基于网络分析的城市生态空间结构优化——以常州市为例

经济社会的高速发展带来城市的快速扩张,造成城市生态空间的萎缩和生态功能的下降,城市生态安全受到严重威胁。系统研究城市生态空间结构,提出针对性保护和优化措施,对于城市的可持续发展具有重大意义。本研究以常州市为研究区,考虑城市生态空间的自然生态功能和社会服务功能两方面,构建基于自然生态的“源地-廊道”与基于人文生态的“供给-需求”两类生态网络,对于源地廊道生态网络,主要从节点重要性、网络连通性与稳定性进行定量分析,对于供给需求生态网络,主要从节点重要性、供需均衡与稳定性进行定量分析。结果表明: 常州市主城区源地廊道生态网络的连通性与稳定性水平不高,供给需求生态网络的稳定性水平一般且存在服务供给与需求的空间错位。从连通性与稳定性提升角度,提出新增12个源地节点与57条廊道的源地廊道生态网络优化方案;从供需均衡与稳定性提升角度,提出新增22个供给节点的供给需求生态网络优化方案。对比初始源地廊道生态网络,优化网络连通性水平提升10%,稳定性提升0.05;对比初始供给需求生态网络,优化网络的服务水平提升4%,网络稳定性提升0.10。最后,综合两类生态网络,分别针对现状保护斑块与新增节点两类对象,提出了保护与管理实施方案。     

广州市核心区城市绿地降温效应研究

城市化在快速推进社会和经济发展的同时, 也造成了严重的城市热环境问题, 绿地被认为是降低城市温度的有效途径。以广州市核心城区为研究区域, 基于2011年6月份和9月份的Landsat-5遥感影像提取城市地表温度信息, 以高分辨率影像获得城市绿地信息, 运用GIS空间分析和建模方法综合分析城市绿地景观格局的降温效应。结果表明, 研究区城市地表温度空间异质性十分强烈, 莫兰指数(Moran’s I)结果显示9月份温度集聚程度更高, 随时间变化低-低空间关联模式面积减少程度最大; 与普通的线性回归模型和空间滞后模型相比, 空间误差模型更能表达城市绿地格局对地表温度的影响, 空间误差模型的决定系数(R2)值比其它两种模型在两个月上都高出20%; 空间误差模型结果显示绿地面积百分比、平均斑块大小(MPS)和最大斑块指数(LPI)与地表温度呈负相关, 而边界密度(ED)和最大面积指数(LSI)呈正相关关系。     

基于水体盐度和水文结构的滨海湿地海陆水文连通性

以水体盐度作为核心指标,综合水文结构连通指标(沟渠水面率、进出水渠密度、海陆距离以及沟塘距离)构建海陆水文连通性指数。在多尺度空间分析的基础上,选择150 m×150 m网格作为评价单元,对研究区内海陆水文连通性进行空间定量分析和等级划分。结果表明: 研究区海陆水文连通性由海向陆逐渐递减,但递减速率存在差异,这是由于研究区内水体盐度空间分异明显,对水文连通性变化速率造成一定影响。将海陆水文连通性划分为优、良、中、差4个等级,优与良所在区域主要分布在近海地区,土地利用类型以咸水养殖塘和农田为主;中与差所在区域主要分布在内陆地区,土地利用类型以淡水养殖塘和农田为主。滨海湿地的水文过程十分复杂,定量化滨海湿地海陆水文连通性能够为滨海湿地现状评估以及湿地修复提供参考资料。     

基于累积阻力的野生动物适宜生境斑块探测——以滇金丝猴为例

识别动物的适宜生境对野生动物保护、区域生态保护以及自然保护区的规划等具有指导意义。以滇金丝猴生存区域为例,选取7个影响滇金丝猴生境适宜性的主要因子：植被类型、海拔、坡度、坡向、距水系距离、距居民点距离、距道路距离,基于GIS技术,构建阻力面,确定累积阻力阈值,计算可达面积并据此划分斑块,结合现有猴群的栖息地分布、保护区设立对划分结果进行分析讨论。结果表明,区域内滇金丝猴的适宜生境面积整体占比较低,猴群移动受到人类活动干扰或水系阻隔的影响,其生境受到了不同程度的破坏,且生境适宜度表现出中部最高,北部次之,南部最差的规律。划分生境适宜性等级的方法,考虑到了明显地物对动物移动的较强阻隔作用,顾及到了空间连续性和斑块完整性,实验结果可反映出不同区域的生境适宜性差异。     

早、中更新世中国古人类年代序列与区域演化特征

我国早、中更新世古人类和旧石器遗址蕴含着丰富的早期人类活动和生存环境的背景信息,建立精确的遗址年代序列是分析古人类活动的基础。近二十年来,旧石器时代考古和测年研究为建立我国早期人类活动的年代框架提供了丰富的材料。本文分析了目前我国已发表的95个有独立测年数据的早、中更新世遗址,将其纳入黄土-古土壤年代框架,初步建立自200多万年至末次间冰期的古人类活动年代序列,根据它们的时空分布,进一步阐释了古人类在不同区域活动强度演变的时空特征。总体来看,这些遗址在泥河湾-周口店、秦岭山地、长江下游及长江流域以南（南方）四大区域呈现出聚集分布的特征;区域古人类活动强度主要表现在从早更新世的泥河湾-周口店、中更新世的秦岭山地、到中更新世晚期的长江中下游和南方区域的时空序列上。此外,仍有较多已发掘遗址缺少年代研究或存在测年问题,今后需要加强遗址的精确测年研究。     

三峡库区典型流域聚落变迁的土地利用效应

三峡库区是典型的移民区和生态敏感区,探究其由于聚落变迁所引发的土地利用转移效应对于区域社会经济发展和生态恢复具有重要意义。以库区腹地草堂溪流域为研究对象,基于2000—2018年GOOGLE EARTH高分影像,结合当地自然地理环境和社会经济发展从微观尺度对山区聚落变迁的土地利用效应进行剖析。研究表明:(1)扩张型聚落周边以耕地转为果园为主;衰退型聚落周边土地利用转型主要表现为耕地向果园、有林地转变;自然增长型聚落周边以耕地和灌木林地向有林地,果园转化;消没型聚落周边以耕地,果园转为林草地,撂荒地为主,经济和生态效益均有所提高;且除消没型聚落外,另外3种聚落类型周边土地利用功能逐渐向生产生态功能转变,消没型周边土地利用功能逐渐侧重于生态功能。(2)2000—2010年,聚落变迁劳动力转移是聚落周边用地类型变化的根本因素,政府政策是是造成土地利用转型的直接因素;2010—2018年社会经济发展是土地利用转型的直接驱动因素,而农户生计需求是引发用地类型变化的根本驱动力;(3)聚落的变迁,不仅驱动了土地利用转型而且促使流域内经营主体由农户个体经营向政府、企业为主的经营主体转变。研究结果对于库区生态建设,农户经济发展以及改善人居环境等方面具有一定的积级作用。     

太原市城市综合承载力评价研究

改革开放以来, 中国经济发展迅速, 城市化水平大幅提高, 但同时也引起了城市交通拥挤、资源短缺和环境污染等城市化问题。 城市综合承载力是城市可持续发展的基础, 也是衡量未来城市发展潜力的重要标准, 其定量化地研究对于评估城市未来可持续发展具有重要意义。以太原市为例, 从城市综合承载力划分为人口、经济、社会和生态环境 4 个准则层, 并选取了 20 个评价指标, 建立了太原市城市综合承载力评价指标体系, 运用层次分析法对太原市 1985-2010 年城市综合承载力的变化进行了评价分析。结果表明: 太原市城市综合承载力整体上呈上升趋势, 由较低承载力水平转变为较高承载力水平,1985-2010 年综合承载力指数从 0.3397 提升到 0.6444。其中, 人口承载力指数逐年降低, 是城市综合承载力的主要限制因素;经济、社会和生态环境承载力指数均呈上升趋势,其中, 经济承载力的提高是促进城市综合承载力上升的主要驱动因素。     

中国芦苇沼泽植物物种丰富度分布格局及其驱动因素

明确大尺度物种丰富度的分布格局及其影响因素一直是生态学及生物地理学领域的核心议题之一,其对于预测全球环境变化背景下生物多样性的响应和制定减少生物多样性丧失的保护方案有着重要意义。本文基于全国芦苇(Phragmites australis)沼泽野外调查数据,结合气候、地理、土壤等环境因子,探讨了中国芦苇沼泽植物物种丰富度的分布格局及其驱动机制。结果表明:(1)中国的芦苇沼泽植物物种丰富度总体表现为亚热带湿润区和温带湿润半湿润区较高,青藏高原区、温带干旱半干旱区和滨海区较低的特点;(2)芦苇沼泽植物物种丰富度与年降水、土壤有机碳、土壤总氮、纬度均呈显著正相关,而与年均温、最冷月最低温、土壤pH值、海拔之间表现为显著负相关;(3)土壤因子特别是土壤pH值是影响芦苇沼泽植物物种丰富度的最主要因素,其次分别为淹水状况、气候因子和地理因子;(4)结构方程模型结果表明土壤因子、淹水状况和气候因子直接影响植物物种丰富度,而地理因子通过调控土壤因子、淹水状况与气候因子间接影响植物物种丰富度。总体而言,中国芦苇沼泽植物物种丰富度具有空间异质性,其分布格局受到多种因素的共同影响,土壤因子是影响植物物种丰富度...     

中国地层花粉数据集

地层孢粉数据是古植被和古气候重建等古环境研究的重要基础。孢粉数据库推动古环境研究从点到区域和全球尺度,从定性到定量,从而实现在大空间尺度和长时间序列上探索植被、气候和人类干扰的相互关系,以更好地理解地球系统的演变。该数据集整合了全国第四纪末期(5万年以来)共372个地层花粉序列,涵盖790个花粉类群,样点分布于中国30个省级行政区与领海。数据集包含地层花粉采样点的地名、经纬度坐标和海拔高度、数据来源、样品类型、沉积物长度、样品数量、测年方法及测年数量、时间跨度和参考文献,以及每个采样点的花粉含量百分比。数据主要来源于20世纪80年代至今。采样点集中分布在温带和亚热带森林、温带草原和荒漠以及青藏高原高寒植被区域;在深海到青藏高原不同海拔高度都有分布,但集中在海拔2 000 m之下。按照数据来源区分,原始数据样点178个,占47.8%;数值化数据194个,占52.2%。按照样品类型分类,多数样点为湖泊样品(151个)、冲积物/洪积物样品(99个)与泥炭样品(67个),占总样点数的85.2%。年代测定的主要方法为放射性碳同位素手段(占样品总数的93.8%),大部分记录有2–10个测年数据。采...     

城市化下平原河流水系变化及空间响应

针对平原河网地区水系形态难以刻画并且受城市化的空间影响难以定量等问题，以太湖平原杭嘉湖地区为例，基于地形图获取的1980s与2010s水系数据和遥感影像等资料，运用多重分形理论及地理加权回归模型，定量揭示了20世纪80年代以来城市发展对河网水系演变的影响。结果表明：（1）杭嘉湖地区河网密度和水面率均呈减小趋势，衰减率分别为10%、13%；区内水系分布集中，均匀性下降；河流曲度降幅为0.5%，干流面积长度比在中、高城市化区域增幅较大。（2）水系变化对城市化的响应在空间上存在较为明显的异质性。城市化水平越低，水系形态演变越剧烈，空间分布不规则性越明显。（3）杭嘉湖地区存在"低-低"、"低-中"、"低-高"、"中-高"4种不同的城市化水平转变类型。城市化水平未发生转变时，水面率衰减更为剧烈，且水系空间分布均匀性下降，水系形态变化较大；城市化水平转变幅度越大，水系均匀化分布趋势越明显；受政策影响"中-高"发展区域仅河网密度变化较为明显。本研究将为城市河网水系保护和生态环境可持续发展提供科学参考。