海岛型城市生态安全格局研究——以平潭岛为例

在快速城市化带来的城市生态安全严重威胁着城市可持续发展的这一时代背景下,构建城市生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。结合平潭综合实验区总体规划,从城市生态安全角度出发,在对平潭岛生态环境本底条件的调研基础上,选取与平潭岛的城市生态安全关系密切的6个关键生态因子进行深入分析,并通过层次分析法和GIS空间叠置法综合多要素分析了平潭岛的生态敏感性,最终有针对性地提出了面向新一轮大规模城市开发热潮的平潭岛城市生态安全格局。研究成果可为平潭岛的城市开发建设提供决策支持,对维护平潭岛城市生态安全、促进平潭岛可持续发展具有重要的理论和现实意义,同时也对其它海岛型城市的生态安全格局研究具有一定的借鉴意义。     

生态市评价指标体系与方法——以江苏大丰市为例

城市是一类社会-经济-自然复合生态系统,如何实现城市的可持续发展,是当今世界研究的重要课题之一.生态市是城市实现可持续发展的理想模式,生态市的评价指标和方法是衡量城市生态规划、建设、管理成效的主要依据.本文以江苏大丰市为例,建立了生态市建设的指标体系,包括经济发展、生态建设、环境保护和社会进步4类58项指标.采用全排列多边形综合图示法评价生态市在各个不同时段的建设成效.研究结果表明,2004年大丰市可持续发展综合指数为0.24,处于Ⅳ级水平,可持续发展能力较差;2010年可达到0.45,处于Ⅲ级水平,可持续发展能力一般;2015年可达到0.66,进入Ⅱ级水平,可持续发展能力较好;2020年可达到0.85,进入Ⅰ级水平,可持续发展能力优良.     

长三角城市群城市空间形态与碳收支时空耦合关系

区域碳收支动态监测与评估是推动城市群低碳发展和碳达峰的关键基础问题。设计和分析了长三角城市群区域碳收支与城市空间形态的时空耦合关系。基于2001、2005和2010年碳排放、净初级生产力、土地利用和土壤等数据构建了长三角城市群区域碳收支的时空分布估算模型,接着利用地理加权回归模型分析了城市空间形态景观格局指数与碳收支的相关性,最后结合地理探测器定量分析了景观格局指数因子对碳收支的影响及其交互作用。研究结果表明：(1)长三角城市群碳收支存在明显的空间异质性,总体呈现南部高,北部次之,东部低的特征;(2)同时,长三角城市群碳收支具有明显时间异质性,2001、2005和2010年呈现减少的趋势,其中2001—2005年下降幅度较大;(3)斑块类型面积、城市斑块数量、最大斑块指数、景观形状指数与碳收支具有负相关性;边缘密度、城市建成区斑块密度与碳收支具有显著正相关性;(4)2001年、2005年和2010年的建成区总面积是碳收支空间异质性的主要驱动因素;斑块类型面积与其他因子的交互作用对碳收支空间异质性影响贡献程度比其他因子间交互作用较强。一定程度揭示了城市空间形态景观格局与碳收支时空分布的相...     

基于承灾脆弱性与生态系统服务供需匹配的城市空间治理分区

城市空间普遍面临抵御灾害能力不足的问题。构建承灾脆弱性视角下的城市生态系统服务供需分析框架对提升国土空间抵御灾害的能力具有重要意义。以珠海市为例,选择与提升区域抵御自然灾害能力高度相关的生态系统服务类型,运用InVEST模型及遥感信息模型评估生态系统服务供给,构建承灾脆弱性评价模型评估需求,利用供需匹配分析识别亟需治理的风险区。研究结果表明：（1）珠海市生态系统服务有高供给高需求、高供给低需求、低供给高需求和低供给低需求4种供需匹配类型,各项服务供需失衡程度为土壤保持服务>水源涵养服务>台风灾害防护服务;（2）基于供需匹配类型和主导风险类型划分了四大类风险区,高危、中危、低危风险区和安全区面积占比为29.23%、21.70%、33.06%、16.01%,风险区等级与建设用地面积占比之间存在较好的对应关系;（3）根据风险区类别提出了多项风险综合治理区、双项风险复合治理区、主导风险专项治理区3种治理策略分区。生态系统服务供需匹配分析通过识别承灾脆弱性与承灾能力不匹配的热点区域,为区域/城市国土空间治理和增强国土空间抵御灾害的能力提供参考。     

太行山坡地不同管理措施植被-土壤系统耦合关系

植被和土壤的耦合协调关系可以用来衡量生态系统的一致性和协调性程度。研究以河北省临城县太行山东麓丘陵坡地为研究区,以原生灌草地、不管理的人工核桃林、人工核桃林下清除灌草、人工核桃林下清除灌草并施肥等4种不同管理措施的植被-土壤系统为研究对象,建立由4个植被因子（Shannon-Wiener、Simpson、Margalef、Pielou等指数）和7个土壤因子（土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、pH、电导率、含水率等）组成的评价指标体系,采用层次分析法和熵权法确定各因子权重,以耦合协调度模型评价二者的协调程度。结果表明：（1）不同管理措施下,除植被因子Pielou指数外,其余植被和土壤因子均存在显著差异性（P<0.05）。（2）土壤有机碳与Simpson指数呈显著正相关（P<0.05）,与Shannon-Wiener、Pielou、Margalef指数呈显著负相关（P<0.05）,土壤全氮与Shannon-Wiener和Margalef指数呈显著负相关（P<0.05）。（3）不同管理措施下植被-土壤系统耦合协调程度总体处于失调发展状态,原生灌草地为严重失调发展模式的植被-土壤同步发展型,不管理的人工核桃林和林下清除灌草并施肥均属于中度失调发展模式的土壤滞后发展型,林下清除灌草属于轻度失调发展模式的植被滞后发展型。综上,种植人工核桃林并清除林下灌草有利于提升植被-土壤系统耦合协调度,但尚未达到最佳的协调状态。     

碳中和视角下福建省国土空间分区特征与优化策略

城市低碳转型发展背景下研究国土空间分区,可为国土空间开发保护格局优化和高质量发展提供参考依据.本研究以福建省79个县(市、区)为研究单元,分析县域土地利用碳排放量及空间分异特征,基于碳中和目标,结合碳排放经济贡献率、碳吸收生态承载系数和主体功能区划进行福建省国土空间分区划分,并提出差别化国土空间低碳优化策略.结果 表明...     

长沙市城市生态用地的定量分析及优化

构建了适用于突变级数法的层次结构指标体系,对长沙市2007年生态用地建设的现状进行了综合分析与评价,基于现状评价结果,探讨了长沙市城市生态用地分布格局的不合理之处,在GIS的支持下,利用最小耗费距离模型构建了生态用地的生态廊道,并结合冲突分析,提出了城市生态用地的优化方案,形成了一套完整的城市生态用地评价系统.结果表明：长沙市2007年城市生态用地现状评价值为0.9416,生态效能一般,其中,数量指标相对较高,而协调指标相对较低;优化后的突变值为0.9618,生态效能处于较高水平.通过Fragstats软件对优化后的生态用地多样性(SHDI)和聚集度(CONTAG)指数等进行验证的结果表明,与优化前相比,优化后的数值均有所提高,提高了生态用地的生态效能.     

Estimation of the leaf chlorophyll content using multiangular spectral reflectance factor

Chlorophyll is one of the primary pigments of plant leaves, and changes in its content can be used to characterize the physiological status of plants. Spectral indices have been devised and validated for estimating leaf chlorophyll content (LCC). However, most of the existing spectral indices do not consider the influence of angular reflection on the accuracy of the LCC estimation. In this study, the spectral reflectance factors of leaves from three plant species were measured from several observations in the principal plane. The relationship between the existing spectral indices and the LCC from different directions suggests that the directional reflection of a leaf surface impacts the accuracy of its LCC estimation. Subsequently, the ratio of reflectance differences, that is, the modified Datt index, was tested to reduce the directional reflection effect when predicting LCC. Our results indicated that the modified Datt index not only estimated LCC with high accuracy for all observation directions and plant species but also consistently predicted the LCC of each species in individual observation directions. Our method opens the possibility for optical detection of LCC using multiangular spectral reflection, which is convenient for plant science studies focused on the variation in LCC.     

城镇用地扩张对城市热环境的影响

以快速城市化的典型区域广东省东莞市为例,以Landsat/TM、ETM~+为主要数据源,采用单窗算法反演地表温度,提出多时相数据标准化处理方法,构建相对热效应指数、热贡献指数、冷贡献指数,定量研究城镇用地扩张对城市热环境的影响.结果表明:1990-2005年,东莞市城镇用地扩张迅猛,高温区由岛状向带状再向面状扩张.城镇用地的相对热效应指数先增大后减小,1990年为0.6,2000年为1.0,2005年为0.6;热贡献指数持续增长,1990年为4.5%、2000年为38.4%,2005年为62.9%;冷贡献指数逐步增长,1990年为1.2%,2000年为1.8%,2005年为6.8%.

Abstract：

Taking the rapidly urbanized Dongguan City of Guangdong as a ease, and by using Landsat/TM and ETM~+ data, the land surface temperature (LST) was retrieved via mono-win-dow algorithm. A standardized method for treating the LST was proposed, and three thermal envi-ronment indices (relative thermal effect index, heat contribution index, and cold contribution in-dex) were built to quantitatively study the effects of urban land expansion on urban thermal envi-ronment. In 1990-2005, the urban land area in Dongguan had a rapid expansion, and the high temperature zone expanded from island-shape to belt-shape and then to lamina-shape. The rela-tive thermal effect index of urban land decreased after an initial increase, being 0. 6 in 1990,1.0 in 2000, and 0. 6 in 2005. The heat contribution index increased persistently, which was 4. 5% in 1990, 38.4% in 2000, and 62.9% in 2005, and the cold contribution index increased gradually, which was 1.2% in 1990, 1.8% in 2000, and 6. 8% in 2005.     

基于河段尺度的太湖流域城市河流生境评价

快速城市化背景下,太湖流域城市河流水环境与生态功能退化问题日益突出,系统开展城市河流生境评价尤为重要。本研究参考和修正了英国城市河流调查评价体系,基于太湖流域城市河流特点,构建了太湖流域城市河段生境质量指数(SHQI)评价体系,分析太湖流域城市河流生境现状及空间差异。结果表明: 50 个河段的SHQI值介于8～21,3个河段的SHQI值为好,6个为较好,27个为一般,9个为较差,5个为差。太湖流域城市河流生境中植被指数情况较好,物理生境、材质指数情况较差。生境总体状况在空间上表现为镇江>湖州>杭州>嘉兴>苏州>无锡>常州,各城市的物理生境、材质指数与污染指数存在显著差异。干流河段与支流河段的SHQI值无显著差异,但干流河段与支流河段的材质指数和污染指数差异显著。本研究构建的评价体系较好地反映了太湖流域城市河流生境现状,可为城市河流生态修复工作提供参考。     

近20年辽宁省植被动态特征及其对气候变化的响应

区域归一化植被指数(NDVI)变化特征对环境容量和生态发展方向有重要指示作用。基于SPOT/VEGETATION NDVI数据和ESA CCI-LC植被分类数据,利用Theil-Sen+Mann-Kendall、变异系数、Hurst指数和相关性分析方法,对辽宁省2000—2019年不同植被类型归一化植被指数时空变化特征和气候因子之间的响应关系进行分析。结果表明：(1)NDVI均值呈现从乔木到草原逐渐降低的趋势,不同植被类型在生长季具有不同的生长习性;(2)各植被类型都呈增加趋势,结合Hurst指数和Sen趋势,辽宁省36.26%的植被将趋于改善,约有61.51%的植被将趋于退化;(3)变异系数结果表明：所有植被类型中以乔木植被最为稳定,草原型植被最不稳定。(4)辽宁省各植被类型NDVI与降水显著正相关,与气温相关性相对较低。结果可为辽宁省生态评价和碳循环研究提供植被覆盖动态参考。     

主体功能区视角下国土空间格局演变及生态环境效应——以浙江省为例

基于主体功能区视角分析国土空间格局演变特征及其生态环境效应可以有效评估规划对国土开发保护的指导作用,为构建合理有序的国土空间格局和保护生态环境提供有益参考。以快速城镇化地区浙江省为例,运用多期土地利用数据,对浙江省主体功能区规划颁布前后两个时期（2000-2010年和2010-2020年）国土空间格局演变进行比较研究,并运用生态环境质量指数和生态贡献率对不同时期生态环境效应进行定量分析。结果表明：（1）与2000-2010年相比,2010-2020年浙江省国土空间转换动态度下降,其空间集聚性减弱,重点开发区的高值集聚（H-H）区域占比由22.3%增加至39.3%。（2）2000-2010年浙江省不同国土空间变化量的增减关系呈现显著的空间负相关性,2010-2020年其空间负相关性减弱,局部空间自相关区域在各主体功能区具有显著空间差异。（3）与2000-2010年相比,2010-2020年浙江省生态环境质量下降速度放缓,生态环境提升区域面积增加,生态环境恶化区域的分布由生态经济区和优化开发区转移至重点开发区。（4）相比于2000-2010年,2010-2020年各主体功能区内农业生产空间与森林生态空间的转换导致生态环境质量改善/恶化的贡献率提升,优化开发区和重点开发区的农业生产向城镇和农村生活空间转换导致生态环境恶化的贡献率下降。     

石门台自然保护区蝴蝶特种多样性研究

1999年6月～2003年4月间,对广东石门台自然保护区的蝴蝶进行了调查,共记录到蝴蝶361种,分隶于11科190属。其中中国特有种51 种,占总数的14.1%;国家保护种10种,占我国两次颁布（1989和2000年）的保护物种名录中蝴蝶总数量（83种）的12.0%。通过以人工林生境为主的试验区、次生林生境为主的缓冲区和原生林生境为主的核心区等3个功能区中选择样点进行的蝴蝶多样性分析表明,缓冲区的物种多样性及科、属多样性均较高,且有众多的珍稀物种,是一个重要的蝴蝶生息地,应加强管制。进一步说明了保护蝶类的根本在于护林,进而为保护好广东省目前面积最大的自然保护区——石门台自然保护区的生物多样性及不可多得的自然遗产——热带亚热带低地森林提供依据。此外,本文将科、属多样性与物种多样性综合起来考虑,同时使用Shannon-Wiener指数与G-F指数,较为全面地评价了该保护区蝴蝶的群落多样性。     

城市空间形态离散度指数NDIS构建与应用

中国土地资源有限,需要可持续的、紧凑的城市空间形态与布局,因此,全面度量城市空间形态的紧凑性具有重要意义。通过6个情境分析了离散度指数DIS的优缺点,识别出DIS值在反映城市形态紧凑程度方面的不足,进而提出了一种新的城市空间形态紧凑度指数,即标准化离散度指数NDIS。NDIS不受城市面积规模的影响,且具有唯一性,利于城市紧凑度的横向和纵向比较,能更好地指示城市空间形态。NDIS值越大,城市越离散。进一步将NDIS与成熟使用的标准化紧凑度指数NCI结合,用于分析中国35座城市的空间形态紧凑性,研究结果表明:(1) NDIS最大值是兰州市的1.64,最小值是石家庄市的1.14,均值1.29±0.12(SE); NCI最大值是郑州市0.39,最小值是宁波市的0.1,均值0.24±0.07(SE);(2) NDIS与NCI虽然具有中等程度的相关性(r=-0.44,P0.01),但是NDIS把城市斑块间的距离关系表达得更为准确;(3)将NDIS与NCI结合,能够更加全面地指示城市空间形态的紧凑程度。准确、全面的衡量中国城市的空间形态,则需要与更多的景观格局指数结合使用。     

城市建筑群三维空间布局评价与优化——以厦门岛滨海地带为例

随着城市化进程的快速推进,城市建设带来了土地资源紧张,使得越来越多的城市向着高层化、立体化、智能化方向发展;城市建筑群三维空间的最优布局是城市集约化发展的基础条件。针对现阶段的城市建筑群三维空间布局存在一些不足,构建城市建筑群三维空间布局的评估方法体系。以厦门岛滨海地带为研究区,基于多源、多空间分辨率遥感影像数据,从建筑景观、热环境和视觉效果3个角度评价厦门岛滨海地带三维空间格局的现状;并总结城市三维空间布局优化发展模式;从建筑景观、热环境和视觉效果这三个角度提出了厦门岛滨海地带城市建筑三维空间的布局优化建议。三维空间布局评价的结果表明:(1)从建筑景观角度,不同功能建筑群与容积率关系:商业区容积率最高,其次是商品房居住区,文教区占地面积广且建筑密度低,民房居住区的容积率是最低的但其建筑密度高;(2)从热环境角度,考虑温度因素,建筑群建筑密度过大、建筑层数过多都会造成温度较高;(3)从视觉效果角度,研究区具有宽广的视觉空间和宽阔海面,与以山体为背景的天际线形成了鲜明的对比。此外,提出优化低层建筑和合理布局中高层建筑的建筑容积率,设计建筑形态多样化和优化天际线前景、中景和背景的层次布局,...     

发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类中的归属特征

利用最新建立的1∶100万中国土壤数据库,研究了我国发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类的归属及其在中国土壤系统分类下的空间和数量特征.结果表明,我国发生分类半淋溶土总面积为427 843.1 km²,可参比归属于中国土壤系统分类中的4个土纲,即淋溶土、雏形土、均腐土、人为土,分别占发生分类半淋溶土总面积的51.3%、35.2%、10.7%和2.8%,其中包含了系统分类的22个土类和38个亚类.对发生分类某一类型土壤分属于系统分类不同类型的面积比例及其标准偏差的分析表明,土壤参比归属的单元级别越低,越易于参比和把握.研究结果对于土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用具有很好的参考价值.     

Ecological suitability evaluation for mountainous area development based on conceptual model of landscape structure,function, and dynamics

Minimizing the ecological impact of land development is a fundamental principle of sustainable development. Ecological suitability assessment is the key to realizing sustainability and is also significant for optimizing spatial patterns of territorial development. Especially in mountainous areas where the ecosystem is both vulnerable and important, quantitative evaluation of ecological suitability for land development is particularly important and urgent given current development strategy of urban construction in mountainous areas in China. Taking Dali Bai Autonomous Prefecture, a representative urban construction zone in a mountainous area in Yunnan Province, China, as a study area, and based on the fundamental theory of structural and functional dynamics from landscape ecology, this study has explored the integrated ecological resistance (IER) conceptual model and constructed an index system with aspects of ecological elements, ecological importance, and ecological resilience. The results showed that: (1) the ecological suitability level was higher in the north than in the south and higher in the east than in the west, as well as higher in the Bazi region than in mountainous areas. Dali City, Binchuan County, and Xiangyun County had large ecological suitable zones for development and construction. Foci of ecological resistance having strong ecological constraints were mainly concentrated in Heqing County and in various other places; (2) by combining the integrated ecological resistance and arable land distributions, the study area was zoned into five regions: prior development zone, moderate development zone, potential development zone, restricted development zone, and forbidden development zone. Moderate, potential, and restricted development zones occupied most of the area, accounting for 28.89%, 24.69%, and 21.40%, respectively, whereas prior development zones accounted for only 8.91%; (3) based on the areal proportions of ecological suitability zoning, the 12 counties of Dali Prefecture can be grouped into three categories: prior areas for conservation, comprehensive development areas, and prior areas for development. Xiangyun County and Binchuan County should be regarded as key areas of Dali Prefecture for urban construction in mountainous areas. This research has explored an ecological suitability evaluation system from the perspective of landscape ecology and made fully understanding of ecological suitability factors in the study area, which provided a good reference to ecological suitability evaluation for mountainous area development in the worldwide.     

广东土壤有机碳储量及空间分布特征

根据广东省第2次土壤普查资料,采用GIS技术估算广东省土壤有机碳储量及空问分布规律,结果表明,广东省陆地土壤有机碳储量约为17．52×10^8t．砖红壤、红壤和赤红壤的土壤有机碳密度分别为8．83、10．31和9．15kg·m^-2,略低于全国的平均水平,三者占广东省土壤面积的67．91％;广东省黄壤和水稻土的有机碳密度分别为12．08和12．17kg·m^-2,高于全国平均水平;广东省平均土壤碳密度为10．44kg·m^-2．土壤有机碳密度总的分布规律是东南沿海地区高于粤北山区,其中粤北和粤中土壤有机碳密度为5～10kg·m^-2,粤东的沿海地区土壤有机碳密度为10～15kg·m^-2,二者合计占全省土壤面积的89．24％;土壤有机碳密度主要在5～15kg·m^-2范围内变动．     

Comparisons of ecosystem services among three conversion systems in Yancheng National Nature Reserve

A conceptual framework of internal and external emergy was addressed to integrate ecosystem services evaluation and emergy analysis. Internal emergy yields support the material, structure, and information of the ecosystem, and external emergy is those goods and services related to the outside of the ecosystem. An accounting system was determined from the conceptual framework and applied to the evaluation of ecosystem services of conversion activities in Yancheng National Nature Reserve (YNNR), an international important coastal wetland in Jiangsu Province of China. Three typical conversion systems were selected as study cases: (1) a ragworm culturing system (RCS, located in the core zone of YNNR), (2) a clam culturing system (CCS, located in the buffer zone), and (3) a fishpond system (FCS, located in an experimental zone). Our results showed that the ragworm culturing system was more sustainable than the other two systems; indices of base emergy yield ratio (Beyr), net emergy yield ratio (EYR), eco-services benefits (Bs), emergy sustainable indices (ESI) were more sensitive in the new accounting system; the function of the ragworm culturing system relied more on renewable resources and the other two relied mainly on the economic management; and environmental impact, and external services played a crucial role in the ecological engineering evaluation.     

基于“三生空间”的福建省城市综合承载力研究

基于“三生空间”构建城市综合承载力指标体系,分析2011—2016年福建省各设区市城市综合承载力的时空分布特征,引入耦合协调度模型和障碍度诊断对各设区市生产、生活、生态空间承载力的耦合协调度及主要制约因素进行分析。结果表明:①2011—2016年福建省各设区市城市综合承载力整体变化不大,闽东南沿海地区城市综合承载力较高,闽东北和闽西内陆地区城市综合承载力相对较低;②2011—2016年各设区市“三生空间”耦合协调度相对较低,以濒临失调和轻度失调为主;③2011—2016年各设区市城市综合承载力制约因素主要分布于生产空间和生态空间,未来应加强这两方面的发展。据此研究结果,提出加强区域协作,促进共同发展等协调福建省各设区市未来发展的对策建议。