城市绿色基础设施降温作用及其影响因素研究进展

城市绿色基础设施（UGI）作为一种多尺度、多类型和多功能的绿色网络,对缓解城市升温和提升城市气候韧性具有重要作用。尽管如此,当前仍缺乏关于UGI降温作用研究方法、降温机制、尺度效应和影响因素等方面的系统性综述。为此,从尺度、方法、降温机制、影响因素等多个方面详尽回顾了UGI降温作用研究进展,并讨论了其局限性、挑战和未来研究方向。研究发现：（1） UGI降温作用的研究尺度可归纳为站点、建筑、街道、绿地、街区和城市6类,其中站点、绿地和街区等微尺度和局部尺度研究较多,而城市尺度关注则较少。（2）研究方法可分为温度数据获取、降温作用测度和影响因素分析三部分。其中,温度数据获取主要采用实地观测、遥感观测和模型模拟三类方法;降温作用测度可分为基于空间参考、基于时间或情景参考和基于统计关系三类;影响因素分析多采用相关分析与多重线性回归等传统统计方法,此外,可探究非线性影响的机器学习方法也逐渐得到应用。（3） UGI降温作用主要依赖于遮荫、蒸散发与冷空气团平流三类机制;UGI植被物种构成与形态、UGI空间配置和外部环境是影响降温作用的三类主要因素;不同尺度降温作用的主控影响因素存在差异,随着尺度扩大UGI空间配置因素的重要性逐渐增加。最后,研究从时空尺度、降温机制、综合影响因素、生态系统服务视角等方面讨论了当前研究的局限和未来挑战,并强调了新型数据获取技术、组合降温策略以及城市尺度UGI系统降温作用等未来研究方向。     

城市生态基础设施管理研究进展

城市生态基础设施作为城市生态系统的重要组成部分,在维持自然生态过程稳定、促进社会经济发展、保障人居环境质量方面发挥着重要的作用。在快速城市化进程中,对城市生态基础设施进行科学的管理显得尤为重要。在重新明确城市生态基础设施管理概念和内涵的基础上,归纳提炼了4项管理原则,并对现有管理类型进行了梳理。对生态基础设施管理涉及的3个关键问题的常见解决方法进行了总结、分类,并对每类方法的优劣进行了分析讨论。针对此领域的工作做了展望。对于现有城市生态基础设施管理问题与方法的整合研究既有利于明确今后研究重点,也为城市生态基础设施管理提供了科学依据和案例参考。     

基于生态系统服务的城市生态基础设施:现状、问题与展望

城市生态基础设施是城市可持续发展的重要基础,也是建设生态城市的重要保证。生态系统服务是城市生态基础设施建设的核心与关键。在快速城市化的背景下,保障生态基础设施的结构完整性和功能完善性尤为重要。在阐述生态系统服务的基础上,对生态基础设施的概念与类型进行了概述;从城市湿地生态基础设施、绿地生态基础设施以及城市地表硬化的生态工程改造3个方面对城市生态基础设施研究现状进行综述;对生态基础设施结构与功能评估方法进行了总结,对基于生态系统服务的城市生态基础设施研究进行了综合评述,首次提出了城市表面生态学的概念与研究展望,为城市生态系统服务的强化与调控提供了方法论指导。城市生态基础设施与表面生态学的整合研究将对城市水文效应(内涝)、灰霾效应(PM2.5)、热岛效应、水体污染与富营养化等备受关注的重大问题提供新的解决思路与科学方法。     

城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例

城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地利用数据构建需求测算模型,对西安市建成区UGI的生态系统服务供给与需求的空间格局进行研究,并分析了城市各功能区内UGI生态系统服务供给与需求的空间关系。结果表明:西安市建成区UGI生态系统服务供给总价值为4.23亿元;生态系统服务供给从研究区边缘向中心区逐渐减少,而生态系统服务需求表现出相反的格局,在空间上明显不一致,并且在城市各功能区内差别显著;西安市建成区UGI生态系统服务供给与城市对生态系统服务需求在空间分布上不相匹配。因此为了实现城市的生态环境与经济社会的可持续发展,迫切需要通过合理的UGI建设使生态系统服务供需趋于协调。     

基于绿视率的城市生态舒适度评价模型构建

城市生态系统服务指人类从城市生态系统中获取的利益,城市绿色空间是提供城市生态系统服务的主要载体。而城市化进程的加快对城市绿色空间的存量造成威胁,城市生态系统服务难以达到居民需求。传统的城市绿色空间评价指标集中于对城市绿地面积的评价,指标偏向整体性和二维化,忽视了三维绿量,也鲜少关注生态系统服务质量。基于以上背景提出了一个城市生态系统服务功能评价指标——城市生态舒适度,通过人体的主观感受对城市生态系统服务功能做出质量反馈,并结合灰色关联分析法构建了该指标的评价模型。通过样本的条件对比分析得出,当绿视率水平低于30%时,城市生态舒适度的主要影响因子为绿视率;当绿视率水平高于30%时,则是湿度、PM2.5浓度和风力等级。将评价模型的模拟结果与实测值进行对比验证,结果显示二者的变化趋势基本相同,表明评价模型科学有效。     

基于GISP模型的城市绿色基础设施多功能性评估

绿色基础设施建设是加强城市生态弹性力的重要手段之一。绿色基础设施多功能性是实现城市生态系统服务功能综合效益最大化的前提,这一点已被众多学者认可。构建绿色基础设施规划(GISP,Green Infrastructure Spatial Planning)模型,基于绿色基础设施的雨洪管理、绿色空间可达性、净化空气、缓解热岛效应、景观连通性五大功能指标,开展城市绿色基础设施多功能性评估,明确合肥市绿色基础设施的高需求地区,探讨绿色基础设施不同功能之间的权衡和协同关系。结果表明:合肥市东北部对于绿色基础设施缓解城市热岛效应、净化空气的需求最强烈,城市一环区域对于绿色基础设施的雨洪管理需求最为强烈,城市东部、南部对于绿色基础设施的绿色空间可达性需求显著;总体而言,绿色基础设施选址的热点区域为城市一环内及东北区域;绿色基础设施的雨洪管理、缓解城市热岛和净化空气间存在着协同关系,与景观连通性之间存在着权衡关系;运用GISP模型评估合肥生态空间体系控制规划以及合肥市域空间绿道网络系统建设总体规划,规划中绿地选址不在绿色基础设施的高需求区域,也没有在战略上整合绿地多功能的生态系统服务、获得更大的生态弹性力。     

绿色基础设施研究进展

综述了绿色基础设施的起源发展,总结了推动其概念形成的发展脉络,分别是人居环境视角、生态保护视角和绿色技术视角。提出了绿色基础设施在空间、功能、要素上的内涵,阐述了它与生态系统服务的外延关系。通过文献研究,综述了绿色基础设施在气候变化、人体健康、空气质量、雨洪管理、公众认知和社区参与、评价研究等领域的国际研究进展。结合我国绿色基础设施的研究现状和问题进行评述,并对未来发展提出展望。     

城市生态用地分类及其规划的一般原则

城市生态用地的规划布局是城市规划的难点之一,也是急待解决的问题.本文根据城市生态系统的特点,给出了城市生态用地定义,指出城市生态用地同时具有自然属性和社会属性,依据这个特点,将城市生态用地划分为服务型生态用地和功能型生态用地两大类型,并结合具体的城市生态规划对各种类型的生态用地规划进行了定性分析.     

城市环境与绿色基础设施建设对城市经济高质量发展的影响机制

"美丽城市"作为"美丽中国"的重要组成部分,是我国生态文明体制改革创新的战略举措,也关乎人民群众对美好生活的追求,"美丽城市"建设的核心之一是提升生态环境和人居环境品质。使用203个地级以上城市2005-2017年的统计数据,在借鉴相关理论的基础上构建动态面板和联立方程模型展开实证研究。研究结果表明,城市EGI投资对城市经济发展有多重影响且在不同区域表现各异。在东部地区,EGI投资对经济发展有显著直接"拉动效应",还通过全要素生产率、固定资产投资、第三产业和居民消费产生间接影响;固定资产投资、第三产业发展对EGI投资也有显著反馈作用;总体上东部地区的EGI建设与城市经济已初步达到"美丽"与"经济"的双赢。在中西部和东北地区,EGI投资和城市经济发展在许多环节存在"断链",二者之间尚未形成良性互动。鉴于不同地区EGI建设对城市经济发展的影响机制存在较大差异,建议针对不同地区的薄弱环节和"断链"现象,因地制宜采取城市EGI发展策略,以实现最优资产利用,助推城市高质量发展。     

城市生态安全格局构建:目标、原则和基本框架

随着人口增长和经济快速发展,城市化已经成为人类社会发展的必然趋势。快速城市化必将导致生态用地流失、生态系统服务下降和环境健康风险加剧,由此影响到城市生态安全。尽管生态安全的概念已经为社会广泛接受,但对生态安全的内涵和如何构建生态安全格局仍然缺乏统一认识。在分析生态安全内涵、生态安全概念辨析和生态安全格局构建基本原则基础上,结合城市生态系统特点,提出了城市生态安全格局构建的目的、基本原则和基本框架。认为城市生态安全格局构建是一个涉及多尺度的区域性、综合性问题,除了要遵循生态安全格局构建的一般性原则外,还必须考虑以下原则:以人为本原则、流域适应原则、区域协调原则和有限目标原则。同时,需要重点关注宏观与微观尺度之间的关系协调、城市内部与外部之间的关系协调、理想与现实目标之间的权衡、人类生存需求与生态服务需求之间的权衡关系。通过城市生态安全格局构建,需要实现以下目标:控制城市化过程中出现的问题、维持城市地区正常的物质循环与代谢功能、维持城市生态系统健康运行与可持续发展、保证城市人居环境健康和居民的正常生活,以及满足现有城市居民可预见时期内生态服务需求。从景观、城市和区域三个尺度上,分析了城市生态安全格局构建需要面对的实体、解决的问题和实现的目标。     

三峡库区三种林下地被物储水特性

通过对三峡库区3种森林类型(松栎混交林、栓皮栎纯林、马尾松纯林)林下地被物调查及其持水试验,分别得到3种森林类型林下地被物最大储水量、吸水速率等水文特征参数,结果表明,栓皮栎纯林林下苔藓层储水量最大,为其风干重的303．1％,松栎混交林林下的为283．8％,马尾松纯林林下的为242．3％．松栎混交林林下枯落物最大储水量为其风干重的282.2％,栓皮栎纯林林下的为262．5％,马尾松纯林林下的为239．3％。经分析拟合,得到林下苔藓层、林下枯落物吸水速率与浸泡时间之间关系式为S=kt^n,在同为中龄林条件下,3种森林类型林下苔藓层储水量均高于林下枯落物储水量,而林下地被物储水量随时间变化过程与森林类型无关。     

1990-2020年三峡库区植被覆盖转型及其驱动因素

探索山区植被覆盖转型,全面评估各驱动因素对其的影响,是理解全球气候变化和碳循环等生态系统过程的重要途径。三峡库区是长江流域生态环境的重要保护区,提供多种生态系统服务。基于植被覆盖(NDVI)数据提出山区植被覆盖转型理论,并运用地理探测器分析了潜在因素对1999—2020年三峡库区腹地植被覆盖的相对贡献。结果表明：(1)近30年三峡库区腹地植被覆盖整体呈良性发展趋势,增长率为0.006/a,空间特征为“东西低,南北高;中间低,四周高”;(2)不同时段植被覆盖的空间演化呈现“整体改善,局部退化”,空间转型总结为稳定型、波动型、退化型和恢复型4种模式,且以稳定型分布为主,时间上经历了减少、过渡和恢复3个阶段;(3)植被覆盖主要受土壤类型0.225>地貌0.200>土地利用程度0.181>海拔0.158>岩性0.152的驱动,人为和气候因素的作用较弱,表明自然因素是影响植被覆盖的主导因子。此外,双因子的交互作用在影响植被覆盖方面比每个因子单独作用更为重要。这些发现有利于更好的解析山区植被变化的复杂机制,为脆弱生态系统植被的管理和保护提供参考。     

湖北省兴山县黏菌的物种组成与生态特征

湖北省宜昌市兴山县地处北亚热带,位于秦巴山区向江汉平原的东延区域,属"三峡库区",气候湿润,植被主要为常绿阔叶与落叶阔叶混交林,适宜黏菌生长.为全面掌握该县黏菌的物种资源组成,从而加强对"三峡库区"生物多样性的认识,在2016年10月至2018年8月,于不同季节在该县进行了10次黏菌多样性调查和标本采集,同时收集基物进...     

三峡库区近50年间土地利用/覆被变化

基于1955年1∶50 000地形图、1972年MSS图像、1986和2000年TM图像,定量分析了三峡库区土地利用的动态变化过程,并对其驱动力进行了分析.结果表明：1955—2000年间,研究区土地利用结构发生了明显变化,林地、水域和未利用地面积减少,耕地、草地和建设用地面积增加.在1955—1972、1972—1986和1986—2000年3个时段,该区林地面积持续减少,但减幅逐渐变小;草地和耕地面积分别经历了增 减 增和增 增 减的过程;建设用地面积持续增加;水域和未利用地面积持续减少.政策、经济发展和人口增长等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子.     

三峡库区不同阶段蓄水前后江面江岸冬季鸟类动态

2003~2013年的隆冬季节(2011年除外),对三峡库区长江主河道的重庆朝天门港-秭归茅坪港江段(全程约618.30 km)和12条一级支流(合计调查河道长度约619.49 km),以及2个湖泊(长寿湖65.5 km~2,大洪湖30 km~2;调查年份2000~2013年,2003和2011年除外),进行了水禽及傍水栖息鸟类的监测调查。观察统计到鸟类76种,隶属8目14科39属,其中国家Ⅰ级重点保护野生动物1种,Ⅱ级重点保护野生动物3种。鉴于不同类群鸟类对环境变化的反应差别较大,将观察到的与水域生境密切相关的鸟类分为游禽类(32种)、鸥类(6种)、涉禽类(23种)、傍水栖息鸟类(13种)和空中傍水栖息鸟类[2种,以崖沙燕(Riparia riparia)为主体]等5种类型,并对各类群鸟类在三峡水库不同工程阶段蓄水高程前后的数量分布状况进行对比分析。结果显示,长江主河道中的游禽类在蓄水139 m高程前后数量波动幅度不大,蓄水156 m高程后表现出增长趋势,并且趋向于尾水点集中分布,直至最终蓄水目标175 m高程后的第5个冬季(2013年1月)数量猛增到最高,与蓄水139 m水位线前后的2个冬季(2003年1月和2004年1月)数量相比,增幅分别达171.83%和179.91%;然而2个湖泊中的游禽数值却表现出下降趋势,蓄水175 m高程后5个冬季(2008~2013年)与2000年冬季数值相比,降幅达52.96%~83.29%;大多数支流河道中的游禽数量呈现波动幅度不大或是明显下降趋势,只有乌江和小江这2条支流河道中的游禽数量呈现出增长趋势,并且小江中的游禽数量一度表现出"爆发式"增长现象后又大幅回落(2012~2013年),可能与水质富营养化程度的变化相关。涉禽类在长江主河道中的分布格局类似于游禽类(偏向于上游),其数量分别在蓄水139 m高程和156 m高程后的第1个冬季出现峰值,蓄水前后的其他年份数量差别不大;多数支流河道中涉禽类分布数量不高,只有嘉陵江、乌江、小江、大宁河与梅溪河的涉禽数量较多且数值波动明显。傍水栖息型鸟类总体数量在蓄水前后出现急剧变动,数量下降明显,个别鸟种甚至消失不见。空中傍水栖息型鸟类蓄水之后在长江主河道数量锐减,在大多数支流河道中几乎绝迹。鸥类主要分布在长江主河道,其数量在不同阶段蓄水初期出现峰值,至最终蓄水目标175 m后的第5个冬季其数量趋于接近蓄水之前。     

鼎湖山3种演替群落凋落物及其水分特征及对比研究

对鼎湖山3种演替群落凋落物及其水分特征研究表明,凋落物现存量为针叶林＞混交林＞阔叶林,年凋落量阔叶林＞混交林＞针叶林,说明针叶林凋落物分解较阔叶林迟缓,针叶林凋落物中叶所占的比例最大,而阔叶林最小,枝和花果所占的比例以阔叶林最大,针叶林最小,与它们的林木分枝多少以及林冠幅度大小有关,凋落物的最大持水率为针叶林＞混交林＞阔叶林,但差异不明显,凋落物含水量以阔叶林最大,混交林次之,针叶林最小,与凋落物最大持水率恰恰相反,说明凋落物的含水量受林地环境条件的制约,凋落物饱和含水时相对自由水面蒸发率阔叶林为78．95％,混交林为82．45％,针叶林为91．22％,说明在相同的环境条件下,阔叶林凋落物水分损失较难,而针叶林凋落物水分损失较容易,这也是阔叶林具有较小的最大持水量而却有较大叶林凋落物态含水量的原因之一。     

雄安新区生态基础设施建设与城市发展协同度评价

雄安新区的建设目标是构建“绿色生态宜居新城区”,将城市发展与生态宜居并行。生态基础设施作为城市中提供生态系统服务的条件与过程,对构建绿色生态宜居新城区起到主要支撑作用。构建了生态基础设施建设与城市发展的指标体系。在现状分析的基础上,根据雄安新区规划文件,采用地区类比法等方法对生态基础设施建设与城市发展情况进行预测,以形态学空间格局分析(MSPA)模型处理得到的7类景观类型作为生态基础设施指标,并从人口、经济、产业、城镇化4方面构建雄安新区城市发展指标;其次建立耦合协同模型,分析2010、2015、2017、2025、2035、2050年6个年度雄安新区生态基础设施建设与城市发展的协同度水平。研究结果表明,雄安新区生态基础设施建设与城市发展在早期处于濒临失调状态,后续经过政策引导,雄安新区生态基础设施建设与城市发展协同程度逐渐提高,至2050年已达到良好协同状态。研究结果可为促进雄安新区生态基础设施建设与城市协同发展提供科学参考。     

干藏和淹水对三峡库区21种草本植物种子萌发的影响

研究了三峡库区河岸带21种常见草本植物种子在干藏以及不同淹水深度（0.5、1.0和2.0m）处理下的萌发特性。结果表明：以新采集种子的萌发率作为对照,干藏后8个物种的萌发率增加（占总数的38.1%）,1种萌发率不变（4.8%）,12种萌发率降低（57.1%）。与对照相比,淹水后3个物种的萌发率增加（占总数的14.3%）,2个物种的萌发率不变（9.5%）,16个物种的萌发率下降（76.2%）。水淹处理后,占总数76.2%的物种的萌发率下降,其中11种显著下降;但淹水深度对种子的萌发没有显著影响。干藏后的繁穗苋（Amaranthus paniculatus）、皱果苋（Amaranthus viridis）和红刺果苋（Amaranthus sp.）以及水淹后的鳢肠（Eclipta prostrata）萌发率〉50%,而且能够利用库区退水期完成生活史形成种子,表明这些植物可作为三峡库区消落带植被恢复时优先考虑的物种源。     

三峡库区坡耕地利用转型及其社会经济-生态环境影响——以奉节县为例

探究典型生态脆弱区坡耕地利用转型及其对区域社会经济-生态环境的影响,对于合理利用山区坡耕地资源、实现社会经济-生态环境系统可持续发展具有重要意义。基于奉节县2000、2010、2020年土地利用数据,采用坡耕地利用形态转型测度、社会经济发展水平和生态环境质量评价等方法,揭示山区坡耕地利用转型的一般规律,综合定量探究坡耕地利用转型对区域社会经济、生态环境的影响,并测量对其耦合变化类型的驱动机理。结果表明：(1)2000—2020年奉节县坡耕地面积整体缩减,以廊道和边缘斑块坡耕地形态减少为主,减少的坡耕地主要向具有生态功能的林地和生态经济功能的园地转换;(2)社会经济发展水平和生态环境质量整体均呈增长趋势,且区域差异显著,前者呈“长江河谷区高—山区低”的分布格局,后者呈“长江河谷区低—山区高”的空间格局;(3)坡耕地利用转型对社会经济发展-生态环境质量耦合响应类型可以归纳为社会经济-生态环境同步发展型、社会经济发展-生态滞后型、社会经济滞后-生态恢复型、社会经济发展水平偏低型和生态环境质量偏低型5种;(4)社会经济-生态环境变化的各类型主要受到坡耕地利用强度、土地利用多样性、距县行政中心距...     

基于农业面源污染分区的三峡库区生态农业园建设研究

在三峡库区建立生态农业园是解决库区农业、环境和生态问题的有效措施。以农业面源污染分区为基础,探讨三峡库区重庆段生态农业园的建设模式和对策。结果表明:(1)根据地形地貌特征,将生态农业园规划为三大生态农业区,低海拔平坝丘陵生态农业区适宜发展"粮果蔬-猪-沼气-粮果蔬+休闲旅游"复合型高效农业模式,中海拔低山生态农业区可采用"粮-林-畜-沼气-草"的生态农业园建立模式,高海拔高山生态农业区适宜发展林草牧药复合型高效生态农业发展模式。(2)结合农业产业发展,确定了生态种植园、生态养殖园和生态综合园为该区的生态农业园建设方向。划分归并后的五大农业面源污染产污区中,库首外围丘陵山地产污区适宜以生态种植园为主导发展方向;库尾丘陵山地产污区可主营生态养殖园;余下3个产污区的发展核心都宜放在生态综合园建设。(3)三大生态农业区中的中海拔低山生态农业区和五大产污区中的库中平行岭谷产污区是库区生态农业园的建设重点。(4)为保障生态农业园的建设,应积极促进国家、政府、企业和农户之间的合作关系,不断创新和提升农业面源污染防控和农业生产技术。