基于多源数据的城市活力空间特征及建成环境对其影响机制研究--以深圳市为例

采用城市POI、手机信令数据及夜间灯光遥感数据,以深圳市为例,构建城市活力度量指标分析城市活力的空间特征。构建“5D”指标体系度量城市建成环境,并运用地理探测器,探究建成环境对城市活力的影响机制。结果表明:1)深圳市城市综合活力显示出“南强北弱,西强东弱”的空间分异特征,空间分布极不均衡。城市综合活力最主要反映的是社会活力。2)城市综合活力、经济活力、社会活力、文化活力均受到建成环境的显著影响。高POI密度、高建筑密度、高平均建筑层数和高土地利用混合度对城市活力具有显著促进作用。3)居住人口密度与路网密度、土地利用混合度与路网密度等交互作用对城市活力产生更为积极的影响。4)在影响机制中,建筑密度、平均建筑层数为底层支撑因素,POI密度、土地利用混合度为直接驱动因素,居住人口密度为诱发因素,距行政区中心距离、交叉口密度、路网密度、地铁站点密度和公交站点密度为调节因素。

生态环境与城市化耦合协调度对生态红线划定的响应——以深圳市为例

基于PSR模型和主客观结合赋权方式构建生态环境与城市化水平综合评价模型,并以生态红线划定时间作为分析节点,利用耦合度模型、耦合协调度模型以及分段线性回归,探究2002—2018年城市化与生态环境的耦合协调关系,分析二者耦合协调度对生态红线划定的响应和时滞效应。结果表明:(1)深圳市生态环境水平总体呈良性发展,城市化水平增长态势明显;(2)基本生态控制线划定后,生态环境综合指数上升明显,城市化进程也在加快;(3)基本生态控制线划定后,约5年后耦合协调度曲线发生显著变化,实现精细化管理后约滞后1年产生影响。研究结果可以为细化和完善生态红线政策、促进生态环境与城市化协调有序发展提供与建议与参考。

基于生境质量的城市增长边界研究——以长三角地区为例

基于"生态优先"理念,提出一种利用生境质量评估策略的城市增长边界划定方法。结合Arc GIS和InVEST模型,通过综合评估生境自身及其在威胁情境下的质量,模拟各市独立规划、建设用地指标再分配及区域一体化发展的三类建设用地扩张情景,分别划定2024和2034年的长三角地区城市增长边界。结果表明:研究区生境质量总体呈南高北低格局,平均生态系统服务价值密度为10 770.604元/(hm2·a),高质生境位于西南地区;根据指标再分配及一体化发展情景模拟的2024年研究区建设用地总量分别为10 583.273 km2和10 489.090km2,2034年达到13 603.535 km2和13 252.370 km2;模拟的建设用地集中在东部沿海地区,并向北部及环杭州湾区域拓展;建设用地指标再分配能从整体上减少建设用地对优质生境的占用,区域一体化发展则能进一步降低城市发展造成的生态压力。

城市公共资源与人口分布的空间适配性分析——以深圳市为例

基于新数据环境支持,运用核密度估计、最近邻分析、多距离空间聚类、协同区位商和两步移动搜索等多种空间量化法,从适应性和匹配关系两个方面分析深圳市城市公共资源与人口分布的空间适配性。结果表明:1)不同城市公共资源与人口分布的空间适应性具有明显的相似性,表现为空间形态、分布模式和邻近效应相似;2)城市公共资源与人口分布的空间匹配关系存在差异,城市公共资源与人口密度的非匹配特征说明城市公共资源供需关系存在“失配”和“错位”现象。最后,针对资源要素的空间适配性问题,从城市和社区两种尺度提出针对公园绿地、教育机构和健康医疗等3类公共资源的优化建议。

城市居住空间生态质量评价--以深圳市为例

基于空间分析技术,应用生态系统服务理论与环境经济学方法考察城市居住空间生态质量,描述居民生活环境现状,为城市空间规划提供依据。以典型快速城市化地区的深圳市为例进行探讨,挖掘城市生态系统变化的根源所在并提出解决对策。研究结果发现:深圳市呈现出以福田为中心向两侧居住空间生态质量逐渐降低、东部优于西部、北部稍劣于南部的空间格局,这种格局是由城市规划和城市空间演进共同驱动形成的。因此,增加湿地和森林等生态用地规划与调整工业结构以消除污染,是改善城市居住空间生态环境,提高人民生活水平的主要政策方向。

基于生态系统服务的城市生态管理分区——以深圳市为例

生态系统服务是人类赖以生存和发展的基础,开展城市生态系统服务评估并对生态管理单元实行分区管控有助于人居环境的改善。针对高度城市化地区生态系统服务的功能特征,采用生态系统服务价值当量测算不同用地类型的生态系统服务价值。研究从生态功能和经济功能2个方面构建生态系统服务指标体系,对2017年深圳市666个社区单元的生态系统服务价值进行评估;运用空间自相关分析方法,依据局部空间自相关的集聚特征叠加产生的组合类型,划分不同社区生态管理单元,并提出生态分区管控策略。研究结果表明:(1)生态系统服务价值评估便于高度城市化地区城市生态系统服务功能的整体评价。(2)2017年深圳市生态系统服务价值空间差异明显,呈现东部高、中西部低的空间格局。深圳市生态系统服务总价值约583.96亿元,最高值为大鹏新区的160.25亿元,最低值为福田区的13.24亿元。(3)将深圳市666个社区单元划分为4类城市生态管理分区,并采用差异化的分区管控措施,表明有效的城市生态管理分区能够兼顾各项生态系统服务功能并实现功能效益的最优化。该研究结果可为区域生态系统服务精细化管理和生态治理差异化管控提供借鉴。

高度城市化地区建设用地扩展及其驱动力分析——以深圳市为例

基于年度土地利用变更调查数据,通过分析城市建设用地的时空变化、扩展强度和景观格局,探究深圳市1996―2016年城市建设用地扩展过程及其特征,揭示高度城市化地区城市建设用地扩展的空间分异,并采用回归分析模型,探讨社会经济因素对建设用地扩展的驱动机制,得到如下结果:1)深圳市建设用地扩展呈持续增长趋势,新增建设用地扩展模式差异显著,福田区和罗湖区以内部填充为主,南山区和宝安区以外部扩展为主;2)不同区域的建设用地扩展强度与景观格局指数的差异变化表明,建设用地空间扩展正从无序、同质化、低效蔓延,逐步向有序、异质化、高效利用转变;3)社会经济因素与建设用地扩展均显著正相关,常住人口的回归系数最大(0.578),固定资产投资额的回归系数最小(0.000),皮尔森相关性排序为常住人口>产业结构>GDP>固定资产投资额,说明人口对于建设用地扩展起决定性作用,固定资产投资体现为连接功能。

深圳市生态城市建设的定量评估及其发展方向

以深圳市统计年鉴、人口分布、城市建筑以及环境保护等资料为数据源，应用系统分析法和层次分析法，基于经济、社会、环境三大子系统构建生态城市评估模型，对深圳2004--2007年城市生态水平进行定量评价，并与广州、上海作对比分析。研究结果表明，深圳城市生态化水平较高且逐年递增，并略高于广州、上海；经济、社会、环境子系统对深圳生态城市建设的贡献度基本保持在25：35：40的稳定比例，表明环境子系统是生态城市建设的关键。对各子系统的具体分析表明，深圳的环境子系统欠缺稳定性，社会子系统指数有待完善，经济子系统则与发达国家、地区尚存差距。此外，资源利用、污染防治、产业结构与基础设施，则是当前深圳市生态城市建设面临的关键问题与重要发展方向。

基于人类活动氮输入探讨深圳市的城市生态风险(2000—2014年)

基于氮元素对人类活动的指示性,通过估算不同类型人类活动的氮输入量,整合与构建氮输入量变化趋势下人类活动生态风险评估框架。选择典型快速城市化地区深圳市为研究区,分析在城市社会经济发展趋于稳定时期,深圳市工业生产、居民生活和农业生产三类主要人类活动对城市生态环境的影响强度及其变化,结合土地利用数据,识别深圳市人类活动生态风险相对高值的区域。结果表明,2000-2014年间,工业生产氮输入量及居民生活中交通运输的氮输入量逐渐上升,居民生活氮输入量呈先升后降趋势,其占深圳市总氮输入量比重大,是深圳市主要的人类活动生态风险来源,所以深圳市人类活动氮输入量呈现先升后降的变化趋势:在空间分布上,生态风险相对较高的区域分布在南山区、福田区及罗湖区。为了降低人类活动的影响,建议目前应在产业升级与绿色出行方面上进行优化。

北京市景观演变与生态环境变迁研究

基于北京市1975~2002年5期MSS和TM遥感资料及该区的地理资料,通过图像处理和GIS分析,探讨整个北京市域范围内景观组分的变迁规律以及生态环境的相应变化。研究表明：27年间北京市景观生态组分结构变化较大,自然景观组分略增,半自然景观组分大幅度下降,人文景观组分迅速增加,且主要由半自然景观转变而来,说明城市建设用地主要占用的是耕地,同时也表明人类干扰强烈;此外,在不同的时段,景观组分之间景观类型的转变也比较频繁,景观组分转换比例较大的是半自然景观组分,说明半自然景观组分是北京市的一种相对不稳定的景观类型。在生态环境方面,市域内自然景观组分的增加,主要是水体、城市绿地、植被覆盖度的增加,与1975年相比,北京市的生态环境质量正在逐步提高,城市内部的环境质量也得到了一定改善。

北京市景观演变与生态环境变迁研究(英文)

On the basis of MSS and TM remote sensing data of 5 study periods during 1975-2002 as well as geographic data of Beijing City,evolution laws of landscape components and corresponding changes of the ecological environment are discussed through image processing and GIS analysis.The results show that structure of landscape eco-component changes greatly during the 27 study years,natural landscape components slightly increase,semi-natural landscape components drastically decline,humanistic landscape components increase fast and are mainly transformed from semi-landscape components,that is to say,urban construction land occupies a great number of farmland,and human interventions are serious;moreover,transformation among landscape components is also frequent in all study periods,semi-natural landscape components witness the largest transformation ratio,so semi-natural landscape components are a kind of relatively instable one in Beijing.In terms of eco-environment,natural landscape components within the city increase which is specifically demonstrated as increase of water,urban green space and vegetation coverage;compared with the data in 1975,it is obvious that eco-environment quality of Beijing is gradually improving,and urban environment quality also promoted.

基于能值分析的深圳市三个小型农业生态经济系统研究

应用能值分析方法,通过能值转换率,把深圳市3个农场生态经济系统的能量流、物质流、货币流和信息流转化为统一量纲———能值。在绘制能值系统概图和编制能值分析表的基础上,建立能值评价指标体系对3个系统的能值输入结构、生产效率、环境负载和可持续发展状况等进行分析和比较。此外,比较经济指标与能值分析结果,并采用情景分析对农场未来发展做出预测。能值分析方法不仅考虑环境及其服务功能对经济生产的贡献,同时能值交换率和能值产出率把系统经济流入和产出纳入分析过程,结合环境和经济评价,可用于综合分析农场生态效益和经济效益。研究结果表明:西丽果场是可持续发展能力最高的农场,碧岭现代农业科技园次之,而山海农场的可持续发展能力最低。都市农场应该大比例利用可更新资源,努力发展农业生产,并且积极提升农业的技术含量。在此基础上,控制规模合理地发展旅游经济,走高科技农业生态旅游之路。

基于生态系统服务簇的深圳市生态系统服务时空演变轨迹研究

明晰生态系统服务的演变特征,有助于针对性的提出区域生态系统服务提升决策,对于维持和改善人类福祉、促进城市可持续发展具有重要意义。以深圳市为例,选取11种生态系统服务,以街道为基本空间单元,对生态系统服务结构特征进行分类,进而探究生态系统服务的长时序演变轨迹。结果表明,深圳市生态系统服务簇有6种类型,分别为水文调节主导型、文化支持潜力型、服务枯竭型、水文调节控制型、水源消耗型、生态保育型;1980-2015年深圳市大部分地区的生态系统服务簇结构稳定,变化明显的地区大多毗邻香港;生态系统服务簇的时空演变轨迹类型有8种,以持续型轨迹为主;生态系统服务簇的时空演变轨迹与城市扩张具有一定的一致性,表明城市扩张对生态系统结构和功能影响的主导性。

基于多源大数据的深圳市生活性服务业空间格局及影响因素研究

基于生活性服务业POI、手机信令和管理人口数据等大数据,采用最邻近指数、核密度、熵指数及地理探测器方法,探究深圳市生活性服务业的空间格局及影响因素。结果表明:1)深圳市生活性服务业空间分布不均衡,主要集中在中、西部地区,总体呈现“两核-三带”的空间集聚特征;空间上呈带状发展形态,主要集聚在交通主干道及轨道线周边区域。2)大多数服务业类别的空间特征与总体生活性服务业的空间分布特征基本一致,少数区域因产业发展导致空间分布集聚的差异化。3)生活性服务业混合度在罗湖区、福田区、南山区类别相对均衡,在宝安区、龙华区等其他区类别相对单一,混合度高的区域大多集中在“两核”外的边缘区域,而不是POI密度最高的“两核”核心处。4)人口因素是影响生活性服务业空间格局的最主要因素,其次为交通因素,经济因素和空间因素的影响程度较低。5)各探测因子对各类生活性服务业空间分布的影响程度存在差异,不同年龄段因需求不同影响到各类别生活性服务业的空间分布。

基于氮排放估算的城市发展过程生态影响分析

基于氮元素对生态系统的重要性及其对生物生长、人类活动的指示性,本研究选择人类活动氮排放为切入点,广东省深圳市为研究区,估算快速城市化过程中人类活动所产生的氮元素排放量。研究主要由农业、工业生产及人类生活三方面进行计量,分析人类活动过程中的氮排放对生态环境的影响。基于1991-2012年深圳市人类活动氮排放分析结果表明,氮排放总量呈现波动而后下降的趋势,随着城市发展,深圳市农业氮排放比重明显减少,工业生产氮排放明显增加,人类生活方面的氮排放则先上升,后面呈现下降的趋势,显示高强度的工业生产及高密度的人口聚集为深圳市带来一定生态影响。

水体景观可视度对住宅地价溢出效应研究——以深圳市为例

为了研究"招拍挂"机制下水体景观可视度对地价的影响,使政府认识水体景观的意义,也为市场参与者做出理性竞买决策提供参考,基于深圳市土地房产交易中心的住宅土地交易数据、Google Earth和百度地图POI数据以及Landsat数据,使用地理加权回归模型,定量分析水体景观对住宅地价的影响,讨论水体景观可视度溢价的区位差异。结果表明,海域可视面积每增加1万平方米,住宅地价溢价为0.4~0.79元/m^2,增加0.005%~0.009%;水库可视面积等级每上升1级,对于地价的贡献为1176~1991元/m^2,增加13.490%~22.838%;二级河网可视长度每增加100 m,溢价为122~503元/m^2,增加1.399%~5.770%。水体景观可视度对深圳市住宅地价的影响呈现显著的空间异质性,二级河网可视长度的溢价从东至西逐步下降;海域可视面积溢价峰值区在福田区、罗湖区和盐田区,并向东西方向递减;水库可视面积等级对地价的溢价峰值主要在福田区、罗湖区、龙华和龙岗,并向东西方向递减。研究结果丰富了地价区位影响因素理论,并为景观可视度量化提供详细的参考资料。

社会-生态系统:研究态势、主题演进与地域实践

社会-生态系统综合了人类社会治理与自然环境利用研究视角,为解决全球生态问题提供新途径,是人地系统研究的热点。梳理和归纳社会-生态系统研究的发展历程和近今态势,总结前沿议题和地域实践,对人地系统耦合研究和可持续发展具有重要意义。主要发现如下:社会-生态系统研究领域整体发文量较少,发展阶段受国际重要研究计划和组织的直接影响;欧洲、北美洲和澳大利亚的高校、研究所和政府机构是领域内的主要研究力量,核心作者间合作紧密;我国社会-生态系统研究受资助力度逐年增加,研究内容不断深入,但在国际相关学术话语体系构建和关键作用发挥上仍有较大提升空间。社会-生态系统具有复杂性、地域性和动态性等特点,研究内容涵盖自然生态系统、气候变化、土地利用、社会治理与管理政策等主题,是综合了环境科学、生态学、地理学等自然科学与经济学、政治学和社会学等社会科学的多学科交叉领域;以脆弱性和韧性研究为起点,社会-生态系统研究的发展受到诸多人地关系研究工作的启发和推动,Olsson的动态连接分析、Redman的社会模式与过程和生态格局与过程、Ostrom的公共资源治理是目前影响较广的三个社会-生态系统研究框架。扰沌为解释社会-生态系统快速与慢速交互作用、局部与全球适应性变化提供理论基础,干扰响应机制、系统自组织过程、学习与适应性治理成为社会-生态系统研究核心。海岸带、干旱区和城市等生态环境与社会环境敏感区是社会-生态系统研究最受关注的地域。未来的工作应注重结合我国广泛的地域实践,推动社会-生态系统的理论与方法体系的完善。相关发现为社会-生态系统领域凝炼研究方向和深化科学问题提供了参考。

生态系统健康研究进展

健康的生态系统一般被视为环境管理的终极目标,进行生态系统健康研究对探索区域与生态系统可持续发展具有重要意义。随着国际生态与健康学会(International Association for Ecology and Health)的解体,生态系统健康研究视角出现转型。系统梳理了近年来国际上有关生态系统健康概念及其评估方法、指标的新进展,通过文献统计和重要文献引用揭示了国际生态系统健康研究的发展历程,提出了从生态系统健康到生态健康再到生态文化健康的三大核心框架发展阶段,生态系统健康的研究对象和范围正在不断扩充。资源环境研究领域是国内研究者应用生态系统健康概念与方法的优势领域,在区域尺度上评价生态系统的健康更贴近资源环境和社会文化交互作用的复合表征理念。因此,我国生态系统健康研究的趋向不仅应包括在生态系统尺度上研究的继续深化,也应包含对生态文化健康概念的完善与应用,并发挥地理-生态视角的区域集成研究优势,从而有效指导区域生态与环境政策制定与实施。

区域水安全格局构建:研究进展及概念框架

随着全球变化背景下生态安全问题的日益严峻,生态安全格局研究成为宏观生态学关注的热点领域;水作为重要的自然生态要素,其安全格局的构建也是区域生态安全格局优化的重要组成部分,但目前其基本内涵、构建理论与方法、指标体系等尚未受到足够重视,缺乏系统梳理。在对比分析资源、环境与灾害等多学科视角下水安全概念异同的基础上,明晰了区域水安全格局的概念内涵,将其定义为保障区域水安全目标的土地利用空间格局;系统探讨了水安全格局构建历程与方法研究进展,指出水安全研究正由定量评价向空间管控转型,水环境安全格局构建严重滞后,缺乏水安全格局与自然生态过程、社会经济过程的耦合关联分析;最后,基于景观生态学格局-过程互馈理论和地理学区域综合视角,以GIS空间分析、In VEST模型等为技术支撑,构建了水资源安全、水环境安全和水灾害规避安全3个单一维度的水安全格局,并提出基于空间多准则分析模型的区域综合水安全格局构建概念框架,以期有效提升中国城市化进程的水安全格局保障。

矿区生态风险评价研究述评

作为世界上矿产资源最丰富的国家之一,我国的矿山开采活动在给经济发展注入强大拉动力的同时,也给矿区生态环境带来了巨大的生态风险。总结前人相关研究,在对比分析了矿区生态风险及其评价与区域生态风险评价异同的基础上,初步明晰矿区生态风险具有风险源的多样性、空间影响边界的模糊性、随空间距离的衰减性及时间累积的延续性等特性。目前矿区生态风险评价的矿区类型过多集中于金属矿区的重金属污染等单项风险,对综合生态风险评价的重视不充分,多基于景观格局、生态环境问题视角,结果多对斑块或生态系统风险评价进行拼接,欠缺基于空间异质性的整体综合;风险度量模型、指标体系法和空间分析法则是较为常用的矿区生态风险评价方法,但在模型模拟方面略显不足。基于现有研究进展,预期矿区独特性的体现、空间格局的关注、"3S"技术的综合应用、生态安全阈值的设定、不确定性表征、基于评价结果的风险规避等将有望成为未来研究的重点。