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 km^2,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。

人文地理与城乡规划专业实用人才培养模式探讨

根据2012年教育部关于本科高校专业设置的调整,人文地理与城乡规划专业在原资源环境与城乡规划管理基础上拆分而来。系统分析原资源环境与城乡规划管理专业人才培养模式存在的问题,提出人文地理与城乡规划专业实用人才培养模式:以学生就业为导向,将专业培养目标细分,分别形成以技术型人才、管理型人才和研究型人才为具体培养目标的人才体系,并制定适合不同类型人才目标的培养重点、课程体系、实现途径及教学实践模式。

快速城市化城市生态基础设施结构特征与调控机制

城市化及其所带来的生态影响成为全球化的重要问题,在发展中国家尤为突出.城市生态基础设施也深受影响,其景观结构和生态功能受到影响.该文目的是通过对城市生态设施景观结构特征与形成机制的分析,研究快速城市化背景下的城市生态基础设施调控方法,为城市生态建设提供理论依据.该文主要分析了以大城市为中心的快速城市化区域生态基础设施的空间破碎化、景观粒度、人工影响与景观不稳定性、系统生态服务功能格局和景观连通性等结构特征,并分析了快速城市化下城市生态基础设施景观结构特征的形成机制.结果显示快速城市化地区基础生态设施表现出高度破碎化、高度人工化和生态不稳定性、低生态服务功能、低景观连通度等特征,并从城市中心向郊区和城市化区域呈梯度差异分布.而区域自然环境资源分布特征、区域管理政策、交通系统和历史文化因素是影响快速城市化地区生态设施结构特征的主要因素.基于这些分析,进一步提出生态系统压力与承载力评估、生态适宜性评价、生态系统生态服务功能估量,以及景观格局与生态过程分析为基础的多尺度综合调控机制.运用景观生态学格局-过程-功能原理,综合研究城市化条件下的城市生态基础设施布局与生态学功能之间的关系及优化调整机制,为城市生态建设与城市规划提供科学理论依据.

人文地理与城乡规划专业综合导师制的建设与优化

“多规合一”的发展改革对人文地理与城乡规划专业的人才培养提出了新的挑战,综合导师制被认为是实用型人才培养的有效模式。本文明确了人文地理与城乡规划专业实行综合导师制的必要性,梳理其在培养目标、教师能力及实践资源方面存在的主要问题,探讨对应的优化对策及措施。

1985-2010年珠江广州城区段水环境质量演化研究

水环境质量的评价对判断水体的污染状况、程度和成因有着重要意义,并为水资源管理、水资源可持续利用和水污染控制提供决策依据.以广州市环境质量报告和统计年鉴数据为基础,利用单因子指数法和水质污染综合指数法,对1985-2010年间的珠江广州城区段的水环境质量演化状况进行了长时间序列的研究.结果表明:1)珠江广州城区段的水环境质量大致经历了水体污染-污染加剧-水质波动-逐步改善几个阶段.严重污染状况大致出现在1990-2005年,其中2000-2005年为波动阶段.波动阶段大量城市水环境综合治理工程密集开展,2005年之后水质状况出现较大改善;2)珠江广州城区段水污染以石油类和有机污染为主,氨氮污染最为严重,2005年其浓度为3.25 mg/L,超过Ⅲ类水体标准的300%以上;3)生活源污染是广州水质变化的主要因素.氨氮的超标主要源自生活污水的排放,这跟区域内人口规模、居民生活方式及畜禽水产养殖等氨氮排放有关.未来珠江广州城区段水环境治理在巩固工业源污染治理的同时,须加强生活污染的治理.

环境变化与乡村聚落演变研究综述

对环境变化与乡村聚落演变的相关研究进行了梳理,分别解析了乡村聚落的概念演化、环境变化背景下的乡村聚落演化历程、不同空间尺度下环境变化对乡村聚落演变的影响机制及应对措施.研究发现,中西部地区的乡村聚落演变研究更多地关注了生态脆弱性或全球变化背景,而东部地区的乡村聚落研究更多地关注了区域或全球社会经济的变化.同时大型开发项目的大规模启动以及环境事件的频发正急剧地影响着乡村聚落演化,但目前对这一动向缺乏应有的关注.此外,就研究尺度来看,从微观层面对环境变化与乡村聚落演变关系的研究也相对薄弱,这些研究领域和方向应得到必要的关注.

基于GIS与MAXENT模型分析的国家公园传统用地适宜性评价及应用研究——以神农架国家公园为例

如何协调国家公园中传统用地和生态环境保护的关系成为当前国家公园建设必须要解决的问题.从传统用地的空间分布出发,尝试根据不同地域发展对资源和自然环境条件的需求,及其与土地现状的匹配关系,运用生态位理论最大熵模型MAXENT,进行土地生态适宜性分析.结果表明,在各个环境变量中,高程、道路距离、坡度是影响传统用地分布的主要因素,其中高程的重要性最高;神农架国家公园传统用地生态适宜开发性整体水平不高,用地量的压力主要在木鱼、坪堑两处,红花坪可作为木鱼镇的预留区域,板桥下谷为坪堑-大九湖预留区域.为定量分析国家公园传统用地的生态适宜性提供依据,为民生用地的开发建设提供指导.

武汉城市扩张对热场时空演变的影响

深入分析城市扩张对城市热场时空分布及演变的影响机制，对探求城市热岛效应缓解对策、改善城市生态环境质量意义重大。基于1987年、1996年、2007年和2013年的Landsat影像反演武汉主城区地表温度、提取不透水面值，定量研究两者的关系，探讨城市建设对城市热场空间分布的影响；采用不透水面和正规化地表温度差值影像动态定量1987－2013年武汉城市扩张对热场时空演变的影响机制。结果表明：①1987—2013年，武汉不透水面不断增加，城市建设强度加强，城市扩张明显，但是不同时期表现出不同的扩张方向、范围和模式。②城市热岛效应主要发生在相应时期的建成区和武钢工业区，而城市大型水体则表现出明显的“冷廊效应”和“冷岛效应”；1987－1996年、1996—2007年和2007－2013年热状况恶化面积分别为382．0km2、305．1km2和105．7km2，热状况总体呈现恶化趋势。③不透水面指数能较好地解释热场空间的异质性，两者回归方程的系数为0．751-0．923，不透水面值每增加0．1，正规化地表温度值会增加0．01-0．02。④城市热状况变化从改良极显著、改良较显著、无变化、恶化较显著到恶化极显著，对应的不透水面差值由小到大，城市扩张和城市建设强度加大对恶化城市热环境和加剧城市热岛扩展作用明显。

夏季城市景观格局对热场空间分布的影响——以武汉为例

城市热岛效应是城市生态环境状况的综合体现,探讨城市景观格局对热场空间分布的影响机制对于优化城市空间布局、提升城市生态环境质量有着重要意义。选用2016年7月23日Landsat8遥感影像进行武汉主城区景观类型划分和地表温度反演,从斑块、斑块类型、景观水平3个级别选取所有常见景观指数表征城市景观格局特征;按3 km×3 km大小的网格将武汉市主城区进行格网划分,构建格网内各景观格局指数与地表温度的关系,并进行主成分综合回归分析,探讨城市景观格局影响夏季热场空间分布的主要特征。结果表明:(1)76%的景观指数与地表温度的线性关系在0.01的置信水平是显著的,但各景观指数之间相关性较强,信息交叉重叠严重。(2)在所有景观指数中,对地表温度影响最大的依次是水体斑块类型面积(CA_W)、建设用地斑块类型所占景观面积比例(PLAND_C)、绿地类型核心斑块占景观面积比(CPLAND_G)、绿地类型相似度均值(SIMI_MN_G)及绿地类型邻近指标均值(PROX_MN_G)。(3)当其他因素不变时,格网内建设用地每增加10%,地表温度上升1.0℃;水体面积每增加10 hm2,地表温度下降0.2℃;绿地核心面积比例每增加10%,可降温1.0℃;相似度均值和邻近度均值每增加0.1,可降温0.09和0.08℃。

武汉城镇化与热岛效应的定量研究

针对目前城市化进程加快对城市增温和城市热岛效应的促进作用尚不十分明确的问题,提出基于遥感技术的城镇化与热岛效应数量关系的构建。结果表明,1987-2013年间,武汉市中城镇化水平(50%~80%ISA)面积增加了14.5倍,高城镇化水平(80%~100%ISA)面积增加了2.8倍,城镇化范围沿着武汉市主城区和主要干道不断扩张;不透水面值与地表温度表现出明显正相关,不透水面值平均增加1%,可使地表温度增温0.06℃~0.19℃,城镇化水平对武汉城市热岛效应作用明显。研究结果为探讨城市热岛效应的缓解对策提供了基础,对合理规划和管理城市化意义重大。

武汉城市热岛特征及其影响因素分析

正确理解城市热岛效应的形成机制及其影响因素是制定热岛效应缓解政策和研究城市生态问题的前提和基础。选用1987年9月26日的Landsat-5和2013年9月17日的Landsat-8遥感影像进行地表温度反演,分析武汉市城市热岛效应的时空演变特征;对热岛效应明显的武汉市主城区进行格网划分,提取格网内地表温度及所选影响因子指标值,运用主成分回归方法进行地表温度多因子综合分析,探讨城市热岛形成的主要影响因素。结果表明：（1）武汉市地表温度空间分布表现出典型的热岛特征,1987年和2013年分别有27.7%和39.1%的范围被＂热岛＂覆盖;（2）影响武汉城市热岛效应的主要因素有不透水面指数、水体面积比例、归一化建筑指数、归一化植被指数及绿地面积比例;（3）当其他影响因素稳定时,不透水面指数每增加1%,可使地表温度增温0.04℃~0.10℃;水体面积每增加1%,可降低地表温度0.03℃。

武汉主城区热环境特征对城市建设的响应

针对目前城市建设与地表热岛效应定量关系尚不明确的问题,该文利用Landsat遥感影像反演武汉主城区地表温度(LST)、提取不透水面率(ISA)值,并将ISA值按照一定阈值划分城市建设密度,探讨不同城市建设密度水平下热岛强度的变化;构建平均ISA与LST间的数量关系,明确城市热环境特征对城市建设的定量响应。结果表明:①1987—2016年间武汉主城区发展迅速,城市高密度建设范围从1987年的130.0 km^2增加到2016年的366.9 km^2,29年间增加了188.2%;②不同建设密度用地表现出不同程度的热岛强度,高密度、中密度和低密度建设水平对应的热岛强度分别为2.72~8.39℃,2.02~5.69℃和0.92~3.82℃;③LST与平均ISA呈现出明显的正向线性关系,两者拟合方程的系数为0.853~0.942;城市建设水平能很好地解释城市地表温度的空间变化,平均ISA每增加10%,地表温度上升0.35~0.85℃。