关于长株潭生态城市群建设的几点思考

长株潭"两型"社会建设要求加强生态城市群建设。长沙、株洲、湘潭在建设生态城市中各自优势明显,但市民生态道德意识缺失,政府在如何协调建设城市群方面经验不足。应该进一步运用循环经济理念,调整产业结构和布局,加强生态环境建设和市民生态道德教育,着力建设好长株潭生态城市群。

长株潭生态城市群建设研究

城市群是高级有机体．生态城市群是长株潭城市群的发展目标。长株潭生态城市群．包含城市群和生态文明两个意思。新型城市化、新型工业化是建设长株潭生态城市群的重要途径．同时也使城市群与生态文明得到发展．但是要最终实现生态文明．还必须建立健全的生态补偿机制。

长株潭城市群生态绿心地区乡村建设用地减量策略研究

随着我国土地供需矛盾的日益突出,建设用地从“宽供给”逐渐走向“总量减量、盘活存量”发展的新阶段。基于长株潭城市群生态绿心地区乡村建设用地持续蔓延扩张,用地规模难以控制的问题,本文通过总结我国城乡建设用地政策演变与相关实践经验,以长株潭城市群生态绿心地区为例,深度剖析乡村建设用地减量发展面临的困境,并从规划编制体系、具体实施路径、政策创新三个方面提出减量化策略,即“完善规划编制,构建‘全链条’减量治理体系”、“精准识别减量区域,推进‘精细化’减量实施路径”、“创新减量政策,探索‘生态+减量’协同治理模式”,以期为我国跨区域城郊地区乡村空间治理提供参考。

基于Markov-PLUS模型的长株潭城市群建设用地扩张模拟及碳排放响应分析

在双碳目标和新型城镇化背景下,保证经济平稳增长的同时减少碳排放是实现城市高质量发展的重要任务之一,更是长沙、株洲、湘潭等国家低碳试点城市重点建设目标之一。因此以长株潭城市群中用地变化和碳排放最为剧烈的中心城区作为研究区域,在现状分析的基础上运用Markov-PLUS耦合模型和碳排放响应模型,模拟了自然状态发展情景、耕地保护发展情景、生态保护发展情景和绿色低碳发展情景下建设用地扩张及碳排放响应情况。结果表明:①2000—2020长株潭城市群建设用地面积呈现阶段性的波动增长趋势,耕地和林地是其主要来源,扩张强度在2010—2015年最大,主要集中在城市群中心区域;碳排放量呈现倒“V”型曲线,可以划分为碳排放量快速上升阶段(2000—2005年)和碳排放量下降阶段(2005—2020年),以2010年为节点,下降幅度先增加后减缓;二者之间存在较为密切的正相关关系,整体表现为建设用地面积增加(减少)碳排放随之增加(减少)的较强扩张与较高排放模式。②Markov-PLUS模拟结果显示,长株潭城市群建设用地在自然状态发展情景下扩张面积最大(235.9503km^(2)),在生态保护发展情景下扩张面积最小(200.6354km^(2));绿色低碳发展情景下建设用地扩张所占用的生态碳汇面积相对较少(169.78km^(2)),占未利用地相比其他情景较多(1.20km^(2)),扩张分布较为合理,带来的生态环境压力和碳排放压力较小,既有利于生态环境保护也有利于社会经济发展。③碳排放响应结果显示,在不同情景下长株潭城市群各区县的碳排放对建设用地扩张均表现出一定的敏感性,综合建设用地扩张与碳排放响应结果,绿色低碳发展情景是长株潭城市群未来的较优发展模式。

环长株潭城市群生态系统服务供需变化分析

探析生态系统服务供需关系,有助于推动区域自然资源的有序开发和生态环境管理。基于多源数据,选取碳固持、粮食供应、产水和土壤保持4项生态系统服务,运用InVEST模型、ESDR、局部自相关指数等方法,对比分析2000、2010年和2020年环长株潭城市群生态系统服务供需时空变化及空间匹配特征。结果表明:1)各项生态系统服务总供给>总需求,碳固持供给量下降,粮食供应、产水和土壤保持供给量上升,4项生态系统服务需求量上升。2)碳固持供需比下降,产水供需比上升,粮食供应和土壤保持供需比基本保持不变。城镇建成区的碳固持、粮食供应和产水呈赤字状态,其他区域呈盈余状态;土壤保持赤字区集中在洞庭湖平原。3)除土壤保持以低低空间匹配为主,碳固持、粮食供应、产水服务的空间错位现象突出,高低空间错位主要分布在生态基底较好的山地丘陵区,低高空间错位主要分布在各城区。结合生态系统服务供需和自相关分析结果,提出资源开发与保护建议,全面提升研究区各项生态容量,保护生态环境。

长株潭城市群人类活动强度与生态系统服务价值空间关系

选取长株潭城市群为研究对象,以遥感影像、地理统计、交通路网等多源数据为基础数据源,构建人类足迹指数模型、生态系统服务价值修正模型和流向损益模型测度1990~2020年人类活动强度和生态系统服务价值的时空演化特征,并在此基础上综合运用地理探测器和双变量空间自相关模型,探究人类活动强度与生态系统服务价值的空间关系,揭示人类活动强度对生态系统服务价值的深刻影响.结果表明:近30a来长株潭城市群人类活动强度持续上升,增长率为33.33%,整体呈以主城区为中心向外围递减的圈层式空间演变特征.1990~2020年生态系统服务价值呈速率为1.38×10^(8)元/a缓慢下降的趋势,空间上呈现出“边缘区较高,核心区较低”的分布格局,林地转建设用地和耕地是价值量损失的主要原因.因子探测人类活动强度q值由0.348增至0.394,较好地解释了生态系统服务价值空间分异现象,风险探测发现随着人类活动强度的增强,生态系统服务价值总体呈下降趋势,其中生态系统文化服务价值在人类活动强度异常范围0.3~0.7内保持平衡.研究时段内Moran's I从-0.363变化为-0.491,人类活动强度与生态系统服务价值存在显著的负相关关系,且负向效应加剧,高-低聚类区主要分布在北部的中心城区,低-高聚类区主要分布于研究区边缘海拔较高的森林山脉密集地.

长株潭城市群生态环境与城镇化时空耦合协调关系--基于遥感生态指数和夜间灯光指数

城镇化是推动社会经济发展、影响区域生态安全格局的重要因素,生态环境与城镇化的稳定协调是实现区域可持续发展的保证。为平衡城市群在城镇化发展进程中与生态环境的耦合协调关系,以长株潭城市群23个区(县)为研究对象,综合利用土地利用、夜间灯光和MODIS数据,基于Google Earth Engine(GEE)平台,构建2002~2022年夜间灯光指数和遥感生态指数分别表征城镇化水平和生态环境质量,并采用耦合协调度模型探析长株潭城市群城镇化与生态环境耦合协调的等级聚类和时空差异。结果表明:①2002~2022年,长株潭城市群热度变化显著,降低29.26%,且除炎陵县外,其他区(县)生态环境质量均有不同程度下降,呈倒“N”型或“M”型走势,开福区、天心区、天元区等城镇建设活动多的区(县)遥感生态指数下降幅度最大;②长株潭城市群城镇化水平有所提高,夜间灯光指数整体呈上升趋势,但2022年增速低于2017年,区(县)之间发展不均衡,城镇化水平较高的区(县)集中在长沙;③长株潭城市群多数区(县)耦合度在2002~2022年处于从拮抗到磨合过渡的阶段,2012年耦合度整体处于较高水平,但17个区(县)在2017年又落回较低阶段。2022年长株潭城市群大部分区(县)耦合协调度达到协调状态,部分区(县)长期失调,整体耦合协调情况较好,但空间分布不均衡,呈现中北部高、南部低的特征。

长株潭城市群生态绿心地区人类活动强度空间分异特征与影响因素研究

人类活动既是促进自然保护地社会经济发展的主要动力,又是自然保护地生态质量下降与生态功能丧失的重要驱动因素。深入研究自然保护地人类活动强度空间分异特征,阐明其驱动因素对实现自然保护地有效规划管理具有重要意义。本文以长株潭城市群生态绿心地区为例,采用建设用地当量系数折算方法量化人类活动强度,揭示其空间分异特征,从自然环境和社会经济两方面阐明人类活动强度空间异质性的驱动因素。结果显示:(1)长株潭城市群生态绿心地区人类活动强度空间差异明显,呈现“西高中低”的格局。(2)交通便利性、用地混合度、植被覆盖度是影响该区域人类活动强度的主要因素。本研究结果可为长株潭城市群生态绿心地区国土资源可持续发展规划与管理提供科学依据。

城市群规划实施效果评估研究——以长株潭城市群为例

长株潭城市群经济发展对于湖南省以及中国中西部地区的发展至关重要,且该城市群规划实施的效果对其他城市群有重要借鉴意义。基于此,文章根据2000-2017年地级市面板数据,采用合成控制法,评估长株潭城市群规划实施后对城镇化和环境质量的影响。评估分析表明,长株潭城市群规划的实施推动了城市群城乡融合,在一定程度上促进了城镇化的进程,但对环境造成了一定的负面影响,其原因在于长株潭城市群内城市之间的非均衡发展。因此,城市群应着眼于制定合理规划,促进城市均衡发展,重点落实城乡融合和生态文明;各级政府应加强公共治理,强化监督和治理责任,以更好地实现城市群规划的既定目标。

城市群绿色产业发展探究——以长株潭城市群生态绿心地区为例

在生态共保共治行动要求下,长株潭落实生态协同治理,探索生态价值转换途径,助力融合产业落地,绿色发展焕发新机。文章通过阐述绿色产业的定义与特点,对长株潭城市群生态绿心地区绿色产业发展现状和存在的问题进行了分析,提出了对策建议,为促进长株潭城市群生态绿心地区的绿色产业发展提供参考。

中国城市群突破性创新能力分析——基于环长株潭城市群的实证

为助推以长沙为核心的环长株潭城市群全球研发中心城市建设,选取环长株潭城市群2010—2021年的发展数据,从突破性创新支持、创新管理、创新投入、创新产出和创新环境等5个维度构建城市群突破性创新能力SMIOE评价模型,采用信息贡献率分析法,遴选确定17个核心评价指标,使用“交叉熵权-TOPSIS”法测算环长株潭城市群的突破性创新能力指数。研究结果发现,SMIOE评价模型能客观反映城市群突破性创新能力的真实水平,环长株潭城市群突破性创新能力总体不均匀、发展水平较低,除长沙、株洲、衡阳外,2010—2021年间,其他5个城市指数分别呈“M”型和倒“V”型下降;突破性创新能力较高的城市主要集中于湖南东北部。最后基于研究结论,从树立全域创新、协同创新和重点创新等3个方面理念,提出环长株潭城市群突破性创新能力的发展建议,为促进环长株潭城市群创新群落早日提供参考。

长株潭城市群产业协同创新的基础与路径研究

产业协同创新是引领城市群高质量发展的重要抓手。长株潭城市群作为我国中部地区高质量发展的重要支撑板块,具有较好的产业创新基础和发展潜力。如何进一步提升长株潭城市群的产业协同创新能力,是推动其打造全国重要增长极亟待解决的关键问题和核心难题。就目前来看,长株潭城市群在产业协同创新发展上存在政策协同不够、协同机制不够健全、产业结构优化不足、基础设施不够完善、产业链整合层次较低、产业生态创新力度不够大、技术创新与转化较缓慢、人才流动不够畅、融资仍然较难等问题,为此,要推动长株潭城市群产业协同创新,实现长株潭城市群的高质量发展,必须实现体系协同、资源协同、产业链协同和要素市场协同。

长株潭城市群科技创新效率研究

基于超效率DEA、Malmquist模型和灰色关联分析方法对2011~2021年长株潭城市群科技创新效率进行测算和影响分析,并与合肥都市圈和郑州都市圈进行比较分析。得出结论:(1)长株潭城市群科技创新全要素生产率的不断提升得益于技术进步的推动,科技创新效率为三个城市群中最优;(2)规模以上工业R&D人员全时当量、新产品销售收入和R&D经费内部支出是与长株潭城市群科技创新效率灰色关联度最高的三个影响因素。基于此,建议长株潭城市群从人才优先发展、深化企业创新主体作用、加速金融发展和加大财政投入方面共同发力提高科技创新效率。

多维要素流视角下环长株潭城市群空间网络结构特征

城市群空间网络结构特征分析有助于解析城市发展驱动力,减弱城市极化现象,本研究运用修正的引力模型、多维网络度量模型和隶属度模型测定环长株潭城市群内外部空间网络联系强度,分析其网络特征与作用方向,利用社会网络分析法研究城市群空间格局与板块效应。结果表明:(1)内外部总体多维要素网络表现相对一致,联系强度以长沙为中心逐渐向外圈降低。(2)在省内要素网络中,长沙市“一城独大”态势明显;在省际网络中,岳阳市在多维要素网络中表现突出,与武汉都市圈联系密切。(3)环长株潭城市群点度中心度内外部网络差异大,整体网络中介水平低,不利于吸引外部要素交流。其内部综合联系空间网络分为4个凝聚子群,外部综合网络仅分为2个凝聚子群。表明环长株潭城市群仍是以内部联系为主,对外连通性较弱。

基于Landsat时序数据的长株潭城市群核心区森林扰动监测

【目的】为了快速准确地监测城市群核心区内的森林扰动,研究利用Landsat时间序列数据在谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台运用LandTrendr算法进行森林扰动监测研究。【方法】基于2000—2020年植被生长季的Landsat时序数据,分别在归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、归一化燃烧率指数(Normalized Burn Ratio,NBR)、缨帽变换角(Tasseled Cap Arctangent,TCA)三种指数作为阈值限制下,采用LandTrendr算法对时间序列轨迹进行处理,以获取长株潭核心区森林扰动的发生区域及规模大小的信息。运用森林资源连续清查数据和Google Earth历史影像分别对3种不同指数的森林扰动监测结果进行精度评估和验证,并利用研究区内土地利用数据中的森林覆盖数据对扰动信息进行分析。【结果】2000—2020年长株潭核心区森林扰动总面积为264.35 km^(2),平均每年的扰动面积为13.22 km^(2),其中2002年扰动最少,为1.91 km^(2),扰动面积最大的为2011年,为25.52 km^(2)。运用森林资源连续清查数据对三种指数阈值限制下的森林扰动信息结果验证的精度分别为90.91%、81.72%和65.08%;在谷歌地球历史影像中随机布点下精度分别为86.00%、77.88%和78.36%。2009年和2011—2013年间森林扰动较为严重。对全国范围内的土地利用数据进行处理分析可知,森林面积在20年间随时间增长而缓慢减少,所占总面积的百分比由原来的27.10%减少到22.00%。【结论】NBR是最适合长株潭核心区的森林扰动指数,森林扰动检测结果与实地调查和谷歌地球历史影像目视解译的结果一致。森林扰动斑块的分布边界可被完整提取,扰动面积大小变化趋势与全国区域内土地利用数据森林面积变化趋势相同,主要由城市化进程、森林火灾和人工砍伐引起。2000—2020年研究区森林扰动面积呈现波动式缓慢增加的趋势,其中2001年、2011年和2013年存在扰动面积浮动较大。

长株潭城市群人居环境质量评价及空间分异研究

[目的]分析长株潭城市群内各市县之间人居环境质量的时空演变差异,探究其空间分异格局的成因,为未来长株潭城市群缩小人居环境差距,构建良好人居环境提供科学支撑。[方法]选取长株潭城市群2013年、2015年、2017年、2019年、2021年相关人居环境指标,运用熵值法、耦合协调度和地理探测器模型等研究方法,对长株潭城市群包括23个区市县人居环境质量及其分异机理展开探究。[结果](1)总体上研究区内人居环境质量都得到不同程度的改善,但有差距扩大的趋势;(2)空间分布呈“中心高、周边低”向“均衡”的格局发展;(3)城市群各市县人居环境耦合度高但协调度较低;(4)从自然生态环境、经济发展环境、社会保障环境和个人居住环境等方面进行影响因素分析发现:自然生态环境对人居环境的改善起着底托作用;经济发展环境是人居环境改善的关键;社会保障环境是人居环境的后盾;个人居住环境是人居环境质量高低的直接体现。[结论]长株潭城市群内各市县间的人居环境在时空发展过程中没有达到一个较好的协调发展阶段,人居环境的质量是一个多因素综合作用的结果,长株潭城市群各地区要自觉承担“三高四新”和强省会战略的历史使命,依托各自的优势实现经济错位发展和高质量发展;进一步完善各地区的基础设施和城市更新行动,加强生态环境建设,实现资源的均等性;党和政府工作重心下沉,关注基层群众的基本民生问题,从而建成高质量的人居环境。

环长株潭城市群建设用地扩张时空特征及其质量分析

探讨城市群建设用地扩张及其质量特征,对于构建高质量的城市群空间结构具有重要价值。以环长株潭城市群为研究对象,利用Landsat TM/ETM遥感数据,运用扩张强度指数、协调度模型和Tapio弹性脱钩模型对其建设用地时空演变和扩张质量进行多尺度分析,并运用Theil指数对其扩张质量的区域差异进行分析。结果表明:1)2000―2020年,环长株潭城市群建设用地面积持续扩大,阶段性特征显著,且空间分异格局明显。2)城市群整体建设用地与人口间的协调关系总体上处于不协调状态,但协调度的提升态势明显;都市圈尺度的人地协调关系的优化提升快于城市群整体。3)城市群整体建设用地与经济的脱钩关系总体上属于弱脱钩类型,且呈趋优趋势;都市圈尺度的脱钩耦合关系明显优于城市群整体。

长株潭城市群绿心区植被覆盖时空变化特征分析

植被覆盖度(FVC)是衡量地表植被状况的一个重要指标,是描述生态系统的重要基础数据,也是区域生态系统环境变化的重要指示;研究城市植被覆盖变化,可以为城市生态系统建设的可持续发展提供依据。利用Landsat系列数据,运用像元二分法对2000-2022年长株潭城市群生态绿心地区遥感影像的近红外和红光波段进行植被覆盖时空变化特征分析。结果表明:从时间变化上看,22 a绿心区植被覆盖度呈波段增长趋势,不同时间节点上发生植被覆盖度降低变化是由于生产建设活动所造成的。从长株潭城市群绿心区空间规划所规定的禁止开发区、限制开发区和控制建设区三类不同管控区域上看,高植被覆盖度地区面积占比为:禁止开发区(78.06%)>限制开发区(19.09%)>控制建设区(2.85%),低植被覆盖度地区的面积占比为:控制建设区(40.57%)>禁止开发区(35.28%)>限制开发区(24.15%)。整体而言绿心区植被覆盖明显改善,改善趋势和覆盖变异情况都很稳定,绿心区生态环境呈良性发展趋势,进一步完善规划、健全法规制度、强化监管可有力促进长株潭城市群地区的植被改善,将更好地发挥“绿心区”的生态屏障和生态服务功能。

基于机器学习的长株潭城市群PM_(2.5)重污染预报

为提高PM_(2.5)重污染的预报准确率,融合气象和环境资料、前期观测和后期数值天气预报数据、地面和高空预报因子,建立预报时效较长且准确度较高的机器学习模型库。以长株潭城市群的PM_(2.5)重污染天气预报为例,将数据预处理、特征工程、算法优选、超参数调优等技术方法运用于模型中,建立的重污染预报机器学习模型库可预报PM_(2.5)浓度和等级,预警4 d内的PM_(2.5)重污染。为增强模型的透明度,对其进行可解释性研究。事前可解释性分析表明,PM_(2.5)浓度预报模型存在事前三特性:前期要素比后期要素重要,环境要素比气象要素重要,地面要素比高空要素重要;事后可解释性分析表明,常德2022年1月18日的重污染天气过程受上游传输和本地污染累积的共同影响,其中传输的作用稍大。

长株潭城市群生态敏感性时空演变及其驱动因子研究

文章从自然要素和社会经济要素两个方面共选取12个指标,将层次分析法与熵权法相结合确定指标权重,应用加权叠加法计算生态敏感性综合指数,并运用格网编码法分析生态敏感性等级变化,探究长株潭城市群2000年—2020年生态敏感性的时空演变特征,运用地理探测器从地理分异的角度探究其驱动因子。研究结果表明:(1)长株潭城市群生态敏感性以不敏感和较不敏感为主,一般敏感等级呈包围式分布于中心城区较敏感与极敏感等级四周;(2)长株潭城市群2000年—2020年生态敏感性等级呈先上升后下降再上升的趋势,但总体来说以常年不变与波动不变区域为主;(3)长株潭城市群2000年—2020年生态敏感性地理分异主要受GDP、NDVI、人口密度、PM2.5含量的影响。