新时期自然生态空间综合管控研究——以粤港澳大湾区为例

梳理国内外自然生态空间管控理论得出,针对自然环境症状的管理方式不足以解决自然生态空间的整体性与复合性问题,研究提出综合多学科理论和多种空间管制规则,对全域自然生态空间的多元生态要素进行综合管控是生态空间管控的发展趋势。为探究自然生态空间综合管控的思路,以粤港澳大湾区为例,分析大湾区自然生态空间总体特征和主要城市的管制措施与特色,指出在增长背景下湾区自然生态空间管控中生态保护与社会发展之间存在的关键问题及产生的原因,针对性地提出大湾区自然生态空间管控的目标、层次、手段、部门、主体层面的转变方向,并详细探讨从湾区自然生态空间的生态服务功能、生态空间分级分类、动态管控指标、区域协同联动机制、空间管控权益主体等方面实施综合管控的具体思路,以促进湾区自然生态空间用途管制效力的提升。     

长江中游地区生态系统服务平衡与城镇化的空间关系

生态系统服务与城镇化的相互作用关系研究是目前国际人地系统研究的热点和前沿领域。以长江中游地区325个县为研究单元,通过生态系统服务供需平衡评估矩阵法与城镇化相关指标分别测算了1995年、2005年、2015年生态系统服务平衡状况和城镇化水平,同时运用双变量空间自相关模型、空间计量模型探索了生态系统服务平衡与城镇化的空间关系。研究结果表明：（1）研究期间长江中游地区生态系统服务平衡状况不断恶化,而城镇化水平则持续上升;（2）生态系统服务平衡与城镇化之间存在显著负相关关系,不同区域的空间聚类模式表现出异质性;（3）添加控制变量的空间计量模型被证明能更好解释生态系统服务平衡与城镇化的空间关系,结果显示城镇化对态系统服务平衡的影响具有负外部效应,这种负外部效应在城镇化发展到一定阶段时逐渐减弱。建议,在城镇化进程中应统筹管理生态空间,尝试跨区域合作,实现生态与经济资源的共享与互补。     

城市生态保护红线划定与管理——以澳门特别行政区为例

我国澳门特别行政区是世界上人口密度最高的地区之一,人地关系紧张。随着城市和经济的发展,人类空间与生态空间失调,城市生态和人居环境问题不断加剧。在建设美丽湾区、美丽澳门和人们对美好人居环境需求的背景下,通过划定城市生态保护红线以控制和维持现有重要功能生态空间,保护和改善高敏感生态空间,维护区域生态安全显得尤为重要。基于对澳门陆域生态系统调查,结合城市和自然资源特征,从生态系统服务功能、生态系统敏感性、生物多样性分布以及现有生态保护区四个方面构建了城市生态保护红线划定方法框架,选取并评估水源涵养、雨洪调节、热岛调节、土壤保持、海岸带防护五类调节服务和生态系统服务中的休闲游憩的空间格局,水土流失敏感性和海岸带风暴潮敏感性两种生态敏感性的分布,并综合澳门具有保育价值生物的栖息地分布和现有保护区范围进行了城市生态保护红线的划定。研究结果显示,澳门城市生态保护红线区域总面积6.71km²,占研究区面积的19.79%,覆盖了44%的生态空间、12.4%的海岸线、所有的重要物种栖息地及三分之一的古树名木。依照此生态保护红线研究进一步提出针对各类红线地块的保护和管理措施。研究提出的城市生态保护红线划定思路,可以为其他城市的重要生态空间保护、修复与管理提供参考。     

北疆盐碱地植物群落空间分布及物种多样性

为探究盐碱地植物群落空间分布特征及群落间物种多样性的关系,根据对北疆盐碱地植物群落84个样点调查的数据,以各物种多度为指标,采用双向指示种分析方法（TWINSPAN）、除趋势对应分析法（DCA）、典范对应分析法（CCA）进行数量分类并分析群落分布与环境因子间关系和群落物种多样性及相似性变化特征。结果表明,TWINSPAN数量等级分类将84个样点的植物划分为11种类型。各群丛类型的物种多样性特征表现为群丛Ⅲ的多样性最大,群丛X多样性最小,且群丛Ⅲ多样性显著高于群丛X （P<0.05）,群丛VⅡ均匀度最大,群丛X均匀度最小,且群丛Ⅲ均匀度显著高于群丛X（P<0.05）,群丛I的丰富度最大,群丛X丰富度最小,且群丛I丰富度显著高于群丛X（P<0.05）,在所有群丛中群丛Ⅲ所含有的植物种类最多,有26种;相似性特征为群丛V和群丛VⅡ的相似性最大,群丛V和群丛VⅡ物种间的竞争较小,群丛稳定性高;CCA排序结果表明,北疆盐碱地植物群落分布与海拔高度、多年平均温度、土壤酸碱度等因素有关,其中影响最大的是海拔高度,其次为多年平均温度、降水量、蒸发量和土壤电导率,地形因子坡度对各群丛分布影响不大;北疆盐碱地植物群落数量分类及物种多样性变化的分析对于揭示北疆盐碱地植物群落空间分布特征和新疆盐碱地植物种质资源调查及其保护具有重要的意义。     

中国典型森林生态系统土壤水分时空分异及其影响因素

森林土壤水分作为物质与能量循环的载体影响林木生长与发育,并通过影响水分在陆气之间的循环与分配影响区域气候。基于我国不同气候带的9个森林生态系统定位观测站的长期观测数据,探究了2005-2016年中国典型森林生态系统土壤水分的空间分异及其时间动态,并进一步分析了影响其时空分异的环境因素。主要研究结论如下：（1）9个森林生态系统的土壤水分多年均值介于12.45%-36.30%之间,空间上呈现中温带、亚热带、热带土壤水分较高,暖温带土壤水分较低的分布特征。降水蒸散差（降水与蒸散的差值）可以解释我国森林生态系统土壤水分空间分异的62%（P<0.05）;（2）我国北部与东部季风区森林区域土壤水分呈上升趋势,降水上升是主因,其中暖温带北京、南亚热带鼎湖山与鹤山森林土壤水分上升趋势显著,增幅分别为0.67%/a、1.72%/a与0.69%/a;西南地区森林生态系统土壤水分呈下降趋势,该趋势由降水下降与蒸散上升共同导致,其中中亚热带贡嘎山及哀牢山森林生态系统土壤水分下降趋势显著,降幅分别为-1.77%/a与-0.94%/a;土壤水分时间分异与降水蒸散差的相关性最高（R=0.59,P<0.01）;（3）土壤水分呈下降趋势的森林生态系统中,春季土壤水分变化主导了年际变化,土壤水分上升的森林生态系统中,年际变化则是由秋、冬季主导。（4）与ERA-interim土壤水分再分析数据比较得出,两者在空间格局与变化趋势上均具有较高的一致性。CERN土壤水分观测数据反映了无人为干扰的自然条件下森林土壤-植被-气候之间的反馈作用,可为基于模型的土壤水分研究提供长时序的验证数据。     

小尺度海域空间评价单元划分技术研究——以福建省东山湾为例

科学合理的海域空间评价单元划分是各类海洋空间监测、评价、规划和管理的基础工作,对于保护海洋生态环境,实现海洋资源的可持续开发利用具有重大现实意义。然而,海洋的流动性、开放性、边界模糊性等特征,导致海洋空间评价单元划分较陆地而言更为复杂、困难。以福建省东山湾为例,提出一种适用于小尺度海域的空间评价单元划分技术方案,通过从化学属性、物理属性、生物学属性三个方面构建海域空间生态属性划分指标体系,进行空间分类评价,运用插值、叠加分析等GIS技术将东山湾划分为67个基本空间评价单元。研究结果不仅能为进一步划定东山湾海洋空间规划提供技术支持,同时为其他小尺度海域生态监测、评价、规划和管理提供科学参考。     

福建大型海岛山体植物组成及其空间特征影响因素研究

为了明确大型海岛的植物资源及其空间特征影响因素,该研究以福建省大型海岛海坛岛为对象,采用样线法和样方法实地调查岛上20座山体的植物组成、生活型与属的区系地理成分,并采用Spearman相关分析、方差分解与多元回归等方法,解释空间特征对物种丰富度、不同类群植物(生活型、属的区系地理成分)和山体间Beta多样性的影响。结果表明：(1)海坛岛山体共有植物110科381属541种,物种丰富度差异较大。(2)海坛岛山体植物生活型以矮小型高位芽和一年生植物为主;在地理分布上,海坛岛山体植物区系地理成分复杂, 联系广泛,具有强烈的热带亲缘关系。(3)海拔、周长面积比是影响海坛岛20个山体总的物种丰富度与不同类群植物(生活型、属的区系地理成分)物种丰富度分布格局的显著因子。(4)海坛岛山体间Beta多样性随着面积比、海拔比的增加而增加,随着周长面积比比值的增加而减少。研究认为,海坛岛山体植物组成并不总是受面积的影响,海拔和边缘效应也是重要的影响因素。     

基于地理信息系统的重庆地区COVID-19疫情空间分布格局演化

探讨重庆地区COVID-19疫情时空分布特征及扩散模式,以期未来为本地应对公共卫生应急事件积累经验。本文收集重庆市卫生健康委员会公布的官方数据,采用ArcGIS 10.2软件进行空间计量分析,并实现区域分布可视化,描述性统计和社会因素相关分析采用SPSS 20.0和Graphpad Prism 7.0软件进行统计和作图。结果5个时间节点,重庆地区COVID-19累计报告发病率的Moran’s I值均为正值(均P<0.05);局部Getis-ord Gi*指数分析探测到渝东北高渝东南低的态势越发明显;标准差椭圆展布呈现东北-西南的空间格局,随时间的变化经历了扩散-极化-扩散-稳定的过程;重心走势呈现向西南(渝西片区)移动距离逐渐减弱态势,市内出行(r=0.449,P=0.007)和交通网络(rs=0.321,P=0.049)对COVID-19的流行具有正相关性。重庆地区COVID-19疫情存在空间聚集性,高发聚集区域集中在渝东北片区,GIS较好地揭示了疫情聚集性变化过程和传播的时空趋势,市内出行和交通网络2个社会因素对重庆地区疫情影响较大。     

中国金缕梅科植物属分布区特点的定量研究

利用ArcGIS软件制作以县为单元的中国金缕梅科植物属的空间分布图,并从图中提取每个属的斑块个数、面积及周长,计算斑块的形状指数、最大斑块指数、Simpson均匀度指数和Shannon均匀度指数,定量分析中国金缕梅科植物各属的空间分布区特点,为金缕梅植物资源的保护、开发和利用提供依据。结果表明:(1)山铜材属、银缕梅属、四药门花属、牛鼻栓属、金缕梅属、壳菜果属均为单种属,其中前三属总面积较小且分布狭窄,后三属的总面积与分布范围均大于前三属;双花木属、山白树属、红花荷属、秀柱花属、半枫荷属、马蹄荷属、蕈树属、水丝梨属、蚊母树属、檵木属、蜡瓣花属、枫香树属均为多种属,随着属的面积增加,其属的分布区范围基本呈递增的趋势,且多种属的数量是单种属的2倍。(2)枫香树属分布区的总面积和最大斑块面积均最大,它能够整体体现出中国金缕梅科植物的空间分布和特点。(3)中国金缕梅科植物属的空间分布类型全部为间断分布,山铜材属、蚊母树属、檵木属和枫香树属呈现主分布区,牛鼻栓属、金缕梅属、壳菜果属、山白树属、半枫荷属、马蹄荷属、蕈树属、水丝梨属和蜡瓣花属呈主次分布区,银缕梅属、四药门花属、双花木属、红花荷属和秀柱花属呈星散分布。     

晋北大型露天矿区景观生态风险时空异质性

矿产资源开采对生态环境产生了剧烈扰动,加剧了矿区生态环境的风险性,严重威胁区域的可持续发展。从景观生态学角度将景观格局与生态风险相结合对矿区生态环境进行评估,从而揭示矿区景观生态风险的时空异质性,促进土地资源的可持续利用。以1990-2018年7期Landsat TM影像解译后的土地利用现状数据为数据源,构建景观生态风险指数,结合空间统计学及地统计学理论,探究1990-2018年平朔矿区景观生态风险的时空异质性。结果表明:1990-2018年平朔矿区景观生态风险的空间分布呈集聚分布模式,Moran’s I指数处于0.53~0.68,Z得分远高于检验阈值1.96,风险的空间集聚效应明显。1990-2018年平朔矿区的景观生态风险等级以中低、中、中高水平为主,占全区总面积的70%~90%,低风险区域主要分布于井坪镇以及白堂乡与向阳堡乡的大片林地,耕地是中等风险的主要分布区域,高风险区域逐渐向矿界内的矿业核心区收缩。1990-2018年平朔矿区景观生态风险空间异质性中的随机变异均小于空间自相关变异,由空间自相关部分引起的空间异质性占据主导地位。研究表明,在0.50 km×0.50 km的研究尺度下,1990—2018年平朔矿区景观生态风险具有很强的时空异质性,时间上呈现先增加后降低的趋势,空间相关性显著,空间分异特征明显。