长江流域是中国重要的经济中心和重点生态区,其植被状况对维护中国生态安全、支撑中国区域协调发展至关重要。研究气候变化和人类活动对长江流域植被覆盖时空变化的影响和贡献率,对未来科学制定自然恢复与人工修复相结合的生态工程实施策略、因地因时制宜开展长江流域生态保护修复具有重要现实意义。
基于长时间序列的气象、归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、土地利用/覆盖数据,采用森氏斜率趋势分析、曼-肯德尔显著性检验、偏相关分析、残差分析等方法,分析2000—2022年长江流域NDVI时空变化、气候变化和人类活动对长江流域NDVI变化的影响。
长江流域2000—2022年平均NDVI为0.736,大致呈现“中部高、东西低”空间分布格局。受气候变化和人类活动因素影响,NDVI变化呈波动上升趋势,变化斜率为0.001 9/a,空间分布格局呈“中游大部分地区上升明显,上游和下游城市化地区有所下降”特征。气候变化对长江流域NDVI变化发挥正向作用和负向作用的面积比例分别是78.33%和21.67%。人类活动对长江流域NDVI变化趋势的贡献率达64.90%,而气候因素对NDVI变化趋势的贡献率达35.10%。
未来生态工程实施应正确处理自然恢复和人工修复关系。在长江流域生态受损程度较轻、自我恢复能力较强的区域,要注重自然恢复,积极采用基于自然的解决方案,严格实施封禁保护,扩大自然恢复区域面积占比。生态工程和城市扩张等不同人类活动对NDVI变化趋势表现出正负向效应差异,且正向效应区域大于负向效应区域。未来,在生态系统受损严重、难以依靠自然条件实现短期恢复,但水热条件较好的地区,要注重“生态-经济-社会”效益多目标协调提升,可持续地开展生态工程建设。
煤炭开采在推动中国经济发展的同时,对周围的植被产生了显著影响,在矿区尺度上探究采矿活动对植被扰动的机制,能为矿区生态修复与棕地再生利用提供理论支持。
以内蒙古自治区锡林浩特市胜利矿区1992—2022年的植被覆盖度为研究对象,运用像元二分法和Sen+Mann-Kendall法计算研究区内的植被覆盖度并分析其变化趋势,根据结果分析成因。利用相关性分析对研究区内的植被覆盖度驱动因子进行筛选,在此基础上,利用MGWR-XGBoost融合模型构建驱动因子和植被覆盖度之间的驱动模型,并根据模型结果分析采矿活动对植被的扰动规律。
1)胜利矿区长期的采矿活动对植被覆被造成了一定的扰动影响,与全时段相比,采矿期增加了20.95百分点的植被退化面积;2)建立的FVC驱动模型的R2为0.81,模型的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为0.058和0.077;3)采矿活动对植被的扰动主要分布在采场内部及沿开采方向的3~4 km范围内,且具有时间上和空间上的累积效应。
胜利矿区露天开采的植被扰动存在累积效应,今后的采矿活动应在开采规划中合理优化开采布局和时间安排,以控制采矿活动对植被的扰动。棕地修复应当重点关注时间与空间上的累积影响区域。
上海作为水网密集型城市,长期面临林水空间利用矛盾突出、生态系统功能协同不足、缺乏水绿一体化建设评估标准等问题,制约了生态系统服务能力的提升与蓝绿空间一体化建设的推进。为回应当前“林水复合·水绿融合”建设的迫切需求,须构建面向城乡生态修复的林水复合区域系统识别思路,以支撑不同类型区域的生态修复潜力评估。
利用上海市2021—2023年的高时空分辨率影像数据,提出并应用一套林水复合区域分类与识别方法,划分生态融合区、基础林水交界区和待恢复水林区3种类型,结合季节和月度动态指标评估地表植被覆盖及淹水状况,开发针对性评估林水复合生态系统修复潜力的标准化方法。
1)3类林水复合区域在空间分布上呈现显著差异,生态融合区、基础林水交界区和待恢复水林区的总面积分别为128.90、447.54和25.56 km2,占上海市水体总面积的19%、66%和4%。2)不同林水复合类型区域表现出差异化的动态特征,待恢复水林区表现出最高的动态性,生态融合区次之,基础林水交界区保持相对稳定。3)空间分布上,3类林水复合区域呈现显著的城乡异质性,远郊地区保有更多适宜营建和修复的土地资源,而中心城区虽紧邻主干河流,但因硬质驳岸等原因,林水复合程度明显较低。
构建的面向城市生态修复的林水复合区域分类与识别体系,揭示了上海市不同区域的生态格局特征和演变机制,为精准施策提供了依据。该研究方法具有良好的通用性,可为其他水网密集型城市的生态空间规划与林水系统优化提供借鉴路径。
生态修复从传统模式转向国土空间尺度后,其成效评估亟需兼具全面性和有效性的指标和方法。水生态系统服务权衡强度的引入,不仅有益于流域生态修复的成效评估,更能为流域国土空间生态修复提供策略和方法。
综合运用景观格局指数、InVEST模型、均方根偏差和多尺度地理加权回归模型等方法对辽河干流流域2000—2020年的生态修复成效及成因进行分析。
流域生态修复在生态要素、生态空间格局和水生态系统服务方面均取得积极成效,但在水生态系统服务的权衡方面产生负面影响;以水质净化为主的生态空间布局策略是导致水生态系统服务权衡强度上升的重要原因。
未来,将水生态系统服务权衡强度纳入成效评估体系,有助于推动流域国土空间生态修复的多目标协同发展;以生态空间格局优化为重要方式,有助于提升流域国土空间生态修复的整体效率和人类福祉。
岛屿作为城市湖泊生态系统中的关键结构单元,在水鸟等关键物种的生态保育与提升湖泊整体生物多样性方面具有重要意义。然而,多数人工岛屿建设之初普遍缺乏生境设计考量,极大地限制了生态功能发挥。
以修复后的四川天府新区兴隆湖岛屿为研究对象,选取成都市域内锦城湖岛屿、青龙湖岛屿与无岛屿的秦皇湖为对照组,聚焦岛内、岛岸、岛周水域3类核心空间开展实地调查。结合生境单元制图,系统解析各岛屿生境类型及结构特征,探讨鸟类多样性特征与岛屿生境结构之间的关联机制。
在兴隆湖岛屿共记录水鸟26种
兴隆湖岛屿生境优化设计实现了水鸟觅食、繁殖与栖息等重要功能性生境的协同构建,显著提升了城市湖泊鸟类多样性水平。对岛屿“生境结构—生境格局—鸟类多样性”关系的探究,可为城市湖泊生境营建与生物多样性保育提供科学依据。
厘清“自然城市”概念的理论根基与实践价值,探讨其作为未来城市可持续发展范式的可行路径。
采用文献研究法和归纳分析法,结合自然观的发展阶段,通过系统梳理风景园林与城乡规划领域出现的经典理论和代表性模型,总结其内在逻辑,在此基础上提出具有当代意义的认知视角。
研究表明,自然是人居环境营建和理想城市模型的内在属性和永续内涵,自然城市的核心特征可以从空间布局、城市文化、环境健康、发展模式、社会公平和城市美学6个方面加以构建。
自然城市可以作为一种融合历史营城经验与前瞻性发展理念的城市发展模式,为推动城市的可持续转型提供理论依据与实践方向。
针对森林疗愈理论基础碎片化、实证证据不一致、政策协同不足等制约因素,旨在系统解析森林疗愈的影响因素及作用机制,且分析其产业化路径 ,为构建中国特色的森林疗愈科学支撑体系提供参考。
系统检索WoS和中国知网数据库文献5 173篇,筛选并纳入46篇作为研究数据库,采用叙述性文献综述的方法对森林疗愈的影响因素与产业化路径进行系统分析和归纳总结。
系统揭示了森林疗愈的三维作用机制:1)环境基底机制——森林生物、物理及景观环境通过调节神经内分泌、免疫及心血管功能,触发生理-心理协同响应;2)体验转化机制——结构化游憩活动(静态/低强度/中高强度)将环境资源转化为健康效益;3)制度保障机制——科学森林经营(如树种配置、认证标准)通过资源优化维持疗效可持续性。三者形成闭环系统,为产业化奠定基础。并证实了森林环境对人体健康产生显著的四重效应:生理健康、心理健康、精神健康与社会福祉。
提出森林疗愈的“环境-体验-制度”闭环机制,揭示环境基底、体验转化与制度保障三者的协同规律,阐述了其带来的生理、心理、精神和社会四重健康效益,为康养产品标准化提供设计准则,破解资源转化效率低、政策医疗协同不足等产业瓶颈。建议通过“政-产-学-研”联合构建剂量-效应模型,推动数字疗法(VR/AI)赋能,实现从生态资源到健康经济的价值转化。
水景作为自然与城市空间中的重要景观类型,其恢复性效应对人身心健康的影响不容忽视,但现有研究尚缺乏对水景恢复性效应的系统梳理。
利用文献综述与文献计量分析方法,对1980—2024年的国内外水景恢复性效应研究进行综合分析,对该领域的研究视角、水景类型及恢复性特征进行系统性梳理与关联分析。
在研究视角层面,水景恢复性效应研究主要围绕生理-认知、情绪体验、行为响应和场所感4个视角展开,但对行为响应与场所感的关注仍显不足;在水景类型层面,目前研究对大尺度水景给予较多关注,而对小尺度水景恢复性效应的探讨有待深入;在水景恢复性特征层面,水景物理特征得到广泛关注,而水景多样的休闲游憩功能,以及深刻的文化功能对恢复性体验的影响还有待进一步探索。
未来研究应从场所体验的“整体性”出发,促进4个视角的交叉融合,推动水景恢复性特征的系统性分析,并结合定量与定性研究方法,丰富水景恢复性效应的研究体系,为设计实践提供参考依据与理论支撑。
相地营城是中国自古以来在城市建设实践过程中形成的独特营建智慧。大数据背景下,如何借助数字化技术将传统的相地营城智慧在现代城市建设中予以继承与发扬,仍值得进一步探索。
基于多源大数据与数字模型,针对生境网络、景观环境等山水城市核心要素,提出山水格局数字化梳理(理脉)、生境网络数字化解析(通廊)、三维形态数字化营建(塑形)的方法体系。
进而以杭州钱塘江两岸地区为例,对山簇、水系、景观等山水格局进行控制,优化了核、斑、廊、岛的生境网络体系,并对城市形态做出修正。
以科学量化的方式识别山水城市的空间基因,可为当代山水城市营建提供基于传统相地营城智慧的数字化方法。
街道是老年人日常活动的重要生活空间,设计适应老年人健康需求的街道环境色彩,对于推进“积极应对人口老龄化”和“健康中国”两大战略至关重要。然而,街道环境色彩与老年人愉悦感知之间的关联机理尚缺乏系统性研究。
以福州市主城区为案例地,融合街景图像、TrueSkill算法、机器学习等手段,量化街道环境色彩和老年人愉悦感知;基于随机森林模型,解析街道环境色彩对老年人愉悦感知的非线性影响和交互作用。
1)色彩亮度对老年人愉悦感知的影响最大(负向效应),而色彩协调度和复杂度具有正向促进作用;2)街道环境色彩与老年人愉悦感知呈现U形、倒U形、S形等多类型非线性关系,并存在阈值效应;3)街道环境色彩交互具有促进与削弱老年人愉悦感知的双重机制,具有正向促进和反向削弱的交互作用。
从非线性视角明确了街道环境色彩对老年人愉悦感知的边际效应和交互作用,丰富了街景大数据和机器学习技术在街道尺度的应用。同时,为以老年友好为导向的街道更新及城市色彩规划实施,提供色彩优化调控的关键要素及有效干预区间。
黄河流域生态保护和高质量发展战略的实施,标志着中国生态文明建设进入“系统治理”新阶段。尤其关键段三门峡段历史遗留问题使生态恢复成为当务之急。然而,历史遗留矿山(区)生态修复与“生态-经济-社会”复合系统韧性间缺乏联系机制。揭示不同修复策略对韧性的动态影响,可以为矿区生态修复的优化决策提供理论依据。
以三门峡市2015—2022年时间序列数据以及调研情况为样本,构建系统动力学模型,模拟不同历史遗留矿山(区)生态修复策略下“生态-经济-社会”子系统韧性水平的演变过程,并对比分析急性与慢性冲击下修复策略对韧性水平的差异化影响。聚焦3种不同人为干预强度的矿山生态修复模式(生态重建、辅助再生、自然恢复)及均衡协同发展策略,量化评估这些模式与策略对系统韧性的作用路径。
1)无论在急性还是慢性冲击下,3种修复模式中,生态重建模式对复合系统的生态、经济、社会韧性的影响效果最为显著,其次是辅助再生模式,最后是自然恢复模式;2)均衡协同发展策略对各子系统韧性水平的影响在不同冲击状态下有差异;3)对黄河流域三门峡段历史遗留矿山(区)“生态-经济-社会”复合系统韧性来说,均衡协同发展策略在短期以及慢性冲击下是最优的选择,生态重建模式在长期或者急性冲击下具有更好的发展潜力。
历史遗留矿山(区)修复与“生态-经济-社会”复合系统间的关系研究可为政策制定者提供可执行的矿山生态修复的方向,助力生态修复目标与韧性目标相契合,最终推动历史遗留矿山(区)的区域可持续发展。
城乡特色风貌建设是解决“千城一面”、提升地区吸引力的重要手段。但对于地理特征相似且历史图像匮乏的地区,如何精准识别与精细化管控风貌仍是挑战。
构建以“空间整体性-时间连续性”为导向的风貌区块划分方法,以湖州市南浔地区为例,先通过景观特征识别确定研究区范围,并划分景观特征区块;后基于明清诗集《浔溪诗征》进行历史场景还原,并与特征区块叠加分析。
划分得到南浔地区6个特征区块,但各区块的描述性语义差异较小。经古诗词语义分析得到5类历史场景,与特征区块之间存在历史关联,叠加特征区块后产生2种结果,即同类历史场景跨特征区块分布、多类历史场景在同特征区块共现:前者表明南浔地区在明清时期已呈现风貌趋同,这与基塘圩田开垦技术传播及“商品交易地-周边聚居点”的同心圆分布模式相关;后者表明水冲要道所在的枢纽性区块需精准管控。
识别方法有助于获取地理特征相似地带风貌精细管控的关键区块,发现风貌趋同的历史原因,为长三角平原水网地区的风貌管控提供方法依据。