城市滨水空间生态系统服务供需匹配的空间智慧

当前生态系统服务空间性研究大多在区域或城市尺度上开展,风景园林生态实践的指导性较为有限,研究聚焦场地尺度,旨在从生态系统服务供需视角看待城市滨水空间的发展与规划设计实践。在已有生态系统服务供需方面文献爬梳的基础上,提出影响需求的三大因素及其需求类型的划分方法,甄别影响城市滨水空间生态系统服务供给能力的核心指标,选取上海苏州河市区段进行实证研究,采取田野调查法、文献研究法,并基于GIS进行需求目标与供给能力的空间制图。通过拟合分析比对创新性地提出指导城市滨水空间生态实践的三大空间智慧：1）基于需求目标研判制定发展策略的空间智慧;2）分段分类型供给满足存量更新需求的空间智慧;3）生态系统服务供需平衡转向匹配的空间智慧,为城市滨水空间的生态实践提出理论依据、评价标准及技术支撑。     

遥感和GIS支持下的城市植被制图及其特征分析

 以上海城市植被为研究对象,探索城市植被的分类理论和方法,提出一套适用于城市植被分类与制图的方法。根据城市植被信息获取的方式以及生态-外貌分类原则,建立了基于植物生活型的、可用图形表示的城市植被分类体系,分天然与半天然植被和人工植被两个大类,共有9个植被型和34个植被亚型。在遥感和地理信息系统(GIS)技术的支持下,建立研究区的城市植被信息数据库,并在此基础上对城市植被类型的特征以及与土地利用的关系进行分析比较,以期掌握城市植被类型的数量特征及其空间分布,同时按不同分类级别用计算机进行城市植被制图。城市植被     

Mapping three invasive weeds using airborne hyperspectral imagery

Invasive plant species present a serious problem to the natural environment and have adverse ecological and economic impacts on both terrestrial and aquatic ecosystems they invade. This article presents three case studies on the use of hyperspectral remote sensing for mapping invasive plant species in both terrestrial and aquatic environments. Methods and procedures for acquisition, processing and classification of airborne hyperspectral imagery as well as accuracy assessment are presented. Examples are excerpted and adapted from published work to illustrate how airborne hyperspectral imagery has been used to map two terrestrial weeds, Ashe juniper (Juniperus ashei Buchholz) and Broom snakeweed [Gutierrezia sarothrae (Pursh.) Britt. and Rusby], and one aquatic weed, waterhyacinth [Eichhornia crassipes (Mart.) Solms], in Texas. In addition to the standard classification methods used in the previous studies, a spectral unmixing technique, mixture tuned matched filtering (MTMF), was applied to the three study cases and the classification results are reported in this paper. A brief discussion is provided on the considerations of different types of remote sensing imagery for mapping invasive weeds.     

熵权模糊综合评价法在城市生态安全评价中的应用

为了拓新城市复合生态系统生态安全评价方法的研究,根据压力-状态-响应模型,构建了一个有3个要素和33项具体指标的城市生态安全水平度量的指标体系,并运用客观的熵权法赋权、模糊综合评价法以及划分的等级标准对我国5个经济发达城市的生态安全水平进行量化分析.结果表明,苏州市和北京市对“较安全”级别的隶属度最大,分别为0.376和0.286;深圳市、上海市和广州市则处于“临界安全”状态.另外,深圳市具有较大的系统压力,苏州市的系统状态和系统响应表现最优.与其它评价方法相比,该方法评价过程简易,结果定量和相对客观可信.     

粤港澳大湾区城市群生态保护优先区识别研究

生态保护优先区识别对于城市群的整体性生态保护和区域生态安全具有重要意义。基于生态保护重要性评价识别城市群生态保护优先区,有助于保障生态系统服务的供给水平和维持生态系统的稳定性。以粤港澳大湾区(以下简称“大湾区”)为研究对象,首先通过增加粮食供给等生态系统服务指标和土地利用强度等生态脆弱性指标构建新的生态保护重要性评价指标体系,以弥补原指标体系忽略部分生态系统服务价值或者关乎生态脆弱性的重要因素所导致的评价结果片面性问题;然后运用结合空间主成分分析法和有序加权平均算子(Ordered Weighted Averaged, OWA)的主客观结合赋权法进行生态保护重要性评价的多情景模拟,并基于保护效率和权衡度进行多情景择优,由此所得最优情景的生态保护优先区的整体生态保护价值相对最高,且一定程度上减小了指标间权衡问题可能导致的评价误差;最终大湾区生态保护优先区面积为26406.04 km²,占大湾区陆域国土总面积的47.69%,主要分布在大湾区中部以外的肇庆、惠州、香港、广州北部、江门外环以及深圳东部沿海,同时优先区识别结果基本覆盖现有生态保护红线和周边大部分一般生态空间...     

“满意度”与可持续发展评价研究进展

可持续发展是全人类共同追求并且不断探索完善的一种社会经济发展模式。各国研究机构和学者针对如何评价城市与区域可持续发展水平,提出了大量的分析方法、评价指标和研究框架。分析了"满意度"在城市与区域可持续发展评价中应用的发展历程、存在问题和研究展望。研究认为,在生态文明建设背景下,城市与区域可持续发展评价需从可持续发展的核心内涵出发,结合主观与客观的方法对指标体系进行判定,在充分利用客观信息提高城市可持续发展能力的同时,考虑居民对于城市可持续发展的要求与"满意度",提出建立与之相适应的指标动态监测体系,构建适应生态文明体制的可持续发展模式。     

Scaling indicator and planning plane: An indicator and a visual tool for exploring the relationship between urban form,energy efficiency and carbon emissions

Ecosystems and other naturally resilient systems exhibit allometric scaling in the distribution of sizes of their elements. In this paper we define an allometry inspired scaling indicator for cities that is a first step toward quantifying the stability borne of a complex systems’ hierarchical structural composition. The scaling indicator is calculated using large census datasets and is analogous to fractal dimension in spatial analysis. Lack of numerical rigor and the resulting variation in scaling indicators – inherent in the use of box counting mechanism for fractal dimension calculation for cities – has been one of the hindrances in the adoption of fractal dimension as an urban indicator of note. The intra-urban indicator of scaling in population density distribution developed here is calculated for 58 US cities using a methodology that produces replicable results, employing large census-block wise population datasets from the 2010 US Census and the 2007 US Economic Census. We show that rising disparity – as measured by the proposed indicator of population density distribution in census blocks in Metropolitan Statistical Areas adversely affects energy consumption efficiency and carbon emissions in cities and leads to a higher urban carbon footprint. We then define a planning plane as a visual and analytic tool for incorporation of scaling indicator analysis into policy and decision-making.     

全球长期城市生态研究中的社会经济要素:指标、数据与应用前景

社会经济要素作为城市生态系统的重要组成部分,能够反映居民特征、衡量居民福祉,是城市生态研究中不可或缺的内容。然而,在城市生态研究中合理、有效利用社会经济要素的规范和框架尚未得到充分研究。城市生态研究中常用的社会经济指标包括哪些？社会经济指标的常见数据源有哪些？社会经济要素可协助回答哪些方面的科学问题？为回答上述问题,本文综述了全球范围内11个长期城市生态研究站点开展的系统性调查和案例研究,总结社会经济指标的内容、数据来源,以及这些研究的议题。结果表明：常用社会经济指标可分为人口基本信息、认知和意愿、行为三类,前两者在城市生态研究中的应用已较为普遍。数据的主要来源包括政府部门提供的统计资料或普查数据、商业数据,以及研究人员开展的独立调查。在城市生态研究中纳入社会经济要素有助于分析社会与环境的相互关系,进而揭示城市系统中人与自然的耦合效应。近年来,我国城市生态研究快速发展,但研究中欠缺对社会经济要素的考虑与利用,可能会逐渐偏离国际上城市生态学的主流研究方向。社会经济数据获取困难是当前研究者面临的重大挑战,同时也存在一些机遇能够促进我国城市生态研究纳入社会经济要素,例如利用新兴数据和大数据手段、构建统一的指标框架和数据共享机制,以及充分了解和利用政府公开的统计数据。     

济南市城市绿地可达性分析

以济南市1989、1996和2004年SPOT遥感卫星影像数据解译的城市绿地分类图、道路图和水系图为基础数据资料,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,运用景观可达性的概念与原理,采用费用加权距离方法,对济南市整体绿地系统和公园与广场绿地可达性的时空动态变化及其原因进行了分析。研究结果表明:1)济南市城市绿地的可达性不断提高与改善;2)济南市城市绿地可达性的空间格局变化明显,但仍不均衡、不太合理;3)城市绿地面积和斑块数量的不断增加、绿地分布格局的日益均衡和道路网的日臻完善是可达性不断提高的主要原因;4)城市绿地可达性分析是衡量城市绿地服务功能社会公平性的有力手段,充分体现城市建设“以人为本”的理念,是目前生态城市评价指标体系的必要补充。因此,城市绿地可达性分析结果可为合理调整与设计城市绿地系统提供科学依据。     

基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取——以福建省为例

科学有效的指标体系是开展区域生态建设评估以及规划、管理的重要技术手段。然而目前在生态指标体系构建中仍缺乏对指标内涵的系统研究,同时指标的选取过程不够透明,掺杂诸多主观臆断,损害了生态指标体系构建的科学性和有效性。针对福建省生态建设实践,将网络分析与量化指标选择过程相结合,(1)根据福建省生态建设规划和目标,建立主题导向的生态省建设评估网状指标体系;(2)从因果联系、生态过程和管理需求三方面分析各个备选指标之间的相互联系,形成基于主题导向的生态指标网络;(3)根据生态指标应用的科学性和实用性标准,基于网络分析原理,建立生态建设评估指标选择标准矩阵和备选指标矩阵;(4)构建面向经济社会成本和生态完整性的指标选取模型,定量化选取符合福建省实际发展特征的生态建设评估操作指标体系。将有助于深入理解生态建设评估指标体系的内涵,提高指标体系构建的科学性和系统性,提升生态指标体系在实际生态建设评估、规划和管理应用中的效用。     

Advancing understanding of the complex nature of urban systems

Cities and urbanized regions are complex, dynamic, and highly integrated systems linking social, ecological, and technical infrastructure domains in ways that create deep challenges for good governance, policymaking, and planning. The combination of impacts from climate change in cities, air pollution, rapid population growth, multiple sources of development pressure and overall urban system complexity make it difficult for decision-makers to develop and guide development trajectories along more livable, equitable, and at the same time, more resilient pathways. Advancing urban sustainability and resilience agendas requires expanding the scope of inter- and trans-disciplinarity approaches, moving beyond the historically separate social–ecological and socio-technical approaches to jointly study social–ecological–technical infrastructure systems in cities. We take urban complexity as a given and suggest that in both research and practice we need to better capture and understand feedbacks, interdependencies, and non-linearities which create uncertainties and challenge the efficacy of governance practices to achieve normative goals for society. Here, we explore new methods, tools, and approaches to advance our understanding of urban system complexity through a series of journal special issue articles that examine urban structure–function relationships, urban sustainability transitions, green space availability, social–ecological memory, functional traits, and urban land use scenarios.     

基于指标自动筛选的新疆开孔河流域生态健康评价

生态健康评价对了解区域生态健康状况和促进区域可持续发展具有重要意义,如何自动筛选出能反映生态系统特性的重要指标,是生态健康定量评估的关键问题。基于压力-状态-响应(PSR,Press-State-Response)框架和生态等级网络框架(EHN,Ecological Hierarchy Network),通过文献调研和因果分析建立要素层与指标层之间的交叉联系,构建了生态健康评价"网状"指标体系;在保证指标体系完备性基础上,通过结合主成分分析和熵权法的候选指标权重的客观计算,基于目标优化理论构建了评价指标的自动筛选模型,并基于中选指标计算了新疆开孔河流域2001—2017年生态健康指数(EHCI,Ecological Health Comprehensive Indexes),分析其空间分异和时间变化特征。结果表明:利用所建立的评价指标自动筛选模型,开孔河流域生态健康评价指标由31个候选指标自动筛选出了17个中选指标,用54.8%的指标表达了85.98%的信息,中选的17个指标在干旱/半干旱区域有关文献中应用较多,使用频次比例都在20%以上,其中归一化植被指数(NDVI,Normaliz...     

普洱季风常绿阔叶林乔木物种多样性高分辨率遥感估测

季风常绿阔叶林是我国南亚热带典型的地带性植被,也是云南省普洱地区重要森林类型。季风常绿阔叶林乔木物种多样性遥感估测对研究区域尺度生物多样性格局及其规律具有重要作用。根据光谱异质性假说和环境异质性假说,首先使用1m空间分辨率的机载高光谱数据和激光雷达数据提取了光谱多样性特征和垂直结构特征。然后利用基于随机森林算法的递归特征消除方法选择对研究区森林乔木物种多样性指数具有较好解释能力的遥感特征,并对Shannon-Winner物种多样性指数进行建模、制图。研究结果表明：(1)基于机载LiDAR数据提取的垂直结构特征和机载高光谱数据提取的光谱多样性特征均对研究区森林乔木物种多样性具有较好的解释能力,随机森林模型估测结果分别为R²=0.48,RMSE=0.46和R²=0.5,RMSE=0.45;两种数据源融合可以进一步提高遥感数据的森林乔木物种多样性估测精度,随机森林估测模型R²和RMSE分别为0.69和0.37。(2)机载激光雷达数据对研究区针阔混交林乔木物种多样性的估测能力优于机载高光谱数据。(3)机器学习方法有助于从高维遥感...     

Can carbon footprint serve as proxy of the environmental burden from urban consumption patterns?

Carbon footprint (CFP) is widely applied as an indicator when assessing environmental sustainability of products and services. The objective of the present study is to evaluate the validity of CFP as overall environmental indicator for representing the environmental burden of residents from urbanized areas. Applying four different Life Cycle Impact Assessment (LCIA) methods environmental impact profiles were determined for the consumption patterns of 1281 Danish urban residents. Six main consumption components were distinguished including road transport, air travel, food, accommodation (covering consumption of materials for the construction of dwellings) and use of energy in terms of thermal energy, and electricity. The results for the individual consumption components showed a strong correlation between CFP and nearly all other impact indicators for all the applied LCIA methods However, upon aggregation of the indicator results across consumption components, the impact indicators for the total consumption showed no significant correlation between CFP and the other impact scores for any of the four impact assessment methods. These findings suggest that while CFP can be a good indicator of the environmental burden associated with specific activities, this is not the case for more complex activities (such as consumption patterns related to urban life styles). This conclusion discourages the use of CFP as sustainability measure in relation to regulation of private or public consumption.     

城市生态资产评估方法与应用——以广州市增城区为例

生态资产评估有助于人们以货币度量的方式衡量生态资源的价值,同时也为绿色GDP核算以及生态补偿机制提供科学依据。基于生态资产内涵,构建了包含自然资源价值和生态服务价值在内的生态资产价值评估指标体系,通过获取生态参数,对各项生态资产指标进行全面核算和时空动态分析,最后针对区域经济社会发展和生态资产状况提出了相应的生态资产管理对策与建议。研究结果表明,2003、2008和2013年增城区的生态资产价值分别为286.4、287.9和330.6亿元,其中,自然资源价值占总价值平均比例为62%,生态服务价值占总价值平均比例为38%。10年间,增城区各类自然资源价值均增加,尤其是农用地和草地资源价值增加幅度最大;各项生态服务价值均减小,其中土壤保育价值减小最为明显。基于核算结果,为增城区提出了包含自然资源管理、生态服务监管、生态资产保育和实施生态补偿4个方面的具体生态资产管理对策。     

Developing a systematic simulation-based approach for selecting indicators in strategic cumulative effects assessments with multiple environmental valued components

Indicator selection is a critical step in conducting effective strategic cumulative effects assessments. Selecting an appropriate set of indicators to represent multiple and sometimes disparate values is particularly challenging because the interpretation of impacts depends on indicator roles and relationships among indicators. However, systematic approaches for selection of indicators for strategic cumulative effects assessments (CEA) are unclear. For a 909,000 ha case study area involving 214 watersheds in coastal British Columbia, we defined a suite of twenty indicators linked to six Valued Components (VCs) that could be forecasted for forest, riparian and species at risk as three key values consistent with present land-use planning policies in British Columbia, Canada. We used spatio-temporal process-based models to project and integrate the stressor–response relationships between forest harvesting and run-of-river power resource management activities and the suite of selected indicators. For a likely development scenario, we assessed the correlative structure among projected indicator responses and, using a PCA-based analysis of outcomes, identified both patterns of potential redundancies and ecological processes linking indicators and dominant processes influencing VCs. Our results suggest that strategic CEAs will benefit if indicator selections are not made independently for each VC. Identifying the type of indicator, i.e., pressure or condition, and scale of its representation was important in determining if assessed impacts for individual indicators could be appropriately integrated to quantify overall impacts in the landscape. Consideration of indicator–indicator relationships both within and among VCs clarifies the influences of spatial scale, potential redundancies among indicators, and the role of underlying ecological processes in interpreting and aggregating indicator responses. Our case study demonstrates that relative scales of ecological processes, disturbances and management actions can limit how cohesive the interpretations of impacts may be across VCs in strategic CEA. Analysis of correlative structures among the twenty indicators suggested criteria-based statistical redundancies occurred between only two indicator pairs, however PCA suggested three ecological processes (road disturbance, Spotted Owl habitat state, retention and recruitment of old forest) were operating to relate behaviors of multiple indicators. Careful consideration of the interacting roles of ecological processes as they relate to values is required when determining appropriate indicators and designing how best to aggregate indicator results into an effective strategic CEA. A three step systematic and generalizable approach to forecasting present and future states of indicators will improve efficiencies and effectiveness of strategic CEA.     

生态敏感区旅游开发适宜性评价及生态制图方法

生态适宜性分析尽管在城市和区域生态规划中得到了广泛应用,然而在自然保护区、风景名胜区等涉及重要生态敏感区诸如旅游开发的空间布局和选址,以及规划和项目生态环境影响评价问题上,由于缺少系统的评价技术方法体系,却没有得到较好的推广。因此,提出了一种适用于山岳型生态敏感区旅游开发空间适宜性评价及生态制图的方法体系,并以内蒙古五当召风景旅游区为例,通过对地形地势、坡度坡向、土壤环境、植被覆盖、水文水系、地质岩性等因子及其反映出的水土流失、地质灾害、生物多样性和防洪排涝4种典型生态敏感要素的分析,开展了该方法的案例研究。最后,在以上单因子和综合因子的生态敏感性分析及空间适宜性制图基础上,通过与案例研究区各项旅游开发活动的空间布局进行叠合,针对性地提出了项目规划布局的调整建议和具体的生态保护措施。此外,该方法由于系统综合的考虑了影响山岳型生态敏感区开发建设活动中的各种生态敏感因子,并通过生态制图的方式在空间上得以显示,将有助于涉及生态敏感区项目的决策和管理部门更加有效地开展生态风险的防治并制定相应的监管措施,同时也为涉及该类型区域的生态环境影响评价提供科学有效的技术方法。     

生态城市建设评价指标体系构建的新方法——组合式动态评价法

如何建立科学严谨的评价指标体系一直是生态城市研究中学者们普遍关注的焦点问题。在以往的生态城市建设评价指标体系研究中,很少考虑各个城市的差异与地域特点,也带来了一系列的问题。针对这些问题,以生态城市建设地域类型划分结果为基础,提出了一种新的生态城市建设评价体系构建方法:组合式动态评价法。并以宜宾等城市为例,对该方法的具体应用进行了分析,探讨了其优缺点。研究结果表明,相对于现行的评价体系,组合式动态评价法具有合理性、动态性、灵活性、拓展性、综合性等优点;但也存在着数据要求较高、精度有待提高、管理难度较大等不足。随着我国生态城市建设数据的积累和管理体系的完善,组合式动态评价法有望为我国生态城市建设评价指标体系的构建提供一种更好的思路和方法。     

基于RS和GIS的长沙市生态功能分区

提出了基于城市、城郊生态过渡区及其周围自然生态支持系统为统一体的城市生态功能分区思想,并建立了长沙市生态 社会 经济信息系统数据库.通过参数选取与权重确定,进行生态适宜度、生态环境敏感性、生态服务功能重要性与经济社会发展水平分区.依据生态功能的空间异质性和生态功能单元内部均质性,将长沙市划分为5类城市生态功能区：Ⅰ类区占总面积的29.47%;Ⅱ类区占总面积的32.5%;Ⅲ类区占总面积的25.95%;Ⅳ类区占总面积的9.63%;Ⅴ类区占总面积的2.45%.分区结果对长沙市发展有指导意义.该研究方法优点有：制图过程定量化、自动化;可在短期内产生最新专题图产品;结合GPS和RS,可以通过监测区域边界类型的变化,进行生态环境监控,为RS数据实时进入GIS系统提供了途径.     

基于生态监管的生态保护修复工程实施成效评估指标体系

生态监管是保障生态保护修复工程有效实施的重要途径,生态保护修复监督评估是我国当前维护生态环境安全的迫切需求和生态监管开展的有力抓手。在对国内外已有生态保护修复成效评估相关理论方法进行分析的基础上,围绕生态保护修复工程实施目标,结合生态监管要求,统筹考虑“山水林田湖草生命共同体”理念、生态保护修复工程类型、指标可操作性和兼容性等因素,综合运用频度分析法、专家咨询法和层次分析法等方法,提出了生态保护修复工程实施成效评估指标体系,构建了包括生态环境成效和工程管理成效的指标体系。其中,生态环境成效指标由共性指标和个性指标组成,共性指标包括生态系统格局、生态系统功能、生态干扰等方面的具体指标,个性指标包括森林保护修复工程、草原保护修复工程、湿地保护修复工程、矿山修复工程、防沙治沙工程、石漠化治理工程、水土流失治理工程、地质灾害治理工程、流域综合治理工程等不同工程类型的具体指标。工程管理成效指标主要包括工程绩效、工程实施及公众满意等方面的具体指标。在对各项指标评估的基础上,通过综合评估计算对生态保护修复工程实施成效进行评估。基于生态系统格局指数、生态系统功能指数、生态干扰指数、工程管理成效指数及不...