基于多源数据空间分析的国家公园管控分区研究——以钱江源国家公园体制试点区为例

《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》提出国家公园实行管控分区的要求,以便实现国家公园最严格保护目标。然而,国家公园管控分区评价的指标尚不明确,以浙江钱江源国家公园体制试点区（以下简称"钱江源国家公园"）为研究对象,采用层次分析法从基础环境（包括高程、植被指数、交通道路影响和基本农田）、重点野生动植物分布（野生动植物、黑麂生境适宜性和白颈长尾雉生境适宜性）、自然资源保护基础（古田山国家级自然保护区、钱江源国家森林公园、钱江源风景名胜区和生态公益林）和生态现状（生态功能适宜性评价、自然资源承载力、三区三线和土地利用现状）等指标构建多源数据空间分析指标体系,利用空间叠加分析技术获取钱江源国家公园的管控分区结果,并与管控分区最终结果进行对比分析。结果表明：（1）基于多源数据的方法能有效地识别钱江源国家公园内生态保护价值较高区域;（2）多源数据空间分析结果与最终管控分区结果对比显示,其总体精度为78.07%（197.70 km²）,在核心保护区精度为83.55%（127.99 km²）,一般控制区精度为69.67%（69.71 km²）;（3）影响精度主要原因是新调入区域基础数据不足,以及通过定性分析解决管控分区破碎化等。研究认为基于多源空间数据分析技术能够客观、高效地划分国家公园管控分区,具有一定普适性,但仍需通过增加数据数量或优化算法提高精度。     

基于生态系统服务的城市生态管理分区——以深圳市为例

生态系统服务是人类赖以生存和发展的基础,开展城市生态系统服务评估并对生态管理单元实行分区管控有助于人居环境的改善。针对高度城市化地区生态系统服务的功能特征,采用生态系统服务价值当量测算不同用地类型的生态系统服务价值。研究从生态功能和经济功能2个方面构建生态系统服务指标体系,对2017年深圳市666个社区单元的生态系统服务价值进行评估;运用空间自相关分析方法,依据局部空间自相关的集聚特征叠加产生的组合类型,划分不同社区生态管理单元,并提出生态分区管控策略。研究结果表明:(1)生态系统服务价值评估便于高度城市化地区城市生态系统服务功能的整体评价。(2)2017年深圳市生态系统服务价值空间差异明显,呈现东部高、中西部低的空间格局。深圳市生态系统服务总价值约583.96亿元,最高值为大鹏新区的160.25亿元,最低值为福田区的13.24亿元。(3)将深圳市666个社区单元划分为4类城市生态管理分区,并采用差异化的分区管控措施,表明有效的城市生态管理分区能够兼顾各项生态系统服务功能并实现功能效益的最优化。该研究结果可为区域生态系统服务精细化管理和生态治理差异化管控提供借鉴。     

煤炭资源型城市生态安全评价——以锡林浩特市为例

煤炭资源型城市生态安全评价能够协调人口、资源和环境之间的矛盾,保障城市可持续发展。基于PSR模型,以煤炭资源型城市锡林浩特市为研究区域,从生态环境和社会经济方面共选取了33个指标因子,构建了煤炭资源型城市的生态安全评价指标体系,运用熵权TOPSIS法进行了城市生态安全综合评价,并通过障碍度模型对城市生态安全的主要障碍因子进行了研究。研究结果表明:(1)2008—2017年锡林浩特市生态安全水平总体呈缓慢上升趋势。生态安全综合评价指数从0.464上升到0.553,安全等级由较不安全转为临界安全状态;(2)10年间PSR三大指数表现出不同变化特征。压力指数呈下降后上升再小幅下降的变化趋势,状态指数呈波动上升趋势,响应指数呈快速上升趋势;(3)子系统的障碍度分析表明压力系统的障碍度最大,是影响煤炭资源型城市生态安全的首要因素。子系统的障碍度变化趋势表现为:压力系统和状态系统的障碍度均不同程度增大,响应系统的障碍度越来越小;(4)单项指标的障碍度分析表明影响该资源型城市生态安全的主要障碍因子集中在压力系统和状态系统,10年间最大障碍因子经历了从城镇化率到矿区面积的演变。     

基于多源新数据的城市绿地多尺度评价：针对中国主要城市的探索

城市绿地的科学评价为绿地规划及管理提供数据支撑,对建设可持续发展的健康城市有着重要的作用。本文提出在新数据环境下对城市绿地建立形态、品质、活力及服务水平等方面的评估指标体系,并且在“大模型”的理论基础上,对中国287个地级及以上城市中心城范围内的绿地进行多尺度的评估,同时选取遵义进行城市绿地品质和活力的案例研究。研究解决了城市绿地空间数据的提取、城市中心城范围的界定等关键问题,使城市绿地的评估更具客观性、统一性和可比性。结果表明：在绿地斑块尺度,中国城市绿地整体紧凑度较高,且多数绿地分布在市中心附近。在城市尺度,中国城市平均绿地服务水平为57.45%,其中副省级城市绿地服务水平普遍较高,地级市最低。本文分析得出中国区域城市绿地格局的不足与问题,以期为未来城市绿地的建设提供参考。     

基于CA-Markov模型的城市生态分区构建研究——以晋中主城区为例

正确看待城市建设发展与生态安全的权衡与协同关系,合理划定城市生态空间的用途管控等级,是推进生态文明建设和生态环境保护的重要途径之一。以山西省晋中主城区为例,从生物多样性保护、自然灾害预警和人为活动干扰3方面出发,判定其城市环境的生态敏感度,采用CA-Markov模型分析和模拟土地类型的演变趋势,合理划分城市生态分区。在此基础上,综合现有城市总体规划,针对各分区提出相应管控措施与建议,以期为优化晋中主城区的生态空间布局和保障其生态安全提供参考。     

城市地域生态调控的空间途径——以深圳市为例

城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障。景观生态学主要研究地表各种景观空间格局与生态过程及其相互作用,其原理和规律为在实践中通过优化景观格局,提高生态系统稳定性提供了理论框架。以深圳市为例,尝试综合运用生态敏感性与适宜性分析和景观格局整体优化的方法,通过对生态系统的格局分析与问题诊断,构建合理、稳定的生态系统结构,保障生态系统服务功能的正常发挥。案例研究将深圳市域的整体生态结构分为自然生态空间、城镇发展空间和生态廊道3部分。城镇发展空间具有文化支持的生态功能,自然生态空间具有环境服务和生物生产的生态功能;生态廊道主要起到加强生态联系,提高生态系统稳定性,并防止城市发展空间无序蔓延的功能。城镇景观斑块镶嵌于自然生态景观基质中,并通过多种类型的生态廊道相连,形成区域生态系统的良性循环。案例研究表明,景观生态规划方法的综合应用,可以将景观生态学原理和规律比较合理的运用于实践。     

城市生态安全评价方法研究--以北京市为例

生态安全是指一个社会的物理环境能够在满足居住者需要的同时,又不削弱其自然储量的状态。目前生态安全的研究主要集中在国家和区域尺度上,且集中于横向比较,对城市生态安全的研究较少。而城市生态安全却是一个国家或区域生态安全的基础和核心。本文分析并借鉴了区域生态安全的评价方法,以北京市为例,探求维护城市生态安全的关键性生态环境要素,并通过对城市生态安全诊断指标的综合分析,从时间尺度上(1996～2002年)评价城市生态安全的现状和发展趋势,为城市生态安全的管理提供科学依据和指导。     

基于景观生态的城市土地开发适宜性评价——以丹东市为例

城市土地开发适宜性评价是城市总体规划中的一项重要基础性工作,其核心是合理分配利用有限的土地资源。在进行耕地适宜性评价和建设用地适宜性评价的基础上,针对丹东市不同的发展目标,提出3个城市土地开发适宜性评价方案,包括经济发展优先方案、生态保护优先方案以及协调发展方案,并按照3个方案对丹东市进行城市土地开发适宜性评价。通过选择适当指标,构建了由景观稳定度和景观干扰度组成的景观生态质量评价体系,并对3个适宜性方案进行对比与优选。结果表明,丹东市按照经济发展优先的城市土地开发适宜性方案进行开发,则景观干扰程度最高,景观稳定程度最低,景观生态质量最低;按照生态保护优先方案进行开发,则景观干扰程度居中,景观稳定程度最高,而景观生态质量居中;按照协调发展方案进行开发,则景观干扰程度最低,景观稳定程度居中,并且具有最高的景观生态质量。通过综合比较,应选择协调发展方案作为丹东市城市建设空间布局的首选方案。     

城市土地生态水平物元分析评价——以山东省滨州市为例

针对我国多数综合评价研究中存在信息屏蔽和主观性的问题,尝试采用物元分析法对我国城市土地生态水平进行评价,构建了评价指标体系,建立了城市土地生态水平评价的物元模型,并以滨州市为例进行了实证研究.研究结果显示:2002年和2005年,滨州城市土地生态水平都未达到第Ⅳ级(即"较差"水平),但是都具备向第Ⅳ级(即"较差"水平)转化的条件.2005年滨州城市土地生态水平比2002年部分有好转,向第Ⅱ级(即"良好"水平)转化的趋势更加强烈;城市废气和废水过度排放是滨州市城市土地生态水平提升的关键制约因素.研究结论表明:物元模型能够揭示单个评价指标的分异信息和综合评价结果的中间信息,适用于城市土地生态水平的评价.     

水生态文明城市建设对城市水生态承载力的影响——以武汉市为例

城市水生态承载力能较好反映水资源-水环境-水生态-经济社会复合系统间多要素互馈关系,水生态文明城市建设对城市水生态系统具有多方面影响,对城市水生态承载力在水生态文明城市建设前后的变化进行定量研究具有重要意义。以城市"社会-经济-自然"复合生态理论为指导,充分考虑人类活动与城市水生态系统的响应关系,基于DPSIR框架构建城市水生态承载力评价指标体系,以水生态文明建设试点城市武汉市为例,综合运用熵权法、TOPSIS和障碍度诊断模型等方法,分析2008-2019年武汉市水生态承载力的变化趋势和影响因素。结果表明,水生态文明城市试点建设期间（2015-2017年）的水生态承载力平均水平（0.552）明显高于建设前（0.361）和建设后（0.438）,建设成果主要体现在压力和影响指标的改善以及响应指标的大幅度提升上。阻碍武汉市水生态承载力提升的主要指标为生态环境状况指数、建成区绿化覆盖率、农田灌溉亩均用水量、酸雨量和饮用水源地水质达标率。根据评价结果提出水城共生共荣发展模式、引导产业结构转型等提升武汉市水生态承载力的建议。     

基于能值改进的开放系统生态足迹模型及其应用——以深圳市为例

对生态经济复合系统综合评价是实现区域可持续发展首先要面对的科学问题.针对传统生态足迹模型的系统封闭性和空间互斥性等不合理假设,利用从系统论出发并具有基于流量算法优点的能值分析理论,对传统生态足迹模型加以改进,同时将人类劳务纳入系统评价.改进后的模型仍然从供给与需求角度分析区域消费足迹与承载力,强调区域资源进出口,分析开放系统条件下区域发展状况,并将人类的作用纳入可持续发展评价范畴.以深圳市2006年发展状况为例对改进模型进行实证分析.计算结果显示:研究区域具有48.08ghm2的人均潜在生态承载力;在生物生产账户上存在3.60ghm2的人均生态赤字,需进口来弥补,而在工业产品账户上3.14ghm2的人均盈余,可供出口;具有约4.87ghm2的人均净承载力出口,为其他区域的发展做出了贡献;人力资源是深圳市可持续发展的重要保障,至少提供相当5.20ghm2的人均生态承载力;发展高新技术产业、低能耗的清洁工业,产出高能值转换率的产品,实现区域本地产品在能量系统等级的提升,是提升本地承载力的现实途径.结果表明,改进后模型突破了传统生态足迹模型偏生态的弱可持续性评价局限,成为综合反映区域生态经济发展状况的可持续性评价模型.     

快速城市化过程中土地覆盖格局研究——以深圳市为例

研究一个以城市化过程为主的土地利用/覆盖变化可以从不同的角度出发。选择景观生态学中的景观格局的研究方法,对快速城市化地区——深圳市的城市化过程中的土地利用/覆盖的动态变化进行研究。具体选择景观格局指数中的破碎度指数、Shannon-Weaver多样性指数和聚集度指数,来表征斑块水平、景观水平、区域水平3个不同层次的土地覆盖格局。首先在区域水平上,分析了深圳全市,以及经济特区和特区外的宝安区、龙岗区的土地覆盖格局变化。在此基础上,以研究区的镇级行政单元为景观单元,计算了镇级行政区域以及镇级行政区海拔0～30m的区域的景观格局指数,在景观水平上分析了区域经济发展水平和速度,以及地形因素对土地覆盖格局变化的影响。随后分析了研究区各土地覆盖类型以及不同时期的斑块水平上的土地覆盖格局。最后以城镇用地比例表征城市化水平,讨论了城市化水平与土地覆盖格局变化的关系。在城市化初期,景观类型多样性和斑块破碎化程度出现上升趋势,空间聚集性下降,生态安全问题开始突现。在城市化水平20%～40%之间,其景观类型多样性和斑块破碎化程度达到较高水平,而空间聚集度水平较低,生态安全水平明显下降;随着城市化过程的不断深入,城市化水平不断提高,景观类型多样性和斑块破碎化程度又出现了较为明     

城市景观功能的区域协调规划——以深圳市为例

城市景观功能的完善是城市可持续发展的重要保障之一,其与区域景观功能的相互协调是城市规划的重要组成部分,有利于城市和区域的整体持续发展。在分析城市景观基本特征的基础上,探讨了城市景观功能区域协调规划的基本思路,以城市景观为规划对象,以人类社会的功能需求为立足点,依据景观生态学理论,将城市景观的功能划分为生物生产功能、环境服务功能、文化支持功能和信息输运功能,对体现这些基本功能的景观类型进行区域协调规划。以深圳市为例,实证分析了其景观功能在珠江三角洲地区的协调规划。     

基于多源遥感数据的生态保护修复项目区监测方法评述

回顾了山水林田湖草生态保护修复项目的实施背景,针对生态保护修复项目监测监管范围广、技术难等问题,强调了基于多源遥感数据开展项目遥感监测的重要性与必要性。从监测指标拟定、遥感地物信息提取、多源遥感数据融合、动态变化检测等方面评述了基于多源遥感数据的生态保护修复项目区监测方法,包括基于中高空间分辨率遥感数据的地物信息提取、融合机器学习的非线性混合像元分析、基于混合像元分析的时空融合等。在总结技术和工作推进方面的优势、局限基础上,提出要结合实际工作,持续优化国土空间生态保护修复监测指标;充分挖掘遥感数据解析的相关算法潜力,提升地物信息提取和混合像元分析的精度;加强时空融合算法与变化检测方法的研究探索,加强相关方法的实践应用;以“山水林田湖草生态保护修复工程试点”项目为平台,建立稳定的国土空间生态保护修复遥感监测运行机制,加强科技创新,形成技术标准,指导工作开展。     

城市用地扩展对生态风险影响的多情景模拟——以内蒙古呼和浩特市为例

城市用地扩展对生态环境的负面效应日益显著。以呼和浩特市为研究区,在分析城市用地扩展时空特征的基础上,调整优化CA模型,对近景年城市用地扩展进行多情景模拟。从城市扩展、生态景观、粮食安全、生态退化等角度构建生态风险压力评价体系,对各情景下城市用地扩展所致的生态风险压力进行评估,得到的主要结论有：1990-2017年,呼和浩特市城市扩展强度指数不断下降,扩展速率经历了"上升-下降"的波动阶段,空间扩展阶段性特征明显;运用CA模型预测2025年、2030年城市用地扩展,只有耕地保护型、生态经济型方案下建设用地扩展速率处于下降态势,扩展强度指数进一步下降;研究时段内,研究区城市扩建压力上升2.2%,景观生态压力增加1.9%,粮食储备压力提高1.4%,生态退化压力抬高11%,生态风险压力提升15%,生态风险预警达到中警水平;到2030年,趋势外推和耕地保护情景下生态风险压力等级由Ⅲ过渡到Ⅳ,城市化发展情景下生态风险压力等级由Ⅲ跃升至Ⅴ,只有生态经济情景下生态风险压力等级由Ⅲ回落到Ⅱ。     

深圳市大鹏半岛蕨类植物区系及其生态特点

深圳市大鹏半岛的蕨类植物共有105种,它们隶属于35科、65属。其中含5种以上的科有水龙骨科(Dryopteridaceae)、金星蕨科(Thely pteridaceae)、凤尾蕨科(Pteridaceae)、卷柏科(Selaginellaceae)、鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)、蹄盖蕨科(Athy riaceae)、铁角蕨科(Aspleniaceae)、鳞始蕨科(Lindsaeaceae)。其区系具有较强的热带性质,科、属、种的分布区类型均以热带至亚热带为主,分别占总科数的54.26%,总属数的92.86%以及总种数的70.87%。单属科和单种属的比例较高,分别占总科数的54.26%,总属数的69.23%。按生长基质的不同,将大鹏半岛的蕨类植物划为土生、石生、水生和附生四种生态类型,其中以土生类型为主。     

深圳市生态用地景观连通性动态评价

生态用地是快速城市化地区敏感的土地利用类型,景观连通性是研究景观结构和景观功能互馈关系的重要途径.利用1996-2008年深圳市土地利用数据和基于图论的整体连通性指数、可能连通性指数和斑块重要值,对深圳市生态用地的景观连通性进行动态评价,试图从空间上识别出维持整体景观连通性的重要斑块,并结合深圳市基本生态控制线,评价生态控制线内外生态用地景观连通性的变化.结果表明:1996-2008年,深圳市生态用地全局连通性基本呈下降趋势,维持连通性的重要斑块的重要程度及其分布均发生变化;基本生态控制线对维持线内生态用地的景观连通性发挥了一定作用.