长江中游城市群城市化与生态环境耦合协调分析及模拟预测

研究长江中游城市群的城市化与生态环境耦合协调的特征为城市群实现高质量发展提供理论参考。以长江中游城市群28 个城市为研究对象, 运用耦合协调模型定量分析2006-2017年城市化与生态环境耦合的时空演变规律, 同时运用LSTM深度学习模型预测2018-2022年城市化与生态环境耦合协调发展。“城市群-城市”的多重视角下, 长江中游城市群城市化与生态环境的耦合协调度呈现波动上升趋势。其中, 长沙、武汉、南昌3 个中心城市在城市群中具有带动性作用; 长江中游城市群城市化与生态环境耦合协调发展空间格局形成以武汉、长沙、南昌三个中心城市为核心的多中心空间结构。空间格局表现出空间异质性, 尚未形成一体化的耦合协调空间格局; 预测结果表明2018-2022年长江中游城市群城市化与生态环境耦合协调度整体有所提升, 但整体提升速度较慢; 大部分城市耦合协调度延续了增长的趋势, 升级为初级以上的协调发展等级。     

基于Citespace和Vosviewer的中国水旱灾害研究进展与热点分析

随着气候变化与城市的快速发展,水旱灾害对社会经济和生态环境产生的影响越发明显,对于水旱灾害的研究不断成为学术界的热点话题。利用可视化分析工具对1950—2017年中国科学引文数据库(Chinese Science Citation Database,CSCD)和中文社会科学引文索引(Chinese Social Sciences Citation Index,CSSCI)的1605篇相关文献进行分析,绘制出关键词、核心作者群及研究机构知识结构图谱。结果表明:①水旱灾害相关文献发文数量呈波动上升态势,对于水旱灾害的认识不断加深。②水旱灾害研究内容逐渐多样化,在以往洪水和干旱灾害研究的基础上,对于城市内涝、古洪水、水旱灾害风险性评估以及海绵城市的研究成为近几年的热点。③水旱灾害的发文作者主要集中于部分研究者,主要研究人员拓展了水旱灾害的研究内容;作者群体呈现"大分散、小聚集"的状态。④水旱灾害的发文机构研究主要是高校,其次为中国科学院,其中有16个机构达到10篇以上,以中国科学院最多,陕西师范大学旅游与环境学院次之。     

城市群地区城市高质量发展与生态环境的交互协同作用——以成渝城市群为例

高质量发展与生态环境交互作用的研究是实现可持续发展和建设美丽中国的关键议题。选取成渝地区36个市县为研究单元，以2005年、2010年、2015年和2018年为主要研究时间节点。基于可持续发展和美丽中国理念构建成渝城市群高质量发展评价指标体系，借鉴压力-状态-响应模型构建生态环境质量评价指标体系，应用熵权法测度城市高质量发展水平和生态环境质量水平；运用耦合协调度模型测度二者的耦合协调关系；利用地理探测器和社会网络分析法分析各因子交互作用类型及强度。结果表明：（1）成渝城市群城市高质量发展与生态环境耦合度高，交互影响作用显著；耦合协调水平较低，以低水平耦合协调为主，呈现明显的双核心空间结构。（2）城镇化与生态环境两系统间的因子交互作用强于各系统内部因子交互作用，系统间的因子交互作用呈现显著的非线性增强，系统内因子以双因子增强为主，系统间存在较强交互协同效应，各子系统交互作用存在明显的"涌现现象"和"蝴蝶效应"。（3）生态环境系统在与城镇系统的交互作用中发挥主导作用，生态环境水平、生态环境压力为关键交互因子；资源禀赋、生态保护、资源消耗、环境水平、创新力量、文化传承等为主要子因子。研究深刻解析成渝城市群城镇化与生态环境的交互协同模式，以期为成渝城市群的高质量发展提供科学参考。     

基于CiteSpace和VOSviewer可视化分析国内近30年肠道菌群在中医药领域的研究热点与趋势CSCD

目的 分析近30年来肠道菌群在中医药领域的研究热点与趋势。方法 检索中国知网数据库中肠道菌群在中医药研究领域的中文学术文献,运用VOSviewer软件对文献的作者、来源机构及关键词进行网络共线分析;运用CiteSpace软件进行文献的年发表数量统计、关键词聚类分析及关键词突现分析。结果 最终纳入符合标准的文献1 519篇,论文发表数量从2014年开始呈现逐年上升的趋势;文献作者之间形成了以谭周进、杨景云、贾连群、段金廒等为代表的多个稳定核心作者团体;关联机构共408家,核心机构之间关联性较差;关键词之间形成14个聚类标签,包含溃疡性结肠炎、肠道菌群、代谢、针刺、肠道微生态、中医药等主要聚类模块;突现关键词生成25个,近2年突现关键词为脑―肠轴、免疫功能及艾滋病。结论 通过可视化图谱直观展示了肠道菌群在中医药领域30年的研究概况,近10年来学者们对该领域的研究逐渐深入,发展趋势较好。脑―肠轴、免疫功能及艾滋病的研究成为该领域的主要新兴热点,同时,目前研究尚存在各机构或各团体之间跨领域合作较少、研究深度不足等问题。     

武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度时空分异——以六个中心城市为例

城镇化与生态环境之间是相互联系和促进的唇齿关系，其耦合协调程度对实现地区高质量发展和可持续发展具有重大影响。将物理学中的"耦合"概念引入城镇化与生态环境耦合协调研究中，建立了耦合协调度模型，并构建了城镇化与生态环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系，分析了2010-2018年武陵山片区六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调度的时空分异。结果表明：（1）各中心城市的耦合协调基础较好，且呈现出良好的发展态势。（2）各中心城市的空间差异明显，2010年、2015年与2018年六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调发展内部差异性较大，东部大于西部，怀化市"单核"特征明显。（3）武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度没有实现突破性、跨越式的提升，且城镇化滞后的问题较为明显，影响了两者实现高耦合协调度的进程。研究认为须要坚持以绿色为底色，以生态为引领，加快提升武陵山片区城镇化发展水平，走出一条绿色生态的城镇化高质量发展新路。     

山东半岛城市群城镇化与生态环境耦合协调发展的时空格局

城镇化与生态环境耦合协调发展研究,是目前国际研究的热点与前沿领域。以山东半岛城市群为研究对象,建立城镇化系统和生态环境系统指标体系,运用耦合协调度模型定量分析山东半岛城市群2000—2016年城镇化与生态环境耦合协调发展时空格局。结果表明:(1)2000—2016年城镇化水平不断提高,多年平均值表现为空间城镇化人口城镇化经济城镇化社会城镇化,生态环境水平呈现出波动中上升的趋势,生态压力子系统曲线下降,生态状态和生态保护子系统曲线不断上升,生态环境总体有了一定的改善和提高;(2)2000—2016年耦合协调度逐渐增强,依次经历了严重不协调、基本不协调、基本协调、中度协调、高级协调5个阶段,实现了从极度不协调向优质协调的转变,子系统耦合协调特征从严重不协调-城镇化滞后型向高级协调-生态环境滞后型演变;(3)17地市城镇化以中等水平城镇化区为主要类型,高水平城镇化区集中在济南、青岛"双核"地区和北部的东营,较低水平城镇化区范围逐渐缩小,低水平城镇化区消失;生态环境优质区主要集中在东部沿海城市带威海、青岛、烟台、日照和中部泰安,生态环境中等区从胶济城市带轴线向南北扩散,生态环境较低区主要集中在菏泽、聊城、滨州,生态环境恶劣区不存在;(4)2000—2016年城市耦合协调度不断提高,空间差异明显,呈现出由沿海城市带、济南都市圈核心城市向西南地区逐渐降低的空间分布趋势,子系统耦合协调特征由城镇化滞后型向同步型、生态环境滞后型开始转化,发达城市的集聚作用明显,落后地区的城镇化问题和生态环境问题比较严重。     

城市地表热环境研究进展

近50年来,以中国为代表的发展中国家快速城市化过程所引起的生态环境问题直接导致了城市地表热环境的剧烈变化。当前,采用定量化的研究方法开展城市地表热环境研究已成为国内外城市生态环境与气候领域的研究热点之一。因此,厘清城市地表热环境的研究进展对于今后更好地开展城市空间热环境定量评价研究以及进一步促进城市可持续发展具有重要的现实意义。在对城市空间热环境和城市热岛等相关概念、主要研究方法和数据获取方式进行简要叙述的基础上,着重从城市地表热环境的时空特征及其变化、驱动力和驱动机制、城市地表辐射与能量平衡、城市地表热岛与城市大气热岛的关系及其演变规律、城市绿地和水体对城市热岛效应的缓解、城市地表热岛的尺度转换等6个主要方面对当前国内外已开展的城市地表热环境研究进行了归纳总结,并就当前研究过程中存在的问题以及未来的研究重点进行了探讨,以期为今后更好地开展城市地表热环境定量化研究提供参考。     

近20年城市遥感研究现状及其发展趋势

随着城市化进程的不断加速,城市遥感研究已成为地理学、生态学、城市规划学等学科领域主要发展方向之一。城市化使人口与经济增长的同时,也使得城市原有的生态环境状况发生改变,从而引起了一系列城市生态环境问题。城市遥感是一门多学科交叉研究领域,近年来已经取得了一系列显著的研究成果。对近年来城市遥感研究涉及的城市地表温度、边界扩张、不透水表面、景观格局以及生态安全5个方面的理论、研究方法、应用动态以及发展方向进行了较为详细的总结与探讨。主要得出如下结论：（1）数据源从单个遥感数据研究走向多源遥感数据融合发展,多源遥感数据尤其是结合高分辨率数据越来越多的被应用到城市研究的各个领域中;（2）城市遥感的研究目标不断扩展、深化和聚焦;（3）城市遥感研究已开始从二维空间向三维空间拓展;（4）城市遥感涉及的研究对象之间相互作用,相互影响在深入解读城市遥感研究理论意义和潜在挑战的基础上,结合最新研究对本文所涉及的主题进行了补充和完善,为城市典型生态环境问题的解决提供新的思路;今后应按照城市形态与构成、城市关键要素、生态环境响应、生态环境评价以及城市扩展与环境预测的体系结构进行综合分析。     

城市景观格局演变的生态环境效应研究进展

快速城市化过程剧烈影响着下垫面变化,直接带来了交通拥挤、资源短缺、环境污染、生态恶化等诸多问题,所有这些问题的出现均与景观格局演变密切相关,研究城市景观格局演变及其生态环境效应正在成为全社会关注的热点.系统总结了城市化过程对景观格局演变的影响,分析了城市景观格局演变的热环境效应、水环境效应、生态服务效应,以及城市生态用地与生态安全格局设计等方面的研究进展.指出了目前城市景观演变与生态环境效应研究中存在的问题与不足:(1)现有研究侧重于景观格局演变的量化分析和景观格局指数的计算,较少关注景观格局演变对生态环境及其区域生态安全的影响;(2)城市景观格局演变与热岛效应研究多局限于两者数理统计关系的分析,对于城市热环境形成的机理缺乏深入研究;(3)城市景观格局演变与大气环境效应方面更多研究关注绿地及其空间布局在吸收和降解大气污染物、固体颗粒物方面的作用,对城市景观格局演变的大气环境综合效应以及大气灰霾效应影响机理重视不够;(4)如何通过合理设置生态用地,有效提高城市生态服务功能和保障城市生态安全,目前仍缺乏深入而又系统的研究.下一步的研究中,需要综合多尺度的景观信息来揭示城市景观的演变机理和环境效应,构建基于城市空间扩展和生态服务效应评价的城市生态空间优化决策模型,探讨城市生态空间优化模式与安全格局.     

社会-生态综合视角下海岸带生态监管框架与应用——以深圳为例

海岸带作为海洋与陆地两大生态系统的连接与桥梁，既是国民经济、社会发展的重要区域与战略中心，也是生态环境破坏和污染的热点区域。以往针对海岸带区域开展的城市化对生态环境的影响研究，主要利用30 m空间分辨率的Landsat数据分析城市扩张对自然生态系统的侵占，如自然用地减少、景观异质性降低、填海造陆速度变快等，而针对污染产业、人类活动等引起的河口水质污染、水温异常、自然岸线退化等复杂生态环境问题关注不足，难以满足陆海统筹管理、综合防治的需求。因此，研究围绕海岸带面临的主要问题，面向海岸带生态环境综合管制，构建了“问题识别-格局量化-地面调查-生态监管”的综合框架，通过明确生态环境问题，量化社会-生态格局，开展实地调查，制定生态监管目标和策略。通过融合高分影像、兴趣点、道路等多源异构数据并结合地面调查，准确识别影响生态环境的社会-生态格局因子，实现空间显性的生态监管。进一步以深圳为典型案例，探讨该概念框架的应用，将深圳市海岸带划分为了四类共980个生态监管单元，其中包括153个优先保护单元，主要为分布在海岸带东部的林地，7个生态风险较大的核心管控单元，597个几乎分布在海岸带西部的重点管控单...     

Ecology and urban planning

Urban areas harbour diverse nature ranging from semi-natural habitats to wastelands, parks and other highly human-influenced biotopes with their associated species assemblages. Maintenance of this urban biodiversity for the residents and for its intrinsic value in the face of increasing population and expanding cities requires that ecological knowledge should be better integrated into urban planning. To achieve this goal understanding of ecological patterns and processes in urban ecosystems is needed. The first step in the necessary urban ecological research is to find out what kind of nature exists in cities. Second, knowledge about ecological processes important in urban nature is required. Although ecological processes in cities are the same as in rural areas, some of them, such as invasion by alien species, are more prevalent in urban than in rural conditions. Third, based on ecological knowledge, management schemes maintaining the diversity of urban nature should be designed. These procedures should also include protection of urban nature, e.g. in urban national parks. Finally, as ecology alone cannot provide the complex information about human influence on urban ecosystems, interdisciplinary research involving natural and social sciences is imperative for a holistic approach to integrating ecology into the process of urban planning.     

中国城市森林研究现状及发展趋势

工业的发展与人口剧增使城市环境不断恶化 ,引起人们对生活空间质量日益关注与重视。城市森林作为解决城市环境问题的有效途径而得到广泛研究。为推进城市森林的进一步研究 ,本文阐明了城市森林的概念、性质、分类及范围 ,并从城市森林的研究方法、结构、功能、维护管理与规划建设等几方面 ,对我国城市森林的研究现状、存在的问题及发展趋势进行了探讨。     

城市生态学学科定义、研究内容、研究方法和分析与探索

从生态学的学科定义、生态学的发展现状、城市生态学的发展历史与现状、城市生态学来发展趋势的出发,认为将城市生态学定义为“研究城市及其群体的发生、发展与自然、资源、环境之间相互作用的过程和规律的科学”,既能涵盖城市生态学已有的内容,也能指导城市生态学未来的局长。城市生态学的研究中,城市与自然、资源、环境相互作用的具体机制应全面深入地展开,城市生态系统的研究应更为精确,城市生态学应参与可持续生态系统、生物多样性保护、全球变化的研究。结合城市生态学的发展的经验和目前面对的挑战,案例研究和理论研究相结合、现场观测资料与统计资料相结合、对比研究与定位研究相结合、自然科学和社会科学相结合、并充分利用现代新技术和数理模型分析方法应该是城市生态学研究的主要方法。     

城市生态学学科定义、研究内容、研究方法的分析与探索

从生态学的学科定义、生态学的发展现状、城市生态学的发展历史与现状、城市生态学未来发展趋势的出发,认为将城市生态学定义为“研究城市及其群体的发生、发展与自然、资源、环境之间相互作用的过程和规律的科学”,既能涵盖城市生态学已有的内容,也能指导城市生态学未来的发展。城市生态学的研究中,城市与自然、资源、环境相互作用的具体机制应全面深入地展开,城市生态系统的研究应更为精确,城市生态学应参与可持续生态系统、生物多样性保护、全球变化的研究。结合城市生态学的发展经验和目前面对的挑战,案例研究与理论研究相结合、现场观测资料与统计资料相结合、对比研究与定位研究相结合、自然科学和社会科学相结合、并充分利用现代新技术和数理模型分析方法应该是城市生态学研究的主要方法。     

城市露水及其生态效应研究进展

城市露水是一种不可忽视的凝结水资源和湿度来源,其生态效应研究具有重要意义。本文就近年来城市露水及其生态效应研究进展进行了综述,并着重论述了在城市生态环境影响下城市露水量、城市露水化学生态、城市露水研究模型构建、城市露水生态模拟、城市露水收集方法等方面的研究状况。城市露水的形成明显受城市大气环境的影响,表现为城市露水量减少,城市露水中的一些离子浓度偏高,其化学成分与城市大气环境相关等。城市露水生态过程的模型构建和露水的生态模拟工作已经开展,但非常有限。另外．文章指出了城市露水及其生态效应研究存在的问题。提出了今后城市露水及其生态效应的研究方向。     

Urbanization drives unique latitudinal patterns of insect herbivory and tree condition

Urban landscapes are characterized by high proportions of impervious surface resulting in higher temperatures than adjacent natural landscapes. In some cities, like those at cooler latitudes, trees may benefit from warmer urban temperatures, but trees in many cities are beset with problems like drought stress and increased herbivory. What drives patterns of urban tree health across urbanization and latitudinal temperature gradients? In natural systems, latitude–herbivory relationships are well‐studied, and recent temperate studies have shown that herbivory generally increases with decreasing latitudes (warmer temperatures). However, the applicability of this latitude–herbivory theory in already‐warmed urban systems is unknown. In this study, we investigated how the interaction of urbanization, latitudinal warming and scale insect abundance affected urban tree health. We predicted that trees in warmer, lower latitude cities would be in poorer health at lower levels of urbanization than trees at cooler, higher latitudes due to the interaction of urbanization, latitudinal temperature and herbivory. To evaluate our predictions, we surveyed the abundance of scale insect herbivores on a single, common tree species Acer rubrum in eight US cities spanning 10° of latitude. We estimated urbanization at two extents, a local one that accounted for the direct effects on an individual tree, and a larger one that captured the surrounding urban landscape. We found that urban tree health did not vary with latitudinal temperature but was best predicted by local urbanization and herbivore abundance. We did not observe increased herbivore abundance in warmer, lower latitudes cities, but instead herbivore abundance peaked in the mid latitudes of our study. This study demonstrates that urban landscapes may deviate from classical theory developed in natural systems and reinforces the need for research reconciling ecological patterns in urban landscapes.     

House Wrens Troglodytes aedon reduce repertoire size and change song element frequencies in response to anthropogenic noise

Anthropogenic noise (≤ 3 kHz) can affect key features of birds’ acoustic communication via two different processes: (1) song‐learning, because songbirds need to hear themselves and other birds to crystallize their song, and (2) avoidance of song elements that overlap with anthropogenic noise. In this study we tested whether anthropogenic noise reduces the number of song elements in the repertoire of House Wren Troglodytes aedon, an urban species. Additionally, we tested whether the proportion of high‐frequency elements (i.e. elements where the minimum frequency is above 3 kHz) is related to anthropogenic noise levels, and how the frequencies and duration of shared elements between males change with different levels of anthropogenic noise. We recorded 29 House Wren males exposed to different anthropogenic noise levels (36.50–79.50 dB) during two consecutive breeding seasons from four locations. We recorded each male on 2 days during each season continuously for 50 min (we collected 104 h of recordings) and measured anthropogenic noise levels every 10 min inside each male territory during the recording period. In general, individuals inhabiting noisier territories had smaller repertoires. However, only in two locations with anthropogenic noise levels between 38.60 and 79.50 dB did males inhabiting noisier territories have smaller repertoires. In the other two locations with lower anthropogenic noise (36.50–66.50 dB), the anthropogenic noise inside each territory was not related to the repertoire size. Individuals inhabiting the noisiest location showed a tendency to include more high‐frequency elements in their songs. In 26% of the elements, the anthropogenic noise affected their frequency features. Our results showed that not all House Wrens inhabiting urban environments modify their songs at the highest level of organization (i.e. repertoire) to reduce the masking effect of anthropogenic noise on acoustic communication.     

城市生态环境质量评价方法

城市生态环境质量评价是城市生态学研究的重要领域,是城市区域规划、生态管理的基础,研究从城市生态系统结构、城市生态效能与城市环境各个方面出发,基于科学性、目的性、系统性与可操作性原则,提出了生态服务用地指数、人均公共绿地指数、物种丰富指数、非工业用地指数等10类城市生态环境质量评价指数,根据专家经验赋权重方法,建立了城市生态环境质量评价指标.研究选择青岛、上海、长春等7个城市作为评价对象,进行了城市生态环境质量评价,结果表明,青岛城市生态环境质量优,昆明、上海、成都、长春、重庆城市生态环境质量较好,乌鲁木齐城市生态环境一般,生态环境质量评价结果与现状基本相符,可为城市规划、城市生态环境整治和城市生态环境管理提供重要基础.