基于FLUS乌鲁木齐城镇-农业-生态空间特征分析及发展对策

做好城镇-农业-生态3类空间规划,是未来城市规划以及可持续发展的重要保障,为此做好空间特征分析对城市建设具有重要的指导意义。本研究结合2005、2008、2012、2016和2018年5期遥感影像数据提取土地利用数据,运用GIS技术研究乌鲁木齐市3类空间变化的规律,通过数据发现2005—2018年乌鲁木齐农业空间和生态空间面积减少,城镇空间面积增加;结合自然因子、社会经济因子和可达性因子,运用GeoSOS-FLUS模型,设定城镇空间发展、农业空间发展和生态空间发展情景进行分析,结果发现3类空间面积变化较为显著,同时城镇空间的发展与生态空间面积存在一定负向关系,因此在未来城镇建设时,要重视农业-生态空间保护工作,坚守城镇开发边界控制线,协调好发展与环境的关系。

长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合研究

旅游经济-城镇化-生态环境的耦合协调发展是长江经济带高质量发展的关键,探索三者之间的关系及其驱动因素具有重要意义。以长江经济带为研究区,构建旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展评价指标体系,运用熵值法、耦合协调模型、OLS模型、GWR模型等,从时空视角探究长江经济带11个省市2012~2021年旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展状况和驱动因素。结果表明:①2012~2019年长江经济带耦合协调度呈上升趋势,生态环境子系统起主导作用;2020~2021年的新冠疫情期间,耦合协调度先明显下降,后缓慢恢复。②长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调度呈现东高西低的空间格局,各省市综合评价水平、子系统评价水平得分的上升和恢复速度有明显差异,长江经济带总体向有序协调发展。③推动三系统协调发展的驱动因素总体可分为外部动力和内在动力,其中以入境游客人数为代表的外部动力和以水资源总量、工业废水排放量为代表的内部动力对长江经济带耦合协调的正向驱动作用最强。

社会-生态系统视角下的传统村落空间景观演化机制及资源治理特征

【目的】将以资源治理为主要研究对象的“社会-生态系统”相关理论引入传统村落保护研究领域,从多学科视野阐明人居环境有形表征下普遍存在的无形社会治理过程,推动传统村落价值认知和保护方法的创新。【方法】以滇西地区云龙盐业村落为案例,采用社会-生态系统框架与适应性循环模型,通过共时性和历时性分析,揭示云龙传统盐业村落空间景观在不同演化阶段的治理情景和特征。【结果】在前循环期,社会-生态系统以资源生产为演化驱动力,行动者在“资源开发维持”与“资源流通管理”两个行动情景中,通过制定一系列可持续的资源分配规则,产出了丰富的物质与非物质要素,进而发展出“业缘-血缘-地缘”联结的盐业社会及河谷盐业村落景观、山间古道桥梁景观、山地梯田田园景观。进入以资源转化为演化驱动力的后循环期,经历“资源停滞衰败”与“资源转化更新”行动情景,针对要素关联断裂、空间景观缺乏保护的现状,通过治理策略将遗产资源转化为生态、社会、经济等资源。【结论】传统盐业村落的空间景观演化过程体现了人类社会围绕盐资源开发利用而进行的复杂治理关系。重识村落演化特征及可持续利用自然资源的传统智慧、重构以资源治理为核心线索的遗产保护框架、重建以资源转化重组为驱动力的治理机制,有利于促进传统村落特色空间景观的保护与发展。

协同调控水-农业-生态的干旱区多水源优化配置

干旱区农业发展往往以挤占生态用水和超采地下水为代价,考虑水-农业-生态互馈关系的水资源优化配置有助于平衡利益冲突。该研究以地下水均衡、经济效益和生态用水满足度为调控目标,构建基于水-农业-生态协同调控的多水源优化配置模型,并推求协调发展度计算式,提出了结合NSGA-Ⅱ算法和协调发展度的协同优化算法,分析石羊河流域水、农业和生态之间的权衡和协同关系,确定水-农业-生态协同提升下的水资源配置方案以及适宜的农业和生态用水比例。结果表明,现状条件下,六河子系统的水资源优化配置方案的经济效益可提升1.9%,实现地下水正均衡0.59亿m^(3);全流域农业和生态用水比例为90%∶10%,渠井用水比为67%∶33%。平水年保障蔡旗来水为3.48亿m^(3)/a时,能够以牺牲中游1.6%的经济效益实现生态用水满足度和地下水均衡量分别较基准情景提升4.8%和18.6%。研究为协同调控复杂的水-农业-生态关系提供了一种有效方法,可为干旱区流域水资源规划与管理提供参考。

城镇生态化视角下三峡库区人口-经济-环境(PEE)耦合协调发展

[目的]探索PEE系统的互动耦合特征,可为三峡库区城镇生态化发展提供理论支撑和量化依据。[方法]在2000—2020年三峡库区PEE系统综合评价基础上,运用耦合协调度模型、引力模型和障碍度模型对系统耦合协调度的时空演化特征、空间联系特征及主要障碍因子进行实证研究。[结果](1)2000—2020年库区PEE系统综合发展水平呈逐步上升态势;(2)研究期内系统的耦合协调度基本不变,协调等级不高,协调类型呈“西南-东北”“中部-北部”的空间特征,总体呈良性上升发展趋势;(3)邻近区域系统耦合协调度的空间相关性存在显著的正自相关,空间联系总量总体上升,空间联系强度较弱,且随着地理距离增大而逐渐减弱;(4)各因素对系统发展影响具有趋同性,经济和人口系统是主要制约子系统,而环境系统的障碍度逐年增加。[结论]库区PEE系统耦合协调发展水平总体向好,区域差异缩小,未来应重点从单一系统优化向多元系统协调出发,从系统自身与区域协同2个角度进行调整,加强政策制度调控,科学探索发展路径。

“丘陵-河谷”耦合下浙西小城镇空间形态与地貌的关联性解析

文章从浙西丘陵区“丘陵-河谷”耦合的聚落地理环境出发,基于对卫星遥感影像的识别与转译,将小城镇类型划分为丘间峡谷型、丘间宽谷型和丘陵盆地型三类。通过对40个小城镇样本的规模、选址以及演化等维度的解析,揭示浙西小城镇人居环境与自然地貌之间“丘陵-河谷-人居”的耦合关系和内在机制。

引江济淮沿线地区“生产-生活-生态”空间演化与模拟

促进跨区域重大基础设施建设与国土空间保护开发格局的协同是现阶段国土空间治理的重要研究方向。以引江济淮安徽段沿线地区为研究对象,采用历年土地利用遥感数据分析该地区“生产-生活-生态”空间(“三生”空间)演化过程和特征,综合研判上、中、下游“三生”空间的功能定位,并运用土地利用模拟技术对沿线地区土地利用进行降尺度分段模拟。结果表明:过去30年的快速城镇化时期,引江济淮安徽段沿线地区“三生”空间演化剧烈,演化趋势不合理;模拟至2030年,该地区“三生”空间整体数量结构稳定,比例结构未发生明显变化,下游生产空间比例、中游生活空间比例和上游生态空间比例增长明显。

基于情景模拟的港口小城镇交通-空间耦合关系研究——以海南洋浦经济开发区为例

在大力推动港口建设和港产城融合发展的背景下,港口小城镇的交通-空间耦合关系亟待协同优化。首先,对交通-空间耦合的基本内涵进行解读,发现其普遍存在港城客货组织混杂、组团内部职住失衡、跨组团通道容量约束三方面问题。其次,应用情景模拟方法,从客货组织、职住平衡、交通方式三个维度构建十二项组合情景,并进行交通-空间耦合绩效的量化评价。分析表明,外引货运交通、改善职住平衡和提高跨组团公交服务水平均能实现耦合绩效改善。据此,提出通过分离货运要素、聚焦港区平衡、强化公交导向的综合施策来优化交通-空间耦合关系。研究可为港口小城镇空间布局、交通-空间一体化规划提供借鉴。

生态宜居视角下合肥市环巢湖流域湿地公园“面-线-点”空间格局优化

在生态宜居视角下,选取位于“国际湿地城市”——合肥市环巢湖流域16个代表性湿地公园为研究对象,从“面”“线”“点”3个维度分析了旅游开发型、社区休闲型、生态保护型3类湿地公园的空间格局特征和现状问题,对实现生态资源保护与宜居环境营造双赢的湿地公园空间格局优化路径进行了探索,提出了园城互联、园生互融、园人互动的针对性策略,以期为未来湿地空间规划设计和生态宜居城市打造提供参考,对促进城市高质量发展和“双碳”目标的实现具有积极作用。

基于MSPA-MCR-CIRCUIT的山西省运城市景观生态网络构建

山西省运城市位于黄河中下游三省交界处,其景观要素成分复杂,对运城景观生态网络斑块与廊道的研究有利于黄河生态系统稳定性的保护。基于形态空间格局理论(MSPA)确定连通性强的核心斑块,识别核心生态源地,以最小累计阻力模型(MCR)为基础,叠加7种阻力因子构建综合阻力面,根据重力模型划分生态廊道等级。以基于电路理论(CIRCUIT)的Linkage Mapper工具识别生态夹点和障碍点作为生态节点,综合构建源地(面)-廊道(线)-节点(点)的运城市景观生态网络。结果表明:1)运城市核心生态源地有9处,综合重力模型和实际建设需求划分13条重要生态廊道和10条一般生态廊道,识别出关键生态节点17个,一般生态节点34个;2)现有重要生态廊道集中于运城南部,南北方向生态联系较弱,可优先加强贯穿稷山县、新绛县、闻喜县的重要生态廊道建设;3)MSPA模型与电路理论的综合运用可提升景观生态网络构建的科学性和准确性,有利于确定生态修复关键区域,为生态修复项目的布局提供有力支撑。

新基建对区域“创新-生态-经济”耦合协调发展的影响——基于空间溢出效应和传导机制的检验

科技创新、生态环境与经济发展三系统耦合协调是新发展阶段中国实现高质量发展的重要途径,以数字技术为核心的新型基础设施建设(简称“新基建”)为中国高质量协调发展提供了新动能。该研究以新发展理念为指导,基于系统论与协同论构建“创新-生态-经济”耦合协调体系,采用2011—2020年的省际面板数据,借助空间杜宾模型并结合中介效应检验方法,实证检验了新基建对区域“创新-生态-经济”耦合协调发展的影响及其传导机制。研究表明:①在地理距离矩阵和经济距离矩阵下,新基建投资均有助于提高区域“创新-生态-经济”耦合协调水平,并产生较强的正向空间溢出。②不同类型的新基建投资赋能区域“创新-生态-经济”耦合协调发展具有显著的异质性,其中创新基建和融合基建驱动作用显著,而信息基建的赋能效果不明显。③新基建投资还可以通过创新要素集聚、能源效率提升和数字金融助推三种传导机制对区域“创新-生态-经济”耦合协调发展产生正向影响。据此提出,中国各省份可通过加大新基建投资力度、促进形成新基建赋能联动机制以及打通新基建传导路径等途径增强新基建对本地区“创新-生态-经济”耦合协调发展的赋能效应,从而进一步实现区域高质量发展与可持续发展。

干旱区绿洲-城镇-荒漠景观演变及生态环境效应

绿洲、城镇和荒漠是干旱区内陆河流域重要的景观类型,随着流域社会经济发展,干旱区生态环境问题日益凸显。本研究选取我国西北干旱区第二大内陆河——黑河流域内绿洲-城镇-荒漠的景观组合作为研究对象,利用景观转型核密度与景观结构指数分析2000—2020年期间黑河流域绿洲-城镇-荒漠的时空格局与转型特征,借助多元回归树(MRT)模型探究三类景观转型之间的权衡-协同关系,基于遥感生态指数(RSEI)与景观转型生态贡献率揭示绿洲-城镇-荒漠景观转型的生态环境效应。结果显示:(1)黑河流域荒漠广布,绿洲仅在中下游河道沿岸集中分布,城镇面积占比最小,其空间分布和规模结构与绿洲有紧密关联;(2)黑河流域绿洲-城镇-荒漠景观转型可概括为:农业活动主导期(2000—2005年)、产业快速发展期(2005—2015年)和发展转型协调期(2015—2020年);(3)气温、GDP、海拔、降水量是影响绿洲-城镇-荒漠景观转型之间权衡-协同关系的主要因素;(4)2000—2020年期间流域景观转型以正的生态环境效应为主,耕地扩张是正效应的主导因素;耕地退化、水域减少与草地退化则是带来负效应的主要因素。研究结果可为干旱区内陆河流域实施生态保护与高质量发展提供理论指导。

城镇-农业-生态协调的高原湖泊流域土地利用优化

为了解高原湖泊流域土地利用布局现状,探究在"城镇-农业-生态"协调下的高原湖泊流域土地利用空间优化配置方案,该文以抚仙湖流域为例,基于3S技术,运用MCR-CLUE-S模型,研究流域城镇建设情景、农业开发情景、生态保护情景和综合优化情景4种模式下2030年国土空间的结构和布局,最终提出抚仙湖流域"城镇-农业-生态空间"协调下的土地利用空间优化分区。结果表明:1)2005、2010和2015年抚仙湖流域城镇空间呈上升趋势,农业空间呈下降趋势,生态空间先升后降,10 a间空间分布格局基本一致;2)以重要水源地、湖滨湿地和大面积自然林地为保护源,选取高程和坡度等8个阻力因子,采用最小累积阻力模型和累积耗费距离模型构建抚仙湖流域生态安全格局,以及有利于生态保护的"源"核心区、生态保护区、生态边缘区、农业开发区、农业边缘区和城镇建设区;3)以生态功能分区面积为约束条件,通过Markov模型结合CLUE-S模型模拟抚仙湖流域2030年城镇建设、农业开发和生态保护情景下"城镇-农业-生态空间"的优化布局。城镇建设情景综合考虑生活需要以及政策指导下以开发城镇空间为主导的"城镇-农业-生态空间"数量及空间结构的发展方向;农业开发情景控制城镇空间规模,开发部分生态空间潜力;生态保护情景下农业空间面积有所减少,城镇空间面积少量增加;4)抚仙湖流域2030年综合优化情景模式下,根据土地功能的不同,划为城镇空间、农业空间、生态空间、城镇-农业空间、城镇-生态空间、农业-生态空间和城镇-农业-生态空间,其中农业-生态空间最小,生态空间最大;5)通过分析4种情景下区域发展的特点,结合抚仙湖流域耕地保护、生态保护和经济社会发展等多种因素,认为综合情景方案更合理并更适合当地的发展,其他3种单要素情景方案可为综合情景方案的实施进行相关的补充和调整。研究结果可为抚仙湖流域国土空间规划和生态保护战略决策提供参考依据。

广西农业生态-经济系统耦合协调发展研究

研究广西农业生态系统与农业经济系统耦合协调关系的演变历程,为广西农业可持续发展提供理论依据。基于2010—2020年广西相关统计数据,运用熵值法确定指标权重,构建广西农业生态-经济系统耦合协调度模型,分析农业生态系统与经济系统之间的耦合度协调关系。研究表明,在2010—2020年农业生态系统与农业经济系统的综合评价指数总体呈上升趋势,该系统的耦合度为0.9404~0.9972,处于高度耦合水平。耦合协调度为0.6177~0.8530,波动幅度较大,整体呈上升趋势。

黄河流域新型城镇化—生态安全—公共健康协调发展研究——以内蒙古自治区为例

探究黄河流域新型城镇化-生态安全-公共健康耦合机理,对于实现区域高质量发展、全面贯彻落实中国式现代化要求、维护国家生态安全和边疆安全具有重要意义。通过综合评价模型、耦合协调度模型和障碍度模型分析位于黄河流域中上游的内蒙古自治区新型城镇化-生态安全-公共健康耦合发展水平及影响因素。研究结果表明:2005-2021年内蒙古新型城镇化、生态安全、公共健康各子系统发展水平均有所提升,空间分异明显。新型城镇化水平由2005年的0.26提升到2021年的0.69,生态安全水平由2005年的0.26提高到2021年的0.57,公共健康水平在2021年达到0.64;新型城镇化、生态安全与公共健康耦合协调水平呈现波动增长态势,由2005年的0.22上升到2021年的0.62,表现为呼和浩特市、包头市耦合协调水平较高,其余盟市较低的空间格局;城乡居民基本医疗保险参保、人均GDP、城镇人均可支配收入等是制约系统协调发展的主要障碍因素,年均障碍度分别为17.32%、8.74%、7.33%。基于研究结果提出促进内蒙古新型城镇化-生态安全-公共健康协调发展的对策建议,旨在为实现区域高质量发展和推进中国式现代化建设提供支持和指导。

水生态系统韧性视角下热带雨林地区的蓝绿空间评价——以五指山市南圣河为例

热带雨林地区因特殊的气候特点及空间特征,河流蓝绿空间面临的雨洪压力与人类社会活动压力较大,其韧性建设对于整个生境具有关键性影响。国内外研究聚焦于韧性承洪实践与韧性评估量化,鲜有基于不同生态压力冲击对河流蓝绿空间开展多维韧性评价。文章以南圣河为对象,基于雨洪等自然灾害的脉冲式压力与人类社会对生态系统施加的慢性压力两类情境,构建水生态系统的“压力-脉冲-韧性”模型,通过“构建理论模型―叠合双维承压评价―解析吻合/冲突点―探析韧性策略”的逻辑方法实现特定地域蓝绿空间的评价与优化。研究发现:1)生态系统服务价值越高,调节功能越高,蓝绿空间韧性越强。2)突发性脉冲方面,在极端日降雨量增加情景下,河流水系的缓冲半径与水源类型密切相关,水库受到水安全威胁的风险大于河流,地表的径流曲线数值(简称CN)一般与历史经验相关。3)慢发性压力方面,韧性压力与城市人口密切相关,人口越密集,韧性压力越大;且不同季候的游憩密度与丰枯期存在分异,丰水期雨洪威胁大,游憩密度低,枯水期雨洪威胁小,游憩密度高。

“猪-沼-肥-田”模式重金属物质流、迁移转化及生态风险

土壤是守牢耕地红线确保国家粮食安全的重要基础,然而“猪-沼-肥-田”循环农业模式中重金属在生态链中的累积和迁移,尚缺乏系统的调查和研究。以某集约化养殖场为例,在物质流分析的基础上,采用数据协调技术对“猪-沼-肥-田”生态链主要物料中Cu、Zn质量比、赋存形态及分布进行了研究,并对农田施用堆肥所造成的土壤重金属积累进行了评估。结果表明,Cu、Zn流具有数据高度不确定性的特征。通过物质流分析和测量数据的优化校正,研究系统每年随生态链进入农田的Cu、Zn通量分别为472.43 kg和423.01 kg。相对猪粪,厌氧消化使Cu、Zn迁移因子分别下降37.23%和21.98%。沼渣堆肥中,Cu的迁移因子反而从13.92%升高至15.76%,Zn的F_(M)虽有所降低,但其“非稳态”质量比仍然较高(为116.82 mg/kg)。考虑沼肥中重金属形态在自然环境中的不稳定性,厌氧消化物的堆肥处理是一种较优的选择。蒙特卡罗模拟显示,连续施用堆肥,分别经过6.41 a和27.53 a,土壤Cu、Zn质量比即可在背景浓度上翻番。分别经过10.79 a和32.64 a后,Cu、Zn质量比即可超出土壤风险筛选值。农田长期灌施猪粪源有机肥存在潜在生态风险。

江苏省“生态-农业-建设”用地空间格局模拟及发展模式选择

为因地制宜地选择适合江苏省的区域发展模式,综合运用Logistic,Auto-Logistic和SBS-Logistic这3种回归方法,识别江苏省土地利用格局演化的驱动力,进而运用Markov-CLUES模型模拟了江苏省2030年4种情景下的“生态-农业-建设”用地空间格局。结果表明:①3种回归方法精度优劣顺序为Auto-Logistic>SBS-Logistic>Logistic,Auto-Logistic回归下3种土地利用类型的接收者操作特性检验值均大于0.75;Markov-CLUES模型在2005—2018年江苏省土地利用格局验证模拟中效果较好,精度评定Kappa值为0.758。②自然增长情景保障了“三圈”“四沿”地区的快速发展,但是部分河流缩窄,粮食安全受到威胁,发展可持续性较弱;生态保护情景通过大力开展河渠及环湖地区生态环境整治,使得流域环境得到明显改善;耕地保护情景下粮食主产区的优质耕地得到有效保护,苏北和苏中地区的耕地面积增长明显;生态与耕地双保护情景下的发展可持续性较强,建设用地的无序扩张受到了明显限制,但短期内建设用地需求与供给矛盾较为突出。③太湖与淮河流域、长江湿地保护区域和沿海区域所属县区宜采取生态保护情景发展模式;苏北、苏中平原宜采取耕地保护情景发展模式;苏南五市宜采取生态与耕地双保护情景发展模式;苏中地区的扬州市和泰州市由于沿江开发战略的进一步实施,可采取自然增长情景发展模式。研究揭示了江苏省“生态-农业-建设”用地空间格局演化的时空规律,不同情景下的用地格局模拟可为江苏省实现因地制宜的区域发展模式提供决策支持,有助于推进江苏省形成生态、农业和建设用地耦合协调发展的国土空间格局。

基于水-陆耦合生态系统服务的生态安全格局构建研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

快速城市化和国土空间规划大背景下,评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段。本研究立足生态系统服务供给效能,以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,从陆域、水域两个层面进行量化计算,构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系,将高供给区域识别为生态源地,并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点,构建区域生态安全格局。研究结果表明:1)分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km^(2)、272.50km^(2),为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据;2)水-陆耦合度评价得到源地41个,总面积206.79km^(2),占研究区总面积8.57%,呈现“西北多东南少”的格局;3)提取89条生态廊道和91个生态节点,生态廊道总长度586.35km,呈均匀网状分布,节点包括44个夹点及47个障碍点,主要位于吴江区。通过区域生态安全格局的构建与优先级评价,分级提出国土空间生态保护与修复建议,为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考。

四川省成-德-眉-资同城化建设国土空间开发保护规划研究

【研究目的】本文旨在开展成-德-眉-资同城化建设区(四川省成都市、德阳市、眉山市、资阳市)生态安全、环境保护、农业生产、城镇建设的资源环境禀赋条件研究,初步提出国土空间开发保护策略。【研究方法】通过系统整理研究区以往地质调查等研究成果。【研究结果】成-德-眉-资同城化区资源环境条件总体较好,生态保护极重要区呈“东北向、三廊道”的空间特征,近30年来近80%地区生态空间维持良好,且生态空间增加区略大于减少区,生态功能逐年增强。大气环境较好,河流与地下水水质处于一般,河流水质总体“上游优、下游劣”,地下水劣V类水呈“城区大集中、城周小分散”的分布特征。农业生产适宜区分布广、集中连片,水土资源组合条件好,土壤养分、环境质量总体为优良,大部分地区含硒元素,局部为富硒地区。城镇建设适宜区分布广,水土资源禀赋较好,同时面临地震与地质灾害、洪涝的灾害风险。【结论】基于自然地理格局的相似性,建议成-德-眉-资同城化区形成一体化国土空间开发保护格局,打造区域性生态先行示范区,建立集中连片高标准农田示范区,规避自然灾害,优化空间格局,打造多中心、网络化、组团式的城镇化体系。