长江经济带旅游-经济-生态系统脆弱性时空演变及趋势预测

基于2004—2018年的面板数据,借助脆弱性研究方法、冷热点分析法、空间变差模型和灰色预测模型探索长江经济带旅游-经济-生态系统的时空演变特征及趋势预测。研究表明:(1)2004—2018年长江经济带总体脆弱性指数在波动中上涨,各省市脆弱性指数洼地集中于东部地区且呈平稳发展态势;峰值集中于西部地区但下降趋势显著;总体可持续发展水平呈现"东部>中部>西部"的空间分布格局,但西部地区可持续发展水平可能将在未来超越中部地区。(2)长江经济带脆弱性指数集聚性在扩张,冷热点时空分布变化显著,冷点区域减少,热点区域增多,印证了总体区域的脆弱性数值在不断提升。(3)长江经济带脆弱性指数空间分异特征呈阶段性变化,"东散西集"的分异特征逐渐被打破,总体指数呈均衡化发展态势。(4)通过预测计算2019—2023年长江经济带各区域脆弱性指数,发现2019—2023年的脆弱性指数基本形成了对2014—2018年的全包围态势,长江经济带三系统脆弱性指数较高的发展隐患逐步成为现实问题。     

中国国家生态旅游示范区空间分布特征研究

选取国家生态旅游示范区为样本, 借助ArcGIS 和GeoDA 分析工具, 对国家生态旅游示范区的空间分布特征进行解构分析。结果表明: 国家生态旅游示范区在空间上分布不均衡, 沿海地区以及部分中西部省份集聚显著。核密度高值区呈现“X”型的分布格局, 省域密度较高的省份总体上呈现出“→”型沿海沿江分布的空间格局。其中交通、环境差异与经济实力是影响国家生态旅游示范区分布的主要因素。     

长江经济带生态系统服务供需格局变化与关联性分析

生态系统服务持续供给是人类社会可持续发展的重要基础。随着社会经济发展和人类生活品质的提高,综合考虑生态系统服务供给与人类需求,并纳入自然资源管理实践对我国生态文明建设至关重要。然而,目前的研究大多集中于生态系统服务供给研究,针对跨区域尺度的生态系统服务供需研究仍较薄弱。以我国跨区域的长江经济带为例,采用生态系统服务供给指数(ESPI)和土地开发指数(LDI),定量测度了生态系统服务的供给和需求,构建了生态系统服务供需指数(ESSDI),分析了长江经济带生态系统服务供需格局的时空变化规律及其区域特征,并利用皮尔逊相关系数和回归分析方法,定量探究了长江经济带生态系统服务供需格局的关联性及其区域差异。研究结果表明:(1)2015年长江经济带的生态系统服务供需格局区域差异明显,总体上呈现西部盈余东部超载的供需格局,其中生态系统服务供需格局状况较好和状况好的区域面积比例较高,占长江经济带总面积的69.45%。(2)长江经济带生态系统服务供需格局空间失衡现象较为突出,长江经济带55.36%的GDP和31.41%的人口均集中在7%生态系统服务供需状况差的区域。2000—2015年期间,长江经济带实施了系列生态保护与修复工程,生态系统服务供需状况趋向变好,生态系统服务供需状况好的县域增加了43个,供需状况差的县域减少了58个;长江经济带上游和中游地区生态系统服务供需状况比下游地区提升幅度大。(3)长江经济带生态系统服务供给和需求整体上呈现负相关。生态系统服务的供需关系存在区域差异。在经济快速增长和土地集约开发的下游地区,生态系统服务供需负相关关系斜率较大。随着ESPI的变化,下游LDI的变化幅度大于欠发达的上游和中游地区。研究结果可为长江经济带生态系统管理和政策制定提供参考。     

1998年以来长江经济带旅游生态安全时空格局演化及趋势预测

旅游生态安全是旅游业可持续发展的基础。基于DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应,Driving force-Pressure-State-Impact-Response)模型,构建长江经济带旅游生态安全评价指标体系,综合采用熵权TOPSIS(逼近理想解排序法,Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)法、空间变差模型、标准差椭圆模型、灰色动态模型等方法分析长江经济带1998—2017年旅游生态安全水平的时空动态演变特征,并对其未来空间分布格局进行合理预测。研究发现:(1)长江经济带旅游生态安全水平均值为0.305,综合指数由0.207上升至0.439,呈稳步提升态势,安全状态由较不安全级上升至临界安全级;(2)经济带旅游生态安全为不安全级和较不安全级的省区数量逐渐减少,而处于临界安全级的省区数量持续增加,整体正介于由中低级向高级过渡的关键阶段;(3)旅游生态安全空间变异程度不断增强,空间分异特征显著,整体呈现出"东部>西部>中部"的空间演变格局,同时低值区域具有明显的西南迁移现象;(4)旅游生态安全空间分布格局呈东北-西南走向,移动路径呈"西北→东北→东南"变化趋势,空间分布范围经历了"分散-集聚"的过程。预测结果显示:2018—2030年旅游生态安全重心将向东北方向移动,空间分布格局在东西和南北方向上均呈敛缩态势,空间溢出效应不明显。     

长江经济带生态安全测度研究

长江经济带城镇化发展迅速，但随之出现的诸多生态安全问题已严重制约其高质量发展。为综合特征指数法与指标体系法优势，并诠释社会经济与生态共生发展这一生态安全新内涵，在分析城镇化发展与自然生态相互作用基础上，选取2006年至2017年长江经济带沿线11个省市数据为研究样本，运用"驱动-压力-状态-影响-响应（DPSIR）"模型、R聚类法及变异系数法确定生态安全指标及其权重，再利用城镇化-自然生态Lotka-Volterra共生模型获得具备生态经济内涵的受力指数、综合特征指数，实现指标与指数的耦合，更进一步推导出生态安全预警依据。最后进行实证测度，并根据测度结果进行指标回溯分析生态安全问题成因，完成逆向解耦。研究结果表明：（1）2006-2017年长江经济带城镇化系统发展迅猛，尤其是城镇化驱动力得到强化，但长江经济带生态环境状况改善幅度并不明显且长期处于城镇化高速发展而生态环境遭受损害的偏害发展模式；（2）长江经济带11个省市生态安全格局差异显著，呈现"东西较高，中间偏低"格局；（3）通过指标回溯发现，产业结构发展不均衡、城镇人口过度扩张、城镇化子系统对生态环境空间的侵占等因素是造成长江经济带生态安全问题的重要原因。     

长江经济带生态系统服务供需时空分异与平衡格局分析

为加强区域生态资产管理和实现生态环境的可持续发展, 以长江经济带为研究区, 综合运用格网、供需平衡模型和空间自相关分析长江经济带2000-2015年生态系统服务供需时空分异及平衡格局, 并进行空间依赖性检验。结果发现: (1)研究期内长江经济带生态系统服务供给总体呈先增加后减少的变化趋势, 共缩减115.34亿元, 下降0.15%, 其中，耕地的生态系统服务供给减少幅度最大, 达338亿元。(2)2000-2015年生态系统服务供给的年际变化不太显著，但需求呈现阶段性增长，且两者都存在显著的空间异质性。高供给主要分布在长江中下游的湖泊湿地、京杭运河沿线及长江入海口；低供给主要分布在贵州中西部、四川盆地、川西北及川北、长江中下游平原及河流入海口附近。高需求主要分布在长三角、江汉平原、长株潭地区、鄱阳湖平原、成都平原，空间上具有明显“核心-边缘”的特点。低需求主要分布在各县市的建成区, 空间上呈离散点状。(3)时间变化上, 生态系统服务供需平衡格局总体变化不大, 但也存在个别年份的明显变动。空间分布上, 生态服务供需平衡格局主要以较高盈余区、一般盈余区、供需平衡区和一般赤字区这四种类型区为主。(4)15年间生态服务供需平衡关系始终存在显著的空间正相关, 空间集聚显著，且集聚变化具有阶段性。2000-2010年莫兰指数逐年增加, 空间集聚愈加显著; 2010年之后莫兰指数大幅减小, 空间集聚减弱。LISA聚类占比反映出生态服务供需平衡格局具有明显的空间不平衡性。因此, 从生态赤字区、平衡区和盈余区三方面提出了相应的发展建议, 为长江经济带的生态补偿与生态建设提供参考。      

长江经济带旅游—经济—生态系统协调可持续发展研究

基于2004—2018年的面板数据, 借助空间错位及脆弱性等研究方法探索长江经济带旅游—经济—生态系统空间错位及脆弱性时空演变特征。研究表明: (1)长江经济带总体错位呈两极化方向发展, 上海市、江苏省、浙江省呈现显著的正向错位, 其余省市均呈负向错位; 总体空间错位指数呈严峻化发展趋势, 拮抗现象愈加频繁, 错位态势正逐渐加深。(2)长江经济带总体脆弱性指数呈波动化发展趋势, 健康化、风险化、严重化发展趋势并存于各省市脆弱性指数发展过程中。(3)综合空间错位与脆弱性指数可将9省2市划分成三类较为典型的规划发展区: 上海市、江苏省、浙江省、湖北省为发展型地区; 湖南省、重庆市、四川省为兼顾型地区; 安徽省、江西省、贵州省、云南省为保护型地区。最后, 从宏观与微观两个角度提出了长江经济带如何消解空间错位及脆弱性态势的针对性建议, 为长江经济带及大河流域高质量可持续发展提供理论借鉴参考。     

长江经济带国土空间开发与保护路径优化

长江经济带是重大国家战略发展区域，优化其国土空间开发保护格局是实现生态文明建设的重要内容。研究基于“核心点-发展轴-战略区”的框架，通过国土空间利用强度表征指标及夜间灯光数据识别发展核心点，借助有序加权平均算法模拟多种决策愿景下的空间发展阻力面，运用最小累积阻力模型和电路理论模型识别空间发展轴线及其内部的开发保护战略区，定量构建不同决策偏好的空间格局优化方案，突破了传统研究中单一目标和定性分析的局限。结果表明：长江经济带国土空间发展核心点共63个，约占区域总面积的5%,呈现自东向西递减的空间分布特征；城镇扩张、协同发展和生态约束三类情景下发展轴线均为61条，所覆盖的县级单元分别占总数的36.6%、36.5和36.7%,呈现出“一横三纵”的格局特征；城镇扩张、协同发展和生态约束三类情景下开发战略区分别占轴线面积的4.5%、4.9%、4.8%,多分布于长江干流及其支流沿线。保护战略区分别占轴线面积的17.1%、13.9%、15.3%,主要分布于长江南岸区域。在此基础上形成的国土空间开发保护格局基础架构，能够为落实长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”提供决策参考。     

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。     

基于GEE的长江经济带城市群热岛特征及影响因素

遥感技术能够客观、定量地评价地表城市热岛强度的时空变化，分析城市热岛的影响因素，为城市生态建设提供有效的科学参考。本研究基于GEE(Google Earth Engine)平台，以长时间序列的MODIS卫星资料为基础数据源，使用城乡二分法估算长江经济带2003—2019年的城市地表热岛强度，再利用城市热场变异指数评价生态环境，并利用地理探测器进行城市热岛成因分析。结果表明：长江经济带5个城市群2003—2019年全年平均气温为22.78℃,白天为23.91℃,夜间为7.59℃,平均温度整体上均呈上升趋势，分别为0.02、0.02和0.006℃·a^-1。长江经济带5个城市群17年无热岛占比最高，弱热岛和弱冷岛占比次之，强热岛占比最少，且城市热岛全年、白天和夜间都呈现下降趋势。长江经济带整体的生态评价为优。地理探测器因子探测表明，DEM、土地覆盖类型、O₃是长三角城市群热岛效应的主控因子；蒸散发量、紫外线气溶胶吸收指数、人口密度是长江中游城市群热岛效应的主控因子；归一化植被指数、夜间灯光指数、土地覆盖类型是成渝城市群热岛效应的主控因子；归一化植被...     

基于灰色预测模型的长江经济带城市土地生态安全预警

基于2005-2015 年反映长江经济带各城市土地生态安全的相关数据, 从压力、状态、响应三个层面构建土地生态安全评价指标体系, 运用GM(1,1)模型对2016-2020 年长江经济带各城市土地生态安全演变趋势进行预测, 并结合预警指数和警度标准对2005-2020 年长江经济带土地生态安全警情状况进行分析, 旨在为长江经济带土地生态环境保护提供决策参考。研究结论如下: (1)2005-2015 年长江经济带土地生态安全整体状况改善, 土地生态安全级别由“较不安全”提高至“临界安全”, 但形势依然不容乐观; (2)2016-2020 年长江经济带各城市土地生态安全警情出现向高、低警度两端聚集的趋势, “轻警”和“重警”城市增多, 城市间土地生态安全水平差距将继续变大, 且Ⅱ类大城市土地生态安全改善幅度最大; (3)长江经济带各城市土地生态安全状态呈现“东中部和西南部优, 西北部劣”的格局, 西北部的攀枝花市、凉山彝族自治州、甘孜藏族自治州、阿坝藏族羌族自治州等是土地生态安全敏感区; (4)经济密度、单位土地废水负荷和人均公园绿地面积是影响长江经济带土地生态安全的敏感因子, 是今后调控的重点。     

基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明：(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展...     

纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局

基于中国1∶100万植被类型数据,采用GIS空间分析方法,分析了纵向岭谷区主要植被景观多样性指数的空间格局及其与环境因子之间的关系.结果表明:研究纵向岭谷区植被景观多样性的理想粒度是2000m;纵向岭谷区植被景观多样性指数的空间格局具有明显的区域分异特征,表现为南北方向延伸、东西方向分异的"通道-阻隔"空间格局;植被景观多样性与环境因子的相关性较好,环境因子在空间上的分异格局是影响植被景观多样性指数在空间格局上变化的主要因素.纵向岭谷特殊地形的"通道-阻隔"作用对该区的水热空间分布进行了再分配,是该区植被景观多样性的特殊空间格局的主要成因.     

广州市城市化过程的景观动态格局及尺度效应

城市化过程直接改变了城市区域的景观结构,引起了景观格局的变化.该文以四期Landsat TM 遥感影像为数据源,运用景观格局指数分析了1990-2005 年广州市景观格局的动态变化特征,并利用空隙度指数对广州市景观格局的尺度效应进行了研究.研究结果表明:广州市在快速城市化的进程中,城市景观结构的变化主要表现为耕地、林地、草地等自然或半自然景观向城镇、农村居民点用地等人文景观转变;耕地大面积被城镇用地和工矿建设用地侵占,斑块数量增多,空隙度指数增大;城镇用地的空隙度指数一直呈现出下降的趋势,表明城镇用地景观中较小的斑块被合并,空间分布趋向集中.因此,综合运用景观格局指数和空间尺度分析,可以获得对城市景观动态过程较为全面的认识.     

主题分辨率对NDVI空间格局的影响

景观格局与尺度的相互关系一直是景观生态学的研究重点。景观生态学中的尺度内涵包括时间、空间和分析（观察）等。近年来景观格局与空间、时间尺度关系受到广泛关注,而分析尺度对格局的影响探讨较少。地理空间信息的主题分辨率反映了地理空间信息的制图细节,即专题图的分类数。以NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）为专题图内容,选择福州行政区、福州城区和永泰县为研究区域,通过改变NDVI分类数,研究主题分辨率对空间格局的影响。NDVI格局指数包括：斑块数量（NP）、最大斑块占景观面积比例（LPI）、斑块平均大小（AREA-MN）、面积加权平均形状指数（SHAPE-AM）、面积加权平均分维数（FRAC-AM）、蔓延度指数（CONTAG）、散步与并列指数（IJI）、香农多样性指数（SHDI）。结果表明格局指数对主题分辨率（分类数）的连续响应特征如下：初始条件敏感区（分类数2—4类）、敏感响应区（分类数为4—8类）、适合分析尺度区（分类数8—12类）、不敏感区（分类数≥12类）;格局指数与主题分辨率的关系有对数增长、线性增长和幂函数下降等。分析尺度对NDVI空间格局影响的本质原因是相对应的生态系统等级结构的存在     

特有植物多样性分布格局测度方法的新进展

特有植物是生物多样性保护的重要对象,对其分布格局的研究可以为生物多样性优先保护区的确定提供重要参考.研究人员利用多种测度和分析方法,在不同地理区域对特有现象的分布格局开展了大量研究.随着分子系统学方法的不断完善及一些空间统计分析方法的引入,新的生物多样性测度方法应运而生.本文介绍了生物多样性测度方法的类型及其特点、应用现状与前景.这些测度方法的发展经历了从单一的时间或空间格局到时空格局统一的过程,具体涉及物种丰富度、谱系多样性、进化特异性以及这3种测度方法整合空间分布加权的算法.其中,谱系多样性指数(phylogenetic diversity)、谱系特有性指数(phylogenetic endemism)以及空间加权的进化特异性指数(biogeographically weighted evolutionary distinctiveness)尤其值得关注.中国特有植物分布格局的研究需要在以下4个方面进一步开展工作:(1)完善特有物种的分布格局研究;(2)加强物种的测序工作,完善谱系多样性格局的分析;(3)结合系统发育信息,揭示谱系多样性及进化历史的分布格局,进而深入开展物种p多样性和谱系p多样性的研究;(4)加强物种分布区变化的模拟,在时间维度上探讨特有现象的变化格局,为生物多样性保护提供更完善的理论支持.     

皖江城市带土地利用变化的生态风险格局演化研究

皖江城市带作为我国国土空间开发中的重要战略区,对经济发展和区域振兴起到了关键性的支撑作用。但是随着要素集聚和经济发展,引发了农用地向建设用地快速转变、景观格局中的关键生态涵养源萎缩、区域生态服务功能弱化等方面的快速变化,区域生态安全面临新的挑战。研究收集了皖江城市带多期、长时段的土地利用影像解译数据,获取DEM、降水、地形地貌、植被覆盖等自然生态属性数据,基于GIS平台,综合集成应用生态风险指数模型、空间自相关、半方差分析法开展生态风险格局演化研究。结果表明:皖江城市带1995—2015年近20年的生态风险整体不断上升,且存在明显的空间分异,生态风险明显增强的区域主要是合肥以及芜马铜沿江城市为主,西南大别山区与南部皖南山区没有大的变化,生态风险增加的区域主要在低海拔和低坡度的平原、丘陵地带,区域内生态风险分布的两极分化特征明显。有利于推动生态风险的理论研究,且对安徽参与长江经济带建设、保护长江具有一定的现实指导意义。     

基于“源-汇”生态过程的长江上游农业非点源污染

景观空间格局是农业非点源污染的主要影响因素之一,关于二者的相互关系缺乏定量研究.针对长江上游的农业非点源污染问题,应用基于"源-汇"生态过程理论提出的景观空间负荷对比指数,选取9个典型的行政单元,探讨了长江上游流域景观空间格局和非点源污染之间的定量关系.结果表明,景观空间负荷对比指数对非点源污染负荷有显著的响应关系,说明景观空间负荷对比指数可作为非点源污染空间风险评价的有用方法之一.在此基础上,进一步分析了长江上游典型行政单元景观空间负荷对比指数时空演变规律.探讨了指数演变时空差异原因,认为该指数主要受到区域景观的坡度、与污染出口相对距离、高程、土地利用类型比重和农业与农村经济政策的影响.最后提出了长江上游非点源污染空间风险控制与管理的对策.     

基于生态-经济比较优势视角的建设用地空间优化配置研究——以扬州市为例

随着生态空间日益萎缩,生态环境不断恶化,经济发展与生态保护矛盾日趋加剧。为了协调经济发展空间与生态保护空间的矛盾问题,促进生态、经济协调持续发展,综合运用景观生态学方法与经济学原理,从"生态-经济"比较优势视角对建设用地指标进行空间优化配置。运用景观安全格局方法构建区域综合生态安全格局,据此计算空间单元的生态重要性指数,采用最小累积阻力模型对区域建设用地开发经济适宜性进行评价,计算空间单元的建设用地开发经济适宜性指数;其次运用生态重要性指数与经济适宜性指数计算建设用地开发比较优势度,以比较优势约束性满足程度为目标函数构建建设用地空间优化配置模型,并用蒙特卡洛(Monte Carol)法对之求解。以江苏省扬州市为例作了实证研究。结果显示,未来扬州市建设用地向南部经济发达地区集中,北部地区主要承担生态保护功能;建设用地配置结果呈现出经济发展与生态保护的错位格局,有助于扬州市生态保护与经济发展。从"生态-经济"比较优势视角提出了建设用地空间优化配置方法,为土地利用规划及生态保护规划编制提供了科学依据。     

长江中游城市群城市化与生态环境耦合协调分析及模拟预测

研究长江中游城市群的城市化与生态环境耦合协调的特征为城市群实现高质量发展提供理论参考。以长江中游城市群28 个城市为研究对象, 运用耦合协调模型定量分析2006-2017年城市化与生态环境耦合的时空演变规律, 同时运用LSTM深度学习模型预测2018-2022年城市化与生态环境耦合协调发展。“城市群-城市”的多重视角下, 长江中游城市群城市化与生态环境的耦合协调度呈现波动上升趋势。其中, 长沙、武汉、南昌3 个中心城市在城市群中具有带动性作用; 长江中游城市群城市化与生态环境耦合协调发展空间格局形成以武汉、长沙、南昌三个中心城市为核心的多中心空间结构。空间格局表现出空间异质性, 尚未形成一体化的耦合协调空间格局; 预测结果表明2018-2022年长江中游城市群城市化与生态环境耦合协调度整体有所提升, 但整体提升速度较慢; 大部分城市耦合协调度延续了增长的趋势, 升级为初级以上的协调发展等级。