吕梁地区生态环境质量与经济贫困的空间耦合特征

保持贫困地区生态环境与经济发展的基本平衡是新时期扶贫开发的重要战略之一.本文以国家连片特困区——吕梁片区20县及其周边36县为多类型、多尺度典型研究区,研究连片特困区生态环境质量与经济贫困之间的关系.首先系统建立该地区生态贫困角度下的指标体系,利用主客观一体化赋权法评价自然环境视角下的生态环境质量;然后与各县人均可支配收入进行耦合,计算耦合协调度;最后分别在片区-省-市-县尺度上对其耦合特征进行空间分异分析.结果表明:研究区整体耦合协调度的空间自相关系数较高,东部耦合协调度高于西部;山西省境内研究区整体耦合协调度稍高于陕西省境内研究区;国家级贫困县整体呈现衰退失调,协调发展程度远低于非国家级贫困县.     

中国贫困地区生态环境脆弱性与经济贫困的耦合关系——基于连片特困区714个贫困县的实证分析

保持生态环境与经济建设的协调发展是新阶段国家扶贫开发的重要策略之一.本文以扶贫开发“新纲要”中规划的14个连片特困区714个贫困县为例,基于敏感性-恢复力-压力度(SRP)的概念模型,构建生态脆弱性评价指标体系,从社会、经济两方面构建了县级尺度上的经济贫困评价指标体系,在此基础上,设计了连片特困区生态环境脆弱与经济贫困耦合模型,对研究区生态脆弱性与经济贫困进行了耦合协调度分析.结果表明: “胡焕庸线”能够很好地刻画连片特困区生态环境脆弱性、经济贫困以及两者耦合协调度的空间分布特征,在扶贫开发过程中,应充分考虑“胡焕庸线”对于我国贫困东西格局划分和减贫的影响;连片特困区脆弱生态环境与经济贫困共生共存,应该充分考虑贫困地区生态环境保护的战略意义,通过保护地区生态环境来达到减少经济贫困的目的;研究区一半左右的县市为衰退失调型,且两者不能做到同步发展.     

生态贫困视角下的贫困县多维贫困综合度量

作为国家扶贫开发决策实施的重要单元,贫困县贫困程度及其致贫原因的识别和评估是国家“精准扶贫”战略实施的前提和保障.本文从生态贫困的视角,设计了顾及自然环境-经济-社会可持续协调发展的县级别多维贫困度量指标体系,构建基于贫困指数-最小方差模型(PI-MVM)的县级多维贫困度量模型,以6个连片特困区的249个县为典型研究区,系统揭示片区-县级层面上的贫困程度、致贫原因及其空间分布特征.结果显示: 各片区的综合贫困程度由北向南逐渐加重,各片区县存在“从北向南、从东到西,贫困程度逐渐加重”的趋势;乌蒙片区西部、秦巴片区西北部各县贫困程度的高-高聚集现象突出;秦巴中南部以及乌蒙片区受自然环境因素影响较大,贫困程度较深.一般致贫型片区县较多,主导致贫型片区县聚集在贫困程度较低的片区;经济因素对贫困的缓解作用逐渐下降,自然环境、社会发展因素的影响逐渐明显.研究结果可以更加精准地全面把握贫困县的贫困区划特征,为指导研究区早日脱贫提供辅助决策技术支撑.     

生态环境脆弱性与多维贫困的耦合关系——基于广西河池市1586个贫困村的实证分析

探索精细尺度上生态环境与区域综合贫困之间的关联性以及两者互动机理,是实现精准脱贫和乡村振兴背景下资源环境与社会经济绿色可持续发展的重要前提和保障.本文通过分别建立生态脆弱性和多维贫困评价模型体系,并结合耦合协调度模型,系统全面地揭示了生态环境脆弱性与多维贫困之间的协调发展关系.对研究区1586个行政村的测试结果表明:研究区生态环境高脆弱区主要分布在东南部;多维贫困状况从西北向东南呈现递增趋势,空间分布上均呈现“整体分散、局部聚集”的格局.在协调发展区,生态环境脆弱度与多维贫困程度的耦合度较高,两者呈显著正相关关系;在衰退失调区,生态环境脆弱度与多维贫困程度的耦合度较低,两者呈显著的负相关关系,说明生态环境质量改善和多维减贫发展不同步.生态环境脆弱性与多维贫困之间存在密切的复杂关系,扶贫开发的同时应重视生态环境保护,防止陷入生态贫困陷阱.     

虑及生态环境的十四片区贫困县多维贫困度量

贫困县监测作为新阶段国家扶贫战略格局的重要组成部分,也是国家“精准扶贫”战略实施的前提和保障.本研究充分考虑片区内脆弱生态环境与经济贫困的共生共存关系,以全国14个集中连片特困区内的724个县为研究区,设计体现经济状态(贫困表象)、社会状态(生活保障能力)和生态环境状态(区域发展潜在能力)的县级多维贫困度量指标体系,多尺度多角度分析贫困县的贫困程度、贫困类型、致贫原因及其空间分布特征.结果表明: 研究区内各县贫困程度为较低贫困和中度贫困多、低度贫困和高度贫困少的 “橄榄型”分布结构;空间上表现为西高东低的“阶梯状”异质性格局,同时存在不同量级、“星点”式贫困核心,贫困县多维贫困存在较强的全局空间依赖性,局部呈现为高-高与低-低集中式分布、高-低与低-高离散分布;胡焕庸线两侧的贫困分布特征差异明显;七因素综合型贫困县数量最多,区位优势、地形条件、扶贫绩效等是影响减贫发展的显著性因素,生态环境恶化、自然禀赋恶劣所导致的生态贫困已经成为我国大部分地区贫困的区域性特征.     

基于熵值法的武陵山片区生态经济发展状况评价

生态经济评价对于武陵山片区构建生态环境保护长效机制具有重要影响。在已有研究成果的基础上, 通过构建生态经济发展评价指标体系, 运用熵值法确定指标权重, 对湖南省武陵山片区的25 个县(市, 区)的生态经济发展状况进行综合评价。分析湖南武陵山片区部分县(市, 区)生态经济发展目前存在的问题, 评价结果显示所选区域生态经济发展不平衡, 生态经济由中心城市向四周逐渐减弱, 生态经济发展受旅游业影响较大等。根据这一现状, 从完善绿色GDP 政绩评价体系, 生态补偿机制和加强生态产业发展等方面提出了一些对策建议。     

甘肃省脆弱生态环境与贫困的耦合关系

保持生态环境与经济建设的协调发展是新阶段国家扶贫开发的重要策略之一。以甘肃省为例,运用系统耦合协调度理论,构建双系统发展多指标综合评价体系,对研究区2000—2014年脆弱生态环境与贫困评价得分、两者耦合协调度及时空分异进行测度和分析。结果表明:从时序角度看,甘肃省脆弱生态环境和贫困耦合协调度整体呈上升状态,受政策调整等因素的影响呈现低水平耦合协调、耦合协调度增长、高水平耦合协调生态环境滞后3个不同阶段;从空间分异角度看,甘肃省脆弱生态环境和贫困耦合协调度由东南向西北递增,耦合协调度空间分布不均衡,脆弱生态环境与贫困共生共存,需充分重视和保护贫困地区生态环境。     

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...     

黄土高原生态与经济系统耦合协调发展状况

在借助系统科学理论建立黄土高原生态与经济系统协调发展耦合模型基础上,提出了黄土高原生态与经济系统耦合发展的评判标准和基本类型,并对黄土高原各县域生态与经济系统协调发展状况进行了研究.结果表明：黄土高原生态经济系统之间的相互作用可分为严重失调发展、轻度失调发展、低水平协调发展、高水平良好协调发展4个阶段,在不同的发展阶段又存在着损益-拮抗-磨合-主导-同步发展的循环往复过程;黄土高原生态与经济系统耦合发展度整体上处于较低水平,其中62.7%的县域处于严重失调发展阶段,30.1%的县域处于轻度失调发展阶段,7.1%的县域处于低水平协调发展阶段.基于耦合模型所建立的协调耦合度,能够较好地反映黄土高原经济社会与生态环境之间的交互胁迫耦合发展状况.正确认识黄土高原生态与经济系统耦合规律,采取适当的发展模式,对于促进黄土高原县域生态与经济协调发展具有重大意义.     

赣南地区农业生态经济系统耦合态势的时空演变

赣南地区地处南方丘陵山地区域,是重要的生态功能区,其农业经济发展与生态功能保护的关系备受关注。促进农业生态经济系统的耦合协调发展,是赣南地区可持续发展的重要内容。利用2000-2015年赣州市各县（市）统计年鉴数据及遥感数据,构建了基于耦合协调度模型的区域农业生态经济系统的评价指标体系,开展时间和空间尺度上的农业生态经济系统的耦合协调发展研究。结果表明：（1）在时间尺度上,农业生态系统变化不大,在空间尺度上县（市）之间因自然条件的不同略有差异;农业经济综合评价值在2000-2015年之间有较大的增长,且不同县（市）间存在差异,农业经济系统的相对滞后是限制农业生态经济系统不能协同发展的原因。（2）耦合度和耦合协调度随时间而增长,大部分县（市）的耦合度经历了从中度耦合、高度耦合、再到极度耦合的过程,其中极度耦合的占比从2000年的0%提升到2015年的94%;耦合协调度从基本、中度协调耦合到中度、高度协调耦合,且都呈现以赣县、于都县、兴国县为主的中部较低,而南北部较高的态势。（3）2010年前,大部分县（市）的农业生态经济系统发展类型长期处于农业经济极度滞后状态,随后逐步向农业经济严重滞后过渡。农业生态经济系统耦合态势的分析有助于明晰当地的农业生态经济系统的发展、演变规律,促进农业系统的协调发展。     

陕西省新型城镇化与生态环境协调度研究

城镇化与生态环境之间相互影响、相互促进,两系统间耦合协调状态对于区域绿色可持续发展意义重大。以陕西省2005—2019年数据为例,在构建新型城镇化与生态环境系统评价指标体系的基础上结合耦合协调度模型、相对发展模型及面板向量自回归(PVAR)模型分析新型城镇化系统与生态环境系统间的耦合协调时空规律及互动关系。结果表明：(1)陕西省耦合协调度总体呈现“基本不协调—基本协调—中度协调”的演变规律。(2)各市耦合协调发展状态空间差异明显,2005年、2013年、2019年陕西省10个城市新型城镇化与生态环境耦合协调发展状态存在较大差异性,相对发展状态整体上由新型城镇化滞后状态发展为生态环境滞后状态。(3)脉冲响应图反映出新型城镇化与生态环境两系统间存在明显互动关系,前期生态环境受新型城镇化冲击的负向抑制作用,后期影响逐渐减小,受自身冲击较大,而新型城镇化发展前后期均主要受自身影响。本研究认为新型城镇化发展必须以生态为优先,在提高生态承载力的基础上,加速提升陕西省各区域空间人口等不同维度城镇化发展水平,从而实现高质量可持续的绿色发展目标。     

基于耦合协调度的黄土高原地区NDVI与降水关系的变异诊断

植被是地表生态系统的重要"指示器",在能量交换、水循环、碳循环、生物地球化学循环和维持中发挥着重要作用,降水是影响植被变化的主要气候因子,研究两者之间的作用关系具有重要的意义和价值。利用Mann-Kendall趋势检验法和Hust指数分析了黄土高原地区归一化植被指数（NDVI）的变化趋势,使用相对发展率（RDR）指数和重心转移模型分析了NDVI变化的时空差异,并构建了基于耦合协调度理论和Pettitt检验方法的NDVI与降水关系的变异诊断方法,识别了黄土高原地区NDVI与降水关系的突变点,探讨了降水对NDVI变化的影响以及造成NDVI与降水关系变化的原因。结果表明：（1）黄土高原地区73.49%面积的NDVI在1998-2017年有呈现显著增加趋势（P<0.05）,大部分地区NDVI在未来依旧呈现增加趋势;（2）黄土高原地区丘陵沟壑区与高原沟壑区的NDVI增加幅度大于黄土高原地区整体的增加幅度,而北部风沙区和农灌区以及黄土高原地区边界区域的NDVI增加滞后于区域整体变化;（3） NDVI与降水耦合协调程度逐年增强,两者关系在2006年发生显著突变（P<0.05）;（4） NDVI呈现显著增加区域降水明显高于不显著变化区域（P<0.05）,降水对NDVI变化存在一定影响,在丘陵沟壑区、高原沟壑区北部和东部河谷及土石山区北部NDVI和降水存在显著正相关关系（P<0.05）,然而黄土高原地区大部分区域的降水并不存在显著变化趋势（P>0.05）,因此造成黄土高原地区NDVI与降水关系在2006年发生显著突变的主要原因应该是人类活动（P<0.05）。研究成果有助于进一步理解黄土高原植被变化与降水的相互作用,为黄土高原生态建设和水土流失治理提供一定的科学支撑。     

吉林省城镇化与生态环境协调发展的时空演变特征

构建城镇化与生态环境评价体系,评价2000—2012年吉林省城镇化和生态环境综合发展水平及两者耦合协调度.结果表明: 研究期间,吉林省城镇化综合水平呈持续增长态势,其中,经济城镇化贡献份额最大;生态环境综合水平呈波动上升趋势,国家实施振兴东北战略以来生态环境状态、响应、压力都增长较快;耦合协调度呈持续增长趋势,从基本不协调发展为高级协调,由城镇化滞后型转化为生态环境滞后型.中部地区城镇化水平较高,东西部地区生态环境水平高于中部地区,长春市城镇化与生态环境耦合协调度最高,白山市最低;2000—2012年,长吉地区耦合协调度在全省一直处于领先水平,但生态环境滞后水平越来越严重,四平、辽源、松原3市和延边朝鲜族自治州的耦合协调度呈上升趋势,白城市呈现下降趋势.     

武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度时空分异——以六个中心城市为例

城镇化与生态环境之间是相互联系和促进的唇齿关系,其耦合协调程度对实现地区高质量发展和可持续发展具有重大影响。将物理学中的"耦合"概念引入城镇化与生态环境耦合协调研究中,建立了耦合协调度模型,并构建了城镇化与生态环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系,分析了2010-2018年武陵山片区六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调度的时空分异。结果表明：（1）各中心城市的耦合协调基础较好,且呈现出良好的发展态势。（2）各中心城市的空间差异明显,2010年、2015年与2018年六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调发展内部差异性较大,东部大于西部,怀化市"单核"特征明显。（3）武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度没有实现突破性、跨越式的提升,且城镇化滞后的问题较为明显,影响了两者实现高耦合协调度的进程。研究认为须要坚持以绿色为底色,以生态为引领,加快提升武陵山片区城镇化发展水平,走出一条绿色生态的城镇化高质量发展新路。     

A spatial model of the plant circadian clock reveals design principles for coordinated timing

Individual plant cells possess a genetic network, the circadian clock, that times internal processes to the day‐night cycle. Mathematical models of the clock are typically either “whole‐plant” that ignore tissue or cell type‐specific clock behavior, or “phase‐only” that do not include molecular components. To address the complex spatial coordination observed in experiments, here we implemented a clock network model on a template of a seedling. In our model, the sensitivity to light varies across the plant, and cells communicate their timing via local or long‐distance sharing of clock components, causing their rhythms to couple. We found that both varied light sensitivity and long‐distance coupling could generate period differences between organs, while local coupling was required to generate the spatial waves of clock gene expression observed experimentally. We then examined our model under noisy light‐dark cycles and found that local coupling minimized timing errors caused by the noise while allowing each plant region to maintain a different clock phase. Thus, local sensitivity to environmental inputs combined with local coupling enables flexible yet robust circadian timing.     

中国水资源-能源-粮食-支撑系统安全测度及协调发展

探索我国水资源-能源-粮食-支撑系统安全及时空演变规律,有利于促进中国水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护的可持续发展。采用模糊物元法和耦合协调度模型,借助ArcGIS空间分析及核密度和基尼系数、变异系数,对我国31个省、市、自治区2004-2017年水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护安全水平及耦合协调度进行测算及时空对比分析。结果表明：①时间上,我国安全测度指数总体呈上升趋势;空间上,我国安全测度水平除青海、西藏外普遍较好;②各子系统情况：经济社会子系统增长较快、水资源子系统水平较差、粮食安全指数变差、能源子系统分化现象显著、管理维护小幅度提升;③我国安全测度协调度2004年0.170提高至2017年0.348,总体呈上升趋势;④安全测度协调度的空间演化基本可以分为上升型、下降型、平滑型和波动型四类,以波动型居多。     

杭州市区土生苔藓植物分布与生态因子的关系

在杭州市区设立的21个样点中,记录到土生苔藓植物22科31属47种.基于样点中苔藓植物种类的生态重要值和样点生态因子数据进行典范对应分析.结果表明:人为干扰和土壤pH是影响杭州市区土生苔藓植物分布的主要生态因子.在市区平原地势的公园和绿地,人为干扰较大,土壤呈碱性,苔藓植物种类以小羽藓属、真藓属和丛藓科为主;而在海拔较高的丘陵地区,人为干扰较小,土壤呈酸性,苔藓植物种类相对丰富,侧蒴藓类和苔类较多.对47种土生苔藓植物进行生态位宽度计测,多数苔藓植物的生态位宽度较窄.其中,东亚拟鳞叶藓的生态位宽度最大(0.3510),广泛分布在西湖西南的丘陵地区;平叶毛口藓和细叶小羽藓的生态位宽度次之,分别为0.2239和0.2185,是市区平原地势的公园和绿地中的常见种.     

沿海城市陆海生态环境质量综合评价与耦合协调度

沿海城市的经济快速发展和土地利用与海洋生态环境之间关系密切。陆海统筹的背景下,科学了解陆海生态环境质量演变和空间分布特征,探究两者的耦合协调关系对提升陆海生态安全统筹具有重要的实践意义。以中国沿海53个城市为例,采用"活力-组织-恢复力(VOR,Vitality-Organization-Resilience)"模型评价陆地生态系统健康状况,采用TOPSIS法通过构建指标体系评价海洋生态环境质量,采用耦合协调度模型分析陆海生态环境质量耦合协调水平,并提出相关建议。结果表明:1)2010-2020年沿海城市陆地生态系统健康呈现"北低南高"的分布格局,以杭州湾为主要分界线;2)2010-2020年沿海城市海洋生态环境质量呈现趋好的态势,海洋生态环境质量:沿东海经济区 ＜ 环渤海经济区 ＜ 沿黄海经济区 ＜ 沿南海经济区;3)2010-2020年沿海城市陆海生态环境质量耦合程度进一步加强,且南部城市协调度高于北部。研究为中国沿海地区陆海生态环境管理、因地制宜地开展生态修复工作提供科学依据,对陆海生态系统的健康协同发展具有重要意义。     

三江源地区环境足迹及居民福祉的动态变化特征评价

环境足迹表征人类发展过程对环境的影响程度。环境足迹和居民福祉水平是衡量区域可持续发展能力的重要指标。计算了2000—2018年三江源地区的环境足迹与环境边界,构建了三江源地区居民福祉评价框架,评估了2000—2018年三江源地区环境足迹及居民福祉的耦合协调关系及动态变化特征,得到了2000—2018年三江源地区环境足迹与居民福祉间的定量关系,可为有关部门制定合理的区域发展策略提供科学支撑。结果表明：(1) 2000—2018年三江源地区人均环境足迹呈一直超过环境边界限额的状态。(2)三江源地区居民福祉按重要性排序表现为社会文化福祉高于安全健康福祉和基本需求福祉。2000—2018年,三江源地区居民福祉总体呈波动式上升趋势,其中安全与健康福祉的波动最大且对居民福祉的贡献度最高。(3)三江源地区环境足迹与居民福祉的耦合度与耦合协调度呈现波动上升趋势,二者关联水平逐渐提高,逐步趋于协调发展。