水电梯级开发对陆域生态弹性力的影响研究

基于秋香江2000、2005、2010和2015年四个时期的遥感影像及气象、水文数据,利用生态弹性力模型,对其流域及200米、500米岸边带的景观格局和生态弹性力进行分析比较,揭示水电梯级开发对其陆域生态弹性力的影响。结果表明:2000—2015年期间秋香江流域的生态弹性力呈现逐渐下降趋势,尤其在2010—2015年间更为明显,说明其生态系统的自我调节能力不断弱化;岸边带的生态弹性力呈现先下降后上升再下降的趋势,表明研究期间岸边带生态系统的自我调节能力有所提高;同期相比,秋香江200米岸边带的生态弹性力最高,其次是500米岸边带,最低的则是整个流域。2000—2015年秋香江流域及岸边带的生态弹性力有所波动,但总体变化不大,水电梯级开发建设未对研究区的陆域生态产生明显影响。     

鄂尔多斯市生态弹性力评价研究

生态弹性力是研究区域生态承载力的基础, 它反映了生态系统的自我维持和调节能力, 是区域可持续发展的生态支持要素。以鄂尔多斯市为研究对象, 采用目标分层法从气候、水文、植被和土壤4方面选取年降水量、年平均气温、日照时数、地表水资源量、地下水资源量、森林覆盖率和土地生产力7个指标构建生态弹性力评价指标体系, 运用主成分分析法确定影响生态弹性力动态变化的3个主成分, 通过各主成分的贡献率及各指标的特征向量确定各主成分及指标权重, 对鄂尔多斯市生态弹性力状况进行评价, 研究2008—2015年生态弹性力变化特征。结果表明, 鄂尔多斯市生态弹性力指数整体具有上升趋势, 由2008年的0.372升至2015年的0.401, 但波动幅度较大并呈现阶段性变化, 2011年前基本呈下降状态, 2011年降至研究时段内的最低值0.233, 随后上升, 2013年达到0.737为研究时段内的最高值, 2013年后又呈下降状态。第一主成分整体呈上升趋势与生态弹性力变化趋势相似, 第二、三主成分变化波动强烈且呈下降状态。生态弹性虽有所提高, 但生态系统稳定性较差, 区域生态系统的抗干扰和自我调节能力不稳定。水资源供给能力是影响生态弹性力波动的首要影响因素, 生态环境质量的上升是生态弹性力提高的主要驱动因素。建议未来应合理配置资源, 提高水资源利用率, 增强区域生态系统自我调节能力; 继续提高生态环境质量, 调整产业结构, 以实现鄂尔多斯可持续发展。     

安徽省生态弹性力时空变化及影响因素研究

社会经济快速发展带来的环境问题使人们日益重视生态环境保护与修复。基于生态弹性力的概念, 从生境、水文及 气候等 3 个方面构建了生态弹性力评价指标体系, 并运用层次分析法(AHP)得到各个指标在生态弹性力评价中的权重。以安徽省为例, 对生态弹性力的时空变化及影响因素进行了分析和评价。结果表明, 在 1995—2014 年间,安徽省生态弹性力呈现下降趋势, 主要是受土地利用变化如耕地和林地减少、建设用地增加的影响, 同时地下水资源量的减少对生态弹性力下降有很大作用。从空间分布来看, 安徽省生态弹性力由南向北呈现递减规律, 空间上的差异主要受水资源量和土地利用类型的影响。该研究结果可为安徽省生态弹性力的治理与保护提供科学参考。     

陕北煤炭基地榆神矿区生态系统弹性力时空演变分析

陕北榆神矿区是我国重要的煤炭生产基地,生态环境脆弱,分析煤炭开采对该区域生态系统稳定性的影响对矿区生态修复具有重要意义。以榆神矿区所在流域为研究对象,基于近10年土地利用确定了工矿活动直接和间接影响区的时空演变特征,通过建立生态弹性力指标体系,结合空间主成分分析法综合评估了工矿活动对矿区生态系统弹性力的影响。结果表明：（1）近10年研究区生态环境明显改善,林地草地面积明显增加,但是煤炭开发用地也大幅增加,从8.4 km²增加至14.2 km²;（2）榆神矿区生态系统弹性力主要受植被覆盖度和地下径流量的影响,2009-2015年,煤炭开发直接影响区和间接影响区生态弹性力呈下降趋势,相比之下,2018年煤炭开发不同影响区生态弹性力明显增加;（3）煤炭开采活动引发的地质环境问题致使矿区生态环境退化,导致煤炭开发直接影响区生态弹性力低于间接影响区,平均低9.23%,因此及时采取修复治理措施降低煤炭开发引起的地质环境问题对改善矿区生态环境至关重要。研究结果可为榆神矿区的生态保护管理与健康可持续发展提供决策参考。     

典型资源型城市生态承载力评价——以唐山市为例

资源型城市生态承载力评价研究的开展对促进资源型城市自然-经济-社会复合生态系统健康可持续发展具有指导意义。以唐山市作为案例城市,基于资源型城市独特的生态系统特点,从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力三方面提出对生态承载力进行量化的研究方法,构建了较完整的生态承载力综合评价指标体系,利用主客观相结合的赋权方法,对唐山市生态承载力状况进行评价,探讨了2001—2010年10年间唐山市生态承载力变化趋势。结果表明:唐山市在研究时段内,生态弹性力指数波动强烈,表明生态系统的稳定性较差;承载媒体的支撑力指数逐渐增大,指数由0.111上升至0.898,显示系统的承载指数越来越高;承载对象的压力变化较为复杂,呈现先降后升,近几年又略有下降的趋势;系统的生态承载力整体上呈现波动性上升趋势,综合指数由0.345上升至0.720,说明唐山市生态系统的承载能力不断提高,但资源依赖型发展模式带来的资源短缺、环境污染和生态破坏等问题仍是制约生态承载力进一步提高的主要因素。研究成果客观地反映了唐山市生态承载力状况,对于唐山市未来的发展提出了合理的对策和建议,可为其他地区生态承载力研究提供一定借鉴。     

榆林地区生态系统弹性力评价分析

区域生态系统的弹性力研究是目前生态环境健康评价的重要指标,它反映了生态系统在偏离平衡状态后恢复到初始状态的自我调节和自我恢复的能力。以陕西省榆林市1区11县的生态系统各项指标现状为研究依据,综合运用了Fragstats和Arc GIS软件对榆林地区生态系统弹性力的各项参数进行计算,评价和分析了12个县(区)生态系统弹性力的时空演变与分布特征。结果表明:1995—2010年榆林地区生态系统弹性力呈平稳上升趋势,生态系统的自我调节能力和抗干扰能力不断增强。1995年榆林地区生态系统弹性力值低于0.4的地域面积所占比例为100%,截至2010年该数值降至41.45%,且主要集中在北部风沙草滩区。整体而言,榆林地区生态系统弹性力呈现南高北低的格局,大于0.6的区域主要集中在清涧、吴堡、绥德和米脂四县。研究揭示了榆林地区生态系统弹性力的发展变化趋势,以期为研究区的生态健康诊断与可持续发展决策提供参考。     

长江中游城市群城市生态承载力时空格局及其影响因素

长江中游城市群是我国的典型生态敏感区和重点开发区,科学评价其生态承载力具有重要的科学价值和现实意义。从城市生态系统的组成要素、结构特征出发,选择状态空间法从社会经济协调力、资源环境支撑力和生态弹性力3个维度构建了城市生态承载力综合评价指标体系,综合运用空间分析、多元回归、地理加权回归等方法深入分析了2006—2015年长江中游城市群城市生态承载力时空格局及其影响因素。结果表明:①2006—2015年长江中游城市群城市生态承载力指数总体呈波动上升的"W"型走势,社会经济协调力维度呈波动下降的趋势,而资源环境支撑力和生态弹性力维度整体呈波动上升的趋势;②从空间格局来看,2006—2015年长江中游城市群城市生态承载力表现出显著的空间关联性与异质性,环洞庭湖地区和环鄱阳湖城市群地区形成两大高值集聚区,而在武汉城市圈和环长株潭城市群核心区域形成两大低值集聚区;③社会发展水平、城镇居民收入水平、人口密度、经济发展效率、资源供给状况和环境污染治理水平等要素对长江中游城市群城市生态承载力空间分异格局的影响较为显著,影响强度具有空间异质性特征。     

济南市城市居民生活消费的生态足迹

城市既是区域商品、信息与技术的生产者和输出中心 ,又是生态系统初级生产和服务功能的净输入者和消费者。城市居民必须从城市以外的、具有生态生产力的广阔土地上获取粮食、水、煤炭等自然资源 ,同时还依赖城市外围的生态系统提供清洁空气并消纳废物。生态分析是定量评估城市对外部生态系统占用的有效方法 ,本文据此判定了济南市城市居民生活消费的生态足迹。根据估算 ,2 0 0 1年济南市城市居民生活消费的人均生态足迹为 1 0 16 9hm2 ,总生态 2 715× 10 6hm2 ,是济南市建成区面积的 15 4倍。为维持城市持续健康发展 ,必须通过科技创新提高生产力水平和资源利用率 ,倡导资源节约型的城市生活消费方式和消费观念 ,以有限的资源占用实现高质量的生活水平。     

闽东南地区马尾松古树对气候变化和虫灾的生态弹性

马尾松是我国南方地区广泛分布的先锋造林树种。在全球变暖、气候干旱化和虫灾频发的趋势下,研究马尾松对环境干扰的生态弹性对森林管理有重要意义。本文对福建省仙游县百松村的马尾松古树进行树木年轮样品采集,建立区域首个马尾松树轮宽度标准年表(1865—2014年)。结果表明: 当年7—9月低相对湿度和5—9月极端高温是树木生长的主要限制因素。根据树轮极端窄年确定1869、1889、1986、1991和1993是极端事件年。时序叠加分析发现,极端事件发生前两年的持续低值加剧了极端事件的影响。干旱年份更容易引发虫灾。1889年是受虫灾影响最严重的年份,1986和1991年受到虫灾和干旱气候的双重影响,其余极端年主要受干旱气候的影响。树木对虫灾的抵抗力弱于对干旱事件的抵抗力;除1991年外,树木对虫灾的相对弹性力高于对干旱事件的相对弹性力。1889年的相对弹性力最高,1991年受到连续极端事件的影响,相对弹性力最低。2000年以来研究区干旱化趋势加强,马尾松古树遭受干旱和虫灾的干扰加强,部分树木死亡。     

济南城市森林景观生态格局

城市森林景观生态格局研究不仅是城市森林系统规划与城市生态建设的基础和前提,而且是优化城市空间结构、充分发挥城市森林生态功能以及创建生态宜居环境的重要途径和手段.本研究以RS和GIS技术为支撑,通过总体景观生态格局定量分析和梯度分析等研究方法,采用10个景观指数从斑块水平和景观水平两方面,对济南市建成区城市森林景观生态格局进行定量分析,并提出优化对策.结果表明: 济南市建成区城市森林覆盖率为15.8%;城市森林总体景观生态格局在景观水平上表现为城市森林景观斑块类型较齐全、景观破碎化程度较大、各类型城市森林所占面积存在差异、以大斑块为主且同种斑块高度连接,在斑块类型水平上表现为生态公益林以大斑块为主且占优势地位、风景游憩林形状较规则且以大中型斑块为主、道路林及附属林形状复杂且以小斑块为主、生产经营林缺乏;在斑块类型水平上,以风景游憩林为主导类型、生态公益林斑块面积最大、道路林及附属林破碎度大,在景观水平上,城市中心森林景观破碎度大、人为干扰严重、景观形状复杂;在城市森林景观生态格局分析基础上,提出“一环二网、三片四轴、多点棋布”的济南市城市森林生态网络构建方案,从而加强各类型城市森林的连接度,发挥大尺度生态系统的整体生态效益.     

广西北部湾红树林生态承载力评价

为了定量分析广西北部湾红树林生态承载力在北部湾经济区开发前后的变化情况,选择珍珠湾、铁山港、钦州湾和廉州湾作为研究区域,利用 RS、GIS技术,通过获取2004年、2006年、2008年和2010年遥感影像中的相关信息,结合状态空间模型以及红树林生态承载力评价指标体系,计算出相应年份的红树林生态承载力并分析其动态变化。同时分析了资源供给能力、生态系统弹性力、环境纳污能力以及人类活动潜力对红树林生态承载力影响的相关性。结果表明:广西北部湾红树林生态承载力整体呈上升趋势,生态系统弹性力和人类活动潜力总体呈上升趋势,资源供给能力和环境纳污能力总体呈下降趋势,说明北部湾经济区的发展主要对红树林的环境纳污能力造成了一定影响,而对红树林生态承载力影响不大。根据相关性分析结果可知,人类活动潜力是影响广西北部湾红树林生态承载力的主要因素。     

城市生态风险管理关键问题与研究进展

我国目前正处于社会经济转型和城市化进程加快时期,随着城市化发展和城市人居环境的变化,城市生态风险受到越来越多关注。在综述国内外城市生态风险管理研究进展,总结风险源与受体特点和风险评价方法的基础上,结合城市生态风险管理的需求,明确了城市生态风险的管理目标,将管理目标系统归纳划分为控制目标、调控目标和规划目标3个层次;在解析城市生态风险管理特点的基础上,结合风险管理目标从弹性力、动态管理性和空间异质性3个方面对生态风险管理措施与方案进行了总结分析,并进一步探讨了风险管理保障机制。从生态风险管理目标制定、构建城市生态系统特点的风险管理体系及其管理机制等方面提出了建议与展望,以期推动我国城市生态风险管理的发展。     

河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化

基于1985、1995、2000、2011年的Landsat TM影像解译数据,以河西走廊20个县(市、区)为基本研究单元,运用生态系统服务价值估算法,依据生态系统服务价值指数(ESV)和生态经济协调度指数(EEH),对河西走廊1985—2011年生态经济系统协调度进行评价.结果表明: 研究期间,研究区土地类型结构发生了较大变化,林草地面积减少幅度较大,建设用地和耕地面积增加较快.ESV整体呈下降趋势,研究区东、中部石羊河流域和黑河流域中游ESV变化幅度较大,经济开发方式在本时段发生过显著变化,研究区西部疏勒河流域ESV变化不大.2000年后,研究区经济增长速度明显加快,资源型城市和区域性中心城市是经济增长的热点区,整体上沿走廊中心向两侧递减.研究区生态经济关系整体上经历了“初步恶化-进一步恶化-低度协调”的演变过程,研究区东、中部的石羊河流域和黑河流域中游EEH有较大幅度的变化,生态经济经历了“冲突-进一步冲突-小幅度缓和”的过程,西部疏勒河流域EEH变化幅度较小,石羊河流域和黑河流域高强度的开发模式以及随后的流域综合治理对区域生态经济协调性产生了较大影响.
     

北京城市土地复合生态服务功效演变特征

城市的发展依赖于土地复合生态系统提供各项的生态服务功能,其产出是生态服务功效,可分为正向和负向的服务功效。快速的城市化导致的土地利用变化影响了土地的生态服务功效。在GIS平台的支持下,基于遥感影像和城市社会经济发展数据,以特大城市北京为案例城市,建立了基于正向和负向生态功效的空间指标体系,采用划分单元空间网格评价方法,评估了上一版城市总体规划实施以来土地复合生态服务功效的变化特征。研究表明由于城市化的快速发展影响了土地的复合生态功效,2003—2011年城市土地复合生态功效评价结果显示,土地的生态服务负功效在增长,而正功效在不断减少,2003年土地正负服务功效空间分别为57.7%和42.3%,2011年则分别为51.3%和48.7%。2003年的生态服务负功效空间以中心城为核心,成放射状向新城辐射;而2011年生态服务负功效空间以中心城为核心向外呈饼状蔓延;外延式的城市发展空间发展模式是导致负功效增长的主要因素。为建设良好的城市生态环境,需要在未来的城市规划和管理中,重视非建设用地的生态功能管理,引导外部生态空间渗入城市,强化土地生态服务功能;同时优化城乡结合部的用地结构,保育郊区的生态环境。     

基于景观格局-服务的景观生态风险评价——以广州市为例

城市化对景观的结构和功能造成极大干扰,城市景观变化引起的生态风险受到城市生态建设的关注,但景观生态风险评价技术体系尚待深化,以促进风险防范决策。研究选取植被碳固定、土壤保持、水源涵养与提供和栖息地提供等景观服务改进景观脆弱度的评价方法,以广州市为案例研究区,评价了1990—2015年广州市城市景观生态风险及其时空变化特征。研究结果表明:(1)基于景观格局与服务的景观生态风险评价能够有效地评估城市景观生态风险的空间分布,但评价需要关注结果验证和辅助情景分析,方可为景观生态风险的预警和预测提供科学依据。(2)1990—2015年广州市的景观干扰度先增加后降低,2000年是景观干扰度变化的转折点;25年间,景观脆弱度不断增加,中脆弱度和高脆弱度比例之和维持在60%以上;2000年是景观生态风险的转折点,1990—2000年景观生态风险趋于增大,2000—2015年景观生态风险趋向降低;景观干扰度、脆弱度和生态风险在空间上呈现南部高于北部,西部高于东部的分布特征。(3)近25年,广州市景观生态风险与景观变化具有较好的空间一致性。维持低风险的比例为40.74%,基本都分布在北部山区,而维持高风险的比例为6.67%,由低风险向高风险的转变比例为32.28%,由高风险转变为低风险的比例为20.31%。     

基于均方差决策法的淮北市生态承载力评价

生态弹性力、承载媒体支撑力、承载对象压力是生态承载力的三个重要要素, 分析这些要素的变化特征是评价区域可持续发展状态的有效手段。从生态承载力的三个要素着手, 构建淮北市生态承载力评价指标体系, 采用均方差决策法确定评价指标权重, 利用多元逐步回归分析进行因子筛选, 定性分析2010—2016年间淮北市生态承载力变化状况。结果表明: 淮北市在2010—2016年间, 生态弹性力具有明显的上升趋势, 指数由2010年的0.2570升高至2016年的0.9126, 2012年以后一直处于中级到较高级的自我维持和调节状态; 承载媒体支撑力整体稳步上升, 指数由0.2592上升到0.7212, 表明淮北市生态系统的支撑能力在2012年以后一直处于中级到高级的水平; 承载对象压力指数的变化趋势与承载对象压力的变化趋势相反, 表明承载对象的压力呈先增加后减少而后又迅速增加的趋势; 生态承载力具有波动上升趋势, 2012年后一直处于中到高的承载状态, 表明淮北市生态承载能力有良好的发展趋势, 但依赖煤炭开采的发展模式导致的资源耗费、环境污染等问题仍然制约着“自然—经济—社会”复合生态系统的协调发展, 向生态型城市转型势在必行。     

济南市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

基于GIS软件平台,参照中国陆地生态系统服务单位面积价值,采用转移矩阵方法和Costanza生态系统服务价值计算公式,并结合敏感度分析,探讨了济南市1989-2009年土地利用变化和生态服务价值的变化特征.结果表明:1989-2009年,济南市建设用地面积增加99.65 km2,农田和绿地面积减少103.21 km2,减少面积的90.4％被建设用地所取代;研究期间的生态服务总价值持续下降,从256.22×106元下降到214.16×106元,减少42.06×106元,农田和绿地对研究区总体服务价值变化的影响最大.济南市在未来的城市发展和规划中,需更加重视自然资源保护,合理规划土地利用结构,保持生态系统的稳定与平衡,以实现人口、资源与环境的可持续发展.     

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。     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

济南市城市绿地可达性分析

以济南市1989、1996和2004年SPOT遥感卫星影像数据解译的城市绿地分类图、道路图和水系图为基础数据资料,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,运用景观可达性的概念与原理,采用费用加权距离方法,对济南市整体绿地系统和公园与广场绿地可达性的时空动态变化及其原因进行了分析。研究结果表明:1)济南市城市绿地的可达性不断提高与改善;2)济南市城市绿地可达性的空间格局变化明显,但仍不均衡、不太合理;3)城市绿地面积和斑块数量的不断增加、绿地分布格局的日益均衡和道路网的日臻完善是可达性不断提高的主要原因;4)城市绿地可达性分析是衡量城市绿地服务功能社会公平性的有力手段,充分体现城市建设“以人为本”的理念,是目前生态城市评价指标体系的必要补充。因此,城市绿地可达性分析结果可为合理调整与设计城市绿地系统提供科学依据。