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。     

基于DPSIR-物元的吉林省旅游生态安全时空格局测度及障碍诊断

科学评价旅游地生态安全对实现区域旅游业可持续发展意义重大。基于旅游活动对生态环境系统的影响,针对吉林省旅游生态安全面临的问题,构建DPSIR旅游生态安全评价指标体系,运用物元模型、障碍因子诊断模型,分析吉林省各市(州)2010—2019年旅游生态安全时空格局变化特征及其影响因素,并诊断其障碍因子。结果表明：(1)2019年大部分市(州)旅游生态安全为向Ⅴ级安全转化等级,主要集中在中东部地区,2010—2019年空间差异逐渐缩小;(2)响应系统旅游生态安全等级明显提升,状态系统旅游生态安全等级小幅提升但等级仍较低水平,说明各地政府管理效能有所提升,但生态环境较为脆弱;(3)森林覆盖率、城市日供水能力等为各市(州)旅游生态安全水平提升的主要障碍因子;受地形、气候等原因的影响,各地区前5位的障碍因子有明显差异;从DPSIR角度分析,状态系统已成为制约吉林省旅游生态安全水平提升的主要障碍因素。对吉林省而言,旅游生态安全整体水平较为一致,根据不同地区限制性因素,针对性制定发展策略,缩小地区差异,保证吉林省旅游生态安全协调稳定发展。     

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。     

西北生态脆弱地区甘肃的生态安全时空演化格局

基于区域能值密度改进的能值-生态足迹模型, 结合GIS 以甘肃省为例分析了西北生态脆弱地区生态安全时空演化格局。结果表明: 甘肃省的人均生态赤字呈现波动上升趋势, 人均生态赤字从1980 年的0.42 hm²·cap^-1 增加到2015 年的4.00 hm²·cap^-1, 且以年均6.70%的速度增长, 生态赤字状态在空间上呈现出由中心向两极扩散的演变格局。生态压力指数不断增大, 生态安全等级逐渐升高, 近年来生态安全状况出现恶化趋势, 生态安全问题亟待解决。基于上述结论从降低人类环境负荷和减少化石能源使用量等方面提出了提升生态安全状况的对策措施。     

新疆85个县市旅游生态安全时空格局演变及驱动机制

旅游生态安全是区域生态安全的重要组成部分。科学评价区域旅游生态安全状况,对区域旅游生态安全风险防控具有重要的现实意义。以新疆85个县市为研究对象,兼顾DPSIR模型与数据包络分析方法（DEA）两者优势,运用Max-DEA软件科学、系统地测度新疆各县市2007-2017年的旅游生态安全,利用ArcGIS10.6和GeoDa0.95i软件的空间分析技术对新疆各县市的旅游生态安全时空格局演变特征进行分析,并利用地理探测器探测旅游生态安全的关键影响因素。研究发现：（1）时间上,新疆多数县市的旅游生态安全指数逐年降低,呈现出明显的恶化趋势;空间上,新疆各县市旅游生态安全等级两极分化现象严重,且南疆县市的旅游生态安全水平总体优于北疆县市;（2）新疆各县市的旅游生态安全存在明显的相关性,旅游生态安全空间集聚态势明显;（3）新疆旅游生态安全低-低类聚集区域范围有所扩散,高-高类聚集区域范围则正在缩小,负面空间溢出效应增强,正面溢出效应减弱;（4）影响新疆各县市旅游生态安全的主要因素有：城镇化率、游客人数、游客密度、旅游空间指数、星级酒店数、植被指数、农牧民人均纯收入、旅游业对GDP的贡献率、旅游接待能力以及每万人拥有教师数。基于研究发现,本文刻画了新疆旅游生态安全的驱动机制,并提出相应的政策建议。研究成果对新疆各县市的旅游生态安全的保护具有重要的参考意义。     

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CA-Markov模型的石羊河流域生态承载力时空格局预测

生态承载力是区域可持续发展的重要物质基础。为了探讨我国干旱区内陆河流域未来生态承载力的时空格局变化,以石羊河流域为研究区,基于该流域1992、2002年和2012年3期Landsat TM遥感影像,选取10个影响生态承载力变化的主要驱动因素,利用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov),以土地利用预测为切入点,对该流域2022年的生态承载力时空格局进行了模拟预测。首先基于1992—2002年数据预测了2012年石羊河流域土地利用状况,并与当年实际土地利用状况进行对比和验证,结果显示:Kappa系数为0.7956,说明本文所选用的预测方法预测结果可靠,可以用于该流域土地利用预测;其次,以2012年为起始年,模拟预测了2022年土地利用空间数据,并计算生态承载力时空格局,结果显示:2022年石羊河流域单位面积生态承载力与1992年、2002年和2012年相比整体空间分布格局变化不大,但区域内部变化却呈明显的空间分异特征;1992—2022年流域生态承载力总量以2002年为拐点呈先减少后增加的趋势,其中建设用地的生态承载力增加最为显著;预测可知,较2012年,2022年流域上游山区的林地、中游绿洲的建筑用地生态承载力均增加较快,且呈现较明显的斑块聚集,而中、下游绿洲区耕地、草地生态承载力增、减变化复杂,斑块分布较为离散和破碎;2012—2022年土地利用类型将发生频繁转换,导致流域生态承载力结构组成变化较大,其中未利用地的转出对2022年流域生态承载力的增加贡献突出。研究结果表明自2002年以后,该流域实施的退耕还林还草、关井压田等生态工程已经并将继续对该流域生态效益的提高起到积极的作用。     

内蒙古生态安全时空演变特征及驱动力

生态安全是平衡社会经济与自然环境协调发展的重要保障,评价生态安全时空演变及驱动因素,对区域生态安全格局构建及可持续发展意义重大。基于本土化参数的生态足迹模型对1990-2018年内蒙古地区各盟市生态足迹、生态盈亏及生态压力指数进行测算,采用熵权法构建综合指标体系,计算生态安全指数,评价区域生态安全及可持续发展状况,结合空间分析揭示其时空演化规律,并解析驱动因素。结果表明：1）研究期间内蒙古总体上呈"供不应求"的生态赤字状态,但生态承载增速大于生态足迹增速,2018年较1990年人均生态足迹和人均生态承载力分别提高了0.9-5.8倍和1.5-10.8倍,生态安全指数由大于5.0的不安全状态转变为小于4.0的安全状态,生态系统总体呈向好趋势发展。2）研究期间内蒙古地区生态足迹呈"东高西低"分布,生态承载力呈"中间高,两翼低"分布,生态安全重心向东北方向转移。3）经济水平、消费支出、产业结构是内蒙古地区生态安全及可持续发展的驱动因素,地理位置和气候因素是导致其空间差异的主导因子。     

甘肃省生态安全时空演变特征及影响因素解析

生态安全是维持经济社会与生态可持续发展的重要保障。西部大开发与"一带一路"倡议实施以来,西部城镇发展迅速,经济效益大幅提高,生态环境却面临极大挑战。因此,以西北地区重要生态屏障区甘肃省为研究对象,基于"省公顷"概念改进传统生态足迹模型,评价2005—2015年甘肃省生态环境演变特征和生态安全状况,定量解析其驱动因素。结果表明:(1)2005—2015年甘肃省人均生态足迹与人均生态承载力分别由0.51 hm²/人和0.22 hm²/人增加至0.69 hm²/人和0.47 hm²/人,生态承载力增加速度较快,但自然资源依旧呈"供小于求"的状态。(2)甘肃省人均生态赤字由-0.20 hm²/人变化至-0.33 hm²/人,生态恶化程度不断加深。生态压力也由2.07升至2.74,生态安全处于很不安全状态,总体"西北高、东南低"的格局与城镇化布局相一致。(3)各影响因素对生态安全变化的决定力存在明显差异,其中人均GDP对生态安全扰动最强,其余因素影响程度依次为"人均...     

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。     

长江经济带快速城镇化对耕地保护的影响

长江经济带建设作为我国三大发展战略之一,在快速推进城市化的同时,对耕地资源的影响是不容忽视的。土地快速城镇化对耕地的大量侵占是我国城市化面临的突出问题,而近些年长江流域及长江经济带的快速发展对耕地资源的影响尚缺乏全面系统的分析。基于中分遥感数据,将覆盖长江经济带与长江流域范围的156个地级市作为研究目标,从自然区位(上、中、下游)与城市规模(人口规模)相结合的角度分析了2000—2015年城镇化对耕地的影响,结果表明:(1) 2000—2015年,长江流域及长江经济带人工表面增加56.80%,耕地减少17.09%。其中,下游人工表面增加幅度最为明显,耕地减少也是最多的;(2)随着时间推移,长江流域及长江经济带城镇化对耕地的压力逐渐减弱,十五年间人工表面增长率从2733.75 km~2/a提高至2985.87 km~2/a,而耕地减少的速度从4439.94 km~2/a降低到3940.91 km~2/a,并且有大量旱田向水田转变;(3)位于不同流域且规模不同的城市,其人工表面的增加幅度以及对耕地的影响存在明显差异。例如,长江下游的中等城市人工表面15年间增加最多(增幅385.88%),同时耕地也损失最多;中游的大城市的人工表面增速最快,而上游则是巨大型城市,这种现象说明长江流域存在发展不协调的问题。长江流域及经济带未来城市优化布局不仅要充分考虑耕地保护问题,还要均衡不同规模城市的扩张速度,以及进一步提高开发用地的利用效率。     

基于生态供需视角的生态安全格局构建与优化——以长三角地区为例

生态安全格局构建是保障区域生态安全与提升人类福祉的基本途径之一。以长三角地区为案例区,通过生境质量评估、生态系统服务重要性评价和景观连通性分析识别区域生态源地,在利用生态系统服务价值化方法辨别高生态需求区的基础上,运用最小累积阻力模型提取源地与高需求地之间的生态廊道,以构建并优化区域生态安全格局。研究结果表明:长三角地区生态源地总面积64911km~2,占全区的32.51%,主要分布于皖南和浙中;区域中高与较高生态需求斑块总面积占全区46.60%,主要位于上海市和江苏省;区域生态廊道总长度11188.85km,源间廊道主要分布于长江沿岸和区域南部,需求廊道主要位于区域东中北部。研究首次将生态需求评价纳入生态廊道建设框架,为生态安全格局构建提供新思路,结果可为生态空间保护规划提供参考。     

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。     

黄河流域生态环境质量时空格局与演变趋势

黄河流域是我国重要的生态功能区,在我国经济社会发展和生态安全方面的作用举足轻重。如何及时、准确的获取黄河流域生态环境质量的时空格局与演变趋势,对黄河流域生态环境保护和建设具有重要意义。利用Google Earth Engine（GEE）平台,筛选目标年份及其前后各1年的夏季（6-9月）Landsat遥感影像,去除有云像元,掩膜水体信息,采取中值合成提取绿度、湿度、热度和干度4个生态指标,通过主成分分析快速构建遥感生态指数（RSEI）。结果表明：（1）绿度（NDVI）、湿度（Wet）、热度（LST）和干度（NDSI）4个指标在第1主成分（PC1）上的平均贡献率为89.60%,依据PC1构建遥感生态指数（RSEI）在黄河流域是可行的。（2）1990-2019年,黄河流域RSEI总体呈现出"快速变好→缓慢转好"2个阶段,1990-2000年增长趋势平均为0.005/a,增长率为11.69%,生态环境质量等级由差转为较差（10.18万km²）、较差转为中等（5.69万km²）、中等转为良（7.08万km²）贡献较大;2000-2019年增长趋势平均为0.001/a,增长率仅为3.86%,生态环境质量等级由较差转为差（6.10万km²）、良转为中等（4.09万km²）贡献较大。（3）1990-2019年,黄河流域生态环境质量提升的面积占黄河流域总面积的76.38%,其中显著提升的面积占26.14%;生态环境质量降低的面积占黄河流域总面积23.62%,其中显著降低的面积仅占1.46%。30年来黄河流域生态环境质量整体向好,实施生态工程的黄河上中游地区生态环境质量提升最快,而一些国家重点经济开发区生态环境质量有所恶化,使用GEE平台可以及时、准确的获取黄河流域生态环境质量的时空格局与演变趋势。