基于文献计量的人地系统耦合研究动态及热点

为深入探究人地系统的研究动态及热点,借助VOSviewer可视化软件,基于Web of Science Core collection(WoSCC)数据库,对1994—2023年国际上人地系统耦合相关文献的逐年发表数量、主要研究力量、关键词共现情况及突现词等进行可视化分析,并运用活力指数(activity index,AI)和吸引力指数(attraction index,AAI)评价不同国家在该领域的研究效率和学术影响力。研究发现:(1)人地耦合研究分为三个阶段:起步阶段(1994—1999年)、波动增长阶段(2000—2008年)、快速发展阶段(2009—2023年),研究数量、尺度及方法都在不断提升。(2)中国在人地耦合领域的研究强度呈现迅猛增加的趋势,但学术影响力及国际合作仍有待加强。(3)城镇化背景下的生态系统保护、修复及管理是当前人地耦合领域的研究重点,未来应尤其注意中、大尺度的多要素、多系统耦合分析方法、框架及模型的研发,同时以要素间、系统间的耦合机制为科学基础,构建以自然保护为根本、社会高质量发展为目标、政策制度为重要手段的自然-经济-社会系统一体化管理模式。此外,应加强耦合理论、方法的实践应用,结合实例对耦合相关理论进行验证、优化与总结。结果将为人与自然协调发展的相关战略、规划和政策的制定提供参考。

“山水林田湖草沙生命共同体”耦合框架、模型与展望

“山水林田湖草沙生命共同体”系统保护与修复是我国生态文明建设的重要内容。明确生命共同体的耦合机制,是科学地进行生态保护和修复工作的关键。针对当前生命共同体耦合机制不清、理论和方法不健全的问题,从耦合的视角出发,在小流域尺度上单一生态系统内部生态要素的耦合、流域尺度上不同生态系统之间的耦合、区域尺度上人与自然的耦合三个方面进行整合,在此基础上探讨了多尺度山水林田湖草沙耦合理论,提出了一般性的山水林田湖草沙耦合理论框架。梳理并比较了当前主要的生态系统模型、景观模型、统计学模型以及复合生态系统的多模型耦合方法,综合提出了一个适用于“山水林田湖草沙生命共同体”耦合研究方法。对进一步完善山水林田湖草沙一体化保护修复提出了建议,包括:一是构建多源信息数据库,推进定量化耦合机制研究;二是开展全生命周期监测与评估,探索适应性治理路径;三是强化多元主体参与,完善协同保护机制。

以疏勒河流域为例的“山水林田湖草”生态修复多尺度耦合框架及方法

为解决过去保护修复工程只考虑单要素、单一类型生态系统的问题,我国于2016年开展了“山水林田湖草”生态修复工程,旨在通过整体、系统、综合的方法对各类生态系统进行统筹治理。然而,目前的工程治理中仍然存在对系统内部及系统间耦合概念理解不充分、系统耦合机制不明晰、对“尺度”的关注不足、缺少科学的分析方法等问题,制约了保护修复的成效。对此,首先将多个尺度下的耦合研究方法进行归纳总结,并以国家重点冰川水源涵养区及生物多样性保护优先区——疏勒河流域为例,将耦合方法用于分析要素间、自然生态系统间的耦合关系,最后基于该实例研究,提出多尺度耦合分析框架与“升尺度”保护修复模式,以期帮助相关决策者明晰“山水工程”中要素、系统间的耦合关系,增强治理的科学性与有效性,进而推进我国社会与环境的可持续发展。

城市环境中自然通风研究进展

城市环境中自然通风源于城市热压梯度及城市风压梯度的综合作用。城市环境中自然通风影响着城市"五岛"效应(城市热岛、湿岛、干岛、浑浊岛及雨岛),城市大气的自净能力和城市居民的身体健康,也是研究快速城市化地区广义城市风环境(风场、温度场、湿度场)的参考因子。为了全面理解国内外针对城市环境中自然通风的研究进展,从城市环境中自然通风的监测、模拟及应用三个方面对目前国内外针对城市环境中自然通风的研究现状进行了综述,最后结合环境物联网、无线传感技术等目前在城市环境中自然通风研究的相关技术及应用领域的新进展,对城市环境中自然通风的后续研究热点和关键问题进行了展望,为城市环境中自然通风的相关技术及应用问题的后续研究提供了基础研究素材。

大风地区住宅小区风环境研究

为了保障大风地区住宅小区风环境的安全性及舒适性,以平潭综合实验区岚城安置区为例,通过CFD软件(Computational Fluid Dynamics)数字模拟分析方法对平潭综合实验区岚城住宅小区的风环境研究表明CFD数值模拟方法可以准确的模拟住宅小区的风环境,以及建筑格局等对小区风环境的影响过程,从而为大风地区住宅小区的风环境设计及舒适的住宅小区微气候环境设计提供了基本方法与思路。

现代遥感技术在地震灾害中的应用

现代遥感技术是非常重要的数据获取手段,为了研究现代遥感技术与地震灾害之间的关系,结合512汶川大地震实例,分别从灾前、灾中和灾后三个阶段进行了分析,阐述了现代遥感技术在地震灾害中的广泛应用。

基于景感生态学的厦门岛城市生态意象研究

随着生态文明建设的持续推进,厦门市生态资源也逐步成为了厦门市的重要旅游资源。为了客观认知厦门市生态资源对游客及本土居民的影响,完善和提升厦门市生态城市建设成效,基于景感生态学和城市意象的基本理论,在生态文明建设的背景下提出了城市生态意象的概念及构成要素,并对厦门岛的城市生态意象的空间构成及格局进行了分析研究示范。研究指出要走向可持续发展的城市生态文明建设过程,提升城市生态资源的旅游品位及本土居民的生态服务获得感和满意度,就必须充分结合景感营造的基本原则与方法,将城市生态意象融入到公众生活认知和景感体验中。本研究为客观评价城市生态资源的公众认知影响力及景感营造成效提供了理论和技术支撑。

数字城市建设——21世纪资源环境与城乡规划管理专业就业与发展的最佳方向

数字城市建设将是21世纪该专业的最佳就业与发展方向。作者从课程设置、教学方法、培养模式三方面,综合论证了如何有效地将数字城市建设作为该专业可持续发展的具体策略。

探析“数字长株潭”的构建

数字城市的建设和长株潭一体化无疑是提高长株潭综合竞争力的重要举措。基于长株潭的发展现状和发展前景,构建了数字长株潭的基本框架,分析了数字长株潭的关键支撑技术,提出了数字长株潭的发展策略,为全面提升长株潭城市品位提供了崭新思路。

景感生态学方法与实践综述

当前生态学研究前沿正在走向城市,更加关注城市中人类福祉的多元化。而我们在工作中也深刻体会到,对于以人为核心的城市复合生态系统,有一些问题用已有学科是难以解决的。在这一情况下,提出了景感生态学这一研究方向。系统阐述了景感生态学的概念与内涵、学科框架、研究框架,从国家重大开发建设中的生态环境保障系统方案和景感生态规划与设计等方面总结了景感生态学的研究进展,并就景感生态学发展方向和重点提出展望。

城市可持续规划中的生态敏感区避让分析——以丽江市为例

为促进城市可持续发展,在科学合理规划城市空间格局的基础上,应突出强调保护原有特色生态环境要素,保育生态系统服务功能和原住民人居环境。作为世界文化遗产,丽江城市面貌在过去数十年发生了深刻变化,城市用地显著扩张,同时严峻的环境问题对城市可持续发展提出挑战。以丽江市为例,选取对其发展影响深远的水系元素、噪声环境因子和森林火灾3个关键生态敏感因子,提出通过分析这类生态敏感区在城市规划过程中的避让方法、程度,区划城市规划基本空间格局,以避免城市未来因生态环境问题突出而制约其发展的规划用地思路。结果表明,丽江城区周边湖泊水系、古城内部及周边原住民人口密集区都是保障城市可持续发展的生态保护重点地区,在城市用地规划中必须予以避让;该区域面积为147.2 km2,占研究区面积的11.1%。同时,明确给出了规划用地的具体空间控制范围和相应的避让原则。

南水北调中线工程水源地南阳市生态安全评价研究

以南水北调中线工程水源地南阳市为研究区,结合统计数据与遥感数据,基于GIS平台和压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型,选取了16个关键指标,从生态压力、生态状态和生态响应3个方面构建了生态安全评价体系。对2000年、2010年和2015年南阳市-丹江口水库汇水区-水渠缓冲区3个维度的生态安全水平进行评价,并对其时空演变特征进行分析。结果表明:(1)2000年、2010年和2015年,南阳市生态安全指数(Ecological Security Index,ESI)均值分别为48.88、49.76、50.60,丹江口水库汇水区ESI均值分别为51.52、52.80、53.70,干渠周边ESI均值分别为47.98、49.57、51.02,均呈现缓慢增加的趋势,总体上南阳市生态安全水平有所改善。(2)从空间来看,南阳市生态安全水平总体上呈现出西北高、东南低的空间分布特征。2000—2015年,南阳市西部地区整体呈现增加趋势,而东部地区整体呈减小趋势。(3)南阳市各行政单元生态安全水平具有明显的区域差异。2000—2015年,ESI均值最大的是淅川县,最小的是新野县,处于一般安全的区县共6个,较低安全水平的县区共6个。淅川县、内乡县、邓州市和市辖区生态安全水平有所提高,社旗县生态安全水平明显下降。(4)南阳市生态安全水平与生态状态指标的相关性整体较高,与生态响应指标的相关性较低。研究结果可为南水北调水源区其他城市的生态安全建设和规划提供参考。

基于3DCM的电磁波场强空间分布模拟及其可视化

本文以单个基站为中心,以环绕基站街道为路径,利用场强路测仪配合GPS连续获取沿路电磁波场强数据、并对数据进行冗余清理。然后进行可视化表达,以二维电子地图为基础生成三维城市模型,给出了该三维城市模型环境下电磁波场强空间分布,分析了三维城市模型与电磁波场强的空间分布之影响规律,为研究城市电磁波传播模型提供数据支持。

城市土地利用潜力分析及其3D可视化辅助管理——以湘潭市为例

介绍了模糊综合评判方法和三维城市模型。以湘潭市为例,从湘潭市土地利用现状入手,确定了一套易操作、可量化的评价指标体系,并采用层次分析法和德尔菲法相结合的方法确定各评价指标的权重。运用多层次模糊综合评判方法对湘潭市城市土地利用现状进行评定,评定出湘潭市城市土地利用潜力很大。最后借助3D可视化技术为管理者提供空间决策支持。

城市形态对城市风环境品质影响的研究进展

随着中国逐步进入城市化的关键阶段,城市化过程中城市形态的无序化发育所引发的城市风环境问题日益突出,局地大风所带来的风环境安全隐患及城市核心区静风所带来的城市大气缓释能力下降表现尤为突出,同时由此也引发了舒适度下降,建筑能耗增加等城市问题。该文从城市风环境品质发育现状入手,概述了城市形态对城市风环境品质影响研究进展,主要包括了城市风环境的主要研究方法与评价指标体系,城市形态定量化研究与城市风环境品质影响机理的研究过程。最后提出目前城市形态对城市风环境品质影响研究的关键性问题及解决思路,这对实现城市风环境的可持续发展具有参考意义。

基于3DCM的中尺度地面风场的空间分析研究

为提升城市环境的生态自净能力,采用基于3DCM的中尺度综合方法建立了城市地面风场的空间分析及预测模型,并对典型区域进行了实证分析,发现中尺度地面风场可采用风道网络参数进行有效模拟和量化。

四维知识结构下GIS专业人才培养模式研究

目前高校GIS专业人才培养模式定位模糊,严重制约GIS专业学生持续性就业与GIS学科持续的发展。提出了培养适应生产、科研需求的具有四维知识结构的GIS专业人才的思想。在传统三维知识结构的基础上增加了时间维,即自我更新和自我发展的能力维,其实质是三维知识结构的综合与提升,建立GIS专业人才的可持续发展培养模式。对GIS专业体系、发展、科研创新等方面在GIS四维知识结构的建构进行了理论性探讨,并从课程、教师、学生三个教改主体角度给出了解决方案。

城乡交错带景感生态规划的基本思路与实现

传统城市规划方法多集中在城市用地、人口规模和交通优先等方面,而较少关注城市环境质量和环境福利。要构筑一个与未来居民生活品质相适应的城市形态,城市生态规划就必须考虑更多样化的数据基础和可获得性的技术,尤其是居民对这些规划的实际感受,合理和科学的规划需要综合分析城市生态系统,包括自然和人为因素。一个新的概念和理论"景感生态学"能够将城市规划蓝图与人类感知相耦合。景感生态规划理应包括人类对规划的各种感知需求,包括视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉等。本文秉承景感生态学的基本理论,以西集镇为执行案例,探索性地针对城乡交错带开展景感生态规划,以阐明将居民感觉信息融入生态规划过程的挑战性和重要性。

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了"一中心、二重点、六要素、七工程"的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成"四区、一带、一网"的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。

海岛型城市生态安全格局研究——以平潭岛为例

在快速城市化带来的城市生态安全严重威胁着城市可持续发展的这一时代背景下,构建城市生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。结合平潭综合实验区总体规划,从城市生态安全角度出发,在对平潭岛生态环境本底条件的调研基础上,选取与平潭岛的城市生态安全关系密切的6个关键生态因子进行深入分析,并通过层次分析法和GIS空间叠置法综合多要素分析了平潭岛的生态敏感性,最终有针对性地提出了面向新一轮大规模城市开发热潮的平潭岛城市生态安全格局。研究成果可为平潭岛的城市开发建设提供决策支持,对维护平潭岛城市生态安全、促进平潭岛可持续发展具有重要的理论和现实意义,同时也对其它海岛型城市的生态安全格局研究具有一定的借鉴意义。