1987-2016年武汉城市湖泊时空演变及其生态服务价值响应

城市湖泊面积萎缩、水体污染及流域生态系统功能退化已成为影响城市生存与发展的重要环境问题,明确城市湖泊时空演变特征及其生态系统服务价值响应能强化人类对城市湖泊的保护认知,对维护湖泊及流域生态系统稳定、确保城市湖泊资源可持续利用有着重要意义。选取武汉市现主城区1987、1996、2007和2016年遥感影像,提取湖泊及流域水面信息,探讨武汉城市湖泊时空演变特征及其驱动力;并结合不同时期社会经济、自然环境等实际,进行湖泊水域生态功能服务价值定量估算,探讨其对人类活动及湖泊时空演变的响应规律。主要结果如下：（1）29年间,武汉主城区湖泊水域面积共缩减82 km²,减少了56.9%;越靠近城市建成区,湖泊面积缩减越明显;湖泊面积越小,填占现象越严重;湖泊水系由1987年纵横交错的网络格局发展为2016年相互分散的独立斑块。（2）农业生产和城市建设是造成湖泊面积减少的主要原因,相关保护政策及条例的实施是湖泊面积增加的驱动因素,城市不同发展时期主要的驱动因素各异。（3）1987-2016年,武汉主城区湖泊水域生态系统服务价值由20.95亿元减少到6.78亿元,共减少了67.64%;城市建设与发展需要导致的湖泊水域面积减少和水质恶化是武汉主城区湖泊水域生态功能退化、生态服务价值降低的主要原因。（4）各生态服务功能的估算价值依次为：调蓄洪水 > 净化水质 > 涵养水源 > 提供生物栖息地 > 文化娱乐 > 教育科研 > 调节气候 > 固碳 > 释氧 > 扬尘削减,其中湖泊及流域所特有的调蓄洪水、净化水质及涵养水源等服务功能生态价值巨大,有着其他生态系统不可替代的优势。     

城市生态用地分类及其规划的一般原则

城市生态用地的规划布局是城市规划的难点之一,也是急待解决的问题.本文根据城市生态系统的特点,给出了城市生态用地定义,指出城市生态用地同时具有自然属性和社会属性,依据这个特点,将城市生态用地划分为服务型生态用地和功能型生态用地两大类型,并结合具体的城市生态规划对各种类型的生态用地规划进行了定性分析.     

基于变异系数法的马鞍山江心洲生态敏感性定量研究

在城市跨江发展背景下, 江心洲成为滨水城市有机更新战略增长点, 它作为城市与自然紧密相融的生态区域, 是保障沿江生态安全的重要屏障。以典型区域马鞍山江心洲为例, 依据其生态数据, 从地形、水体、植被、人类活动4个方面选取高程、坡度、坡向、水域缓冲、植被覆盖度、土地利用类型及道路缓冲7个因子构建江心洲生态敏感性评价指标体系。在常用主观赋权法与客观赋权法比较后, 选取变异系数法结合层次分析法共同确定各指标因子的权重, 可以较为全面地反映评价指标的相对重要程度, 使基于ArcGIS空间分析的江心洲生态敏感性划分更科学。研究结果表明(1)江心洲生态敏感性总体较高, 其中坡度数据在研究区敏感性分布中不稳定, 变异系数达0.9402, 异质性程度较高, 对于内部生态结构的影响更大, 因此对坡度变化明显的地区应加强生态保护和修复; (2)基于变异系数法的主客观综合赋权后各因子权重的重要性排序为植被覆盖度、水域缓冲区、土地利用类型、坡度、高程、坡向、道路缓冲区, 因子排序所表征出的环境问题与现状契合; (3)在此分析基础上,将研究区域划分为5个级别: 生态高敏感区、生态较高敏感区、生态中敏感区、较低敏感区以及生态不敏感区, 并对不同的生态敏感性区域提出了相应的环境保护与规划用地策略,以促进马鞍山江心洲生态保护和有机更新。     

开封城市水域生态系统服务价值评估及影响因素分析

评估城市水域生态系统服务价值是城市生态调查的重要内容。以北方水城——开封市为研究对象,基于双边界二分式条件价值评估法评估受访者对城市水域生态系统服务的支付意愿。然后构建包含环境感知变量的Logistic模型,探究支付意愿的影响因素。结果表明：①73.17%的受访者对开封城市水域生态系统服务具有正支付意愿,支付意愿率较高。其中男性支付率高于女性,文化程度越高其支付率越高,居住于水域附近的本地居民支付率高于外地游客,曾有过捐款经历可以提高支付率。②对零支付样本区分,计算保留真实性零支付样本后受访者的平均支付意愿,结果为59.77元 户^-1 月^-1。③受访者的性别、家庭月收入、生态行为对支付意愿有显著影响。建议加强环保教育,为公众搭建参与城市生态建设的平台,提升公众生态行为,有利于提高城市水域生态系统服务价值。研究丰富了城市水域生态系统服务价值评估案例,可以为政府部门合理引导公众参与城市生态建设提供参考。     

武汉城市圈生态足迹时空差异及其与经济发展的协同性

自然资源的分配公平与配置效率是社会经济与生态环境之间协调发展的基础。本研究通过生态足迹方法,结合三维生态足迹模型,评价武汉城市圈10年间生态环境演变特征和生态压力,并运用基尼系数构建生态承载系数和经济贡献系数,分析生态足迹与经济发展之间的协同性。结果表明:武汉城市圈人均生态足迹呈先增后减的变化趋势,而人均生态承载力相对稳定,武汉城市圈整体处于生态赤字状态;足迹深度和足迹广度表明自然资本流量利用水平低且无法满足人类对自然资源的需求,对资本存量的消耗成为社会经济发展的常态;生态需求与经济增长匹配水平在各城市间匹配较好。武汉属相对"高经济贡献、低生态承载贡献"城市,黄冈市和咸宁市属相对"高生态承载贡献、低经济贡献"城市。     

城市典型水域景观的热环境效应

城市热岛效应是当前快速城市化进程中最具代表性的生态环境问题之一.热岛效应进一步影响着城市气候变化与城市可持续发展.现存大量研究证明了土地覆被改变导致的热辐射变化及人为热释放共同作用产生了城市热岛.然而,当前对缓解城市热岛效应要素的研究并不多见.以上海市中心城区为例,首先基于SPOT5影像的分类,提取了城市水域景观,再利用Landsat7的ETM+的热红外波段,定量反演了城市地表热环境温度,然后利用GIS的空间分析功能,探讨了城市水域景观对热环境的影响.研究揭示水域景观在城市热环境中表现出明显的低温效应,而面状水域景观的热环境效应要强于线状河流景观.面状水域景观对热环境影响随着与热岛中心距离的增加而明显降低,此外还受到周围土地覆被的影响.线状河流景观的宽度与流经区域共同决定了其对城市热环境的影响能力.因此,在城市规划设计中,从缓解城市热岛效应出发,水域生态功能区的形态与空间设置可作为考虑因素之一.     

城市生态网络空间评价及其格局优化

合理的城市生态网络空间格局对于保障城市生态环境可持续发展具有重要意义。以哈尔滨中心城区为研究区,基于景观生态学"斑块-廊道-基质"理论,识别研究区生态源、生态廊道、生态节点和生态基质,分析生态网络连接度强弱的空间分布情况,运用GIS技术和CA-Marcov模型对生态网络格局进行模拟优化。研究结果表明:(1)研究区内部生态源较外部生态源与外界联系较密切;周边地区生态源或生态节点与生态廊道连接数目较少;中北部与西南部生态廊道连接度较差,东部生态廊道连接度处于中等水平,中部个别生态廊道连接度较好;转入的大型生态用地大片集中,转入的小型生态用地零星分布。(2)优化后的生态源地在东西方向与南北方向形成集中连片态势,大型生态源地间彼此连接程度较高;大型生态源之间,以及大型生态源与小型生态源之间构成大型生态廊道,是研究区内主要生态廊道网络;研究区小型生态源之间构成小型生态廊道,是研究区内次要生态廊道网络;研究区周边及研究区中心处60%的区域为生态节点盲区,应加强生态节点盲区生态建设;新增加的大部分生态用地,主要集中分布在水域生态源地周边,还有部分分布在绿地生态源地和风景区生态源地周边,其余少量新增加的生态用地零星分布在林地生态源地周边。研究成果为中心城区尺度的生态环境保护和城市规划提供科学的依据。     

京津冀城市群地区影响城镇化的关键要素识别及其交互作用

中国的城镇化率随经济快速发展而迅速提高,由此导致的生态环境问题不断涌现,城镇化对区域生态环境的胁迫作用日益增加,城市可持续发展受到严峻挑战。目前城镇化和生态环境交互关系的关键影响因子仍不明确,而基于关键影响因子描述城镇化与生态环境要素交互胁迫作用的研究也较少。以京津冀城市群为研究区,使用城镇化率描述城镇化发展过程,使用相关分析初步总结了生态环境要素与城镇化过程的相关性,基于灰色关联分析方法求取了生态环境要素与不同城市城镇化率的关联度,使用方差分析法得到影响城镇化与生态环境交互胁迫的关键要素,最后明确了城市和生态环境要素交互胁迫作用的显著性。结果表明,水资源要素和生态要素与城镇化率相关性较弱;居民用电与城镇化过程的关联度最大、生活用水关联度最小;方差稳定性排名显示建成区面积关联度在各城市间最稳定,常住人口最不稳定;同类别要素间关联度差异不明显,可以将10要素合并为6要素;关联度的稳定性对识别关键要素有重要作用;城市和生态环境要素同时对要素关联度分布具有影响,二者存在显著的交互作用。本研究对明确生态环境对城镇化过程的影响模式,分析生态环境对城市群发展的限制或支撑作用提供参考。     

北京城市生态系统总体资产动态及其与城市发展关系

城市生态系统中总体资产组成、结构及其价值动态是城市生态经济研究的重要论题,综合探讨城市总体资产与城市发展之间的相互作用格局将有助于逐步揭示城市发展的生态经济运行机制.剖析了总体资产定义及其价值含义,分析总体资产构成与结构;以北京城市生态系统为例,采用能值方法分析北京城市总体资产年际变化动态,进一步探讨了城市发展与总体资产的相互关系.结果表明,北京城市总体资产动态呈现几方面的特点：（1）总体资产规模大,其规模与密度随城市发展而逐年增长;（2）资产组成多样,价值形态复杂,人造与人类资产已成为总体资产价值的主体（人造资产比重已超过总量的60%,生态资产比重小,已低于总量的10%）,并随城市发展而增长;（3）资产流通量大,对外部依赖性强,其净流通系数随城市发展而逐年增长;（4）总体资产构成随着城市发展呈现明显的极化趋势,棕化不断加剧,绿化逐年降低;（5）生态资产规模呈不稳定波动状态,尽管更新率总体稍有上升,但自给率、净流通率仍然在下降,净损失率也呈现不稳定变化,其资产规模总体趋势于下降,并由积累态转变为耗散态,已成为总体资产价值构成中的脆弱或敏感要素;（6）自然资产的产出系数与收入系数均随城市发展而逐年增长.     

城市生态基础设施及其构建原则

城市生态基础设施是一个综合的概念,不仅包含了绿色植被、河网水系,也包括了大尺度地貌格局;不但突出强调了基于这些生态用地的网络体系构建,还着重强化了城市生态建设的作用和意义。城市生态基础设施可以维系城市生物多样性、土壤侵蚀及水文循环等自然生态过程的稳定,并可以通过缓解交通污染,调节空气质量,增进休闲文化和生态教育,促进社会经济发展,以及约束和导向城市扩张等方面改善和保障城市人居环境质量。城市生态基础设施的构建中应高度重视其整体性和系统性:(1)在城市总体规划中要注重生态规划先行,对重要生态区域进行重点保护和永久保留,并将其纳入城市整体生态网络体系,提高整体稳定性;(2)在社区尺度上,应重视公众在社区生态基础设施构建中的作用,引导公众参与社区生态基础设施规划的制定,鼓励公众及企事业单位参与社区生态基础设施的构建和保护,努力提高城市整体的人居环境质量。     

奉贤近海仔鱼的分布及其与水环境的关系

根据2006年5月和8月在奉贤附近海域(30°32.40′N-30°49.8′N;121°25.2′E-121°54′E)进行的渔业资源、生态调查资料,对该水域仔稚鱼的种类组成、数量分布的季节变化及其与水环境的关系作了分析.结果表明:鲈形目和鲱形目出现的种类最多;春季种类组成复杂,结构相对夏季要稳定,种间分布较均匀;夏季优势种较春季突出,优势度较大, 数量较多,平面分布呈现由内侧向外侧的递减趋势;长江径流与外海水在外侧水域的南汇嘴处形成咸淡水交汇水域,环境稳定性较差,加之海域处于强潮流区,水沙运移频繁,对仔鱼平面分布产生影响;此海域沿岸地处化工区,水体污染严重,仔鱼的数量和种群减少.     

西安市景观格局演变对生态系统服务价值的影响

研究快速城市化地区景观格局演变对生态系统服务价值的影响,对城市空间格局调控、健康稳定城市生态系统的构建、区域土地资源优化利用和生态环境的保护及区域可持续发展具有重要意义.本文基于西安市3期(1999、2006和2015年)TM遥感影像的解译结果和社会经济统计数据,利用景观生态学和生态系统服务相关理论,分析了城市化影响下西安市景观格局特征和生态系统服务价值的时空变化特征,并定量分析了景观格局演变对生态系统服务价值的影响.结果表明: 随着城市化进程的加快,西安市景观格局发生了很大变化,其中,建设用地和园地景观不断增加,耕地、林地、水域景观减少;研究区景观呈现出愈加破碎化、多样化和不规则化的趋势.1999—2015年,西安市生态系统服务总价值减少19.03亿元.耕地、林地和水域景观生态服务价值下降,园地景观生态服务价值增加;气候调节对生态系统服务的价值贡献率最大,气体调节的价值减少量最大,水源涵养的价值减少率最大.西安市生态系统服务价值中心城区低、南部山区高;1999—2015年,生态服务价值在空间上呈下降趋势,低值区的范围由中心城区逐渐向周边区县扩展.景观格局变化会对区域生态系统结构、功能及过程产生重要影响.城市建筑景观的扩张与蔓延、交通道路网的延伸与交织使各景观类型被严重分割,破碎化增强;对区域生态服务价值贡献率较大的林地、耕地、水域等生态型景观类型减少,最终导致区域生态系统服务价值减少.     

1990年生命科学的资助范围及重点领域

生态学是系统研究生物与生物、生物与其环境的相互作用和规律的科学。随着社会经济高速发展,全球人口、粮食、资源、环境等当代重大社会问题相继出现,经济发展与生态环境协调成为人类关注的焦点,生态学已成为当代最活跃的前沿学科之一。资助的主要范围动物生态、植物生态、微生物生态、农业生态、森林生态、草原生态、污染生态、城市生态、水域生态、岛屿生态、化学生态、系统生态、人类生态以及与自然保护、环境保护有关的生态学问题。     

基于生态承载力的城市生态调控

城市生态系统承载力反映了城市生态支持系统对城市发展的支撑功能,它是供给与需求的统一体,社会经济发展的无限需求与生态支持系统的有限供给之间的矛盾决定了城市生态系统承载力的阈限必然存在。引入生态承载力理论,结合其阈限性,解析了导致城市生态危机的生态承载力供需失衡根源。而生态承载力的阈限特征通常在少数瓶颈要素上表现出来,因此城市生态调控最终落脚到调节生态承载力瓶颈要素的供需上。针对瓶颈要素,给出了城市生态调控的层次、方法和蓝图,即从自然、功能和人文3个层次,根据具体情况采取调节供给或需求的措施进行生态调控,最终实现稳定的、持续的城市发展。     

近20 年平顶山市生态用地及其生态系统服务演变

生态系统服务功能的改变以及生态系统服务价值的核算是区域生态规划、生态资产管理以及生态补偿的重要依据。基于RS、GIS 技术以及生态系统服务单位面积价值当量评估方法, 对平顶山市1995-2015 年间3 个时段遥感影像进行解译及比较分析,研究表明: 研究期内, 平顶山市生态用地发生“林地水域增加, 农田草地减少”的结构变化特点。研究期末平顶山市生态系统服务价值呈增长态势, 20 年间生态系统服务价值一共增加129.05 亿元。就生态系统服务类别而言, 平顶山市调节服务与文化服务分别增长2.53%和0.22%, 支持服务和供给服务分别下降1.35%和1.42%。从生态系统服务功能来看, 平顶山市水文调节功能价值增长最多, 20 年间一共增长70.70 亿元, 而食物生产功能价值下降了10.53 亿元。森林生态系统和水域生态系统覆被增长是平顶山市生态系统服务功能增长的主要因素, 农田生态系统的减少是食物生产、原料供给功能下降的主要原因。研究结果可以为平顶山市生态用地布局以及生态系统服务演变提供数据支撑, 也可为未来平顶山市生态资产管理、生态规划以及生态补偿提供理论依据与技术方法。     

城市生态风险管理关键问题与研究进展

我国目前正处于社会经济转型和城市化进程加快时期,随着城市化发展和城市人居环境的变化,城市生态风险受到越来越多关注。在综述国内外城市生态风险管理研究进展,总结风险源与受体特点和风险评价方法的基础上,结合城市生态风险管理的需求,明确了城市生态风险的管理目标,将管理目标系统归纳划分为控制目标、调控目标和规划目标3个层次;在解析城市生态风险管理特点的基础上,结合风险管理目标从弹性力、动态管理性和空间异质性3个方面对生态风险管理措施与方案进行了总结分析,并进一步探讨了风险管理保障机制。从生态风险管理目标制定、构建城市生态系统特点的风险管理体系及其管理机制等方面提出了建议与展望,以期推动我国城市生态风险管理的发展。     

城市化的生态风险及其管理

城市化体现在人口向城市聚集和城市景观扩张的同时,社会结构发生了极大变化,城市生产生活方式向更加广泛的地区扩散。然而,随着人口的过度密集和城市的日益扩张,交通拥堵、空气污染、废物堆积、流行病肆虐等"城市病"频发。城市通过大量汲取和消耗自然资源,向周围环境排放大量污染物,改变了区域生态系统的原有结构和功能,产生了严峻的生态风险,进而制约着城市生态系统的可持续发展。城市化的生态风险正逐步得到广泛关注,但对其具体的内涵和影响尚不明晰。归类描述了城市化过程中面临的各种生态风险,分析了导致生态风险的主要因素,阐述了辨识与评价生态风险的基本方法,提出了城市化生态风险的调控管理对策。     

辽宁省及其沿海区域生态足迹的动态变化

利用生态足迹分析法方法计算了辽宁省及其沿海6市(葫芦岛、锦州、盘锦、营口、大连和丹东)2003-2005年的生态足迹,分析了生态足迹的变化规律及变化原因,并评价了该区域可持续发展状况.结果表明:2003-2005年辽宁省及其沿海6市的生态足迹均超过了其生态承载力,全省人均生态赤字有逐年增加的趋势;沿海6市中人均生态赤字最高的城市为盘锦市,然后依次为锦州市、葫芦岛市、营口市、丹东市和大连市.生态足迹供需结构表明,辽宁省及沿海生6市生态足迹需求主要以化石能源地为主,但均有较高的水域类生态盈余.3年间万元GDP生态足迹总体呈下降趋势,表明辽宁省及其沿海6市的资源利用率不断提高.最后提出了减少区域生态赤字的对策.     

城市生态安全及其动态评价方法

城市生态安全是人类生存和发展的一个重大课题。当前,城市生态安全正严重威胁着城市的可持续发展。全面了解城市生态安全状况是维护城市持续发展的基础。而城市生态安全的研究仍处于起步阶段,在吸取现有的国内外相关研究成果的基础上,探讨了城市生态安全的内涵和动态特征,分析了城市生态安全问题。对城市生态安全的评价方法进行了研究,提出了城市生态安全状态评价的指标体系和评价模型,趋势分析模型,以及基于状态评价与趋势分析的城市生态安全动态评价方法。     

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。