小南海库区生态系统生产总值变化预测与分析

目前处于研究论证阶段的小南海水电站是长江重庆河段内集交通、能源、水利等多重功能为一体的重大基础设施工程,是位于超大城市主城区的大型枢纽工程项目,受到广泛关注。为了系统地评估和预测该项目建设可能的生态效益和影响,参考生态系统生产总值的研究框架和方法,通过构建库区生态系统生产总值评估指标体系,综合运用影子价格法、机会成本法等方法预测水电站建设给库区生态系统生产总值带来的影响。结果表明:①水电站建设不仅可以助力重庆市防洪、供水和航运,还将推动生态系统生产总值提升和生态价值“外溢”,总体上水电站建设前后生态系统生产总值共增加56.86亿元,生态产品价值、生态调节服务价值和生态文化服务价值总量均呈现上升趋势。②水电价值升高趋势较为明显,预计提升50.88亿元/a,其次是休闲旅游价值,预计提升0.34亿元/a;自然景观价值提升约2.30亿元/a;水源涵养、洪水调蓄价值分别提升2.32亿元/a和1.28亿元/a。③水电站建设导致坝址上游水位抬升,林草面积被少量侵占,将对土壤保持价值有轻微影响,建议同步实施一江两岸青山工程水土保持措施,保障库区水土保持效益的维持与提升。从生态、经济、社会多维度评估权衡小南海水电站建设可能造成的库区生态系统结构和生态系统生产总值的变化,可以为水电站建设后的库区生态空间生态修复与绿色发展方向提供指引。

基于生态系统服务供需的雄安新区生态网络构建与优化

城市生态网络构建是城市生态系统服务有效发挥作用的保障,构建完善的生态网络对于城市生态格局的优化具有重要的意义。结合雄安新区总体规划,通过雄安新区生态系统服务供给、需求两个层面识别生态源地。基于源地⁃缓冲区⁃廊道⁃节点框架,构建新区生态网络。其中,基于生态源地与城镇用地驱动因子,运用最小累积阻力方法得到累积阻力差,构建新区三生空间布局。根据成本距离分析和路径分析,结合雄安新区规划绿带分布,生成生态廊道,并在廊道与廊道交汇点、重要生态功能与脆弱的关键点以及道路轨道交汇点识别生态节点。得出:(1)新区生态源地主要位于白洋淀、公园绿地与其他绿地,分为水域生态源和林地生态源两类生态源地,面积总共728 km2。城镇源地主要位于新区东部容城县与雄县城区以及一些零星的农村居民点区域,面积为166 km2。(2)在新区三生空间布局下,加强生态廊道的构建,提升生态源地之间、生态源地与城镇源地之间的连通性,新区生态廊道主要依赖河流廊道和林地廊道两种类型。(3)在新区未来生态网络的建设中,需要重点关注河流廊道交汇点、河流廊道与城区的交汇处、交通道路与生态用地交汇处等的生态节点的建设及其生态功能的提升。

基于Linkage Mapper模型的汉江生态城生态廊道构建与修复策略研究

生态廊道构建对于国土空间格局优化和绿色发展具有重要意义。文章以十堰市汉江生态城为例,以生物多样性维护重要区域为主要生态源地,选取土地覆被类型、地形、坡度、植被指数、距道路距离、距水域距离等因子构建景观综合阻力面,运用Linkage Mapper模型构建生态廊道、识别生态障碍点。结果表明:(1)汉江生态城生态源地斑块共39处,面积为232.67km^(2);生态廊道共84条,长度合计108.36km。(2)生态障碍点28个,主要分布在南部和北部的耕地、村镇居民点、采矿用地、林灌植被等地类。(3)建议加强郊野区域农田边界景观营造,对采矿边坡采取绿化覆土种植措施,开展南部园岭山区域中幼林抚育提质,从而提升生境网络连通性。

长江流域实际蒸散发演变趋势及影响因素

长江流域是我国重要的水资源供给区域,流域生态系统的水资源供给不仅服务于流域内部,同时也通过南水北调服务于北方部分地区。实际蒸散发作为地表水文循环重要环节会直接影响到生态系统的水资源供给服务能力。在全球气候变暖与地表环境变化的背景下,分析长江流域实际蒸散发的演变趋势与成因,对于我国水资源供给和生态安全的保障有着重要的意义。在对比GLEAM_v3.2a、MOD16、GLDAS_Noah2、ERA_Interim四种常用蒸散发数据集精度的基础上,选择精度最优的GLEAM_v3.2a数据集,通过分段线性拟合、逐步回归和相关性分析了1981—2017年间长江流域地表实际蒸散发演变趋势和影响因素。结果表明:(1)长江流域实际蒸散发的演变具有明显的阶段性,1981—1997年为不显著下降阶段,下降速率为-0.02 mm/a,下降区域主要分布在长江流域西北和东部部分子流域,1998—2017年为全流域显著上升阶段,上升速率为1.94 mm/a;(2)日照时数下降速率减缓、植被指数增加速率升高是长江流域实际蒸散发阶段性变化的主要原因,气温突增、风速回升在长江流域实际蒸散发的长期增加趋势中也起到了重要的正向作用;(3)1998—2017年间,长江流域生态系统水资源供给服务量在实际蒸散发显著增加的影响下有所下降,流域西部地区下降趋势明显,旱情加剧;(4)建议在长江流域西部干旱地区优先加强对本地原生林的保护,同时在生态修复工程中选择针叶乔木等蒸腾能力弱的树种,以缓解旱情加剧的趋势。

基于生态系统服务供需的景感尺度特征分析和应用

自然生态系统与人类感知的交互作用是景感生态学关注的焦点,与生态系统服务的供需紧密关联。生态系统、生态过程、生态系统服务以及人的需求均具有一定的时空尺度特征,因此,由这些过程产生的"景感"也具有时空尺度特征,并依赖于这个过程的尺度特征相互作用。梳理生态系统服务供需关系与景感营造规划的尺度特征,探索二者相互联系,进而提出基于景感生态学理论,通过景感营造实现生态系统服务供需平衡的多尺度实现路径。从空间维度,体现从"社区-城市-流域-区域"的多尺度景感规划框架,从应用维度,体现从生态系统服务需求探索-关键指标体系识别-多源谜码数据感知-景感营造与规划设计的具体流程。通过多尺度的联合景感营造,调整自然供给水平与人类不同尺度的生态系统服务需求以期达到平衡,从而实现人类生存环境福利与居民福祉提升的目标。在此基础上,结合雄安新区规划建设实例,从多尺度景感营造的角度为城市绿色生态建设与可持续发展提出优化建议。主要结论:(1)基于"社区-城市-流域-区域"的多尺度景感分析框架,将景感要素与生态系统服务供需思想融入城市规划,在不同尺度上趋善优化,对于实现可持续发展城市规划和管理具有重要指示意义;(2)雄安新区规划设计需更系统和细致地考虑人类感知需求,通过多尺度景感营造设计,共同实现雄安新区的可持续发展与人居环境提升。其中,在社区尺度,需重点关注社区植被配置和居民的休闲游憩;在新区尺度重点关注绿地系统网络构建;在大清河流域尺度重点关注河流健康与水文调节;在京津冀区域尺度需注重山体通风廊道与生态屏障的构建与优化。

我国建制镇生活污水处理技术标准研究

建制镇是新型城镇化与乡村振兴协调发展的重要载体。研究统计结果数据显示,我国10000-100000人口规模的建制镇数量占全国总建制镇数量的90.92%。建制镇污水产生量则呈现橄榄型分布,且具有较强的地域性:产生量<1000 m^(3)/d的建制镇数量比例为13.12%,主要处在西部地区;产生量为1000〜5000 m^(3)/d的建制镇数量为71.03%,均匀分布在中东部地区;产生量>5000 m^(3)/d的建制镇数量为15.85%,地处东部地区。直接套用城市污水处理的相关排放、设计与处理技术标准等“一刀切”方式,使得建制镇污水处理及长效运行面临严峻挑战。因此,以城乡融合发展为指导思想,明确不同区域建制镇污水的产生特征和规模界定范围,通过不同规模与不同排放去向建立建制镇污水分级分类的排放标准,因地制宜进行建制镇污水处理设施的技术路线选择,建立符合我国城乡融合发展进程的建制镇污水治理技术标准化体系对于加快推进新型城镇化与乡村振兴战略中的人居环境改善具有重要意义。

基于InVEST模型近10年太湖流域土地利用变化下碳储量功能

应用"全国生态环境十年变化(2000—2010年)遥感调查与评估"项目中2000、2010年2期土地覆盖类型数据和生物量数据,并根据《基于1∶100万世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集》计算太湖流域地区土壤碳密度、植被(地上、地下)碳密度,并分别计算2000、2010年太湖流域地区碳储量,结合土地利用变化转移情况,分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明:太湖流域地区近10年碳储量总体呈下降趋势,碳储量净减少了914.80万t,其中土壤碳储量下降了1 375.66万t,主要是由于林草湿地等土地类型转换为建设用地所致;植被碳储量上升了460.86万t,主要由于林草地近10年生物量上升所致,虽然农田和建设用地向林草地转换使得植被碳储量有所上升,但土地利用转换不是植被碳储量上升的主要驱动因素。

基于MCE-CA耦合模型的嘉兴市土地利用预测情景下生态敏感性评价

基于全国生态环境10年变化(2000—2010年)遥感调查与评估项目中嘉兴市2000年、2005年和2010年3期TM遥感影像数据,运用MCE-CA模型,预测出2005年、2010年土地利用格局,与实际情况进行模拟精度检验,其Kappa系数达到0.94和0.92,证明模型精度很高。通过MCE-CA模型预测嘉兴市2015年、2020年土地利用格局,计算生态服务价值变化率与土地利用强度变化率的比值得到土地利用变化下的生态敏感性指数,运用Arc GIS空间叠加功能分析其过程,目的在于得到生态敏感性分布情况。得出:2000—2020年嘉兴市的景观格局发生了较大变化,耕地大幅度减少,建设用地大幅度增加。2000—2010年生态敏感性急剧增高,说明近10年生态环境受到威胁愈来愈严重;2010—2020年在林草湿地不可转化为建设用地,耕地和未利用地可转化为建设用地的预测情境下,生态敏感性有所降低,生态环境得到改善。此土地利用与生态敏感性预测结果对嘉兴市的城市规划、可持续发展具有一定的借鉴作用。

青海大通北川河源区国家级自然保护区生态建设存在的问题与管控建议

自然保护区对珍稀野生动植物、珍贵自然遗迹和典型生态系统保护发挥了重大作用。基于对国家自然保护地体系深刻理解和认识,从实际载畜量、农业生产值及植被覆盖度等方面总结青海大通北川河源区国家级自然保护区保护和发展现状,对自然保护区自然资源权属、体制机制及社区建设等存在的主要问题及成因进行了深入分析,结合自然保护区建设现状、发展问题及工作机制,提出了自然保护区应从体制机制、资金、人才及科技等多方面加强建设的建议。

雄安新区生态安全保障构架与管控对策

绿色生态宜居城市是雄安新区建设的主要目标之一,城市生态系统服务能力提升、生态安全保障,以及与此相适应的国土空间管控是保障这一建设目标实现的重要基础。本文从雄安新区的生态功能定位、新区可持续发展,以及居民福祉提升的目标出发,考虑新区生态安全格局结构完整性和生态系统服务内在需求,首先,分析了新区生态安全保障的内涵和要求,明确了雄安新区生态安全所依赖的特征空间尺度;然后,基于新区多尺度的生态安全保障要求,提出了包括生态保护红线、生态安全管控体系、白洋淀国家公园建设、生态补偿机制的面向生态安全保障的国土管控策略,并从生态安全监测、生态安全预警和生态安全管理三个方面,探讨了新区生态安全管控体系;最后,针对京津冀、大清河流域、雄安新区三个生态安全保障的特征尺度,从不同尺度相应关键生态系统服务供需的角度,提出了生态安全保障的对策建议,为新区生态城市的建设提供参考。

基于多因素综合评价法的长三角地区城市基础设施建设水平研究

城市基础设施建设水平体现城市的竞争力,城市基础设施建设成为社会发展的重要研究课题。本文阐述了城市基础设施建设的重要意义,根据多因素综合评价法和特菲尔法的原理,选取了评价城市基础设施建设的典型指标,以长三角地区16个主要城市基础设施建设数据为例,得出各个城市城市基础设施发展趋势的特征,进而提出提升城市基础设施建设水平的建议,认为城市基础设施各个方面应当协调发展、紧密联系,绝不能顾此失彼,只有把经济设施、社会设施和生态设施结合在一起,才能充分带动城市的全面发展。

基于Logistic-CA-Markov与InVEST模型对南京市土地利用与生物多样性功能模拟评价

针对目前国际上应用比较广泛的Logistic模型,在此基础上加入空间自相关变量,应用1985年、1995年、2005年、2015年4期土地利用数据,再结合CA-Markov模型模拟预测了南京市2025年3种不同情景(自然增长情景、生态保护情景和土地优化情景)下的土地利用发展方向;进一步结合InVEST模型,研究以上4年土地利用变化下的生物多样性服务功能分布和变化,以及2025年不同模拟情景下的生物多样性服务功能分布情况。结果表明:Logistic-CA-Markov模型精度Kappa值均在0.80以上,预测效果较好。在不同的情景设置下,土地利用存在明显的空间差异:自然增长情景按原有速率变化,则建设用地快速发展并占用大量耕地,生物多样性受到严重威胁,生态保护情景和土地优化情景对未来土地调控效果较好,生物多样性功能得到很好改善,可以为当地土地利用总体规划提供科学决策参考。

太岳山地生态系统服务功能权衡协同关系研究

生态系统服务功能是当代景观生态学研究的热点,生态系统服务之间存在着潜在的权衡和协同关系。该研究以山西省太岳山地区为研究区域,分析2000-2010年太岳山地区生态系统类型的变化,以及水源涵养功能、水土保持功能、维持生物多样性功能变化以及三者之间的权衡与协同关系,得出近10年来研究区在森林覆盖度高,草地、耕地转换为林地的地区,水源涵养,水土保持功能与生物多样性维持功能大部分表现为协同增长,但也有部分地区生态服务功能出现权衡作用,大多为坡度较陡,林地转换为草地、裸地等类型,在靠近道路、农田和建设用地区域生态系统服务功能出现权衡作用或者协同下降作用。因此太岳山地区对于生态系统服务功能内部的权衡和协同关系的研究,对于未来政府或者生态修复工程的决策具有重要的意义,对其他山地地区的研究具有重要的借鉴意义。

基于格网的近十年江西省道路网络对土地利用变化影响阈值研究

依据全国生态环境十年变化（2000—2010年）遥感调查与评估项目中2000和2010年两期土地利用数据和中国交通网2012年道路要素数据．基于ARCGIS格网分析方法，得到1km×1km、2km×2km…10km×10km十个尺度下道路网络密度与土地利用转化之间的相关系数，结合江西省2010年DEN数据，分析土地利用变化相应的地形（海拔、坡度和坡向）特征．计算道路网络影响土地利用变化的路网密度阅值范围。得出江西省道路网络主要影响的土地利用转化为林地向建设用地、农田向建设用地、林地向草地、林地向农田和农田向林地。其对应土地转换的海拔范围分别为167～291m、112—221m、367～422m、267～306m和180～273m；坡度范围为0°-2°，为平地类型，说明人类活动主要集中在坡度较低的区域；坡向范围为175°～195°，均为正南方向，说明受社会因素的影响，土地利用变化主要活跃在在南坡方向：道路网络影响以上土地转换路网密度阈值范围为0．98～1．82km／km2、0．98～2．22km／km2、0．77～1．20kin／km2、0．93～1．38kin／km2、0．95～1．43km／km2，道路网络影响土地利用转换的路网密度呈先下降，在2km之后趋于不变，表明尺度愈大，路网对土地利用转换所造成的影响愈小，但不会消失。

基于生态系统服务功能及生态敏感性与PSR模型的生态承载力空间分析

沁水区块煤层气开发区域生态环境面临的问题日益突出。基于生态系统服务功能及生态敏感性,利用PSR模型进行了沁水区块煤层气开发区域的生态承载力评价。结果表明:(1)水源涵养、水土保持、生物多样性维护功能较好区域主要分布在区域西部广大山区的森林生态系统及植被覆盖良好的地区,水土流失敏感性区域分布广泛,主要分布在研究区东部;(2)沁水区块煤层气开区域西北部以及东部地区生态承载力较高,南部地区生态承载力较低,生态承载力高、较高、中等、较低、低水平区域面积分别占19.95%,20.07%,19.99%,20.70%和19.29%;(3)寺河岳城区块、成庄区块、沁城区块、胡底区块、郑庄区块生态承载力低水平与较低水平分别占区块总面积的96.15%,74.55%,82.29%,77.17%和73.35%,说明煤层气开发力度严重影响了生态系统自身的调节能力,使生态系统结构与功能处于不稳定状态。

西南地区生态系统服务供需历史变化与SSP-RCP情景预测

生态系统服务的供需平衡对实现可持续发展至关重要。为了更好地了解过去气候变化和社会经济发展对生态系统服务的影响,并对未来不同气候和社会经济发展情景做出正确响应,有必要对生态系统服务的供需变化进行系统的评估和预测。研究对我国西南地区2000、2010、2015年的水源涵养、食物生产和固碳3项生态系统服务的供给和需求进行了定量的空间评估,然后基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)提出的社会经济发展和气候变化联合情景框架,即SSP-RCP情景(Shared Socio-economic Pathways-Representative Concentration Pathways),对此3项生态系统服务在未来2035年和2050年的供给和需求进行了SSP1-RCP2.6、SSP2-RCP4.5、SSP4-RCP6.0和SSP5-RCP8.5 4个情景下的预测。结果显示,西南地区水源涵养和固碳服务的供给和需求具有显著的空间不匹配特征,且其需求从2000—2015年分别增长了11.49%和252.41%。根据SSP-RCP情景预测结果,水源涵养供给服务受到不同情景下气候变化的影响最大,而固碳服务面临的不确定性最大。4个情景中,SSP5-RCP8.5情景下各项生态系统服务从2035—2050年的变化最为剧烈,而SSP1-RCP2.6和SSP2-RCP4.5情景下各项生态系统服务的变化相对较小。采用了一套系统地评估生态系统服务供给和需求的方法,对生态系统服务供需的定量化研究具有指示意义,并创新地应用了SSP-RCP情景框架,综合考虑了未来不同情景下的气候变化和社会经济发展,对生态系统服务供需进行了预测。

基于社交媒体数据的城市公园景感评价

城市公园是城市居民与自然生态系统互动的主要场所,为居民提供重要的生态系统服务。从景感生态角度和方法对城市公园文化服务进行评价,需要掌握大量居民个体对城市公园的感知、感受信息。随着现代信息技术和人们生活方式的发展,社交媒体成为大众获取信息、发布观点的主要方式之一。社交媒体数据具有数据易于获取、时间跨度长、数据量大等优势,同时,通过对社交媒体信息进一步进行文本提取与分析,还可以获取用户对特定活动场所更为具体的感知和感受,因此,社交媒体数据为城市公园景感评价提供了有价值的新的数据来源和手段。构建了基于社交媒体数据的城市公园景感评价框架和流程、评价指标以及信息提取方法,包括对获取数据进行预处理;构建感官感知及公园要素词库;通过情感分类,形成积极和消极情感文本,表征用户对文本关联景感要素的满意度;将各类情感文本分别进行要素及其对应感知感官的统计,以频率衡量景感要素对用户感知的重要性;在此基础上,基于重要性-绩效分析(IPA)方法构建了感知评价模型。最后,以北京玉渊潭公园为例,进行了实证研究。结果表明:视觉在居民对城市公园的感知体验中占据主导地位,触觉感知次之,听觉感知普遍不被重视,而嗅觉感知评价相对缺失;植物、周边人群、景观可识别性以及水体的视觉感知是最重要的景感要素;基于感知评价模型,玉渊潭公园不存在亟待改进的方面,次要改进的景感要素包括人群干扰、路面接触、食品售卖、感知风、观赏动物、人声、植物声、观赏道路景观。

基于空间规划情景的雄安新区生态系统休闲服务评估预测与驱动分析

雄安新区作为我国乃至世界智慧生态新型城市建设的重大探索和实践,生态和谐、绿色宜居是新区规划和建设的重要目标之一,城市生态系统为居民提供的生态休闲服务是实现该目标的重要保障与体现。随着新区的开发建设,其土地利用、空间结构、景观组分以及内部生态过程等都将发生巨大变化,这将对生态系统休闲服务供给能力的数量、质量以及可利用性产生复杂影响。从吸引力和可达性两个维度构建了新区生态系统休闲服务的评估模型,对2018年与2035年生态系统休闲服务的能力进行评估与预测,进一步利用地理探测器分析社会因子的驱动作用。研究结果表明:(1)2018年生态系统休闲服务综合指数为5.10,属于中等供给⁃可访问状态。其中,白洋淀湿地及周围绿带为高吸引力的集中区,可达性高的区域主要分布在雄州镇、安新镇、容城镇附近;(2)相比于2018年,2035年生态系统休闲服务综合指数增加了0.32,但区域整体仍属于中等供给⁃可访问状态。(3)雄安新区生态系统休闲服务的主要驱动因子从2018年的人口密度和GDP密度转变为2035年的GDP密度与第三产业占比。评估预测结果指示:在雄安新区未来生态系统休闲服务的建设中要特别考虑城镇化进程与经济发展所带来的影响,重点关注起步区的规划、白洋淀沿线交通设施及农田景观的发展。

基于RUSLE模型的山西省生态系统土壤保持功能重要性评估

[目的]分析山西省生态系统土壤保持服务功能的空间分布格局,识别山西省土壤保持功能保护的重点区域,为生态保护红线划定和国土空间规划提供参考。[方法]采用修正通用水土流失方程(RUSLE)开展山西省土壤保持功能重要性评估。[结果]山西省土壤保持总量为6.52×109 t/a,单位面积土壤保持强度平均为416.10 t/(hm 2·a)。土壤保持功能总体呈现“西北低、东南高,盆地低,丘陵和山地高”的空间分布格局,极重要区、重要区和一般重要区的面积分别占山西省国土面积的23.10%,28.33%和48.57%。[结论]山西省土壤保持功能极重要区主要分布在太行山、吕梁山、恒山、五台山、太岳山、中条山等组成的“多”字形山地地区,在晋西黄土丘陵沟壑区也有一定分布。

基于遥感指数的赤水桫椤保护区保护成效研究

基于赤水桫椤保护区保护成效的需求,本研究应用遥感解译技术对贵州赤水桫椤国家级自然保护区1993年至2015年之间的生态系统保护成效进行分析研究。本项研究首先建立保护成效评价指标体系,选用地表覆被、植被指数和水体指数指标表征生态系统变化。研究采用1993年和2015年的Landsat数据,对其进行分类解译处理,分析保护区地表覆被、归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)变化情况,分析保护区的生态系统保护成效。研究结果表明,研究区近几年地表覆被变化总体呈现良性态势,农田裸地转换为森林的面积逐步增加,保护区西部植被覆盖率与水体指数明显增强,保护区的保护成效整体显著。