新疆博乐市生态环境变化对城市建设用地扩张的响应

城市化进程不断加快带来一系列的环境问题,其中,以城市生态恶化为表现形式的"城市病"越来越受到政府和社会的关注。因此,及时、准确、快速地探究生态环境演变对城市扩张的响应显得尤为重要。该研究基于遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI)分析博乐市2000―2016年生态环境变化情况并通过引入城市扩张强度、重心位移模型等方法,对博乐市城市空间扩张强度与形态进行分析,揭示城市生态环境变化对城市用地扩张的响应。结果表明:1)RSEI不仅适用于城市主城区的环境监测而且以行政边界为界限的整个城区的生态环境监测中同样可行;2)2000―2016年间博乐市生态环境质量有一定程度的恶化趋势,即RSEI均值从2000―2011年下降4.97%;从2011―2016年下降15.4%;3)生态环境变好的区域主要分布在山前平原区,老城区及其周围;生态环境恶化的区域主要分布在主城区的外围地区,沿博尔塔拉河两岸带状分布;4)城市扩张的区域与RSEI评价结果显示的生态环境状况恶化的区域基本重合。

新疆城镇化与生态环境耦合协调度及其空间特征分析

随着新型城镇化的推进,城镇化发展过程中面临着严重的生态环境胁迫压力,开展城镇化与生态环境耦合协调度研究,对新疆的可持续发展提供理论与方法支撑.基于熵值法与层次分析法构建新疆城镇化指数和生态环境指数,然后基于耦合协调度模型定量分析新疆各地、州、市城镇化与生态环境的耦合协调度,最后分析新疆城镇化与生态环境耦合空间分布特征.结果表明:1)2014年新疆城镇化与生态环境综合指数为0.29和0.42,总体水平较低;2)2014年新疆14个地、州、市城镇化与生态环境发展耦合协调度在0.41~0.64之间,跨越低、中2个级别,分别占地、州、市数量的46.7%和53.3%;3)从空间分布看,2014年新疆14个地、州、市城镇化与生态环境发展的耦合度存在地域差异性,表现为北疆优于东疆,南疆最低.

丝绸之路经济带核心区城市化水平与生态环境耦合协调关系综合测度

利用熵值法建立丝绸之路经济带核心区--新疆维吾尔自治区城市化和生态环境之间的耦合协调模型,并针对2个子系统建立相应的评价体系进行测度和分析。结果表明,2007-2016年新疆城市化水平上升速度较快,在此期间人口、经济、社会和土地城市化共同推动新疆城市化进程;而生态环境子系统表现出先降后升的"V"字形发展趋势。从2007-2016年2个子系统耦合度的时序特征来看,新疆城市化-环境系统耦合度处于0.240~0.500之间,经历了低水平耦合、拮抗并即将达到磨合阶段,基本处于中低水平。新疆城市化与生态环境在2007-2016年的耦合协调度经历了低强度低耦合阶段、中强度低协调阶段和中强度中协调阶段,基本处于中低水平,但也在逐渐提高,说明随着新疆城市化水平的逐渐提高,人地关系也在逐步协调。

基于天宫二号及Landsat8城镇生态环境现状评价

城镇化进程引发一系列环境问题,对区域可持续发展有一定制约作用,利用多源遥感技术能以快速、准确、客观定量的优势揭示区域生态环境质量的现状,对监测区域生态环境质量有非常重要的意义。基于天宫二号宽波段成像仪及Landsat8 OLI-TIR数据,采用主成分分析法,构建遥感生态指数(remote sensing based ecological index,RSEI)用于监测与评价我国西北干旱绿洲城镇生态环境现状,并探讨天宫二号宽波段成像仪数据在生态环境监测中的应用。结果表明:在当地生态环境起正向作用的指标是湿度(WET)、绿度(normalized difference vegetation index,NDVI),负向作用的是干度(normalized difference built-up index,NDBI)及热度(land surfce temperatune,LST),其中绿度(NDVI)对生态环境影响较大。2018年博湖县RSEI差等级[0,0.2)主要分布在城镇用地及北部未利用地;较差等级[0.2,0.4)主要分布在山体及沙地,受到平均气温较高,蒸发量较大,日照时较长等自然因素影响;湿地、耕地生态环境在良[0.6,0.8)和优等级[0.8,1.0]之间,说明该区域生态环境质量较好。根据生态环境质量空间分异特征,2018年研究区生态环境质量具有一定的内在联系,趋于集群的现象。该研究可为当地生态环境保护提供一定的科学依据。

西北地区人口-经济-水环境质量耦合协调发展研究

基于2005~2014年西北五省人口-经济-水环境质量相关数据,构建耦合协调评价指标体系。运用统计学和GIS方法对近10年来西北地区人口-经济-水耦合协调发展的时空演变进行分析,发现2005~2014年,耦合类别变化情况为勉强耦合-初级耦合-中级耦合,耦合协调度持续上升表明三个子系统之间的协调促进作用增强,系统逐步由无序走向有序;近10年来,西北五省耦合协调度均有不同程度提升,其中青海省提升幅度最大,达到了0.44,陕西省提升幅度为0.044,是五省中提升幅度最小的省区;不论是区域整体还是区域内部各个省份,经济和人口对系统的推动作用均逐步增强,而水环境质量则逐步失去对各区域发展的推动力,表明区域发展的动力逐步由资源转向经济和人口,发展的可持续性增强。

南疆环境违法行为的时空分布特征分析

以南疆2011年以来的环境违法行为作为研究对象,借助ArcGIS、AutoCAD等软件,运用GIS分析法处理空间数据、Ripley’s K函数分析违法行为时空分布模式。结果表明,南疆环境违法行为总体上呈现多中心分布格局,在城市化发展水平较高、工业相对发达地带存在明显的高发区;各种环境违法类型的空间格局大体相同,略有差异;环境违法行为的分布存在季节差异特点,但同一地州的违法行为趋势具有一定的稳定性;环境违法主要行业有化工、污水处理厂、造纸、建材、煤矿业、火电行业、石油行业、钢铁。

乌鲁木齐市水资源承载力的动态分析

中国是水资源短缺国家，水资源已成为制约中国社会经济可持续发展的重要因素。通过构建水资源承载力研究指标体系，选取16个水资源承载力影响因子，运用主成分分析的方法对乌鲁木齐市的水环境承载力进行动态的分析和研究。结果表明：乌鲁木齐市2004～2011年水资源承载力基本呈下降趋势．其中2005—2007年下降较为缓慢，2009～2011年下降较为明显，综合评价指数从1．0273上升至2．6919。影响乌鲁木齐市水资源承载力的主要因素涉及到社会经济与工业生产、人口、水资源开发及其利用等三大方面。乌鲁木齐市的水资源的利用程度非常高。且以后利用的发展潜力非常小。

乌鲁木齐市水足迹和水资源承载力动态特征分析

为了分析研究乌鲁木齐市水足迹和水资源承载力的动态特征,根据生态足迹法构建了乌鲁木齐市生活耗水、农业耗水、工业耗水、城镇公共耗水和生态环境耗水5个水资源指标,并利用水资源负载指数,研究了乌鲁木齐市2004-2011年水资源承载力、水足迹和水资源负载的动态特征。结果表明,2004-2011年乌鲁木齐市水资源承载力在波动中整体呈下降趋势,从2004年的1 767hm2下降到2011年的1 640hm2;总的水足迹从2004年的14 598hm2上升到2011年的18 988hm2;水资源赤字从2004年的12 831hm2上升到2011年的17 348hm2;水资源负载指数非常高,2011年达到63.22,远远超过了其Ⅰ级标准。表明乌鲁木齐市的水资源利用程度非常高,必须从外界引水才能满足其发展的需要。最后根据以上结论提出一些建议。

新疆艾比湖主要入湖河流同位素及水化学特征的季节变化

通过野外调查取样和室内测试分析,利用水文化学以及氢氧稳定同位素技术,分析艾比湖主要入湖河流氢氧同位素及水化学的组成特征,并探讨其季节性变化.结果表明:地表水水质指标高值多出现于博乐市、温泉市和精河县及艾比湖湿地附近,主要污染为水体富营养化、工矿业污染以及有机质污染,其污染程度夏、秋季高于春、冬季.河水的δ18O与δ2H存在明显的线性关系,其相关指数为夏季(R^2=0.99)>春季(R^2=0.98)>秋季(R^2=0.96)>冬季(R^2=0.90),均沿当地大气降水线分布,受西北干旱区强烈的蒸发作用影响,各季节河流斜率均小于8,氘过量参数值多为正值.博尔塔拉河与精河地表水体δ18O值整体上表现为沿流程逐渐偏正的趋势,博尔塔拉河水体氢氧同位素与高程相关指数表现为春季(R^2=0.70)>冬季(R^2=0.57)>夏季(R^2=0.45)>秋季(R^2=0.30),精河因其海拔差异不大,流程简短,与高程相关性低.博尔塔拉河和精河氢氧同位素与氯化物、硫酸盐、五日生物需氧量等指标间存在相关性,且在夏、秋季最大,相关系数R>0.75,与总磷、Cu2+、色度、浊度等指标基本都不显著相关,相关系数R<0.25.

新疆艾比湖流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在对流域可持续发展评估的研究中,生态系统服务价值的时空评估具有重要意义。以新疆艾比湖流域为研究区,基于1996-2016年的3期遥感影像和社会统计数据,对艾比湖流域土地利用和生态系统服务价值时空动态变化进行分析,并借鉴生态服务价值当量估算法定量探讨生态系统服务价值的变化特征,采用多元回归模型对流域土地利用和生态系统服务价值变化的驱动力进行分析。结果表明:1)1996-2016年,艾比湖流域耕地和建设用地面积变化最大,其占比分别从1996年的8.47%和0.42%,增加到2016年的15.28%和2.07%;林地、草地、湿地和水域的较少,但幅度较剧烈。2)近21a来,研究区生态系统服务价值总量呈持续减少的趋势,共减少了约85.863×108元,耕地、建设用地、盐碱地和沙地等土地利用类型的生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)值呈增加趋势;林地、草地、水域、湿地和未利用地等类型均呈减少趋势。3)空间上,21a间艾比湖流域ESV较高区面积逐渐减少,ESV较低区域面积逐渐增加,ESV中等区域呈现先减小后增大。4)回归分析表明影响艾比湖流域ESV变化的主要驱动因素是综合城镇化率、人口密度、气温和降水等指标,在未来的经济发展中,艾比湖流域要合理优化调整土地利用格局,保证生态系统的稳定-协调发展,实现经济-社会-生态的可持续发展。

西北地区5个省会城市宜居性评价

从衡量城市宜居性5个方面构建了宜居城市评价指标体系及其24项指标,采用多因素评价法用于评价2011~2016年西北地区5个省会城市的宜居性﹒结果表明:西北地区5个省会城市宜居水平发展速度都比较缓慢,即使每个城市的宜居性水平都在提升,但各个不同指标水平的区域分异与综合水平的区域分异仍然存在差异,不同的城市在不同的指标下都有各自不同的优势和劣势﹒

北疆城市化发展的经济社会资源环境耦合协调关系分析

对北疆主要地区城市化发展中的经济社会资源环境四个系统的协调发展关系进行研究及预测,为区域的可持续发展奠定基础.首先,建立了区域经济社会资源环境的耦合协调度指标体系,以北疆主要的5个地区为例,评价四个系统的发展水平;其次,运用耦合协调度模型的计算方法,对北疆5个地区的经济社会资源环境的耦合协调度进行实证分析;最后,引入ARMA模型预测法,对该区5个地州的经济社会资源环境的未来耦合协调度进行预测.结果表明:北疆五个主要地区的经济和环境增长较快,且二者互不影响,社会和资源的变化趋势不显著;四大系统的耦合协调度整体呈现波动上升趋势,主要制约因素是社会保障;未来5年四大系统的发展趋势与前10年的相似,总体表现为小幅上升的发展态势.

基于耦合的经济与生态系统演变分析——以新疆博乐市为例

基于遥感生态指数(RSEI)分别对2000、2010和2017年博乐市生态环境进行检测和评估,并基于耦合模型探究2000~2018年经济与生态的耦合协调关系,结合遥感生态环境质量监测图,综合分析得出两者之间的时空变化规律。结果显示:19年间,博乐市生态环境质量不断下降,而经济发展水平呈波动上升趋势;博乐市生态和经济二者的协调性由经济滞后的低水平失调型发展为生态环境滞后的高水平协调型,通过研究表明不合理的产业结构问题在博乐市的可持续发展中较为突出。因此,在后期经济建设中需改变经济增长方式,实现经济社会可持续发展。

我国城市化-土地利用-经济增长-旅游耦合研究

文章梳理了国内有关生态环境耦合协调的理论体系,对城市化、土地利用、经济增长、旅游经济等方面与生态环境之间耦合协调进行了深入分析;再对国家自然科学基金资助的有关生态环境耦合协调的研究和国内主要学术期刊进行定量研究,同时对我国生态环境耦合协调研究趋势进行了展望,表明我国生态环境耦合协调理论研究起步较晚,理论创新不足,研究中主要引用国外的理论方法,实证研究成果丰富但能够指导实践的不多,研究内容、方法单一,研究领域不广泛。2005~2016年间国家自然科学基金资助的有关生态环境耦合协调方面的研究总体呈现增长趋势;通过分析国内主要学术期刊论文统计结果显示,陕西师范大学在核心期刊上发表的论文数最多,陕西、新疆等5个省份成为研究生态环境耦合协调的核心区域,说明我国西北干旱生态脆弱区的生态环境已经受国家及相关研究者的关注,保护干旱区生态环境显得尤为重要。

博乐市城市化与大气污染之间关系研究

以博乐市为研究区域,选取2005～2016年博乐市11项城市化指数以及3项大气环境污染指数,并获取城市化发展综合指数以及大气污染物水平综合指数。计算过程中,把城市化发展指数作为自变量,SO_2、NO_2、PM_(10)污染物指数、大气污染物综合指数单独作为因变量,解析城市化发展综合水平与大气污染综合指数的关系,并分别对其进行二、三次回归模型的深入分析。结果表明:博乐市2005～2016年城市化发展指数与大气污染物综合指数出现"N型"库兹涅斯(ECK)曲线关系。由于研究周期不长,因而可能只得出真正的ECK曲线的一部分,博乐市城市化发展综合水平与大气污染物综合水平之间的演变规律有待进一步深化探索。

乌鲁木齐城市化与旅游业实证关系分析

旅游业与城市化对区域经济的影响趋于明显,二者之间的关系也广受学者的关注。在"丝绸之路经济带"建设的新形势下,乌鲁木齐作为西部的桥头堡城市,确定二者之间的因果关系对经济发展方式和社会稳定具有重要意义。本文采用格兰杰因果关系检验、VAR模型、方差分解等模型,对乌鲁木齐市1997-2016年城市化与旅游业指标体系进行加权,实证分析二者发展的响应程度。结果显示:①自1997年以来,乌鲁木齐市城市化发展进度与旅游业经历了非同步发展的演变过程;②旅游业是城市化发展的格兰杰原因,城市化却不是旅游业发展的格兰杰原因,二者只存在单向关系;③城市化发展水平的高低对旅游业的脉冲响应和方差贡献影响显著;反之,旅游业发展水平对城市化的脉冲响应和方差贡献则不明显。综上,利用定量实证分析乌鲁木齐市城市化与旅游业,探究其内部发展原因对其城市定位与发展具有重要意义。

基于灰色关联模型对乌鲁木齐市PM_(10)浓度的影响因素分析

基于乌鲁木齐市2006~2015年空气污染物数据、气象数据和城市发展数据,构建了乌鲁木齐市PM_(10)浓度影响指标体系,通过熵值法对PM_(10)浓度影响指标因子做了综合评价分析,利用灰色关联模型对PM_(10)浓度及其影响指标因子、影响指标层做了灰色关联度分析。研究发现:(1)PM_(10)浓度的影响指标因子依据其变化趋势可以分为两类;(2)城市化与产业结构对乌鲁木齐市PM_(10)的浓度影响最大(wi=0.418 1),其次是PM_(10)污染物来源(wi=0.387 9),空气污染物与气象要素对PM_(10)的浓度影响最小(wi=0.194 1);(3)从发展水平看,城市化与产业结构>PM_(10)污染物来源>空气污染物与气象要素;(4)在28个影响指标因子中,与PM_(10)浓度呈中度关联的指标因子有生活垃圾处理量、房屋建筑施工面积和地区工业总产值,其余25个指标因子与PM_(10)浓度都呈强度关联;(5)三个指标层与PM_(10)浓度的灰色关联度都为强度关联;(6)空气各污染物与气象要素对PM_(10)浓度的固有影响属性不会随着时间的推移而发生明显改变,PM_(10)污染物来源、城市化与产业结构对PM_(10)浓度的影响随着时间的推移影响程度减弱。

国际陆港城市经济系统脆弱性研究——以乌鲁木齐市为例

基于乌鲁木齐市2000~2013年发展统计数据,采用集对分析法,对乌鲁木齐市陆港经济系统脆弱性进行定量化综合测评。结果表明:2000~2013年,乌鲁木齐市陆港经济系统整体为临界脆弱状态,脆弱性由2000年的0.525上升为2013年的0.531;乌鲁木齐市陆港经济系统的敏感性与应对能力呈上升趋势,在敏感性波动上升与应对性平稳上升综合作用下,脆弱性在波动中未发生显著变化;地区基础设施建设不完善、贸易市场不集中、劳动力素质偏低和地区财政自给能力偏弱,是乌鲁木齐市陆港经济系统脆弱的主要特征。

基于DMSP/OLS数据的新疆城镇化进程研究

基于DMSP/OLS夜间灯光遥感数据,采用“象限4分法”对新疆城镇化发展从整体-部分-局部的区域性差异展开分析,探究新疆维吾尔自治区(简称新疆)1992—2013年城镇化发展进程。结果表明,1992年新疆城镇化水平较低,城镇化基础薄弱,城镇面积为4867 km^(2),城镇夜间灯光DN均值为19.2。1992—2013年发展迅速,城镇夜间灯光DN均值增长至35.5;按照天山山脉划分为南疆、北疆,发现北疆城镇化水平高于南疆;依据“奇策线”划分为东疆、西疆,发现西疆城镇化水平显著高于东疆。1992—2013年南疆、北疆城镇面积差由2831 km^(2)增长至4049 km^(2);东疆、西疆城镇面积差由3689 km^(2)增长至11329 km^(2),表明相较于天山山脉,“奇策线”对划分新疆城镇化发展水平效果更为显著;运用“象限4分法”对新疆城镇化水平对比分析,各象限城镇化水平差异显著,城镇化水平由高到低依次为第二象限、第三象限、第一象限、第四象限。综上所述,1992—2013年新疆城镇化发展速度较快,城镇化区域性差距较大,不同区域内城镇扩张速率有所差异,总体呈现区域内的发展不平衡。

塔里木河流域水资源承载力变化及其驱动力分析

通过构建水资源承载力指标体系,选取18个水资源承载力影响因子,运用主成分分析法对2005-2013年塔里木河流域水资源承载力变化趋势进行分析,并评价其驱动力。分析出2005-2013年,F值从-2.341 7增加到3.380 5,塔里木河流域水资源承载力总体上呈现明显下降趋势。农业生产和人口数量是塔里木河流域水资源承载力变化的主要驱动力。最后提出应合理控制农业人口数量,合理规划灌溉面积,推动产业结构调整,提高新型城镇化水平等建议,以增强水资源的可持续发展能力。