甘达基河流域位于喜马拉雅山脉中部,是众多濒危野生物种的重要栖息地。然而气候变化使该流域的生态环境变得愈发脆弱。本研究利用最大熵物种分布模型（MaxEnt）评估气候变化对喜马拉雅黑熊（Ursus thibetanus laniger）和印度花豹（Panthera pardus fusca）等濒危物种空间分布变化的潜在影响。研究基于物种出没地点、生物气候和地形（海拔、坡度和坡向）等数据拟合模拟并预测物种在目前与未来的潜在分布情况。研究结果显示,目前喜马拉雅黑熊的高度适宜区面积约为1642 km2,占流域面积的5.01%,预计至2050年,其高度适宜区面积在甘达基河流域内将会增加约51 km2;印度花豹的高度适宜区面积约为3999 km2,占流域面积的12.19%,预计至2050年可能会增加到4806 km2。喜马拉雅黑熊的栖息地面积可能会在研究区域的东部（伯塞里、塔托潘尼和班塞以北）增加,而在东部（颂当、切坎帕）、西部（布尔提邦和波邦）和北部（桑波切、玛南、切坎帕）减少;印度花豹的栖息地面积则将在研究区域东南部（班塞）、西部部分地区（赫里乔尔和桑迪哈克北部）和西北部（桑波切）增加,而在研究区域的东部、南部和其他西部地区减少。研究同时指出,海拔、Bio 15（季节性降水变化）和Bio 16（最湿润季度降水量）等环境因素对喜马拉雅黑熊的栖息地变化影响较大,而Bio 13（最湿润月降水量）和Bio 15（季节性降水变化）对印度花豹的栖息地变化影响较大。总之,这两个物种的栖息地在不同海拔下均会受到气候变化的影响,需要加强对该区域内濒危物种的保护力度。
植被长期变化及其对气候变化的响应一直是生态学研究的热点。本研究应用前期基于Landsat数据融合得到的青藏高原三江源区1990-2018年近30年30 m空间分辨率归一化植被指数（NDVI）,以Theil-Sen中值法和线性回归,分析了近30年高寒草地时空变化及气候变化影响。结果表明：（1）研究区NDVI呈从东南到西北逐渐降低的空间格局,全区平均NDVI为0.39,其中澜沧江源NDVI最高（0.43）,其次是黄河源（0.38）和长江源（0.23）。（2）研究期间,全区NDVI以0.0031yr-1的速率呈上升趋势（R2 = 0.62,P < 0.01）,后期（2005-2018年）增长速度为0.00649 yr-1（R2 = 0.71,P < 0.01）,是前期（1990-2005年间）速率0.00284 yr-1（R2 = 0.31,P < 0.01）的近2.3倍,说明后期（2005-2018年）植被变绿加速,且不同流域间增速在2.3至63倍间。（3）NDVI与温度的相关性高于与降水的相关性,气候变化可解释高、中、低覆盖度草地NDVI年际变化的34%、31%和20%,从高覆盖到低覆盖草地气候变化的影响依次减小。本研究首次分析了近30年青藏高原三江源地区高寒草地时空变化及气候影响,为基于长时间序列数据为基准进行生态管理成效评价和草地生态质量评价,提供了较高空间分辨率和较长时间序列的数据基础,研究结果也为青藏高原高寒草地保护和恢复提供科学依据。
黄淮海平原是我国典型的农田生态系统之一,频发的低温冷害对该区域的冬小麦种植业造成了巨大的经济损失。为了有效、大范围地监测冷害的时空变化情况及其气象成因,利用2005-2015年来源于气象站点的逐日最低气温和MODIS的NDVI和FPAR数据,结合逻辑回归模型构建了黄淮海平原冬小麦低温冷害监测模型,并分析了2011-2020年黄淮海平原冬小麦冷害的时空变化。将其与气象要素的时空变化进行相关性分析,了解气象要素对冬小麦低温冷害发生情况的影响。结果表明,2011-2020年冬小麦冷害的危害性逐渐降低,且冷害发生高概率、高频区域由北向南移动。同时,气象要素对冬小麦受害程度的影响从高到低分别为热量、降水和日照时长,但这些要素的影响具有一定的空间异质性。
本文针对埃塞俄比亚降雨的时空分布建立了随机日降雨模型。首先使用具有模拟年分量（AY）的马尔科夫链模型（MCAYM）来模拟日降雨的发生过程,模拟效果较为理想。然后,结合发生过程模型和数量过程模型,我们开发了马尔科夫链模拟年降雨的威布尔模型（MCAYWBM）、马尔科夫链模拟年降雨的对数正态模型（MCAYLNM）、马尔科夫链模拟年降雨的混合指数模型（MCAYMEM）和马尔科夫链模拟年降雨的伽玛模型（MCAYGM）。通过从埃塞俄比亚国家气象局（ENMA）的21个气象站获取每日（1984年1月1日至2018年12月31日）降雨数据来评估模型的性能。结果表明,MCAYWBM、MCAYMEM和MCAYGM在埃塞俄比亚日降雨过程的模拟中表现非常好,与MCAYLNM相比,它们的性能几乎相同但又略有差别。MCAYGM、MCAYWBM、MAYMEM和MCAYLNM四个模型的平均绝对百分比误差（MAPE）分别为2.16%、2.27%、2.25%和11.41%。因此,与MCAYLNM相比,MCAYGM、MCAYWBM、MAYMEM模型表现出更优异的性能,威布尔分布、伽马分布和混合指数分布是模拟埃塞俄比亚日降雨强度的合适概率分布,尤其当这些分布与MCAYM结合时,其模拟效果更好。
论文分析了河北省二氧化碳的环境库兹涅兹曲线,采用扩展的STIRPAT模型对河北省碳排放驱动因素及减排路径做了深入探讨。研究表明：（1）河北省的产业结构、终端能耗结构与经济增长之间呈复杂的函数关系,其碳排放量与经济增长处于正相关阶段,尚未到达碳排放生态拐点,没有形成EKC曲线,碳排放与经济增长之间的“脱钩”阶段还没有到来;（2）通过碳排放和影响因素之间的定量模型发现,产业结构（第二产业占比）、人均GDP、固定资产投资、人口规模、城镇化率对碳排放贡献最大;改变能源结构使煤炭占比逐年下降,碳减排效果明显;另外,环境规制对碳减排效果明显。（3）建议河北省碳减排重点应围绕控制重工业发展、避免产能过剩、优化产业结构、加速发展清洁能源等方面进行。
绿色电力（GE）对人类应对气候变化和全球可持续发展具有重要意义。终端消费者的支付意愿（Willingness- To-Pay,WTP）是决定GE能否在家庭层面广泛推广开来的重要因素。当前,现有关于绿色能源支付意愿和意愿强度的研究主要集中在发达国家和地区,但大多数研究都集中在发达国家（富裕国家）和地区。在以往研究中,居民的绿色能源支付意愿及其支付意愿强度并未放置在一起考虑。在这项研究中,本文试图填补欠发达地区城镇居民绿色能源支付意愿及其强度研究的空白。2019年12月,作者在河南省安阳市通过家庭入户调查共收集了274个家庭样本数据。我们发现,约60%的受访者选择愿意支付绿色能源溢价（8.39元人民币/月）。教育程度、家庭人均可支配收入、受访者在城镇居住时间的长短以及邻居的绿色能源支付意愿决策对受访者做出积极决策（WTP=1）的倾向呈正相关关系。人均可支配收入、邻居的绿色能源支付意愿决策以及受访者对环境的关注程度与受访者的绿色能源支付意愿强度呈正相关。此外,本文还证实了在城镇居民做出绿色能源支付意愿和强度选择决策过程中客观存在着“羊群效应”。最后,本文提出了一系列针对性的政策建议,如通过劳动力技能培训等途径增加家庭收入,以及通过教育和宣传等途径提高居民环境意识等。本文还强调,家庭层面绿色能源的普及应用对绿色能源行业发展有积极的推动作用,从长远来看,发展绿色能源产生的超额经济成本不应由家庭部门来承担。
和谐的城市色彩可以减少城市光污染,缓解城市热岛效应,提高居民生活质量,塑造城市风格。然而,由于建筑风格的多样化,大都市的城市色彩越来越复杂,这可能会破坏大都市的色彩和谐。至今,对色彩和谐程度的定量表达研究还不够,对不同大都市的城市色彩的比较研究也相对不足。通过编写Python程序和使用Sentinel-2A遥感数据,本文首先开发了一种定量计算2020年5个大都市（伦敦、东京、芝加哥、巴黎和北京）的色彩和谐程度(DCHs)的方法。然后使用GIS缓冲区来分析每个大都市内DCHs的空间分布。此外,还选取了20个典型样本来分析住宅区和工业区之间DCHs的差异。结果显示：（1）伦敦和东京的DCHs值最高,其次是芝加哥和巴黎,而北京最低。（2）芝加哥、巴黎和伦敦的DCHs值由内而外越来越高,而北京和东京的DCHs值则越来越低。（3）工业区的DCHs值远低于住宅区。基于上述结果,为大都市的色彩管理提供了政策建议。最后,本研究可以为其他大都市提供一种快速分析色彩和谐程度的方法。
随着城市扩张,城市绿地被占用,城市热岛效应严重,对城市建筑屋顶面进行绿化,是增加城市绿地面积、改善城区生态环境的有效途径。针对高密度城区建设用地趋于饱和及生态环境难以拓展的现状,本文利用高分二号卫星影像,通过深度学习辅助人工修正获取研究区精确建筑图斑,建立含屋顶自身属性特征、自然环境特征、人文社会环境特征的屋顶绿化评价指标体系,运用层次分析法计算非屋顶自身属性特征的权重值,通过空间连接、加权叠加等空间分析方法综合评估适宜绿化的屋顶面。文章以成都市三环线以内区域为示范区展开研究,研究结果表明,通过深度学习获取的精确的建筑图斑,可以提高实验效率;而通过特征提取的方法,可对不适宜绿化的屋顶面有效地进行分类,精度达86.58%,其中适宜绿化的图斑数量占总数比48.08%,高适类、中适类、低适类的建筑图斑占比分别为45.32%、38.95%、15.73%,高适宜绿化建筑主要分布在成都市一环区及一环区以外西部地区。研究结果可为后续空间规划研究提供有效数据支撑。
本文选取2000, 2005, 2010, 2015和2018年五期的Landsat影像为数据源,反演土地利用与地表温度数据;然后提取热场变异指数、汇源景观贡献度和景观效应指数,分析了海口在城乡梯度上的汇源景观格局对热岛的贡献及其生态效应。结果表明：热岛梯度演变集中于西海岸、中心城区和江东新区;热场变异指数呈“裸地﹥人工表面﹥源景观﹥灌草地﹥农田﹥汇景观﹥林地﹥水体”的规律。在中心城区段,这五期的汇源景观贡献度较大,景观效应指数沿城乡梯度快速递减且促进热岛比例大;郊区段贡献度偏小,景观效应指数波动上升且缓解热岛比例大,存在第二峰值。源、汇景观在中心城区对热岛贡献值最大,沿着梯度方向对热岛贡献度随之降低;越靠近中心城区,值也越大,之后沿城乡梯度逐渐减小。随着城镇不断扩张,在城乡梯度方向汇区比例不断增大、源区比例不断减小,导致了热岛的空间转移与扩散。由此,提出基于区域景观系统理论的热岛缓解策略。
北京城市副中心（通州区）承接着北京中心城区的非首都核心功能,其快速建设发展亟需对区域内土地利用演变格局的科学认识。本文分析了改革开放40年来通州区土地利用演变格局,根据土地利用历史演变特征与城市发展规划目标,结合文旅发展驱动要素,运用FLUS模型模拟城镇化加速、减速和可持续发展3种情景下2035年北京城市副中心（通州区）土地利用空间分布格局。结果表明：（1）北京城市副中心（通州区）以城镇发展建设为主,1980—2010年高速城镇化阶段形成“沿六环顺运河”的城市扩张格局,2010—2020年低速城镇化阶段用地分布稳定,通州区形成从西北至东南城乡分异、土地集约化发展格局,副中心作为通州区城镇化的典型区域具有与通州整体相似的时空演变特征;（2）到2035年,3种情景间土地利用变化幅度和空间分布存在显著差异,城镇可持续发展情景下生态用地面积与分布最优,有利于实现城市可持续发展。在与三大副中心分区规划的契合程度分析中,可持续发展情景下预测模拟与市政府发布的《北京城市副中心控制性详细规划（街区层面）（2016—2035年）》（简称《规划》）用地高度契合,但文化旅游功能区和宜居生活风貌区中模拟预测与《规划》预期存在一定偏差,城市建设过程中其内部的生态用地面积仍需提升;（3）通州区未来可能存在东南部城乡衔接不紧密、南北乡镇发展失衡等潜在风险,在发展过程中需进一步关注。模型的预测模拟结果可为北京城市副中心（通州区）建设和谐宜居之都提供一定的数据和方法支撑。
针对传统城镇化导致农民工难以融入城市生活和土地利用效率低下的问题,中国提出了新型城镇化政策。这一政策的实施可能会对中国农村居民点的变化产生较大影响。因此,利用模型模拟的手段来探索新型城镇化政策对于未来农村居民点变化的影响具有重要意义,并且可以为农村居民点空间格局的科学规划提供参考。本文选择新型城镇化试点城市定州市作为研究区,开展政策冲击影响模拟。近年来,定州市在新型城镇化建设中进行了大量投资,但新型城镇化政策对定州市农村居民点的影响尚不明确。为了更好地模拟新型城镇化政策的影响,本文设置了“传统城镇化”、“新型城镇化”和“逆城市化”三种情景,利用FLUS (Future Land Use Simulation) 模型和土地利用、经济、人口等空间数据,模拟了不同情景下定州市2030年农村居民点空间格局。然后,通过情景对比,评估了新型城镇化政策实施可能对定州市农村居民点变化的影响。研究发现：（1）2000-2015年,定州市农村居民点面积增加了11.12%。空间上,城镇周边农村居民点密度增加,农村居民点主要由耕地转化而来。减少的农村居民点主要向城市和耕地转移。（2）FLUS的整体模拟精度为0.89,可以很好地应用于农村居民点变化的模拟。（3）在三种情景下,农村居民点均沿自身边缘扩展,且越靠近城镇扩展越明显;在逆城市化情景下,农村居民点的变化最为剧烈。（4）新型城镇化政策使定州农村居民点空间格局更加稳定、集约。
在高密度的城市环境下,居民对增加绿地面积、提升社区环境品质以及重建居民关系的迫切需求催生了社区花园这一新的空间类型。但我国尚缺少相关经验,而纽约社区花园建设起步较早,在空间建设和运营维护上都有着丰富的经验,可以为我国社区花园发展提供参考。本文首先采用文献计量研究方法,以2000-2020年Web of Science核心库的201篇期刊文献为研究对象,借助CiteSpace软件分析,得到纽约社区花园的研究热点从宏观研究向空间类型、营造方式、社会影响等研究转移;之后结合研究历程分析与实地调研访谈结果,对纽约社区花园的空间建设发展现状及社会组织建设发展现状进行探究,总结出纽约社区花园发展的有效经验。针对我国社区花园的发展现状,提出中国社区花园应以保障发展用地、发挥社会效益、调动社会组织力量为导向进行发展,从而成为城市空间建设和社会治理的有效途径。
砂铁矿的开采对周边荒漠草地产生较大影响,土壤种子库极度破坏,曾经的荒漠草场利用率和生产力几乎为零,严重影响了当地畜牧业发展和生态环境安全。人工补充土壤种子库对生态修复后荒漠草地物种组成影响十分重要。本研究以平整后的砂铁矿为研究对象,采用室内发芽盘方法,对比分析了砂铁矿土壤种子库人工补充前后出苗规律及物种组成以及种子埋深对出苗率的影响,结论认为：(1) 青河县砂铁矿区原始土壤种子库仅包含4种植物,均为一年生藜科植物,优势种为刺沙蓬和虫实,且土壤种子库密度非常小;(2) 研究区土壤种子库出苗与水分关系密切,增加水分,一年生植被出现“爆发式”出苗现象;(3) 种子埋深影响多年生植被出苗率,0-5 cm是出苗的最佳埋深。播深合适的情况下,人工补充土壤种子库在7天就可以完成出苗,这些结论均为修复时选择物种及大面积推广提供依据和奠定基础。
缺水的浅层土壤是植物在脆弱喀斯特地区生长和繁殖的关键限制因素。一年生草本植物是适应喀斯特地区严苛生境的先驱,但其繁殖策略对短缺水资源和有限土壤资源的双重限制响应尚不明确。因此,在这项研究中,我们通过评估果序和种子的数量、生物量和后代种子的发芽率,研究了两种一年生的菊科草本苍耳（Xanthium sibiricum）和三叶鬼针草（Bidens pilosa）在恶劣的喀斯特土壤环境中,种子和果实物候的可塑性和后代种子萌发率。苍耳和三叶鬼针草在完整的双向随机区组设计中,设置了三种土壤深度和三种水分梯度下生长。主要研究结果如下：（1）随着土壤厚度或（和）水分的降低,苍耳的子代数量（种子和果实）和生物量显著减少（P<0.05）,三叶鬼针草在水分降低时增加果序和种子的生物量。（2）苍耳的亲本经历了资源减少后,种子数量和种子生物量没有相关性,而三叶鬼针草中种子数量和种子生物量之间存在显着的正相关（P<0.05）。（3）三种水分处理条件下,苍耳种子的萌发率没有随土壤厚度的减少而变化。对照条件下,随着土壤厚度的减小,三叶鬼针草的种子萌发率显著降低（P<0.05）。结果表明,苍耳倾向于通过确保后代的数量和质量来提高其竞争力,以适应浅层喀斯特土壤和干燥喀斯特生境。而三叶鬼针草通过风险分担策略适应了不利的喀斯特生境,它试图产生更多更大的种子以扩大生存范围,逃离不利的生存环境,但最终在岩溶土壤资源减少的情况下以较低的种子数量和后代的萌发率结束。
KBA (Key Biodiversity Areas) 是由IUCN提出并被国际社会认可的生态保护优先区域,评估其生态变化特征对生物多样性保护与自然保护地建设至关重要。“一带一路”沿线地区生态系统类型丰富,生物多样性保护价值极高,而沿线KBA更应该成为生态保护的核心目标。本文利用土地覆盖、归一化植被指数（NDVI）和夜间灯光数据（NTL）,从植被覆盖度和人类活动方面分别对沿线KBA的生态状况及其时空变化特征进行分析,得到以下结论：（1）KBA内的土地覆盖长期保持稳定,林地、荒野和草地是主要的土地覆盖类型;（2）KBA内NDVI总体上呈现增加的趋势,表明植被覆盖度在不断提高,少数植被退化的KBA主要分布在中南半岛、青藏高原以及西亚地区;（3）KBA内NTL总体上处于很低的水平,表明人类活动对自然生态系统的干扰程度十分有限,极少数分布于中东欧、印度、中南半岛以及地中海附近国家的KBA具有较强的人类活动且呈现出增加的趋势。本研究结果强调在KBA生态保护中充分利用生物群落演替规律,同时限制人类活动对自然生态系统的干扰,以推动沿线地区生物多样性保护与自然保护地建设。
“一带一路”倡议是中国在新时期推动区域可持续发展的关键倡议。由于“一带一路”沿线国家具有生态环境脆弱与经济发展对生态资源依赖性强的双重特征,“一带一路”倡议目标的实现面临着巨大的挑战。生态承载力作为区域可持续发展能力评价的重要指标,本研究从生态资源供给与消耗关系角度出发,通过植被净初级生产力数据测算生态资源供给能力,利用联合国粮农组织提供的农业生产与贸易数据测算生态资源消耗水平,进而开展2017年“一带一路”沿线国家生态承载力与生态承载状态评估,结果表明：（1）“一带一路”沿线国家生态承载力总量为110.97亿人,与常住人口相比,生态系统尚有64.33亿人的承载空间,生态承载力处于富富有余状态。（2）“一带一路”沿线区域间和国家间生态承载状态呈两极分化现象：在65个国家中,有40个国家生态承载力处于富富有余状态,主要分布在东南亚和中东欧地区,有19个国家生态承载力处于严重超载状态,主要分布在西亚/中东地区。（3）尽管沿线国家生态系统尚有较大的承载空间,但结合国际呼吁的生态保护标准与未来沿线国家人口与经济发展预测结果来看,“一带一路”倡议实施过程中生态保护问题依然严峻;但以构建新的国际贸易网络为核心内容的“一带一路”倡议,有助于解决沿线国家由于生态资源供给与消耗空间不匹配的问题,为沿线国家协调生态保护与社会需求的矛盾提供新的契机。
