面对气候变化影响和城市化生态环境问题,城乡韧性是区域国土空间发展的新目标。蓝绿空间是一个内在紧密联系的自然、人工绿色空间和水体的网络系统,能以一种缓和接纳与适应互动的方式来消解系统内部和外部的压力,减小气候变化影响和人工建设扰动,提供多样化的复合功能。本文通过界定城乡蓝绿空间概念内涵、复合生态功能及其与城乡韧性目标价值的契合关系,构建“韧性目标—资源识别—整体布局—差异管控”的城乡蓝绿空间整体规划概念框架,提出整合与协调的多尺度蓝绿空间规划（蓝绿廊道网络构建、蓝绿开放空间规划和蓝绿基础设施布置）和基于样条分区的管控途径,旨在提升水文生态绩效与复合功能服务,从而提高城乡韧性。
在自然灾害常态化背景下,“韧性”理念逐渐被引入到城市社区防灾减灾领域。为防御日益频发的极端天气灾害,有必要将城市韧性社区的建设重点转移到雨洪管理层面。社区韧性是基于社区资源的一种防灾减灾能力,为解决当前我国韧性社区建设在雨洪管理方面存在的不足,必须先建立一套量化的评价体系对其进行评估。本文运用层次分析法和德尔菲法建立了以社区物质空间层面、社区管理层面和个人层面3个维度的社区韧性评价体系,选取安徽省合肥市的3个社区进行实践研究,并提出相应的优化改造策略。结果表明：社区雨洪管理的韧性表现与社区的综合环境、防洪设施配置以及日常防灾减灾管理密切相关;各社区居民的防灾减灾能力和公共参与意识比较薄弱,各社区在雨洪管理智慧化普及方面投入较少;韧性社区除了要重视非工程防灾措施的建设,以雨洪管理为导向,更要注重小尺度绿色基础设施的应用。
在传统村落长期除水害、兴水利的营建与发展过程中,通过适应天然水体和利用地域水系形成了一整套成熟的策略,有着朴素的理水生态智慧。本研究从村落水系格局梳理、空间特征计算、水环境量化三个方面,对江西流坑村的理水策略和效果做出定性和定量的分析,探索村落理水研究的技术方法和潜力。研究结果表明,流坑村具有源头引水—中程排水—末端调蓄的层次清晰的水系格局：通过三维点云计算可知,其选址精确利用了微地形,采用多水源理水策略,形成了一个有机的水系格局,为村落各类需求提供了充足水源;采用双水源理水策略;村中塘湖可容纳83.0%的雨水,且植被面积约占村落总面积的34.7%,具有较高的地表渗透率,中程排水效果甚佳;通过水环境质量检测可知,其塘湖水体环境质量良好,末端调蓄功能较强。该研究旨在填补以往对传统村落理水非量化研究的空缺,挖掘传统村落隐没的信息和价值,加深人们理解传统村落水利统筹、布局和营建的生态智慧,实现传统村落水利文化遗产保护与现代利用的双赢,为我国村镇聚落发展建设过程中妥善处理雨洪问题、实现水资源可持续、保护生态环境提供有益启示和借鉴。
我国城市扩张、粮食保障和能源转型形势严峻,如何挖掘城市建成环境的绿色生产潜力、探索一条通过粮食生产和太阳能利用节约土地空间并缓解生态压力的新途径?本文不同于以往生态补偿研究大多以重点生态功能区为对象或以财税补偿机制为手段,而是创新性地建立了一种城市空间内部的生态补偿机制。本文提出城市“绿色生产性面积”作为一种从城市生态学角度来衡量城市生态承载力提升潜力的方法,它基于将城市绿色资源收入换算成相同条件下它们所能节约的生态足迹面积。首先,通过类型学方法建立绿色生产补偿策略;其次,进行城市建成环境的全要素空间清查及其绿色生产潜力分析;最后,建立不同绿色生产的生态节地效益统一核算标准,并转换为绿色生产性土地面积指标。以天津市南开区学府街道为例,通过可利用的屋顶及闲置用地进行绿色生产,补充了该区12%的建筑所占用的自然土地所能提供的生态承载力。
耕地撂荒正从发达国家向中国等发展中国家蔓延。由于特定的自然地理条件,我国山区普遍存在耕地撂荒现象。然而,由于缺乏中高分辨率遥感影像监测手段,我国许多山区弃耕地规模尚不明确,耕地撂荒的驱动机制也未厘清。基于此,本文以重庆市忠县为例,利用Landsat 8 OLI_TIRS遥感影像数据,提出了一种基于土地利用年变化监测的山区弃耕地空间化方法。同时,采用岭回归方法对影响耕地撂荒的因素进行分析。结果表明,重庆市忠县耕地撂荒率为7.86%,耕地撂荒提取的总体精度为90.82%。在影响耕地撂荒的社会经济因素中,农村人口、经济发展和畜牧业发展贡献最大。在地块尺度上,海拔650 m以上或坡度大于15°的地方发生了大规模的耕地撂荒。
运用耕地压力指数、变异系数、冷热点分析等方法分析了2008-2017年间珠江-西江经济带县域耕地压力的时空分异格局及其动态变化过程,并运用主成分分析方法对耕地压力影响因素进行测度。研究结果表明：研究期内珠江-西江经济带耕地压力一直处在“高压”状态,耕地压力指数呈持续上升趋势;珠江-西江经济带及各地级市耕地压力指数的变异系数均呈波动上升态势,区域内耕地压力总体空间差异不断扩大,两极分化明显,其中省会城市市辖区所在区域作为城市发展的核心区,同时也是耕地压力最大的区域;珠江-西江经济带耕地压力冷热点空间格局分异明显,其中珠江经济带为主要的热点集聚区,西江经济带则为主要的冷点集聚区;农民收入、固定资产投资、GDP、人口等社会经济因素是影响珠江-西江经济带耕地压力变动的主要驱动因素。除此之外,复种指数、粮食单产水平等耕作生产因素也会对耕地的压力变动产生重要影响。
土壤氮磷钾和土壤有机质明显影响森林生长。但是,这些土壤特性具有空间异质性,这使得进行可持续森林经营变得更加复杂。因此,必须深入了解土壤氮磷钾和有机质的空间分布及其变异状况。在本研究中,我们在中国广西壮族自治区西南部的热带林业实验中心,布设了181个样点并进行了采样,应用地统计学方法研究了土壤中氮磷钾和有机质的空间变异性。块金值与基台值的比值表明土壤中氮具有很强的空间依赖性,主要受内在因素影响（如土壤质地、母质、植被类型和地形）,而土壤中有机质、磷钾具有中等的空间依赖性,受内在因素和外在因素（如栽培技术、施肥和种植模式）共同影响。在土壤中氮磷钾和有机质的空间变异性的基础上,本研究采用普通克里格方法进行空间插值,制作了土壤氮磷钾和有机质空间分布图。模型验证表明,土壤性质空间分布图能够可靠地指导森林经营活动。
本文采用生命周期评价（LCA）的方法,从原料获取、原料运输、产品生产、产品使用和最终处置五个阶段对可降解聚乳酸（PLA）包装塑料的能耗和环境影响进行了评价和量化。并选择7个影响类别进行影响分析：非生物耗竭潜力（ADP）、全球变暖潜力（GWP）、酸化潜力（AP）、富营养化潜力（EP）、光化学臭氧形成潜力（POCP）、人类毒性潜力（HTP）和陆地生态毒性潜力（TETP）。通过对生命周期评价结果的讨论,发现对环境影响最大的是产品生产环节。同时,在整个生命周期中,环境影响排名前三的类别分别为GWP、ADP和HTP,分别占32.63%、24.83%和14.01%。根据LCA的研究结果,减少环境影响的途径有：降低电耗、增加新能源的投入、提高生产过程中物料的转化率、使用有机和水溶性肥料代替传统肥料、使用环保型燃料建立完善的回收体系。
可持续生计安全是关乎自然资源管理和乡村可持续性的重要议题,但却鲜有研究。特别是在我国大力实施乡村振兴、十年禁渔等政策背景下,典型农村地区的可持续生计安全研究显得十分迫切且意义重大。通过聚焦于国家政策瞄准区、内陆湖区,构建适应性指标体系、集成多层次计量经济学和地理学方法,本文提出一套生计安全分析框架,旨在从生态安全、经济效率和社会公平三方面对农村生计安全进行综合评价和空间解构,并对其影响因子进行地理探测和障碍分析,以期为国家乡村振兴和长江大保护提供决策参考。研究结果表明：内陆大湖区域落后的经济效率和失衡的社会公平使得农村生计安全趋向脆弱并具有典型的生态依赖。研究区可持续生计安全和生态安全总体偏低,呈北高南低、冷热集聚态势;而经济效率与社会公平则处于中等水平,围绕南昌中心城区由内向外呈圈层梯度分布。农村人均用电量、渔业养殖面积、人口抚养比、城镇化率和渔业人口等影响因子主导着生计安全的空间格局。生计安全障碍度排名依次为经济系统>社会系统>生态系统,经济发展滞后、社会化服务不足是主要障碍,表现为疲软的电力消费、有限的医院床位、较低的城镇化率、短缺的农业机械动力和较低的农林渔牧产值等。当地政府应在经济、社会、生态三方面多管齐下,加大农村电力设施建设,推广农业机械化,激活农村经济运行,同时引导农民/渔民非农转产转业,降低生态环境压力,缩小城乡居民收入差距,谋求城乡一体化和均衡化发展。本文研究框架和结论可为其他类似区域的生计安全研究提供参考和借鉴。
通过研究北部湾海域龟仙岛和背风墩红树林岛群生态系统的结构特征与碳储量,为红树林保护及生态补偿提供科学依据。本文以无人机遥感影像和样地调查为数据源,采用面向对象的多尺度分割算法提取红树林群落类型信息,借助单因素方差分析、优势种分析、多样性分析等方法来分析红树林群落的结构特征,基于红树植物的异速生长方程,得出了不同海岛红树林生态系统碳密度和碳储量。（1）龟仙岛和背风墩岛屿群落约27.10 ha,其中,红树林面积约11.20 ha,占岛群总面积的41.32%,红树林群落广泛分布于岛屿周围的浅海滩涂区域;（2）主要群落类型有桐花树群落、秋茄+桐花树群落、白骨壤+桐花树群落和白骨壤群落,物种多样性指数较低;（3）在红树林的生物量中,白骨壤最高（18.52 kg 株-1）,秋茄次之（7.84 kg 株-1）,桐花树最小（3.85 kg 株-1）;（4）红树林碳密度差异显著,秋茄的碳密度最高（148.03 t ha-1）,其次是白骨壤（104.79 t ha-1）,桐花树最小（99.24 t ha-1）。红树林岛屿群落的碳储量为1194.70 t,高于同纬度其它地区的碳储量,说明红树林的固碳能力较强。
随着自然保护区数量和类型的不断增加,客观评价和比较不同自然保护区的保护成效,对于保护物种多样性、确保国家合理的经济投入和调整政府管理方案具有重要意义。建立旗舰种或明星物种与生态系统质量相结合的综合评价方法,有助于提高对自然保护区评价的能力。因此,建立一个具有科学、经济、客观的快速评估生态系统质量的新框架很重要。在此,我们提出了一个新的框架,将理想参考的新概念纳入评价系统,这将有助于比较不同时期和地区的保护成效。此外,从客观、快速和经济的角度出发,提出了利用净初级生产力、土壤有机质、植物多样性等关键生态指标的建议。新框架被称为“理想参照系和关键指标”(IRKI),能够充分满足区域和国家快速评价生态系统质量的要求。此外,IRKI还可以识别自然保护区的恢复潜力和恢复周期,从而促进资源的合理配置,提高保护效果。我国的自然保护区类型较多,有必要对不同类型的自然保护区的评估方法或参数进行部分调整。总的来说,IRKI提供了一个简单、清晰和可比较的框架,将有力地提高自然保护区的保护效果,促进管理实践的标准化。
高山林线交错带是亚高山森林与苔原之间、亚高山森林与无树草原之间的过渡带状区域,是生物多样性热点区域,具有营养物质输入源和低海拔生态系统的碳固存等不可替代的生态功能,提供着各种生态系统服务。与高山林线交错带相关的三种树线是树种线、林线和木材线。由于高山林线交错带占据了树种耐受温度极限的极端区域,对气候变化非常敏感,经常被用作植被对全球变暖响应的指标。随着全球气候变暖的加剧和不同气候区海拔梯度的变化,高山林线交错带中的树高和生物量也会发生显著变化。同时分布在全球不同气候带上的林线变化也表现出不同的规律,其中的原因包括温度升高程度的不一致、优势种和植物群落的不同、人为干扰程度的不同等。另外,关于林线推进的驱动因素也无一致的研究结果,不同气候区之间的研究结果可能会相互矛盾。然而,目前在气候变化下的高山林线发展领域,缺乏全面的综述。因此,本文从以下四个方面对此前的研究进行了总结,并探讨了高山林线动态变化的理论基础和挑战：（1）高山林线动态变化的生态功能和生态问题;（2）监测高山林线动态变化的研究方法;（3）全球不同气候区的林线迁移;（4）林线向上迁移的驱动因素。
雪豹（Panthera uncia）是青藏高原南缘喜马拉雅山地的顶级捕食者,其中段的珠峰国家级自然保护区是雪豹的重要栖息地之一。随着保护区内外几十年来快速的经济发展和人口增长,雪豹面临许多人为干扰和栖息环境改变所带来的压力。为了更好地了解该区域雪豹的栖息地利用情况,以及人类活动对雪豹栖息地利用的影响,我们采用景观生态学动态视角,基于多尺度和占域模型开展了本研究。首先,我们在面积825 km2的样地系统布设118台红外相机开展野外调查。进而依据雪豹生态学特性和当地环境特征,选取若干自然环境与人为干扰因子,并利用各因子间的组合构建栖息地利用模型,基于红外相机数据,分别对雪豹栖息地利用进行了冬夏两个不同季节（共计180天）的比较研究。结果表明,冬夏两季的最佳模型分别是栖息地（HABITAT）模型和人为影响（ANTHROPOGENIC INFLUENCE）模型（AICcw≤2）。就模型总体表现而言,冬季优于夏季,表明夏季雪豹栖息地利用存在有未被探测到的变量的可能性;单变量模型表明雪豹在冬季倾向于利用较高崎岖度和更大尺度的栖息地（多尺度焦点半径为4000 m）,夏季则倾向于利用平坦且小尺度栖息地（焦点半径为30 m）。雪豹对坡度的选择利用冬夏两季相同,均保持在22°且尺度焦点半径为1000 m。同时,在人口密度极低、人类聚落松散的自然景观中,人为干扰（村镇等人类聚居区和放牧活动）看似温和,却依然对雪豹及其栖息地利用有着较复杂的影响。同时,本文对于采用占域模型对稀有大型食肉动物栖息地利用研究的有关协变量选择具有一定启示作用,即在面对地形复杂、后勤补给困难的偏远高山地区,大样本量的监测数据获取成本高昂,在有限的小样本量条件下,可基于景观生态学多尺度探查思路对栖息地利用协变量进行有效选择。
生态系统生产总值是生态系统为人类社会提供产品和服务价值的总和,其描述的是生态系统对人类福祉的贡献。生态系统生产总值核算是构建生态文明制度体系的核心问题。当前生态系统生产价值核算存在核算科目不一致、核算标准缺乏等问题,导致核算结果不可重复和难以应用。本文在系统总结国际主流生态系统服务价值评估模型的基础上,总结形成了用以筛选核算指标的生物生产性、人类收益性、生产属地性、当期增量性、实际发生性、实物度量性、数据可得性和非危害性八项基本原则,详细论述了不应纳入核算的生态系统服务科目及其原因,从生物生产与人类生产关系、空间流转和差异、生态系统承载力三个方面提出改进的思考,以期为推动核算的社会经济应用提供积极讨论,为科学量化生态产品价值做出贡献。
生态农业既是应对农业环境问题的主要措施,也是未来农业发展的重要方向。同时,生态农业自身的发展离不开不同领域的技术支撑。当前,中国普遍采用的生态农业技术根据其理论基础和实践类型,可以分为三类：第一类是以实现水、土地、农药和化肥等物质资源的精准化投入为目标的资源投入精准化技术,例如高效节水灌溉、保护性耕作和生态植保等;第二类是以促进农业生态系统物质循环效率为目标的物质循环利用技术,例如秸秆还田、桑基鱼塘等;第三类是以物种共生理论为基础的物种共生技术,包括稻-鱼共生、林下经济、鱼-藻共生等。尽管这些技术为中国的生态农业发展提供了重要支撑,但也存在着对传统农耕文化挖掘不足、技术应用性较差、产业化水平低、不接地气等问题。因此,在中国未来的生态农业技术发展中,应当以各经营主体实际面临的问题为导向,以促进农业绿色发展为目标,注重技术的推广性、产业化和应用性,并注重对传统农耕文化的挖掘。
生物多样性是一个系统性、整体性的概念,存在跨界、多尺度的管理问题。一方面,城市生态系统不是孤立的,而是与相邻城市、行政区相连的生态系统。城市生物多样性研究需要考虑生态系统的连续性。另一方面,城市生物多样性的主动保护和被动恢复策略不应仅由研究人员或市政府机构制定。更重要的是,有必要考虑多级管理部门的真实的生态系统管理问题,并将其纳入压力-状态-响应（PSR）模型。本文以多尺度现场调研和部门座谈的形式,结合遥感数据、土地利用数据、规划文本和图则等,对比分析珠海市生态系统现状、面临压力和应对生态问题的解决方案进行分析并总结出珠海市生态系统恢复的关键指标,以形成完整和更有效的城市生物多样性战略。本文发现,城市生态系统保护的实施效果和不同尺度的管理问题、资金需求等是否得到回应和满足,是否鼓励各利益相关者参与密切相关。不同尺度、不同地区的生态系统是否采取相同的生物多样性战略取决于该地区在全球或区域生态系统中是否具有同等重要性,生态元素是否与其他城市、地区的生态系统相连或者相邻,以及不同尺度多方利益相关者的关切问题是否相同等。
20世纪80年代初期,为了解决赣中红壤丘陵区雨季水土流失、旱季农田缺水等问题,中科院千烟洲站李文华院士研究团队提出了著名的“丘上林草丘间塘,河谷滩地果鱼粮”千烟洲模式,进行林-牧-粮、林-果-经、水-陆复合经营等模式的试验示范和推广,解决了生态修复和农业生产中的主要问题。进入新时期以来,在习近平“两山论、生命共同体、生态兴则文明兴”等生态文明思想的引领下,千烟洲模式正在赋予新的内涵。为了减少农药和杜绝抗生素等使用,提升农产品质量,增加农民收入,助力乡村振兴战略,目前千烟洲站在赣中红壤丘陵区重点开展了“林-果-禽、构树-猪-果、草-羊（牛）-肥-果、构树-鱼-鹅、稻-虾”等农业绿色发展模式试验示范,以期为江西赣中革命老区的生态环境保护和农民富裕等生态文明建设贡献千烟洲智慧。
钢渣是转炉炼钢过程中产生的固体废弃物,其在工业、农业、环保等方面已得到广泛的应用。但转炉渣作为废水吸附剂,对阴离子污染物的去除效果有待提高。因而,本研究分别采用碱和酸对转炉渣进行改性,研究改性钢渣对溶液中As（V）的吸附效果和机理,以期提高转炉渣对阴离子的吸附效率。采用的吸附批处理试验用于研究最佳吸附条件;动力学与热力学模型、傅里叶红外交换光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）用于研究改性钢渣对As（V）的吸附机理。实验结果表明,用15%硫酸改性钢渣对砷的吸附效果最好,而碱改性渣对砷的去除效果不理想。酸改性钢渣吸附As（V）的动力学符合拟二阶动力学模型,说明该吸附为主要以化学吸附为主。等温吸附模型拟合也表明,酸改性钢渣对砷的吸附过程以化学吸附为主,并且Langmiur模型拟合度最好。通过FTIR和XPS光谱分析表明,酸改性钢渣中的硅酸盐、铁酸盐可通过与溶液中As（V）发生离子交换,生成砷酸盐沉淀,从而达到去除效果。因此,改性钢渣可作为大范围砷污染水体的潜在吸附剂,实现工业固废的生态化利用。
