快速城市化在帶給人類諸多便利的同時(shí),也帶來了一系列的生態(tài)環(huán)境問題,如:城市交通擁堵、熱島效應(yīng)、霧霾效應(yīng)、城市內(nèi)澇、面源污染、環(huán)境污染等,由此導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)下降,直接影響到城市生態(tài)安全。目前城市生態(tài)安全已經(jīng)成為社會(huì)廣為關(guān)注的話題,然而對于城市生態(tài)安全內(nèi)涵、影響因素及其維持機(jī)制等仍缺乏一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。本??噲D通過一系列文章的發(fā)表,從不同角度探討城市生態(tài)安全的內(nèi)涵、影響因素、安全格局構(gòu)建思路,以及影響城市生態(tài)安全的政策與管理因素。
城市生態(tài)安全是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境問題,涉及到城市發(fā)展的方方面面,不僅與廣大百姓日常生活直接相關(guān),而且也與城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和區(qū)域功能定位密切相關(guān)。廣義上,城市生態(tài)安全就是探討區(qū)域背景下如何維持城市生態(tài)系統(tǒng)健康的可持續(xù)發(fā)展問題。由于城市生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的開放系統(tǒng),研究其生態(tài)系統(tǒng)健康涉及到許多影響因子,本專刊重點(diǎn)從城市生態(tài)安全內(nèi)涵、生態(tài)安全格局構(gòu)建、城市化及其景觀格局演變、城市化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與生態(tài)安全格局構(gòu)建的技術(shù)方法等方面進(jìn)行討論,希冀該??某霭婺転槲覈鞘猩鷳B(tài)安全格局構(gòu)建提供參考。
目前關(guān)于城市生態(tài)安全的內(nèi)涵與生態(tài)安全格局構(gòu)建的目標(biāo)還比較模糊。本刊文章【城市生態(tài)安全格局構(gòu)建:目標(biāo)、原則和基本框架】基于對生態(tài)安全的理解和概念辨析,從理論上分析了城市生態(tài)安全格局構(gòu)建需要遵循的基本原則,分析了城市生態(tài)安全格局構(gòu)建需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),從不同尺度上探討了城市生態(tài)安全格局構(gòu)建的基本框架和思路。文章【城郊生態(tài)系統(tǒng)土壤環(huán)境安全:問題與挑戰(zhàn)】基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法和1990—2017年發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)分析了城郊生態(tài)系統(tǒng)土壤安全研究的現(xiàn)狀、趨勢和熱點(diǎn)問題,對城郊生態(tài)系統(tǒng)土壤安全面臨的問題及其特殊性和復(fù)雜性進(jìn)行了重點(diǎn)論述,指出了當(dāng)前快速城市化發(fā)展過程中城郊土壤安全研究面臨的問題和挑戰(zhàn)。文章【基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需的城市生態(tài)安全格局構(gòu)建框架】通過梳理生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)、生態(tài)安全格局構(gòu)建研究現(xiàn)狀和特點(diǎn),指出了目前研究中存在的不足;在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的城市群生態(tài)安全格局基本框架,提出了城市生態(tài)安全格局未來的研究重點(diǎn)。
關(guān)于城市化對生態(tài)安全的影響,不同學(xué)者關(guān)注問題不同所給出的結(jié)果也不同,而針對城市化對生態(tài)安全及其格局的影響研究較多,但是具有說服力的實(shí)證性研究相對較少。文章【京津冀特大城市群生態(tài)安全格局時(shí)空演變特征及其影響因素】以2000—2015年京津冀城市群面板數(shù)據(jù)為研究樣本,通過建立“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)”城市群生態(tài)安全協(xié)同會(huì)診指標(biāo)體系,采用TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)組合方法計(jì)算了生態(tài)安全綜合指數(shù)(Comprehensive Index of Ecological Security,CIES),并運(yùn)用因子分析法提取了關(guān)鍵影響因素,通過多元線性回歸方法分析了關(guān)鍵影響因素對城市生態(tài)安全的影響程度。文章【京津冀特大城市群地區(qū)影響城鎮(zhèn)化的關(guān)鍵要素識(shí)別及交互作用】以京津冀特大城市群為研究區(qū),使用城鎮(zhèn)化率來表征城鎮(zhèn)化發(fā)展過程,使用相關(guān)分析總結(jié)分析了生態(tài)環(huán)境要素與城鎮(zhèn)化過程的相關(guān)性,基于灰色關(guān)聯(lián)分析方法獲取了生態(tài)環(huán)境要素與不同城市城鎮(zhèn)化率之間的關(guān)聯(lián)度,進(jìn)一步使用方差分析法得到了影響城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境交互脅迫的關(guān)鍵要素,最后明確了城市化和生態(tài)環(huán)境要素交互脅迫作用的顯著性特征及其區(qū)域差異。文章【閩三角城市群生態(tài)環(huán)境脆弱性及其驅(qū)動(dòng)力】以閩三角城市群為例,通過選取2000 年、2015年高程、坡度、巖性、土壤類型、NDVI、年均降水量、年均溫、人口密度、人均 GDP、路網(wǎng)密度、景觀多樣性、土地利用程度和工業(yè)固體廢棄物排放量等13個(gè)指標(biāo),基于空間主成分分析法,結(jié)合全局Moran’I 和LISA聚類圖,從整體特征、空間差異、空間集聚、地類脆弱性分異以及驅(qū)動(dòng)力5個(gè)方面,探討了閩三角城市群地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性及其驅(qū)動(dòng)力。文章【基于土地利用格局變化的北京市生境質(zhì)量時(shí)空演變研究】以北京市為例,分析了2000—2015年北京市不同土地利用類型的空間分布特征及其區(qū)域差異,借助InVEST -Habit Quality模型評(píng)估了北京市4個(gè)時(shí)期(2000年、2005年、2010年和2015年)4大功能區(qū)(首都功能核心區(qū)、城市發(fā)展新區(qū)、城市功能拓展區(qū)、生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū))的生境退化程度和生境質(zhì)量變化特征。上述研究結(jié)果為客觀了解城市群地區(qū)影響城市生態(tài)安全的背景及其變化過程提供了參考依據(jù)。
文章【基于人水關(guān)系的京津冀城市群水資源安全格局評(píng)價(jià)】基于人水關(guān)系協(xié)調(diào)的視角,從水資源本底條件、水資源開發(fā)利用程度、水資源開發(fā)利用效率等3個(gè)方面建立了水資源安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并根據(jù)國內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)閾值,進(jìn)一步通過熵技術(shù)支持下的層次分析法和多目標(biāo)模糊隸屬度函數(shù),對 2000—2014 年京津冀城市群地區(qū)水資源利用安全的時(shí)空格局進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。文章【基于多邊界改進(jìn)的京津冀城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算】從京津冀城市群生態(tài)環(huán)境一體化發(fā)展角度,結(jié)合13個(gè)地市行政邊界、泰森多邊形邊界和基于最小累計(jì)阻力模型構(gòu)建的最小累計(jì)阻力邊界3種不同類型的界限,對傳統(tǒng)基于行政邊界的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法進(jìn)行了改進(jìn)和完善,由此估算出京津冀城市群地區(qū)13個(gè)地市實(shí)際獲得的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。文章【近20年白洋淀濕地水文連通性及空間形態(tài)演變】選取白洋淀濕地作為典型研究案例,將形態(tài)學(xué)空間格局分析模型(MSPA,Morphological Spatial Pattern Analysis)與連通性指數(shù)(IIC,Integral Index Of Connectivity;PC,Probability of Connectivity)相結(jié)合,從時(shí)空兩個(gè)方面分析了白洋淀濕地水文連通性的變化特征,總結(jié)出水文連通性變化的空間形態(tài)演變規(guī)律。文章【基于棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的海岸帶灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)】利用 2000年、2005年、2010年 和2015年的Landsat TM/ETM+和Landsat 8 OLI遙感影像,融合行政區(qū)劃圖與地形圖,并引入一個(gè)評(píng)價(jià)多元海洋、海岸帶利用對棲息地造成風(fēng)險(xiǎn)的模型,即InVEST模型中的棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(Habitat Risk Assessment,HRA),研究了閩三角海岸帶灘涂濕地的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。文章【京津冀地區(qū)景觀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)】以京津冀地區(qū)為研究對象,從斑塊密度(PD)、總邊緣對比度指數(shù)(TECI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)等6個(gè)景觀指數(shù)著手,通過 ArcGIS10.2和Fragstats軟件處理遙感影像解譯數(shù)據(jù),計(jì)算了1980年、2000年和2010年研究地區(qū)景觀穩(wěn)定性指數(shù),對比分析了不同年份景觀穩(wěn)定性的變化特征。
城市化帶來的生態(tài)環(huán)境影響必然會(huì)影響到城市的生態(tài)安全,在構(gòu)建科學(xué)合理的城市生態(tài)安全格局之前,首先需要研究清楚城市化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。文章【高溫天氣植被蒸騰與遮陰降溫效應(yīng)的變化特征】以南京市棲霞區(qū)某小型綠地單元為研究對象,基于高溫晴朗天氣下不同樹種典型植株樹干液流觀測,采用“單位葉面積上的平均液流速率×葉面積指數(shù)”的擴(kuò)展方法實(shí)現(xiàn)了由單株到林分尺度上冠層蒸騰量與蒸騰降溫效應(yīng)的估算,并根據(jù)林上、林下太陽輻射值計(jì)算了不同樹種與整個(gè)綠地單元的遮蔭降溫效應(yīng),進(jìn)而闡明了蒸騰與遮蔭降溫對總降溫效應(yīng)貢獻(xiàn)率的變化特征。文章【京津冀城市群用水效率及其與城市化水平的關(guān)系】結(jié)合超效率數(shù)據(jù)包絡(luò)模型,定量分析了京津冀城市群地區(qū)不同行業(yè)的用水效率,從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與土地等不同城市化角度,全面分析了城市發(fā)展水平與生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)三大行業(yè)用水效率之間的相互關(guān)系。文章【京津冀城市群能源供需與城市化的關(guān)系模式】以京津冀城市群為例,從地級(jí)市尺度系統(tǒng)地核算了2001—2015年能源供應(yīng)和需求量,并采用 ward聚類方法劃分3種不同類型的能源供求模式,分析了每種類型的能源供需特征差異,進(jìn)一步以能源供需比值表示供需差異并進(jìn)行了比較。在此基礎(chǔ)上,采用多指標(biāo)綜合分析方法探討了能源供需與城市化的關(guān)系模式。文章【城市空氣污染對周邊區(qū)域空氣質(zhì)量的影響】利用京津冀地區(qū)13個(gè)城市2000年、2005年、2010年、2015年P(guān)PM2.5濃度和土地覆蓋類型數(shù)據(jù),以城市重心到城市邊界的平均距離為基本距離,通過建立緩沖區(qū)定量分析了城市PPM2.5污染對周邊區(qū)域影響的方向性和距離效應(yīng)。文章【京津冀城市群空間擴(kuò)張及其經(jīng)濟(jì)溢出效應(yīng)】基于 Capello模型,計(jì)算了京津冀城市群地區(qū)13個(gè)城市擴(kuò)張帶來的經(jīng)濟(jì)增長溢出效應(yīng),通過比較扇狀擴(kuò)張城市和軸向擴(kuò)張城市得到和給出的城市增長溢出效應(yīng),研究了不同擴(kuò)張類型城市溢出效應(yīng)的差異,以及京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長溢出效應(yīng)的空間分布特征。文章【閩三角城市群生產(chǎn)-生活-生態(tài)時(shí)空格局演化與功能測度】基于“三生”空間評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,以閩三角城市群為研究區(qū),構(gòu)建了“三生”空間功能性指數(shù),探討了近15年來閩三角城市群“三生”空間時(shí)空分異格局、功能性水平分異及其驅(qū)動(dòng)因素。
生態(tài)安全評(píng)價(jià)與格局構(gòu)建一直是研究的熱點(diǎn)問題,但是如何通過生態(tài)安全評(píng)價(jià)、找到解決問題的路徑、開展生態(tài)安全格局構(gòu)建目前還缺乏成功的案例研究,本刊文章從不同角度做了一些探討。文章【縣域尺度下的河流生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)】基于河流生態(tài)系統(tǒng)水環(huán)境功能、防洪功能、生態(tài)保護(hù)功能和支持利用功能,建立了河流生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,以北京房山區(qū)水系為例,開展了河流生態(tài)系統(tǒng)健康與評(píng)價(jià)。文章【京津冀城市群土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空變化分析】以京津冀城市群為研究區(qū),基于1984年、1990年、2000年、2005年、2010年和2015年土地利用數(shù)據(jù),利用斑塊密度、蔓延度、土地利用類型的主觀權(quán)重構(gòu)建了土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù),從而揭示了京津冀城市群地區(qū)6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布特征,依此計(jì)算了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)重心轉(zhuǎn)移軌跡,從而探討了土地利用生態(tài)綜合高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的空間轉(zhuǎn)移動(dòng)態(tài)變化特征。文章【基于生態(tài)足跡法的閩三角城市群生態(tài)安全評(píng)價(jià)】以閩三角城市群為研究區(qū),以NPP數(shù)據(jù)來反映實(shí)際生物量,采用“國家公頃”實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量因子區(qū)域化,測算了2010—2015年區(qū)域生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字以及生態(tài)壓力指數(shù),評(píng)價(jià)了研究地區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)。文章【耦合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供求關(guān)系的生態(tài)安全格局動(dòng)態(tài)分析——以閩三角城市群為例】基于供求理論構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供求關(guān)系動(dòng)態(tài)模型框架,并利用供給與需求的象限區(qū)劃表征閩三角城市群生態(tài)安全格局特征,在不同尺度變換上,運(yùn)用價(jià)值單量修正模型、INVEST 生境質(zhì)量模型、景觀指數(shù)模型、生態(tài)韌性模型、熵權(quán)法等方法綜合測度了城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供求水平,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)安全格局的分區(qū)化。引入環(huán)境庫茲涅茨曲線理論,解析了區(qū)域生態(tài)安全格局現(xiàn)狀和成因。文章【權(quán)衡城市擴(kuò)張、耕地保護(hù)與生態(tài)效益的京津冀城市群土地利用優(yōu)化配置情景分析】從土地覆蓋/土地利用數(shù)量和空間布局兩個(gè)方面出發(fā),通過多目標(biāo)優(yōu)化模型和CLUE-S模型的構(gòu)建,提出了多目標(biāo)權(quán)衡下土地?cái)U(kuò)張優(yōu)化情景預(yù)案,為京津冀城市群擴(kuò)張與土地利用優(yōu)化配置提供了科學(xué)參考。
生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建時(shí)生態(tài)安全格局構(gòu)建的基礎(chǔ)。文章【考慮滑坡敏感性的天津市薊州區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】以天津市薊州區(qū)為研究區(qū),從自然資源、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、生物多樣性等方面考慮,選取生態(tài)源地;選取坡度、地形起伏度、坡向、高程、巖土類型、道路、地質(zhì)構(gòu)造和土地利用類型等作為滑坡的孕災(zāi)環(huán)境因子,基于信息量模型,在定量分析滑坡與各孕災(zāi)環(huán)境因子關(guān)系基礎(chǔ)上,通過地圖代數(shù)計(jì)算滑坡敏感性指數(shù),并用于修正由土地利用類型賦值得到的生態(tài)基本阻力面,基于最小費(fèi)用模型提取研究區(qū)生態(tài)廊道,進(jìn)而構(gòu)建了天津市薊州區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。文章【基于電路理論的南京市綠色基礎(chǔ)設(shè)施格局優(yōu)化】基于電路理論構(gòu)建了南京市主城區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施空間格局,根據(jù)電流密度分析斑塊、廊道的重要性,并借助移動(dòng)窗口搜索法識(shí)別存在的障礙點(diǎn),提出了南京市綠地景觀空間格局優(yōu)化的策略。文章【基于陸海統(tǒng)籌的海岸帶城市群生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及應(yīng)用】通過提取生境敏感區(qū)、重要生態(tài)功能區(qū)及自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)斑塊的空間信息,以陸域土地利用類型和海域功能區(qū)構(gòu)建阻力面,構(gòu)建了閔三角地區(qū)海陸一體化的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),通過計(jì)算網(wǎng)絡(luò)組合度(a指數(shù))、線點(diǎn)率(β指數(shù))和網(wǎng)絡(luò)連接度(r指數(shù))來評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的完善程度。文章【京津冀城市群生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化】以京津冀城市群為研究區(qū),基于GIS確定京津冀地區(qū)的生態(tài)源地,基于最小成本路徑方法,提取了京津冀城市群地區(qū)的生態(tài)廊道,分析統(tǒng)計(jì)了生態(tài)廊道的空間分布特征,結(jié)合重力模型與重要生態(tài)源地連通性篩選出京津冀城市群地區(qū)重要的生態(tài)廊道,通過疊加現(xiàn)有國道、河流提出了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的方案。
生態(tài)安全格局構(gòu)建涉及到不同的尺度,不僅需要從宏觀尺度上探討城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)關(guān)系,也需要從微觀尺度上探討實(shí)現(xiàn)安全格局的具體技術(shù)。文章【基于不同保護(hù)目標(biāo)的河道內(nèi)生態(tài)蓄水量分析】基于琉璃河濕地工程的特殊性,在同一工程項(xiàng)目中不同階段創(chuàng)新運(yùn)用環(huán)境需水量和生態(tài)需水量兩種方法,分別計(jì)算了在截污工程完成前滿足水質(zhì)安全要求的河道內(nèi)環(huán)境需水量和截污工程完成后滿足以生態(tài)服務(wù)功能為目標(biāo)的河道內(nèi)生態(tài)需水量。文章【濕地公園鳥類棲息地營建研究】以北京房山琉璃河濕地公園為例,針對項(xiàng)目所在區(qū)域鳥類分布特征,通過確定目標(biāo)恢復(fù)鳥種,結(jié)合項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)場條件,圍繞目標(biāo)鳥種對于棲息地水系、植被等方面的生存需求,從岸線重塑、水深設(shè)計(jì)、植物配置、生態(tài)鳥島等方面設(shè)計(jì)了鳥類棲息地修復(fù)的技術(shù)措施。文章【城市再生視野下高密度城區(qū)生態(tài)空間規(guī)劃方法】以廈門本島為研究區(qū),基于GIS、遙感技術(shù),利用高清遙感數(shù)據(jù),結(jié)合實(shí)地調(diào)研、問卷調(diào)查、資料分析等數(shù)據(jù),從既有研究梳理、綜合效益影響、城市發(fā)展訴求分析3個(gè)層面總結(jié)了屋頂綠化實(shí)施潛力的主導(dǎo)影響因子,結(jié)合規(guī)劃分區(qū)與建筑分類建立了屋頂綠化實(shí)施潛力的評(píng)估方法。文章【京津冀城市群區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)同的政策格局及評(píng)價(jià)】通過對京津冀城市群區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)同政策事件的系統(tǒng)梳理,從區(qū)域、省際和城際3個(gè)尺度解讀了產(chǎn)業(yè)協(xié)同政策的格局特征及其演進(jìn)過程,并從新區(qū)域主義的管治視角進(jìn)行了評(píng)價(jià)。文章【基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的京津冀城市群可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)】在綜合分析了京津冀城市群各城市功能定位的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了包含經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展、科技創(chuàng)新和生態(tài)環(huán)境4個(gè)子系統(tǒng)的城市可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用2006—2015年的數(shù)據(jù),采用熵值法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對京津冀城市群地區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行了非線性測度與分類評(píng)價(jià)。
城市作為人類主導(dǎo)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),是一個(gè)依靠外部物質(zhì)和能量輸入的開放性系統(tǒng)。城市生態(tài)安全格局構(gòu)建是一個(gè)多尺度、綜合性的區(qū)域問題,不僅需要關(guān)注宏觀與微觀尺度之間的協(xié)調(diào),也需要關(guān)注城市內(nèi)部與外部區(qū)域之間的協(xié)調(diào)。隨著城市化發(fā)展和人們生活水平的提高,保障城市生態(tài)安全已經(jīng)成為全社會(huì)面臨的突出問題,而解決城市生態(tài)安全問題需要社會(huì)各階層的積極參與,在政府宏觀指導(dǎo)下,通過技術(shù)層面實(shí)施,探討適宜各地區(qū)城市健康發(fā)展的可持續(xù)之路,盡管目前不同學(xué)者開展了大量研究和探討,但仍然存在許多問題需要深入研究,實(shí)現(xiàn)真正的城市生態(tài)安全依舊任重道遠(yuǎn)。