京津冀城市群生态空间固碳服务功能及其与景观格局的关系特征

在全球气候变暖、城市群快速发展导致景观格局破坏与生态系统服务功能受损的背景下,研究城市群生态系统服务功能与景观格局的关系具有重要的意义。基于以上背景与前人研究,选取在中国经济社会发展中最具代表性的城市群京津冀城市群,通过遥感解译、ArcGIS 10.6制图分析及SPSS软件相关性分析等,从土地利用的角度研究其生态空间固碳服务功能及其与景观格局的关系特征,并提出相关探讨。结果表明:1)京津冀生态空间中耕地、林地、草地均为碳汇用地,2000—2018年期间用地面积排序为:耕地>林地>草地,用地面积减少量排序为:林地>耕地>草地。耕地为研究区东南半部的主导类型,林地作为区域西北半部的主导类型,草地分布呈与林地相间状态。2018年北京市内西北部大面积的林地转化为耕地。2)2000—2018年期间生态空间三种用地的年固碳量排序为:耕地>林地>草地,用地年固碳量增长量排序为耕地>林地>草地。从平均单位固碳量来说,四个时间点均表现为:林地>耕地>草地。单位固碳量区域分布差异明显且随时间变化量大。3)不同生态空间用地的固碳量与不同景观指数的相关性结果不同。耕地年总固碳量与其各景观指数没有明显相关性;林地年总固碳量与最大斑块指数(LPI)、景观形状指数形状指数(LSI)、景观百分比(PLAND)有0.01级别的显著正相关性;草地年总固碳量与斑块密度(PD)、景观百分比(PLAND)有0.05级别的显著正相关性,与景观形状指数(LSI)有0.01级别的显著正相关性;生态空间总固碳量与LSI有0.01级别的显著正相关性。最后,根据研究结果提出了相关原因讨论,同时基于固碳服务功能与景观格局的关系特征,从土地利用角度提出了京津冀生态空间土地利用优化策略,最后,根据研究结果提出了相关原因讨论,同时基于固碳服务功能与景观格局的关系特征,从土地利用角度提出了京津冀生态空间土地利用优化策略,对全球变暖之下城市群生态环境可持续发展提供了方法指导和借鉴。

环京津城市群生态系统服务的时空演变与驱动因素

城市群已成为全球经济竞争的新空间单元,在促进城镇化建设,实现资源优质配置和发挥辐射带动作用等方面发挥着重要的功能。但剧烈的社会经济活动必然会对城市群生态系统服务造成破坏,因此开展城市群生态系统服务的时空演变研究,进而探索不同驱动因子对其的作用机制具有重要意义。目前,在已有的研究中缺少对城市群尺度和长时间跨度下的生态系统服务水平演变与驱动因素探究。为此,选取京津及环京津地区为研究区域,通过总结区域生态问题,构建起研究区域生态系统服务评价体系,并对2000—2018年生态系统服务进行计算,分析时空演变特征。然后,通过最小二乘法模型(Ordinary Least Squares,OLS)筛选出潜在的驱动因子,并导入地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)进行地理加权回归计算。最后,通过对结果分析,探讨自然和社会因子对生态系统服务的作用机制。研究结果表明:1)2000—2018年,研究区域生态系统服务呈现出先上升后下降,在2015年达到最高值的发展特征。2)在空间上,研究区域生态系统服务内总体上呈现燕山山脉及太行山山脉北部区域为生态系统服务的高值区域,坝上区域为低值区的空间分异特征。同时,生态系统服务演变在空间上呈现以燕山和太行山为界,燕山和太行山区域呈现先减弱后提升的趋势,西北区域整体呈现减弱趋势,东南区域从2015年起逐渐降低的空间演化特征。3)在驱动因素方面,自然环境和社会经济因素对生态系统服务的驱动作用从强到弱排列依次是:降雨量>土壤含沙>人口密度>温度>基础设施密度。4)其中,人口密度、土壤含沙量、基础设施呈较为明显的负相关驱动特征,降雨量呈较为明显的正相关驱动特征,温度则呈南部负相关,北部正相关,由东南向西北影响增强的趋势。本研究通过评估环京津城市群生态系统服务,分析区域生态系统服务的分析演变特征,并探索区域自然、社会因子对生态系统服务的驱动作用,为环京津城市群未来的生态环境保护和规划策略制定提供了科学指导和决策依据。