长三角地区城市密度对碳排放绩效的影响效应与机制

城市密度是衡量城市各要素空间集聚程度的表征也是调控城市各要素资源分配效率的重要手段。过往主要围绕城市密度的物质形态测度来研究城市空间资源利用与环境问题,少有立足碳排放绩效的视角来研究城市密度的演变逻辑。立足生态效益中自然资源投入最小化与获得价值最大化的观点,从经济、社会、环境三个维度构建碳排放绩效综合评价指标,以长三角41个城市为例,基于标准差椭圆分析城市密度与碳排放绩效的时空演变及关联特征,采用地理加权回归模型与地理探测器相结合的方法,确定城市密度对碳排放绩效的影响效应及机制。结果表明:(1)城市密度与碳排放绩效均升高,城市密度增速减慢,而碳排放绩效增速加快;二者均呈东南-西北向发展且关联性不断增强。(2)城市密度分指标对碳排放绩效的影响效应存在时空差异,东南部多数城市各分指标影响系数增大且作用方向不变;西北部人口密度负向影响显著增强,经济密度的影响由负转正,而空间密度的影响由正转负。(3)城市密度与其他经济社会因素交互后对碳排放绩效产生影响,其中经济密度与产业结构协同作用对碳排放绩效的影响最大,且与因子独立作用相比,人口密度与其他影响因素的交互效应增幅最大。理清城市密度对碳排放绩效的影响效应及机制,可以为城市空间结构的合理优化提供依据。     

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。     

我国城市人与自然耦合系统的协调度

城市作为人类生存与发展的主要空间载体,是人与自然耦合系统的典型代表。城市人与自然协调度是认识人与自然耦合机制重要内容,对揭示城市人类活动对生态环境的影响,指导城市建设具有重要意义。从水资源开发强度、土地开发强度、水资源供给能力、环境污染物排放强度与碳排放强度五个方面分析城市人与自然协调度特征,评估城市建设与发展对自然环境的影响程度,并评估了我国146个城市的协调度特征,进一步分析了城市人口规模、城市经济规模、城市社会发展水平、不同生态地理区人与自然耦合协调度的关系。结果表明：2016年城市平均协调度指数为87.90,不同城市的协调度差距很大且协调度与城市人口规模、经济规模、发展水平呈显著负相关,而六大生态地理区中,西南地区协调度最高,协调度指数为92.81,西北地区协调度最低,协调度指数为82.25。研究发现我国城市建设与发展对自然环境影响仍然较大,并表现为（1）我国城市发展总体仍处于高需求高排放的发展阶段;（2）生态环境承载力是影响城市人与自然耦合协调度的重要因素;（3）提高能源利用效率,降低碳排放强度在改善城市人与自然协调度中发挥作用。最后,从优化城市布局、提高水、能源利用效率、控制环境污染等方面提出政策建议,为评估城市生态文明建设与可持续发展提供参考与依据。     

1980-2015年珠三角城市群城市扩张的时空特征分析

以珠三角城市群9座城市为研究对象,基于1980-2015年3期遥感影像提取的土地利用数据,通过扩张强度、扩张速率以及景观格局指数定量分析珠三角城市群尺度上城市扩张的时空变化特征。结果表明：（1）城市群扩张数量特征：1980-2015年珠三角城市群建设用地面积扩张约3倍,1980-2000和2000-2015期间分别扩张1513.1、3043.8 km²;扩张强度不断增强,扩张速率明显加快。（2）城市群扩张空间特征：珠三角城市群中扩张迅速的城市主要分布在研究区中部的城镇密集带及沿海地区;扩张较慢的城市主要分布在靠内陆的周边地带。（3）基于时间尺度发现珠三角城市群结构的演变呈现出由单核模式（广州,1980年）-双核模式（广州、深圳,2000年）-多中心、网络化模式演化的特征（东莞、中山等相邻城市,2015年）。（4）基于景观格局特征,珠三角区域扩张快速的城市形状复杂,结构趋于分散;扩张较慢的城市形状更规则,分布更聚集。（5）天然的人文联系与优越的地理位置、社会经济、政府政策以及基础设施的建设等因素共同驱动珠三角城市群的发展。该研究对提高城市群规划管理水平具有参考价值。     

上海城市森林植被固碳功能及其抵消能源碳排放效果评估

植被固碳功能是城市森林的重要生态服务之一,但是定量揭示城市森林植被固碳功能空间格局及其抵消碳排放的研究较少。基于光合速率法和生物量法测算了上海城市森林植被的固定CO₂功能,并结合其空间分布格局与区域CO₂排放状况对比分析了抵消能源CO₂排放的成效。结果表明,2017年上海城市森林植被可固定CO₂ 135.57万t,约合单位面积固碳17.02 t/hm²。上海城市森林植被的固定CO₂功能呈现出"中间低、四周高"的空间格局,崇明区和浦东新区的城市森林植被提供了近52.8%的固定CO₂效益。2017年上海市能源消费的CO₂排放量高达2.73亿t,且呈现出"中间高、四周低"空间分布特征,中心城区能源CO₂排放约占11.49%。整体来看,上海城市森林植被可抵消0.50%的能源CO₂排放,但植被固定CO₂功能与能源CO₂排放的空间匹配较差,中心城区城市森林植被的CO₂抵消率仅为0.08%。因此,重点提升中心城区森林植被的固碳功能并加强海洋碳吸收功能的监测与利用尤其重要。     

城市花粉致敏植物种类构成、分布与潜在危害评估——以深圳市为例

气传致敏花粉会引发过敏症,且可通过每年在花粉季的反复接触逐渐加重,危害人体健康,严重时甚至危害生命。花粉致敏植物在城市中被广泛引种栽培,导致城市花粉症患者数量激增。以深圳市为案例,基于建成区600个样地的实地调查数据,分析花粉致敏植物的种类构成与时空分布,通过构建花粉浓度及花粉致敏危害潜力计算公式,评估花粉致敏危害潜力及其分布特点。结果显示：①调查记录到深圳市建成区花粉致敏植物46科92属186种,其中外来种占43.37%,其中美洲、亚洲和大洋洲来源占国外外来种的81.00%。花粉致敏植物种数以公园绿地最多,达126种。植物花粉致敏等级以Ⅰ级为主,达154种。②花粉致敏植物的盛花期为春夏季,占全年累计开花种数的65.02%。最高峰出现在8月,开花种数达92种。 ③花粉浓度潜力最高值也出现在8月,占全年总值的12.13%。豆科和禾本科植物贡献比例较大,分别占乔木和草本总值的40.86%和64.13%。龙岗区花粉浓度潜力占比较高,占各季花粉量的26.06%-29.42%。④冬春两季各样地花粉致敏危害等级均不高,但夏秋季有些样地达到二级重度危害。罗湖区调查样地全年花粉致敏危害等级均较低,光明区在春夏秋季致敏危害等级皆较高。高危害等级样地主要出现在附属绿地及公园绿地。⑤花粉致敏植物防控措施情景模拟结果,去除主要花粉致敏植物种类比降低所有花粉致敏植物的花粉浓度潜力更有效。本研究为城市花粉致敏植物的管理、规划、养护和研究提供参考。     

岩溶地区不同规模城市遗存山体表面空气负离子及其影响因素——以贵阳市为例

为探索岩溶地区城市遗存山体(urban remnant mountains, URMs)表面空气负离子浓度(negative air ion concentration, NAIC)特征及其影响因素,以贵阳市建成区内22座城市遗存山体为研究对象,通过样地调查法分析了城市遗存山体表面空气负离子浓度空间格局特征,运用单因素方差分析LSD法、pearson相关性及线性回归分析等方法分析了山体规模大小、山体斑块特征、山体平均植被覆盖度、植物物种多样性、植物群落体积生物量、地表辐射、空气温湿度、人为干扰程度、近红外辐射、短波红外辐射及城市遗存山体周边城市景观格局等因素对城市遗存山体表面空气负离子浓度的影响。结果表明：(1)不同规模城市遗存山体的表面空气负离子浓度表现为中型山体>小型山体>大型山体;空气负离子浓度在城市遗存山体坡向上呈东坡面和北坡面大于西坡面和南坡面的两级格局,同一坡向的不同坡位间无明显差异。(2)空气负离子浓度与山体表面温度极显著负相关,与山体表面空气湿度极显著正相关;植物群落体积生物量对城市遗存山体表面空气负离子浓度影响较大,且小型山体表现最明显;植物物种多样性对山...     

深圳市建成区入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响

入侵植物对城市生态系统形成潜在威胁,有待引起足够的关注。为探究城市入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响,以深圳市建成区入侵植物鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）为例,分析了不同绿地类型中不同程度的单独入侵和共同入侵对草本植物群落物种多样性和功能多样性的影响规律。结果显示：①Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均与入侵植物盖度呈显著负相关（P<0.05,0.5865 < R² < 0.9356）。②功能丰富度指数（FRic）、功能均匀度指数（FEve）和Rao二次熵指数（FD_Q）与入侵植物盖度有一定的相关关系（0.0000 < R² < 0.2211）。③群落的特征加权平均株高（CWM_H）与入侵植物盖度有一定的正相关关系（0.0716 < R² < 0.2262）。④与未入侵的样方相比,鬼针草轻度入侵显著提高了物种多样性（P<0.05）,鬼针草和南美蟛蜞菊单独重度入侵均显著降低物种多样性（P<0.05）,二者各种程度的分别单独入侵及共同入侵都显著提高了群落加权平均株高（CWM_H）（P<0.05）。⑤对不同的绿地类型分开计算发现,鬼针草单独入侵和二者共同入侵都显著提高了各种绿地类型的物种多样性（P<0.05）,南美蟛蜞菊单独入侵只对部分绿地类型的群落物种多样性影响显著。⑥鬼针草和南美蟛蜞菊之间的生态效应可能为拮抗作用。研究结果为进一步揭示植物入侵对城市草本植物群落的影响规律提供参考,为有效防治城市外来植物入侵提供一定的依据。     

黄土高原健康和衰退刺槐林径向生长对气候的响应

全球气候变化导致的区域森林生长衰退和死亡普遍发生,并对森林生态系统结构和组成以及主要生态系统服务功能产生重要影响,然而相关研究在国内还显偏少。根据黄土高原延安羊圈沟小流域人工刺槐林健康和衰退个体分别构建了刺槐健康和衰退树轮年表,并对人工刺槐林健康和衰退年表特征及对气候响应敏感性进行了对比分析。结果表明刺槐衰退年表质量较低,其年表统计参量,包括平均敏感度、样芯间相关系数、信噪比和样本群体代表系数均要低于刺槐健康年表。刺槐衰退年表在生活史早期（1985-2007年）与生长健康年表的波动趋势相类似,而在生活史晚期（2008-2016年）与健康年表指数出现生长分离现象,生长速率明显偏低。年表与气候要素响应分析表明刺槐生长衰退年表对气候要素响应敏感性要低于刺槐生长健康年表,但是两者均含有干旱胁迫气候信号,主要体现在与温度呈负相关关系,与降雨和干旱指数的正相关关系。年表与极端气候年份的时序叠加分析表明,生长健康和衰退年表对极端干旱年份响应敏感性均较高,表明极端干旱胁迫条件对刺槐生长健康和衰退个体均有抑制性影响;生长健康年表对极端湿润年份响应敏感性明显高于衰退年表,表明刺槐健康个体比衰退个体更能有效利用湿润年份有利条件,而具有较高的生长速率。研究揭示出黄土高原健康和衰退刺槐个体生长趋势变化及对气候响应敏感性均存在明显差异性,将为气候变化背景下人工刺槐林生长衰退和死亡预测模型建立提供科学依据,因而对黄土高原人工刺槐林生态恢复和保护及可持续经营具有科学价值。     

山地多中心城市公园绿地生态系统文化服务供需匹配特征

城市公园绿地为居民提供了重要的生态系统文化服务,在促进居民身心健康和提高社会福祉方面发挥着关键作用。以典型山地城市重庆中心城区为例,构建供需匹配评估体系,利用多源数据量化供给与需求,识别供需平衡与协调发展关系。结果表明:①重庆市中心城区城市公园绿地生态系统文化服务供需具有显著空间异质性,供给呈北高南低、分散布局的格局,需求呈中心高、外围低的格局;②生态系统文化服务供需失衡特征显著,其中52.38%的组团文化服务供给滞后,33.33%的组团属于供给超前状态;供需耦合协调指数平均值为0.50,协调发展程度空间分布呈"中心高、外围低"格局;③综合分析供需均衡与耦合协调结果发现,由于供给超前导致了外围城市组团的失调发展,而城市中心区域组团在供给滞后状态下维持了中等水平协调发展程度。总体来看,重庆市中心城区各组团存在不同程度的公园绿地生态系统文化服务供需错配,基于评估提出针对性的城市公园绿地优化策略,可为公园绿地的合理配置与规划提供重要支持。