基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明：(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展...     

三峡库区山区乡村功能多元化与坡耕地演变的耦合关系

探究快速城市化、工业化背景下,山区乡村功能多元化与坡耕地演变的耦合关系,对山区耕地保护和乡村可持续发展具有重要意义。从人地关系视角,构建了山区乡村功能多元化与坡耕地演变耦合关系测度模型,并以三峡库区奉节县为例,采用乡村功能评价、耦合协调度模型等方法,揭示其耦合关系及其驱动机制。结果表明:(1)奉节县各乡村功能均呈现发展的趋势,其中社会保障功能的发展最为明显,乡村功能综合指数呈现南北部增加、中部减少的特征,且南部增加幅度大于北部;(2)奉节县坡耕地占比呈现下降趋势,缓坡耕地减少最少,急陡坡耕地减少最多,呈现南部减少幅度小、北部减少幅度大的特征;(3)乡村功能多元化与缓坡耕地演变的耦合协调度呈下降的趋势,与陡坡耕地和急陡坡耕地的耦合协调度呈先降后升的趋势,其耦合响应类型可以归纳为可持续型、转型型、一致型和衰退型4种类型;(4)乡村功能多元化与坡耕地演变耦合变化主要受到自然、社会经济、政策等要素驱动,今后应当从发展生态农业、推行环境治理等方面来提高乡村功能发展与坡耕地利用之间的协调性。研究方法和研究结果可为其他山区坡耕地资源的优化利用、生态保护以及乡村可持续发展提供借鉴价值。     

县域耕地非农化、非粮化与乡村人口空心化的耦合协调关系——以长江经济带为例

耕地非农化、非粮化的不断扩大严重影响了我国的粮食安全,亟需研究其演变机制和管控措施。基于1990、2000、2010和2020年四期土地覆盖数据和农业劳动力数据,利用耦合协调度模型和探索性时空数据分析(ESTDA)方法,分析了长江经济带县域耕地非农化、非粮化和乡村人口空心化的时空演化特征及其耦合协调关系。结果表明:①非农化呈现东高西低的格局,且存在围绕中心城市高值集聚的态势。非粮化则大致呈现出西高东低的倾向,远离大城市的边远县域非粮化程度较高。研究期内非农化和非粮化呈整体加剧趋势,乡村人口空心化程度显著提升。②非农化、非粮化和乡村人口空心化之间呈现较强耦合作用,失调区域逐渐扩大。③非农化、非粮化和乡村人口空心化耦合协调度存在明显的空间集聚现象并逐渐增强。高值集聚区主要分布在上游地区且数量逐渐减少,低值集聚区分布相对分散。④非农化、非粮化和乡村人口空心化耦合协调度具有较强时空动态特征,但县域及其邻域协同变动的比例较高,表明具有较强的局域整合性。     

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。     

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。     

山东半岛城市群城镇化与生态环境耦合协调发展的时空格局

城镇化与生态环境耦合协调发展研究,是目前国际研究的热点与前沿领域。以山东半岛城市群为研究对象,建立城镇化系统和生态环境系统指标体系,运用耦合协调度模型定量分析山东半岛城市群2000—2016年城镇化与生态环境耦合协调发展时空格局。结果表明:(1)2000—2016年城镇化水平不断提高,多年平均值表现为空间城镇化人口城镇化经济城镇化社会城镇化,生态环境水平呈现出波动中上升的趋势,生态压力子系统曲线下降,生态状态和生态保护子系统曲线不断上升,生态环境总体有了一定的改善和提高;(2)2000—2016年耦合协调度逐渐增强,依次经历了严重不协调、基本不协调、基本协调、中度协调、高级协调5个阶段,实现了从极度不协调向优质协调的转变,子系统耦合协调特征从严重不协调-城镇化滞后型向高级协调-生态环境滞后型演变;(3)17地市城镇化以中等水平城镇化区为主要类型,高水平城镇化区集中在济南、青岛"双核"地区和北部的东营,较低水平城镇化区范围逐渐缩小,低水平城镇化区消失;生态环境优质区主要集中在东部沿海城市带威海、青岛、烟台、日照和中部泰安,生态环境中等区从胶济城市带轴线向南北扩散,生态环境较低区主要集中在菏泽、聊城、滨州,生态环境恶劣区不存在;(4)2000—2016年城市耦合协调度不断提高,空间差异明显,呈现出由沿海城市带、济南都市圈核心城市向西南地区逐渐降低的空间分布趋势,子系统耦合协调特征由城镇化滞后型向同步型、生态环境滞后型开始转化,发达城市的集聚作用明显,落后地区的城镇化问题和生态环境问题比较严重。     

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。     

基于耦合协调度模型的黄土高原生态环境质量测度及预测

生态环境质量评价作为生态文明建设的基本依据,对于积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等具有重大意义。本文以生态环境脆弱的黄土高原为研究区,基于植被覆盖度、地形位指数、人口密度等数据反演资源环境承载力,以MODIS数据和土地利用数据表征生态弹性限度,分析2000—2020年研究区资源环境承载力与生态弹性限度的演变特征,利用耦合协调度模型综合表征区域生态环境,通过标准差椭圆方法探究协调度的重心变化及转移路径,并在此基础上利用粒子群优化的Elman神经网络对生态环境的未来趋势进行预测。结果表明：2000年以来黄土高原资源环境承载力呈现东南高、西北低的分布格局,呈指数缓慢上升趋势(0.0625 a^-1),生态弹性限度与该区域土地利用格局呈高度一致,指数波动上升但整体水平低;黄土高原生态环境耦合协调度从轻微失调阶段转变为初级协调阶段;黄土高原生态环境协调发展度的重心向东南偏移,且呈现东北-西南方向向心聚集,西北-东南方向空间发散的趋势;预测发现,2030年各市(自治州)资源环境承载力-生态弹性限度系统耦合协调度将稳步上升,这表明未来黄土高原的生态环境质量将逐步趋于协调,...     

长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM2.5的消减效应

研究城市群建成区绿色基础设施对PM_2.5的消减效应,有助于为城市群应对气候变化采取的可持续发展战略提供理论支撑。以长江中游城市群建成区为例,基于2000—2020年建成区面积数据、土地覆盖数据以及PM_2.5数据系统分析城市群PM_2.5浓度的时空演变特征,以林地、草地、耕地、湿地、水体等5种绿色基础设施为驱动因子,采用地理探测器模型中的因子探测与交互作用探测,探索城市群建成区绿色基础设施对PM_2.5浓度的削减效应。同时,结合夜间灯光数据以及约束线方法,进一步剖析城市化水平对建成区绿色基础设施的约束效应。结果表明：(1)2000—2020年期间,长江中游城市群年均PM_2.5浓度在时序上呈现先升后降的“倒U型”趋势,在空间上呈现由西北向东南级差化递减的分异特征。(2)2000—2020年期间,长江中游城市群建成区绿色基础设施对PM_2.5存在削减效应,但历年削减率均不超过4%,其中扩张区的削减效应显著高于老城区。(3)因子探测结果表明,长江中游城市群各绿色基础设施...     

福建省生态环境与高质量发展耦合关系及驱动机制

研究生态环境与高质量发展耦合关系时空演变及驱动机制,对实现可持续发展、构建生态文明体系和建设美丽中国具有重要意义。综合构建了生态环境-高质量发展指标体系,运用耦合协调度模型、空间马尔科夫链和BP神经网络-地理加权回归组合模型,系统探讨2005-2020年福建省生态环境与高质量发展耦合关系的时空演变及驱动机制。结果表明：（1）研究期间,福建省生态环境指数整体稳定,而高质量发展指数呈现先降低后上升的变化趋势,二者在空间上的组合关系整体呈现错位特征。（2）福建省县域生态环境与高质量发展指标之间的耦合关系呈先降低后上升的趋势,且呈现明显的空间异质性。（3）协调发展和绿色发展是驱动生态环境质量提高的关键因素,其影响程度呈"圈层式"空间分布特征。     

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。     

三峡库区坡耕地利用转型及其社会经济-生态环境影响——以奉节县为例

探究典型生态脆弱区坡耕地利用转型及其对区域社会经济-生态环境的影响,对于合理利用山区坡耕地资源、实现社会经济-生态环境系统可持续发展具有重要意义。基于奉节县2000、2010、2020年土地利用数据,采用坡耕地利用形态转型测度、社会经济发展水平和生态环境质量评价等方法,揭示山区坡耕地利用转型的一般规律,综合定量探究坡耕地利用转型对区域社会经济、生态环境的影响,并测量对其耦合变化类型的驱动机理。结果表明：(1)2000—2020年奉节县坡耕地面积整体缩减,以廊道和边缘斑块坡耕地形态减少为主,减少的坡耕地主要向具有生态功能的林地和生态经济功能的园地转换;(2)社会经济发展水平和生态环境质量整体均呈增长趋势,且区域差异显著,前者呈“长江河谷区高—山区低”的分布格局,后者呈“长江河谷区低—山区高”的空间格局;(3)坡耕地利用转型对社会经济发展-生态环境质量耦合响应类型可以归纳为社会经济-生态环境同步发展型、社会经济发展-生态滞后型、社会经济滞后-生态恢复型、社会经济发展水平偏低型和生态环境质量偏低型5种;(4)社会经济-生态环境变化的各类型主要受到坡耕地利用强度、土地利用多样性、距县行政中心距...     

基于自然-经济综合视角的碳排放强度与生态盈亏多情景模拟研究——以淮海经济区为例

生态盈亏与碳排放强度是衡量生态环境质量与经济发展水平的重要指标,分析两者时空关联并预测未来演进方向对提升区域生态环境质量健康水平具有指导作用。以淮海经济区为研究对象,以2000年、2010年和2020年3期土地利用数据为基础,运用PLUS模型、双变量自相关、耦合协调度及面板计量回归模型等方法,预测并分析淮海经济区2000—2036年3种情景下碳排放强度、生态盈亏的演化特征及时空关联。结果表明：(1)常规发展情景下,淮海经济区生态性呈下降趋势,强耕地保护情景下生态性微有下降,强生态保护情景下,生态性有所上升,自然要素是主导。(2)常规发展情景下,淮海经济区碳排放量逐渐加大,强耕地保护及强生态保护情景下,则呈下降趋势;三种状态下,碳排放强度均呈下降趋势,时间轴2010—2020年降幅较大,空间序河流水系地区碳排放强度降幅较大。(3)淮海经济区碳排放强度与生态盈亏呈负相关关系,低低和低高聚类主要分布在城镇建设用地周边,高低和高高聚类分布在人类干扰较少的自然区域;高高聚类主要位于河流水系交汇区,表明水域有效降低碳排放强度的功能。(4)淮海经济区的碳排放强度与生态盈亏之间的耦合协调度呈东西高、中...     

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。     

1998年以来长江经济带旅游生态安全时空格局演化及趋势预测

旅游生态安全是旅游业可持续发展的基础。基于DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应,Driving force-Pressure-State-Impact-Response)模型,构建长江经济带旅游生态安全评价指标体系,综合采用熵权TOPSIS(逼近理想解排序法,Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)法、空间变差模型、标准差椭圆模型、灰色动态模型等方法分析长江经济带1998—2017年旅游生态安全水平的时空动态演变特征,并对其未来空间分布格局进行合理预测。研究发现:(1)长江经济带旅游生态安全水平均值为0.305,综合指数由0.207上升至0.439,呈稳步提升态势,安全状态由较不安全级上升至临界安全级;(2)经济带旅游生态安全为不安全级和较不安全级的省区数量逐渐减少,而处于临界安全级的省区数量持续增加,整体正介于由中低级向高级过渡的关键阶段;(3)旅游生态安全空间变异程度不断增强,空间分异特征显著,整体呈现出"东部>西部>中部"的空间演变格局,同时低值区域具有明显的西南迁移现象;(4)旅游生态安全空间分布格局呈东北-西南走向,移动路径呈"西北→东北→东南"变化趋势,空间分布范围经历了"分散-集聚"的过程。预测结果显示:2018—2030年旅游生态安全重心将向东北方向移动,空间分布格局在东西和南北方向上均呈敛缩态势,空间溢出效应不明显。     

长三角地区植被覆盖演变城乡差异及其原因

城市生态环境和城市化之间的关系是城市可持续发展的关键。研究不同城市化水平下植被覆盖的长时间演变趋势,对理解城市化过程对植被生长动态的影响,城市更新以及推进城市绿化的科学管理具有重要意义。然而,目前对城市内部沿城乡梯度植被生长趋势差异的认识还比较有限。以我国城市化发展最为强烈的长三角地区为研究对象,基于2000-2020年长三角归一化植被指数数据,采用趋势分析和地理探测器方法,探究了长三角地区城市内部植被覆盖演变城乡差异,并从土地利用/覆被变化和城市化发展的角度解析其成因。研究结果表明：（1）2000-2020年长三角地区植被总体呈绿化趋势,植被明显绿化占最大比例（52.06%）,轻微绿化与稳定不变地区占31.68%,零星分布的褐化区占6.82%。（2）城市老城区植被覆盖变化总体呈现返绿趋势（0.016/10 a）,新城区褐化明显（-0.019/10 a）,农郊区绿化突出（0.023/10 a）。在上海、南京和杭州等人口城市化水平较高的城市中,老城区土地利用变化强度最高,其绿化趋势也最高,体现了城市更新过程对绿地空间的促进作用;而在人口城市化水平相对较低的宣城、蚌埠和阜阳等城市,土地利用变化强度相对较低的农郊区也呈现明显的绿化趋势,更多的是受到区域生态保护的影响。（3）土地城市化是长三角地区老城区和新城区植被覆盖变化的主导因子,而城市化因子对农郊区解释程度总体不显著。从长三角总体区域看,城镇人口比重、不透水面积/总面积以及地区生产总值三者对植被覆盖演变存在显著影响,其中城镇人口比重影响最大。     

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。