快速城市化地区景观可达性及其对林地的影响 ——以深圳市宝安区为例

以深圳市宝安区为工作区,利用基于1988,2003年期间的3景TM卫星影像数据得到的景观分类制图和DEM、道路等GIS数据,通过构建一个涵盖高程、道路和建设用地密度影响的综合可达性评估指数,研究了工作区内景观可达性动态特征及其对林地植被变化的影响。结果表明：（1）研究时段内工作区景观整体可达性程度显著提高,低水平可达性区域面积比重显著下降,中、高水平可达性区域面积比重普遍提高;（2）全区林地面积比重下降了10％以上,低水平可达性区域内林地比重受建设用地扩张影响持续下降,中、高水平可达性区间的林地面积比重则因城市生态建设工作逐步受到重视而呈先降后升的变化格局,表明快速城市化地区林地动态变化不仅受道路、高程及建设用地扩展影响,政府政策性调控也起到了重要的作用。     

基于空间扩张互侵过程的土地生态安全动态评价——以(中国)苏锡常地区为例

从景观单元水平过程出发,通过采用生态用地和建设用地两种不同源空间扩张互侵过程的方法,提出了以分区形式的土地生态安全动态评价方法。以快速城市化苏锡常地区为研究区域,分别以生态系统服务价值高的水域和林地及建设用地现状为扩张源,生态系统服务价值和生态风险值为阻力赋值依据,在模拟不同生态安全格局水平和城市发展模式的基础上测算互侵结果并进行区划。结果表明:1)不同城市发展模式下建设用地空间扩张随生态用地从底线到满意到理想水平变化呈空间集聚收敛趋势;生态用地呈似圈层状空间集聚趋势。2)城市发展模式对土地生态安全水平具有显著影响;高等级源优先发展模式下土地资源利用更集约。3)将研究区划分为生态核心区(面积占比35.27%)、生态安全区(29.07%)、缓冲区(7.76%)及建设区(27.90%),提出相应土地用途管制措施。探讨了新方法不足和未来研究方向。     

大城市城乡耦合地域空间演变及其景观格局——以无锡市为例

基于城乡耦合关系,选择无锡市城市化地域过程和空间范围动态变化显著的城乡耦合地域作为研究实体,综合RS、GIS及景观生态学分析方法,确定1984～2008年5个时段城乡耦合地域范围,并揭示其动态演变过程.在此基础上,研究不同时期城乡耦合地域范围内景观生态格局及其响应变化.结果表明,快速城市化地区城市连续建成区的扩张导致耦合地域同幅扩展;耦合地域内建设用地比例随着耦合地域向外推移和扩展而持续增加,并且其内部的主要建设用地斑块结构稳定性呈现先降后升的特征;耦合地域空间演变引起各类型景观格局密度指数相应变化,建设用地景观增加导致生态景观整体趋于破碎化;而耕地景观相邻边界的主导地位在快速丧失的同时建设用地相邻边界主导地位不断增强,以边界镶嵌度EPD表征的景观交错分布程度不断提高.     

深圳市1988—2007年间湿地景观动态变化及成因分析

城市湿地是城市生态安全体系构成的重要组成部分。以深圳地区为工作区,利用多时段遥感资料和土地利用变更调查数据,进行1988—2007年期间工作区内湿地景观动态变化特征分析,探讨快速城市化背景下湿地景观动态变化的成因。结果表明,研究时段内深圳市湿地总面积损失了35.7%,不同湿地类型及不同行政单元内湿地的动态变化表现出明显差异。建设用地扩张是工作区内湿地损失的主要原因并且其影响表现为一种非均匀过程;功能差异是导致不同湿地类型之间动态变化差异的主要成因;区域社会经济和自然环境条件差异是导致不同行政单元之间湿地动态变化差异的主要影响因素。     

20世纪90年代以来中国生态空间演化的时空格局和梯度效应

改革开放以来中国经济和城市化的快速发展促使生产和生活空间挤占大量生态空间,系统认识和评估我国生态空间演化的宏观格局和过程对于生态文明建设具有重要的理论和现实意义。为揭示全国生态空间变化的时空过程,在对生态空间内涵进行界定的基础上,结合全国尺度时序土地利用数据构建生态空间分类体系,并评估1990—2015年中国生态空间演化特征。结果表明:1990—2015年中国生态用地面积持续减少,主要向半生态用地转变,发生在重要的粮食生产区域及周边;半生态用地面积波动明显,前期主要表现为不断扩张,后期大量转换为弱生态用地,发生在主要城市群地区;弱生态用地持续扩张,与城镇化进程不断加速相关。中国生态空间演变过程表现出一定的区域差异和梯度效应,不同区域生态空间变化发生的拐点时间有所不同,呈现"自东向西、由南到北"的3级梯度特征,区域生态空间状况与经济发展战略及生态空间管控具有较强的相关性。本研究对于国家生态空间管控近远期战略方案制订具有一定启示,建议处于不同梯度的各地区应基于区域生态空间演化所处阶段和不同驱动机制,确定分区域生态空间安全红线目标和生态空间管控方案。     

快速城市化地区建设用地沿城市化梯度的扩张特征——以南昌地区为例

在利用遥感资料进行了多时段建设用地制图的基础上 ,对江西省南昌地区自 1988年以来 ,在城市化梯度上的建设用地增长过程和行为特征进行了研究。结果显示 ,研究时段内工作区内的建设用地在不同城市化指数区间的分布差异逐步增加 ,并形成了城市核心区和农村地区两个绝对量分布中心。建设用地斑块的扩张过程可以明显地分成外围增长、合并增长和独立增长 3种模式 ,其峰值分布区间分别位于城市化指数为 0 .6～ 0 .7、0 .3～ 0 .4和 <0 .2的区间 ,即上述 3种增长模式分别是城市核心区、城乡过渡带地区和农村地区的代表性建设用地增长过程。比较不同增长模式的贡献率和影响范围发现 ,外围增长模式和合并增长模式是工作区内两种主要的建设用地增长过程 ,并且对城市化指数较低的农村地区建设用地增长的贡献率亦高于该区域代表性的独立增长过程。     

京津冀地区城市化对植被覆盖度及景观格局的影响

定量研究了2000—2010年,京津冀地区植被覆盖度及其景观格局的动态变化,揭示了城市化进程对植被景观的干扰过程及生态质量的影响。结果表明:(1)2000—2010年,城市化进程显著是京津冀城市群土地变化的一大特点,人工表面面积从2000年的1.79×10~4km~2增加至2.16×10~4km~2,增幅高达21.16%;(2)京津冀平均植被覆盖度呈增加趋势但不显著(P=0.46),存在明显的时空动态差异。在覆盖度结构上形成了以中低和中植被覆盖度为主导的格局;(3)从景观空间格局变化来看,中低、高覆盖度区域植被景观更加破碎,而低、中等覆盖度区域的植被面积增加,景观破碎度减小;尤其是低植被覆盖度为主的城市区域,景观格局变化幅度大,表现为绿地面积有所增加,景观破碎化程度降低,生态质量有所改善;(4)在整个研究区范围,城市化对区域植被覆盖度存在负面影响,表现为城市化程度与区域平均植被覆盖度存在负相关(P=0.08);但是在低植被覆盖度的区域(主要为城市区域),城市化程度与植被覆盖面积呈显著正相关(P0.001),表明城市区域在城市化进程中植被覆盖面积有所提高,生态质量有所改善,与城市化过程中,日益重视城市绿地的建设有关。     

快速城市化背景下广西典型城市景观空间格局动态比较研究

随着城市化的快速发展与城市规模日益扩张,城市景观空间结构不断地被人为改变着,不合理的景观空间格局既削弱了区域的经济和社会发展功能,影响着城市生态环境质量的不断提高,也进一步制约着城市的可持续发展进程。以广西3座典型中心城市——南宁、柳州和桂林市为研究对象,利用6景Landsat5 TM和Landsat8 OLI/TIRS影像数据,通过遥感影像分类技术提取研究区的土地利用景观信息,对典型城市1990—2015年的景观空间格局特征与生态过程进行对比分析,旨在揭示快速城市化阶段重点城市核心景观要素的时空演化规律。结果表明:(1)在城市化进程加快的背景下,广西各典型城市的景观空间格局均发生了剧烈的变化。受人为影响强烈的土地利用景观类型变动最为显著,建设用地景观的不断扩张与耕地、林地景观的缩减是城市化发展的基本特征。(2)在水平空间上,城市建筑景观逐渐由核心圈层向外围圈层扩展,外围区的自然景观受人工干扰强度加大,景观类型逐渐丰富,但破碎化程度加剧。(3)在垂直空间上,城市景观类型呈现较显著的海拔分异特征,中、低海拔区是城镇化最集中的地带,建设用地的景观优势度增长最为显著。高海拔区因但受城市扩张与农业开发活动的胁迫,自然景观的优势度与团聚性呈下降趋势。(4)从城市功能定位来看,南宁、柳州和桂林市作为广西3座不同功能类型的中心城市,它们在区域社会经济发展方面起到重要的辐射和引领作用。该研究为科学开展城市景观规划、实施城市生态环境管理和推进广西城市化健康有序发展提供参考依据。     

建设用地扩张对区域文化景观时空演变的影响——以广东省韩江三角洲为例

文化景观是自然和人文因素复合作用下产生并随人类行为而不断变化的产物,探索建设用地扩张对文化景观造成的影响是理解人类活动干预文化景观形式内涵、价值特征的关键。本研究对韩江三角洲文化景观进行分类,并运用景观指数定量描述1980—2018年该地区文化景观时空演变特征,最后,通过空间面板计量模型分析建设用地扩张对文化景观的空间效应。结果表明: 在区域层面共识别出7种文化景观类型。1980—2000年,研究区文化景观格局变化较大,破碎度上升、不规则程度加深、多样性增强。区域建设用地面积占比由14.8%提升至29.9%,建设用地扩张速度以2000年为分界点,这与文化景观变化时序吻合。建设用地扩张与文化景观变化之间存在空间依赖性。随着建设用地扩张,沿海区沙堤沼泽处的蔓延集聚型城镇景观成为优势类型,洪泛低地、潟湖低地处的历史村镇与湿地水田面临消亡。建设用地不仅影响本地景观格局,对邻近地区也具有空间溢出效应。建设用地扩张使同一类型景观的斑块融合程度提高,景观集聚效应加强;使不同类型景观斑块间的蔓延度降低,不规则性增加,趋于破碎化。研究结果可为韩江三角洲区域的人文历史传承、生态格局优化提供参考。     

深圳市大鹏半岛土地利用变化对植被覆盖动态的影响

城市化背景下的植被覆盖动态研究对于区域生态保护工作具有重要的指导意义.利用深圳市1995-2007年的遥感数据以及1996和2007年土地变更调查资料,基于归一化植被指数轨迹追踪分析和叠图代数计算方法,对大鹏半岛植被覆盖动态类型及其空间分异、土地利用变化结构和格局特征以及土地利用变化与植被覆盖动态之间的响应关系进行研究.结果表明：1995-2007年,研究区65%的地区植被覆盖发生显著改变,植被覆盖状况总体趋于好转;城市化和商品农业发展是该区土地利用动态变化的主要成因,研究时段内31%的地表发生了用地功能转变;土地利用变化是区内植被覆盖发生改变的重要成因之一,约35%的植被覆盖出现退降过程区域与土地功能转变有关;55%的用地功能转变区域因机械干扰导致植被覆盖退化,但至研究期末,大多数退化区域已经进入植被覆盖显著改善阶段.     

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...     

快速城镇化过程中的城市蔓延与生态保护冲突空间识别与量化评估——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

如何解决社会经济发展与生态环境保护之间的矛盾是实现区域和城市可持续发展的首要问题,表现在空间上就是城市无序蔓延与生态环境保护用地的冲突,本质上是建成区与非建成区的生态系统之间的冲突。以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,基于自然环境因子和社会经济因子构建城市蔓延风险空间量化评估模型,得到城市蔓延风险空间分布并提取城市蔓延严重风险区;利用生态侵蚀度指数识别评估生态保护压力空间并提取生态保护压力高值区。根据城市蔓延严重风险区与生态保护压力高值区的重合空间,对城市无序蔓延与生态保护的冲突程度进行分析,进而探讨快速城镇化发展过程中二者的协调关系,为城市国土空间规划与区域生态保护决策提供科技支撑。长三角生态绿色一体化发展示范区案例研究结果表明:(1)城市蔓延的严重风险区与生态保护压力高值区的重合面积达到583.83km~2;其中较高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为311.73km~2,冲突度为53.39%;高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为47.70 km~2,冲突度为8.17%。(2)示范区内各类生态系统中,耕地生态系统受城市蔓延冲突程度均为最高,其在较高和高风险区的占比分别为91.58%、8...     

Forest and the city: A multivariate analysis of peri-urban forest land cover patterns in 283 European metropolitan areas

Heterogeneous definitions of urban areas and poorly homogenized forest data at the country scale have hampered the comparative assessment of peri-urban forest structure in developed countries. The present study investigates selected landscape characteristics of peri-urban forests in 283 metropolitan areas in Europe controlling for the role of the local context and regional suburbanization trends. Using landscape metrics derived from Urban Atlas maps (a Copernicus/GMES initiative providing a comprehensive land-use assessment of European cities >100,000 inhabitants), significant differences in peri-urban forest structure were detected under five European regions. Specific class metrics (percent forest area, mean patch size, perimeter-to-area ratio) were correlated with urban morphology, landscape and territorial indicators. On average, forest cover is larger in northern and southern European metropolitan areas. Forest patch size increases from western to eastern Europe, with more regular patch shapes in central and eastern regions and less regular shapes in the rest of Europe. Forest class area increases with the area of discontinuous, medium-density settlements. Forest patch size increases with the average patch size of discontinuous dense urban fabric. Our evidence outlines a ‘sprawl model' shaping fringe landscapes characterized by discontinuous urban settlements mixed with fragmented – but possibly well protected – forest patches.     

基于修正的转移概率方法进行城市景观动态研究——以南昌市区为例

利用南昌市1988～2000年期间5个时段的TM卫星影像数据编制了景观组分类型图,并通过叠图分析统计了全部组分类型在4个比较时段的转移概率矩阵。在此基础上构建了组分转入、转出贡献率和特定转移过程贡献率等3个动态分析参数,对南昌市的景观动态变化特征和驱动机制进行了研究。结果显示,城市化引发的建设用地规模急剧膨胀是工作区内景观结构在研究时段内急剧调整的主要原因;农业经营的稳定性需要作为一种重要驱动因素,在农业用地大量流失的同时,使其它景观组分向农田转移成为优势性转移过程类型;地形和水文变化对于林地和水体等组分变化具有次要约束性影响,但对于一些特定优势转移过程的出现则具有决定性作用。研究结果还证实了所提出的3种基于组分转移概率矩阵的量化参数在景观动态变化特征和驱动机制研究中的合理性和有效性。     

基于生态适宜与风险控制的城市新区增长边界划定——以济宁市太白湖新区为例

城市增长边界通过充分考虑地区生态约束条件,可以有效控制城市无序蔓延,是统筹区域生态保护与城市开发建设的重要规划理念.如何通过生态本底条件确定城市建设开发的优先位置、规避建设开发生态风险一直是城市增长边界划定的核心内容.本研究以济宁市太白湖新区为例,引入有序加权平均算法完成生态适宜性评价结果的情景识别,并借助地表温度反演、雨洪淹没模型等算法进行生态风险空间识别.适宜性评价结果表明: 适宜建设区占太白湖新区全境面积的25.3%,不宜建设区占20.4%,其余区域为限制建设区.规避风险控制区域后,弹性城市增长边界在近期共占地2975 hm²,在远期占地6754 hm²,而最终刚性城市增长边界共占地9405 hm².作为一种新的方法,生态适宜性情景算法和风险情景模拟的应用可以为城市增长边界识别提供更有效的定量支撑.     

基于地理模型与优化的城市扩张与生态保护二元空间协调优化

协调城市扩张与生态敏感区保护之间的矛盾是当前我国新型城镇化建设中的一项重要任务,但基于传统供需平衡模式或历史惯性驱动模拟的城市规划布局可能导致一系列潜在的生态环境问题。根据城市发展具有历史惯性驱动和空间规划引导的双重特性,提出将地理模拟与优化(Geographical Simulation and Optimization Systems,简写为GeoSOS)等复杂GIS空间分析技术引入规划决策分析。通过利用最小累积阻力模型获取生态敏感区保护压力格局,并利用元胞自动机模型进行城市扩张模拟,分析城市惯性扩张模式对生态敏感区的潜在影响;然后根据生态敏感区保护和城市空间扩张的协调性发展目标进行生态适宜性评价,进而利用蚁群智能空间优化配置模型产生一种优化的城市空间布局方案。研究以我国珠江三角洲地区的广州市为案例,详细分析了基于GeoSOS的城市扩张与生态保护的协调决策过程。结果表明,整合了城市发展惯性与生态敏感区保护双重目标的空间优化布局方案,比单纯基于地理模拟进行规划布局更符合生态型城市建设需求,研究所提出的城市与生态二元空间协调分析框架可为城市规划提供可靠的定量决策支撑。     

城市生态景观建设的指导原则和评价指标

在人口膨胀和快速城市化的全球化背景下,构建人与自然和谐的生态景观是城市景观规划和设计的基本美学观和价值观.缺乏统一的指导原则和评价标准使得城市生态景观建设出现了很多问题,也限制了生态景观的进一步推广和实践.基于文献调研和专家咨询的方式,归纳了城市生态景观的基本内涵和指导原则,并提出了针对性的评价指标.通过问卷调查的方式,获取了170余份有效问卷,据此分析公众对城市生态景观的理解和需求.可以依据该结果为城市生态景观的定量评价提供初步的权重值,为进一步完善生态景观建设的理论和方法提供了参考和依据.     

国内外主要湾区生态系统特征、修复理论与技术模式

通过总结粤港澳大湾区、东京湾区和旧金山湾区等国内外主要湾区的生态系统特征、生态修复理论和实践研究进展,在辨析生态修复概念内涵的基础上,基于Meta-Analysis及综合分析方法,分析了生态系统退化机制及驱动因子,归纳总结湾区生态修复的主要理论基础、技术模式及案例。结果表明:(1)国内外三大主要湾区的生态系统特征为森林占比最高,其次是农田和草地占比,城镇占比第三。森林一般分布在湾区外围,城镇分布在湾区内核河口三角洲附近。(2)湾区生态修复理论包括以恢复生态学、景观生态学和复合生态系统生态学为基础的三种修复理论,生态修复的类别分为补救修复、改善修复、生态恢复和复垦等。(3)湾区生态修复技术模式包括主动修复、被动修复和重建等三类技术模式。在总结梳理生态修复理论和技术模式的基础上,结合当前国内生态修复存在问题,本文提出我国和广东省开展生态修复实践的建议和展望,以期为粤港澳大湾区生态修复提供一定的理论指导。     

Biodiversity conservation in a fast-growing metropolitan area in China: a case study of plant diversity in Beijing

As the capital of China, Beijing has experienced extensive urbanization in the past two decades. To explore the effect of urbanization on plant diversity, we investigated the vascular plant diversity of the whole Beijing Municipality in three different functional (urban, suburban and exurban) regions. For its geo-diversity, Beijing has a rather abundant vascular plant diversity (2,276 species), including 207 species of conservation concern such as endemic, threatened and protected species. The exurban region had not only the highest species diversity (1,998 species), but also the most species of conservation concern (194 species). Urban region possessed the maximum alien species in terms of both absolute number and proportional representation, while the suburban region had the least species diversity (1,026 species). Some problems, such as wetland shrink and biological invasions, were common in the whole Beijing Municipality. However, primary threats to biodiversity differed in the three functional regions. The urban and suburban regions mainly suffered from habitat loss and fragmentation due to urban sprawl, while the exurban region faced serious ecosystem degradation from increasing disturbance from both local and urban people. Based on our investigation, we put forward conservation strategies for the three regions: improving the structure and ecological function of green spaces in urban region, preserving as much remnant natural habitats in the suburban region, and restricting the rural tourism and establishing a biosphere reserve in the exurban region. In addition, improving public education and orientating that more to social aspects of conservation practice is strongly recommended.     

城市地域生态调控的空间途径——以深圳市为例

城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障。景观生态学主要研究地表各种景观空间格局与生态过程及其相互作用,其原理和规律为在实践中通过优化景观格局,提高生态系统稳定性提供了理论框架。以深圳市为例,尝试综合运用生态敏感性与适宜性分析和景观格局整体优化的方法,通过对生态系统的格局分析与问题诊断,构建合理、稳定的生态系统结构,保障生态系统服务功能的正常发挥。案例研究将深圳市域的整体生态结构分为自然生态空间、城镇发展空间和生态廊道3部分。城镇发展空间具有文化支持的生态功能,自然生态空间具有环境服务和生物生产的生态功能;生态廊道主要起到加强生态联系,提高生态系统稳定性,并防止城市发展空间无序蔓延的功能。城镇景观斑块镶嵌于自然生态景观基质中,并通过多种类型的生态廊道相连,形成区域生态系统的良性循环。案例研究表明,景观生态规划方法的综合应用,可以将景观生态学原理和规律比较合理的运用于实践。