Industrial Greening of the Dongting Lake Eco-economic Zone

Extensive industrial development is a major challenge to ecological civilization construction. Industrial energy consumption and environmental pollution reduction are desperately needed. The Dongting Lake district, located in Wuhan and the Changsha-Zhuzhou-Xiangtan(CZT)pilot zone, bears the responsibility to ensure national food security and watershed ecological security, and it is an urgent need for the Dongting Lake district to accept the ecological transition of industries. On the analysis of the industrial development status and problems of the Dongting Lake district, some proposals based on the characteristics and reality of the district are pointed out, such as industrial cooperation, proper space layout, ecological innovation, industrial structure upgrading, building of ecological parks, clean production, elimination of backward production capacity, heavy metals governance and so on, as to develop the industrial ecology of the Dongting Lake district.

Study on Planning and Design Mode of Eco-agricultural Demonstration Base in Poyang Lake Eco-economic Zone

Guided by the Planning of Poyang Lake Eco-economic Zone, traffic and geographic conditions of the Eco-agricultural Demonstration Base in the study area were analyzed, and design principles proposed as "adaptation to local conditions, scientific planning, benign circulation and sustainable development". Detailed planning and design was interpreted from the perspectives of infrastructure planning and functional area planning. Specifically, infrastructure construction should focus on traffic design, water, power and gas supply design, and also architectural design; while functional areas should be gradually developed from south section to central and then north section. It was to establish a design and planning mode that can be widely applied.

Carbon,nitrogen and phosphorus coupling relationships and their influencing factors in the critical zone of Dongting Lake wetlands,China

Wetland is a transition zone between terrestrial and aquatic ecosystems,and is the source and sink of various biogenic elements in the earth’s epipelagic zone.In order to investigate the driving force and coupling mechanism of carbon(C),nitrogen(N)and phosphorus(P)migration in the critical zone of lake wetland,this paper studies the natural wetland of Dongting Lake area,through measuring and analysing the C,N and P contents in the wetland soil and groundwater.Methods of Pearson correlation,non-linear regression and machine learning were employed to analyse the influencing factors,and to explore the coupling patterns of the C,N and P in both soils and groundwater,with data derived from soil and water samples collected from the wetland critical zone.The results show that the mean values of organic carbon(TOC),total nitrogen(TN)and total phosphorus(TP)in groundwater are 1.59 mg/L,4.19 mg/L and 0.5 mg/L,respectively,while the mean values of C,N and P in the soils are 18.05 g/kg,0.86 g/kg and 0.52 g/kg.The results also show that the TOC,TN and TP in the groundwater are driven by a variety of environmental factors.However,the concentrations of C,N and P in the soils are mainly related to vegetation abundance and species which influence each other.In addition,the fitted curves of wetland soil C-N and C-P appear to follow the power function and S-shaped curve,respectively.In order to establish a multivariate regression model,the soil N and P contents were used as the input parameters and the soil C content used as the output one.By comparing the prediction effects of machine learning and nonlinear regression modelling,the results show that coupled relationship equation for the C,N and P contents is highly reliable.Future modelling of the coupled soil and groundwater elemental cycles needs to consider the complexity of hydrogeological conditions and to explore the quantitative relationships among the influencing factors and chemical constituents.

洞庭湖流域生态状况时空分异及影响因素

掌握生态状况时空特征及影响因素,是国土空间的优化和生态功能的提升的关键。目前研究大多侧重于生态系统结构或功能的单一变化,尚未综合考虑人为干扰因素,导致生态修复分区以单一生境或要素的修复为主,无法较好地解决人地关系矛盾。以洞庭湖流域作为研究区域,利用景观格局指数、InVEST模型分析了2000年和2018年景观分布特征和生态系统服务,运用模糊推理算法探究2000—2018年洞庭湖流域生态状况特征,基于此揭示人类-自然因素对生态状况的影响。结果表明:(1)洞庭湖流域整体景观更加破碎化,景观形状趋于复杂,聚集程度不断下降,景观类型更加离散。(2)研究期间,食物供给服务呈现稳定上升的趋势,生境质量服务和碳储量服务总体呈下降趋势。(3)洞庭湖流域生态状况整体转好,生态指数上升区域(74%)明显大于下降区域(26%)。生态系统退化区域主要分布在人口较为密集、城市化水平较高的城镇地区,而生态恢复区域多分布在远离各城市中心的山地丘陵区域。(4)洞庭湖地区各影响因素对生态系统退化的影响显著性最高的地区主要分布在生态系统退化的高值区和人类活动强度较为集中的地区,具有显著影响的地区重心逐渐由西部转移到东部。其中,人口密度、GDP、路网密度和夜间灯光指数对洞庭湖地区的生态系统退化主要表现为负相关关系。坡度、降水量和日照时数对生态系统退化产生的正向影响呈逐渐增强的趋势。本研究利用模糊推理方法计算出洞庭湖流域的生态指数,从而识别出生态退化区域,并揭示了其影响因素,为区域生态保护修复规划提供了科学依据。

洞庭湖生态经济区经济高质量发展评估与空间演变特征

洞庭湖生态经济区建设工作进入高质量发展阶段,因此对洞庭湖生态经济区的经济高质量发展水平进行测度以期为研究区域高质量发展提供参考依据。从新发展理念出发,基于“创新、协调、绿色、开放、共享”五个维度构建经济高质量发展评价指标体系,运用熵权法测度2005—2020年研究区域经济高质量发展水平,在上述测度结果的基础上运用核密度估计、标准差椭圆及重心模型分析研究区域经济高质量发展水平的内部情况和空间分布特征。结果表明:研究区域经济高质量发展水平分布格局由研究期初“中部北部低、南西东部高”发生变动,最终呈现中心城区辐射周边县域的分布格局;2005—2020年洞庭湖生态经济区经济高质量发展水平整体呈稳步上升的态势,其中创新维度是增长幅度最高的维度,区域内部县域间差距呈逐渐扩大趋势;在空间分布上,标准差椭圆重心向西部偏北的方向迁移,西部地区经济高质量发展水平发展速度快于东部地区,标准差椭圆面积缩小,研究区域经济高质量水平的空间聚集性增强。最后,从研究结果出发,对洞庭湖生态经济区实现经济高质量发展提出了相关建议。

洞庭湖湿地潜流带地下水中氮磷迁移转化过程及驱动机制分析

为了揭示洞庭湖湿地潜流带地下水中氮磷的迁移转化过程,以洞庭湖湘江入湖口附近湿地为研究区,定期采集地表水和地下水水样进行水化学参数测试,采用熵权指数法进行水质评价,运用相关性分析、结构方程模型等方法研究理化参数对氮磷迁移转化的驱动机制。结果表明:58.8%的地下水水样为Ⅳ类或Ⅴ类水,TN、NH_(4)^(+)和TP是主要的超标因子,氮的迁移转化主要受矿化作用、反硝化作用和硝酸盐异化还原成铵等反应控制,磷的迁移富集与Fe/Mn氧化物或氢氧化物的还原性溶解密切相关;地下水中氮磷组分含量在丰水期和枯水期表现出明显差异,受潜流交换作用影响,除NH_(4)^(+)、溶解有机氮和TN外,地下水中NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)、TP和溶解态活性磷含量随着河岸距离增加而减小;温度、氧化还原电位、溶解氧、总溶解固体和电导率均会影响微生物活性,是地下水中氮磷迁移转化的关键驱动因子。

基于多源遥感解译的洞庭湖区自然湖岸线演变过程研究

伴随泥沙淤积、水库运行、湖区围垦、岸线侵占和破坏等自然和人为因素的影响,洞庭湖区湖岸线已发生显著的改变,但是目前仍缺少遥感解译揭示其演变过程。利用1986-2022年多源遥感影像,通过归一化差异植被指数、最大值合成法以及大津法和目视解译相结合的阈值划分方法,识别并提取东洞庭湖、南洞庭湖和目平湖的植被带范围,进而分析洞庭湖区湖岸线的演变规律。通过栅格计算得到湖泊每年(相比于上年)植被带扩张和萎缩的面积,以及1986、1990、2000、2010和2020年植被带变化的空间分布。结果表明,洞庭湖区自然湖岸线呈现普遍扩张的趋势,并且不同位置在不同时期扩张和萎缩面积的占比不尽相同。东洞庭湖、南洞庭湖和目平湖的自然岸线所围水域面积分别缩减144.84、191.42和80.48 km~2,缩减率分别为27.83%、39.20%和48.26%。藕池河东支尾闾汇入东洞庭湖内,通过数字岸线分析系统对其自然岸线进行统计分析,结果表明:藕池河东支尾闾的自然岸线平均每年扩张距离为45 m,净岸线移动最大和最小距离分别为3281和386.93 m,线性回归的决定系数为0.68。总体而言,泥沙冲淤和水位变化是洞庭湖自然岸线变化的主要原因,人类采砂活动在局部区域造成了洞庭湖自然岸线的萎缩。

基于供需匹配的洞庭湖流域生态系统服务区际协调探究

从流域整体视角出发对洞庭湖流域生态系统服务进行动态评估,分析生态系统服务供需时空演化特征及空间匹配关系,可为洞庭湖流域生态分区管控提供参考依据。以区县级为研究尺度,运用价值量法与土地利用开发指数测算2000、2010和2020年洞庭湖流域生态系统服务供给与需求,将供需划分为5个等级,并运用ArcGIS进行空间叠加分析,确定每个研究区域的生态系统服务供需关系。结果表明:(1)洞庭湖流域生态系统服务供给高值区分布于山地丘陵区,需求高值区则分布于平原、盆地等人口稠密区,供给与需求空间极不匹配,且供给快速减少与需求增长区域高度重合,表明该地生态服务空间逆差持续凸显,急需开展流域内部生态系统服务区际协调管理;(2)生态系统服务匹配类型上主要呈现高供给-低需求、中供给-低需求、低供给-高需求3种类型,说明流域内部具备协调整体生态系统服务供需的基础条件及必要性;(3)将洞庭湖流域划分为生态保育、协调、重构、培育区,继而开展区际协调管理,以期构建上中下游优势互补、协调联动的发展新格局,实现流域生态环境与社会经济协同高质量发展。

洞庭湖生态经济区环境治理:成效、问题与对策

扎实推进洞庭湖生态经济区环境治理是实现区域经济社会高质量发展的有力支撑。洞庭湖生态经济区已构建环境治理政策框架体系,持续确保环境治理资金投入,环境质量总体得到改善,但仍存在环境治理资金来源渠道单一且地区间差异大、尚未建立完善的环境治理协调机制、环境治理政策有待完善且执行与监管力度不够等问题。基于此,应拓宽环境治理资金来源渠道,建立湖区环境治理协调机制,完善环境治理政策体系,以提升湖区环境治理整体水平。

长沙—岳阳空间协同发展规划策略研究

长岳协同发展是湖南实施强省会战略、发挥省会长沙核心辐射功能的必然要求。基于长江经济带发展战略、“一带一路”倡议、湖南强省会战略、长株潭都市圈战略以及长沙与岳阳两市发展战略等,考量长沙城市发展战略空间向洞庭湖区延伸的重要战略意义;分析长沙与岳阳空间协同化发展的优势与不足;从战略定位、空间布局、交通体系、产业发展、环境保护和机制创新等6个方面出发,提出长岳空间协同发展的规划策略。

湖南省“一湖三水”岸线保护与利用规划研究

岸线的有效保护和合理利用对沿岸地区生态文明建设和经济社会发展具有重要的作用。分析了湖南省“一湖三水”岸线保护与利用现状,综合评价现状岸线资源,明确“一湖三水”临水边界线和外缘边界线划定方法,科学合理地划分岸线功能区,严格把握岸线保护与利用控制条件。结果表明:湖南省“一湖三水”岸线保护存在的主要问题包括管理体制机制不够完善、利用方式不合理、集约节约利用程度不高等。洞庭湖、资水、沅江、澧水河湖岸线长5567.1 km,共划定岸线功能区1038个,其中岸线保护区、岸线保留区的总体比例达78.1%,充分体现了大保护的要求。河湖临水边界线和外缘边界线划定方法、岸线功能分区及管控措施等研究成果可为湖南省及类似地区岸线规划提供参考。

Spatio-temporal difference analysis of cultivated land use intensity based on emergy in the Poyang Lake Eco-economic Zone of China

Taking the emergy requirements of the five input indexes as the foundation, this paper analyzes the total temporal and spatial changes in cultivated land use intensity in the Poyang Lake Eco-economic Zone from 2000 to 2010. The results are obtained as follows： （1） Over a period of 10 years, the cultivated land use intensity has increased exponentially in the Poyang Lake Eco-economic Zone; agricultural machinery intensity has been the largest proportion of the total inputs, comprising more than 99.50% and increasing year by year, which indicates that agricultural mechanization is a basic trend in agricultural development in the Poyang Lake Eco-economic Zone. （2） The total number of counties belonging to the moderate- and low- intensity cultivated land use categories is the largest, while the number of counties belonging to the high-intensity cultivated land use and extensive cultivated land use categories is the smallest. （3） This zone can be divided into five areas： an eastern area of high-intensity cultivated land use, a central and eastern area of low-intensity cultivated land use, a central area of low-intensity cultivated land use, a southern area of moderate-intensity cultivated land use, and a northern area of moderate-intensity cultivated land use. （4） The counties which had a coordinated development between cultivated land use intensity and their socio-economic development level increase year by year, and the socio-economic development level had increasingly obvious effects on the cultivated land use intensity. Finally, this paper presents suggestions for the development of cultivated land use intensity in the Poyang Lake Eco-economic Zone, especially for different levels of intensity among counties.

Sustainable Livelihood Security in the Poyang Lake Eco-economic Zone:Ecologically Secure,Economically Efficient or Socially Equitable?

Sustainable Livelihood Security(SLS)remains a rarely considered yet important issue for rural sustainability and natural resource management.Particularly in China,rural SLS research in a typical area is urgently needed,but insufficient under the background of National Rural Revitalization and Ten-year Fishing Ban of Yangtze River.Focusing on the policy-targeted inland lake area,we proposed a Livelihood Security Analysis(LSA)framework by establishing an adaptive indicator system and integrating multiple econometrical and geographical methods.This study aims to evaluate the SLS in Poyang Lake Eco-economic Zone comprehensively from the three aspects of ecology,economy and society,analyze their spatial patterns,identify the main constraints,and finally give specific suggestions for improving rural sustainability management.The results showed that rural SLS in the inland great lake area tended to be vulnerable mainly due to the lagging economic efficiency and unbalanced social equality,and mediated by regional ecological characteristics.The overall SLS and Ecological Security Index(ESI)were higher in the north and lower in the south,while Economic Efficiency Index(EEI)and Social Equality Index(SEI)were at the middle level and circularly distributed around Nanchang City.The dominating factors which have greatly shaped the spatial pattern of SLS include rural per capita electricity consumption,fishery breeding area,population dependency ratio,urbanization rate,and fishery population.The obstacle degree is ranked as economic system>social system>ecological system.An outdated economy and incomplete social services are the main constraints,characterized by weak electricity consumption,limited beds in hospitals,low urbanization rate,deficient agricultural machinery power,and a small agricultural output value.Therefore,one urgent need is to activate the rural economy by reinforcing rural electric power facilities and promoting agricultural mechanization.In addition,transforming the peasants/fishermen to the non-agricultural sector should be accelerated,which will help to reduce ecological pressure,boost urban-rural integration and narrow the income gap.

基于生态系统服务价值的洞庭湖生态经济区生态补偿标准与策略优化

研究洞庭湖生态经济区生态补偿标准与策略优化,是解决该区域生态环境保护与社会经济发展矛盾的重要举措之一。基于2010—2020年洞庭湖生态经济区土地利用数据,首先采用生态系统服务价值修正模型测算生态系统服务价值,继而运用生态补偿优先级、生态补偿额度模型分析洞庭湖生态经济区生态补偿优先级、生态补偿标准,最后探讨洞庭湖生态经济区生态补偿优化策略。研究结果表明:(1)10年间洞庭湖生态经济区生态系统服务价值整体呈递减趋势,由2010年的2157.32亿元上升至2015年的2192.76亿元,后在2020年下降至2151.97亿元。(2)研究时段内,洞庭湖生态经济区各县(市、区)的生态补偿额度整体上呈现出递减趋势且空间差异较大,其中安化县需求强度系数最大,武陵区和岳阳楼区需求强度系数最小。(3)从补偿策略看,洞庭湖生态经济区西部、南部与东部的石门县、安化县、岳阳县等生态补偿额度与生态补偿优先级较高的县(市、区)需优先进行生态补偿与政策倾斜,同时应明确生态补偿重点与深化生态补偿模式改革。

洞庭湖生态经济区智慧城市社会治理研究

本文以洞庭湖生态经济区为研究对象,以社会治理问题为切入点,探讨了基于大数据的智慧城市社会治理路径,并提出了相应的建议。研究发现,湖南湘江新区在智慧城市建设和社会治理方面进行的一些尝试,可以为洞庭湖生态经济区智慧城市社会治理提供借鉴,并提升社会服务的精确度和高效性。洞庭湖生态经济区政府应在加强数据管理和隐私保护、建立开放的数据平台、加强政策法规的制定等方面推动智慧城市社会治理,以解决洞庭湖生态经济区智慧城市社会治理问题,提升社会治理的效能,构建江湖协同治理引领区。

多情景模拟区域土地利用变化对碳储量的影响

以洞庭湖生态经济区为例,利用InVEST模型评估1990~2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合Markov-FLUS模型模拟2030年、2060年在自然演变、耕地保护、生态保护、综合保护四种情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:1990~2020年洞庭湖生态经济区呈现出耕地、林地和草地面积减少,水域、建设用地和未利用地的面积持续增加的特征.区域内整体碳储量较高,但随着土地利用变化,造成区域固碳能力和潜力有所降低,1990~2020年区域碳储量总共减少0.433×10^(6)t.在自然演变、耕地保护、生态保护和综合保护四种不同情景下,2030年、2060年区域均表现出建设用地的变化量较大,综合保护情景建设用地的增加量得到较好控制.2030年、2060年洞庭湖生态经济区自然演变情景碳储量分别为19.927×10^(6)t、19.696×10^(6)t,耕地保护情景为19.891×10^(6)t、19.903×10^(6)t,生态保护情景为19.952×10^(6)t、19.873×10^(6)t,综合保护情景为20.004×10^(6)t、19.949×10^(6)t,相比可知在综合考虑耕地与生态保护的情景下,区域碳汇能力较强.研究结果有助于构建高碳汇国土空间格局,可为实现区域碳平衡和土地利用结构优化提供依据.

洞庭湖生态经济区乡村一二三产业融合发展时空演变分析

建立乡村一二三产业融合评价指标体系,运用熵权法、耦合协调度法和空间自相关分析法,研究2010—2019年洞庭湖生态经济区33个县市区乡村一二三产业融合发展水平的时空差异变化。研究表明:从时间序列分析来看,洞庭湖生态经济区乡村一二三产业融合发展水平总体呈上升趋势,耦合协调度从起步阶段的濒临失调水平提升到稳定阶段的中级协调水平,且具有阶段性发展特征;从空间布局分析来看,洞庭湖生态经济区乡村一二三产业的融合发展度和耦合协调度具有非均衡性特征,呈“东南高-西北低”格局分布;从时空关联分析来看,2010—2019年洞庭湖生态经济区的耦合发展度在空间上具有正向集聚特征,呈“东南高-北低”格局分布,即HH型聚集在生态经济区东南部,LL型聚集在生态经济区北部。因此,建议培育现代乡村产业体系,构建区域利益联结机制,强化高水平耦合地区的优势辐射功能,以促进洞庭湖生态经济区乡村一二三产业融合发展,推进乡村产业振兴。

湖南省洞庭湖生态经济区生态保护与修复重点区域的识别研究

提高湖南省洞庭湖生态经济区的生态系统环境承载力,对于维护生态安全具有重要意义。选用空间形态学方法(MSPA)、生态系统服务重要性评价和电路理论模型,判别生态保护修复重点区域。研究表明:生态保护重点区域共识别生态源地17742.35 km^(2),廊道121条,长579.73 km;生态修复重点区域共识别夹点42个,障碍点29个,生态系统服务功能低值区面积4044.46 km^(2);基于生态保护修复重点区域的生态现状,制定针对性生态保护修复策略,为研究区开展生态保护修复工作提供理论依据。

基于MODIS数据的洞庭湖生态经济区生态环境质量演变研究

快速城镇化对地区生态环境质量产生重要影响,及时评估生态环境质量变化对城市生态管理和规划具有重要意义。文章基于Google Earth Engine(GEE)云平台优势,利用MODIS数据对洞庭湖生态经济区的生态指数进行计算,评估了该区域20多年生态环境质量的时空变化。结果显示,近20年来洞庭湖生态经济区的生态环境质量表现出缓慢下降的趋势,下降区域主要集中于城镇周边及平原地区,其中益阳市生态环境质量最好,荆州市最差,尤其是荆州市的荆州区,在未来发展规划中需要优先引起重视。本研究成果可为环洞庭湖地区可持续发展提供重要的理论依据。

洞庭湖生态经济区农业高质量发展水平测度及其影响因素

基于2007-2020年洞庭湖生态经济区25个县(市、区)农业高质量发展方面的数据,从经济发展、社会效益和生态保护3个维度层构建其农业高质量发展评价指标体系,运用全局主成分分析法以及障碍因子诊断模型,实证分析洞庭湖生态经济区农业高质量发展水平及其影响因素。研究结果表明:2007-2020年洞庭湖生态经济区农业高质量发展水平总体呈现逐年上升的趋势,但各县(市、区)之间存在显著的差异;与2007年相比较,2020年洞庭湖生态经济区农业高质量发展主要障碍因素由经济发展、社会效益2个维度扩展到经济发展、社会效益和生态保护3个维度。在此基础上,提出优化乡村产业布局,加强农业科技创新,提升农地产出率;拓展就业渠道,落实支持政策,提升农村劳动力就业率;减少农用塑料薄膜使用量,增加有效灌溉面积,保障生态农业稳定发展等建议,以促进洞庭湖生态经济区农业高质量发展。