基于多源数据分析的北京市中心城绿色空间时空演变研究（1992—2016）

随着城市化不断推进,北京市中心城社会经济发展和环境破坏严重威胁着绿色空间发展,理清绿色空间的演变机制为绿地系统规划方案制定提供重要的理论依据。研究以北京市中心城为对象,选择1992年、2000年、2008年和2016年4个重要节点,对其遥感影像进行解译,探究北京中心城绿色空间的时空变化并分析其转变影响因素。研究表明,研究期北京市中心城耕地、林地和湿地及水域面积减少,草地面积增加,总绿色空间大面积减少;中心城用地间的转换主要集中在耕地向建设用地、林地的转换,林地和草地向建设用地的转换上;社会经济发展对北京市中心城绿色空间面积演变影响显著,自然因素对绿色空间演变起到一定限制作用,政策因素对于结构性大型绿色空间的建设具有积极的推动作用。     

绿色基础设施格局变化及其驱动因素——以南京市为例

随着城市生态环境问题的不断涌现,绿色基础设施的服务功能与保障作用日益凸显,成为解决生态环境问题、推进城市绿色发展的有效途径。以南京市为研究区,运用形态学空间分析方法与GIS分析技术,从总体规模、连通性及其构成要素方面,综合测度绿色基础设施时空格局变化,并对其驱动因素进行分析。结果表明：2000-2020年,南京市绿色基础设施总体规模先增后减,但连通性不断下降;由于高淳区、六合区和栖霞区大型斑块的萎缩,自然生态要素面积总体减少;半自然及人工要素主要以零散小面积斑块增加为主,由中心城区向外围呈不断扩张趋势;南京市绿色基础设施格局变化受多种因素的共同影响。其中,地形、气候、水文条件等自然禀赋条件起基础性作用;人口、产业、投入等区域发展水平是主要推动力,社会文化氛围与决策管理导向则具有一定的引导作用。     

基于SWAT模型的北京平原区森林景观格局对雨洪减缓的影响研究

景观格局及其变化是影响地表径流及空间分布的重要因素,也是管理城市雨洪、治理生态环境的途径。以北京市平原区百万亩造林项目为背景,选取第一轮造林时间（2011、2013、2015、2017年）的遥感数据,以三环、五环、六环路为界,将平原区划分为核心区、中心区、近郊区、远郊区四个区域,分别分析整体及分区林地景观格局的变化。运用SWAT模型模拟不同格局对不同区域暴雨径流的影响,探究影响径流变化的主导林地景观指数。研究发现：1）平原区林地面积呈增长趋势,增幅为12.96％。除核心区和中心区的部分地区外,林地斑块更聚集、形状更复杂。2）百万亩造林工程对平原区雨洪风险的减缓有积极作用,但受城市建设及人类活动的影响,不同区域造林对径流的减缓强度与建设扩张的影响强度大小关系略有不同。核心区、中心区造林对径流的减缓强度大于建设扩张对径流的副作用,径流总量减小,减少比例为1.98％、4.29％。而近郊区、远郊区相反,径流总量变大,增大比例为0.09％与6.82％,其中远郊区建设扩张的强度是影响平原区径流风险的主导原因。3）不同区域雨洪减缓的关键性林地景观指数不同。核心区径流的主导林地因子为斑块数量与形状因子,中心区为面积因子,近郊区为聚合度因子和形状因子,远郊区为面积与聚合度因子。主导林地因子的大小调控将更高效的减缓雨洪风险。本研究通过SWAT模拟分析得到第一轮造林期间平原区森林格局与径流特征的空间变化及各区域径流减缓的关键性林地因子,为第二轮造林提高雨洪减缓功效提供参考。     

城市绿色空间可达性与居民分布的空间匹配与影响因素

城市居民的绿色空间可达性是衡量城市基础设施公平分配的指向标,关乎城市民生福祉。以宁波为研究区,基于高德地图路径规划Application Programming Interface（API）测度了绿色空间可达性,融合多源数据模拟了人口空间分布,分析了绿色空间可达性与人口分布的空间匹配状态,并采用地理探测器探讨其影响因素。研究表明：①宁波绿色空间可达性由各区中心向郊区衰减,高可达性空间占比不高,反映了绿色服务供给不足的现状。高可达性空间集中于三江口、鄞州新城、北仑城区和镇海老城区,低可达性空间则主要分布在东部郊区、西部山区和南部农业区。②宁波居民的绿色空间可达性在空间上表现为市中心高人口密度—高可达性和郊区低人口密度—低可达性的空间匹配特征,在规模上仅不及半数的居民享有15min绿色空间可达性,在乡镇尺度上呈现显著的城区—郊区二元类型分异。③城市居民绿色空间可达性受多重影响因子驱动,按照重要性依次为区位特征、人类活动、开发强度、社会经济和地形条件。     

20世纪90年代上海市热环境变化及其社会经济驱动力

城市化过程导致地表水分蒸腾减少、径流加速、显热的存储和传输增加以及水质降低等一系列生态环境效应,其中最典型的特征就是城市热岛的出现。城市热环境动态主要驱动力可以概括为两大方面:地表覆被的变化与人类社会经济活动。论文采用Landsat的TM/ETM+为基本数据源,先定量反演了每个像元内的陆地表面温度,以此探讨了20世纪90年代上海市主城区热环境的动态演化和社会经济驱动力。研究结果揭示,20世纪90年代上海市主城区热岛范围显著扩大,但中心城区的热岛强度在下降,空间格局也趋于复杂;通过分析,城市热环境空间格局动态演变是不同尺度上、相互嵌套、相互影响的多种驱动力的综合作用结果。其中,城市建成区的快速扩展是热岛范围不断扩展的最显性驱动力;中心城区人口密度显著下降是热岛中心强度降低的一个综合性驱动因子,而以重化工业为代表的能耗布局改变则是中心城区热岛强度降低的一个主要驱动力;通过增加绿化面积布局等人为措施改变热辐射和存储模式,对缓解城市热环境来说是最有意义的因素。由于多种驱动力相互嵌套、交互作用,因此建立城市热环境演变驱动机制的定量模型还十分困难,但是研究结果对于制定城市热环境改善政策和编制合理的城市规划等都具有一定的借鉴意义。     

西安市景观格局演变对生态系统服务价值的影响

研究快速城市化地区景观格局演变对生态系统服务价值的影响,对城市空间格局调控、健康稳定城市生态系统的构建、区域土地资源优化利用和生态环境的保护及区域可持续发展具有重要意义.本文基于西安市3期(1999、2006和2015年)TM遥感影像的解译结果和社会经济统计数据,利用景观生态学和生态系统服务相关理论,分析了城市化影响下西安市景观格局特征和生态系统服务价值的时空变化特征,并定量分析了景观格局演变对生态系统服务价值的影响.结果表明: 随着城市化进程的加快,西安市景观格局发生了很大变化,其中,建设用地和园地景观不断增加,耕地、林地、水域景观减少;研究区景观呈现出愈加破碎化、多样化和不规则化的趋势.1999—2015年,西安市生态系统服务总价值减少19.03亿元.耕地、林地和水域景观生态服务价值下降,园地景观生态服务价值增加;气候调节对生态系统服务的价值贡献率最大,气体调节的价值减少量最大,水源涵养的价值减少率最大.西安市生态系统服务价值中心城区低、南部山区高;1999—2015年,生态服务价值在空间上呈下降趋势,低值区的范围由中心城区逐渐向周边区县扩展.景观格局变化会对区域生态系统结构、功能及过程产生重要影响.城市建筑景观的扩张与蔓延、交通道路网的延伸与交织使各景观类型被严重分割,破碎化增强;对区域生态服务价值贡献率较大的林地、耕地、水域等生态型景观类型减少,最终导致区域生态系统服务价值减少.     

城市化对本土植物多样性的影响——以廊坊市为例

虽然城市化对生物多样性影响的研究在发达国家是一个重要的研究领域,但是在发展中国家这方面的研究不多。通过案例研究,分析本土植物多样性沿着城市化梯度的变化,及其与生境土壤因子的关系。在廊坊市,中国北部一个快速城市化的地区,沿着中心城区、城区、郊区、远郊区城市化梯度,每个梯度选取6个样地进行本土植物多样性调查,记录种类数、多样性和种类组成,并分析了多样性指数。与远郊区相比,中心城区失去了88%的物种,物种多样性下降了78%,城区物种多属于禾本科、藜科等耐践踏、耐土壤紧实度的物种。远郊区的本土植物属于45个科,科数大于城区物种。相似性指数表明,城区和郊区大部分物种相同,但是远郊区差异较大。DCCA分析表明,土壤总氮、有机质含量是影响物种城市化分布的主要因素。城市化促进了物种分布的匀质化。     

基于城市绿地滞尘模型的上海市绿色空间滞留PM2.5功能评估

绿色空间对大气颗粒物有一定吸收滞留作用,是改善空气环境质量与维护城市生态安全的重要区域。该文基于高分2号卫星影像识别2017年上海市绿色空间,并利用城市绿地滞尘模型,结合上海市降水、风速等气象数据与空气质量监测数据,评估了绿色空间滞留PM_(2.5)功能及其差异。结果表明:2017年上海市绿色空间面积3354 km~2,可滞留PM_(2.5) 3533 t,约合单位面积滞留PM_(2.5) 10.5 kg hm~(-2) a~(-1)。从绿色空间类型来看,林地滞留PM_(2.5)能力最强,可达20.2 kg hm~(-2) a~(-1),远高于草地9.1 kg hm~(-2) a~(-1)和农田8.7 kg hm~(-2) a~(-1)的滞留能力。从季节差异来看,绿色空间夏季滞留PM_(2.5)能力最高,然后依次为秋季、春季和冬季。从植被分布格局来看,林草地和农田吸滞PM_(2.5)的能力随植被盖度的增加而提高。在区域差异上,崇明区绿色空间滞留PM_(2.5)能力最高,其余地区呈现出中心城区低、周边高的趋势。为此建议上海市重点优化中心城区的绿色空间格局,增植立体绿化与高滞尘能力树种。     

沈阳市郊秋菜田的景观生态研究Ⅰ.秋菜田斑块特征

对沈阳市郊区农业景观中的秋菜田斑块的大小、形状及与其它斑块或廊道的邻接情况等基本特征进行了典型调查,分析和讨论了菜田斑块在该景观中的镶嵌特征.在距城区约5km以内的近郊区,许多秋菜田斑块相互邻接,并与各类公路相邻接;距城区5～10km的中郊区,许多秋菜田斑块与玉米田斑块相邻接,并与乡村道路相邻接;在距城区10km以上的远郊区,多数秋菜田斑块被玉米田斑块所包围,并与乡村道路相邻接.     

中小城镇绿色空间评价与格局优化——以山东省即墨市为例

目前引导城市空间合理发展已成为城市研究热点之一。绿色空间具有生命支撑、生态调节与环境保护等多重功能,是城市空间生态调控和可持续发展的基础。为指导快速城市化时期我国中小城镇空间的健康发展,选择山东省即墨市为研究区,以绿色空间类型与功能为切入点,综合运用生态适宜性、敏感性和连通度评价等景观生态学理论与方法,借助GIS技术,探索中小城镇绿色空间评价与格局优化方法,并以此对城镇空间总体布局进行调控。研究结果表明,基于景观生态评价的城市绿色空间格局优化,能够提供城镇发展的生态管制刚性区和引导发展弹性区,是指导城市空间理性发展的一条有效途径。     

基于适应性循环理论与压力-状态-响应框架的区域社会-生态系统演进研究

二十一世纪以来都市圈快速扩张对区域社会-生态系统的可持续发展构成威胁,基于动态演进视角的区域社会-生态系统运行机制解析备受关注。本文以南京都市圈为例,从区域和城市两个尺度,基于适应性循环理论与PSR框架解析2000-2019年近二十年来都市圈社会-生态系统的交互适应循环阶段,以及每个阶段系统的差异化应激响应机制。研究表明南京都市圈社会-生态系统整体经历了3个适应循环周期,现处于新一轮的适应性循环阶段,系统适应性呈上升趋势,但社会子系统和生态子系统尚未取得协调。都市圈内各城市的社会-生态系统演进类型有所不同,可分为稳定增长型、波动增长型、不均衡发展型和生态危机型四类。未来需要采取差异化的社会-生态系统治理策略,确保都市圈整体优化发展。     

近二十年来上海不同城市空间尺度绿地的生态效益

基于CITYgreen模型,通过对1987、2000、2004和2008年4a的TM影像分析,从上海城市空间大尺度(上海市外环内整体)、中尺度(上海市外环内各行政区)和小尺度(上海市外环内各镇及街道)计算绿地年固碳和空气污染物去除两项生态效益,其中大尺度绿地的生态效益为:1987年为16722.58万元,2000年为8546.36万元,2004年为8161.48万元,2008年为968.47万元。继而利用基础统计学以及ArcGIS地统计分析扩展模块对生态效益进行分析,得出结论:(1)大尺度上分析,1987年至2008年,由于受到城市建设用地拓展的影响,城市绿地生态效益总体上呈下降趋势;(2)中尺度上分析,不同行政区绿地生态效益的浮动范围与变化趋势均不相同,中心城区外围的浦东区、宝山区、普陀区等一直处于较高水平且变动幅度较大,而中心城区一直处于较低状态;(3)小尺度上分析,基于克里格插值的曲面拟合分析表明中心城区部分区域出现回升。旨在通过模型拟合分析,完善上海市绿地生态效益研究,并为特大型城市绿地规划建设提供科学依据。     

中国不同规模城市可持续发展综合评价

城市是一类社会-经济-自然复合生态系统,城市的可持续发展指标体系和评价方法是衡量城市经济、社会、环境状况及可持续发展能力的重要手段。采用全排列多边形综合图示法,以中国277个地级及地级以上城市为研究对象,建立了不同规模城市的可持续发展指标体系,包括经济发展、社会进步、生态环境3类24项指标,对其2000—2010年的可持续发展能力进行了综合评价。研究结果表明:从不同城市规模类型间横向对比分析来看,随着城市规模的增大,经济发展、社会进步和可持续发展综合指数相应提高,生态环境指数却随之下降。从不同规模城市类型内的时间序列分析对比来看,2000—2010年不同规模城市的经济发展、社会进步、生态环境指数各个方面均有显著提高,可持续发展综合指数也伴随着提升。并且,巨大特大型城市在生态环境保护方面提高幅度最大;大型城市在社会进步方面提高幅度最大;中小型城市在经济发展和可持续发展综合能力方面提高幅度最大。但截止到2010年,不同规模城市的可持续发展综合指数均为Ⅲ级,可持续发展能力仅处于一般水平。探究了中国不同规模的城市可持续发展过程中面临的诸多问题,然后提出相应的对策建议,为今后的新型城市化建设提供参考。     

城市绿色开敞空间可达性研究——以南京市中心城区为例

城市绿色开敞空间是城市公共空间的重要组成部分,合理配置城市绿色开敞空间对城市宜居环境建设至关重要。空间可达性常用于评价公共服务设施空间布局的合理性,两步移动搜索法即是一种直观、运算简便、应用广泛的可达性计算方法,但该方法未考虑需求主体之间的差异性。本研究以南京市中心城区为例,利用手机信令数据提取需求者属性特征以及空间分布,通过分类细化需求主体改进搜索策略,改善两步移动搜索法传统研究未考虑不同群体差异性、统计数据滞后、空间尺度粗等弊端。结果表明,南京市中心城区绿色开敞空间可达性呈现出明显的空间分异特征,江南主城可达性总体比江北新区高,低值区集中在人口密度高、绿色开敞空间资源规模小的中心城区周边;不同人群的绿色开敞空间可达性总体格局相似,但在数值上老年人可达性均值是其他年龄段的14.60%,工作人群可达性均值是居住人群的86.02%,老年人作为弱势群体在享受绿色开敞空间服务中被边缘化。研究结果可为优化南京市绿色开敞空间布局提供科学依据,也可为其他公共服务设施可达性评价提供借鉴。     

城市绿地空间形态对PM2.5的消减影响——以武汉市为例

缓解大气颗粒物污染、营造清洁健康的城市环境是中国绝大部分城市须解决的问题之一。城市绿地能有效缓解PM2.5,然而当前对绿地空间形态的研究不足,导致能在规划设计中直接应用的成果不多。基于武汉市9个城市绿地空间形态要素量化差异与实地测量的PM2.5浓度大小,探索二者深层的量化关系规律。结果显示：1）PM2.5消减量随绿地规模的增加呈增长趋势,当规模大于5~10 hm2消减量减缓;2）绿地面积、周长及形状指数与PM2.5的消减量显著正相关,分维指数与近圆形形状指数相关性不显著;3）PM2.5的消减效率随绿地规模的增加急剧下降,当绿地规模超过5~10 hm2,消减效率变化不明显。通过量化分析,揭示对PM2.5消减具有显著影响的城市绿地空间形态指标,提出适当的规模、不规则或复杂的绿地形态及分散式的布局等绿地优化策略。     

城市绿地可达性与公平性评价

城市绿地是城市重要的绿色基础设施,是实现城市可持续发展的重要空间保障,具有重要的生态、社会文化功能.20世纪80年代以来,我国一直以城市人均(公共、公园)绿地面积、绿地率、绿化覆盖率等面积比率指标作为核心指标来指导城市绿地建设,缺乏具体引导城市绿地空间分布的指标,较少关注城市绿地服务功能的公平性问题.借助于GIS技术,构建了城市绿地社会功能评价的简明框架,尝试将表征城市绿地空间分布的可达性和公平性指标引入城市绿地的功能评价中,以体现城市建设"以人为本"、"社会公平"的理念,并以上海和青岛为实证,对新构建的系列指标进行了分析与检验.研究结果表明:(1)可达性和公平性系列指标导入城市绿地的功能评价中是可行的,能够有效的表征和测度城市绿地空间布局的合理性程度;(2)可达性和公平性指标使用时需要界定研究区范围、研究尺度,特别是数据精度,以利于研究区的纵向比较和城市间的横向比较.研究结果将丰富我国城市绿地评价的核心指标体系,亦可为城市规划者和建设者合理规划与布局城市绿地提供重要的依据和参考.     

基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明：(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展...     

基于多尺度协同的长沙市生态网络构建与层级优化

城市化背景下人类与自然环境的矛盾呈现出多尺度、层级化特征，而传统生态网络的构建方式较少考虑不同尺度下生态要素的关系，无法从区域落实到中心城区，难以形成系统性的解决方案。研究在综合梳理各尺度生态网络构建方法的基础上，以长沙市为例，基于形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA）、景观连通性原理和生态斑块重要性评价识别生态源地，并通过多层级生态阻力面的确定，综合运用最小费用路径（Least-cost path method，LCP）、电路理论、层级传导理论、尺度嵌套等方法对市域、都市区、中心城区的生态网络进行了协同构建和层级优化，最后基于不同尺度生态网络的特点应用并落实到多层级的国土空间规划体系中。研究结果表明：（1）长沙市域生态网络和都市区生态网络具有较好的层级嵌套特征；共识别两尺度生态叠合源地14个、生态叠合廊道15条，主要通过中心城区内的湘江、浏阳河和捞刀河部分河段与外围生态绿圈相衔接，形成"外环内楔"的空间格局。（2）确定市域重要廊道、市域潜在廊道、生态叠合廊道、都市区重要廊道、都市区潜在廊道的核心保护面积共501.14 km²，并提取位于生态廊道核心保护区范围内的生态夹点和生态障碍点，以进一步落实生态保护修复策略。（3）得到具有重要生态连通功能的中心城区生态绿道长度441.2 km，生态修复单元56个，并结合生态阻力值划分为5级进行针对性修复。（4）基于不同尺度生态网络的衔接、嵌套，最终构建"市域总体生态安全格局-都市区城市生态空间发展格局-以城市绿道为基础的中心城区生态修复单元"，并与不同层级的国土空间规划体系相对应。研究结果将为以大城市为中心的跨尺度生态系统修复和生态安全格局构建提供科学参考。     

南京市新街口地区垂直绿化发展潜力评价

垂直绿化已成为建设用地紧张、绿化空间缺乏的城市中心区提升生态效能、缓解人为活动负面影响的重要策略.本文在总结国内外垂直绿化建设影响因素的基础上,以南京市新街口地区为例,选择风环境、光照环境、建筑及周围环境作为影响研究区垂直绿化发展潜力的主要因子,基于地理信息系统(GIS)和计算流体动力学(CFD)对其进行单因子定量分析,并通过多因子加权叠置方法对研究区垂直绿化发展潜力进行综合评价.结果表明:研究区12 m以下建筑立面中,较为适宜进行垂直绿化建设的面积为17726 m^2,占比为30.8%,为研究区总面积的17.3%;光照对垂直绿化适建性影响程度较大,而建筑及周围环境中的"灌溉"因子是影响垂直绿化建设的重要限制性因子;适于垂直绿化建设的建筑立面在空间上分布很不均衡,多集中于研究区内部和建筑南侧.研究结果可为研究区垂直绿化的规划和建设提供重要参考,也为其他城市高密度地区实现建筑立面的科学规划与有效利用提供了重要的方法借鉴.