基于突变级数法的厦门城市生态系统健康评价

针对港湾地区城市发展进程中的快速、大规模变化等特征,采用突变级数法对厦门市生态系统健康（1996～2006年）进行了定量评估和动态趋势分析。该方法很大程度上避免了人为制定权重的主观性,同时避免了主观判断健康标准的不确定性。研究结果表明：（1）厦门城市生态系统健康趋势走线第1个拐点出现在1999年,主要反映出大范围、高强度的填海造地,破坏森林植被等生态干扰远远超过了生态系统自身的修复能力;（2）厦门城市生态系统健康趋势走线第2个拐点出现在2001年,主要受其海湾型生态城市重大战略转变的影响;（3）突变级数法捕捉到了快速城市化背景下,厦门生态系统短期、快速的突变过程,更为客观地揭示出其生态系统健康演变的规律。     

城市生态支持系统瓶颈分析方法及应用研究

城市是由社会、经济和自然 3个子系统构成的复合生态系统 ,城市的发展需要凭借城市生态支持系统的支撑。城市生态支持系统由多个因子组成 ,瓶颈要素是城市生态支持系统中阻碍和制约城市发展的因子。基于供需平衡原理 ,建立了以瓶颈指数和瓶颈等级为基础的瓶颈要素评价方法 ,并采用此方法对不同情景下各目标年广州城市生态支持系统瓶颈要素进行了辨识。分析结果表明 ,在当前资源利用及环境保护水平情景下 ,广州市城市生态支持系统不能适应广州城市未来的发展 ,对城市发展的制约作用十分明显 ;在实施生态调控策略情景下 ,瓶颈要素的制约作用有所缓解 ,广州城市生态支持系统支撑能力得到极大扩展 ,为城市生态系统实施可持续发展战略奠定了生态基础     

“生态位”元胞自动机在土地可持续规划模型中的应用

快速城市化带来了一系列的环境生态问题。有必要把生态学的概念引进城市规划中,以减少城市发展带来的弊端。提出了基于“生态位”的元胞自动机（CA）的新模型,并将其应用在土地利用规划中。探讨了如何通过“生态位”元胞自动机和GIS的结合进行城市土地可持续利用的规划。该模型可方便地探索不同土地利用政策下城市土地利用发展情景,能够为城市规划提供有用的决策支持。旨在探索通过模拟的手段对城市土地利用进行合理的规划。将该模型应用于快速发展的广州市,并取得了较有意义的结果。     

生态-经济发展情景下内蒙古宏观生态系统模拟与分析

内蒙古自治区是我国北方面积最大、种类最全的生态功能区，是我国北方的重要生态屏障，其宏观生态系统状况不仅关系民众生存和生计，而且关系华北、东北、西北乃至全国的生态安全。构建了1990、2000及2015年3期宏观生态系统格局与影响因子数据集；融合区域生态系统发展规划，设置了基准、生态-经济协同发展和生态-经济权衡发展三种情景；应用土地利用均衡分析模型，模拟了3种情景下2025年及2035年内蒙古六大类生态系统结构与空间格局变化。结果表明：在延续历史发展趋势的基准情景和注重经济发展的生态-经济权衡发展情景下，草地和农田生态系统在2035年均无法恢复至2000年的水平，宏观生态系统结构难以达到规划目标；在注重生态保育的生态-经济协同发展情景下，草地、森林与湿地生态系统面积增长较大，符合内蒙古构建中国北方生态屏障的战略定位。从空间上看，农田生态系统面积的减少主要集中在农牧交错带地区，该区域的退耕还草构成了草地生态系统增加的主要来源；草地生态系统面积扩张还分布在近十年来发生草地退化的区域，这与近年来通过实施"京津风沙源治理"、"草原奖补政策"等生态工程建设后内蒙古自治区原有退化的草地生态系统在逐渐恢复的趋势相吻合；森林生态系统面积增加主要集中分布在大兴安岭等几个植被恢复地；城市生态系统主要以原有城镇居民点为中心，在其周边区域呈扩散式增长，特别是在采矿场、工业用地、交通沿线附近城镇面积增加较为显著；荒漠生态系统的缩减主要发生在与其它生态系统的交界处，这与开发利用的便利性、原有生态系统的可开发潜力等密切相关。研究表明，生态-经济发展情景下的宏观生态系统的空间显性模拟是区域国土空间规划和可持续发展的重要科学依据。     

海湾型城市生态系统服务权衡的情景模拟——以福建省泉州市为例

海湾型城市拥有丰富的海陆资源和较大的环境承载力,但人口和产业环绕海湾高密度聚集也让海湾型城市成为典型的生态环境脆弱区.本研究以典型的海湾型城市泉州市为例,基于土地利用数据、气象站点数据、地形数据和统计数据等多源数据,运用Logistic-CA-Markov耦合模型,设置自然情景、规划情景和保护情景,模拟了2030年3种不同情景下泉州市的土地利用及景观格局的变化,并进一步预测和估算了保水、保土、固碳(净初级生产力)和食物供给4种关键的生态系统服务功能及权衡关系.结果表明: 3种情景之下,2030年泉州市的耕地和建设用地面积增加,林地、草地和水体面积有不同程度减少,土地利用的破碎化程度加剧.与2015年相比,除保土服务功能外,泉州市2030年的保水、固碳和食物供给服务功能都出现了不同程度的下降;自然情景下生态系统服务功能的降幅更大,保护情景下的降幅低于规划情景.在保护情景和规划情景下,2030年的保水服务与保土服务、保水服务与固碳服务、保土服务与固碳服务的协同关系均增强,权衡关系减弱.     

集成生态软约束机制的城市空间形态时空演变情景模拟

自然生态空间是生物栖息繁衍的场所，生物和非生物成分组成的生态系统为人类提供赖以生存的生态系统服务。新时期绿色发展战略下高质量国土空间资源配置需要科学探究生态空间约束的作用机理。以泉州市为研究区，选取水源涵养、土壤保持和生物多样性等生态系统服务为生态因子，基于有序加权平均(OWA)算法构建城市扩张的生态软约束机制。以2005年土地利用现状为起始值，综合考虑自然人文等驱动力因素，基于构建的OWA-FLUS模型对泉州市2020年和2035年土地利用时空演化动态开展多情景模拟预测。结果表明：(1)策略控制因子δ=0.000001下，OWA-FLUS模型的总体精度和Kappa系数达到95.94%和0.7742,FoM和FoM_urban比FLUS模型分别提高了4.95%和7.17%,基于提升潜力空间的MICE功效指数分别为0.059和0.102。(2)当δ值从0向1000变化时，OWA-FLUS模型的模拟精度逐渐下降。对比δ=1.0的赋权线性组合(WLC)生态约束，δ=0.000001下的OWA模拟的FoM_urban提升了5.70%。(3)2035年基准...     

湿地环境累积效应

近年来,湿地环境开发过程中出现了多种生态环境问题,由于多种开发方式和多种影响因素的共同作用,对湿地环境产生明显的累积效应,单一要素的环境评价和分析已满足不了湿地利用和保护的要求,亟需加强湿地环境累积效应研究。本文从累积效应研究的基础出发,提出湿地累积效应的概念和研究内容,界定湿地环境累积效应研究范围(空间和时间),并综述环境累积效应研究方法,阐明了目前研究的不足,最后指出了湿地环境累积效应的未来研究方向为:环境累积效应的途径、环境累积效应的长期监测和累积效应预测模型的建立。     

城市住区形态时空模拟——以厦门岛为例

住区形态变迁受到人口迁移、住区满意度和低碳城市发展政策等因素的限制,常用的土地利用模型难以有效表征这一相互制约关系,使得这方面的研究仍然相对不足。通过耦合SD模型和CLUE-S模型,充分发挥了2个模型在宏观情景模拟和微观土地分配上的优势,模拟了住区、人口、住区碳足迹等制约因素的相互关系,为住区形态变迁时空模拟提供了一种有效的方法。以厦门岛为例,根据研究区历史统计数据、问卷调查数据构建了住区形态变迁SD模型,模拟了基准情景、紧凑情景和低碳情景3种不同发展情景下各类住区类型的用地需求,结合CLUE-S模型预测了3种情景下2009年—2020年各类住区类型的用地范围。结果表明,基准年住区类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三者占地面积比例为1∶1.18∶0.83,基准情景下2018年住区类型Ⅲ将成为主要的住区类型。低碳发展和紧凑发展是惯性发展的两种极端情况,体现在总住区面积、人均住宅面积和人均碳足迹大小的变化,但是对厦门岛总人口数量的影响并不大。根据目前厦门的发展趋势,低碳发展情景与紧凑发展情景相结合可能更靠近现实。在空间分布上,住区类型Ⅰ未来不再新建;住区类型Ⅱ遵循现状继续发展的惯性较大;住区类型Ⅲ分布在征地成本相对较低的区域。模型模拟结果能够为住区用地规划、住区发展对策建议提供有效的技术支撑。     

突变级数法在厦门城市生态安全评价中的应用

针对港湾快速城市化地区存在的潜在突变特性,基于P-S-R(压力-状态-响应)框架和突变级数法,构建了评价城市生态安全的突变模型,并对1996—2006年厦门城市生态安全进行了评价.结果表明：1996—1998年,快速城市化对厦门市区域生态安全的影响不大,研究区生态安全状况呈上升趋势;1998—2001年,由于大范围高强度的填海造地、人口激增等生态干扰远远超过了生态系统自身的修复能力,导致厦门城市生态安全状况呈快速下降趋势;2001—2006年,厦门城市生态安全整体水平回升,主要受其海湾型生态城市重大战略转变的影响;2006年,研究区系统压力安全级别为Ⅲ,说明厦门市还存在着生态安全隐患.突变级数法反映了单一指标极值情况对生态系统突变的影响,弥补了现有方法在此方面的不足,它既减小了权重赋值的主观性,又避免了主观判断安全标准的不确定性,可准确地反映城市生态安全的发展趋势.     

基于土地利用模拟预测模型分析的城市绿色空间发展多情景模拟及建设时序研究——以湛江市中心城区为例

城市绿色空间是未来中国城镇战略发展的重要生态空间载体。城市中心城区的绿色空间生态系统服务价值可作为未来城市生态空间规划的重要依据。生态服务系统之间的权衡或协同关系可通过不同土地利用方式和利用强度表征显现。通过对湛江市中心城区绿色空间应用土地利用模拟预测(PLUS)模型进行自然发展情景与国土空间规划情景双情景下2035年土地利用变化模拟,采用当量因子法及热点分析对生态系统服务价值及其高低值在空间上的聚集程度进行分析,与人类活动强度空间分布进行叠置,得出国土空间规划政策下湛江市中心城区城市绿色空间发展优先级分区,优先化解建设用地与绿色空间发展矛盾,为规划政策提供空间政策的量化数据基础,为其可行性实施、时序安排及预期结果提供数据支撑与建议。结果表明：(1)规划政策情景与自然发展情景未来土地利用模拟结果相比,耕地、林地增多,整体水域得到有效保护,建设用地蔓延受到抑制。(2)生态系统服务价值在2035年规划政策情景>2020年实际情景>2035年自然发展情景,分别约为12.22亿元、11.89亿元、10.53亿元,规划政策情境下生态系统服务价值总量较自然发展情景下提升约1.69亿元,...     

厦门湾中华白海豚潜在生态廊道识别及人类活动干扰评估

生态廊道具有维持或恢复生态连通性的功能，对于连接生物栖息地、保护物种多样性具有重要意义。现有的生态廊道研究主要集中于陆地，而海洋生态系统具有水体广泛连通、缺乏直观的景观斑块等特点，导致海洋生态廊道的研究成为长期以来的科学难题。以栖息地位于厦门湾的国家一级保护动物中华白海豚（Sousa chinensis）为对象，尝试基于物种分布模型和最小成本路径分析法建立海洋生态廊道的识别方法。研究采用物种分布模型识别厦门湾内中华白海豚的适宜生境分布区和节点，并利用模型产出的生境适宜性结果生成海洋中的阻力表面，模拟计算节点与节点间在阻力表面上的最小成本路径，从而生成物种扩散网络。研究结果显示，厦门湾中华白海豚的分布主要受到航道距离、到岸线距离和叶绿素浓度三项因素的影响，主要适宜生境位于西海域至九龙江口和大嶝海域。潜在的核心生态廊道面积93.19km²，次级生态廊道面积170.41km²，九龙江口-鼓浪屿南侧-黄厝-大小嶝岛沿线可能是厦门湾中华白海豚的主要迁移路线。在此基础上，从用海空间重叠和桥梁影响两方面开展了人类活动对廊道的干扰评估。评估结果显示旅游活动和航运活动可能是中华白海豚生态廊道的主要影响来源，其中核心廊道受旅游活动影响更大，次级廊道受航运活动的影响更大。此外，厦门岛北部的桥梁亦可能会影响中华白海豚生态廊道的连通性。研究创新性地提出了海洋生态廊道的空间定量化识别方法并成功应用于厦门湾中华白海豚研究，研究结果可为我国海洋生物多样性保护、海洋保护区的空间规划等领域提供新的科学工具。     

基于能值分析的厦门城市代谢可持续性评估

生态城市建设是中国城市转型发展的关键节点,对中国生态文明和新型城镇化发展具有推动作用。研究以中国典型的生态城市厦门市为例,基于城市代谢框架结合能值分析法,对厦门市代谢系统进行各项能值流的核算,构建2010-2017年厦门市能值指标评估体系,选用可持续发展指数、可持续发展能值指标、城市健康水平能值指数3项指标综合评价其生态可持续性,选取部分能值指标与珠海市、深圳市进行对比分析,以期为中国生态城市的可持续发展提供科学参考。结果表明：（1）2010-2017年,厦门市总能值呈上升趋势,2017年的总能值为2.51×10²⁴ sej,是2010年总能值的1.65倍,货币流能值显著增加,废弃物流能值下降。能值自给率由98.30%逐渐递增至99.20%,能值产出率由8.30%逐渐递增至15.20%,环境承载率小于3,属于环境低负荷状态。（2）厦门市可持续发展指标处于1-10之间,表明其生态经济系统具有活力和发展潜力,可持续发展能值指标由2010年的3.67增加至2017年的7.76,表明厦门市的可持续发展性能愈来愈好,城市健康水平能值指数由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明厦门市生态系统处于健康可持续发展的状态。（3）厦门市与珠海市、深圳市的能值指标对比分析表明,厦门市与珠海市均处于富有经济活力与生态可持续发展潜力阶段,且厦门市代谢系统的可持续发展水平整体优于珠海市与深圳市。（4）总体来看,厦门城市代谢系统处于可持续发展阶段,生态城市的建设有利于厦门市实现生态经济的可持续发展,研究对同类型生态城市的建设与可持续发展具有理论参考价值。     

Algicidal Effects of a Novel Marine Actinomycete on the Toxic Dinoflagellate <Emphasis Type="Italic">Alexandrium tamarense</Emphasis>

A marine actinomycete strain BS01 with algicidal activity to the toxic dinoflagellate, Alexandrium tamarense, was isolated from Xiamen Bay, China. Sequence analysis of 16S rDNA demonstrates that BS01 is closely related to the genus Brevibacterium of Actinomycetales. BS01 exhibited algicidal activity in an indirect manner. Additional organic nutrients, but not algal-derived dissolved organic matter, were necessary for the synthesis of yet unidentified algicidal compounds (molecular weight less than 100), which were heat tolerant, a stable in acidic or alkali conditions, and exhibited a wide range of algicidal activity. This is the first report of an actinomycete algicide to the toxic dinoflagellate A. tamarense. Our results indicate that BS01 could be a potential bio-agent for controlling harmful algal blooms.     

基于GIS、景观格局和网络分析法的厦门本岛生态网络规划

 以厦门本岛2000年Landsat-TM卫星影像解译的土地利用现状图、绿地系统现状图与规划图为基础资料,在地理信息系统（GIS）支持下,运用景观格局分析方法,选用多种景观指数,评价了厦门本岛绿地系统的现状与已有规划。在此基础上,应用网络分析法构建了旨在优化生态网络的不同新方案。通过α指数、β指数、γ指数等网络结构指数,进行不同方案的比较,从中选出最优的规划方案。将选出的生态网络E的廊道宽度设为50 m,叠加到厦门市绿地系统规划图上,并应用景观指数,定量评价了该优化方案对厦门本岛绿地系统的改善情况。其结果表明：该优化方案能使景观的破碎化程度得到改善,绿地斑块形状的复杂性程度进一步增加,景观连接度得到提高,说明优化方案生态网络E可进一步明显改善厦门本岛现有绿地系统的数量和质量。我们的研究结果也表明：应用景观指数和网络分析法相结合的方法,不仅可以定量评价城市绿地系统现状以及规划的合理性,而且可以优化城市生态网络的方案,使其更符合城市生态网络建设的整合性、和谐性、流通性、安全性、多样性和持续性原则。     

Quantitative analysis of anthropogenic influences on coastal water – A new perspective

Coastal environment has been disturbed by human activities for a long time, especially in the rapidly urbanizing and industrializing areas. Although the surrounding area has achieved great economic success in the past 30 years, Western Xiamen Bay (China) is seriously affected by pollutants and is facing increasing ecological pressure. Because of this, Xiamen was selected in 1994 as a demonstration site for implementing an integrated coastal management program, which included a series of measures for protecting the coastal environment. However, coastal environment is dynamic, complex and site-specific, and thus a scientific quantitative evaluation framework is necessary for environment quality analysis and effective coastal management. In this study, we used oceanographic knowledge together with quantitative methods (Bai-Perron's structural break test) to analyze the long-term variations of water quality indices (pH, DO, COD, DIN, PO₄-P and Oil) in Western Xiamen Bay. In addition, we compared with other coastal areas to identify the effectiveness of phosphorus-based nutrient management measures and predicted the probable variation trend in the future. The results show that in Western Xiamen Bay: (1) the concentrations of DO and Oil in seawater are effectively controlled by local coastal management measures; (2) seawater acidification will continue to worsen based on the present situation; and (3) the P-limitation treatment strategies are effective and PO₄-P concentration starts to fall according to the multiple statistical analysis and Environmental Kuznets Curve. This paper hopes to provide an epitome of the conflicts and consolations between socioeconomic development and environmental quality in the past, and hints for coastal management in the future.     

海岸带区域陆海统筹生态安全研究

海岸带既是区域经济发展的黄金地带，亦是陆海系统交互胁迫的敏感区域，快速城镇化与工业化导致海岸带关键生态系统服务受损、生态网络格局紊乱、珍稀物种安全保障空间萎缩等重大生态安全问题。以闽三角海岸带珍稀物种-栖息地系统为研究对象，从“多物种-多生境-多尺度”视角出发，基于陆海统筹理念系统评估了闽三角海岸带珍稀物种-栖息地系统的脆弱性，建立了基于物种水平的海岸带生态保护与修复网络，构建了海岸带陆海统筹生态安全“一张图”。研究结果表明：(1)高强度围填海驱动下，闽三角红树林与水鸟栖息地脆弱性显著增加，高脆弱区域主要集中于九龙江河口、厦门同安湾和泉州湾；(2)闽三角生态安全网络由12条水鸟迁徙廊道和11个生态节点组成，其中影响陆海统筹生态安全的生态节点4个，预警生态节点3个；(3)闽三角海岸带未来安全韧性生境(水鸟栖息地与文昌鱼、中国鲎低脆弱生境较密集的区域)分布于云霄红树林保护区、东山岛近岸、九龙江河口、厦门大嶝海域、围头湾、深沪湾。本研究能够为设计规划未来韧性海岸带“受损海水-滨海湿地-珍稀物种”一体化修复与保护的生态安全格局，保障陆海统筹生态安全提供理论支撑和一体化解决方案。     

中华哲水蚤卵密度及其沉降速率

中华哲水蚤是中国全球海洋生态系统动力学（China-GLOBEC）研究中的关键次级生产者,是浮游植物与高营养级生物之间的中间纽带。为了阐明中华哲水蚤的卵沉降动力学,采用密度梯度离心法研究了中华哲水蚤的卵密度,研究结果表明：在厦门湾中华哲水蚤平均卵密度为1．0733gcm^-3。按照斯托克斯定律,中华哲水蚤卵的沉降速率为43．9～67．5md^-1。对中华哲水蚤卵沉降时间与孵化时间的比较表明,在厦门湾中华哲水蚤卵能够在孵化之前就沉降到海底。并对中华哲水蚤卵快速沉降的生态学意义展开了讨论。     

空间约束背景下海岸带湿地保护边界研究

湿地保护边界划定是维护湿地可持续发展的基础前提,也是协调湿地保护与农地利用、城镇发展土地配置与空间布局的必经途径。研究从湿地保护边界的"源-汇"生态景观互动视角着眼,明晰了湿地保护源及保护优先等级,建构了空间约束评价与生态断界来刻画汇景观空间层次分异,借助最小累积阻力模型测度与划分了湿地保护边界及其类型。研究发现:(1)基于多重因素的空间约束评价与湿地生态断界的划分,通过最小阻力模型有效地刻画外部因子集成对湿地保护的限制及差异,以量化方式描绘湿地保护所处阻力最小地带,为湿地保护边界划分提供了新的思路。(2)杭州湾南岸生态断界与中高约束的区域占据研究区52.69%比例,无约束地域仅为12.79%,奠定了综合因素空间约束强势的基本格局。加之低度约束区域占据34.53%,显示杭州湾南岸区域多介于高低空间约束性势转换或过渡阶段,压缩了湿地保护的空间。(3)研究划分湿地保护边界范围与缓冲区带为49.11、24.07km~2,面积总和仅占据杭州湾南岸5.47%,湿地保护拓展和弹性调整空间极为有限。除生态断界提供湿地保护的天然边界外,湿地保护界限表现为保育林区、农地延伸型和水源保护型三类。     

外来红树植物无瓣海桑引种及其生态影响

无瓣海桑是我国首个从国外引进并大面积推广种植的红树植物,生长快,适应性强,已成为华南沿海红树林恢复造林的主要树种。但近年来无瓣海桑引种已引起较大争论,焦点是无瓣海桑是否会对乡土红树植物生长产生不利影响,是否会造成生态入侵,是否应限制推广种植。根据引种以来的研究成果,对无瓣海桑的生态适应性、种植技术、生产力与物质循环、生态影响等四个方面的引种研究进行综述;分析无瓣海桑引种对乡土红树植物生长的影响和生态入侵可能性,对无瓣海桑引种造林提出建议。指出今后无瓣海桑引种的的研究重点为:无瓣海桑引种的生态监测与入侵评估;对滩涂水生生物的影响;与乡土红树植物优化配置的混交种植技术;无瓣海桑的资源化利用。