西北地区三维生态足迹生态安全评价及驱动力分析

西北地区生态脆弱,进行生态安全评估和驱动力分析具有重要意义。选取土地利用影像和植被净初级生产力产品叠加细化均衡因子和产量因子,利用三维生态足迹改进模型测算和空间刻画西北地区2009—2017年的足迹深度,足迹广度和区域三维生态足迹;然后基于上述结果计算生态压力指数、生态协调系数、生态足迹多样性指数、流量资本占用率和存量资本流量利用比描述生态安全变化;最后用STIRPAT扩展模型结合主成分回归模型分析三维生态足迹演变的主要驱动因素。结果表明：(1)2009—2017年研究区的区域足迹广度总体上呈现为先升后降的趋势,2009年最低为3.116 hm~2/人,2016年达到最高为3.796 hm~2/人;区域足迹深度研究期内一直上升,从2009年的11.550 hm~2/人上涨为19.031 hm~2/人;三维生态足迹研究期内也一直增加,由6.006 hm~2/人增加为9.760 hm~2/人。(2)研究区2009—2017年整体生态安全持续恶化,生态压力不断增大,其中宁夏生态安全形势严峻,新疆和陕西生态环境脆弱,甘肃生态安全程度相对较差,青海生态安全良好;不同地区地类的安全状况基本不同,但...     

海岛型城市生态安全格局研究——以平潭岛为例

在快速城市化带来的城市生态安全严重威胁着城市可持续发展的这一时代背景下,构建城市生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。结合平潭综合实验区总体规划,从城市生态安全角度出发,在对平潭岛生态环境本底条件的调研基础上,选取与平潭岛的城市生态安全关系密切的6个关键生态因子进行深入分析,并通过层次分析法和GIS空间叠置法综合多要素分析了平潭岛的生态敏感性,最终有针对性地提出了面向新一轮大规模城市开发热潮的平潭岛城市生态安全格局。研究成果可为平潭岛的城市开发建设提供决策支持,对维护平潭岛城市生态安全、促进平潭岛可持续发展具有重要的理论和现实意义,同时也对其它海岛型城市的生态安全格局研究具有一定的借鉴意义。     

大陆性海岛野生植物功能性状特征及其演变趋势——以平潭岛为例

探讨海岛植物功能性状的演变机制,对福州市平潭岛和福州国家森林公园的野生植物功能性状进行了比较。结果表明,平潭岛和公园植物的共有科占总科数的63%,共有种占总种数的19%。海岛植物为适应强风、干旱、贫瘠的环境,以草本植物为主,占65.75%。海岛植物的叶级明显小于大陆植物,叶被毛植物占62.39%,并呈木质化和肉质化特征。海岛植物的繁殖能力提高,海岛植物花期长于大陆,以r-繁殖策略为主。海岛植物的传播能力提高,颖果和瘦果比例高于大陆植物,而核果和浆果比例相反;微型果为79.20%,以风力和蚁类传播为主。总体而言,大陆性海岛与大陆野生植物具有相同起源,海岛植物为适应脆弱的生态环境,其适应-繁殖-传播相关的功能性状发生演变,呈现出适应能力增强、繁殖和传播能力提高的特点。     

城市化区域生态风险驱动力及管控策略——以北京市为例

快速城市化导致城市及周边区域生态风险不断增加,认知城市化区域生态风险,探究其变化的驱动因素,提出行之有效的风险管控策略,对城市化区域生态环境与社会经济协调发展具有重要意义。以北京市为例,基于生态系统服务对生态风险进行了定量表征,分析了城市化因素对生态风险的驱动作用,探究了生态风险管控策略。研究结果表明：不透水地表扩张、经济增长、人口增长均对生态风险有显著的驱动作用,其中不透水地表扩张的驱动作用占主导地位。经济增长和人口增长通过影响不透水地表率间接作用于生态风险,在2005年时,人口密度对生态风险的驱动作用大于GDP强度,在2010年及之后,GDP强度对生态风险的驱动作用则变得比人口密度的驱动作用更大。北京市的生态风险管控策略为：在不透水地表率介于40%—70%的区域降低不透水地表率和实施土地利用及景观格局优化;不透水地表率大于70%的区域应防止不透水地表进一步扩张;不透水地表率低于40%的区域需通过提升生态系统质量、强化风险防范、降低风险暴露等途径来管控风险。此外,应通过提高海淀、昌平、通州、顺义等辖区的人口和经济城市化集约水平来降低生态风险。本研究阐明了城市化对区域生态风险的驱动作用...     

洞庭湖流域生态安全状态变化及其驱动力分析

通过构建由状态子系统、压力子系统和响应子系统组成的洞庭湖流域生态安全评价系统,重点研究了该流域的生态安全变化趋势,并采用因子分析方法探究其驱动力。结果表明,1949年以来,流域生态安全变化表现出如下特征:系统状态指数明显下降,波动性和阶段性显著;系统压力指数1990年后呈下降趋势;系统响应指数一直呈增长趋势;生态安全度自1990年以来开始稳步上升。因子分析表明,流域生态风险是自然和人为因素叠加的结果,农民人均收入增加、农业人口占总人口比例减少、单位面积土地产值和单位土地面积生态建设投入增加,是促进流域生态安全度提高的决定性因素。同时,本文提出了提高流域生态安全度的相关对策。     

区域生态安全预警指数——以辽河流域为例

生态安全不仅体现在某个时间段的状态上,还与安全隐患密切相关,区域生态安全是安全状态、隐患因素、演变趋势、时间、空间以及安全主体的函数.只有将其状态和隐患结合起来研究,才能科学而正确地对生态安全未来演变趋势做出判断,实现生态安全危险状态的预警.文章以辽河流域为例提出预警指数测算方法:①确立生态安全状态--隐患综合评价指标体系.②采用数学方法计算安全状态指数.③采用安全评价方法计算隐患指数.④根据多目标决策准则,采用状态指数和和隐患指数的并合方法计算预警评价的结果指数.评价结果与实地考察情况基本一致,可以为决策部门提供生态安全预警依据.     

港湾快速城市化地区景观生态安全评价——以厦门市为例

以压力-状态-响应(PSR)为概念框架构建厦门景观生态安全评价指标体系,以TM遥感影像为基础数据元,对可空间插值指标进行格网采样空间插值,对不可空间插值指标进行专家赋值,采用RS和GIS相结合的技术,通过空间叠加得到厦门市2003年和2006年的景观生态安全综合指数,以揭示厦门市区域景观生态安全的空间分布规律.研究结果表明:(1) 2003年厦门景观生态安全度平均值为0.586,处于中等安全水平,2006年平均值为0.650,处于中高安全水平,区域景观生态安全度整体水平在小幅度提高;(2) 各行政分区2006年较2003年数值均有所提高,2003年其安全度自高向低排序依次是同安>翔安>思明>海沧=集美>厦门海域>湖里,2006年其安全度自高向低排序依次是同安>思明>海沧=翔安>集美>湖里>厦门海域;(3) 景观变化压力指数2006年较2003年有所提升,但是景观生态安全调控力度也在加大,缓解了城市化过程对区域景观生态安全的压力和影响.     

滨海快速城市化地区土地生态安全评价与预警——以曹妃甸新区为例

对滨海快速城市化地区进行土地生态安全评价和预警是保障土地可持续利用和有效维护土地生态安全的重要内容.基于“压力-状态-响应”(P-S-R)模型,构建了滨海快速城市化地区土地生态安全评价指标体系.借助遥感数据和GIS方法,以1 km×1 km网格为评价单元并通过空间插值,获取了基于像元大小30 m×30 m的曹妃甸新区2005和2013年土地生态安全评价结果.并采用分类树方法对未来曹妃甸新区土地生态安全(LES)进行预警,共分为4种预警类型：安全但有退化趋势预警、亚安全且缓慢退化预警、亚安全且快速退化预警、不安全预警.结果表明：曹妃甸新区2005年土地生态安全平均值为0.55,处于中等安全水平,而2013年为0.52,处于中下安全水平,区域土地生态安全呈下降趋势.曹妃甸新区不安全预警及亚安全且快速退化预警区域主要分布在城市建设用地快速扩展区域,说明城市建设用地的快速扩张是导致区域土地生态安全恶化的最主要因素.工业区、十里海和南堡盐场3个乡镇处于高度危险预警状态,其不安全预警、亚安全且快速退化预警及亚安全且缓慢退化预警3者之和分别占其总面积的58.3%、98.9%和81.2%,未来应加强这些区域的土地生态管理调控.研究结果可为曹妃甸新区土地规划和生态保护提供一定参考.     

东北老工业区生态安全动态演变过程及驱动力

生态安全与国防安全、经济安全、金融安全等已具有同等重要的战略地位,并成为未来经济社会安全的主要约束。东北老工业区作为我国重要的老工业基地及粮食生产基地,其生态安全状况关系着中国可持续发展战略的实施。采用能值-生态足迹模型,对东北老工业区2000—2014年生态安全动态演变过程进行时间序列的定量分析,并采用主成分分析方法分析其驱动力。结果表明:研究期内,人均能值生态承载力从0.66 hm2/人下降到0.64 hm2/人,人均能值生态足迹由10.58 hm~2/人增加到19.85 hm~2/人,处于生态赤字状态,且赤字增大趋势明显;生态压力指数与生态安全等级均不断增大,生态安全状况呈恶化趋势,生态安全问题亟待解决,而这是由社会经济、人口状况、资源环境、技术水平及土地利用程度等因素共同驱动的结果。最后,提出了改善东北老工业区生态安全状况的对策建议。     

泥石流多发区生态安全评价——以汶川县为例

通过对四川省汶川县的地形、植被、气候和社会经济等数据的收集、整理,应用生态安全理论构建泥石流多发区的生态安全评价指标体系与综合指数,采用地理信息系统(GIS)结合主成分分析方法,对汶川县119条小流域的生态安全状况进行了评价.结果表明:1)泥石流多发区生态安全水平主要与地形因子相关,人类不合理的开发利用加剧了生态安全的变化和生态环境恶化;2)划分的五类生态安全区中,生态不安全区、较不安全区、临界区占全县面积的41.17%,其大部分位于岷江沿岸;3)对生态安全指数的分级经过验证,评价结果与现实状况吻合.     

江苏沿海地区耕地景观生态安全格局变化与驱动机制

沿海地区是土地利用变化剧烈区,同时也是生态系统敏感脆弱区。以江苏省沿海为研究区,基于景观生态安全理论,结合遥感技术与空间分析技术,从景观生态安全角度测算沿海19个县耕地景观生态安全指数,在此基础上,重点讨论1995-2005年江苏沿海地区耕地景观生态安全格局变化特征与驱动机制。研究结果显示:江苏沿海地区15a来耕地景观安全格局变化显著,Ⅰ级区范围呈扩大趋势,Ⅱ级区格局变化较为分散,Ⅲ级区的范围逐渐缩小,呈现由南部地区向中部地区减少,由内陆向沿海推进的格局变化特征;回归模型显示,县级层次耕地景观生态安全主要驱动力为土地整理项目数量、国民经济总产值和人口密度,其回归系数分别为0.253、-0.224和-0.176。     

我国主体功能限制开发区域旅游生态安全动态演变及其驱动因素——以张家界为例

旅游生态安全是国家生态安全体系的重要组成部分,也是维系旅游产业健康可持续发展的前提基础。基于主体功能限制开发视域下旅游生态安全内涵解析和"压力-状态-响应"框架构建指标体系,继而采用改进的逼近理想排序法(TOPSIS)模型、卷积神经网络和长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)混合神经网络预测模型、因子贡献度模型对张家界旅游生态安全动态演变特征及驱动因素进行刻画分析。研究发现:(1) 旅游生态安全指数总体呈波动上升趋势,安全等级与警情状态不断改观,旅游生态安全水平演变分为"增减交替"快速上升"稳定增长"三个时期。(2) 旅游生态安全三大子系统均朝良性方向发展,但演化态势差异显著,压力子系统平均安全水平最高,但增长速率迟缓,状态子系统与前者则呈完全逆反态势,响应子系统平均安全水平与增长速率均处于中间位序水平,演变走势稳定性欠佳。(3) 2021-2030年,旅游生态安全指数预测值有望从0.6194增至0.7665,旅游生态安全水平呈"螺旋式"上升趋势,整体安全状况将会得到持续优化,但仍存在较强不稳定性和不确定性。(4) 影响旅游生态安全动态演变的首位驱动因子呈现"水土流失综合治理面积→省级以上自然保护区面积→城镇化率"的转换特征,旅游经济地位提升、公共绿地建设供给、工业绿色转型发展对旅游生态安全具有正向驱动效应,传统城镇化与工业化、高强度能源消耗、旅游产业无序扩张、频发性自然灾害、迟滞居民生活水平则产生负向抑制效应。     

Island urbanization and its ecological consequences: A case study in the Zhoushan Island,East China

Islands, which provide multiple ecosystem services, are subject to increasing urbanization pressure due to the ongoing marine development, especially in developing countries. Insights into the island urbanization mechanism and its ecological consequences are essential to sustainable development. In the present paper, the satellite images, nighttime lights, and topographic data were integrated to characterize the spatially explicit urbanization process and mechanism during 1995–2011 in the Zhoushan Island, East China. Furthermore, the corresponding spatially explicit changes in ecosystem services, including net primary productivity (NPP), carbon sequestration and oxygen production (CSOP), nutrient cycling, crop production, and habitat quality, were quantified based on the Carnegie–Ames–Stanford Approach (CASA) and Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST) models. The results showed that the Zhoushan Island had experienced a rapid urbanization over the years, with significant urban encroachment on the farmland and tidal flat. Moreover, the urban land expansion was positively correlated with that of the nighttime lights and negatively correlated with the elevation, slope, and the distance to shoreline. These indicated that the urban expansion was resulted from the enhancement of socioeconomic activities, and concentrated in the near-shore areas with low altitude and gentle slope. The urban encroachment on other land use types resulted in a decrease of 3.4 Gg C a⁻¹ NPP, 8.7 Gg a⁻¹ CSOP, 13.2 Gg a⁻¹ nutrient cycling, and 12.3 t a⁻¹ crop production, respectively. In addition, the habitat quality in 11% area of this island degraded substantially. Therefore, to achieve sustainable development of islands, it is urgent to implement more stringent policies, such as island spatial regulation, environmental impact assessment, intensive land use, and urban greening, etc.     

广东省生态安全状态及趋势定量评价

为研究区域生态安全在不同时期的动态变化及发展趋势,在国内外已有的研究基础上,根据压力-状态-响应模型框架,提出了一套完整的区域生态安全水平度量的指标体系和基于熵权法赋权的综合指数评价方法,从时间尺度上（1990～2004年）对广东省生态安全进行定量评估和动态趋势分析.结果表明,广东省生态安全综合指数从1990年的0.125增加至2004年的0.402,生态安全整体水平呈逐年上升趋势,但发展过程中存在的问题是区域生态压力在不断加大及生态安全现状水平仍处于“较不安全”状态.对广东省环境规划的实施效果进行预测评估,得出在实现环境目标的情景下,2010规划年和2020规划年的生态安全综合指数将分别达到0.533（临界安全）和0.691（较安全）.评价方法简单直观,评价结果客观合理.     

普陀山岛旅游生态安全发展趋势预测

科学地预测海岛目的地旅游生态安全发展趋势,对促进海岛旅游经济和生态环境协调发展具有重要的理论意义和实践价值。基于可持续发展的视角,建立了由承载力-支持力-吸引力-延续力和发展力(CSAED模型)子系统构成的普陀山旅游生态安全指标体系,并在灰色系统GM(1,1)模型和RBF神经网络模型比较选优的基础上,对普陀山岛旅游生态安全发展趋势进行了预测。研究结果表明:(1)和灰色系统GM(1,1)模型相比,RBF神经网络模型的Pearson相关系数和误差均方根值更优,可更精确地拟合普陀山岛旅游生态安全发展趋势;(2)2015—2020年,普陀山岛旅游生态安全指数的RBF神经网络模型预测结果由0.7017增加至0.8135,安全等级由比较安全上升至非常安全。研究结果可为维护普陀山岛旅游生态安全提供决策依据。     

生态效率视角下旅游业生态福利及驱动因素——以常州市为例

经济效益最大化与环境影响最小化是绿色旅游与可持续发展的内在诉求。本文立足于生态效率模型,创新性地提出旅游业生态福利指数,据此分析1995—2017年常州市旅游业生态福利变化趋势及驱动效应,旨在为评价旅游产业绿色可持续发展能力提供新视角。研究发现:(1)1995年来常州市生态足迹呈现先增长后下降趋势,但旅游业各部门生态足迹均不断增长,游客人均资源消耗约为本地居民人均资源消耗的2.81—9.37倍,面临艰巨的节能减排压力。(2)1995年来常州市本底生态效率与旅游生态效率逐年提升,分别增加了37033元/hm²和44226元/hm²;同等资源消耗下,旅游业平均每单位产出高14409元/hm²,但游客年均消耗的自然资源却为本地居民的5.78倍。(3)1995—2007年间常州市旅游生态福利升降波动频繁,2007年来呈以直线式地骤降,受规模效益影响,旅游业的绿色生态福利和高效性不断弱化,为全市的资源节约量下降了10.7倍。(4)迪氏对数指标分解法(Logarithmic Mean Disivia Index, LMDI)揭示规模...     

福建平潭岛种子植物区系地理及外来植物对其影响

通过对平潭岛种子植物区系的调查,初步统计出平潭岛共有种子植物127科369属541种,其中,原生植物330种,隶属于91科234属,外来植物211种,隶属于79科160属。与邻近大陆区域、东南沿海岛屿的比较和聚类分析结果表明,平潭岛种子植物区系及地理分布类型具有以下特点:(1)较大陆地区原生种子植物,平潭岛植物种类相对贫乏,单种科数量多,优势科少。与大陆植物种类相似性小,平潭岛原生种子植物区系成分(种和属)与鹫峰山有最高的相似性,与虎伯寮区系的属区系分布类型关系最近。平潭岛种子植物区系成分(种和属)与上海崇明岛有最高的相似性,而平潭岛大金山岛区系的属区系分布类型关系最近;(2)127科种子植物可划分为12个类型和7个变型,369属种子植物可划分为14个类型和12个变型,以热带成分为主,温带成分其次,缺乏起源古老的区系成分;(3)平潭岛原生种子植物与大陆地区的植物种类相似性相对较低,具有典型的海滨特色海岛乡土植物;(4)外来植物与平潭岛种子植物区系成分及科属的分布区类型具有极显著相关(P0.01),并对原生种子植物的分布区类型构成有较大的影响。