地理研究  2017 , 36 (3): 441-452 https://doi.org/10.11821/dlyj201703004

研究论文

基于生态安全格局的关中城市群生态空间结构优化布局

杨天荣12, 匡文慧1, 刘卫东3, 刘爱琳12, 潘涛24

1. 中国科学院地理科学与资源研究所,陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101
2. 中国科学院大学,北京 100049
3. 中国科学院地理科学与资源研究所,区域可持续发展分析与模拟重点实验室,北京 100101
4. 中国科学院新疆生态与地理研究所,荒漠与绿洲生态国家重点实验室,乌鲁木齐 830011

Optimizing the layout of eco-spatial structure in Guanzhong urban agglomeration based on the ecological security pattern

YANG Tianrong12, KUANG Wenhui1, LIU Weidong3, LIU Ailin12, PAN Tao24

1. Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3. Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
4. State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS, Urumqi 830011, China

通讯作者:  匡文慧(1978- ),男,内蒙古乌兰察布人,博士,副研究员,研究方向为土地利用/覆盖变化与城市生态环境。E-mail:kuangwh@igsnrr.ac.cn

收稿日期: 2016-08-22

修回日期:  2017-12-23

网络出版日期:  2017-03-20

版权声明:  2017 《地理研究》编辑部 《地理研究》编辑部

基金资助:  国家自然科学基金项目(41530751)

作者简介:

作者简介:杨天荣(1991- ),男,甘肃白银人,硕士,研究方向为城市土地利用与生态环境。E-mail:yangtr.14s@igsnrr.ac.cn

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摘要

构建区域生态安全格局、优化城市群生态空间结构,有利于促进社会经济与生态环境的和谐发展。以中国西部关中城市群为例,在RS与GIS技术支持下,通过生态服务重要性与生态环境敏感性评价识别生态源地,并基于最小累积阻力模型构建区域生态安全格局,进而开展生态空间结构优化布局研究。结果表明:① 生态保护源地面积共26191.19 km2,占全区的47.51%;② 除生态源地外,低、中、高水平安全格局区域分别占全区的39.14%、9.86%和3.49%;③ 源间廊道多呈南北走向且连通成网状的程度较低;④ 提出构建以“四带、三区、七组团、十廊道、多中心”为核心的“绿心廊道组团网络式”布局体系,优化关中城市群生态空间结构。本研究可为区域生态保护与城市群可持续发展提供参考与借鉴。

关键词: 城市群生态空间结构 ; 生态安全格局 ; 绿心廊道组团网络化模式 ; 关中城市群

Abstract

Constructing regional ecological security pattern, as well as optimizing the eco-spatial structure in urban agglomerations, will promote the harmonious development of the social economy and ecological environment. Based on RS and GIS technology, the study takes the Guanzhong urban agglomeration in western China as an example to identify the ecological source area according to the importance of ecosystem services and eco-environment sensitivity evaluation. We constructed the regional ecological security pattern by using the minimum cumulative resistance model, and optimized the layout of eco-spatial structure in the region. Results showed that: (1) the ecological source area was 26191.19 km2, accounting for 47.51% of the region's area; (2) except the ecological source region, the areas of low, moderate and high level ecological lands accounted for 39.14%, 9.86% and 3.49%, respectively; (3) the corridors between the ecological source region lie mostly in south-north directions and have low connectivity; (4) we aimed to construct the system of "the mode of corridor group network with green cores" with "four belts, three regions, seven groups, ten corridors, and multi centers", so as to optimize the optimization layout. This study provides a reference case for regional ecological protection and sustainable development of urban agglomerations.

Keywords: eco-spatial structure in urban agglomeration ; ecological security pattern ; the mode of corridor group network with green cores ; Guanzhong urban agglomeration

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杨天荣, 匡文慧, 刘卫东, 刘爱琳, 潘涛. 基于生态安全格局的关中城市群生态空间结构优化布局[J]. , 2017, 36(3): 441-452 https://doi.org/10.11821/dlyj201703004

YANG Tianrong, KUANG Wenhui, LIU Weidong, LIU Ailin, PAN Tao. Optimizing the layout of eco-spatial structure in Guanzhong urban agglomeration based on the ecological security pattern[J]. 地理研究, 2017, 36(3): 441-452 https://doi.org/10.11821/dlyj201703004

1 引言

生态空间结构合理有序是城市群赖以生存和发展的自然基础与生态保障,优化城市群生态空间结构有利于提高区域生态环境承载力并促进社会经济与生态环境的和谐发展[1,2]。作为中国的主体城市化区和核心经济发展区,城市群是否能够健康协调持续发展,深刻制约中国未来社会经济的发展走向[3,4]。但随着城市化进程不断推进,城市群原有生态空间结构遭到一定程度的破坏,导致人口、资源、环境压力逐渐增大,生态环境恶化、资源供给不足等区域生态安全问题日益突出,并上升到国家安全层面[5,6]。因此,合理优化城市群生态空间结构,保障区域生态安全需求,协调环境与发展和谐共赢,对于实现中国生态文明发展目标与新型城镇化发展战略具有重要的理论和现实意义[7,8]

优化城市群生态空间结构,即通过对城市群内部(包括城市内部)生态基质、斑块及廊道的优化重组,改善区域生态环境状况并促进其可持续发展[2,8]。其研究在国外可追溯至20世纪40年代,英国的大伦敦规划、法国的大巴黎地区规划及德国的柏林—勃兰登堡地区发展规划等,就已经提出通过合理规划布局绿化带、楔形绿地来对城市化扩张进行管控与引导[9-11]。国内相关研究以典型地区“生态城市”建设规划为主,城市群层面研究相对较少且主要集中在珠三角、长株潭及中原城市群等地区[2,12-14]。其中,郭荣朝等按照空间相互作用、互利共生和协同进化的原理,优化重组生态廊道、斑块和基质,构建了中原城市群“廊道组团网络式”生态空间结构组合模式[2];陈勇基于生态安全和可持续发展需求,整合各类景观要素形成了珠三角城市群“两带五廊”生态空间格局优化方案[13];赵婷婷等提出构建“一心、一带、多廊道、多斑块”的网络式框架,以改善长株潭城市群生态环境问题[14]。上述研究多集中在东南沿海和中部经济相对发达地区,而针对经济日益发展壮大的西部地区城市群则鲜有报道,且缺乏较为定量化的空间结构组分识别与生态功能区划。

构建区域生态安全格局作为实现区域生态安全的基本保障和重要途径,能够有效化解生态保护与经济发展的矛盾,其成果可直接用于城市空间结构优化与生态保护建设,为城市群生态空间结构优化布局提供了定量化研究先例[15,16]。近年来,国内学者已将其应用于城市化地区土地利用或生态用地功能分区与规划管理[17-19]、生态廊道网络架构[20]、生态安全格局构建与评价[21-23]等研究中,取得了较多成果。其中,俞孔坚等基于北京市水文、地质灾害、生态多样性保护、文化遗产和游憩过程的分析,构建了不同安全水平的综合生态安全格局,并提出城镇空间发展预测和土地利用空间布局的优化战略[15]。欧阳志云等在明确北京市生态安全与生态系统服务功能关系的基础上,对其生态用地提出了规划与管理对策建议[16]。李宗尧等提出构建“三源、七廊、多楔”的生态安全格局,以保障安徽省沿江经济快速发展地区的可持续发展[23]。但上述研究多从区域生态安全的问题分析出发构建生态安全格局,在生态空间结构优化布局的具体设计方面较为薄弱。

关中城市群作为中国西部受资源环境约束较为严重的城市群之一[24],其快速的城市化带来的人口集聚使得该区生态环境压力不断增大,并造成以渭河流域为主的局部地区环境污染趋于严重、土地资源愈发紧缺、生态环境逐渐恶化。如何通过对现有生态空间结构要素的优化调整,实现对该区生态系统服务与功能的提升并协调其经济发展与生态保护的关系显得尤为重要。因此,本文通过构建关中城市群区域生态安全格局,定量化识别重要生态安全格局组分并对其进行优化重组,进而提出对关中城市群生态空间结构的具体优化布局方案,以期为优化关中城市群生态空间结构、保障区域生态安全、促进其可持续发展提供科学参考。

2 研究区概况与数据来源

2.1 研究区概况

关中城市群位于中国陕西省中部地区(33°35′N~35°52′N、106°20′E~110°20′E),辖西安、咸阳、渭南、宝鸡、铜川等5个地级市及杨凌国家农业示范区(图1)。全区土地总面积5.53万km2,约占陕西省国土面积的26.87%。关中城市群整体地形南北高、中部低;其南依秦岭、北通黄土高原、东临黄河,中部为三面环山的河谷平原,区内渭河横贯东西,多条客水南北入境,暖温带半湿润半干旱气候带来较为丰富的水热资源。2015年初,该区人口总量2371.29万人,GDP总量10969.8亿元,均占陕西省总量的62%以上,且城镇化率达56.2%,是陕西省的政治、经济、文化、交通、物资的集聚与扩散 中心。

图1   研究区地理位置图

Fig. 1   The location of the Guanzhong urban agglomeration

2.2 数据来源

本文的数据源主要包括遥感数据产品以及气温降水、自然保护区等空间分布数据(表1)。其中,土地利用、气温降水及土壤数据均下载自中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn/);高程坡度数据下载自地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/);MODIS NDVI数据产品(MOD13Q1)下载自美国航空航天局(NASA);自然保护区数据来自中国生态系统评估与生态安全数据库(http://www.ecosystem.csdb.cn/);基础地理数据来自国家地理信息中心(http://ngcc.sbsm.gov.cn/)。在ArcGIS 10.2软件支持下,将所有空间数据统一为Albers等积圆锥投影(Albers Conic Equal Area),并重采样成500 m×500 m栅格单元大小进行运算。

表1   研究所用数据源

Tab. 1   Data sources in this study

数据名称分辨率格式数据描述
土地利用110矢量人工解译2015年Landsat 8影像
气温降水500 m栅格基于地形因子采用全国气象站点数据插值并计算多年均值获得
土壤1000 m栅格基于1100万土壤类型图及第二次土壤普查数据获得
高程坡度90 m栅格来自STRM DEM数据产品,并由此计算坡度
植被覆盖250 m栅格对2015年MODIS NDVI数据产品(MOD13Q1)求年均值获得
净初级生产力500 m栅格由VPM模型[25]计算获得
自然保护区-矢量-
基础地理数据1400矢量包括行政区划、道路交通、河流水系等分布数据

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3 研究方法

3.1 区域生态安全格局构建

基于俞孔坚等[15,26]提出的生态安全格局构建方法,根据研究区生态服务重要性和生态环境敏感性评价结果,识别区域生态安全格局的“源地”;采用最小累积阻力模型测算源地间景观要素流通的相对阻力,建立生态源地扩张阻力面;进而识别缓冲区、源间廊道、辐射道及生态战略节点等其他生态安全格局组分,构建区域生态安全格局。

3.1.1 生态源地的识别 生态源地是指维护区域生态安全和可持续发展必须加以保护的区域,一般由生态服务较重要、生态敏感度较高的自然生态斑块组成[21,23]。本文依据研究区主要生态系统服务功能与生态敏感性特征状况,结合数据可获取性、客观性等原则,在参考《全国生态功能区划》《陕西省主体功能区划》等已有研究成果的基础上,选取相关指标进行生态服务重要性及生态环境敏感性评价,以识别生态保护源地。

生态服务重要性评价,选取研究区最为重要的土壤保持、水源涵养、生物多样性维持和固碳释氧等4类生态系统服务功能作为评价因子。其中,土壤保持通过修正的通用土壤流失方程计算潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量的差值获得[27];水源涵养采用降水贮存量法估算[28];生物多样性维持服务采用生物多样性服务当量表示[29];固碳释氧由NPP数据表示。采用自然断点法,将上述服务功能计算结果分别划分为5级并赋值1~5,赋值越大表示生态服务越重要;将分级后的4类因子进行等权叠加,对其结果仍采用自然断点法划分为一般重要、较重要、中度重要、高度重要和极重要5个等级,获得生态服务重要性评价结果。

生态环境敏感性评价,选取植被覆盖度、高程、坡度、土地利用类型及土壤侵蚀强度等5类指标作为评价因子。其中,土壤侵蚀强度用来表示研究区生态环境最为突出的水土流失敏感性,其值基于修正的通用土壤流失方程计算并分级得到[30]。基于层次分析法确定的权重,对上述5类因子敏感性赋值结果进行加权运算,并使用自然断点法划分为不敏感、轻度敏感、中等敏感、高度敏感和极度敏感5个等级,获得生态环境敏感性评价结果(表2)。

表2   生态环境敏感性评价因子分级及权重

Tab. 2   Classification and weight of factors for eco-environment sensitivity evaluation

评价因子/单位敏感性赋值权重
97531
植被覆盖度>0.75(0.65, 0.75](0.50, 0.65](0.35, 0.50]≤0.350.15
高程/m≤500(500, 1000](1000, 1500](1500, 2000]>20000.20
坡度/ °≤5(5, 10](10, 15](15, 25]>250.25
土地利用类型林地、水域草地园地耕地其他用地0.10
土壤侵蚀强度极强烈侵蚀强烈侵蚀中度侵蚀轻度侵蚀微度侵蚀0.30

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最后,提取生态服务重要性评价中高度重要及极重要级别、生态环境敏感性评价中高度敏感及极敏感级别,作为研究区的生态保护源地。

3.1.2 最小累积阻力面的建立 基于ArcGIS 10.2中Cost-Distance模块,本文采用最小累积阻力模型(minimum cumulative resistance,MCR)[26],通过计算生态源地到其他景观单元所耗费的累积距离,以测算其向外扩张过程中各种景观要素流、生态流扩散的最小阻力值,进而判断景观单元与源地之间的连通性和可达性。因景观覆盖类型、地形坡度是制约生态源地向外扩张的主要阻力来源,而生态环境敏感性等级与生态源地扩张过程密切相关[18,21],故本文依据研究区主要生态环境特征,选取地形位指数[31]、土地利用类型、土壤侵蚀强度等3个因子作为阻力因子,分别设置相对阻力值,并基于层次分析法确定的权重,加权求和计算生态源地向外扩张的累积耗费阻力(表3)。其中,各因子相对阻力值越大,则生态源地向外扩张的阻力越大;反之越小。

表3   模型阻力因子权重及其分类结果

Tab. 3   Weight of resistance factors and classification in the MCR model

阻力因子权重相对阻力值
01030507090100
土地利用类型0.3林地水域及湿地草地耕地其他用地-建设用地
地形位等级0.3-0.891~1.4060.699~0.8910.502~0.6990.290~0.5020.119~0.290-
土壤侵蚀强度0.4-微度侵蚀轻度侵蚀中度侵蚀强烈侵蚀极强烈侵蚀

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3.1.3 区域生态安全格局的构建 在生态源地扩张阻力面建立的基础上,通过分析其阻力曲线与空间分布特征,识别生态源地缓冲区、源间廊道、辐射道及关键生态战略节点等其他生态安全格局组分,构建关中城市群生态安全格局。其中,生态源地缓冲区根据最小阻力值与其面积的关系曲线,基于阈值限定划分得到,结果包括高、中、低三级不同安全级别;源间廊道与辐射道分别依据生态源地之间、以生态源地为中心向外辐射的低累积阻力谷线得到;关键生态战略节点则主要是阻力面上相邻两生态源地间等阻力线的切点及源间廊道与等阻力线的交点。

3.2 城市群生态空间结构优化布局

基于区域生态安全格局的构建,识别主要生态安全格局组分并分析其空间分布特征,依据研究区自然地理特征及当前土地利用现状,参考郭荣朝等[1,2]提出的“廊道组团网络化”城市群生态空间结构优化组合模式,对各组分要素进行空间优化重组,实现对研究区生态空间结构的优化布局。

以识别的生态源地作为约束条件,依托地形地貌特征构筑生态安全屏障,划分城市群内部生态主体功能分区;以主要河流水系、道路交通为轴线,辐射识别的源间廊道及辐射道,连通主体功能分区,构建区域生态廊道网络体系;以不同安全级别缓冲区景观类型为生态基质,统筹主要城市发展组团,结合关键生态战略节点,强化生态城市发展组团及绿心生态保护建设。通过绿心组团、廊道网络、生态功能分区等“点—线—面”生态空间结构要素的优化重组,构建一个多层次、复合型“绿心廊道组团网络化”城市群生态空间结构体系。

4 结果分析

4.1 关中城市群区域生态安全格局

4.1.1 生态源地识别 基于对关中城市群生态服务重要性和生态环境敏感性的评价结果(图2a、图2b),识别出生态源地分布,如图2c所示。关中城市群生态源地面积共26191.19 km2,占全区总面积的47.51%;其中,生态服务高度重要及以上区域面积21217.37 km2,生态环境高度敏感以上区域面积为5499.31 km2,分别占全区总面积的38.48%和9.97%(表4)。

图2   生态服务重要性、生态环境敏感性评价结果与生态源地分布

Fig. 2   Distribution of ecosystem service evaluation, eco-environment sensitivity evaluation and ecological source region

表4   生态服务重要性、生态环境敏感性评价结果统计

Tab. 4   Evaluation of ecosystem service importance and eco-environment sensitivity

生态服务重要性生态环境敏感性
评价等级面积(km2比例(%)评价等级面积(km2比例(%)
一般重要9973.9418.09不敏感21745.5039.44
较重要16819.1330.51较敏感21084.6338.24
中等重要7124.4412.92中等敏感6805.5012.34
高度重要13976.8125.35高度敏感3818.006.92
极重要7240.5613.13极敏感1681.313.05

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图2c可以看出,关中城市群生态源地主要分布在境内东南部的关山—秦岭山区、宝鸡北部丘陵沟壑区、咸阳和铜川市北部交接县山区以及韩城市西部山区。这些区域作为保障关中城市群生态安全的基本区域,是城市化发展与资源环境开发建设的生态底线,必须严格禁止开发建设活动。其中,林地是生态源地内最主要的土地利用类型,其面积占生态源地总面积的77.02%;耕地、草地面积占比分别为16.87%和4.25%;建设用地面积占比为1.49%,可见有部分生态源地遭到不合理的开发建设;此外,水域及湿地、其他用地土地利用类型面积比例均不足1%(表5)。

表5   生态源地区域内土地利用类型面积分布

Tab. 5   The area and the percentage of land-use in the ecological source region

土地利用类型面积(km2比例(%)
耕地4418.2516.87
林地20171.3877.02
草地1113.064.25
水域与湿地76.060.29
建设用地390.501.49
其他用地21.940.08

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4.1.2 最小累积阻力面的建立 生态源地扩张最小累积阻力面如图3所示。其中,研究区中部渭河中下游平原地区生态源地扩张最小累积阻力值最高,特别是在咸阳市南部市县(兴平市、武功县、礼泉县、乾县、泾阳县)、西安市北部区县(市辖区、高陵县、周至县、户县等)、渭南市中部区县(临渭区、蒲城县、大荔县)及杨凌国家级示范区。这些区县地形较为平坦、人类活动较广;与此相比,周边地貌复杂、人类活动及影响相对较小,故生态源地扩张阻力在这里形成低谷。

图3   最小累积耗费阻力面示意图

Fig. 3   Map of minimum accumulative resistance surface

4.1.3 关中城市群区域生态安全格局 在阻力面建立的基础上,分别识别不同安全水平缓冲区、源间廊道、辐射道、生态战略节点,并对其进行叠置组合,构建了关中城市群生态安全格局(图4)。其中,生态源地外该区低、中、高水平安全面积分别为21579.44 km2、5437.63 km2和1926.69 km2,分别占研究区总面积的39.14%、9.86%和3.49%。对低水平安全格局区域,应不断加强生态保护建设、开展生态修复与治理工作,以维持生态系统功能和服务的稳定;对中、高水平安全格局区域,应在保障区域城市生态安全及耕地保有量的基础上,适当进行城市化建设与开发,并优先开发高水平安全格局区域。

图4   关中城市群区域生态安全格局示意图

Fig. 4   Ecological security pattern in the Guanzhong urban agglomeration

基于不确定性的生态廊道识别方法,识别源间廊道、辐射道分别为47条和22条,二者总长约1600.74 km;提取的关键生态战略节点共31处。受研究区地形及生态源地等分布特征影响,源间廊道多呈南北走向分布,且彼此间相互连通形成网络化的程度较低,不利于生态源地间景观流、生态流的相互扩散,故需在生态廊道网络的架构中对其进行空间优化布局。此外,识别的关键生态战略点主要位于等阻力线与廊道的交点及两源间等阻力线的切点处,它们是生态源地间廊道最为脆弱的区域。

4.2 关中城市群生态空间结构优化布局设计

依据关中城市群自然地理特征与当前土地利用现状,根据空间相互作用与互利共生、协同进化原理,基于对区域生态安全格局各组分要素的优化重组,提出关中城市群生态空间结构优化布局的主要思路是:以山、林、田、城为基质要素,以生态战略节点、主要城镇及自然保护区等为生态绿心,以辐射源间廊道的主要河流水系、道路交通为生态廊道,以主要城市辐射周边城镇发展区为城市化发展生态组团;通过生态绿心点缀生态基质、生态廊道连通生态功能分区、生态组团间协同共生,构建以“四带、三区、七组团、十廊道、多中心”为核心的“绿心廊道组团网络化”生态空间优化布局模式,形成关中城市群多层次、复合型、网络化生态空间结构体系(图5表6)。

图5   关中城市群生态空间优化布局总体方案

Fig. 5   Optimizing layout of eco-spatial structure in the Guanzhong urban agglomeration

表6   “四带、三区、七组团、十廊道、多中心”内涵解析

Tab. 6   The description of concept in the system

核心概念概念解释
四带北山生态防护带、秦岭北麓生态防护带、沿黄生态防护带、渭河中央生态带
三区南部水源涵养与生态风景区、北部土壤保持与生态保育区、中部都市农业生态区
七组团分别以西咸大都市、宝鸡市、渭南市、铜川市、韩城市、华阴市市辖区和杨凌示范区为核心的城市发展生态组团
十廊道自然生态廊道以千河、黑河、泾河—灞河、石川河及北洛河为主轴线的河流生态廊道
人工生态廊道以宝汉、福银、宝昆、包茂及西安绕城高速等为主轴线高速路生态廊道
多中心以自然保护区节点、中心城市节点、生态战略点为主的生态绿心

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(1)构建生态安全屏障,划分生态功能分区

依托关中平原与南部秦岭、北部山脉及东部黄河的地貌分界线,分别打造秦岭北麓、北山山脉、黄河沿岸生态防护带,构建城市群平原地区生态安全屏障,并依此划分南部、中部、北部生态主体功能分区,构筑“三带三区”生态安全分区保障。其中,南部地区以其丰富的森林资源及旅游资源,为主要城市化地区发展提供水源涵养、生物多样性维持、固碳释氧等生态系统服务及生态人文旅游功能;北部地区以培育经济防护林、提高植被覆盖度为主,改善其水土流失状况并提升当地经济效益;中部地区则以促进城市发展而提供所需的农副产品为主,为该区城市化发展及人口经济集聚提供基本保障。

(2)连通自然人工廊道,构筑生态网络体系

以渭河为东西主轴线打造渭河中央生态带,连通以千河、黑河、泾河、灞河、石川河、北洛河等为轴线的自然生态廊道,以及以宝汉、福银、宝昆、包茂高速等为轴线的人工生态廊道,构筑“一带十廊”生态网络结构体系。其中,加大对自然、人工生态廊道网络沿线的生态绿化建设,提升生态源地连通度并促进其间生态流、能量流及物种等的扩散与流动,并防止水土流失、涵养水源、维持生物多样性;同时,加强对以渭河中下游干支流为主的河流水系的污染防治,提升河流水质并促进水资源可持续利用。此外,依托人工交通廊道布局,连接城市群周边区域,拓展城市化发展方向。

(3)统筹城市发展组团,强化生态绿心建设

统筹以西咸大都市区为核心,以宝鸡市、杨凌区、渭南市、铜川市、韩城市和华阴市为副中心的城市发展生态组团,通过绿色生态廊道网络相串联,促进城市群整体、各城市组团内部绿色低碳、生态宜居城市化发展布局。同时,加强对诸如关键生态战略节点、生态中心城市及自然保护区等城市群生态绿心的生态治理与环境保护力度,维护局部地区生态环境质量,构建“七组团多中心”绿心组团式城市群生态保护重心。

5 结论与讨论

本文基于RS、GIS技术和生态安全格局理论,在构建区域生态安全格局的基础上识别关中城市群生态空间结构要素并对其进行优化重组,最终提出优化关中城市群生态空间结构的布局方案。主要结论有:① 通过生态服务重要性评价与生态环境敏感性评价,识别生态服务高度重要、生态环境高度敏感及以上的生态源地面积共26191.19 km2,占全区的47.51%;主要分布在关山—秦岭山区及渭北丘陵沟壑区,该区域应严格禁止开发建设活动并加强生态保护;② 除生态源地外,基于最小累积阻力模型识别的低水平安全格局面积占全区总面积的39.14%,而中、高水平安全格局面积仅占全区的13.35%;此外,识别的源间廊道多呈南北走向分布,且彼此相互连通形成网络化的程度较低;③ 基于生态安全格局组分的优化重组,提出构建以“四带、三区、七组团、十廊道、多中心”为核心的“绿心廊道组团网络化”生态空间结构优化布局方案,加快推进关中城市群形成多层次、复合型生态空间格局体系。

通过构建区域生态安全格局,进而优化城市群生态空间结构,有助于缓解城市群社会经济发展与生态保护之间的矛盾,促进该地区生态系统与社会经济发展相协调。受研究区分布特征、数据获取的限制,在参考已有研究成果的基础上,本文只选择了几类主要的生态服务功能、地形因子来识别生态源地或建立阻力面,对其他指标因子的考虑有待进一步的研究。此外,在关中城市群生态空间结构优化设计中,鉴于识别源间廊道相互连通成网络状的程度较低,故生态廊道的选取与构建主要基于自然河流与人工道路交通,而简单的将源间廊道等纳入自然、人工生态廊道辐射范围内,应在以后的研究中加以分类详细设计。

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

[1] Guo R C, Miao C H, Li X X, et al.

Eco-spatial structure of urban agglomeration.

Chinese Geographical Science, 2007, 17(1): 28-33.

https://doi.org/10.1007/s11769-007-0028-7      URL      Magsci      [本文引用: 2]     

[2] 郭荣朝, 苗长虹, 夏保林, .

城市群生态空间结构优化组合模式及对策: 以中原城市群为例

. 地理科学进展, 2010, 29(3): 363-369.

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.03.016      URL      Magsci      [本文引用: 5]      摘要

城市群生态空间结构优化将会促进城市群经济社会环境可持续发展。在深入分析城市群生态空间结构与城市群经济社会发展之间的空间相互作用、互利共生和协同进化等优化依据基础上,构建了城市群生态空间结构优化组合模式。作者阐述并分析了中原城市群建设过程中生态空间结构紊乱原因、空间结构演变趋势和生态空间结构优化模式。最后提出中原城市群生态空间结构优化对策建议:因地制宜,构建完善高效的“斑块-廊道-基质”城市群生态网络系统;促进城市群区域各城市合理分工,不断形成产业簇群;构建城市群发展引导机制,使城市群区域的城乡建设转向更加适宜人们居住的生态环境友好型地区。

[Guo Rongchao, Miao Changhong, Xia Baolin, et al.

Research on the model of optimization and reorganization of eco-spatial structure in urban agglomeration region and its application: A case study of the urban agglomeration in Central Plains Region.

Progress in Geography, 2010, 29(3): 363-369.]

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.03.016      URL      Magsci      [本文引用: 5]      摘要

城市群生态空间结构优化将会促进城市群经济社会环境可持续发展。在深入分析城市群生态空间结构与城市群经济社会发展之间的空间相互作用、互利共生和协同进化等优化依据基础上,构建了城市群生态空间结构优化组合模式。作者阐述并分析了中原城市群建设过程中生态空间结构紊乱原因、空间结构演变趋势和生态空间结构优化模式。最后提出中原城市群生态空间结构优化对策建议:因地制宜,构建完善高效的“斑块-廊道-基质”城市群生态网络系统;促进城市群区域各城市合理分工,不断形成产业簇群;构建城市群发展引导机制,使城市群区域的城乡建设转向更加适宜人们居住的生态环境友好型地区。
[3] 顾朝林.

城市群研究进展与展望

. 地理研究, 2011, 30(5): 771-784.

https://doi.org/10.11821/yj2011050001      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

城市群是指以中心城市为核心向周围辐射构成的多个城市的集合体。城市群的形成是经济发展和产业布局的客观反映,并已成为发达国家城市化的主体形态。进入21世纪,中国加入世界贸易组织,沿海城市群成为国家外向性经济、出口贸易和"世界工厂"的主要地区,以城市群为主体推进中国城市化进程成为中国特色城市化道路的重要选择。本文重点就城市群概念、城市群国外研究、中国城市群的早期研究、中国城市群作为国家战略的研究进行了综述,对中国城市群研究进行了展望。本文认为:中国城市群形成机制较西方发达国家和地区要复杂得多,相关研究也需要结合中国国情进行理论和方法的创新。

[Gu Chaolin.

Study on urban agglomeration: Progress and prospects.

Geographical Research, 2011, 30(5): 771-784.]

https://doi.org/10.11821/yj2011050001      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

城市群是指以中心城市为核心向周围辐射构成的多个城市的集合体。城市群的形成是经济发展和产业布局的客观反映,并已成为发达国家城市化的主体形态。进入21世纪,中国加入世界贸易组织,沿海城市群成为国家外向性经济、出口贸易和"世界工厂"的主要地区,以城市群为主体推进中国城市化进程成为中国特色城市化道路的重要选择。本文重点就城市群概念、城市群国外研究、中国城市群的早期研究、中国城市群作为国家战略的研究进行了综述,对中国城市群研究进行了展望。本文认为:中国城市群形成机制较西方发达国家和地区要复杂得多,相关研究也需要结合中国国情进行理论和方法的创新。
[4] 方创琳.

中国城市群研究取得的重要进展与未来发展方向

. 地理学报, 2014, 69(8): 1130-1144.

https://doi.org/10.11821/dlxb201408009      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

中国的城市群是近30 年来伴随国家新型工业化和新型城镇化发展到较高阶段的必然产物,自21 世纪初期城市群成为国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元之后,中国连续10 年把城市群提升为推进国家新型城镇化的空间主体,首次召开的中央城镇化工作会议和《国家新型城镇化规划(2014-2020 年)》进一步明确了城市群作为推进国家新型城镇化的主体地位.然而,城市群在中国的研究目前尚处在亟待加强的薄弱环节.系统总结从1934-2013 年的80 年间发表在地理学报的城市群主题论文,只有不到19 篇,仅占总篇数的0.55%,不仅发表篇数少,而且发表时间短,首次发表城市群研究成果不到10 年,研究单位和作者群体集中,研究内容瞄准国家需求但比较发散.即便如此,仅有的城市群研究成果还是对国家城市群总体格局的形成起到了引领作用,做出了重要贡献.具体体现在,提出的城市群空间格局推动国家形成了中国城市群空间结构的基本框架,引导国家新型城镇化规划把城市群作为推进新型城镇化的主体形态,提出的城市群空间范围识别标准与技术流程对界定国家城市群范围起到了重要作用,提出的城市群系列研究领域带动城市群的研究向着纵深与实用方向拓展,提出的中国城市群形成发育中存在的问题对未来城市群的选择与发展起到了警示作用.以这些研究进展和成果为基础,未来中国城市群选择与培育的重点方向为:以问题为导向,深刻反思检讨中国城市群选择与发育中暴露出的新问题;以城市群为主体,重点推动形成“5+9+6”的中国城市群空间结构新格局;以城市群为依托,重点推动形成“以轴串群、以群托轴”的国家城镇化新格局;以国家战略需求为导向,继续深化对城市群形成发育中重大科学问题的新认知,包括深入研究城市群高密度集聚的资源环境效应,科学求解城市群高密度集聚的资源环境承载力,创新城市群形成发育的管理体制和政府协调机制,研究建立城市群公共财政制度与公共财政储备机制,研究制定城市群规划编制技术规程与城市群空间范围界定标准等.

[Fang Chuanglin.

Progress and the future direction of research into urban agglomeration in China.

Acta Geographica Sinica, 2014, 69(8): 1130-1144.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201408009      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

中国的城市群是近30 年来伴随国家新型工业化和新型城镇化发展到较高阶段的必然产物,自21 世纪初期城市群成为国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元之后,中国连续10 年把城市群提升为推进国家新型城镇化的空间主体,首次召开的中央城镇化工作会议和《国家新型城镇化规划(2014-2020 年)》进一步明确了城市群作为推进国家新型城镇化的主体地位.然而,城市群在中国的研究目前尚处在亟待加强的薄弱环节.系统总结从1934-2013 年的80 年间发表在地理学报的城市群主题论文,只有不到19 篇,仅占总篇数的0.55%,不仅发表篇数少,而且发表时间短,首次发表城市群研究成果不到10 年,研究单位和作者群体集中,研究内容瞄准国家需求但比较发散.即便如此,仅有的城市群研究成果还是对国家城市群总体格局的形成起到了引领作用,做出了重要贡献.具体体现在,提出的城市群空间格局推动国家形成了中国城市群空间结构的基本框架,引导国家新型城镇化规划把城市群作为推进新型城镇化的主体形态,提出的城市群空间范围识别标准与技术流程对界定国家城市群范围起到了重要作用,提出的城市群系列研究领域带动城市群的研究向着纵深与实用方向拓展,提出的中国城市群形成发育中存在的问题对未来城市群的选择与发展起到了警示作用.以这些研究进展和成果为基础,未来中国城市群选择与培育的重点方向为:以问题为导向,深刻反思检讨中国城市群选择与发育中暴露出的新问题;以城市群为主体,重点推动形成“5+9+6”的中国城市群空间结构新格局;以城市群为依托,重点推动形成“以轴串群、以群托轴”的国家城镇化新格局;以国家战略需求为导向,继续深化对城市群形成发育中重大科学问题的新认知,包括深入研究城市群高密度集聚的资源环境效应,科学求解城市群高密度集聚的资源环境承载力,创新城市群形成发育的管理体制和政府协调机制,研究建立城市群公共财政制度与公共财政储备机制,研究制定城市群规划编制技术规程与城市群空间范围界定标准等.
[5] 李双成, 赵志强, 王仰麟.

中国城市化过程及其资源与生态环境效应机制

. 地理科学进展, 2009, 28(1): 63-70.

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.01.009      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

目前中国城市化进程表现为速度过快、地域差异显著以及城乡二元结构明显等特征。城市化带来了显著的 生态效应,使城市生态系统的结构、过程和功能受到影响或发生不可逆转的变化,出现了耕地资源流失、水资源稀 缺、能源压力、城市环境污染严重以及城市区域生态占用扩大等资源与生态环境问题。目前国内外学者研究了城市 热岛效应、城市地表覆被变化、城市生物多样性损失以及城市水土资源等问题,但多侧重单要素、单城市、单学科研 究,缺乏多尺度机理性的研究。鉴于此,提出若干未来城市化及其生态环境效应研究的方向与议题,归纳为:(1)中国 城市化过程多尺度定量模拟与监测研究;(2)阐明城市化影响下地表自然过程和人文过程相互作用的机理;(3)资源 与生态环境约束下中国未来城市化的可能情景及其风险评估等。

[Li Shuangcheng, Zhao Zhiqiang, Wang Yanglin.

Urbanization process and effects of natural resource and environment in China: Research trends and future directions.

Progress in Geography, 2009, 28(1): 63-70.]

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.01.009      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

目前中国城市化进程表现为速度过快、地域差异显著以及城乡二元结构明显等特征。城市化带来了显著的 生态效应,使城市生态系统的结构、过程和功能受到影响或发生不可逆转的变化,出现了耕地资源流失、水资源稀 缺、能源压力、城市环境污染严重以及城市区域生态占用扩大等资源与生态环境问题。目前国内外学者研究了城市 热岛效应、城市地表覆被变化、城市生物多样性损失以及城市水土资源等问题,但多侧重单要素、单城市、单学科研 究,缺乏多尺度机理性的研究。鉴于此,提出若干未来城市化及其生态环境效应研究的方向与议题,归纳为:(1)中国 城市化过程多尺度定量模拟与监测研究;(2)阐明城市化影响下地表自然过程和人文过程相互作用的机理;(3)资源 与生态环境约束下中国未来城市化的可能情景及其风险评估等。

[6] 方创琳, 周成虎, 顾朝林, .

特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应解析的理论框架及技术路径

. 地理学报, 2016, 71(4): 531-550.

https://doi.org/10.11821/dlxb201604001      URL      [本文引用: 1]      摘要

特大城市群地区是国家经济发展的战略核心区和国家新型城镇化的主体区,担当着世界经济重心转移承载地的历史重任,但在发展过程中面临着日益严重的资源与生态环境的胁迫压力。开展特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的研究,是未来10年地球系统科学研究的前沿领域和高优先研究主题。本文系统解析了特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的基本理论框架。首先从理论上分析了特大城市群系统各自然要素和人文要素交互作用的非线性耦合关系及耦合特征,科学辨识近远程主控要素作用下城市群系统内外部各要素相互作用的胁迫强度、近远程耦合机理与规律,总结特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合圈理论,进一步构建多要素—多尺度—多情景—多模块—多智能体集成的时空耦合动力学模型,研发特大城市群地区可持续发展优化智能调控决策支持系统;其次从方法上将特大城市群地区视为一个开放的复杂巨系统,在建立同一标准化共享数据库的基础上,采用多要素—多目标—多模型—多情景环境下的城镇化与生态环境交互耦合集成技术方法、大数据支持下的城镇化与生态环境交互耦合技术方法,构建多尺度—多技术—多智能体集成的城镇化与生态环境交互耦合技术框架,按照分析时空演变特征—寻求主控要素—辨识耦合关系—揭示胁迫机制—发现耦合规律—筛选调控变量—求解临界阈值—进行调控试验—完成情景模拟—提出优化方案—完成情景模拟—提出优化方案—实现国家目标这样一条技术路径,提出解决问题的整体优化方案。本文旨在为特大城市群地区由问题集中区转为可持续发展区提供理论指导和方法支撑。

[Fang Chuanglin, Zhou Chenghu, Gu Chaolin, et al.

Theoretical analysis of interactive coupled effects between urbanization and eco-environment in mega-urban agglomerations.

Acta Geographica Sinica, 2016, 71(4): 531-550.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201604001      URL      [本文引用: 1]      摘要

特大城市群地区是国家经济发展的战略核心区和国家新型城镇化的主体区,担当着世界经济重心转移承载地的历史重任,但在发展过程中面临着日益严重的资源与生态环境的胁迫压力。开展特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的研究,是未来10年地球系统科学研究的前沿领域和高优先研究主题。本文系统解析了特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的基本理论框架。首先从理论上分析了特大城市群系统各自然要素和人文要素交互作用的非线性耦合关系及耦合特征,科学辨识近远程主控要素作用下城市群系统内外部各要素相互作用的胁迫强度、近远程耦合机理与规律,总结特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合圈理论,进一步构建多要素—多尺度—多情景—多模块—多智能体集成的时空耦合动力学模型,研发特大城市群地区可持续发展优化智能调控决策支持系统;其次从方法上将特大城市群地区视为一个开放的复杂巨系统,在建立同一标准化共享数据库的基础上,采用多要素—多目标—多模型—多情景环境下的城镇化与生态环境交互耦合集成技术方法、大数据支持下的城镇化与生态环境交互耦合技术方法,构建多尺度—多技术—多智能体集成的城镇化与生态环境交互耦合技术框架,按照分析时空演变特征—寻求主控要素—辨识耦合关系—揭示胁迫机制—发现耦合规律—筛选调控变量—求解临界阈值—进行调控试验—完成情景模拟—提出优化方案—完成情景模拟—提出优化方案—实现国家目标这样一条技术路径,提出解决问题的整体优化方案。本文旨在为特大城市群地区由问题集中区转为可持续发展区提供理论指导和方法支撑。
[7] 彭建, 汪安, 刘焱序, .

城市生态用地需求测算研究进展与展望

. 地理学报, 2015, 70(2): 333-346.

https://doi.org/10.11821/dlxb201502013      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

作为城市地域自然生态系统服务供给的基本载体,生态用地基于土地利用/土地覆被的内在关联将人类社会发展与自然生态演替耦合关联在一起,已成为统筹解决城市建设扩展与自然生态保护矛盾的重要综合途径;城市生态用地的需求测算直接决定供需均衡分析结果,是城乡统筹生态用地规划与管理的关键环节。本文在系统梳理生态用地概念内涵的基础上,对比分析了生态需求与生态用地需求的概念异同;提出基于空间与功能的城市生态用地需求测算概念框架,并据此将已有测算方法归并为经验判定法、生态系统服务法、空间格局法3大类,从综合性、代表性、阈值与规模、位置等方面对比分析了法定定额法、历史趋势预判法、生态足迹法、碳氧平衡法、生态安全格局法等具体方法的基本特征及其优缺点;最后将下一步研究的重点趋向概括为基于土地生态功能的城市生态用地分类、基于土地生态格局的城市生态用地效益综合测算、基于多目标情景的城市生态用地功能综合权衡、基于生态用地供需平衡分析的城市生态腹地识别4个方面。

[Peng Jian, Wang An, Liu Yanxu, et al.

Research progress and prospect on measuring urban ecological land demand.

Acta Geographica Sinica, 2015, 70(2): 333-346.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201502013      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

作为城市地域自然生态系统服务供给的基本载体,生态用地基于土地利用/土地覆被的内在关联将人类社会发展与自然生态演替耦合关联在一起,已成为统筹解决城市建设扩展与自然生态保护矛盾的重要综合途径;城市生态用地的需求测算直接决定供需均衡分析结果,是城乡统筹生态用地规划与管理的关键环节。本文在系统梳理生态用地概念内涵的基础上,对比分析了生态需求与生态用地需求的概念异同;提出基于空间与功能的城市生态用地需求测算概念框架,并据此将已有测算方法归并为经验判定法、生态系统服务法、空间格局法3大类,从综合性、代表性、阈值与规模、位置等方面对比分析了法定定额法、历史趋势预判法、生态足迹法、碳氧平衡法、生态安全格局法等具体方法的基本特征及其优缺点;最后将下一步研究的重点趋向概括为基于土地生态功能的城市生态用地分类、基于土地生态格局的城市生态用地效益综合测算、基于多目标情景的城市生态用地功能综合权衡、基于生态用地供需平衡分析的城市生态腹地识别4个方面。

[8] 匡文慧. 城市地表热环境遥感分析与生态调控. 北京: 科学出版社, 2015.

[本文引用: 2]     

[Kuang Wenhui.Remote Sensing Analysis and Ecological Regulation of Urban Surface Thermal Environment. Beijing: Science Press, 2015.]

[本文引用: 2]     

[9] Longley P, Batty M, Shepherd J, et al.

Do green belts change the shape of urban areas? A preliminary analysis of the settlement geography of South East England.

Regional Studies, 1992, 26(5): 437-452.

https://doi.org/10.1080/00343409212331347101      URL      [本文引用: 1]      摘要

ABSTRACT We embark on a preliminary exploration of the settlement geography of South East England, with specific reference to the effect that the green belt has had upon the shape and size of towns comprising this region. We argue that the green belt is likely to have had a significant effect on the geometry of settlement, distorting the geometry from the urban forms which might have arisen in the absence of such policy. We tackle this problem by hypothesizing four different scaling relations which pertain to size and shape. These are based upon allometric relations which explain population size in terms of built-up area and the urban field within which urban development take place, and upon geometric relations which explain how the irregularity of the envelope bounding urban settlements is related to the areas of the built-up development and the urban field. Using a unique and only recently available digital data base on the boundaries of settlement in South East England, we show that there are indeed significant differences between settlements which have been subject to green belt policy and those which have not been so affected. In essence, settlements which have been constrained by green belt policy are more irregular and fill less of the space available to them than settlements which are not so constrained. -from Authors
[10] 李玏, 刘家明, 宋涛, .

北京市绿带游憩空间分布特征及其成因

. 地理研究, 2015, 34(8): 1507-1521.

https://doi.org/10.11821/dlyj201508009      URL      Magsci      摘要

绿带是阻止城市蔓延、提高城市生态安全格局的重要手段,其游憩开发能够为大都市游憩空间紧缺提供有效的解决途径。以北京市第二道绿带为研究区,以2013年绿带内6种类型游憩空间(共448处)为研究对象,运用Kernel核密度算法等空间分析方法,从北京市绿带游憩空间的整体分布格局、规模容量特征和各类型游憩空间分布特征及成因三个层面进行分析。主要结论:1从整体分布格局来看,北京市绿带内形成了若干游憩空间集聚区域,游憩空间结构出现"北密南疏"的整体特征;北部游憩空间集聚程度高且分布连续成带,南部游憩空间集聚程度较低且分布离散成团;北部温榆河沿岸地区游憩空间大量集聚,成为绿带游憩空间结构的主要骨架。2从规模容量特征来看,占地规模较大的游憩空间呈集聚分布,规模较小的游憩空间呈分散分布,绿带内已形成了6个由面积规模较大的游憩空间密集分布构成的热点区。3绿带内6种类型游憩空间分布特征及成因表现为:绿带内的资源环境本底决定了既有吸引物游憩空间的空间特征;政策性规划引导郊野休闲公园空间分布相对均匀;重要水系与运动健身游憩空间的空间分布高度关联;主题活动游憩空间更倾向于靠近主要交通干道;会议度假游憩空间与北京市地热资源分布契合度高;民俗体验游憩空间大量分布在海淀区上庄水库周边。揭示了北京市绿带游憩空间布局情况,为中国绿带游憩体系的统筹建设、空间结构调整和布局优化提供了参考。

[Li Le, Liu Jiaming, Song Tao, et al.

Spatial characteristics and causes of recreational space in the urban green belt of Beijing, China.

Geographical Research, 2015, 34(8): 1507-1521.]

https://doi.org/10.11821/dlyj201508009      URL      Magsci      摘要

绿带是阻止城市蔓延、提高城市生态安全格局的重要手段,其游憩开发能够为大都市游憩空间紧缺提供有效的解决途径。以北京市第二道绿带为研究区,以2013年绿带内6种类型游憩空间(共448处)为研究对象,运用Kernel核密度算法等空间分析方法,从北京市绿带游憩空间的整体分布格局、规模容量特征和各类型游憩空间分布特征及成因三个层面进行分析。主要结论:1从整体分布格局来看,北京市绿带内形成了若干游憩空间集聚区域,游憩空间结构出现"北密南疏"的整体特征;北部游憩空间集聚程度高且分布连续成带,南部游憩空间集聚程度较低且分布离散成团;北部温榆河沿岸地区游憩空间大量集聚,成为绿带游憩空间结构的主要骨架。2从规模容量特征来看,占地规模较大的游憩空间呈集聚分布,规模较小的游憩空间呈分散分布,绿带内已形成了6个由面积规模较大的游憩空间密集分布构成的热点区。3绿带内6种类型游憩空间分布特征及成因表现为:绿带内的资源环境本底决定了既有吸引物游憩空间的空间特征;政策性规划引导郊野休闲公园空间分布相对均匀;重要水系与运动健身游憩空间的空间分布高度关联;主题活动游憩空间更倾向于靠近主要交通干道;会议度假游憩空间与北京市地热资源分布契合度高;民俗体验游憩空间大量分布在海淀区上庄水库周边。揭示了北京市绿带游憩空间布局情况,为中国绿带游憩体系的统筹建设、空间结构调整和布局优化提供了参考。
[11] 吕贤军, 李铌, 李志学.

城市群地区城乡生态空间保护与利用研究: 以长株潭生态绿心地区为例

. 城市发展研究, 2013, 20(12): 82-87.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-3862.2013.12.013      URL      [本文引用: 1]      摘要

城乡生态空间是维护城乡生态安全和保障城乡可持续发展的重要区域,在快速城市化背景下,城乡生态环境受到巨大威胁,如何做到一方面促进城乡社会进步、经济发展;另一方面又要保护好生态环境,维护城乡生态安全格局,是新时期城乡规划所关注的热点,借鉴国内外城乡生态保护与利用的经验,以长株潭绿心为例,从城乡生态空间的识别与重构、保护与利用、推进机制等方面对城乡生态空间规划进行探索,解决了绿心地区城镇发展空间格局、农村发展空间格局、自然生态安全格局和设施生态空间格局的重构问题,兼顾了"保护"与"发展"的平衡点,以期对类似地区城乡生态空间保护与建设起到一定的指导和借鉴作用。

[Lv Xianjun, Li Ni, Li Zhixue.

Urban agglomeration region of urban and rural ecological space protection and utilization of research: In Changzhutan green ecological region, for example.

Urban Development Studies, 2013, 20(12): 82-87.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-3862.2013.12.013      URL      [本文引用: 1]      摘要

城乡生态空间是维护城乡生态安全和保障城乡可持续发展的重要区域,在快速城市化背景下,城乡生态环境受到巨大威胁,如何做到一方面促进城乡社会进步、经济发展;另一方面又要保护好生态环境,维护城乡生态安全格局,是新时期城乡规划所关注的热点,借鉴国内外城乡生态保护与利用的经验,以长株潭绿心为例,从城乡生态空间的识别与重构、保护与利用、推进机制等方面对城乡生态空间规划进行探索,解决了绿心地区城镇发展空间格局、农村发展空间格局、自然生态安全格局和设施生态空间格局的重构问题,兼顾了"保护"与"发展"的平衡点,以期对类似地区城乡生态空间保护与建设起到一定的指导和借鉴作用。
[12] 蒋艳灵, 刘春腊, 周长青, .

中国生态城市理论研究现状与实践问题思考

. 地理研究, 2015, 34(12): 2222-2237.

https://doi.org/10.11821/dlyj2015120002      URL      [本文引用: 1]      摘要

回溯中国生态城市研究的缘起,利用历史分析、文献检索等方法,分析中国生态城市研究的主要领域、发展过程及其影响因素等问题,探讨城市生态理论研究、城市化率、国家宏观环境政策等对生态城市研究与建设实践的影响效果,在系统梳理1989年以来国家宏观环境政策的基础上总结中国生态城市建设实践的基本特征,并指出了中国生态城市建设中存在的主要问题。结果表明:1北京、天津、上海、江苏等省份是中国生态城市研究力量分布的核心地区,研究者以高级职称者居多;2从论文成果看,中国生态城市研究获得资助的类型以国家级科学基金项目和省部级项目为主,研究成果以工程技术(自科)、行业指导(社科)为主;实践中,包括地方政府在内的其他项目也对生态城市给予了很大关注;3生态城市建设、生态城市规划设计、生态城市与可持续发展、生态城市与生态环境等是研究热点领域中的重点;4对中国生态城市研究具有极大引导与促进作用的主要有城市化率、生态城市发展、国家生态环境管理水平、宏观管理政策导向等因素;5认识水平的深化、注重环境要素建设、住居与生产功能的综合、城市与区域协调、从定性到定量评估等是中国生态城市建设实践的五大基本特征;6中国生态城市建设中的问题主要存在于发展定位、区域环境影响、主体功能区划、规划与管理等四个方面。

[Jiang Yanling, Liu Chunla, Zhou Changqing, et al.

Overview of theoretical research and practical considerations on eco-cities of China.

Geographical Research, 2015, 34(12): 2222-2237.]

https://doi.org/10.11821/dlyj2015120002      URL      [本文引用: 1]      摘要

回溯中国生态城市研究的缘起,利用历史分析、文献检索等方法,分析中国生态城市研究的主要领域、发展过程及其影响因素等问题,探讨城市生态理论研究、城市化率、国家宏观环境政策等对生态城市研究与建设实践的影响效果,在系统梳理1989年以来国家宏观环境政策的基础上总结中国生态城市建设实践的基本特征,并指出了中国生态城市建设中存在的主要问题。结果表明:1北京、天津、上海、江苏等省份是中国生态城市研究力量分布的核心地区,研究者以高级职称者居多;2从论文成果看,中国生态城市研究获得资助的类型以国家级科学基金项目和省部级项目为主,研究成果以工程技术(自科)、行业指导(社科)为主;实践中,包括地方政府在内的其他项目也对生态城市给予了很大关注;3生态城市建设、生态城市规划设计、生态城市与可持续发展、生态城市与生态环境等是研究热点领域中的重点;4对中国生态城市研究具有极大引导与促进作用的主要有城市化率、生态城市发展、国家生态环境管理水平、宏观管理政策导向等因素;5认识水平的深化、注重环境要素建设、住居与生产功能的综合、城市与区域协调、从定性到定量评估等是中国生态城市建设实践的五大基本特征;6中国生态城市建设中的问题主要存在于发展定位、区域环境影响、主体功能区划、规划与管理等四个方面。
[13] 陈勇.

基于生态安全的珠三角城镇群生态空间格局. 见: 2005城市规划年会论文集

. 西安: 中国城市规划学会, 2005: 1387-1391.

URL      [本文引用: 1]      摘要

本文是根据建设部、广东省联合开展的“珠江三角洲城镇群协调发展研究”之人居环境专题研究成果部分内容改写而成。在对珠江三角洲城镇群区域环境现状及问题分析的基础上,从地区自然与人工环境协调发展的角度,提出基于生态安全和可持续发展的珠三角城镇群“两带五廊”的区域生态空间格局,在城镇建成区与开敞空间之间建立并保持一种必要的动态平衡,引导区域空间环境资源的合理配置,使城镇群与区域生态功能关系协调发展,创造高品质区域城乡人居环境,实现珠三角城镇群的健康城市化。

[Chen Yong.Eco-spatial pattern of urban agglomeration in Pearl River Delta based on ecological security. In: Annual National Planning Conference 2005. Xi'an: Urban Planning Society of China, 2005: 1387-1391.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

本文是根据建设部、广东省联合开展的“珠江三角洲城镇群协调发展研究”之人居环境专题研究成果部分内容改写而成。在对珠江三角洲城镇群区域环境现状及问题分析的基础上,从地区自然与人工环境协调发展的角度,提出基于生态安全和可持续发展的珠三角城镇群“两带五廊”的区域生态空间格局,在城镇建成区与开敞空间之间建立并保持一种必要的动态平衡,引导区域空间环境资源的合理配置,使城镇群与区域生态功能关系协调发展,创造高品质区域城乡人居环境,实现珠三角城镇群的健康城市化。
[14] 赵婷婷, 何娇, 唐凯, .

长株潭城市群生态空间结构优化研究

. 内蒙古农业科技, 2012, (1): 88-90.

https://doi.org/10.3969/j.jssn.1007-0907.2012.01.048      URL      [本文引用: 2]      摘要

以生态学、地理学、社会学、经济学理论为指导,系统地分析长株潭城市群生态空间结构存在的主要问题及其影响因素,提出了生态空间结构优化的目标和策略。研究结果表明:生态基质尚未形成,绿地斑块之间自然生态过程缺乏联系,重要的自然空间廊道不畅,资源与环境的承载力逐渐减弱是长株潭城市群生态空间结构存在的主要问题,这些问题的形成受自然环境因素及社会经济因素的综合影响。政府应通过各种途径改善区域性基础设施,提升长株潭的区位优势,并通过区域政策、城市规划等宏观调控手段,引导长株潭城市群实现生态空间结构的优化重组,促进城市群整体的可持续发展。

[Zhao Tingting, He Jiao, Tang Kai, et al.

Study on optimization of ecological spatial structure in Changzhutan urban agglomeriation.

Inner Mongolia Agricultural Science and Technology, 2012, (1): 88-90.]

https://doi.org/10.3969/j.jssn.1007-0907.2012.01.048      URL      [本文引用: 2]      摘要

以生态学、地理学、社会学、经济学理论为指导,系统地分析长株潭城市群生态空间结构存在的主要问题及其影响因素,提出了生态空间结构优化的目标和策略。研究结果表明:生态基质尚未形成,绿地斑块之间自然生态过程缺乏联系,重要的自然空间廊道不畅,资源与环境的承载力逐渐减弱是长株潭城市群生态空间结构存在的主要问题,这些问题的形成受自然环境因素及社会经济因素的综合影响。政府应通过各种途径改善区域性基础设施,提升长株潭的区位优势,并通过区域政策、城市规划等宏观调控手段,引导长株潭城市群实现生态空间结构的优化重组,促进城市群整体的可持续发展。
[15] 俞孔坚, 王思思, 李迪华, .

北京市生态安全格局及城市增长预景

. 生态学报, 2009, 29(3): 1189-1204.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2009.03.015      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

在快速城市化和城市生态安全面临巨大挑战的时代背景下,构建生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。在梳理国内外生态安全格局研究进展的基础上,提出基于景观安全格局理论的北京市生态安全格局网络和城市发展空间格局。通过对北京市水文、地质灾害、生物多样性保护、文化遗产和游憩过程的系统分析,运用GIS和空间分析技术,判别出维护上述各种过程安全的关键性空间格局(景观安全格局),进而综合、叠加各单一过程的安全格局,构建具有不同安全水平的综合生态安全格局,形成保障北京城市和区域生态安全的生态基础设施。在此基础上,提出城镇空间发展预景和土地利用空间布局的优化战略。对不同预景进行综合评价,结果显示:基于生态安全格局的城镇空间发展格局可以维持生态过程的连续性并克服常规城市发展模式下的蔓延,基于“满意生态安全格局”(中安全水平)的城市空间格局可以同时满足生态用地、农用地和建设用地的需求,是一个同时实现精明保护与精明增长的有效工具。

[Yu Kongjian, Wang Sisi, Li Dihua, et al.

The function of ecological security patterns as an urban growth framework in Beijing.

Acta Ecologica Sinca, 2009, 29(3): 1189-1204.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2009.03.015      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

在快速城市化和城市生态安全面临巨大挑战的时代背景下,构建生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。在梳理国内外生态安全格局研究进展的基础上,提出基于景观安全格局理论的北京市生态安全格局网络和城市发展空间格局。通过对北京市水文、地质灾害、生物多样性保护、文化遗产和游憩过程的系统分析,运用GIS和空间分析技术,判别出维护上述各种过程安全的关键性空间格局(景观安全格局),进而综合、叠加各单一过程的安全格局,构建具有不同安全水平的综合生态安全格局,形成保障北京城市和区域生态安全的生态基础设施。在此基础上,提出城镇空间发展预景和土地利用空间布局的优化战略。对不同预景进行综合评价,结果显示:基于生态安全格局的城镇空间发展格局可以维持生态过程的连续性并克服常规城市发展模式下的蔓延,基于“满意生态安全格局”(中安全水平)的城市空间格局可以同时满足生态用地、农用地和建设用地的需求,是一个同时实现精明保护与精明增长的有效工具。
[16] 欧定华, 夏建国, 张莉, .

区域生态安全格局规划研究进展及规划技术流程探讨

. 生态环境学报, 2015, 24(1): 163-173.

https://doi.org/10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.01.024      URL      [本文引用: 2]      摘要

区域生态安全格局规划是化解生态保护与经济发展之间矛盾冲突的有效途径,进行区域生态安全格局规划研究具有重要理论和现实意义。但是,目前尚缺少对区域生态安全格局规划概念内涵、支撑理论、技术方法等相关文献的系统梳理和归纳总结。鉴于此,通过查阅大量文献资料、总结分析国内外相关研究成果,厘清了生态安全格局相关概念之间的逻辑关系,给出了区域生态安全格局规划的确切定义,对景观生态分类与适宜性评价、景观格局演变分析与动态模拟、生态安全预测预警、空间规划决策技术方法等区域生态安全格局规划相关支撑理论和技术方法,研究成果总结发现:景观生态分类指标构建理论和分类结果可靠性验证研究较为薄弱;应用较多的景观生态适宜性评价方法有"千层饼"法、层次分析法等传统方法和人工神经网络、遗传算法、元胞自动机等现代人工智能方法;景观格局变化驱动因子定量识别相对缺乏,各驱动因子间相互作用关系探讨不深入,常忽视景观格局本身对驱动因子的自适应和反馈作用;在众多景观格局动态演变模拟模型中,CA-Markov模型综合了CA和Markov模型的优点,可实现研究对象时空演变信息的精确挖掘;生态安全预警可弥补传统生态安全评价不能揭示生态环境质量长期动态变化状况的不足,能反映区域生态安全状况动态变化过程,是生态安全格局规划的重要基础;常见的空间规划决策技术方法主要有多准则数量优化法、空间分析技术方法、情景分析法、人工智能优化法和综合优化法,在综合优化法中CLUE-S模型能综合土地利用变化各驱动因子对不同时空尺度下的土地利用变化进行预测模拟,集成模型能集成多个模型优点来解决一些复杂空间格局优化问题,两者对进行区域生态安全格局规划方法探讨皆具有重要参考价值和借鉴意义。在此基础上,依据现阶段比较成熟的景观生态学理论、景观生态规划原理,综合集成现行空间规划决策技术方法,将区域生态安全格局规划技术流程概括为景观生态分类、景观格局演变分析、景观生态适宜性评价、景观格局演变动态模拟、生态安全预测预警、生态安全需求预测、多情景模式构建和总体规划目标确定、生态安全格局规划、多种规划方案比选、方案试点效果监测与评价、规划实施与执行监管等14个步骤。今后加强区域生态安全格局规划基础理论、技术方法、实践应用这3方面研究是未来该领域研究的重要方向。

[Ou Dinghua, Xia Jianguo, Zhang Li, et al.

Research progress on regional ecological security pattern planning and discussion of planning technique flow.

Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(1): 163-173.]

https://doi.org/10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.01.024      URL      [本文引用: 2]      摘要

区域生态安全格局规划是化解生态保护与经济发展之间矛盾冲突的有效途径,进行区域生态安全格局规划研究具有重要理论和现实意义。但是,目前尚缺少对区域生态安全格局规划概念内涵、支撑理论、技术方法等相关文献的系统梳理和归纳总结。鉴于此,通过查阅大量文献资料、总结分析国内外相关研究成果,厘清了生态安全格局相关概念之间的逻辑关系,给出了区域生态安全格局规划的确切定义,对景观生态分类与适宜性评价、景观格局演变分析与动态模拟、生态安全预测预警、空间规划决策技术方法等区域生态安全格局规划相关支撑理论和技术方法,研究成果总结发现:景观生态分类指标构建理论和分类结果可靠性验证研究较为薄弱;应用较多的景观生态适宜性评价方法有"千层饼"法、层次分析法等传统方法和人工神经网络、遗传算法、元胞自动机等现代人工智能方法;景观格局变化驱动因子定量识别相对缺乏,各驱动因子间相互作用关系探讨不深入,常忽视景观格局本身对驱动因子的自适应和反馈作用;在众多景观格局动态演变模拟模型中,CA-Markov模型综合了CA和Markov模型的优点,可实现研究对象时空演变信息的精确挖掘;生态安全预警可弥补传统生态安全评价不能揭示生态环境质量长期动态变化状况的不足,能反映区域生态安全状况动态变化过程,是生态安全格局规划的重要基础;常见的空间规划决策技术方法主要有多准则数量优化法、空间分析技术方法、情景分析法、人工智能优化法和综合优化法,在综合优化法中CLUE-S模型能综合土地利用变化各驱动因子对不同时空尺度下的土地利用变化进行预测模拟,集成模型能集成多个模型优点来解决一些复杂空间格局优化问题,两者对进行区域生态安全格局规划方法探讨皆具有重要参考价值和借鉴意义。在此基础上,依据现阶段比较成熟的景观生态学理论、景观生态规划原理,综合集成现行空间规划决策技术方法,将区域生态安全格局规划技术流程概括为景观生态分类、景观格局演变分析、景观生态适宜性评价、景观格局演变动态模拟、生态安全预测预警、生态安全需求预测、多情景模式构建和总体规划目标确定、生态安全格局规划、多种规划方案比选、方案试点效果监测与评价、规划实施与执行监管等14个步骤。今后加强区域生态安全格局规划基础理论、技术方法、实践应用这3方面研究是未来该领域研究的重要方向。
[17] 冯长春, 曹敏政, 谢婷婷.

不同生态保育尺度下铜陵市土地利用结构优化

. 地理研究, 2014, 33(12): 2217-2227.

https://doi.org/10.11821/dlyj201412001      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

与传统发展模式相比,新阶段的土地利用应该与区域自然基础和生态环境格局相匹配,科学判别和保护土地空间增长的生态底线,引导地区土地利用结构的优化具有重要意义。以铜陵市为例,从生态环境约束角度出发,利用土地利用的生态环境敏感性评价方法对区域用地进行分等定级,设定了不同生态保育尺度和不同发展情景下的用地约束界限。在此基础上对铜陵市土地利用结构进行多目标情景分析与优化配置研究,从保障生态环境约束并实现效益最优的角度提出铜陵市土地利用结构优化的方案。

[Feng Changchun, Cao Minzheng, Xie Tingting.

Optimization of land use structure in Tongling city based on different ecological conservation scales.

Geographical Research, 2014, 33(12): 2217-2227.]

https://doi.org/10.11821/dlyj201412001      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

与传统发展模式相比,新阶段的土地利用应该与区域自然基础和生态环境格局相匹配,科学判别和保护土地空间增长的生态底线,引导地区土地利用结构的优化具有重要意义。以铜陵市为例,从生态环境约束角度出发,利用土地利用的生态环境敏感性评价方法对区域用地进行分等定级,设定了不同生态保育尺度和不同发展情景下的用地约束界限。在此基础上对铜陵市土地利用结构进行多目标情景分析与优化配置研究,从保障生态环境约束并实现效益最优的角度提出铜陵市土地利用结构优化的方案。
[18] 李潇然, 李阳兵, 王永艳, .

三峡库区县域景观生态安全格局识别与功能分区: 以奉节县为例

. 生态学杂志, 2015, 34(7): 1959-1967.

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

景观格局优化是景观生态学中的热点和难点问题,三峡库区作为长江中上游地区生态纽带,其生态安全问题更是成为重中之重。本文选择奉节县为研究区域,在GIS技术支持下对2012年景观类型图进行处理,选取土地利用、地形位指数及土壤侵蚀等阻力因子构建最小耗费距离模型,对研究区内景观生态安全格局进行识别并进行功能分区。本文依据最小耗费阻力面,构建生态"源"地、生态廊道和战略点等景观格局组分,加强和完善生态网络的空间连通性,以提高景观生态格局稳定性及完善生态功能分区。根据耗费阻力突变点,将研究区划分成水源涵养区、生态缓冲区、生态敏感区、生产生活区4个功能区,各区占地百分比分别为36.74%、24.16%、15.48%和23.62%,同时综合考虑自然因素和社会经济因素,模拟建设用地的扩张,为城市扩张规划提供合理依据。

[Li Xiaoran, Li Yangbing, Wang Yongyan, et al.

Identification of ecological security patterns for county-level landscapes and function division of the Three Gorges Reservoir area: A case in Fengjie.

Chinese Journal of Ecology, 2015, 34(7): 1959-1967.]

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

景观格局优化是景观生态学中的热点和难点问题,三峡库区作为长江中上游地区生态纽带,其生态安全问题更是成为重中之重。本文选择奉节县为研究区域,在GIS技术支持下对2012年景观类型图进行处理,选取土地利用、地形位指数及土壤侵蚀等阻力因子构建最小耗费距离模型,对研究区内景观生态安全格局进行识别并进行功能分区。本文依据最小耗费阻力面,构建生态"源"地、生态廊道和战略点等景观格局组分,加强和完善生态网络的空间连通性,以提高景观生态格局稳定性及完善生态功能分区。根据耗费阻力突变点,将研究区划分成水源涵养区、生态缓冲区、生态敏感区、生产生活区4个功能区,各区占地百分比分别为36.74%、24.16%、15.48%和23.62%,同时综合考虑自然因素和社会经济因素,模拟建设用地的扩张,为城市扩张规划提供合理依据。
[19] 欧阳志云, 李小马, 徐卫华, .

北京市生态用地规划与管理对策

. 生态学报, 2015, 35(11): 3778-3787.

https://doi.org/10.5846/stxb201308072038      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

不合理土地开发加速了对自然生态系统的干扰和侵占,导致生态系统服务功能下降,危机区域生态安全,开展生态用地规划是构建区域生态安全格局的基础。合理规划和管理不同土地利用类型的数量和空间分布对区域可持续发展具有重要意义。目前我国广泛应用的土地利用分类体系主要以土地的社会经济属性为基础,忽视其生态属性,导致以提供生态系统服务为主、保障生态安全的土地缺乏保护机制,具有重要生态功能的土地得不到有效保护。本文以北京市为例,建立了北京市生态用地分类与规划的思路与程序,在明确北京市生态安全与生态系统服务功能的关系基础上分析了北京市生态系统服务功能重要性及其空间格局,并进行了北京市生态用地规划。本研究规划了保障北...

[Ouyang Zhiyun, Li Xiaoma, Xu Weihua, et al.

Ecological land use planning and management in Beijing.

Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(11): 3778-3787.]

https://doi.org/10.5846/stxb201308072038      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

不合理土地开发加速了对自然生态系统的干扰和侵占,导致生态系统服务功能下降,危机区域生态安全,开展生态用地规划是构建区域生态安全格局的基础。合理规划和管理不同土地利用类型的数量和空间分布对区域可持续发展具有重要意义。目前我国广泛应用的土地利用分类体系主要以土地的社会经济属性为基础,忽视其生态属性,导致以提供生态系统服务为主、保障生态安全的土地缺乏保护机制,具有重要生态功能的土地得不到有效保护。本文以北京市为例,建立了北京市生态用地分类与规划的思路与程序,在明确北京市生态安全与生态系统服务功能的关系基础上分析了北京市生态系统服务功能重要性及其空间格局,并进行了北京市生态用地规划。本研究规划了保障北...
[20] 尹海伟, 孔繁花, 祈毅, .

湖南省城市群生态网络构建与优化

. 生态学报, 2011, 31(10): 2863-2874.

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

大型生境斑块为区域生物多样性保护提供了重要的空间保障。然而,快速城市化使得大型生境斑块变得日益破碎化、岛屿化,连接性不断下降,且日益受到周边土地利用变化的强烈影响,已严重威胁着区域生物多样性的保护。通过生态廊道建立或修复破碎生境斑块之间的连接,将非常有利于生态网络生态服务功能的有效发挥。基于景观生态学和保护生物学的相关原理,以湖南省城市群为例,在RS和GIS技术的支撑下,采用最小费用路径和情景分析方法,定量模拟了研究区的潜在生态廊道,基于重力模型对重要生态廊道进行了识别与提取,并就消费面模型对潜在生态网络结果产生的影响进行了分析,在此基础上有针对性地提出了生态网络优化的对策。研究结果表明,林地和耕地是组成研究区生态网络的优势景观要素类型;不同生境斑块间的相互作用强度差异显著,总体上西高东低,南高北低;消费面模型能够在较大程度上影响到生态网络的分析结果,因而进行情景分析十分重要和必要。研究结果可为研究区生态网络的构建和优化提供科学依据,同时可为其他城市群区域生态网络的构建提供参考和借鉴。

[Yin Haiwei, Kun Fanhua, Qi Yi, et al.

Developing and optimizing ecological networks in urban agglomeration of Hunan province, China.

Acta Ecologica Sinca, 2011, 31(10): 2863-2874.]

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

大型生境斑块为区域生物多样性保护提供了重要的空间保障。然而,快速城市化使得大型生境斑块变得日益破碎化、岛屿化,连接性不断下降,且日益受到周边土地利用变化的强烈影响,已严重威胁着区域生物多样性的保护。通过生态廊道建立或修复破碎生境斑块之间的连接,将非常有利于生态网络生态服务功能的有效发挥。基于景观生态学和保护生物学的相关原理,以湖南省城市群为例,在RS和GIS技术的支撑下,采用最小费用路径和情景分析方法,定量模拟了研究区的潜在生态廊道,基于重力模型对重要生态廊道进行了识别与提取,并就消费面模型对潜在生态网络结果产生的影响进行了分析,在此基础上有针对性地提出了生态网络优化的对策。研究结果表明,林地和耕地是组成研究区生态网络的优势景观要素类型;不同生境斑块间的相互作用强度差异显著,总体上西高东低,南高北低;消费面模型能够在较大程度上影响到生态网络的分析结果,因而进行情景分析十分重要和必要。研究结果可为研究区生态网络的构建和优化提供科学依据,同时可为其他城市群区域生态网络的构建提供参考和借鉴。
[21] 杨姗姗, 邹长新, 沈渭寿, .

基于生态红线划分的生态安全格局构建: 以江西省为例

. 生态学杂志, 2016, 35(1): 250-258.

https://doi.org/10.13292/j.1000-4890.201601.034      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

生态红线是对维护生态安全格局、保障生态系统服务具有重要战略意义的空间区域,也是实现国家和区域生态安全的重要途径.本文以江西省为研究区域,通过生态系统服务重要性和生态敏感性评价,并结合现有的生态保护地区,划定江西省生态红线区域总面积为59608.16 km2,占全省总面积的35.71%.然后以生态红线区域作为生态安全格局构建的生态源地,基于最小累积阻力模型构建了江西省生态安全格局,确定了生态廊道、辐射通道、生态战略节点等生态安全格局组分的空间分布,并划分为低、中、高3种水平生态安全格局.其中低水平安全格局面积为78285.47 km2,占研究区面积的46.89%;中水平安全格局和高水平安全格局面积分别是49405.89和23104.93 km2,各占研究区面积的29.59%和13.84%.

[Yang Shanshan, Zou Changxin, Shen Weishou, et al.

Construction of ecological security patterns based on ecological red line: A case study of Jiangxi province.

Chinese Journal of Ecology, 2016, 35(1): 250-258.]

https://doi.org/10.13292/j.1000-4890.201601.034      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

生态红线是对维护生态安全格局、保障生态系统服务具有重要战略意义的空间区域,也是实现国家和区域生态安全的重要途径.本文以江西省为研究区域,通过生态系统服务重要性和生态敏感性评价,并结合现有的生态保护地区,划定江西省生态红线区域总面积为59608.16 km2,占全省总面积的35.71%.然后以生态红线区域作为生态安全格局构建的生态源地,基于最小累积阻力模型构建了江西省生态安全格局,确定了生态廊道、辐射通道、生态战略节点等生态安全格局组分的空间分布,并划分为低、中、高3种水平生态安全格局.其中低水平安全格局面积为78285.47 km2,占研究区面积的46.89%;中水平安全格局和高水平安全格局面积分别是49405.89和23104.93 km2,各占研究区面积的29.59%和13.84%.
[22] 周锐, 王新军, 苏海龙, .

平顶山新区生态用地的识别与安全格局构建

. 生态学报, 2015, 35(6): 2003-2012.

https://doi.org/10.5846/stxb201305241169      URL      Magsci      摘要

生态用地对城市生态安全具有重要意义,关键性生态用地的识别与安全格局的构建是实现城市精明增长和生态保护的重要途径。以河南省平顶山新区为例,结合GIS(Geographic Information System)空间技术,分析得到基于水资源安全、地质灾害规避、生物多样性保护三种单一过程的生态用地,进而综合叠加并重分类为理想型、缓冲型和底线型三类生态用地,并以底线型生态用地为源,现状土地覆被为阻力因子,应用最小累积阻力模型构建了平顶山新区生态用地的安全格局。结果表明:新区内最小生态用地,即底线型生态用地的面积为88.44 km^2,占研究区总面积的29.35%;缓冲型和理想型生态用地的面积分别为22.28 km^2和43.87 km^2。确定了三种安全水平的生态用地范围、"源"与外部联系的辐射道、"源"间连接的生态廊道、关键的生态节点等。关键性生态用地综合安全格局的构建,旨在为研究区城市生态规划和城镇空间布局规划等提供科学参考。

[Zhou Rui, Wang Xinjun, Su Hailong, et al.

Identification and security pattern of ecological land in Pingdingshan newly developed area.

Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(6): 2003-2012.]

https://doi.org/10.5846/stxb201305241169      URL      Magsci      摘要

生态用地对城市生态安全具有重要意义,关键性生态用地的识别与安全格局的构建是实现城市精明增长和生态保护的重要途径。以河南省平顶山新区为例,结合GIS(Geographic Information System)空间技术,分析得到基于水资源安全、地质灾害规避、生物多样性保护三种单一过程的生态用地,进而综合叠加并重分类为理想型、缓冲型和底线型三类生态用地,并以底线型生态用地为源,现状土地覆被为阻力因子,应用最小累积阻力模型构建了平顶山新区生态用地的安全格局。结果表明:新区内最小生态用地,即底线型生态用地的面积为88.44 km^2,占研究区总面积的29.35%;缓冲型和理想型生态用地的面积分别为22.28 km^2和43.87 km^2。确定了三种安全水平的生态用地范围、"源"与外部联系的辐射道、"源"间连接的生态廊道、关键的生态节点等。关键性生态用地综合安全格局的构建,旨在为研究区城市生态规划和城镇空间布局规划等提供科学参考。
[23] 李宗尧, 杨桂山, 董雅文.

经济快速发展地区生态安全格局的构建: 以安徽沿江地区为例

. 自然资源学报, 2007, 22(1): 106-113.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2007.01.013      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

生态安全格局; 经济快速发展地区; 经济发展潜力; 生态敏感性; 生态系统服务功能; 安徽沿江地区

[Li Zongyao, Yang Guishan, Dong Yawen.

Establishing the ecological security pattern in rapidly developing regions: A case in the AYRAP.

Journal of Natural Resources, 2007, 22(1): 106-113.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2007.01.013      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

生态安全格局; 经济快速发展地区; 经济发展潜力; 生态敏感性; 生态系统服务功能; 安徽沿江地区
[24] 曾鹏, 朱玉鑫.

中国十大城市群生态发展状况比较研究

. 地域研究与开发, 2013, 32(1): 45-51.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-2363.2013.01.009      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

通过建立生态发展评价指标体系,对中国十大城市群生态发展状况进行多层次的比较研究。认为在微观层面,中心城市对城市群生态发展影响巨大,城市群内城市之间生态发展水平差距很大;在中观层面,中国十大城市群的生态发展路径相似,但是没有形成良好的区域联动,造成区域发展非均衡性;在宏观层面,中国十大城市群生态发展水平直接关系我国生态经济可持续发展程度,国家对大城市群的定位不同,不同的战略定位影响其生态发展水平。结果显示:中国十大城市群生态发展状况与世界先进水平相比还存在巨大差异;无论城市群内部还是城市群之间均存在明显的非均衡性。尽快缩小各城市群之间的发展差距,努力提高欠发达地区城市群生态发展能力是解决区域发展不平衡的关键所在。在此基础上,从中国十大城市群生态发展状况的综合层面和影响城市群生态发展状况的各个因素层面分别提出了缩减生态发展状况非均衡差异的政策建议。

[Zeng Peng, Zhu Yuxin.

The comparative studies on the eco-development of the top ten urban agglomerations in China.

Areal Research and Development, 2013, 32(1): 45-51.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-2363.2013.01.009      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

通过建立生态发展评价指标体系,对中国十大城市群生态发展状况进行多层次的比较研究。认为在微观层面,中心城市对城市群生态发展影响巨大,城市群内城市之间生态发展水平差距很大;在中观层面,中国十大城市群的生态发展路径相似,但是没有形成良好的区域联动,造成区域发展非均衡性;在宏观层面,中国十大城市群生态发展水平直接关系我国生态经济可持续发展程度,国家对大城市群的定位不同,不同的战略定位影响其生态发展水平。结果显示:中国十大城市群生态发展状况与世界先进水平相比还存在巨大差异;无论城市群内部还是城市群之间均存在明显的非均衡性。尽快缩小各城市群之间的发展差距,努力提高欠发达地区城市群生态发展能力是解决区域发展不平衡的关键所在。在此基础上,从中国十大城市群生态发展状况的综合层面和影响城市群生态发展状况的各个因素层面分别提出了缩减生态发展状况非均衡差异的政策建议。
[25] Xiao X M, Zhang Q Y, Braswell B, et al.

Modeling gross primary production of temperate deciduous broadleaf forest using satellite images and climate data.

Remote Sensing of Environment, 2004, 91(2): 256-270.

https://doi.org/10.1016/S0034-4257(04)00097-5      URL      摘要

Net ecosystem exchange (NEE) of CO 2 between the atmosphere and forest ecosystems is determined by gross primary production (GPP) of vegetation and ecosystem respiration. CO 2 flux measurements at individual CO 2 eddy flux sites provide valuable information on the seasonal dynamics of GPP. In this paper, we developed and validated the satellite-based Vegetation Photosynthesis Model (VPM), using site-specific CO 2 flux and climate data from a temperate deciduous broadleaf forest at Harvard Forest, Massachusetts, USA. The VPM model is built upon the conceptual partitioning of photosynthetically active vegetation and non-photosynthetic vegetation (NPV) within the leaf and canopy. It estimates GPP, using satellite-derived Enhanced Vegetation Index (EVI), Land Surface Water Index (LSWI), air temperature and photosynthetically active radiation (PAR). Multi-year (1998-2001) data analyses have shown that EVI had a stronger linear relationship with GPP than did the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Two simulations of the VPM model were conducted, using vegetation indices from the VEGETATION (VGT) sensor onboard the SPOT-4 satellite and the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor onboard the Terra satellite. The predicted GPP values agreed reasonably well with observed GPP of the deciduous broadleaf forest at Harvard Forest, Massachusetts. This study highlighted the biophysical performance of improved vegetation indices in relation to GPP and demonstrated the potential of the VPM model for scaling-up of GPP of deciduous broadleaf forests.
[26] Yu K J.

Security patterns and surface model in landscape ecological planning.

Landscape and Urban Planning, 1996, 36(1): 1-17.

https://doi.org/10.1016/S0169-2046(96)00331-3      URL      [本文引用: 2]      摘要

Abstract It is demonstrated that there are potential spatial patterns, called security patterns (SPs), composed of strategic portions and positions of the landscape that have critical significance in safeguarding and controlling certain ecological processes. Components of security patterns have the quality of initiative, coordination and efficiency, and are, therefore, strategically important in landscape change in biological conservation. SPs can be identified according to the properties on a general surface model of flows.Potential surfaces (accessibility surfaces) are developed using landscape resistance to represent the dynamics of horizontal ecological processes (species movement). Four strategic landscape portions and positions are identified on the potential surfaces: buffer zones, inter-source linkages, radiating routes and strategic points. These components, specified by certain quantitative and qualitative parameters, together with the identified sources (native habitats), compose the ecological SPs at various security levels. SPs may vary with the target species. Individual SPs for various target species or groups can be combined in cases when overall ecological SPs are needed. These SPs could be used by defenders of ecological processes as defensive frontiers and strategies of spatial bartering in landscape changes. A case study is presented following the discussion on the concept and method of ecological security patterns. The GIS (geographical information systems) is intensively applied in the case study.
[27] 任志远, 刘焱序.

西北地区植被保持土壤效应评估

. 资源科学, 2013, 35(3): 610-617.

URL      [本文引用: 1]      摘要

植被的土壤保持功能评估是生态安全研究中的重要内容之一。现有研究中缺乏较大尺度、较高精度的土壤保持估算。基于通用水土流失方程与年尺度风蚀预报方程,估算西北地区土壤现实侵蚀量与潜在侵蚀量,得出植被土壤保持物质量与价值量,并进行土壤保持效益分区。结果表明:植被土壤水蚀保持量高值集中在秦巴山区一带,其值超过5000t/(hm2a);青海东南部三江源地区植被土壤水蚀保持量在(500~2000)t/(hm2a);而1万t/(hm2a)以上的植被土壤风蚀保持量样本很少,集中在天山、西祁连山、三江源三大区域;沙漠内部几乎不发生植被土壤保持作用。单位面积价值量大于2亿元/km2的像元几乎全部位于陕南和陇东南的秦巴山区中。黄土高原土壤保持价值量也多在1000万元/km2以上。最后统计土壤保持价值总量,进行县域单元的土壤保持生态效益分级,并阐述了4种县域生态建设定位。

[Ren Zhiyuan, Liu Yanxu.

Estimating the ecological effect of soil conservation by vegetation in northwest China.

Resources Science, 2013, 35(3): 610-617.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

植被的土壤保持功能评估是生态安全研究中的重要内容之一。现有研究中缺乏较大尺度、较高精度的土壤保持估算。基于通用水土流失方程与年尺度风蚀预报方程,估算西北地区土壤现实侵蚀量与潜在侵蚀量,得出植被土壤保持物质量与价值量,并进行土壤保持效益分区。结果表明:植被土壤水蚀保持量高值集中在秦巴山区一带,其值超过5000t/(hm2a);青海东南部三江源地区植被土壤水蚀保持量在(500~2000)t/(hm2a);而1万t/(hm2a)以上的植被土壤风蚀保持量样本很少,集中在天山、西祁连山、三江源三大区域;沙漠内部几乎不发生植被土壤保持作用。单位面积价值量大于2亿元/km2的像元几乎全部位于陕南和陇东南的秦巴山区中。黄土高原土壤保持价值量也多在1000万元/km2以上。最后统计土壤保持价值总量,进行县域单元的土壤保持生态效益分级,并阐述了4种县域生态建设定位。
[28] 吴丹.

中国主要陆地生态系统水源涵养服务研究

. 北京: 中国科学院大学博士学位论文, 2014.

URL      [本文引用: 1]      摘要

20世纪90年代以来,生态系统服务成为国际上生态学和经济学研 究的热点,水源涵养是陆地生态系统重要的服务之一,是植被、水与土壤相互作用所产生的综合功能的体现。长期的生态系统开发利用和巨大的人口压力,使我国生 态系统和生态系统服务遭到严重退化,由此引起的水资源短缺、水土流失、水污染等问题持续加剧,干旱、洪涝等自然灾害频发,科学的水源涵养服务评估具有重要 的经济和社会价值。<br>  本研究首先以青海三江源为例,针对生态系统水源涵养服务的不同表现形式,采用土壤蓄水能力法、降水贮存量法与 水量平衡法估算了三江源地区生态系统的水源涵养量,...

[Wu Dan.

Research on water regulation service of the main terrestrial ecosystems in China.

Beijing: Doctoral Dissertation of The University of Chinese Academy of Sciences, 2014.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

20世纪90年代以来,生态系统服务成为国际上生态学和经济学研 究的热点,水源涵养是陆地生态系统重要的服务之一,是植被、水与土壤相互作用所产生的综合功能的体现。长期的生态系统开发利用和巨大的人口压力,使我国生 态系统和生态系统服务遭到严重退化,由此引起的水资源短缺、水土流失、水污染等问题持续加剧,干旱、洪涝等自然灾害频发,科学的水源涵养服务评估具有重要 的经济和社会价值。<br>  本研究首先以青海三江源为例,针对生态系统水源涵养服务的不同表现形式,采用土壤蓄水能力法、降水贮存量法与 水量平衡法估算了三江源地区生态系统的水源涵养量,...
[29] 吴健生, 张理卿, 彭建, .

深圳市景观生态安全格局源地综合识别

. 生态学报, 2013, 33(13): 4125-4133.

https://doi.org/10.5846/stxb201208081123      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

城市生态安全格局是景观生态学研究的热点和重点之一,识别源地是构建生态安全格局的首要环节.在总结已有研究中重要斑块识别方法的基础上,提出了结合景观连通性分析、生物多样性服务评估和生境质量评估来提取重要斑块的方法.以深圳市为研究区,采用基于图论的景观连通性指数、生物多样性服务当量、InVEST模型生境质量评估模块和GIS技术相结合的方法识别生态用地重要斑块.结果表明:深圳市生态斑块依照连通性、生物多样性和生境质量的综合评估分为五级,其中最重要斑块主要分布在龙岗区、盐田区和罗湖区;现行基本生态控制线政策可以保护大部分重要斑块.

[Wu Jiansheng, Zhang Liqing, Peng Jian, et al.

The integrated recognition of the source area of the urban ecological security pattern in Shenzhen.

Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(13): 4125-4133.]

https://doi.org/10.5846/stxb201208081123      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

城市生态安全格局是景观生态学研究的热点和重点之一,识别源地是构建生态安全格局的首要环节.在总结已有研究中重要斑块识别方法的基础上,提出了结合景观连通性分析、生物多样性服务评估和生境质量评估来提取重要斑块的方法.以深圳市为研究区,采用基于图论的景观连通性指数、生物多样性服务当量、InVEST模型生境质量评估模块和GIS技术相结合的方法识别生态用地重要斑块.结果表明:深圳市生态斑块依照连通性、生物多样性和生境质量的综合评估分为五级,其中最重要斑块主要分布在龙岗区、盐田区和罗湖区;现行基本生态控制线政策可以保护大部分重要斑块.
[30] 谢花林, 李秀彬.

基于GIS的区域关键性生态用地空间结构识别方法探讨

. 资源科学, 2011, 33(1): 112-119.

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

随着我国城镇化进程的加速,如何协调好城镇建设与地域生态系统的 关系成为当前规划界的热点问题之一.本文基于GIS技术,从水资源安全、生物多样性保护、灾害规避与防护和自然游憩等4个方面,构建了空间尺度上的生态用 地重要性综合指数和区域关键性生态用地空间结构识别方法,并进行了京津冀地区的实例研究.结果表明,京津冀地区核心型生态用地的面积为54943.87 km2,占全区总面积的1/4,分布在西北部山区,主要是区域的河流水系、湿地、自然保护区、森林公园和风景名胜区的核心区,是维护区域生态安全的底线生 态用地.识别结果能较好地反映关键性生态用地维护区域水、生物、灾害防护和游憩安全的空间特征.该识别方法将有利于指导我国土地的生态管理,开展生态保育 和生态建设,维护区域生态系统健康与安全.

[Xie Hualin, Li Xiubin.

A method for identifying spatial structure of regional critical ecological land based on GIS.

Resources Science, 2011, 33(1): 112-119.]

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

随着我国城镇化进程的加速,如何协调好城镇建设与地域生态系统的 关系成为当前规划界的热点问题之一.本文基于GIS技术,从水资源安全、生物多样性保护、灾害规避与防护和自然游憩等4个方面,构建了空间尺度上的生态用 地重要性综合指数和区域关键性生态用地空间结构识别方法,并进行了京津冀地区的实例研究.结果表明,京津冀地区核心型生态用地的面积为54943.87 km2,占全区总面积的1/4,分布在西北部山区,主要是区域的河流水系、湿地、自然保护区、森林公园和风景名胜区的核心区,是维护区域生态安全的底线生 态用地.识别结果能较好地反映关键性生态用地维护区域水、生物、灾害防护和游憩安全的空间特征.该识别方法将有利于指导我国土地的生态管理,开展生态保育 和生态建设,维护区域生态系统健康与安全.
[31] 喻红, 曾辉.

快速城市化地区景观组分在地形梯度上的分布特征研究

. 地理科学, 2001, 21(1): 64-69.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2001.01.012      URL      [本文引用: 1]      摘要

采用地形位指数综合描述深圳市龙华地区的地形差异,并在此基础上,利用无量纲的分布指数对景观组分的空间分布特征进行半定量分析。结果表明,地形位指数可以综合地反映地形条件的空间分布和差异信息。分布指数用于描述某种组分的实际分布与标准分布的差异,可以排除面积的干扰,为各种比较分析创造了条件。研究时段内龙华地区景观组分在地形位梯度上整体分布格局的复杂性显著增加。人为景观改造活动主要表现为一种中尺度土地利用结构调整行为,并有助于对不同地形条件下的土地利用进行更加严格的分工,地形差异则是大尺度景观整体格局形成的基本骨架。

[Yu Hong, Zeng Hui.

Study on distribution characteristics of landscape elements along the terrain gradient.

Scientia Geographica Sinica, 2001, 21(1): 64-69.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2001.01.012      URL      [本文引用: 1]      摘要

采用地形位指数综合描述深圳市龙华地区的地形差异,并在此基础上,利用无量纲的分布指数对景观组分的空间分布特征进行半定量分析。结果表明,地形位指数可以综合地反映地形条件的空间分布和差异信息。分布指数用于描述某种组分的实际分布与标准分布的差异,可以排除面积的干扰,为各种比较分析创造了条件。研究时段内龙华地区景观组分在地形位梯度上整体分布格局的复杂性显著增加。人为景观改造活动主要表现为一种中尺度土地利用结构调整行为,并有助于对不同地形条件下的土地利用进行更加严格的分工,地形差异则是大尺度景观整体格局形成的基本骨架。

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