【目的】随着我国城镇化发展进入到以中心城市引领都市圈、城市群的发展阶段，如何促进都市圈城镇化与生态环境协调发展成为高质量城镇发展的重要议题。生态系统服务价值对城市扩张的时空响应研究有助于把脉城市发展与生态系统服务的时空演进特征，推动城市与生态系统的协同发展，助力可持续规划以及建设策略的拟定与实施。【方法】本文以济南都市圈为研究对象，基于城镇扩展指数的计算，定量描述各城市扩张的时空特征。采用生态系统服务当量因子法，从多个角度刻画研究区生态系统服务的时空分异特征，并分析生态系统权衡与协同效应。在此基础上，运用时空地理加权回归（GTWR）模型，探究城市扩张对生态系统服务功能变化的驱动方向与驱动强度。【结果】（1）1980—2020年间济南都市圈内城市扩张显著，具有时序阶段性与区域分异性两方面特征，城市空间扩展速率与强度由高到低依次为小城市、大城市、特大城市、中等城市。（2）都市圈内整体生态服务价值量呈逐年下降趋势，黄河干流、东平湖及周边区域与鲁中山区等地区是重要的生态系统服务价值高值聚集区，都市圈内协同关系占比略低于权衡关系，其中特大城市协同关系占比最高。（3）济南都市圈内城市扩张对生态系统服务价值整体具有负面影响，随着时间的推进，影响强度有所下降。城市扩张对各亚类生态系统服务功能的影响作用具有显著差异，对供给服务与支持服务价值量变化具有负面影响，其中对供给服务变化的驱动强度不断增强，对调节服务价值量变化具有正向作用且影响力整体变化不大，对文化服务价值量变化的影响具有两面性，在不同地区的驱动方向与强度差异性较大。【结论】本研究明确了研究期限内济南都市圈中不同等级城市空间扩展的时空分异规律以及生态系统服务逐渐劣化的发展状态，所构建的GTWR模型在空间层面上量化了城市扩张对生态系统服务总量及各亚类变化量的不同驱动特征与驱动强度，研究成果可为都市圈高质量可持续发展提供决策依据。

"一带一路"倡议将新疆确定为丝绸之路经济带的核心区,乌鲁木齐城市圈是经济带上的重要节点。通过计算乌鲁木齐城市圈土地利用类型对生态系统服务价值的贡献率以及土地利用类型与生态系统服务价值的关联度,将生态系统服务价值与土地利用变化的关系进行定量化分析。分析研究区生态系统服务价值对土地利用变化的响应,有助于政府调整当前的土地利用规划,提升区域生态系统服务价值,同时对其他干旱区生态经济发展提供有效借鉴。

"一带一路"倡议将新疆确定为丝绸之路经济带的核心区,乌鲁木齐城市圈是经济带上的重要节点。通过计算乌鲁木齐城市圈土地利用类型对生态系统服务价值的贡献率以及土地利用类型与生态系统服务价值的关联度,将生态系统服务价值与土地利用变化的关系进行定量化分析。分析研究区生态系统服务价值对土地利用变化的响应,有助于政府调整当前的土地利用规划,提升区域生态系统服务价值,同时对其他干旱区生态经济发展提供有效借鉴。

探究多情景下的武汉城市圈土地利用及生态系统服务价值(ESV)动态变化特征及规律，对区域土地利用规划调整和生态系统保护具有重要意义。基于1990、2000、2010和2020年土地利用数据，揭示了武汉城市圈土地利用和ESV时空演变趋势；运用CA-Markov模型模拟了趋势继承、耕地保护、生态保护、耕地与生态兼顾4种情景下武汉城市圈的土地利用情况，分析了ESV结构变化趋势和空间流动特征。结果表明：(1) 1990～2020年，武汉城市圈土地利用变化呈现显著的阶段特征，总体上表现为耕地大幅度转入建设用地和水域，导致耕地锐减1 868 km~2,林地和水域有较大幅度转向建设用地，导致建设用地持续增长1 569.93 km~2;ESV呈不断下降趋势，降幅达1.66%,武汉市区、仙桃市和潜江市等地区ESV波动较大；(2)趋势继承、耕地保护情景下ESV损失量较高，分别为1.17和0.81亿元，主要受到林地、水域减少的影响；生态保护情景次之，耕地的减少是其ESV减少的主要原因；耕地与生态兼顾情景下由于水域、林地扩张导致ESV以武汉市为中心向四周辐射式增长；(3) ESV空间流动变化幅度较小，整体表现为由东部、南部的周边高ESV城市向中心区域流入，蕲春县、罗田县和赤壁市等城市是主要的ESV流出地。

量化识别城市扩张在不同发展阶段的时空特征,有助于从宏观上认知城市扩张态势,理解城市化的生态响应。以Landsat TM/OLI影像为数据源,分析了近30a(1986～2016年)长江经济带3个省级城市和4个地级市的城市扩张,包括建设用地的时空变化和扩张模式,以及扩张的生态效应。结果表明:(1)建设用地扩张量在过去30a呈线性递增过程,平均扩张速率在2006～2016年降低,表明建设用地由增量扩张向存量开发转型,但地级市的转型滞后于省级城市;(2)蔓延式扩张比例下降而填充式扩张和飞地式扩张不断增加,说明城市扩张模式由粗放蔓延型向紧凑集约型转换;(3)建设用地从快速扩张到稳定扩张的过程与植被覆盖从退化到管控的过程一致,印证了建设用地扩张与植被覆盖度的时空关联性。同时,建设用地扩张导致的生态系服务价值负值不断增加,较大幅度的降低了生态系统服务总价值。面临城市扩张进程中出现的植被覆盖退化和建设用地生态系统服务负值过大的问题,合理而有力的规划政策实施在未来城市发展中尤为重要。

为了提高生态系统服务价值核算模型的科学性和实用性,结合已有研究成果、基于突变理论和突变级数法对各类陆地生态系统的服务价值评价方法进行改进,在此基础上从总量和强度两个视角提出基于生态系统服务价值理论的绿色GDP核算与评价模型,以中国大陆省区为例对改进的生态系统服务价值模型进行实证分析。通过改进模型计算出我国耕地生态系统的服务价值转换因子为0.987 1,耕地、林地、草地、湿地、水域及未利用地生态系统的服务价值均衡因子分别为1.000 0、1.127 5、0.956 2、1.119 8、1.004 9和0.588 8;利用基于生态系统服务理论的绿色GDP核算与评价模型计算出2012年中国大陆省区的...

城市扩张与生态保护矛盾突出,在规划层面统筹考虑城市生态系统服务功能的优化,成为解决该矛盾的关键。本研究构建了基于生态系统服务功能的阻力面模型,并在徐州市2020年建设用地扩张模拟中,将其与传统的CA-Markov土地扩张预测模型比较。发现在面向生态系统服务的阻力面模型中,其建设用地扩张侵占较少的生态用地,且建设用地的破碎化程度低,连接度高,建设用地呈现内嵌式和连片式扩展,阻力面模型可以获得更好的生态系统服务功能保持效果。

生境质量是评价生态环境的重要指标,掌握其对城市扩张的时空响应规律,有助于提升都市区城乡规划质量和生态管控的合理性。本文在运用InVEST模型对长沙都市区1995-2015年生境质量时空演化的基本特征进行分析的基础上,利用缓冲区由内向外逐层剖析,探讨长沙都市区近20年来城市扩张格局及其对生境质量的影响。结果表明:(1)长沙都市区建设用地面积从170.26 km2增至487.19 km2;三环线以内建设用地快速扩张,从三环线起向外扩张逐渐放缓;(2)生境质量中等及以上的区域占比从1995年的43.49%下降到2015年的27.22%,生境质量平均值则相应地从0.46下降到0.31,且退化最明显的区域从核心外围区(5-10号缓冲区)外移到三环线附近(10-15号缓冲区);(3)各圈层建设用地扩张强度与生境质量变化之间存在显著的空间负相关性,生境质量变化对城市扩张响应最强烈的区域始终位于核心外围区;(4)建设用地空间布局零散和几何形态不规则程度的增加加剧了生境质量的退化,并在三环线附近区域(10-15号缓冲区)表现最为明显,应成为未来长沙都市区城乡规划和生态管控的重点区域。

基于土地利用/覆被变化(LUCC)遥感解译数据,利用生态系统服务价值评估模型及GIS空间统计方法,探讨了湖南省1990~2015年间生态系统服务价值(ESV)时空格局及其动态演化。结果表明:湖南省生态系统服务价值总体呈下降趋势,其中减少最明显的是耕地、林地和草地系统价值。生态系统服务价值空间格局的等级差异明显,ESV高值区与低值区相互溶解渗透,总体上高值区与较高值区对低值区呈包围态势。高值和较高值区分布较均匀、低值与较低值区分布较集中,中等值区分布较为散乱,呈随机镶嵌结构分布格局。生态系统服务价值及其动态演化的空间自相关与高低值聚集现象明显,但其相关性与聚集程度趋于弱化。"退田还湖"、"退耕还林"、"绿色湖南"等政策的实施,促使研究区域的ESV增加并形成若干增值热点区,城镇化、城市扩张与土地开发导致生态系统服务价值损失,并形成城镇密集区、水土资源富集区分布的价值损失冷点区。

生态足迹(EF)自提出以来得到了世界各国学者的广泛关注。然而,核算内容的不完整导致其无法全面衡量人类活动对生态系统造成的各种影响。本文完善了基于生态系统服务的生态足迹(ESEF)概念与通用模型,并拓展出基于资源供给和废弃物吸纳两大类服务的足迹模型。案例研究则利用基于废弃物吸纳的足迹模型,对太湖流域上游常州市和湖州市水污染物排放的环境影响进行评估。研究表明,就水污染物吸纳而言,当地水环境处于不可持续状态;氮磷营养盐的累积对当地水环境造成的压力远远大于有机物。这些信息能够为当地水环境管理政策的制定提供参考。ESEF概念的提出与模型的建立,有助于实现足迹方法对人类活动影响的全面衡量,并推动足迹理论的...

由于传统Wackernagel and Rees生态足迹模型仅研究人类对资源的需求和生态系统供给的生物生产能力之间的差距,忽略了生态系统的其它功能,无法体现生态系统的整体性。本文以传统生态足迹模型为基础,引入生态系统服务功能价值理论,提出了基于生态系统服务功能价值的生态足迹模型。该模型以生态生产性土地的生态服务功能价值评估为基础,改进传统生态足迹模型中均衡因子和产量因子的计算方法。采用生物生产性土地的综合生态系统服务功能的价值当量因子计量生态足迹模型中的均衡因子,采用生态系统单元的单位面积生态系统服务功能价值与全国该生态系统单元的平均价值的比值表示产量因子。改进后的生态足迹模型既反映了区域人类...

【目的】研究国家重点生态功能区用地结构转变对生态系统服务功能的影响，对编制地方经济社会发展计划和调整国土资源合理配置有重大参考价值。【方法】利用安徽省太湖县2000、2010、2020年3期土地利用数据，建立转移矩阵分析土地利用变化规律，在600 m×600 m格网尺度下计算生态系统服务价值的空间定量，并运用空间自相关探究生态系统服务价值对土地利用变化的时空聚集特征与冷热点分异规律。【结果】(1)2000—2020年太湖县土地利用面积变化的速度总体缓慢，建设用地增长了1.43%，耕地减少了1.00%，草地、林地、耕地面积逐年下降，建设用地逐年增加；(2)土地利用综合变化指数高于0，全县的土地利用变化结构正处于成长期；(3)20 a来，太湖县各土地利用类型的生态系统服务价值均出现一定程度的下降，其中水域和林地对研究区生态系统服务价值总量的贡献率最高；(4)土地利用变化对生态系统服务价值空间分布呈正相关，以低-低聚集区和高-高聚集区为主，随着土地利用结构的改变，集聚的相关度也随之增加。从冷热点分布状况看，太湖县生态系统服务价值变化量在总体上呈现“中热北冷，南部冷热分异明显”的分布特征。【结论】太湖县不同土地利用类型生态系统服务价值的数量和空间分布差异明显，需要关注水体面积保护与南部建设用地扩张两者的土地资源配置优化问题，加强对土地利用结构的优化和生态用地空间格局的提升。图4表7参31

随着区域城市化和城市区域化的不断发展,城市群扩张已成为中国城市化进程研究中备受关注的课题,城市群的扩张模拟也成为一个热点研究问题.在传统的城市扩张模拟中,CA(cellular automaton,元胞自动机)模型以其独特的规则简单,可扩展性强等优点,在城市扩张模拟方法中逐渐占据主导地位,但目前CA模型主要应用于对单一城市的扩张模拟,对大范围区域内城市群的综合扩张模拟精度不高.该文引入了城市流模型对传统CA模型加以改进,将空间相互作用力量化并嵌入CA模型的转换规则中,并以武汉城市圈为例,应用改进模型模拟了

生态服务价值的评估在近10 a来受到广泛关注,但大多基于静态评估框架,缺少动态分析。研究运用系统动力学的原理和方法,分析了青虾池塘养殖生态系统服务价值评估系统的内部结构,描绘了因果关系图及流图,建立了相应的系统动力学模型,初步预测不同决策方案下食物供给、固碳、释放氧气价值和富营养化环境成本在30 a内的变化趋势,结果表明:①无论采取何种决策,若系统外部环境不变,生态系统净服务价值的供给趋于稳定;②在池塘养殖生态系统中,释放氧气和固定二氧化碳等非市场价值是生态系统服务价值重要稳定的来源;③青虾养殖中投资变动在短期内往往会造成水产品市场价值的大幅波动,长期里则因投入的增加而增加,但增加率逐渐减少,...

海岛是陆地生态和海洋生态的汇合,海岛县是海陆生态空间复合系统。文章基于归一化植被指数(NDVI),运用生态系统服务价值(ESV)系数法,分析了1990—2018年中国12个海岛县植被动态和生态系统服务价值的变化。结果表明:1990—2018年,中国12个海岛县的平均NDVI在0.347～0.380之间,整体上呈下降趋势;生态系统服务价值总额从1990年的8.27亿美元下降到2018年的8.21亿美元,呈现区域差异性。长海县、长岛县、崇明区、平潭县、岱山县、洞头区、嵊泗县和东山县8个海岛县的NDVI呈下降趋势,玉环市、定海区、普陀区和南澳县4个海岛县的NDVI呈增长状态;长海县、长岛县、平潭县、岱山县、东山县、洞头区和普陀区7个海岛县的ESV呈下降趋势,南澳县、定海区、玉环市、崇明区和嵊泗县5个海岛县的ESV呈增长状态。