重庆市生态风险预警等级划分及演化趋势模拟

生态风险预警等级评估和演化趋势模拟，可为生态风险管理提供可靠的辅助决策。以重庆市为研究对象，基于驱动力-压力-状态-影响-响应模型，构建重庆市生态风险预警指标体系，采用正态云模型和集对分析法，定量分析重庆市生态风险时空分异特征和演化趋势。研究结果表明：（1）2013-2019年，重庆市生态风险值呈"上升-下降"的波动趋势，综合生态风险隶属于重警等级，生态风险综合值从0.295下降到0.278，生态环境逐年好转；（2）重庆市生态风险有下降、不变、先上升后降低、先降低后上升以及一直升高5种演化趋势，分别占比39%、16%、5%、21%、24%；（3）重庆市生态风险转移分为两个方向，2013-2016年生态风险空间分异性增大，中警、轻警和无警风险等级不断向东北、东南和西部四周分散转移；2016-2019年生态风险分布格局变化较小，重警风险区在东部聚集；（4）演化趋势模拟结果表明，未来重庆市生态风险降低的区县有13个，占比34%，生态环境有向好发展的趋势；生态风险上升的区县有25个，占比66%，生态环境会有所恶化，但是恶化程度较低。将生态风险等级划分与预警演化趋势相结合，能为城市生态风险管理提供科学依据。     

基于可拓分析的区域生态安全预警模型及应用——以陕西省为例

生态安全问题是当前人类社会可持续发展面临的主要问题,预警是生态安全研究的重点。根据生态安全预警多层次、多维度和动态性的要求,利用可拓综合分析方法,建立了区域生态安全的"状态-胁迫-免疫"(State-Danger-Immunity,SDI)动态预警模型。运用该模型对陕西省历史年份(1990-2007年)生态安全进行定量评估,并对规划年份(2010年)生态环境进行动态预警。研究结果表明,陕西省1990年至2007年的生态环境从"不安全"状态到"较不安全"状态再到"较安全"状态,呈逐渐好转的趋势,但生态安全整体水平较低,均处于"安全"水平以下;2010年陕西省生态安全为"蓝色"预警,且具有向"黄色"预警变化的趋势,水资源出现"橙色"预警,是影响陕西生态安全的主要因素。     

城镇化过程中福建省山区县农村聚落景观格局变化特征

农村聚落是农村居民与其周围环境相互作用的现象与过程,是城乡二元关系发展的重要一环,科学评估山地型农村聚落景观时空变化及影响因素对山地城镇化发展具有重要意义。选取了城镇化迅速发展的福建省上杭县作为案例,使用2004年与2014年高分辨率遥感影像、DEM等数据,运用RS、GIS及Fragstats技术,定量分析了上杭县农村聚落景观变化过程、格局趋势。研究表明:(1)2004—2014年上杭县农村聚落数量出现大幅下降,空间分布态势并没有发生太大变化,主要集中在西部汀江水系与东北部,并有进一步加强的趋势,Voronoi模型Cv值结果表现出这一趋势,但最近邻分析结果却显示出2014年相对2004年略微分散。(2)Ripley's K函数显示山地型农村聚落集聚与分散存在尺度效应,65km以内都表现出集聚趋势,2004年在35km处出现最高集聚状态,2014年则在15km集聚达到最高之后出现缓慢下降,并且在30km尺度范围内集聚程度大于2004年。(3)坡度、水系与道路对山地型农村聚落有显著影响,坡度5°是最为关键的因素,10°是一个阈值,80%的农村聚落都分布在10°以内;67%以上的农村聚落分布在距河流湖泊2km范围内;交通对农村聚落影响愈发显著,98.28%聚落分布在交通道路500m范围,未来推进山地城镇化应更加重视交通的作用。(4)乡镇政府所在地中心村镇面积扩大了4.59倍,远高于一般聚落,是山地城镇化过程中景观变化最剧烈的地区,也是为来应重点发展的地区。研究可为山地型农村聚落建设、山地型城镇化村镇规划理论与决策提供一定借鉴。     

区域生态环境预警的理论及其应用

本文讨论了区域生态环境预警的原理,提出了以区域持续发展的能力作为区域生态环境预警的综合指标,进一步用承载力、稳定性、缓冲力、生产力和调控力作为衡量区域持续发展的能力。选取自然资源、生态破坏、环境污染和社会经济指标建立区域生态环境评价和预警的指标体系,对我国各省区的生态环境质量进行评价、排序和预警。     

区域生态安全预警指数——以辽河流域为例

生态安全不仅体现在某个时间段的状态上,还与安全隐患密切相关,区域生态安全是安全状态、隐患因素、演变趋势、时间、空间以及安全主体的函数.只有将其状态和隐患结合起来研究,才能科学而正确地对生态安全未来演变趋势做出判断,实现生态安全危险状态的预警.文章以辽河流域为例提出预警指数测算方法:①确立生态安全状态--隐患综合评价指标体系.②采用数学方法计算安全状态指数.③采用安全评价方法计算隐患指数.④根据多目标决策准则,采用状态指数和和隐患指数的并合方法计算预警评价的结果指数.评价结果与实地考察情况基本一致,可以为决策部门提供生态安全预警依据.     

生态环境承载力评价研究——以河南省为例

测度人类活动是否处于生态环境的承载力范围之内是生态环境承载力评价的核心内容,是区域国土开发科学决策规划的需要,但是生态环境可承载能力的阈值和人类活动对生态环境施加压力的大小均是难以定量计算的,为了解决生态环境承载力评价面临的这一难题,本文研究提出了一种生态环境承载力评价的新方法,即"生态环境质量指数动态评价法"。该方法依据生态平衡理论和生态稳定性原理,将承载力评价转化为运行状态评价,以"生态环境系统是否处于良性运行状态"作为生态环境是否处于可承载状态的评价标准;首先应用生态环境质量指数(EI)模型计算出评价区多年的EI值,然后再依据EI的动态变化趋势对"生态环境系统的运行状态"进行评定,以达到对区域生态环境承载力进行评价之目的,以河南省为例,介绍了评价的方法与过程。结果表明:(1)生态环境质量现状评价不是承载力评价,但是可通过对生态环境质量的动态变化趋势进行回归分析以达到承载力评价之目的;(2)该方法紧扣生态环境承载力的内涵,避开了生态环境系统承载力阈值测算的难点,方法简明易行,结果意义明确、实用性强,为承载力评价提供了一种新思路和新方法;(3)生态环境系统质量现状不能反映其承载状态,信阳市的生态环境质量在河南是最好的,目前却处于超载、退化状态,而濮阳和安阳市的情况则与信阳市正好相反,应引起政府决策部门的重视。     

基于3S技术的图们江流域湿地生态安全评价与预警研究

图们江是我国重要的国际性河流之一,随着我国经济的迅速崛起,图们江地区进入到多国合作联合开发阶段,该区环境也因此受到了不同程度的干扰和破坏,对该区域进行湿地生态安全评价与预警研究,可为图们江流域生态环境的可持续发展提供依据。以图们江流域湿地生态安全为出发点,基于PSR模型构建了适合该区域生态环境的生态安全评价指标体系,在3S技术支持下,通过解译1976年、1990年、2000年、2010年4个年份的TM/MSS影像,获取了这4个时期的景观格局指标数据,并运用层次分析法确定指标权重;在使用逻辑斯蒂增长曲线模型对各个指标进行单指标评价的基础上,使用综合评价法对各个时期的图们江流域湿地生态安全进行评价,最终得到1976年、1990年生态安全值分别为0.650、0.620,湿地生态系统比较安全,2000年、2010年生态安全值分别为0.536、0.454,湿地生态系统处于预警状态,应及时对该区域湿地生态系统进行保护。基于灰色预测模型构建湿地生态安全预测模型,经检验,模型精度较高,可以进行图们江流域湿地生态安全的预测研究。做出了图们江流域未来40a的湿地生态安全预测,分别为0.3903、0.3345、0.2866、0.2456,湿地生态系统处于中度预警状态,并有向重度预警发展的趋势,生态安全面临的威胁越来越严重,急需对本区域湿地生态系统进行保护与管理。     

小型城市湖泊生态系统预警技术--以武汉市汉阳地区为例

城市湖泊正面临着水体污染和生态系统退化的双重压力 ,对湖泊生态系统的状态进行预警是判定湖泊演化趋势以及制定相应控制对策的重要途径和手段。本文以武汉市汉阳地区的 6个小型城市湖泊为例 ,结合国内外的研究进展 ,从水生生态系统、湖滨生态系统和入湖沟渠生态系统 3方面入手 ,结合生物监测、生物标志物技术 ,综合考虑水文、水质和生态系统以及污染物扩散等因素 ,设计出汉阳地区湖泊生态系统的预警技术体系。该技术体系主要分 5步 :湖泊生态系统现状调研、生物标志物和关键指示因子确定、水质 -生态系统模拟、系统输出和灵敏度检验以及生态系统状态预警及对策、措施     

滨海快速城市化地区土地生态安全评价与预警——以曹妃甸新区为例

对滨海快速城市化地区进行土地生态安全评价和预警是保障土地可持续利用和有效维护土地生态安全的重要内容.基于“压力-状态-响应”(P-S-R)模型,构建了滨海快速城市化地区土地生态安全评价指标体系.借助遥感数据和GIS方法,以1 km×1 km网格为评价单元并通过空间插值,获取了基于像元大小30 m×30 m的曹妃甸新区2005和2013年土地生态安全评价结果.并采用分类树方法对未来曹妃甸新区土地生态安全(LES)进行预警,共分为4种预警类型：安全但有退化趋势预警、亚安全且缓慢退化预警、亚安全且快速退化预警、不安全预警.结果表明：曹妃甸新区2005年土地生态安全平均值为0.55,处于中等安全水平,而2013年为0.52,处于中下安全水平,区域土地生态安全呈下降趋势.曹妃甸新区不安全预警及亚安全且快速退化预警区域主要分布在城市建设用地快速扩展区域,说明城市建设用地的快速扩张是导致区域土地生态安全恶化的最主要因素.工业区、十里海和南堡盐场3个乡镇处于高度危险预警状态,其不安全预警、亚安全且快速退化预警及亚安全且缓慢退化预警3者之和分别占其总面积的58.3%、98.9%和81.2%,未来应加强这些区域的土地生态管理调控.研究结果可为曹妃甸新区土地规划和生态保护提供一定参考.     

吉林省西部生态安全评价

依据人类与生态环境系统的相互作用,建立了压力.反馈.调控的概念模型;基于GIS和RS,采用栅格运算的方法运用复合模型对吉林省西部2000年生态环境安全程度进行了评价.并以压力驱动下生态环境跃点的变化作为阈值,将研究区分为绝对安全、安全、预警和不安全4种状态.结果表明,吉林省西部大部分地区处于安全状况,且东部安全状况好于西部,预警状况及不安全状况的区域集中分布在中部和西部.10个县市中,绝对安全状态比例极小,安全状态区域所占比例最大的是乾安县,最小的是大安县.预警状态区域所占比例最大的是洮南市,已达到了县域面积的43.08%,最小的是乾安县,仅占1.56%.通榆县、镇赉县和大安县处于不安全状态区域的面积已达到了10%以上,是吉林省西部生态环境需要重点治理的区域.各县市平均安全程度的排序依次为乾安县＞前郭自治县＞镇赉县＞松原市＞长岭县＞白城市＞扶余县＞洮南市＞大安县＞通榆县.障碍因素分析结果表明,经济发展水平、土壤类型和区域开发指数是3种主要障碍因素.     

贵州典型峰丛洼地区域近50年村落演变规律及驱动机制

揭示当前多种因素驱动下聚落演变模式与功能转型的地域差异具有重要意义。通过长时间序列的高清影像数据,研究典型峰丛洼地区不同自然和社会经济条件下,近50年来,尤其最近10年乡村聚落在多重背景下的演变模式、内在机制,及其地域差异。结果发现:(1)研究区聚落分布分部主要受耕地、地形和道路的影响,聚落面积增长热点和聚落斑块增长热点的耦合关系存在区域差异;(2)聚落格局演变存在集聚与均匀分布两种趋势;(3)研究区聚落特征和演变的阶段性地域差异十分明显;(4)喀斯特山区聚落的规模变化、演变阶段和演变模式既存在一些共同性的特征,又有各自的差异性;(5)外部因素和聚落农户的自我调适是演化的主要驱动力。     

中国农村聚落的空间格局及其宏观影响因子

农村聚落的空间格局可以反映农业社会中人类利用土地资源的空间分割方式。本文在全国尺度上进行系统采样,利用高分辨率遥感影像提取我国东部农村聚落信息,通过空间分析和多元回归定量研究了宏观尺度上自然环境因子和社会经济因子与农村聚落空间结构特征的关系。结果表明:聚落密度、聚落间最近邻体距离以及基于聚落点生成的泰森多边形等聚落格局特征与气候、地形等宏观环境变量具有显著的关联关系;聚落密度主要受地形要素的限制,水热通量较高、地形复杂的地理区域,聚落间对土地资源的空间分割倾向于表现出较小的空间单元,同时分割的空间异质性相应升高;总体上,农村聚落的空间结构受到土地资源供给量与土地利用的难易程度(地形限制)共同影响,这一定程度上反映了宏观尺度上的人地关系。本文研究内容有助于在宏观尺度上理解农村聚落的空间分布特征,并对当前新农村建设具有参考价值。     

苏锡常地区聚落粒级结构特征及其演化

利用1987、1993、1999、2005和2010年的Landsat遥感影像,提取江苏苏锡常地区3个地级市及9个县级市行政单元的聚落用地,并将聚落斑块按＜5、5 ～ 20、20～80、80～320、320 ～1280、1280 ～5120、5120 ～ 20480和≥20480 hm2分为8个粒级,对各行政单元聚落粒级结构特征及其演化过程进行了比较.结果表明:1987-2010年,研究区聚落总体规模增长了约5倍,但不同区域聚落规模的变化过程存在一定的节律性差异;期间各单元聚落粒级数增长了1～2级,最低粒级聚落斑块的面积占比大幅减小,最高粒级聚落的面积占比逐渐增大;在地级市单元及部分县级市单元中,出现次高粒级面积占比较小甚至缺失现象;地级市单元聚落粒级结构的均衡度持续下降,而多数县级市单元聚落粒级结构的均衡度上升.比较均衡分布型与非均衡分布型行政单元的区位条件及单元内景观资源格局特征发现,域内资源分布格局应是影响聚落粒级结构特征及其演化趋势的重要原因.     

河北省生态环境质量变化及影响因素分析

生态环境质量评价研究是目前地理学热点研究领域之一。河北省是典型的复杂生态区, 资源环境具有多样性和复杂性, 且生态问题突出, 建立具有层次结构的生态环境评价指标体系, 采用层次分析法(AHP)分别对河北省内三个生态区及河北省整体生态环境质量进行度量, 结果表明: 1) 2006-2014 年, 河北省生态环境质量处于较差水平, 但综合得分呈波动上升趋势, 生态环境状态逐步好转; 2) 河北省生态环境质量存在较明显的空间差异, 坝上高原区生态环境质量得分较高, 山地生态区次之, 平原生态区承受生态压力较大, 人地相互作用强度较高, 生态环境状态最差; 3) 三个生态区生态环境时间特征明显, 从生态系统、自然资源、生物多样性、生物灾害、食物保障度以及社会生态系统六个方面分析了生态环境质量的变化原因。     

莎车县近50年乡村聚落时空格局演化

乡村聚落的演变能够深刻反映自然环境和人文社会经济的变迁,但对其研究并没有广泛和深入开展。以南疆典型区域莎车县为研究区,发挥遥感技术优势,借助1970 s以来的CORONA和Landsat系列影像等多源多时相遥感数据进行信息提取和时空分析,探讨聚落时空演变特征。结论如下:(1)近50年来莎车县乡村聚落规模变化较为剧烈,聚落由大规模、低密度向小规模、高密度演化,聚落斑块数量和面积增加显著,特别新世纪以来增速明显加快。(2)乡村聚落重心均位于县域中部的托木吾斯塘乡,且向西南偏移。(3)乡村聚落斑块之间距离持续缩减,图斑持续向外扩张,为随机模式聚集,且向西南扩张,聚集程度持续提高。(4)乡村聚落核密度呈现由低向高增大的趋势,核密度低值向较高值和高值发展, 2000—2018年比1964—2000年的阶段核密度高低值分布状况变化剧烈,乡村聚落高值集聚区呈现由散状—带状—片状的变化特征,“热点区”和“冷点区”斑块数量均有所上升。     

吉林省城镇化与生态环境协调发展的时空演变特征

构建城镇化与生态环境评价体系,评价2000—2012年吉林省城镇化和生态环境综合发展水平及两者耦合协调度.结果表明: 研究期间,吉林省城镇化综合水平呈持续增长态势,其中,经济城镇化贡献份额最大;生态环境综合水平呈波动上升趋势,国家实施振兴东北战略以来生态环境状态、响应、压力都增长较快;耦合协调度呈持续增长趋势,从基本不协调发展为高级协调,由城镇化滞后型转化为生态环境滞后型.中部地区城镇化水平较高,东西部地区生态环境水平高于中部地区,长春市城镇化与生态环境耦合协调度最高,白山市最低;2000—2012年,长吉地区耦合协调度在全省一直处于领先水平,但生态环境滞后水平越来越严重,四平、辽源、松原3市和延边朝鲜族自治州的耦合协调度呈上升趋势,白城市呈现下降趋势.     

晋冀鲁豫接壤区生态环境现状评价

对“中国资源、生态环境预警研究”的有关方法,建立了晋冀鱼豫接壤区１１个地、市的生态环境质量评价指标体系,并用层次分析法,对１１个地市作出的生态环境质量进行了排序,以表征该区经济持续发展能力及其潜力。     

基于PSR 模型的河南省水生态安全综合评价研究

基于河南省水环境现状, 从“压力-状态-响应”(PSR)指标体系框架出发, 建立河南省水环境生态安全评价指标体系, 利用变异系数法确定各指标权重, 运用综合指数评价法对河南省水环境生态安全水平予以评价。结果表明:2007-2013 年河南省水环境生态安全综合指数值整体呈上升趋势, 其生态安全水平已处于预警状态; 压力状态曲线呈逐年下降趋势, 状态曲线与综合指数曲线变化趋势基本一致, 表明河南省水环境综合评价值在很大程度上是状态系统的贡献, 此外响应系统的贡献率逐年增幅显著, 有效促进了河南省水环境生态安全的逐渐改善。     

营口市城市及村镇聚落增长与土地利用变化的模拟预测

基于辽宁省营口市1988、1992、1997、2000和2004年5期Landsat TM卫星遥感影像数据,利用城市增长和土地利用变化模拟模型SLEUTH模拟预测了6种预案（当前趋势预案、无保护预案、适当保护预案、管理增长预案、生态可持续预案和区域及城市规划预案）下2005—2030年营口市城市及农村聚落的增长和土地利用变化情况.结果表明：1988—2004年,营口市城市及村镇聚落的增长面积为14.93 km²;1997—2004年,研究区水域、园地、矿山、耕地等土地类型面积的变化较大.2005—2030年,生态可持续预案下,营口市城市及村镇聚落的面积将缓慢增长,较好地保护耕地、林地等资源,但在一定程度上将限制城市及村镇聚落的增长;无保护预案下研究区城市及农村聚落的增长速度最快,耕地流失面积较大;当前趋势预案下,耕地流失面积与无保护预案相近,但耕地流失的格局不同;适当保护预案和管理增长预案下,耕地的流失面积较小;区域与城市规划预案下,城市及村镇聚落增长主要分布在城市开发区和城市周边地区.利用不同预案下的SLEUTH模型可以模拟不同土地管理政策对城市及村镇聚落增长和土地利用变化的影响,对我国实施统筹城乡发展、建设社会主义新农村具有指导意义.     

成渝城市群城镇化与生态环境耦合协调及交互影响

以成都-重庆(简称成渝)城市群为研究对象,从经济、社会、生态和城乡协调4个子系统构建城镇化综合评价指标体系,将生态环境承载力和生态弹性结合构建生态环境综合评价指标体系,应用耦合协调度模型测度2005—2018年成渝城市群各地级市城镇化与生态环境的耦合协调度,借助GIS空间分析法、象限分析法和Tapio模型,分析成渝城市群各地级市城镇化与生态环境交互作用的类型、演化路径及其解耦路径。结果表明: 研究期间,成渝城市群的城镇化质量呈现波动上升趋势,以成都、重庆为高值区呈“双核”向四周辐射;生态环境质量缓慢提升,呈四周高、中部低,开口向北的“U”型空间格局。城镇化系统和生态环境系统耦合协调水平较高,总体呈上升的趋势,协调类型由以濒临失调和勉强协调为主逐渐向以中度协调为主演变,呈现中部低、东西高的空间格局。城镇化与生态环境交互作用的演化路径呈现稳定型和变化型2个大类。稳定型包括5个亚类20个城市,成都、德阳、绵阳等城市始终是良好协调型;变化型包括9个亚类16个城市,重庆主城区、铜梁等多数城市的协调度提升,呈“上升式”发展;合川、自贡等少数城市呈“下沉式”发展。生态环境增长率和城镇化增长率均为正,城镇化与生态环境的解耦路径以弱脱钩和扩张连接为主。