基于自然的解决方案在北方防沙带生态屏障建设中的应用

基于自然的解决方案(NbS)通过自然资源高效利用和适应性生态系统管理应对多样化挑战,是国际上普遍认可的生态恢复前沿理念,我国的国家生态屏障建设从本质上是中国特色的NbS,具有系统性、综合性和多尺度特征。NbS的对象、主体、目标以及方案等方面与生态屏障的建设思路上高度契合,相关准则能够为生态屏障建设提供全面的理论思路和实践框架。以北方防沙带生态屏障带为例,从北方防沙带的生态问题入手,深入剖析了NbS与探讨了北方防沙带生态屏障之间的耦合关系,从“格局-过程-尺度”机理、“服务-价值-福祉”路径和“保护-修复-管理”体系角度对NbS实施准则和北方防沙带生态屏障进行了阐述;并结合基于自然解决方案的北方防沙带案例分析,总结了NbS在北方防沙带生态屏障建设中的未来发展趋势和面临的挑战。     

韧性科学的回顾与展望:从生态理论到城市实践

城市韧性的概念在生态与环境领域正在兴起,如何将城市的结构复杂性和功能多样性与自然、经济和社会要科学地耦合尤为重要。实践方面,城市韧性在国际组织、政府机构和私人基金会等计划的支持下得到世界各地城市的日益重视。对此,回顾了韧性在生态系统科学中的概念起源及其在工程技术与社会学科的应用发展;整合了城市系统的科学知识,以进一步阐述城市韧性的概念及理论发展;举例了目前联合国、洛克菲勒基金会和跨国企业所构建的全球合作网络中韧性城市的实践。基于城市韧性理论的回顾和韧性城市实践,结合城市系统在生态、经济和社会维度的差异性,就我国城市以韧性为导向的转型发展过程中存在的机遇、挑战及解决途径提出了参考建议。     

利用基于自然的解决方案促进生物多样性保护

生物多样性丧失是当今人类面临的重要危机之一,在以“爱知目标”为代表的生物多样性保护目标均未实现的背景下,如何推进变革性转型以遏制和扭转生物多样性丧失趋势成为当务之急。基于自然的解决方案(NbS)因其坚持整体性、系统性、多样性、稳定性、可持续性、权衡性和包容性等原则,成为应对全球危机的重要途径。该文通过分析机理和功能层面生物多样性和NbS的关系,阐明了NbS利用恢复生态系统的复杂性和营养级来指引生物多样性保护的路径,提出了利用NbS促进生物多样性保护的双重内涵,一是以提升生态系统多样性、稳定性、持续性为目标,二是利用自然生态过程。在建立NbS和生物多样性关联认知的基础上,该文进一步梳理了NbS的概念内涵与生物多样性保护目标的一致性,以及NbS在生态空间、农业空间、城镇空间对生物多样性保护的相关方法,归纳了NbS促进生物多样性的国内外实践案例,讨论了NbS协同促进生物多样性保护、应对气候变化和可持续发展的多重效益,展望了NbS纳入生物多样性保护战略规划的愿景,以期为促进《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》等框架履约、推进NbS在生物多样性保护主流化提供参考。     

韧性城市研究综述——基于城市复杂系统视角

在全球气候变化与持续城市化的背景下,增强城市韧性是提升城市应急管理能力,实现城市系统可持续发展的重要途径。明确城市韧性的内涵、核心要素及相互作用机理,开展城市系统韧性测度与城市系统模拟,对提升变化环境下城市系统恢复力与韧性水平,缓解变化环境对城市系统运行稳定性冲击压力具有重要意义。基于文献与资料分析,全面解析韧性城市核心概念与各国韧性城市建设、管理与研究实践。此外,研究从城市复杂系统视角探究变化环境对城市系统影响机制、测度方法与系统模拟路径。研究为韧性城市理论、方法与实证研究提供了参考,并为我国韧性城市建设实践提供决策依据与政策建议。     

近20年城市遥感研究现状及其发展趋势

随着城市化进程的不断加速,城市遥感研究已成为地理学、生态学、城市规划学等学科领域主要发展方向之一。城市化使人口与经济增长的同时,也使得城市原有的生态环境状况发生改变,从而引起了一系列城市生态环境问题。城市遥感是一门多学科交叉研究领域,近年来已经取得了一系列显著的研究成果。对近年来城市遥感研究涉及的城市地表温度、边界扩张、不透水表面、景观格局以及生态安全5个方面的理论、研究方法、应用动态以及发展方向进行了较为详细的总结与探讨。主要得出如下结论：（1）数据源从单个遥感数据研究走向多源遥感数据融合发展,多源遥感数据尤其是结合高分辨率数据越来越多的被应用到城市研究的各个领域中;（2）城市遥感的研究目标不断扩展、深化和聚焦;（3）城市遥感研究已开始从二维空间向三维空间拓展;（4）城市遥感涉及的研究对象之间相互作用,相互影响在深入解读城市遥感研究理论意义和潜在挑战的基础上,结合最新研究对本文所涉及的主题进行了补充和完善,为城市典型生态环境问题的解决提供新的思路;今后应按照城市形态与构成、城市关键要素、生态环境响应、生态环境评价以及城市扩展与环境预测的体系结构进行综合分析。     

城市与区域生态关联研究进展

城市及其周边区域正在面临日益严峻的环境污染、生态恶化、资源短缺等问题。这些问题的出现,与长期以来城市发展过程中忽视城市与区域的生态关联密切相关。研究城市与区域的生态关联,对于解决城市与区域的生态环境问题、指导新型城镇化建设具有重要的理论意义与实践价值。主要从以下3个方面系统总结了城市与区域生态关联的研究进展:(1)城市发展对周边区域的生态环境影响,包括直接的胁迫和间接的影响;(2)区域对城市发展的生态支撑;(3)城市与周边区域社会、经济、生态关联的相互作用机制。指出了当前城市与区域生态关联研究中存在的问题和不足:1)城市对周边区域生态环境直接影响的研究较多,且多侧重城市对周边区域的负面影响,对其间接影响的研究较为缺乏;2)周边区域对城市发展生态支撑作用的研究相对缺乏、认识不够深入;3)对城市与周边区域生态关联作用机制的研究较为缺乏。未来的研究要将城市和区域作为统一整体,进一步完善城市与区域生态关联的理论框架,耦合社会经济的相互作用,定量解析城市与区域的生态关联,为城市与区域的可持续发展提供科学依据。     

黄河流域城市生态韧性时空演变及其影响因素

城市作为最复杂的社会生态系统,在经历经济快速积累、城镇化加快推进的同时,面临着资源短缺、环境污染、生物多样性锐减等生态环境挑战,增强城市生态韧性对城市可持续发展至关重要。从韧性的内涵角度评估城市生态韧性水平,探究城市防范内外生态风险能力的时空特征,剖析城市生态韧性差异的影响机制,对实施城市生态文明建设与风险防控具有指导意义。基于"演化韧性"视角从"抵抗-响应-转型"三个能力构建城市生态韧性指标体系,以黄河流域七大城市群59个地级市2011-2020年面板数据为例,运用熵权-逼近理想解排序法(熵权-TOPSIS法)、传统和空间马尔可夫链,在对黄河流域城市生态韧性进行定量测算的基础上,分析其时空特征。最后利用面板分位数回归深入探索黄河流域城市生态韧性影响因素的分段效应,提高对城市生态韧性影响机制的认识。结果表明:(1)2011-2020年,城市生态韧性均值在(0.092,0.125)范围内,呈现缓慢增长态势;离散程度呈倒"U"型变化特征趋势;空间上,城市生态韧性表现为"下游强、上中游弱",城市群内部以省会城市为核心向外围地级市递减,"中心-外围"的分布格局明显。(2)城市生态韧性主要在相邻等级之间进行递次转移,仍未实现跨等级转移,具有"路径依赖"和"自身锁定"特征;地理空间背景在城市生态韧性动态演变过程中发挥着重要作用,表现为"强强联合、低低临近"的集聚效应。(3)影响因素方面,经济发展水平、科技创新对城市生态韧性具有显著促进作用;产业结构对城市生态韧性表现为显著抑制作用,人口密度和环境规制对城市生态韧性不同分位点的影响作用存在显著的异质性。研究结果可为黄河流域全面推进生态保护与建设"韧性城市"提供一定的科学参考和理论依据。     

城市韧性概念、影响因素及其评估研究进展

在城市化快速进程中,不确定性的多元干扰对城市发展造成威胁,如何增强城市吸收、抵御、适应与学习能力是亟待解决的热点议题。韧性城市作为城市应对不确定性风险的新兴理念范式,对提高城市韧性水平与应变能力具备指导意义。对韧性概念进行辨析,阐述了城市韧性的概念,并提出多要素融合、多能力转变与多时空尺度的城市韧性概念见解。基于所提出的城市韧性概念,从过程化视角系统总结了多元干扰、城市系统状态、城市应对能力对城市韧性的影响。对单领域和多领域评估进行梳理,针对基于城市韧性要素、韧性特征、韧性实现过程的三种评估指标进行具体探讨,总结与比较了定性和定量的城市韧性评估方法。基于上述分析,提出当前存在缺乏城市如何实现韧性的研究、评估指标较少关注组织要素、多干扰和多主体、评估方法缺乏机理与动态模拟的应用、理论与落地实践脱轨等问题。最后提出未来展望,即注重城市韧性过程分析,设计更具完整性与针对性的指标体系,推动研究方法科学化与动态化改进,加强形成“机制-评估-管理”的可操作性闭环。     

生态城市与人地关系

生态城市作为当下探索人与自然协调共处、社会和谐进步、经济持续发展的实践,是实现可持续发展的重要举措。人地关系作为地理学研究的核心,是社会发展必须直面和探讨的重要问题。分别论述生态城市和人地关系相关研究的理念与框架、过程与机制、理论与方法的演变以及两者的区别。生态城市规划具备高度的综合性,在优化资源配置、调整空间布局、协调各项事业、改善城市功能等方面发挥重要作用,由单方面注重增长速度和规模转向重视城市增长容量、生态承载力、生活质量方面。人地关系研究旨在探索人地系统各要素间相互作用与系统行为及调控机制,其主旨问题随人地系统演变发生变异,准确分析人地关系面临着一系列理论、技术和数据方面的挑战。生态城市可以借助人地关系作为一个更加宏阔的系统框架,同时可为人地关系研究提供具体的工具和手段。复杂系统科学和综合集成方法是生态城市和人地关系的重点研究方向。生态城市与人地关系研究相互融合,能够更好地解决复杂问题,从而朝着共同目的—可持续发展迈进。     

实现城市可持续发展的系统转型

城市在为人类提供各种生态系统服务的同时,其发展中的各类问题限制着城市生态系统本身的可持续发展。首先概述了城市发展过程中面临的挑战,主要包括城市化过程中人与自然的关系问题及社会生态问题等;其次从可持续发展的内涵、社会-经济-自然复合生态系统和驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)的理论出发,分别从城市水供给和污水处置系统、消减城市废弃物排放、城市交通和区域规划、城市发展与粮食系统供求关系、城市清洁能源系统等5个方面对如何实现城市的转型进行了系统的论述。结合我国城市可持续发展的研究进展,指出城市的可持续发展问题不仅是城市自身的问题,也是城市与周边区域的协调发展问题。为此,文章提出必须基于五个"转向"来研究和建立城市化与区域生态的耦合和协调机制。     

基于能值分析的合肥城市生态系统健康动态评价

随着城市化和城市环境问题的日趋突出,城市生态系统健康评价成为近年来生态学领域研究的热点.本文运用能值分析方法,采用活力、组织结构、恢复力和服务功能维持4个要素,构建了评价城市生态系统健康的能值指标--城市健康能值改良指标,并用于合肥市生态系统的健康评价,然后将评价结果与天津、芜湖、上海、宁波、福州等6座国内城市进行比较...     

基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势

在中国洪涝灾害频发的背景下,海绵城市等雨洪管理实践有助于灾害的缓解,提高城市应对雨洪的“韧性”。韧性城市作为应对灾害风险的城市规划理念,已被应用于一些国家的雨洪风险管理中。本文基于韧性理念,运用科学计量分析工具CiteSpace梳理中国雨洪研究现状,从生态、工程、社会雨洪韧性3方面分析了雨洪管理热点与相关技术,发现在跨领域的雨洪系统管理、区域到街区间不同空间尺度用地调蓄管理方面存在不足,提出未来应构建以“生态-工程-社会”为核心,涵盖“区域-城市-街区”尺度,多技术集成为支撑的自适应韧性雨洪管理体系。     

基于市政综合监管信息的城市生态系统复杂性分析

随着我国城市化进程的不断加快,城市结构日趋复杂,人类活动对生态系统过程和功能的干扰愈发严重,使城市生态系统更加的复杂.城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统.城市生态系统的复杂性不但直接体现在其自然、经济和社会三个子系统的结构和过程中,也通过许多市政综合管理要素和对象呈现出来.通过对北京市东城区2009年6月至11月的城市综合监管信息平台立案数据的归类分析,结合东城区地形图和专题图矢量数据,从公用设施类、道路交通类、市容环境类、园林绿化类、房屋土地类、其他设施等因素,分析了东城区城市生态系统及其人类活动的相互关系.把从市政管理信息中提取出的城市管理部件问题与城市生态系统的水、土、气、噪声、视觉污染和固体废弃物等关键要素进行关联分析.通过挖掘东城区生态系统在组成和空间分布上的复杂性和规律性,阐明东城区城市生态系统与人类活动时空关系的复杂性,以期为城市生态系统管理提供借鉴.     

生态韧性视角下绿色空间时空演变及优化研究进展

在快速城镇化以及全球气候变化的背景下,城市面临着严重的生态环境挑战。如何提升生态系统韧性,增强城市抵抗内外干扰的能力对区域可持续发展至关重要,已引起学界及社会各界的高度重视。绿色空间是协调生态环境与城乡发展的重要抓手,也是落实生态韧性提升的重要载体,结构完整、功能完善的绿色空间能够有效提升城市应对环境风险的能力。因此,在梳理多学科背景下绿色空间研究视角与研究内容的基础上,阐述绿色空间时空演变、驱动机制、情景模拟等方面的研究进展。此外,基于对生态韧性理论发展历程以及国内外相关研究的梳理,总结不同尺度下以生态韧性提升为导向的绿色空间优化路径,探讨各尺度绿色空间生态韧性分析及优化与现行绿地系统规划、国土空间规划体系的衔接。最后,对比国内外研究进展,提出国内未来研究应更加关注多层级生态韧性评价体系构建、社会-生态系统的整体分析以及阈值视角下不同生态韧性绿色空间的分区治理,以期扩展绿色空间规划与建设的思路,助力自然和社会空间的协调配合与共同发展。     

Operationalizing resilience for adaptive coral reef management under global environmental change

Cumulative pressures from global climate and ocean change combined with multiple regional and local‐scale stressors pose fundamental challenges to coral reef managers worldwide. Understanding how cumulative stressors affect coral reef vulnerability is critical for successful reef conservation now and in the future. In this review, we present the case that strategically managing for increased ecological resilience (capacity for stress resistance and recovery) can reduce coral reef vulnerability (risk of net decline) up to a point. Specifically, we propose an operational framework for identifying effective management levers to enhance resilience and support management decisions that reduce reef vulnerability. Building on a system understanding of biological and ecological processes that drive resilience of coral reefs in different environmental and socio‐economic settings, we present an Adaptive Resilience‐Based management (ARBM) framework and suggest a set of guidelines for how and where resilience can be enhanced via management interventions. We argue that press‐type stressors (pollution, sedimentation, overfishing, ocean warming and acidification) are key threats to coral reef resilience by affecting processes underpinning resistance and recovery, while pulse‐type (acute) stressors (e.g. storms, bleaching events, crown‐of‐thorns starfish outbreaks) increase the demand for resilience. We apply the framework to a set of example problems for Caribbean and Indo‐Pacific reefs. A combined strategy of active risk reduction and resilience support is needed, informed by key management objectives, knowledge of reef ecosystem processes and consideration of environmental and social drivers. As climate change and ocean acidification erode the resilience and increase the vulnerability of coral reefs globally, successful adaptive management of coral reefs will become increasingly difficult. Given limited resources, on‐the‐ground solutions are likely to focus increasingly on actions that support resilience at finer spatial scales, and that are tightly linked to ecosystem goods and services.     

面向环境管理的城市代谢物质实体空间研究评述

城市代谢是适应当前全球环境问题研究需要而出现的理论研究,与国家制定的环境管理目标具有内在一致性.本文对城市代谢概念进行解析,并指出城市代谢物质实体研究的意义;概述了城市代谢研究的主要方法并进行优缺点比较;解读了城市代谢物质实体空间研究的系统边界、内涵和研究方法等;总结城市物质实体空间代谢的应用研究进展,提出城市代谢研究存在概念体系、基础理论体系、交叉学科综合理论体系不完善,导致研究发展速度难以满足当前发展的需要、典型案例研究数量有限的不足;建议未来研究可加强在国家间进行实证研究案例的综合比较,以及城市生态系统演化规律、典型城市代谢的优化模式和以实体城市为基本研究单元的环境管理决策支持系统研究.     

长三角城市群城市洪涝韧性与生态系统服务的耦合协调关系

厘清城市洪涝韧性与生态系统服务之间耦合协调关系,可为城市防洪减灾和生态文明建设提供重要决策参考。综合运用基于麻雀算法的投影寻踪模型、InVEST模型和耦合协调度模型,在分析2000-2020年长三角城市群的城市洪涝韧性与水源涵养、水质净化、土壤保持和气候调节四种生态系统服务时空格局基础上,尝试探索两者耦合协调关系及其时空演变特征。研究发现:(1)长三角城市群的城市洪涝韧性水平呈现"N"型增加趋势,并呈现"上海>江苏>浙江>安徽"的空间格局,表明经济水平越高的城市展现出更强的洪涝韧性,经济是影响城市洪涝韧性波动的主要因素,而自然韧性成为城市洪涝韧性提升的关键短板;(2)生态系统服务存在显著的空间异质性,高植被覆盖的南部地区提供了更高的生态系统服务,从时间维度看其空间分布是稳定的,水源涵养和水质净化服务总体呈向好趋势,土壤保持服务整体呈现倒"N"型增加,气候调节服务呈现微弱的下降趋势;(3)城市洪涝韧性与生态系统服务的耦合协调度在研究期内较为稳定,且与生态系统服务的时空变化趋于一致,呈现"南高北低、由西南向东北逐渐减弱"的趋势,生态系统服务较高的城市,表现出更好的耦合协调性,且随着生态系统服务的增加而改善。因此,长三角城市群有必要从提高生态系统服务功能的角度出发,因地制宜、分类施策,促进城市洪涝韧性与生态系统服务的协调发展。