城市空地更新为绿色基础设施的潜力评估

【目的】绿色基础设施(green infrastructure, GI)更新是解决收缩城市空地问题的有效手段,对城市生态系统有功能融合与结构调整的作用。【方法】从功能与结构视角,评估黑龙江省鹤岗市中心城区空地的生态系统服务供给能力和景观连通性,通过多因子叠加分析法评估城市空地更新为GI的潜力。【结果】鹤岗市中心城区生态系统服务供给能力较强的空地占比26.47%,景观连通性较强的空地占比16.26%,整体更新潜力不高,具有较高更新潜力的空地仅占22.19%,主要为面积较大的空地。【结论】通过构建城市空地更新为GI的潜力评估体系,提出了增加式、合并式、插入式与预留式空地更新模式,以及收缩城市空置用地更新的针对性规划策略,可为收缩城市空地再利用的规划实践与GI格局优化提供依据。

城乡融合视角下国土空间规划的挑战与对策

在新时代背景下,城乡融合发展成为国家战略。对于国土空间规划而言,城乡融合提出了新的挑战与机遇。论文基于城乡融合的视角,从城乡发展差异、土地利用变化、人口结构调整等方面揭示国土空间规划面临的挑战,并提出相应对策:优化城乡空间布局,进行人口空间再分配,推动土地使用转型,构建绿色生态系统,以及构建科学的城乡融合机制。研究结果有助于促进国土空间规划与城乡融合战略的有效对接,为解决当前城乡发展不平衡问题提供政策借鉴,对未来城乡融合发展具有重要理论和实践意义。

城市绿地·城市绿地系统

为了探索城市绿地和城市绿地系统这两个概念的内涵和外延,笔者打破了行业和学科的限制,从系统学的角度对其进行了研究和分析,认为城市绿地应包括城区和郊区的所有绿地。同时分析了城市绿地系统的特性,提出了城市绿地系统发展有待研究的问题,为城市生态建设提供一些新的角度和思路。

城市绿地生态系统碳交换动态及其与环境控制因子的关系

随着城市的不断发展,城市绿地面积逐年增加,绿地生态系统潜在的碳汇和碳源功能显得非常重要。2014年1月至2016年1月,基于涡度技术对福州市绿地生态系统进行了碳通量连续两年的定位观测,并探讨了城市绿地生态系统碳交换年际动态特征及其环境调控因子。结果表明,城市绿地生态系统年总生态系统生产力(GEP)、生态系统净生产力(NEP)和生态系统呼吸(R_e)呈现出一致的变化规律,其中生态系统碳交换特征表现为生长季(4月-11月)以吸收CO_2为主,非生长季以释放CO_2为主。城市绿地R_e均与GPP、GEP呈正比关系,并且拟合线性斜率<1,受生长季的降水量影响较大。采用指数方程对碳交换和土壤温度(T_a)进行模拟,生态系统日平均净碳交换量(NEE_(day))随T_a的增加呈指数增长模型,T_a可解释80%以上的变异;GEP随着T_a的增加逐渐增加,当T_a达到最高时,并未对GEP产生抑制作用;当气温低于5℃时,城市绿地生态系统以呼吸作用为主导,当气温高于5℃,城市绿地生态系统净吸收大气CO_2为主导。光合有效辐射(PAR)与NEE呈直角双曲线关系,当光补偿点PAR小于350μmol·(m^2·d)^(-1)时,NEE为正值,此时生态系统呼吸大于光合生产;当PAR大于500μmol·(m^2·d)^(-1)时,生态系统呼吸与光合生产持平,其碳吸收量基本达到饱和。生态系统最大光合速率、白天平均生态系统呼吸强度、表观量子效率(α)与温度和PAR的季节变化趋势相一致,均在7月最大和5月最小。相关性分析可知,不同月份NEE残差均与降水量呈负相关关系,与饱和水汽压差(VPD)呈正相关关系。上述研究结果为估算、模拟和预测城市绿地生态系统碳交换提供了基础数据支持和理论基础。

基于生态绿当量的城市土地利用结构优化——以宁国市为例

基于生态绿当量的概念,探讨了城市生态用地合理性的生态标准,构建了土地利用结构优化模型。并在此基础上,以安徽省宁国市为例对该研究区不同空间范围下生态用地的结构及其优化方法进行实例分析。分析结果表明:宁国市域和城乡结合部均达到最佳绿地覆盖率的要求,而城区综合绿当量仅为0.66,需要进行用地调整。市域、城乡结合部和城区3个空间范围下的绿容率(GPR)分别为:4.89、4.22和2.77,可见城区绿化结构简单,树种单一,乔木和水体景观缺乏。同时,城区人口密集,但绿地生态系统服务功能较低,人均绿地率(ELP)仅为41.7 hm2/人。由此提出宁国市城区土地利用结构的优化调整方案,通过整个城市中心增绿、外围拓展;路林结合,蓝、绿交融,城乡一体,构筑内外环抱的多功能、多效益、完整的城市发展生态网架,保障城市长远的生态安全,促进良好的城市生态环境的形成。

北京奥林匹克森林公园绿地碳交换动态及其环境控制因子

随着城市化进程的推进,城市公园绿地的面积也在不断地增加。在碳循环与气候变化研究中,以人工植被为主要存在形态的城市绿地生态系统,其潜在的碳汇功能亦不容忽视。基于涡度相关技术,于2011年12月1日至2012年11月30日对北京奥林匹克森林公园城市绿地生态系统进行了碳通量观测,以探讨城市绿地生态系统碳交换及其与环境因子的关系及其源/汇属性和强度。研究发现:奥林匹克森林公园绿地年总生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(Re)、生态系统净生产力(NEP)具有明显的季节变化,生长季(4月—11月)以吸收二氧化碳(CO2)为主,非生长季以释放CO2为主。Re随空气温度(T a)呈指数增加,温度敏感性系数(Q10)为2.5;GEP也随T a的升高而增加;GEP与Re对T a的响应差异决定着NEP与T a的关系:当T a<10.0℃时,NEP随T a升高而下降;当T a>10.0℃时,NEP随T a升高而增加。在生长季各月,日总GEP随日光合有效辐射(PAR)的升高而增加,生态系统光合作用表观光量子效率(α)和平均最大光合速率(A max)也表现出明显的季节变化,最大值出现在7月,分别为0.083μmol CO2/μmol PAR和29.46μmol·m-2·s-1,最小值出现在11月,分别为0.017μmol CO2/μmol PAR和4.16μmol·m-2·s-1。奥林匹克森林公园绿地全年GEP、Re、NEP的年总量分别为1192、1028、164 g C/m2。该研究结果可用于估算、模拟预测相似城市生态系统在气候变化背景下生态系统净碳交换,可作为城市绿地生态系统管理与应对气候变化的重要理论基础。

基于LUCC的承德市域生态系统服务价值演变分析与优化研究

【目的】城市市域范围绿色空间生态系统服务价值的量化评估是国土空间规划中重要的工作基础,在价值测度的基础上对其进行演变预测,更有助于规划者了解并衡量城市市域范围内现有生态存量与未来发展趋势和潜在问题,从而预先进行规划回应。【方法】为明确承德市域土地空间利用演变对区域生态系统服务价值的影响,结合RS与GIS技术,对承德市市域范围内土地利用/覆被变化(Land Use/Land Cover Change,LUCC)演变特征进行分析,同时利用单位面积价值当量因子法对承德市域范围生态系统服务价值进行测算,在此基础上运用CA-MARKOV模型预测2026年承德市域土地利用演变趋势和生态空间存量和生态系统服务价值变化情况。【结果】承德市域生态系统服务价值总体呈现明显下降趋势。1980-2018年间(1980、1990、2000、2010、2018年,共5期)承德市域生态系统服务价值总量分别为1038.51亿、1035.93亿、1036.09亿、1009.71亿、999.36亿元。同时,模拟结果显示,2026年承德市域预测服务价值仍将处于下降趋势,价值降幅约为9.97亿元。【结论】承德市域生态系统服务价值空间维度呈现明显斑块状分布,核心服务功能集中在西北部和南部林地区域,时间维度出现显著功能缩减,核心缩减区域集中在各市县已建成区边缘区域。本研究从空间分布、时间演变和发展预测等多方面总结了承德市域生态系统服务功能演变和空间变化规律,从而为承德市域后续国土空间发展规划和管控策略的拟定提供依据。

从城市生态绿地系统建设探讨园林苗木生产

城市生态绿地系统的建设需应遵循生物多样性保护、地被性植物群落保护、乡土树种保护和自然环境修复的原则。在此原则指导下,对苗木的种类、形态、功能以及引种方面提出不同的要求,并指出苗木生产的发展方向和具体措施。

基于遥感与GIS的黄河三角洲绿色空间生态服务价值评估

基于黄河三角洲1987、1997和2007年的TM遥感影像解译数据和野外调查结果,得到研究区三个年度的土地利用空间分布图。然后从土地利用的角度重新审视绿色空间的概念和内涵,建立基于土地利用类型的绿色空间生态评估体系,分析黄河三角洲地区的绿色空间生态服务价值及其变化情况。研究结果表明,1987—2007年间黄河三角洲地区绿色空间土地利用变化显著,其中,水体面积增加明显,农田、林地面积略有增加,湿地和草地面积显著减少,未利用地面积略有减少。土地利用面积的变化直接影响到其生态服务价值的变化,研究期间湿地生态服务价值减少了77.72亿元,草地减少9.00亿元,未利用地减少0.16亿元;水体的生态服务价值增加54.54亿元,农田和林地共增加3.41亿元。研究区绿色空间生态服务价值呈逐年减少的趋势,20年间研究区生态服务价值减少了28.94亿元。通过对绿色空间单项生态服务价值功能重要性进行评价,研究表明黄河三角洲地区单项生态服务价值以湿地、农田和水体占主要地位,这与各单项生态系统的面积及其单位生态服务价值量有关。

基于空间绩效的城镇绿地生态网络构建——以安徽宣城狸桥为例

根据景观生态学相关理论,不同景观要素组成的空间格局是影响其空间绩效的主要因素之一。在综合分析生态系统服务、景观空间结构、生态敏感性及其累计耗费距离表面水文功能等空间绩效的基础上,分析研究狸桥镇绿地生态网络空间布局。结果表明:研究区生态系统服务价值为37 538万元/a,其空间绩效较优;在其平原地区,建设用地和耕地广布,生态斑块较小且连接度较低,景观呈现破碎化;在中西部山区,生态斑块较大,但对其周边生态服务能力较弱;研究区生态敏感性划分为极度敏感区、高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和非敏感区5个等级,分别占研究区36%、18%、17%、19%和10%;以生态敏感性综合评价值作为费用表面,确定具有一定生态系统服务价值的生态用地作为生态源,进而构建累计耗费距离模型。并通过Arc GIS水文分析,规划了境域潜在生态廊道和生态节点;结合狸桥镇河流、道路及空间特征现状,综合构建了城镇绿地生态网络,为今后城镇生态建设和发展提供科学依据。

基于生态绿当量的重庆市永川区土地利用结构优化研究

城市土地利用方式的变化使生态系统的功能发生了改变,对城区的气候、水体、土壤及生物等产生了深远的影响.在土地利用结构的优化过程中采用生态绿当量理论,确定永川区的最低生态用地标准,研究发现:整个永川区达到最佳绿地覆盖率要求,但永川城区的用地需要重新进行规划,可以通过整个城区中心增绿,路林结合,构筑多功能、多效益、完整的城市发展生态网路,以达到提高城市绿地的面积或增加城市绿地质量的目的.

岩溶山区生态服务价值对退耕还林(草)工程的响应

基于GIS技术,以贵州省麻江县为例,分析岩溶山区退耕还林(草)工程对生态服务价值的影响。结果表明:研究期间,退耕还林(草)工程使该区林地和草地增加2 192.45hm2。旱地转向林地比例最大,呈现出旱地转向林地>未利用地转向林地>旱地转向草地>未利用地转向草地的特点;生态服务价值增加4 536.2×104元。从贡献率看,旱地转向林地>未利用地转向林地>未利用地转向草地>旱地转向草地;从生态服务类型看,调节服务和支持服务对生态系统服务价值增加起主导作用。

基于自然伦理支点的城市绿地系统规划

人类对自然的价值认识影响着人类对大自然采取行动的道义基础。重新寻找自然与环境的伦理支点,认清人类在自然中的位置,在深刻的自我反思中建构城市生态体系,强调自然的伦理价值并以此为据规划城市绿地系统,充分发挥可持续发展,真正为人类造福。

吴起县土地利用变化及其生态服务价值研究

退耕还林工程实施以来,吴起县土地利用、生态环境都发生了明显的改善,生态服务价值也发生了较大的变化。运用Costanza提出的生态服务价值计算方法估算生态服务价值,结果表明:1990-2007年,土地利用结构不断优化,耕地、草地面积逐步减少,园地、林地面积逐步增加。1990年吴起县生态服务价值为16.41亿元,2001年为24.97亿元,2007年为28.19亿元。在生态服务功能价值构成中除了食物生产和废物处理功能外,其它生态服务功能都在增加。

基于生态绿当量的土地利用结构优化

应用系统思想和生态学原理 ,探讨了土地利用结构优化的生态标准 ,并将其作为衡量生态合理与否的指标。在充分考虑挖掘其他具有绿当量用地 (主要是耕地与草地 )的生态服务价值的基础上 ,引入森林与耕地、草地之间基于“绿量相当”的面积换算关系 ,定量测算出该类用地的生态绿当量。建立了区域土地利用结构优化的多尺度控制过程模式及生态优化的数学模型 ,并构建了区域土地利用结构多目标线性规划模型。以海南省琼海市为例进行了生态优化实例分析。

资源节约环境友好的滨海盐土改良与绿化创新技术

介绍了在华北和苏北滨海盐土上采用盐土原地改造不换种植土、排水排咸、伏雨洗盐、快速培肥等不破坏耕地、节约水资源、可持续发展的滨海盐土改良与绿化创新技术,并进行了生态环境效益分析。

土地利用变化的环境影响生态绿当量评价——以梅州市为例

以梅州市为例,利用1986年与2006年土地利用现状数据,以生态绿当量作为土地利用变化环境影响评价的度量指标,引用生态绿当量数学模型,测算出各区县各种用地类型的绿当量和区域总绿当量,用以衡量生态环境情况。结果表明:①1986年-2006年,梅州市及各区县生态绿当量均有所提高,生态环境有改善;②生态绿当量作为评价区域生态环境指标具有涵义明确,计算简单方便等优点,但也有一定的局限性。

基于RS和GIS的退耕还林生态建设工程成效监测

在GIS技术的支持下,利用SPOT VEGETATION数据从宏观上反映近年来植被覆盖所发生的变化;利用TM遥感影像解译土地利用状况、植被覆盖度,与DEM数据叠加分析计算坡耕地面积、土壤侵蚀强度,研究退耕还林前后的土地利用、植被覆盖度、坡耕地面积和土壤侵蚀强度的变化,较细致地揭示陕西省吴起县退耕还林生态建设工程的所取得的实效。结果表明,随着退耕还林工程的实施,吴起县域版图在遥感影像逐渐显现、越来越清晰,植被覆盖增加极为显著,高覆盖植被面积在逐年增加,低覆盖植被面积在逐年减少,植被恢复情况明显好于周围区域。与1997年相比,到2007年该县有75.15%耕地不再耕种,退出的耕地主要变为草地、林地和果园;林草覆盖率增加显著,由1997年的37.06%提高到2007年的80.60%;大于25°的坡耕地80%～90%实现了退耕;土壤侵蚀强度总体上降低,极强度、剧烈的高等级土壤侵蚀面积由1997年占国土总面积的42.52%下降到2007年的17.35%,但形势仍然严峻,需继续改善。

退耕还林还草工程对陕北地区生态系统服务价值时空演变的影响

基于陕北地区1990、2000、2015年土地利用数据,运用单位面积生态系统价值当量因子法、格网法、探索性空间数据法(ESDA),分析了退耕还林还草工程实施前后生态系统服务价值(ESV)的空间分布和演化规律,探讨了退耕还林还草工程对ESV的影响。结果表明:(1)陕北地区退耕还林还草工程实施效果显著,工程实施后共有297066.15 hm^2耕地转化为林地和草地,林草覆盖率由57.33%增长至60.50%。(2)退耕还林还草工程使得陕北地区ESV得到了显著提升。25年间陕北地区ESV共增加了32.82亿元,ESV在工程实施后比工程实施前多增加了5.93亿元,增长主要源于退耕引起林地和草地面积的增加。(3)ESV空间分布上呈显著的"南高北低"分布格局,并表现出正向的集聚性和依存性,ESV热点区和冷点区集聚效果明显,热点区集聚与林地、草地的空间分布相吻合,冷点区集聚与未利用地、耕地和建设用地的空间分布相吻合。(4)受退耕还林还草工程影响,陕北地区中部中等等级和次高ESV分布区域逐渐增大、次热点区空间集聚性逐渐增强,北部次低等级和低等级ESV分布区域逐渐减少、冷点区空间集聚性逐渐减弱。整体而言,陕北地区土地利用类型转移和ESV的增减变化与推行退耕还林还草工程在时间上相呼应、在空间上相匹配,退耕还林还草工程实施使得陕北地区生态环境得到了有效改善,ESV得到了显著提升。

长株潭城市群绿心地区生态系统服务价值时空变化研究

为了验证绿心地区土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的影响,运用2008、2013、2018年的土地利用数据,综合当量因子法、格网分析法、空间自相关分析、相关性分析及变差贡献率分析等,研究绿心地区ESV的时空动态变化。结果显示,绿心地区的耕地面积持续减少,建设用地和林地面积明显增加;ESV在早期呈下降趋势,但2013年后转为上升趋势;生态水文调节、水资源供给和气候调节功能增长明显;土地利用变化与ESV的相关性排序为:林地>耕地>水体>草地>未利用地>建设用地;变差贡献率中,林地、水体和耕地的贡献率较大,其他土地利用类型贡献率较小。研究结果表明,自2013年以来绿心地区的开发建设和保护工作有序进行,ESV呈明显增长趋势,说明合理开发和严格控制生态底线的保护模式可以提高其ESV,采用保护为主、开发为辅的保护策略是可行的。