基于MSPA分析方法的市域尺度绿色网络体系构建路径优化研究——以招远市为例

市域绿色空间是市域尺度内连接城市生态系统与自然生态系统的纽带,是维护市域整体生态系统稳定的基本保障。现阶段以中心城区为核心的城市绿地系统空间规划忽视了城市化过程中自然与城市之间发生的动态变化,忽视了市域绿色空间对城乡人居环境质量的决定作用。构建良好的市域尺度绿色空间体系,能够实现市域层面的生态环境稳定,协调城市化发展与自然资源保护之间的矛盾,对城市可持续发展有着积极意义。以招远市域绿色空间为研究对象,借助形态学空间格局分析(MSPA)方法,利用其研究尺度兼容性强、景观要素生态内涵明确、所得成果便于量化评估等优势特性,首先对招远市域绿色空间中的重要景观要素核心区、桥接区进行识别,并提取具有生态拓补潜力的景观要素孤岛作为未来绿色空间优化潜力节点的空间落点;其次选用可能联通性(PC)、斑块重要度等指数量化景观要素对绿色空间的重要度并进行评价分级;然后将核心区和潜力节点作为生态源,通过不同景观要素对物种流通的阻力构建消费阻力面,以最小路径方法得出场地内的潜力生态廊道;再次,通过通量分析定性不同生态斑块在生态过程中的功能角色,并借助核密度分析对潜力生态网络的发展趋势进行测度;最终以发展趋势较弱区域中对整体生态网络联通具有较高贡献度,并在生态过程中扮演踏脚石的一二级潜力节点斑块作为未来生态发展中的重要关键点进行生态质量提升,得出招远市域绿色空间发展结构,并提出科学的空间优化指引和发展建议。本研究可以为高度破碎化地区的绿色空间构建提供一定的理论依据,对我国城市化发展中其他地区的市域绿色空间构建也具有一定的参考和示范意义。     

基于土地利用模拟预测模型分析的城市绿色空间发展多情景模拟及建设时序研究——以湛江市中心城区为例

城市绿色空间是未来中国城镇战略发展的重要生态空间载体。城市中心城区的绿色空间生态系统服务价值可作为未来城市生态空间规划的重要依据。生态服务系统之间的权衡或协同关系可通过不同土地利用方式和利用强度表征显现。通过对湛江市中心城区绿色空间应用土地利用模拟预测(PLUS)模型进行自然发展情景与国土空间规划情景双情景下2035年土地利用变化模拟,采用当量因子法及热点分析对生态系统服务价值及其高低值在空间上的聚集程度进行分析,与人类活动强度空间分布进行叠置,得出国土空间规划政策下湛江市中心城区城市绿色空间发展优先级分区,优先化解建设用地与绿色空间发展矛盾,为规划政策提供空间政策的量化数据基础,为其可行性实施、时序安排及预期结果提供数据支撑与建议。结果表明：(1)规划政策情景与自然发展情景未来土地利用模拟结果相比,耕地、林地增多,整体水域得到有效保护,建设用地蔓延受到抑制。(2)生态系统服务价值在2035年规划政策情景>2020年实际情景>2035年自然发展情景,分别约为12.22亿元、11.89亿元、10.53亿元,规划政策情境下生态系统服务价值总量较自然发展情景下提升约1.69亿元,...     

两岸典型城市生态功能网络的组成与结构

城市景观的发展加速了景观结构的更新,亦使得景观功能日趋完备;同时,由于城市化亦衍生了景观破碎化以及城市热岛效应等一系列限制当前城市发展的环境问题。因此,城市景观优化必须在充分考虑经济和生态双重需求的前提下,寻求与自然生态体系协调的生态问题解决途径。本文通过对城市生态网络组成与结构的现状分析,阐明城市生态系统间的空间关系,以网络结构的优化达到保护生态环境,提高城市整体开放空间价值的目标。选择经济发展稳定且生态环境良好的中国台湾乌溪流域(台中地区)及深圳市为研究区,通过耗费距离模型评价两岸典型城市生态网络结构。结果表明:两地城市生态功能网络均受城市发展影响,生态中心与社会经济中心的空间位置出现显著的两极化,且生态功能中心与联系中心并不吻合,使得生态功能的流动与传输更依赖于城市范围内的生态组分与结构通达性。因此,为提升城市生态功能,需从强化生态功能网络结构入手,整合城市内的生态景观单元,提高关键生态节点的通达性,进而优化城市景观生态。     

海湾生态韧性的陆海统筹测度与治理研究——基于厦门湾系统性视角

海岸带长期承受陆海生态风险的交互扰动,基于陆海统筹的系统性治理是提升其生态韧性的重要途径。海岸带生态管治条块分割的问题突出,生态系统具有相对独立性的海湾,作为陆海统筹的实施单元,为海岸带生态韧性测度与规划提供了新视角。在梳理海湾生态要素构成的基础上,分析陆海生态灾害诱因及其作用方式,进而厘清海湾生态系统的韧性响应机制。在陆海统筹目标下构建了海湾生态韧性测评指标体系,并以厦门湾为空间单元展开实例研究,采用相关模型剖析厦门湾陆域-海域生态韧性的耦合协调特征及演进驱动因子;聚焦厦门湾生态韧性薄弱之处,从构筑生态安全格局、分级整治韧性空间、联动管控韧性要素、建构跨界协同机制4个维度提出陆海统筹治理策略,以促进厦门湾生态系统可持续发展。该研究的理论建构及实践总结可为其他海湾单元生态文明建设提供参考。     

基于“风险-连通性-潜力”的南昌市生态韧性评估

随着城市建设的快速发展，建设用地持续扩张，生态用地不断缩减，城市生态系统出现了各种风险和退化现象，故对城市生态韧性进行评估尤为重要。本研究从城市化进程带来的景观地类变化视角出发，通过“风险-连通性-潜力”模型、空间自相关模型及核密度评估等方法对南昌市2005—2020年生态韧性水平进行评估，并探究其时空演化特征。结果表明：2005—2020年，研究区风险、连通性和潜力各子系统空间格局稳定，但差异显著，其中，生态风险呈中部高、东西两侧低的特征，连通性和生态潜力的空间分布则与生态风险相反，呈中部低、东西两端高的格局。南昌市生态韧性整体水平不高，以中、较低韧性水平为主体，低等级持续增长，高值水平区域逐渐减少。生态韧性的“高-高”集聚类型不断减小，“低-低”集聚类型逐步增加。核密度评估表明，南昌市整体韧性水平变化不大，空间差异明显。应根据南昌市不同区域的生态韧性水平特征，结合城市规划布局调整不同景观类型的数量与分布，改变不同景观类型空间分布的连通性和集聚性，实现区域整体生态韧性水平的优化提升。研究结果可为城市空间规划布局提供理论依据。     

京津冀城市群城市化强度与生态韧性的耦合协调分析

探索市域尺度与格网尺度下城市化强度与生态韧性之间的作用机制,对提高生态韧性水平、提升城市发展质量、促进城市群可持续发展具有重要意义。以京津冀城市群为研究区,基于2000—2020年土地利用数据、人口密度数据和社会经济数据,尝试构建一套完整的城市化强度与生态韧性指标体系。利用景观安全度模型修正了“规模-密度-形态”生态韧性方法,以市域尺度与格网尺度对比分析为手段,结合耦合协调度模型与Tapio解耦模型,探究二者的时空分异格局及协同演化特征。结果表明：(1)不同尺度下,城市化强度和生态韧性在全局上变化趋势相反且错位关系明显,北京、天津城市化强度高而生态韧性较低;格网尺度下,城市化强度与生态韧性的分布形状存在差异：城市化强度多呈现中心-外围空间分布,生态韧性呈多样化、零散化特征。(2)不同尺度下,城市化强度与生态韧性的耦合协调度逐年增强,北京、天津最高,廊坊、石家庄、衡水、沧州次之,邯郸、邢台相对较低;格网尺度下,局部区域出现特殊现象：北京、天津中部出现初级协调、轻度失调;邯郸、邢台小部分区域达到良好协调。(3)城市化强度与生态韧性的脱钩关系处于良性发展状态,弱脱钩、扩张负脱钩呈上升变化,而...     

基于空间演变多元分析的市域生态空间优化研究——以宁波市为例

市域生态空间是城乡发展的绿色基底和生态基础,其协同联系"山水林田湖草"各生态系统,是动植物和自然生态多种过程的空间载体,同时也是人类进行社会经济活动的场所,与城乡经济社会发展息息相关,良好的市域生态空间体系,是实现市域层面生态系统稳定,协调城市发展和自然保护的重要载体,同时也是实现城市健康良性发展的重要保障。现有的市域生态空间规划重视不够,其静态的、定性为主的规划方法严重滞后,存在一系列不足与缺陷:1)重城区,轻市域;2)重主观定性,轻客观定量;3)重被动落实,轻主动响应;4)重静态蓝图,轻动态模拟。其空间规划成果远不能达到预期,无法应对城市化对市域生态环境和资源所带来的影响和威胁。以宁波市域空间为对象,以市域生态空间演变为出发点,从生态空间的安全格局、结构特征和用地类型转移3个方面,通过对2000年、2010年和2018年3个时期的市域空间演变的定量化分析,揭示市域生态空间演变的特征与规律。并以此为基础探索新型市域生态空间重构的方法和内容,提出空间优化的策略:针对安全格局层面生态适宜性衰退、结构层面连通度下降、地类层面绿色空间减少的问题等,通过确定生态核心,构建绿色空间廊道,筛选关键...     

雄安新区多尺度生态安全格局构建框架

维持城市所处的生态系统格局与过程,使得城市生存和发展所依赖的关键生态系统服务实现供需平衡是保障城市生态安全的根本要求和基本前提。因此,城市生态安全不仅是城市本身的问题,还涉及到城市所处的流域、区域、国家等多个不同的空间尺度,具体由支撑城市及其发展的关键生态系统服务所涉及的生态过程所决定。对生态安全概念及研究进展进行了梳理和分析,在此基础上,提出了一个城市生态安全保障的生态系统服务研究框架,将维持城市生态安全的关键生态系统服务需求分为3个层次：一是水资源供给、食物生产、水质净化等城市生存所依赖的基础资源与基本环境维持相关的服务,二是土壤保持、水源涵养、防风固沙、固碳释氧、生物多样性等生态系统稳定和可持续性维持相关的生态系统稳定和调节类服务,三是生态休闲、微气候调节、降尘减噪、文化审美等人居环境与文化类服务。进而利用该框架,从不同需求层次分别对雄安新区生态安全保障的生态系统服务需求进行了分析,结合其自然地理特征和新区建设的社会经济发展情景,从新区城市、大清河流域和京津冀区域三个尺度提出了雄安新区生态安全格局构建框架,以及相应的保障对策和建议,包括从多尺度进行生态环境调控和管理,打破行政和地域边界限制;关注各尺度各关键生态系统服务的过程,加强生态环境要素的监测和预警;重视新区在人居环境改善层次的生态系统服务需求等。     

基于多尺度协同的长沙市生态网络构建与层级优化

城市化背景下人类与自然环境的矛盾呈现出多尺度、层级化特征,而传统生态网络的构建方式较少考虑不同尺度下生态要素的关系,无法从区域落实到中心城区,难以形成系统性的解决方案。研究在综合梳理各尺度生态网络构建方法的基础上,以长沙市为例,基于形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA）、景观连通性原理和生态斑块重要性评价识别生态源地,并通过多层级生态阻力面的确定,综合运用最小费用路径（Least-cost path method,LCP）、电路理论、层级传导理论、尺度嵌套等方法对市域、都市区、中心城区的生态网络进行了协同构建和层级优化,最后基于不同尺度生态网络的特点应用并落实到多层级的国土空间规划体系中。研究结果表明：（1）长沙市域生态网络和都市区生态网络具有较好的层级嵌套特征;共识别两尺度生态叠合源地14个、生态叠合廊道15条,主要通过中心城区内的湘江、浏阳河和捞刀河部分河段与外围生态绿圈相衔接,形成"外环内楔"的空间格局。（2）确定市域重要廊道、市域潜在廊道、生态叠合廊道、都市区重要廊道、都市区潜在廊道的核心保护面积共501.14 km²,并提取位于生态廊道核心保护区范围内的生态夹点和生态障碍点,以进一步落实生态保护修复策略。（3）得到具有重要生态连通功能的中心城区生态绿道长度441.2 km,生态修复单元56个,并结合生态阻力值划分为5级进行针对性修复。（4）基于不同尺度生态网络的衔接、嵌套,最终构建"市域总体生态安全格局-都市区城市生态空间发展格局-以城市绿道为基础的中心城区生态修复单元",并与不同层级的国土空间规划体系相对应。研究结果将为以大城市为中心的跨尺度生态系统修复和生态安全格局构建提供科学参考。     

城市绿色空间生态服务功能研究进展

阐述了城市绿色空间和生态服务功能的概念和内涵,对国内外城市绿色空间生态服务功能的研究进展进行了综述,国外研究主要集中在绿色空间改善城市环境质量、维持生物多样性、提供休闲娱乐和生态系统管理等方面;国内主要集中在绿色空间结构与功能、城市绿量与绿当量、评价指标体系、服务价值评估及CITYgreen模型应用等方面,城市绿色空间也有负面效应,如释放有害物质等,最后提出了城市绿色空间服务功能研究的不足与展望。     

基于格兰杰因果实证的城市绿地与经济发展互动机制研究

城市绿地与经济发展的互动机制是社会-经济-自然复合生态系统和生态文明理论研究的重要内容。利用面板格兰杰因果关系检验和面板数据回归分析方法,对中国城市绿地与经济发展之间存在的因果互动关系开展实证研究。研究结果表明:(1)全国尺度上,城市建成区绿地率与人均GDP互为格兰杰原因,存在"正向循环反馈"的因果互动关系,即城市绿地水平的提高能够推动城市经济发展,而经济发展能够拉动城市绿地建设。城市绿地率与城市人均GDP的因果关系可以概括为"绿磁效应"(GME)和"需求效应"(GDE)。(2)区域尺度上,东部地区人均GDP与城市建成区绿地率存在单向格兰杰因果关系,人均GDP是城市绿地率增长的格兰杰原因,而城市绿地率不是人均GDP的格兰杰原因;(3)西部地区城市绿地率与人均GDP的交互强度最大,即西部"绿地-经济弹性"和"经济-绿地弹性"高于其他地区。东部地区通过扩大城市绿地率来提升经济发展的空间比较小,应着眼于提高城市绿地质量,中、西部地区城市绿地率较小,应在兼顾城市绿地质量的基础上提升城市建成区绿地率。本研究能够为城市绿地与经济发展的关系研究和城市生态规划与经济发展规划提供参考。     

基于空间优先级的快速城市化地区绿色基础设施网络构建——以南京市浦口区为例

绿色基础设施是一个由自然区域和其他开放空间相互联系的网络。在城市空间极为有限的情况下,如何有效构建城市绿色基础设施网络并识别那些具关键性景观生态功能的网络要素显得极为重要。为了给城市绿色基础设施网络的建设和管理提供新的建模与分析理念,以快速城市化的南京市浦口区为例,采用MSPA方法并结合景观连通性指数,遴选出了对维持景观连通性贡献最大的生境斑块作为绿色基础设施网络的网络中心,进而采用最小路径方法构建了研究区潜在的绿色基础设施网络,并尝试利用空间句法分析,基于结构优化视角对绿色基础设施网络进行优先级的识别,从而使绿色基础设施网络的构建更科学。研究结果可为快速城市化地区绿色基础设施网络的构建提供一种研究思路与方法,对绿色基础设施网络要素的优先级评价也具有一定的借鉴意义。     

斑块面积对城市绿地降温效应的影响研究进展

在气候变化和快速城市化的双重影响下,全球城市面临日益加剧的热岛效应。绿地能够有效改善城市热环境。城市土地资源紧缺,优化绿地布局,使有限面积的绿地发挥更大的降温效果具有重要的理论意义和实践价值。其中,如何设置绿地斑块大小则是优化绿地布局的首要考虑因素之一。从斑块和景观的尺度总结了现有绿地斑块大小对其降温效应影响的研究进展,结果表明：1）在斑块尺度,随着绿地斑块面积增加,绿地的降温效应相应增加,但增加的趋势为非线性变化,表现为温度随绿地斑块面积的增加先下降,后趋于平稳,表明可能存在降温效率（单位面积绿地降温能力）最强的斑块大小;2）在景观尺度,绿地斑块大小在空间上的配置对热环境的影响研究结果存在差异,尚无一致性定论。基于已有研究,本文指出了现有绿地斑块大小对其降温效应影响研究中的问题与不足：1）主要关注绿地斑块大小与温度的统计关系,缺乏对其具体影响过程和内在机制的深入探讨;2）更多关注地表温度,而对与人体舒适度和健康直接相关的其他热环境指标的研究较少;3）研究中缺少对城市中数量巨大,分布最广的小型绿地斑块的考量。未来的研究应加强从遮阴和蒸腾等降温过程深入解析绿地斑块大小对热环境影响的内在机理机制,从降温效率的角度,探讨是否存在最优的斑块大小,并进一步探讨绿地周围建筑环境对绿地斑块大小与其降温效应关系的影响,为优化城市绿地分布,改善城市热环境提供科学依据。     

基于城市空气调节的区域绿色基础设施识别研究

在中国城市高密度开发的用地模式下,依靠城市内部的有限绿地很难达到空气净化的自平衡。城市周边的绿地、水体等绿色基础设施在提供清洁空气、消解空气污染物、调节城市气候中发挥着重要作用。论文从调节城市空气质量的视角切入,以哈尔滨为研究案例,以ArcGIS为数据分析平台,提出市域尺度下城市绿色基础设施识别的方法：1）空间单元识别：以局地环流理论为依据,根据地表覆盖与植被类型数据,识别出绿色基础设施的3类空间单元;2）城市风场分析：通过对一年四季典型月份的气象统计和基于风环境模拟软件CALMET的风场模拟,得到哈尔滨的典型月份风环境图;3）空间体系表达：根据城市风环境图,分析绿色基础设施在调节城市空气中发挥的作用,得到GI的空气调节空间分布体系。研究成果可以作为编制城市绿地系统规划和制订区域生态绿地保护策略的依据,并在城市风环境分析、城市风道规划等领域得到进一步应用。     

中小城镇绿色空间评价与格局优化——以山东省即墨市为例

目前引导城市空间合理发展已成为城市研究热点之一。绿色空间具有生命支撑、生态调节与环境保护等多重功能,是城市空间生态调控和可持续发展的基础。为指导快速城市化时期我国中小城镇空间的健康发展,选择山东省即墨市为研究区,以绿色空间类型与功能为切入点,综合运用生态适宜性、敏感性和连通度评价等景观生态学理论与方法,借助GIS技术,探索中小城镇绿色空间评价与格局优化方法,并以此对城镇空间总体布局进行调控。研究结果表明,基于景观生态评价的城市绿色空间格局优化,能够提供城镇发展的生态管制刚性区和引导发展弹性区,是指导城市空间理性发展的一条有效途径。     

绿色空间格局变化及其驱动机理——以南京都市区为例

随着城镇化进程不断推进,绿色空间在生态环境维护和生活品质提升等方面作用逐渐凸显,对区域绿色、协调、可持续发展具有重要意义。以2000-2015年土地利用类型数据为基础,运用空间分析方法,揭示南京市绿色空间格局变化的特征与规律,并从经济驱动、政府调控、社会生长力等方面构建计量经济学模型解析其演变机理。结果显示：南京都市区绿色空间集中分布在远郊区与近郊区,中心城区少量零散分布,具有明显的空间梯度特征;总体规模呈减少趋势,近郊区减少最为剧烈,远郊区次之,主要以副城、新城的边缘式蚕食、中心城区及副城内吞式收缩为主,少量的新城穿孔式收缩和廊道式切割为辅。绿色空间格局变化受多种因素的共同驱动影响,产业发展、经济增长等经济驱动力是绿色空间减少的主导作用力,需求意愿等社会生长力的作用相对并不显著,而规划政策与公共投资等政府调控反而对绿色空间保护与建设具有一定正向作用。     

城市绿色空间格局的定量化方法研究进展

城市绿色空间格局的变化是影响城市生态系统社会、经济与生态功能的重要因素.在分析城市绿地数量和结构时空动态变化的基础上,重点综述了城市绿地斑块和廊道连接的景观格局指数法和网络分析方法,探讨了城市绿地与居住用地的空间交互作用以及可达性分析方法,比较了城市绿地沿城乡分布的梯度分析方法.并总结了城市绿色空间格局研究的热点领域,包括城市绿色空间格局的空间显式表征和多尺度分析,以及格局的定量研究与规划的结合,并应用于生态系统服务的评价.     

供需平衡视角下的城市公园绿地空间公平性分析——以深圳市福田区为例

城市公园绿地是城市重要的生态功能景观,其空间分布的合理性对生态环境的改善及人们的日常生活质量都有一定影响.在城市基础设施配置供需平衡理念的背景下,本文基于城市公园绿地空间公平性评价的理论框架,采用一种基于重力模型的评价方法,以公园绿地的服务能力和各居住区人口数目分别度量供给能力和需求水平.以深圳市福田区为研究区,使用GIS网络分析技术和层次分析法,并在评价中考虑“边界效应”,从居住区的视角对深圳市福田区不同等级的公园绿地分布的空间公平性进行定量评价,进而提出了公园绿地空间配置的优化建议.结果表明: 福田区公园绿地总体公平性较差,其中,社区公园的公平性最差,区域性公园次之,郊野生态公园在部分区域公平性较好;综合各类公园的公平性评价结果,福田区约50%的区域可达到供需平衡,其他区域则均供给不足;福田区的公园绿地系统规划要从绿化率、空间配置及道路交通系统等方面进行改善,重点关注小尺度的公园配置数目,满足社区内的居民日常游憩需求.“边界效应”会对公平性评价结果造成一定影响,位于研究区边缘的居住区可以享受到居住区外的公园绿地服务,同时边界外的居住区也会共享区域内的绿地资源.     

顾及屋顶绿化的城市三维生态网络构建——以南京市中心城区为例

屋顶绿化作为一种新型绿色基础设施与基于自然的解决方案,已成为提升城市生态韧性与维持生物多样性的重要生态路径。然而,目前城市生态网络研究多关注二维的地面生态空间,而顾及屋顶绿化的三维生态网络构建研究尚不多见。以南京市中心城区为例,基于LiDAR、高分辨率遥感及建筑属性等多源数据,采用多因子叠置与电路理论等方法,构建了顾及屋顶绿化的城市三维生态网络整合分析框架：即采用多因子叠置方法,从建筑高度、屋面坡度、建筑年代、历史文化属性四个方面分析了屋顶绿化建设的适宜性;其次,结合建筑与植被三维结构特征数据,采用电路理论构建了有无屋顶绿化两种情景下的生态网络;最后,通过比较生态廊道数量、长度、平均阻力等指标分析了屋顶绿化对城市三维生态网络结果的潜在影响。研究结果表明：1）研究区有46.59%的屋顶适宜进行绿化,表明屋顶绿化具有很大的发展潜力。2）顾及屋顶绿化的生态廊道数量由205条增加到209条,生态网络总长度增加,单位长度阻力值减小,表明屋顶绿化能够显著提高城市生态空间的景观连通性、增加生态廊道密度,为高流动性生物提供重要的栖息地和垫脚石。3）屋顶绿化对城市生态网络优化的作用存在显著的空间差异,在城市中心区的优化作用最大,工业区次之,在生态良好片区优化作用较小。研究结果可为实现城市高密度区域地面生态空间与屋顶绿化空间的整合分析与统筹规划提供决策参考。