基于生态优先与未来情景模拟的城市群国土空间开发适宜性评价——以闽三角城市群为例

从自然环境、经济社会和未来开发适宜性3个维度构建耦合情景模拟的动态评价框架,通过层次分析法、元胞自动机模拟、多要素空间叠置等方法与技术,对闽三角城市群国土空间的开发适宜性进行评价.结果表明,闽三角地区内适宜、基本适宜、基本不适宜、不适宜的面积占比分别为9.84%,27.71%,27.58%,34.87%,开发适宜性整体上由沿海向内陆减弱,适宜与基本适宜地区分布呈现“中心外围”格局.厦门市的适宜开发区面积占比最高(18.95%),泉州市临海各县市适宜区的面积均超过10%,漳州市的开发适宜性程度相对较低.基本不适宜与不适宜区的面积在闽三角生态涵养区的占比高达79.35%,92.80%,适宜程度高值区与福建省主体功能区划中的重点开发区重叠.顺应未来用地需求及各县市的发展潜力和优势,是优化闽三角城市群国土空间结构的关键.

闽三角林地景观结构与功能连接度的空间耦合关系

以闽三角地区为例,为探讨景观连接度不同评价方法的科学性,提出一种基于最小耗费距离模型的成本距离指数表征景观功能连接度,并与传统的基于景观格局指数的景观结构连接度度量指标进行比较,揭示两者的空间耦合关系,为景观连接度的有效评价提供支持。结果表明:(1)2000—2020年,林地与其他土地利用类型之间发生不同程度的转化,林地转为建设用地370.72km2,占总转出面积的77.28%;草地和耕地转为林地80.45km2,占总转入面积的90.53%。(2)20年间,林地景观结构与功能连接度总体呈减小趋势,其中,湖里区林地景观结构与功能连接度降幅均最大,斑块密度、最大斑块指数、聚合度指数和斑块结合度指数分别下降了76.47%、51.33%、68.13%和68.40%,成本距离指数增加了178.56%。(3)成本距离指数与斑块密度、最大斑块指数、聚合度指数、斑块结合度指数和景观结构连接度综合指数均为负相关。(4)在研究期间,双变量局部空间自相关聚集类型由低⁃高转化为高⁃高,结构连接度无变化时,景观功能连接度降低;由高⁃高转化为低⁃高,结构连接度无变化时,景观功能连接度增加,表明运用成本距离指数表征景观功能连接度,比景观格局指数表征的景观结构连接度更为敏感。因此,成本距离指数在度量快速城市化地区的景观连接度时具有优势;而在海拔较高、地形复杂以及受人为干扰少的地区,景观格局指数和成本距离指数的适用性相近。研究结果可为闽三角地区生物多样性保护工作提供科学参考依据,为研究不同方法对景观连接度评价的影响提供新思路。

闽三角城市群生态系统服务权衡的时空动态与情景模拟

闽三角城市群由厦门、泉州和漳州3个城市组成,是我国沿海开放地区之一。21世纪以来,快速的城镇化过程严重影响了该区域的生态安全以及生态系统服务功能,制约了当地的经济社会可持续发展。因此,研究闽三角城市群的生态系统服务权衡协同关系,对该区域的生态安全协同联动管理以及社会经济可持续发展具有重要意义。估算了闽三角城市群的保水服务、保土服务、NPP和食物供给4种生态系统服务功能,使用空间分析和空间统计等方法分析其时空动态变化和相互之间的权衡协同关系,并在不同情景下模拟了2030年的生态系统服务空间分布和权衡关系。结果表明:2005-2015年来,闽三角城市群的保水服务、保土服务、NPP和食物供给四种生态系统服务功能均呈下降趋势;在2005-2015年间,闽三角城市群的保水、NPP与保土3种服务之间呈现协同关系,食物供给服务与其他三种服务均呈权衡关系,虽四种服务的权衡协同关系未变,但权衡协同程度发生了复杂的变化;在空间分布特征上,晋江流域的生态系统服务权衡协同程度均高于九龙江流域,闽三角3个城市的生态系统服务权衡协同关系统一呈现厦门市>泉州市>漳州市;在不同情境设置中,自然情景下4种生态系统服务出现大幅降低,协同关系主要呈降低趋势,而权衡关系加剧,与规划情景相比,保护情景下的协同关系更高,权衡关系更低。

基于GIS多准则评价与BP神经网络的暴雨洪涝灾害风险辨识--以闽三角地区为例

灾害风险辨识是灾害有效防控的重要环节之一,辨识体系与风险水平之间的非线性复杂关系使研究方法向精细化、智能化转型。闽三角地区是我国重要的沿海经济开放区,独特的“山-海”自然地理格局、起伏破碎的地形、高发的台风暴潮和极端短时降雨特征使其常遭受洪涝灾害侵扰。以闽三角为例,将生态服务价值纳入风险评价体系,构建基于GIS多准则评价与BP神经网络模型的风险辨识方法,旨在完善评价体系的同时,弥补传统评价方法存在的非线性缺陷和主观依赖,并以此为基础,进一步探究该地区风险空间分布规律和空间格局,为灾害风险防控提供思路。结果表明:①基于GIS多准则评价与BP神经网络模型的风险辨识方法能够系统准确的认知暴雨洪涝灾害风险水平与空间分布;②高风险区主要分布在河流沿岸、河口处、湾区,且人口、经济活动较活跃地区,城市化发展快速区与缓慢区相比,更容易遭受洪涝灾害威胁;③洪涝风险以高-高和低-低集聚为主,风险根据空间自相关性特征分为“整体随机”“局部随机-邻域集聚”和“整体集聚”三种类型。最后根据风险特征将闽三角地区高风险分为“厦门集美版块”“泉州湾区版块”“漳州县区版块”,分别提出灾害治理建议。

城市化进程对暴雨洪涝灾害风险影响效应研究——以闽三角地区为例

暴雨洪涝灾害是威胁城市持续稳健发展的常见灾种,城市化对灾害风险存在加剧或抑制的复杂作用。以闽三角为例,基于多源数据、GIS多准则评价、BP神经网络模型辨识风险分布,采用空间计量模型分析社会经济城市化、土地城市化与灾害风险的特征,判断不同城市化水平的高风险区分布及风险因子对灾害的影响效应。结果表明:(1)闽三角综合高风险区主要分布于河流沿岸、河口和湾区附近;(2)社会经济城市化水平较高的地区脆弱性高,城市化水平较低的地区危险性高;(3)洪涝灾害风险与土地扩展强度存在显著聚类和空间正相关的可能性,而快速城市化地区更容易受到洪涝灾害风险的威胁;(4)空间滞后模型计算结果表明危险性风险与人口聚集为正相关,与社会经济活动活力存在负相关,即人口密度大、社会经济失活,灾害危险性越高。最后针对不同城市化水平高风险点提出灾害防控建议。

基于情景模拟的闽三角城市群承洪适灾网络构建及规划响应策略

为降低洪涝灾害的风险,基于韧性承洪的理念,构建闽三角城市群承洪适灾网络体系。在明晰既有研究不足和学科需求的基础上,阐述了由自然生态适灾系统和社会适灾应急系统两个层面构成的生态-社会适灾网络理论;确立了结合机器学习的洪涝灾害情景推演、结合成本路径计算的绿色基础设施网络构建、结合空间图形分析的疏散通道网络构建、结合定性分析的适灾规划响应策略构建4项核心技术流程。从闽三角城市群生态适灾网络和社会适灾网络的视角出发,划定适灾基底与预警范围;构建基于绿色基础设施网络与疏散通道网络有机结合的“生态-社会”综合适灾网络,并围绕网络构建结果,提出基于网络优化的规划响应策略。本研究丰富了城市群尺度承洪适灾网络的理论框架和构建方法,为实现洪涝灾害韧性防控和交叉学科技术融合提供借鉴与参考。

闽南金三角城区老年人体育活动现状调查分析

对福建省闽南金三角 (厦门、漳州、泉州 )城区 5 0 0名老年人体育活动现状进行了调查研究 ,结果表明 :经常性参加体育活动已经成为大部分老年人生活方式的重要组成部分 ;增进健康、延年益寿是活动首要动机 ;松散型、自发型是活动的主要组织形式 ;活动项目具有显著的性别差异 ;广场、公园是活动的主要场所 ,活动时间多选择早晨 ,活动频率较高 .缺乏适合活动的场所和器材 ,缺乏有力的组织和科学指导是影响老年人体育活动的主要因素 .

珠三角区域创新能力评价研究

以珠江三角洲区域为例,应用min-max标准化分析方法,评价2010—2015年该区域的创新能力。实证分析发现,珠三角的区域创新能力总体呈上升趋势,但是还存在城市间创新能力不平衡、教育科技支出少、知识未能有效转化等问题。在此基础上分析产生这些问题的原因,并提出改进措施。

基于地理探测器的闽三角城市群植被覆盖时空变化及影响因素研究

基于研究区1995、2000、2005、2010和2015年的Landsat TM/OLI影像,定量分析其植被覆盖空间格局及其变化规律,并运用地理探测器探究植被覆盖影响因素的空间差异性.结果表明:1995-2015年闽三角城市群低、中低植被覆盖总体增加,中、中高和高植被覆盖总体减少,植被覆盖整体呈退化趋势;闽三角地区植被覆盖水平与垂直空间变化明显,其中在水平空间上,严重退化区和中度退化区主要位于泉州东南区域和厦门地区;在垂直空间上,植被覆盖度分别在海拔1 200~1 500 m、坡度30°~40°达到最大值,阴坡植被覆盖度高于阳坡,而平地植被覆盖度最低;植被覆盖变化主要受人类活动影响,其中人口密度、建设用地和GDP的影响较大,双因子之间的协同作用相对于单因子对植被覆盖变化的影响力更强.

基于生态足迹法的闽三角城市群生态安全评价

生态安全已经成为时下研究的热点问题,而生态足迹法(Ecological Footprint)是评价区域生态安全的重要方法之一。然而,目前鲜有应用改良后的生态足迹方法探讨海湾型城市群生态足迹以及生态安全状态的成果。鉴于此,论文以闽三角城市群为研究区,以NPP数据反映现实生物量,采用"国家公顷"实现产量因子区域化,测算2010—2015年的区域生态足迹、生态承载力、生态赤字以及生态压力指数,评价区域生态安全状态。结果表明:2010—2015年间,闽三角城市群的生态足迹快速增长,其中泉州与漳州增长迅速,而厦门则略有下降;区域总体生态承载力缓慢下降;城市群大部分区域呈现生态赤字且越发严重,其中厦门最为严重,泉州次之,漳州相对较轻;城市群生态压力指数持续增长,生态安全等级升高,与生态赤字情况总体相符,生态安全问题亟需解决。有助于拓展与丰富生态足迹与生态安全研究的视角与案例,并为城市群可持续发展提供科学依据和决策支撑。

闽三角城市群生态安全动态评估

人口高度密集、经济社会发达的城市群可能诱发严重的生态安全问题,然而目前对闽三角这样的中小型城市群的生态安全研究成果相对较少。论文以闽三角城市群为例,将灰色系统理论与熵值赋权法相结合,采用压力-状态-响应(pressure-state-response,P-S-R)模型,分析了闽三角城市群不同时期(2004、2010、2015年)生态安全动态变化。结果表明:(1)闽三角城市群生态安全状况在这一时期呈现出由较安全向较不安全转变的趋势,且内部差异明显;(2)厦门市生态安全综合指数(0.894 8～0.728 4)高于泉州市(0.446 7～0.444 2)与漳州市(0.624 8～0.451 8),处于较安全水平,而泉州市和漳州市生态安全水平均在良以下水平,生态安全形势严峻;(3)泉州市生态安全压力指数(0.574 1～0.604 6)、响应指数(0.545 6～0.594 8)表现出由较不安全水平转变为临界安全水平的态势,生态安全状况有好转趋势,状态指数(0.494 5～0.473 4)始终在较不安全水平;(4)漳州市生态安全压力指数(0.754 9～0.519 8)、状态指数(0.532 5～0.467 8)、响应指数(0.662 0～0.642 8),从2004—2015年逐渐降低,漳州市生态安全状况堪忧。

基于SCS-CN与GIS耦合模型的闽三角城市群承灾空间淹没风险研究

以闽三角城市群为研究对象,创新水文SCS-CN算法与GIS耦合技术,计算出不同暴雨重现期(5 a,10 a,50 a一遇)下的淹没范围,构建闽三角城市群内涝淹没风险评估体系。通过地理探测器进一步探究淹没风险与社会生态系统空间分布规律,为闽三角城镇群的生态安全保障与可持续发展提供技术支撑。研究表明:闽三角城市群内涝淹没区空间上呈现沿河道向入海口与海岸线聚集的状态,其风险性由海岸向内陆逐步递减。淹没区等级一类,二类,三类风险区占研究区面积的10.2%,14.6%,27.4%。厦、漳、泉市的淹没面积分别为135.67 km^(2)、304.10 km^(2)、572.09 km^(2)。其中一类风险区占比分别为84%,78%,62%,进一步确定研究范围内高频发淹没地段的具体位置。最终通过分析八类主要的社会生态因子与淹没区的空间异质关系,在区域层面提出兼顾城市开发强度的内涝防控分区。

闽三角地区城镇空间扩张对区域生态安全格局的影响

城镇扩张是地表覆盖形态变化的重要驱动力。城镇用地扩张的影响范围可辐射至区域层面,进而推动城镇周边乃至区域的生态环境演变。以东南沿海地区(含厦门、泉州和漳州,简称闽三角)为例,采用GIS分析和数理统计相结合的方法,刻画了城镇扩张过程对区域内以林水格局为代表的生态安全格局的影响,并分析了其差异。结果表明:①城镇扩张过程与生态安全格局的演变特征紧密相关;②城镇扩张过程对区域生态安全格局演替存在显著影响,城镇扩张的不同阶段对区域生态安全格局的影响存在显著差异,差异主要体现在最大斑块指数和斑块聚合度等指数的变化中;③不同景观指数在该过程中表现各异,其中,斑块占比是城镇扩张过程中区域生态安全格局演变的主要响应指数,景观形状指数是唯一表现出尺度效应的指数。研究结果可为优化区域生态安全格局,合理规划管理城镇扩张提供科学参考。

闽三角城市群洪涝灾害风险分区及规划策略探讨

灾害风险分区研究是灾害科学防控和城市韧性建设的决策基础,但目前洪涝灾害风险评价大多离不开主观因素判断的影响,弱化或忽视城市化背景下灾害风险的异质性。基于主成分分析和神经网络算法,分别对闽三角城市群城市化水平和洪涝灾害风险进行辨识,采用统计学、空间计量学等手段探讨城市化过程对闽三角城市群洪涝灾害的系统耦合效应、空间作用效应和风险主控效应,根据综合效应特征将闽三角高风险区分为正向作用区、双向作用区和负向作用区,并提出"辨异识重-协调衔接-博弈权衡"的分区规划策略,以达到提升城市群风险防控效率、保障国民生命财产安全及生态系统稳定的目的。

从“对立”到“统一”——兼具社会经济发展与生态保护的城市用地开发路径探讨

我国城市社会经济发展与生态保护的矛盾依然突出,城市用地开发失序对生态安全和城市安全造成持续威胁。以闽三角地区为例,以动态多情景模拟预测和方向分布规律分析为基础,提出用于缓解城市社会经济发展和生态保护之间矛盾的“方向调节-强度调节-效果调节”城市用地开发路径:(1)根据用地开发的重心在不同发展情景的转移特征,预判各区县最佳开发方向;(2)根据不同发展情景下各区县用地结构的变化趋势,分圈层匹配合理的开发模式;(3)根据城市规划体系尺度划分,以及城市用地开发模式对生态系统服务价值的空间异质性分布特征,构建梯度式城市资源分配路径。为顺应生态系统进化的城市绿色发展提供理论框架和科学依据。

闽三角土地利用变化下的生态系统服务价值分析

选取闽三角地区2000年、2005年、2010年的Landsat TM和2015年的Landsat Oli影像,采用人机交互的方式对影像进行解译,提取多时相土地利用类型数据,计算土地利用动态度,结合生态系统服务价值及敏感性分析,系统分析了闽三角地区土地利用变化下的生态系统服务价值变化特征.研究结果表明:研究期内,林地和耕地面积一直处于减少的状态,建设用地面积处于持续增长的状态,后10 a的土地利用变化速度相对前5 a有所加快.生态系统服务价值呈逐渐下降趋势,总的生态系统服务价值2015年比2000年少了47.61×10~8元.各个土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明生态系统服务价值对生态系统服务价值指数缺乏弹性,研究结果可信.

基于POI数据的城市群公园绿地规模效益评价——以闽三角城市群为例

近年来,国家大力推进生态文明建设,公园绿地作为城市公共绿地的重要组成部分,具有显著的生态维护与公共服务功能,对其规模效益的研究是改善城市生态环境与完善城市治理不可或缺的环节。城市群在当今社会日益成为区域经济发展与国家参与全球竞争的重要地理单元,基于大数据背景对闽三角城市群展开研究,借助POI数据与DEAP软件,运用CRS-CCR、VRS-BCC和DEA规模效益模型,实现对城市群公园绿地整体的规模效益评价,进而探究城市群内部区域公园绿地规模效益的特征,并探讨整体与内部一致性问题,以期在此基础上为城市生态文明建设与城市群公共资源均衡发展提供有益建议。

闽三角区位优势提升存在的问题及相应对策

海峡西岸经济区的建设需要具有一定规模的城市群作为增长极,以厦门、漳州、泉州为中心的闽三角拥有这样的潜力.实现区域整合有利于对接珠江三角洲、长江三角洲繁荣经济带;闽三角区域整合有利于本区域内资源互补,提升海峡西岸在新经济形势下竞争力;闽三角增长极的实现必然促使福建在"大三通"的历史机遇中发挥更大的对台优势.

2000年以来4个时期闽三角城市群中的湿地格局及变化

以闽三角城市群湿地为研究对象,利用由2000年、2005年和2010年遥感影像解译出的3个时期的土地覆盖数据和由2015年地理国情普查地表覆盖数据得到的闽三角土地覆盖数据,提取出湿地信息;选取斑块数量、斑块面积、斑块比例和斑块密度、香浓多样性指数、香浓均匀度指数和聚合度指标,采用景观格局分析方法,研究4个时期的湿地格局及变化,剖析闽三角城市群湿地格局变化的内在驱动因素。研究结果表明,与2000年相比,2015年,闽三角城市群湿地总面积明显减少,其中,滩涂面积增加,而河流/湖泊、盐沼、红树林潮滩、水田、水库/坑塘、养殖塘和围垦海域的面积减少;2000~2005年,闽三角城市群湿地景观的多样性指数减小,均匀度指数增加,聚合度降低,湿地格局趋于不稳定;2005~2015年,闽三角城市群湿地景观的多样性指数增加,均匀度指数减小,聚合度减小,景观异质性增加;经济发展、人口数量和建筑用地面积增加是闽三角城市群中的湿地格局变化的主要驱动因素。

闽三角城市群生态网络分析与构建

快速城镇化进程导致区域生境斑块日益破碎化和孤岛化,科学构建生态网络是有效连接生境斑块的重要手段,对保障区域生物多样性和生态安全具有关键意义。以闽三角城市群为研究对象,依照"生态源地识别—阻力面设置—潜在廊道模拟"模式,根据生物栖息地适宜性评价识别生态源地,采用夜间灯光数据修正传统土地覆被赋值确定生态阻力面,基于最小累积阻力模型模拟潜在生态廊道。在此基础上,结合潜力模型进行廊道重要性评价,通过计算网络连通性指数和经济成本比确定廊道提取的合理阈值,提出生态与经济并重型生态网络构建方案。研究结果表明:(1)识别的生态源地共计45处,总面积约为3542 km2;模拟的潜在生态廊道共计990条,总长度约为5941 km。(2)源地及廊道的分布均呈现出显著的空间分异,研究区西北部山区丘陵地带的德化县、安溪县、南靖县等分布较为密集,而东南沿海建成区几乎没有分布。(3)0.73分位数所对应的网络连通性指数成本比达到最高值,此方案下提取的268条潜在廊道可有效连通45处生态源地。研究结果从生态保护与经济发展兼顾视角合理构建区域生态网络体系,可为闽三角城市群生态网络的建设优化提供科学依据。