应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需评估——以天津市为例

生态水文调节服务是生态系统服务的重要组成,能够有效调节地表径流,缓解暴雨洪涝灾害。但由于城市建设扩张、生态环境退化、极端降雨频发等因素,导致生态水文调节服务出现供需失衡。平原城市中地形水动力较弱及城市发展需求高的特征更是加剧了这种现象。基于生态系统供需视角,以生态水文调节率表征城市生态水文调节服务的生态供给,以暴雨洪涝风险表征城市生态水文调节服务的社会需求,构建应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需研究框架。以典型平原城市天津市为例,应用SWAT模型、随机森林模型和ArcGIS定量测度城市生态水文调节服务供需水平,划分四种供需空间匹配类型,识别供需失衡关键区域,并进行五级规划干预等级分区。结果表明：(1)供给能力呈现“东南沿海高,西北近山低”的空间分布;需求水平表现出“多中心聚集,圈层向外递减”的分布规律。(2)供需空间分布呈现正相关关系,低供-低需在四种供需匹配类型中占据主导,同时空间聚集性最明显。(3)规划干预分区存在明显的空间差异,优先干预区占比5.41%,整体与建成区分布一致,大部分集中在市内六区,其次分布在滨海新区核心区,是未来规划治理的重点。研究结果为城市规划管理从...     

闽南三市绿地景观格局与地表温度的空间关系

深入探索绿地景观格局对热环境的影响机制,对于改善城市生态环境具有重要意义。基于厦门、漳州、泉州三市的Landsat遥感数据,应用景观生态学与空间自相关理论,探讨了绿地景观与地表温度的空间分布特征,并用双变量空间自相关与空间自回归模型分析两者之间的空间关系。结果表明:闽南三市绿地与地表温度均具有显著的空间自相关性;内陆的高海拔地区,绿地分布密集,地表温度较低,而城区、乡镇及大片的耕地,绿地分布较少,地表温度较高;漳州、泉州绿地景观格局对地表温度的影响更显著,厦门最弱;绿地的景观类型比例、最大斑块指数、聚集度指数、平均斑块面积与地表温度呈负相关,斑块密度与地表温度呈正相关;边缘密度、平均形状指数与地表温度的关系存在不确定性;空间滞后模型与空间误差模型能更好地解释绿地景观格局与地表温度的空间关系。     

高密度中心城区暴雨防灾规划体系及策略研究

系统总结了城市暴雨灾害的特征和诱因,建立了高密度中心城区暴雨防灾规划体系,根据中心城区特征提出了基于生态安全理念的土地效能优化、基于绿道理论的绿地空间规划、基于低影响理论的暴雨调节系统、结合地下空间开发的暴雨管网建设等常态暴雨防灾策略,探索了基于灾时应急思维的暴雨防灾策略以及法律规范、技术条件、财政投入等暴雨防灾支撑策略,力图有效指导中心城区的生态安全和可持续发展。     

快速城市化生态系统服务格局分析与空间管控——以厦门市为例

快速城市化对生态系统服务产生消极影响，科学识别二者的空间规律并进行管控对国土空间资源可持续开发意义重大。基于土地利用、遥感影像、POI等多源数据，借助ArcGIS、InVEST平台分析厦门市六类生态系统服务的空间分布及权衡协同格局，并引入人工神经网络算法与土地利用程度指数模型定量识别城市化空间格局，通过决策矩阵提出空间管控策略。结果表明：①厦门生态系统服务分布在"陆-海"方向上分异显著，岛外地区综合生态系统服务指数总量占全域的91.78%，其中同安区的总量和均值都处于首位；②生态系统服务之间以协同作用为主，在全局关系中生境质量与雨涝调蓄以及与温度调节的协同水平最高，在局部空间关系中水源涵养与雨涝调蓄的协同水平最高，休闲游憩服务与其他服务的权衡效应最强；③翔安区开发潜力最大，同安区过度城市化问题突出，市域未开发单元中生境质量、水源涵养和雨涝调蓄服务较强，建成单元仅在休闲游憩服务具有优势；④叠加空间细分单元的城市化与生态系统服务特征，得到厦门市生态管控分区和决策矩阵，提出四类单元八种情景的具体管控策略。     

木薯UGT41基因对细菌性枯萎病的抗性研究北大核心CSCD

糖基转移酶广泛存在于植物中,其中UDP依赖型糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因家族是糖基转移酶中的一大类。该研究以华南124木薯品种(Manihot esculenta cv.SC124)为材料,利用RT-PCR技术克隆木薯MeUGT41基因,以病毒诱导干扰木薯MeUGT41基因的表达量,并对基因干扰植株进行细菌性枯萎病抗性评价,为研究MeUGT41基因在木薯抵抗细菌性枯萎病的抗病机理奠定基础。结果表明:(1)地毯草黄单胞菌(Xamthomonas axonopodis pv.Manihotis,Xam)可显著诱导木薯MeUGT41基因表达。(2)成功构建MeUGT41的病毒诱导基因沉默(VIGS)载体,将干扰载体转化至木薯叶片进行MeUGT41基因沉默,荧光定量PCR检测结果显示,木薯叶片中MeUGT41基因的表达量显著下降。(3)Xam侵染实验表明,干扰抑制MeUGT41基因表达可显著降低木薯植株叶片对Xam病菌侵染的抵抗能力。研究认为,木薯叶片中MeUGT41基因具有抵抗Xam病菌侵染的能力。     

高强度开发地区鸟类自然保护地保护空缺识别——以天津市为例

高强度开发地区因长期受到人类活动干扰,自然生境退化严重,生物多样性受到严重威胁,区域内自然保护地保护效率亟待提升。科学评价高强度开发地区自然保护地保护效率、识别生物多样性保护热点与空缺地区,对城镇化建设可持续发展具有重要意义。本研究以鸟类作为生物多样性指示物种,运用MaxEnt与InVEST模型分别计算天津市鸟类多样性及生境质量热点地区,并与现有自然保护地边界进行比较,精确识别保护空缺区域。结果表明：参与本研究MaxEnt模型建模的鸟类共19目54科228种;滨海地区各类自然与人工湿地为天津市鸟类最适宜生境,占天津市鸟类多样性热点地区的66.8%,且水库、鱼塘等人工湿地因食物来源充足,鸟类生境适宜度较高,表明适度的人工建设有利于提升鸟类多样性;天津市自然保护地对鸟类多样性热点地区覆盖率仅为37.7%,存在较为严重的保护空缺,空缺区域主要包括大神堂及临港地区湿地、河流交汇处及入海口湿地,是未来需进行重点保护的关键区域。采用两种模型协同分析的方法,能提高保护空缺区域识别精度,对高强度开发地区提高生物多样性保护效率具有一定普适性。     

旅游生态安全研究进展

高速发展的旅游业带来巨大经济收益的同时,也引发了生态环境问题,环境和资源消耗属性决定了旅游与生态的对立统一关系。在研读了大量国内外相关文献的基础上,对旅游生态安全概念伦理、作用机制、评价预警、提升策略进行了梳理分析。旅游生态安全概念在旅游环境学、旅游可持续发展、旅游环境容量等概念的基础上建立,Meta分析证明了旅游与生态关联是双向因果产生的内生性问题,两者非简单的线性关联,随时空或政策推移而发生变化。旅游生态安全评价多通过问题解构或评价模型结合辅助方法进行,将结果反映到特定的阈值加以判断,针对薄弱环节建立的监测预警体系有助于提高污染脆弱和疲软的消化能力。旅游生态安全水平可以通过建立层级管理体制、改变旅游消费模式、建立生态创新体制三项策略加以提升,国内外研究仍然存在三方面问题:1)国内概念僵化、作用机制识别不清; 2)指标联系断裂,缺乏质量和动态评价; 3)预警单一化、尺度小。未来旅游生态安全研究可能由旅游可持续走向旅游生态韧性和旅游生态效率。     

城市内涝调节服务供需关键区识别与优先级划分

在全球气候变化和城市化背景下,城市内涝灾害频发,严重危及城市居民的人身安全、财产安全及公共安全。如何精准施策,针对关键区域进行城市内涝调节治理已成为社会各界关注并亟需解决的重要问题。基于生态系统服务供需视角,以径流调节率表征城市内涝调节的供给水平,以胁迫性、暴露性和脆弱性指标表征城市内涝调节的需求水平,构建了完整的技术路线和指标体系,从而识别城市内涝调节供需失衡的关键区,并确定规划干预的优先级。基于此,以岛屿型城市厦门岛为例,使用遥感数据和人口、社会、经济数据,运用ArcMap10.8、ENVI5.3和GeoDA平台,模拟评估了城市街区尺度下城市内涝调节服务的供需水平及空间分布特征。通过供需匹配将研究单元划分为:高供-高需,低供-高需,低供-低需和高供-低需4种类型,并识别出114个供需严重失衡的关键区,该类关键区面临城市内涝调节服务供给短缺的严峻挑战,是未来城市规划过程中需要重点优化的对象。在此基础上,使用优先级指数将关键区划分为5个规划干预优先级,明确了城市内涝治理的优先次序。研究结果为开展具有针对性的城市内涝调节治理实践提供了新的科学依据,同时在解决城市内涝灾害问题,推进以人为核...     

闽三角城市群生态安全格局构建及城镇扩展模拟

在快速城镇化背景下，构建生态安全格局并探讨城镇用地扩展格局已成为保障区域生态安全和缓解生态保护与土地开发矛盾的重要手段。以闽三角城市群为例，基于景观安全格局原理和ArcGIS空间分析法，从综合水安全、生物保护安全、地质灾害安全以及游憩安全四个方面叠加构建"底线安全格局-缓冲安全格局-最优安全格局"三种不同安全水平的综合生态安全格局；然后结合SLEUTH模型，将不同生态安全格局情景作为约束条件融入其排除图层，对研究区2015-2030年的城镇用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明：①底线安全格局、缓冲安全格局以及最优安全格局的面积为9305.51、7576.28、3482.73 km²，分别占闽三角城市群总面积的36.89%、30.03%、13.81%；②三种生态安全格局情景模拟下城镇用地均呈增长趋势，但增长速度均小于历史用地的增长速度，高安全格局约束下的新增城镇用地面积和增长速度均最小，表明将生态安全格局作为城镇发展的约束条件，在城镇土地开发中能够增强对生态空间的保护力度，维护区域生态安全，控制城镇蔓延。相关研究成果可为城镇开发边界管控与国土空间规划的编制提供技术支撑与决策辅助。