基于人类足迹的长江经济带自然保护区保护成效评价

自然保护区保护成效评价是区域可持续发展评估的重要内容。长江经济带具有丰富的生物多样性,科学评价其保护区保护成效对完善其管护措施和建设生态文明具有重要意义。基于人类足迹,从保护区的保护级别、地理经济分区与功能分区三个方面,分析长江经济带2000—2018年保护区内的人类扰动变化,并引入倾向得分匹配法来测度保护区对人类扰动的控制程度。结果表明：(1)长江经济带有35.12%的保护区保护成效良好,50.30%的保护区保护成效尚可,仅有14.58%的保护区成效较差。(2)长江经济带及其保护区的人类足迹整体上均呈增长趋势,但保护区内部增长幅度不足整个地区的一半,这表明保护区虽然没有改变内部人类足迹整体增加的趋势,但有效减缓了其增速。(3)保护区和功能分区的保护等级越高,保护成效越好。(4)长江经济带上游与中游地区保护区的保护成效好于下游地区,特别是“巴山-巫山-武陵山-雪峰山”和云南西部地区的保护区保护成效良好。研究结果可为长江经济带保护区管护措施的完善和生态文明建设提供参考。     

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。     

丝绸之路经济带核心区城镇化与生态环境耦合关系研究进展

新疆是丝绸之路经济带核心区,作为中巴经济走廊和中亚通道的重要窗口,其新型城镇化建设和生态环境面临新的矛盾和问题,如何协调核心区城镇化和生态系统的耦合关系是可持续发展生态学关注的主要科学问题。综合国内外研究现状,综述了丝绸之路经济带核心区城镇化、生态环境的特征及城镇化与生态环境各因子间的关系,现有研究发现核心区城镇化水平高于城镇化质量,其发展协调度趋于上升且空间分异明显,生态环境本底差、敏感性高且其承载力低;双系统间的耦合模式为磨合、拮抗型,协调度由失调转向协调。目前对核心区城镇化和生态环境耦合规律有了一定认识,但尚需深入。今后研究的重点包括建立城镇化和生态系统耦合关系数据库、注重城镇化和生态环境系统耦合作用研究、开展城镇化和生态环境系统各因子阈值研究、加强城镇化和生态环境问题的预警研究等。     

长江经济带生态旅游示范区空间分布特征及影响因素研究

生态旅游示范区是推动长江经济带旅游可持续发展,实现生态文明区域发展战略的重要手段。以长江经济带“九省二市”的国家级和省级生态旅游示范区为研究对象,运用最邻近指数、变异系数、地理集中度指数等方法研究长江经济带生态旅游示范区的空间格局,运用地理探测器探究其分布格局的影响因素。结果表明:(1)长江经济带生态旅游示范区的空间分布呈集聚态势,且集中分布于上游和下游地区,同时,上游、下游地区内部的非均衡性更强;(2)生态旅游示范区的空间分布密度具有明显的区域差异,呈现出“东西高、中间低”的哑铃型态势,江苏与浙江的交界处、四川省的中南部为生态旅游示范区的高密度区,而长江经济带中部和南部存在一定的“塌陷”区;(3)长江经济带生态旅游示范区空间分布格局主要受到经济发展水平、自然环境和政策环境三方面因素的影响。如何权衡生态保护与旅游发展的关系,实现“以旅游护生态,以生态促旅游”的发展目标,并促进长江经济带生态旅游的一体化发展是目前面临的主要问题。     

长江经济带林业生态工程区生境质量时空变化

近些年经济快速发展使长江经济带出现了一系列的生态环境问题,而生境质量是区域生态环境恢复的关键.林业生态工程的开展使长江经济带植被覆盖度得到有效提升,生态系统质量得到一定程度的改善,遏制了生境质量的下降速度.本研究采用InVEST生境质量模块,设置林业生态工程单一驱动力情景,评估了2000-2015年长江经济带生境质量的...     

长江经济带林地和其他生物质碳储量及碳汇量研究

以全国林业应对气候变化碳汇计量监测体系建设结果数据为基础,应用森林碳库专项调查建立的碳计量模型和参数,结合历次森林资源清查成果等数据,估算了2020年长江经济带林地和其他生物质碳储量和碳汇量。研究表明：（1）2020年长江经济带林地碳储量24543.58 Tg C （其中森林植被碳储量为4372.85Tg C）,散生木和四旁树等其他生物质碳储量329.59 Tg C。2020年长江经济带林地碳汇量81.81 Tg C/a （300.26Tg CO₂/a）、散生木和四旁树等其他生物质碳汇量6.60 Tg C/a （24.21 Tg CO₂/a）。无论是林地和其他生物质碳储量、碳汇量、还是森林植被碳储量,乔木林地所占比例最大（69%-85%）;长江经济带11个省市中,云南省最大,上海市最小;林地碳储量中土壤有机质碳库贡献最大（81.46%）,林地碳汇量中生物量碳库贡献最大（90.99%）;林地碳汇量中"一直为林地的土地"产生碳汇量贡献最大（71.74%）,其中一直为乔木林的土地产生的碳汇量占69.89%;（2）阐述了长江防护林工程、天然林资源保护工程、珠江防护林工程和沿海防护林工程4大重点生态工程对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献,长江防护林工程贡献率最大（81%-83%）,其次是天然林资源保护工程（32%-38%）,珠江防护林工程和沿海防护林工程影响较小。分析了人工造林、中幼林抚育、次生林和低效林改造、退化林修复等生态保护修复措施对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献,并提出了碳中和愿景下森林固碳增汇的有效途径。     

长江经济带工业生态效率评价及区域差异研究

提高长江经济带工业生态效率,是促进工业向绿色转型升级的重要路径,更是促进区域经济与生态协调发展的重要选择。将工业生态系统分解为工业经济、环境、能源三个子系统,以2009—2013年9省2市的工业数据为基础,采用网络DEA模型对长江经济带9省2市的工业生态效率及三个子系统效率进行评价。结果显示:(1)长江经济带工业生态效率水平整体呈上升趋势,且自上游至下游效率水平依次递增。(2)长江经济带工业经济子系统效率水平相对稳定,区域内以下游最高、上游最低;环境子系统效率水平呈增长趋势,区域内以下游最高、中游最低;能源子系统效率水平呈增长趋势,区域内以下游最高、上游最低;(3)收敛性检验显示,长江经济带工业生态效率及各子系统效率呈收敛趋势,其中工业经济子系统效率呈相对稳定的状态。研究为长江经济带工业生态效率的改善提出了可操作性的政策建议。     

长江经济带自然资本使用量的空间效应及影响因素

厘清区域自然资本的使用情况及其空间效应和影响因素,对实现区域可持续发展具有重要的理论和现实意义.本研究以2008-2018年长江经济带112个地级市为研究区域,利用三维生态足迹模型、探索性空间数据分析、空间马尔科夫链和空间面板杜宾模型,分析区域总体和分地类自然资本流量和存量占用量的空间效应和影响因素.结果 表明:研究期...     

长江经济带水分利用效率变化及与温度和降水的关系

通过水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)深入理解生态系统水碳循环的相互关系,可以较好地评估生态系统对气候变化的响应。长江经济带自然资源丰富、生态系统格局复杂,是中国重要的经济发展区,同时也是响应气候变化的重要区域。基于生态系统过程模型CEVSA2(Carbon Exchange between Vegetation, Soil and Atmosphere),估算了1981—2010年长江经济带WUE的时空动态变化,并分析其与温度和降水之间的关系。结果表明:(1)长江经济带1981—2010年WUE均值为1.14 g C mm^-1 m^-2,WUE的空间分布与降水量呈显著正相关关系(r=0.571,P<0.01),而与温度呈显著负相关(r=-0.740,P<0.01);(2)长江经济带1981—2010年WUE变动区间为1.04—1.19 g C mm^-1 m^-2,WUE总体呈减少趋势,平均每年降低0.0030 g C mm^-1 m     

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。     

长江经济带自然保护地边界重叠关系及整合对策分析

我国自然保护地类型多样,级别成体系,但由于我国自然保护地一直存在多头管理、权限不清等原因,导致边界混乱、重叠严重。对我国自然保护地空间分布和重叠情况进行梳理是构建以国家公园为主体的自然保护地体系的重要基础,能为我国新型自然保护地的科学选址和优化整合提供有效依据。长江经济带作为我国生态、生活、生产均十分重要的区域,其生态保护具有重要的屏障作用。收集了长江经济带11省份建设开展较成熟的6类自然保护地矢量边界2383个,通过构建重叠关系模型,深入分析了不同类型自然保护地间的边界重叠关系,并针对重叠情况提出系统化对策,结果表明：（1）保护地之间具有重叠关系的数量达1296个,占已获取保护地边界总数的54.4%;重叠部分面积达29728.4 km²,占已获取自然保护地总面积的11.4%;总体呈现为西部重叠面积大、数量多,中部重叠数量多,东部重叠面积小的特点。（2）从重叠区域看,有一次重叠区域的保护地有1138组,有两次重叠区域的有249组,有三次重叠区域的有17组,无四次及以上重叠区域。（3）从重叠关系看,与其他5个及以上保护地有重叠的保护地有56个。（4）通过对重叠区域和关系的分析与政策研究,提出针对不同重叠特性的整合对策,包括勘界调整、合并和类型整合等,并将重叠热点区域提取,以期为自然保护地整合和国家公园建设提供数据支撑,为当前中国自然保护地体系改革的紧迫需求提供参考。     

长江经济带森林生态安全评价及时空演变研究

由于森林生态系统的安全关系到人类的生存与发展,因此本文以长江经济带1107个区县为研究对象,运用熵权法、ArcGIS和GeoDA软件、重心分析模型、空间相关分析来分析长江经济带森林生态安全指数（ESI）,结论如下：（1）森林状态指数中,权重最高的指标为森林火灾受灾率,其次为森林有害生物成灾率和林地面积比率;在森林压力指数中,权重最高的指标为政府林业投入强度,其次为年度造林比例和自然保护区占比。（2）从全域来看,森林ESI值长江上游 > 中游 > 下游,长江南岸高于北岸。长江经济带森林ESI值总体水平较低,但在2000-2015年间总体呈上升趋势。从各省看,云南省森林ESI值最高,上海市森林ESI值最低。在此15年间,湖南省森林ESI值提高幅度最大（19.77%）,江苏省提高幅度最小（0.76%）。（3）各支流流域森林ESI值排序：赣江 > 沅江 > 金沙江 > 乌江 > 湘江 > 汉江 > 嘉陵江 > 岷江。从2000-2015年,八大流域的森林ESI值总体呈上升趋势,其中湘江流域增长幅度最大（20.87%）,而金沙江流域增长幅度最小（3.6%）。（4）森林ESI值的重心先后经历了在从南往西、从西往东北和从东北往南等过程。（5）长江经济带森林ESI值有较为显著的集聚性,森林ESI值High-High集聚区域主要分布在四川省和云南省,Low-Low集聚区县主要分布在上海、江苏和安徽,其次在湖北江汉平原、四川成都平原较为集中。（6）基于以上分析,本文建议：①应注重森林火灾、病虫害防治、林业投资、植树造林等工作。②从全域看,生态修复的重点应放在长江下游。从支流流域来看,岷江、嘉陵江和汉江流域应重点加强森林修复工作。③应在上海、江苏、安徽等Low-Low集聚区域加强植树造林和退耕还林的力度,而在四川、云南、江西和浙江等High-High集聚区域适当发展木材加工和林下种植等产业。     

长江经济带湖南区域外来植物入侵现状及防控对策

[目的]了解长江经济带湖南区域外来入侵植物的种类构成、区系组成和区域分布,推进长江经济带湖南区域的生物多样性保护。[方法]采用实地踏查法开展长江经济带湖南区域外来入侵植物调查,以文献访查法对调查区域的入侵植物物种进行补充分析。[结果]长江经济带湖南区域有外来入侵植物41科102属146种,其中,菊科植物最多(35种),占入侵植物总种数的23.97%;外来入侵植物原产于美洲的最多(99种),占入侵植物总种数的67.81%;从生活型组成看,草本植物是长江经济带湖南区域外来入侵植物的主要组成部分,占比82.88%;从科的分布区系特征看,世界广布类型是入侵植物的主要区系类型(19科),占总科数的46.34%;从属的分布区系特征看,泛热带分布类型最多(32属),占总属数的31.38%。[结论]长江经济带湖南区域外来植物入侵呈现种类多、增速快、危害程度加重等特点,应加强对菊科入侵植物和来源于美洲入侵植物的监管。     

Climate‐induced increase in terrestrial carbon storage in the Yangtze River Economic Belt

Predicting the change in carbon storage in regions of high carbon uptake and those under highly intensive human disturbance is crucial for regional ecosystem management to promote sustainable development of the economy and ecology in the future. We use a process‐based model to estimate the terrestrial carbon storage in Yangtze River Economic Belt (YREB) and to predict the change of carbon storage over the next 100 years. The results show that the vegetation carbon (VC) and soil organic carbon (SOC) storage were 8.97 and 28.85 Pg C in the YREB from 1981 to 2005, respectively. The highest VC density is distributed in the southern region of the YREB, and the highest SOC density distributes in subalpine and alpine area of the western region of the YREB. Carbon storage in the YREB continued to increase from 1981 to 2005 and in future projections, under both the representative concentration pathway 4.5 (RCP4.5) and the RCP8.5 scenarios. The increased rate of carbon storage in the YREB under the RCP8.5 scenario is higher than that under the RCP4.5 scenario. Under the RCP4.5 scenario, the increasing trend of VC storage tends to be reduced after the 2060s; conversely, the increase of both VC and SOC is accelerated after the 2050s under the RCP8.5 scenario. The SOC density in Western Sichuan will decrease in the future, especially under the RCP8.5 scenario. Western Sichuan has the highest SOC density in the YREB; therefore, it is important to manage the ecosystems there in order to cope with significant warming. The positive impact of warming and the CO₂ fertilization effect on vegetation growth and carbon uptake will be predominantly attributed to the increase of terrestrial carbon storage in the YREB. However, warming will stimulate the decomposition of soil organic carbon, contributing directly to reducing SOC storage in high‐altitude regions (e.g., alpine and subalpine regions of Western Sichuan).     

基于地理环境相似度的长江经济带入侵物种虚拟负样本生成方法

入侵物种空间分布建模的核心数据源来源于物种多样性采样(物种出现点和未出现点),然而,大多数入侵物种标本库只记录物种出现点样本信息,缺乏对未出现点(负样本)位置的记录。因此,生成有效的入侵物种虚拟负样本是建立物种空间分布模型的关键。本文提出了一种基于地理环境相似度的虚拟负样本生成方法。首先利用主成分分析(PCA)方法对地理环境原始变量进行线性相关性建模,基于提取的主成分,采用K-means算法对入侵物种样本进行聚类分析并计算各样本的地理环境相似度。在此基础上,通过建立基于主成分的入侵物种相似性度量与可信度计算框架来识别虚拟负样本。以长江经济带入侵物种一年蓬(Erigeron annuus)数据集为例,分析了整个区域虚拟负样本的可信度。结果表明,与空间随机采样和单类支持向量机采样相比,用本研究提出的方法生成的样本数据建立的logistic回归和支持向量机预测结果更优,验证了该方法的可行性与有效性。基于地理环境相似度的虚拟负样本抽样策略有助于解决由于随机采样而引起的误采样到潜在入侵点的难题,同时负样本的可信度能有助于识别不同等级的入侵物种适应区。     

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。