我国农业系统可持续发展协调度分析

农业系统可持续协调发展作为一种发展理念已成为共识,受到我国政府高度重视。采用2004—2015年我国农业生产面板数据,运用熵值法、探索性空间数据分析等方法分析我国农业系统可持续发展协调度情况。研究结果表明:(1)2004—2015年我国各省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间协调度处于不稳定变动态势,且其协调度值较低。(2)从协调度分布来看,协调度处于"比较协调"和"协调"的省(市、自治区)主要分布在我国的东部和东南部地区,其余大多数省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间的协调度处于"不协调"。(3)从空间自相关性来看,各省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间协调度呈正的全局自相关性且相关程度逐渐增大,而大多数省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间协调度的局部自相关性不显著,且其农业各子系统可持续能力之间协调度空间极化不明显,处于较低水平均衡状态。从时空维度、空间相关性方面分析农业各子系统可持续能力之间协调度,为提高我国农业系统可持续发展水平提供政策建议。     

基于电子导航地图POI的北京城区绿色空间服务半径分析

近年来,电子导航地图中的兴趣点（Point of Interest,POI）在城市地理与城市生态研究方面越来越受到重视。城市绿色空间对其居民的生产生活服务作用十分重要,城市绿地系统的配置是否科学对城市生态系统服务供需情况有着重要影响。利用北京城区五环以内的POI数据,采用核函数模拟出城市居民生产生活在空间分布上强弱程度的热力图,对该区域绿色空间实体不同半径服务区内的热力特征进行耦合分析。研究表明：北京市五环以内绿色空间实体500、750 m和1000 m典型服务半径的覆盖面分别占总面积的77.99%、91.55%和97.46%,从服务供给角度表现出空间分布格局相对均匀;但在绿色空间500 m服务半径内,仅覆盖了POI热力图中极高密度区中51.19%的地区,高密度区中54.78%的地区,中密度区中66.21%的区域,从服务需求角度表现出绿色空间分布格局明显不均衡。研究认为城市绿色空间在POI热度较高区域的主要商圈、人流密集区域匹配明显不足,需要通过增加绿地或疏解POI集中程度来缓解绿色空间供需矛盾。     

京津冀地区经济社会要素与碳排放的时空耦合关系

碳排放受区域发展水平、产业结构、消费模式等经济社会多要素的综合影响。开展区域经济社会要素与碳排放的时空耦合关系研究，不仅有助于揭示区域内部各要素空间格局对碳排放的影响机制，而且对于制定差别化的经济、环境和产业政策，推动区域低碳协调和均衡发展也具有重要的实践意义。基于京津冀地区2005—2020年的相关统计数据，采用区域重心模型、空间关联性分析方法、地理集中度、不一致指数、空间自相关分析等方法，探讨了区域人口、经济、消费水平、第二产业、贫困度、碳排放量等经济社会要素的重心转移特征和地理集中度，并对各要素与碳排放的空间关系进行了分析。结果表明：(1)2005—2020年京津冀地区各经济社会要素均不同程度偏离区域几何中心，各要素在空间上长期处于不均衡状态，但随着时间推移，不均衡状态有所减缓。(2)研究期内，各经济社会要素的重心移动轨迹具有明显的阶段性，京津冀地区各要素重心格局易于波动，碳排放与其他要素重心空间耦合性呈现波动式变化。(3)人口因素是影响碳排放量增长的主要因素。贫困度、第二产业比重、经济发展水平的灰色关联度数值也都较高，贫困度、第二产业比重、经济发展水平也是碳排放量增长的主要驱动...     

基于景感生态学理念的乡村社会-生态系统供给服务研究

乡村社会-生态系统的稳定和可持续发展为农业农村现代化的实现奠定着基础,在稳定社会经济发展、提高城乡居民福祉方面发挥着重要作用。服务性公共设施作为乡村社会-生态系统供给服务的重要组成部分,代表了乡村的发展水平与该地区居民生活质量水平。研究公共服务设施的空间分布特征和综合评价其供给服务可改善乡村社会-生态系统结构,为城乡居民提供高质量的社会生态系统服务。以厦门市岛外城市化乡村为研究对象,通过厦门市岛外POI数据和乡村社会经济统计数据,以公共服务设施为景感载体,分析其空间分布和测度其供给服务水平,采用核密度分析方法与熵值分析法,分析厦门市乡村社会-生态系统供给服务空间分布特征,结合人口、经济、距岛内核心区距离等指标对各村庄社会-生态系统供给服务能力进行皮尔逊相关性分析。研究发现厦门乡村公共设施供给服务能力表现为集美区 > 海沧区 > 同安区 > 翔安区;各村庄公共设施供给服务能力水平影响因素是多元且具有多样性的;提出从城乡居民的认知心理与物质需求出发对公共设施进行景感生态营造以提高村庄社会-生态系统供给服务能力,更好满足人们的需求。本文对公共服务设施的空间优化提出对策建议,研究结果可为乡村社会-生态系统供给服务提升和乡村可持续发展提供理论研究依据。     

乡村生态系统文化服务供需关系研究——以浙江省湖州市为例

充分利用乡村文化资源,发挥生态系统的文化服务价值,是满足新需求发展新经济、推动乡村文化振兴的重要路径。以浙江省湖州市的乡村区域为研究对象,结合地理信息数据、社会调查数据和兴趣点数据(POI),优化Maxent模型的要素评价体系,对生态系统文化服务量化制图,同时对文化服务供需水平进行空间自相关分析,确定湖州市文化服务价值的分布特征。研究结果表明：(1)湖州市乡村地区3种文化服务类型中科教人文价值最高,自然风光价值和休闲娱乐价值次之;休闲娱乐价值所占面积最大,自然风光价值和科教人文价值次之。在空间分布上,德清县北部、安吉县南部和长兴县的西北部为文化价值突出区域。(2)POI、土地利用/覆被和距道路距离是贡献度最高的3个要素,POI的应用对提高结果可靠性、提升文化服务价值制图精度有较明显的积极作用;(3)结合常住人口和旅游人口,吴兴区的大部分区域具有最高的文化服务需求,其余依次为安吉县的北部和中部、长兴县、德清县的东部、南浔区;(4)根据文化服务供需匹配关系,将湖州市乡村地区划分为发达区、需求区、潜力区、发展区,四种类别面积相对平均但分布具有较强异质性。基于供需关系视角,探索了乡村地区生态系统文化服务发展路径的研究方法,为乡村文化服务综合开发奠定理论基础。     

基于用户兴趣点数据与Landsat遥感影像的城市热场空间格局研究

地图用户兴趣点(POI)数据能够反映微观尺度上城市系统中的人类活动。利用2015年夏季Landsat 8遥感影像提取了南京市地表温度和主要土地覆盖类型,利用空间与非空间多元回归模型在2、5、10 km 3个尺度上研究了地表温度与同期POI密度及植被和水体盖度的相关性,并利用方差分解技术定量区分人类活动因子(POI密度)及生态基础设施(植被和水体盖度)对城市热场的相对重要性。结果表明,在3个观测尺度上,POI密度与地表温度均存在极显著的正相关(P0.001),且相关性随观测尺度的增大而升高。植被和水体均具有显著的降温效应,水体盖度与地表温度的相关性仅在2 km尺度上显著,在5 km和10km尺度上其降温效应不再显著。方差分解结果表明,人类活动因子和生态基础设施对地表温度的独立解释率为1.6%—15%,而二者共同解释率达到了40%—70%。研究表明POI作为城市功能节点可以综合反映城市中人类活动的热源强度,在城市热场空间格局研究中是一种可与遥感数据互补的有用数据源。     

基于城市大数据的热场格局形成机制及主导因素的多尺度研究

城市景观的组成与结构及人类活动强度是城市热场格局形成的重要影响因素,但不同要素在城市热场形成机制中的相对重要性尚不清楚.本研究以江苏省宜兴市为例,综合运用遥感解译、外业测绘和编程技术获取城市地表温度、生态基础设施(植被、水体盖度)、建筑容积和百度用户兴趣点(POI)数据,运用Pearson相关分析、回归分析和相对权重分析的方法定量研究了500、1000和2000 m尺度上生态基础设施、建筑容积和POI密度与地表温度的关联关系及相对重要性.结果表明: 生态基础设施具有显著的降温效应,建筑容积和POI密度与地表温度呈显著正相关关系.在城市热场的影响因子中,生态基础设施的相对权重在各尺度均最高(24.3%～43.8%),其次为建筑容积(20.7%～22.6%)和POI密度(13.7%～21.7%).本研究有助于定量理解城市热场形成的多种驱动因子的相对贡献,并可为制定缓解热岛效应的措施提供重要参考.     

精准扶贫视角下生态系统服务与贫困人口生计耦合关联分析

在生态文明建设和精准扶贫背景下,处理好贫困区生态系统保护和扶贫开发间的关系,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以全国717个贫困市、区、县为研究对象,构建了精准扶贫视角下生态系统服务与贫困人口生计耦合的评价指标体系和灰色关联耦合模型,分析中国贫困区生态系统服务和贫困人口生计耦合的主要影响因素以及耦合度的时空演变规律,结果表明:(1) 2015年中国贫困区生态系统服务和人口生计两个系统各指标间的关联度在0.363—0.964。其中,生态系统服务对贫困人口生计的综合关联度为0.793,贫困人口生计对生态系统服务的综合关联度为0.740。(2) 2000—2015年生态系统服务和人口生计耦合度长时间序列呈"W"型变化,年际间波动变化明显,但整体维持在0.770—0.801之间。(3) 2000—2015年生态系统服务与贫困人口生计耦合度最高的区域主要集中分布在西部区域,主要包括西藏省、四川省西北藏区及青海省南部,东中部区域的耦合度相对较低,中国贫困区生态系统服务与贫困人口生计间耦合的空间分异显著。(4) 2000—2015年生态系统服务与贫困人口生计耦合度呈上升趋势的区县有92个,占中国全部贫困区县数量的12.83%;呈下降趋势的区县有163个区县,占中国全部贫困区县数量的22.73%;保持稳定不变的区县有462个,占中国全部贫困区县数量的64.44%。这些结论可为区域精准扶贫制定针对性政策,如期实现脱贫,提供参考和借鉴。     

福建省城镇-交通系统的景观分隔效应

近年来,我国城市及交通基础设施建设的迅猛发展对区域生态功能造成了严重影响.城镇-交通网络的不断强化和扩展加剧了区域景观的破碎化并导致多种景观功能的退化.以2007年为研究基准年,采用跨边界有效栅格评价指标,借助地理信息技术,定量评估了福建省由城镇-交通网络引发的景观分隔效应.研究结果显示,面积大小位于0-15 km2的斑块数量最多.厦门、漳州、泉州3市小于300 km2的斑块面积及斑块数量分别所占比例率均高于南平、三明和龙岩3市.福建省有效栅格计算结果显示,全省景观破碎化呈现北轻南重、西轻东重的空间分布格局.沿海地区和交通干线周边破碎化明显高于其他地区.以地市为报告单位,福建省景观破碎化的空间分布呈现由西向东的梯度格局.景观破碎化最轻微地区(龙岩市、三明市、南平市有效栅格值处于679.2-939.0 km2之间)和最严重地区(厦门市、泉州市、漳州市的有效栅格值处于197.1-336.2 km2之间)形成鲜明对比.结果还显示,福建省厦门市、泉州市、漳州市的景观破碎化水平与欧洲发达国家如荷兰、比利时等接近;西部的三明市、北部的南平市则接近美国加利福尼亚.以县(市、区)为报告单位,全省景观破碎程度的空间分布从西至东呈现三级梯度.以瑞士Glarus州跨边界有效栅格值为参照,厦门、泉州和漳州3市所辖各县(市、区)的景观破碎化程度均高于Glarus.宁德、福州、莆田3市各县(市、区)则与Glarus基本持平.南平、三明、龙岩3市各县(市、区)则好于Glarus,其中,三明市和南平市各县(市、区)跨边界有效栅格值远大于Glarus.     

岷江上游人口特征

通过提取岷江上游5县1986～2003年统计年鉴的人口和经济数据,以研究区行政区划图（1：250000）为地理信息基础数据,在ArcGIS平台上,建立人口空间数据库,采用传统人口统计和GIS空间分析相结合的方法。对岷江上游5县的人口空间分布特征与变化以及影响其变化的因索进行了研究。结果表明。研究区是以藏族、羌族、回族等少数民族为主的聚居区,其人口总量规模小、人口增长缓慢、人口密度偏小;人口的空间结构状况趋于不均衡化,人口再分布活力明显下降;人口重心从1950～2003年由北到南移动了6．30km。反映出研究区经济发展良好的区域在南部（即汶川县）方向;影响人口分布的主要因素有河流、道路、海拔、土地的利用方式和经济吸引力等。     

四个可持续发展实验区绿地系统可达性比较研究

我国可持续发展实验区所在城市均十分重视绿地系统对其可持续发展的重要支撑作用。布局合理的城市绿地系统不但能提高城市生态空间容量,也能充分满足不同位置城市居民的需求,这使得城市绿地与其被服务对象——城市居民之间的可达性成为评价城市绿地系统服务价值的重要指标。以高德公司生产的电子导航地图中居民区点和绿地系统数据为基础,采用GIS缓冲区分析法,分别探讨了我国4个有代表性的国家可持续发展实验区西城区、石景山区、绍兴市和日照市这4个城市的城市绿地系统斑块特征,以及5,5—15,15—30min时间距离内所覆盖城市居民点数量,对其绿地可达性及其服务能力进行比较分析和研究。研究结果表明:4个可持续发展实验区内的绿地系统分布均比较合理,覆盖面广,尤其是30min时间距离内可达的绿地满足了95%的住区;80%以上的住区居民可以在15min内到达周边任意绿地,为城市绿地管理部门打造"一刻钟生活圈"提供了良好的基础。但同时也发现,提供服务的绿地斑块面积比较细碎,大型绿地的配置率相对较低;而且多数绿地斑块从属于多个时间距离半径内,承受较大人口压力。最后,建议城市规划过程中,注重绿地系统与住区从时间尺度上的协调分析。此外,尝试性地采用日常生活中普遍使用的电子导航地图开展城市绿地系统可达性分析,研究结果与城市居民的生产生活密切相关,对城市绿地系统规划具有实际指导意义。     

基于多源数据的城市住区生态宜居性评价——以深圳市为例

作为反映城市生态环境的重要指标,城市生态宜居性受到学术界越来越多的关注。结合遥感与兴趣点（POI）数据生成分类特征,利用文档主题生成模型进行特征重表达,采用随机森林模型提取住区,为后续的生态宜居性评价提供基本单元;随后,依据多源数据生成多个生态宜居性评价指标,使用基于熵权的TOPSIS方法构建生态宜居评价模型,得出每个住区综合得分;以深圳市为实验区对研究提出的方法进行了验证,并对深圳市的住区生态宜居性进行了空间分析。结果表明：（1）机器学习方法与多源数据结合可得到精细的城市功能分区图,总体精度可达82.1%;（2）基于TOPSIS方法构建的生态宜居评价框架能够对住区生态宜居性进行有效量化,综合得分高的住区多为片区绿化率高、空气质量好、建筑密度较小的住宅区,而得分较低的住区主要集中在城中村等生态环境较差的区域,结果符合客观事实;（3）深圳市内的住区及其评价得分呈现出明显的空间分异,南山、福田、罗湖区域的住宅小区较多;宝安、龙华、龙岗区内部同时包含较多的住宅小区与城中村,导致三个区内部各评价单元的得分差异较为明显;因住区数量少、绿地面积大、空气质量高等客观条件,坪山、盐田和大鹏区生态宜居得分情况较好。以上结果展示了研究方法的有效性,可为城市生态宜居建设及城市规划等提供案例参考和数据支撑。     

基于QuickBird和GIS的沈阳市城市潜在人口空间分布特征

人口是城市发展中最活跃的因素,了解城市人口分布特征对制定城市政策及城市各项设施规划布局具有重要意义.本文基于QuickBird卫星影像提取城市居住建筑信息,结合社会经济统计数据对沈阳市三环以内人口空间分布的特征进行分析.结果表明:2010年沈阳市三环以内各居住用地建筑类型的人口密度依次为:高层片块＞混合片块＞混合花园＞老式多层＞高层花园＞多层片块＞多层花园＞别墅片块＞矮房及棚户＞别墅花园;三环内居住建筑空置率高达30％以上,房地产市场存在严重过剩;沈河区的潜在人口密度在城市5区中最大,铁西区和大东区较小.基于人口重心分析测算的城市人口重心及各行政区人口重心为城市商业设施选址及基础设施规划提供了重要的参考信息.     

快速城市化地区景观格局梯度动态及其城乡融合区特征——以广州市番禺区为例

以快速城市化的广州市番禺区为研究样区,通过解译1990-2008年4期Landsat TM影像得到研究区土地利用/覆被数据.选取景观类型水平和景观水平上的景观指数,采用景观格局与梯度分析相结合的方法,研究快速城市化地区景观格局的梯度变化及其城乡融合区特征.结果表明：研究区景观格局动态变化显著,在城市化缓冲带上具有典型的城乡融合区特征,城市景观逐年增加且向外围扩展,而农业景观破碎化严重.斑块密度、蔓延度、景观多样性等指数在城市化梯度上表现出明显的规律性,景观指数峰值出现在距离城市中心4～6 km的梯度带上.时间序列上的景观格局数据体现了不同梯度带上景观动态的差异,城乡融合区景观格局具有斑块形状复杂、景观多样性和破碎化程度高、景观动态变化剧烈的特点.景观指数的峰值逐年向外推移,城乡融合区有逐渐向外发展的趋势.探讨了城乡融合区景观格局时空演化的一般特征及其驱动因素,对区域土地利用政策和可持续发展规划具有指导意义.     

Spatial distribution of phytomass carbon in Indian forests

A spatial analysis of phytomass carbon (C) in Indian forests for the period (1988–94) at the district‐level is reported. District‐level forest phytomass C (1988, 1994) was computed by combining remote sensing‐based forest area inventories on 1:250 000 scale, field inventories of growing stock volume by the Forest Survey of India (FSI), and crown density‐based biomass expansion factors. The estimates of forest area inventory, forest phytomass C density, and forest phytomass C pools (1988–94) were linked to the district boundary coverage of India in ARC/INFO Geographic Information System (GIS). Of the total 386 districts examined, only 17 districts had more than 75% forest cover (as percent of their geographic area) in 1988. Estimated district‐level forest phytomass C densities ranged from 4.3 to 206.8 MgC ha^?1*. At the national level, forest phytomass C pool was estimated to be 3871.2 and 3874.3 TgC# in 1988 and 1994, respectively. Although the aggregated national estimates were similar, the district‐level change analysis indicated a decrease of 77.8 TgC and an increase of 81 TgC (1988–94). The highest decrease of 10.4 TgC was observed in Vishakapatnam district (Andhra Pradesh) while largest increase of 9.8 TgC in Bastar district (Madhya Pradesh) resulting from deforestation and afforestation activities, respectively. At the national level, the total forest cover decreased by ～0.6 Mha, however, the district‐level spatial analysis indicated an increase of 1.07 Mha, and decrease of 1.65 Mha forest cover during 1988–94 period. Although, this is the first district level phytomass C analysis of Indian forests, the aggregated results at state‐level were close to the earlier estimates. The spatial analysis identified the districts that have undergone significant changes in their forest phytomass C during the study period. This improved understanding of forest phytomass C pools is important to sustainable development and conservation of forests, mitigation strategies for C sequestration, and accurate estimation of contribution of land use changes to C emission in India.     

拉萨市城关区近50年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响

拉萨市城关区建设用地紧邻拉鲁湿地国家级自然保护区,导致城市发展与自然生境保护间的矛盾十分突出。全面揭示该地区城市扩展过程对自然生境质量的影响对于优化城市景观格局、保护生物多样性具有重要意义。为此,定量评价了该地区1968—2019年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响。基于锁眼卫星遥感数据、Landsat系列遥感影像和Google Earth遥感数据获取了该地区土地利用/覆盖变化信息。结合空间叠加和模型模拟量化了城市扩展过程对自然生境质量的影响。结果表明,拉萨市城关区近50年城市扩展过程不断加快,城镇建设用地面积从9.78 km~2增加到67.67 km~2,增加了近6倍。城市扩展过程导致自然生境质量加速下降,近50年下降了12.69%。自然生境质量同时受到城市扩展过程的直接影响和间接影响。在各类自然生境中,林地和湿地的生境质量下降尤为明显,分别下降了96.59%和49.21%。其中,林地主要被城镇建设用地直接占用,湿地则主要受城市扩展过程的间接影响。因此,需要同时关注城市扩展过程对自然生境的直接占用和间接影响,采取有效措施协调城市建设与生物多样性保护,促进区域可持续发展。     

典型移民城市食物氮足迹估算分析——以深圳市为例

城市食物源氮消费产生的环境排放是全国氮污染的重要源头,城市食物氮足迹评估可反映维持城市人口基本食物需求的活性氮排放以及对周边环境的潜在影响。以典型移民城市深圳市为例,基于改进N-Calculator模型的基础上,估算了2010-2015年间因城市人口流动导致的城市食物氮足迹变化,并分析其时空异质性及其与城市化间的关系。结果表明：深圳市不同类型城市居民食物氮足迹不一致,其中常住户籍居民人均食物氮足迹从14.63 kg N a^-1增加至15.17 kg N a^-1,高于非户籍居民食物氮足迹13.09 kg N a^-1,其主要体现在瓜果、肉类、水产品等食物消费上。总体上,深圳城市食物氮足迹呈增长趋势,5年增幅11.50%,增幅最大为常住户籍居民食物氮足迹,但目前深圳非户籍居民的食物消费主导着城市食物氮足迹。深圳城市内部区域食物氮足迹呈高度空间异质性与聚集性,各区域增长量差异明显,街道尺度城市食物氮足迹增长热点主要分布在城市的西部沿海区域,部分热点区域单位增长量数量级比肩区级尺度单位的增长量,城市区域食物氮足迹与人口城市化的关联性不明显,但与经济城市化存在一定的关联性。当前城市移民落户趋势及居民高氮饮食倾向不利于城市氮足迹的削减,减少食物生产上游活性氮流失为深圳市贯彻粤港澳大湾区协同可持续发展的关键。