的干扰方式下灌木层和草本层多样性各指数均偏低且存在显著性差异。总体而言,轻中度人为干扰对城市遗存山体植物群落物种组成和多样性的影响不突出,且中度干扰对植物群落物种多样性具有一定的促进作用,但重度干扰对城市遗存山体植物群落特征存在明显的负面影响。