基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评价——以长株潭城市群为例

基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评估框架为城市群生态风险管理和国土生态修复提供新的视角。以生态风险评估框架为基础,综合运用生态系统服务、生态系统健康评估模型以及相关分析法对长株潭城市群展开生态风险评价,并对风险程度进行分类。结果表明:(1)城市群的城市化水平提升,区域生态风险也随之增加。生态系统服务价值、生态系统组织、生态系统活力、生态系统弹性等生态指数呈现下降趋势。(2)人工表面比率和生态指数之间的Pearson相关系数表明,人工表面比率与生态指数之间存在负相关关系,人工表面比率是生态风险提升的关键因素。(3)城市群人工表面比率要控制在36%以下,以进行生态风险管理和国土生态修复。总的来说,评价框架可以作为区域生态风险的评价终点。     

城市化与生态系统服务的空间交互关系研究——以长株潭城市群为例

探索生态系统服务与城市化的空间交互关系为城市发展和保护提供新的视角。以长株潭城市群为例,以其2015年的土地利用、经济社会等数据为基础,利用格网分析和空间自相关模型解析城市化与生态系统服务的空间交互规律。结果表明:(1)长株潭城市群城市化水平空间分布区域差异性显著,城市化水平由高到低依次为城市化地区、正在城市化地区和生态绿心保护区,表现出从城市化地区向周边地区依次递减的态势。(2)受城市化水平和土地利用变化等影响,生态系统服务空间分布具有明显的差异性,并呈现出"中心-外围"逐步升高的趋势。(3)长株潭城市群城市化与各项生态系统服务之间呈显著负相关,由于驱动机制的不同,城市化地区、正在城市化地区和生态绿心保护区的城市化对生态系统服务的影响存在显著差异。(4)长株潭城市群的各项生态系统服务与城市化之间存在四种空间相关类型。高高集聚区和低低集聚区零散分布在整个研究区域,面积较小;高低集聚区分布在湘潭县西南部、株洲县东南部,面积较大;低高集聚区分布集中在城市化地区,呈现块状分布,面积较大。     

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。     

长江经济带生态系统服务供需时空分异与平衡格局分析

为加强区域生态资产管理和实现生态环境的可持续发展, 以长江经济带为研究区, 综合运用格网、供需平衡模型和空间自相关分析长江经济带2000-2015年生态系统服务供需时空分异及平衡格局, 并进行空间依赖性检验。结果发现: (1)研究期内长江经济带生态系统服务供给总体呈先增加后减少的变化趋势, 共缩减115.34亿元, 下降0.15%, 其中，耕地的生态系统服务供给减少幅度最大, 达338亿元。(2)2000-2015年生态系统服务供给的年际变化不太显著，但需求呈现阶段性增长，且两者都存在显著的空间异质性。高供给主要分布在长江中下游的湖泊湿地、京杭运河沿线及长江入海口；低供给主要分布在贵州中西部、四川盆地、川西北及川北、长江中下游平原及河流入海口附近。高需求主要分布在长三角、江汉平原、长株潭地区、鄱阳湖平原、成都平原，空间上具有明显“核心-边缘”的特点。低需求主要分布在各县市的建成区, 空间上呈离散点状。(3)时间变化上, 生态系统服务供需平衡格局总体变化不大, 但也存在个别年份的明显变动。空间分布上, 生态服务供需平衡格局主要以较高盈余区、一般盈余区、供需平衡区和一般赤字区这四种类型区为主。(4)15年间生态服务供需平衡关系始终存在显著的空间正相关, 空间集聚显著，且集聚变化具有阶段性。2000-2010年莫兰指数逐年增加, 空间集聚愈加显著; 2010年之后莫兰指数大幅减小, 空间集聚减弱。LISA聚类占比反映出生态服务供需平衡格局具有明显的空间不平衡性。因此, 从生态赤字区、平衡区和盈余区三方面提出了相应的发展建议, 为长江经济带的生态补偿与生态建设提供参考。      

长株潭城市群城镇化水平与生态质量的冲突与交互作用

城镇化的快速发展给生态质量提升带来挑战，如何解决城镇化发展与生态质量提升之间的冲突是实现区域可持续发展的关键。通过构建城镇化与生态质量评价指标体系，运用耦合协调度模型(CCDM)和时空地理加权回归模型(GTWR)揭示2000—2020年长株潭城市群城镇化与生态质量的冲突程度，并对其交互作用的时空异质性进行测度。结果表明：(1)研究期间，长株潭城市群城镇化水平呈上升趋势，表现出中心地区高于四周的特征；生态质量呈现先降低后上升的趋势，并表现出四周高中心低的特征。(2)长株潭城市群城镇化水平与生态质量之间的冲突程度逐渐降低，经历了从城市化滞后到生态质量滞后的转变，并在空间上表现出由中部高四周低向北高南低过渡的特征。(3)城镇化水平与生态质量之间的交互作用表现出明显的阶段性特征，城镇化水平与生态质量的负向作用主要分布在中部发达地区，而正向作用主要分布在经济欠发达的四周区域。其中，人口和空间城镇化导致生态不断恶化，而生态功能的减弱以及结构的破碎化制约了城镇化的发展。