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The compactness of spatial structure in Chinese cities:measurement,clustering patterns and influencing factors

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Ecosystem Health and Sustainability 2020年第1期6卷 648-661,647页

作者： Fangqi Zhao Lina Tang quanyi qiu Gang Wu Key Lab of Urban Environment and Health Institute of Urban EnvironmentChinese Academy of SciencesXiamenChina University of Chinese Academy of Sciences BeijingChina State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesBeijingChina

Rapid urbanization in China has led to an excessive urban expansion of built-up areas,which makes quantitative research on compact city *** adopted density and the degree of mixed land use to measure the compactness of 160 Chinese *** autocorrelation analysis was performed to identify spatial clustering patterns,and the relationships between compactness and five variables were explored through regression *** result shows that in nearly half of the cases,the calculated values of two indices are less than the *** high or low values of density and the degree of mixed land use tend to be spatially *** hot spot regions of density and the degree of mixed land use lie mainly in the south of China,while the north present as cold spots or the insignificant *** compactness can be affected by multifaceted factors and the relationships between compactness and five variables are not consistent throughout the areas of *** GWR model can identify this phenomenon and provides a better fit than the OLS *** study proposed a new approach to measure the compactness,and the results of GWR analysis can conducive to appropriate policy-making based on different local conditions.

关键词： Compact city urban spatial structure point of interest geographically weighted regression

Variations in the biomass of Eucalyptus plantations at a regional scale in Southern China

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Journal of Forestry Research 2018年第5期29卷 1263-1276页

作者： quanyi qiu Guoliang Yun Shudi Zuo Jing Yan Lizhong Hua Yin Ren Jianfeng Tang Yaying Li Qi Chen Key Laboratory of Urban Environment and Health Key Laboratory of Urban Metabolism of Xiamen Institute of Urban Environment Chinese Academy of Sciences Jimei Avenue 1799 Xiamen People's Republic of China Ningbo Urban Environment Observation and Research Station-NUEORS Chinese Academy of SciencesNingbo 315800 People's Republic of China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 People's Republic of China Department of Spatial Information Science and Engineering Xiamen University of Technology Xiamen 361024People's Republic of China Department of Geography University of Hawai'i at Manoa422 Saunders Hall 2424 Maile Way Honolulu Hawai'iUSA

We quantified deviations in regional forest biomass from simple extrapolation of plot data by the biomass expansion factor method（BEF） versus estimates obtained from a local biomass model,based on large-scale empirical field inventory sampling *** sources and relative contributions of deviations between the two models were analyzed by the boosted regression trees *** to the local model,BEF overestimated accumulative biomass by 22.12%.The predominant sources of the total deviation （70.94%） were stand-structure *** age and diameter at breast height are the major *** with biotic variables,abiotic variables had a smaller overall contribution （29.06%）,with elevation and soil depth being the most important among the examined abiotic *** deviations in regional forest biomass and carbon stock estimates are likely to be obtained with BEF relative to estimates based on local *** minimize deviations,stand age and elevation should be included in regional forest-biomass estimation.

关键词： BEF Boosted regression trees Eucalyptus plantations Local biomass model Regional biomass estimation Biotic versus abiotic factors Uncertainty analysis

城市化进程中城市热岛景观格局演变的时空特征——以厦门市为例

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生态学报 2012年第2期32卷 622-631页

作者：黄聚聪赵小锋唐立娜邱全毅中国科学院城市环境与健康重点实验室中国科学院城市环境研究所厦门361021 厦门市城市代谢重点实验室厦门361021 中国科学院研究生院北京100049

热岛效应作为城市化过程中产生的特有环境问题,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。以厦门市为研究对象,利用1987—2007年等时间间隔、同时相的5景Landsat TM/ETM+遥感影像数据进行地表温度反演,在此基础上使用景... 详细信息

热岛效应作为城市化过程中产生的特有环境问题,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。以厦门市为研究对象,利用1987—2007年等时间间隔、同时相的5景Landsat TM/ETM+遥感影像数据进行地表温度反演,在此基础上使用景观格局指数分析厦门城市热岛景观格局随城市化进程演变的趋势。结果表明:随着厦门城市化进程加深,整个热岛景观在逐渐变得更加破碎化,高等级热岛景观斑块个数、类型面积和个体面积都增大;新的高等级热岛景观斑块都出现在原有高等级斑块附近,致使高等级类型的邻近度增加而各类型之间相互接触的程度也增加;景观总体的聚合度逐渐下降,而高等级热岛景观类型的聚合度则呈上升趋势;景观水平的蔓延度总体呈下降趋势,优势度高的低等级热岛景观所占的比重下降,优势度逐渐降低;多样性指数、均匀度指数总体呈上升趋势,各热岛景观面积在各类型间的分配逐渐趋于均匀;热岛景观斑块的转化方面,在20 a间低等级斑块类型(1、2、3级)向高等级斑块类型(4、5、6级)转化的面积总体上呈增加趋势,而高等级斑块类型向低等级斑块类型转化的面积总体上呈减小趋势,且等级升高的面积明显大于同期等级降低的面积;就高等级热岛景观斑块而言,他们与3级热岛景观斑块间的相互转化最容易发生,远比高等级斑块内部各类型之间的相互转化来得容易,尤其6类和5类的转化是最为困难的热岛景观变化之一;从空间上看,各高等级热岛景观斑块都经历了数量增加、面积扩大、等级升高三个方面的变化,形成了海沧、新阳、杏林、厦门岛西北港口区和机场5个高温组团。利用景观指数分析城市热环境,可探明热岛景观随城市化演变的趋势,并为有效的热岛效应减缓措施提供直接的理论依据。

关键词：城市热岛景观格局城市化厦门市

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福建省城镇-交通系统的景观分隔效应

生态学报 2013年第11期33卷 3536-3546页

作者：张天海罗涛邱全毅甘永洪张婷中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院研究生院北京100049 漳州师范学院漳州363000

近年来,我国城市及交通基础设施建设的迅猛发展对区域生态功能造成了严重影响。城镇-交通网络的不断强化和扩展加剧了区域景观的破碎化并导致多种景观功能的退化。以2007年为研究基准年,采用跨边界有效栅格评价指标,借助地理信息技术,... 详细信息

近年来,我国城市及交通基础设施建设的迅猛发展对区域生态功能造成了严重影响。城镇-交通网络的不断强化和扩展加剧了区域景观的破碎化并导致多种景观功能的退化。以2007年为研究基准年,采用跨边界有效栅格评价指标,借助地理信息技术,定量评估了福建省由城镇-交通网络引发的景观分隔效应。研究结果显示,面积大小位于0—15 km2的斑块数量最多。厦门、漳州、泉州3市小于300 km2的斑块面积及斑块数量分别所占比例率均高于南平、三明和龙岩3市。福建省有效栅格计算结果显示,全省景观破碎化呈现北轻南重、西轻东重的空间分布格局。沿海地区和交通干线周边破碎化明显高于其他地区。以地市为报告单位,福建省景观破碎化的空间分布呈现由西向东的梯度格局。景观破碎化最轻微地区(龙岩市、三明市、南平市有效栅格值处于679.2—939.0 km2之间)和最严重地区(厦门市、泉州市、漳州市的有效栅格值处于197.1—336.2 km2之间)形成鲜明对比。结果还显示,福建省厦门市、泉州市、漳州市的景观破碎化水平与欧洲发达国家如荷兰、比利时等接近;西部的三明市、北部的南平市则接近美国加利福尼亚。以县(市、区)为报告单位,全省景观破碎程度的空间分布从西至东呈现三级梯度。以瑞士Glarus州跨边界有效栅格值为参照,厦门、泉州和漳州3市所辖各县(市、区)的景观破碎化程度均高于Glarus。宁德、福州、莆田3市各县(市、区)则与Glarus基本持平。南平、三明、龙岩3市各县(市、区)则好于Glarus,其中,三明市和南平市各县(市、区)跨边界有效栅格值远大于Glarus。

关键词：城市化交通景观破碎生态福建

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城市热力景观格局季节变化特征分析及其应用

生态环境学报 2011年第2期20卷 304-310页

作者：黄聚聪赵小锋唐立娜邱全毅中国科学院城市环境与健康重点实验室中国科学院城市环境研究所福建厦门361021 厦门市城市代谢重点实验室福建厦门361021 中国科学院研究生院北京100049

热岛效应是城市发展过程中所产生的特有的环境问题,已经成为一种城市环境公害,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。热力景观是分析城市热岛空间格局的一种新方法。以厦门为研究对象,利用2002年1、2、3、8、12月的La... 详细信息

热岛效应是城市发展过程中所产生的特有的环境问题,已经成为一种城市环境公害,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。热力景观是分析城市热岛空间格局的一种新方法。以厦门为研究对象,利用2002年1、2、3、8、12月的Landsat ETM+影像数据进行地表温度反演,在此基础上使用景观格局指数分析厦门城市热力景观格局的季节变化特征。结果表明:厦门城市热岛在夏季(8月)最强,春秋次之,冬季(1月)最弱。该变化特征是城市地表吸收太阳辐射和人为废热排放随季节变化的共同结果。应用该方法对2002年厦门热污染源进行调查,发现当年共有热污染源26个,其中工业热污染源18个。该研究可为环保、能源等部门乃至于整个城市的规划管理提供有力的决策依据。

关键词：城市热岛热力景观景观格局季节变化城市化厦门

基于形态学空间格局分析和最小累积阻力模型的城市生态安全格局构建——以厦门市为例

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生态学报 2024年第6期44卷 2284-2294页

作者：李倩瑜唐立娜邱全毅李寿跳徐烨中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049 福建农林大学福州350002

城市化进程的快速发展加剧了生态系统的退化。如何扭转生态系统的退化,同时满足人类日益增长的生态系统服务需求,成为当前的一个研究热点。生态安全格局的构建在一定程度上可平衡城市发展与生态环境保护之间的关系,对于保障区域生态安... 详细信息

城市化进程的快速发展加剧了生态系统的退化。如何扭转生态系统的退化,同时满足人类日益增长的生态系统服务需求,成为当前的一个研究热点。生态安全格局的构建在一定程度上可平衡城市发展与生态环境保护之间的关系,对于保障区域生态安全、提升生态系统功能具有重大意义。以厦门市为例,基于“生态源地识别—阻力面构建—生态廊道提取”的基本框架构建陆域生态安全格局。结合生态系统服务重要性评价和形态学空间格局分析识别生态源地,该方法兼顾了生态结构和功能,使得所识别的生态源地更具全面性。选取土地利用类型、高程和坡度构建生态综合阻力面,并用人类居住合成指数修正生态综合阻力面,以减少主观赋值的影响,识别各土地利用类型内部的差异,使生态阻力面的构建更加合理。在此基础上通过最小累积阻力模型提取生态廊道,利用重力模型量化潜在生态廊道的相对重要性,并根据重力模型结果划分重要性等级。研究结果表明,厦门市的生态安全格局由14个生态源地、21条生态廊道、15个生态节点及若干个踏脚石所组成。生态源地主要集中在研究区的西部和北部,以林地和草地为主,面积合计为558.64 km^(2)。生态廊道长约159.40 km,其中,关键生态廊道9条,一般生态廊道12条。生态廊道呈现出东西方向联系较为密切,南北方向联系不足的特点。根据对区域生态安全的贡献度,将生态安全格局划分为3个管控区进行分级管控。将研究结果与厦门市当前的实施计划进行对比分析,虽然结果有所差别,但总体上相对一致,造成差异的主要原因在于两者所采用的研究数据及方法不同。因此,研究认为将生态系统服务重要性评价和形态学空间格局分析、最小累积阻力模型和重力模型结合,可为生态安全格局的构建提供科学依据。

关键词：生态安全格局生态源地生态阻力面生态廊道

基于历史情景的FLUS模型邻域权重设置——以闽三角城市群2030年土地利用模拟为例

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生态学报 2019年第12期39卷 4284-4298页

作者：王保盛廖江福祝薇邱全毅王琳唐立娜中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049 集美大学计算机工程学院厦门361021

以闽三角城市群2030年土地利用模拟为例,针对FULS模型邻域权重参数提出一种基于历史情景的设置方法.首先以2015年土地利用数据为基础,结合人工神经网络算法综合12个自然、社会、经济驱动因子计算各土地类型的出现概率和空间分布,然后依... 详细信息

以闽三角城市群2030年土地利用模拟为例,针对FULS模型邻域权重参数提出一种基于历史情景的设置方法.首先以2015年土地利用数据为基础,结合人工神经网络算法综合12个自然、社会、经济驱动因子计算各土地类型的出现概率和空间分布,然后依据对历史情景的分析,分别用马尔可夫链和分析景观格局指数的方法设定相关参数,最后用自适应惯性竞争元胞自动机模拟闽三角城市群2030年的土地利用情景.分析发现,同时间尺度各土地类型TA(Total Area)的变化量可以较好的反映其扩张强度,由强到弱依次为建设用地、水域及滩涂、其他土地、草地、林地及农田;TA变化量的无量纲值在数据意义和数据结构方面均较好地契合FLUS模型邻域权重的参数要求;结合各土地类型TA变化量和扩张强度间的相互关系来看,到2030年农田受建设用地扩张的影响最为严重,大量土地由农田、林地、草地及其他土地转变为建设用地或水域及滩涂;建设用地持续扩张,闽三角城市群空间一体化格局基本形成,其余各土地类型被进一步分离,同类型斑块更趋于独立发展.综合参数设置过程和模拟结果来看,TA变化量的无量纲值可为FLUS模型的邻域权重参数设置提供一种客观可行的方法.

关键词： FLUS模型土地利用模拟参数设置 TA变化量

2030年闽三角城市群土地利用变化对生态系统水源涵养服务的影响

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生态学报 2020年第2期40卷 484-498页

作者：王保盛陈华香董政祝薇邱全毅唐立娜中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049

生态系统水源涵养服务作为水资源得以持续的基础和保障,正持续遭受着人类活动的干扰和影响,土地利用变化作为主要的方式之一,对水源涵养的影响广泛而且深远。运用InVEST模型模拟了闽三角城市群2015年和2030年的水源涵养情景,发现到2030... 详细信息

生态系统水源涵养服务作为水资源得以持续的基础和保障,正持续遭受着人类活动的干扰和影响,土地利用变化作为主要的方式之一,对水源涵养的影响广泛而且深远。运用InVEST模型模拟了闽三角城市群2015年和2030年的水源涵养情景,发现到2030年闽三角城市群区域内水源涵养量总体会下降0.24×10^8 m^3;对比发现:土地利用变化对水源涵养的影响主要主要表现在变化面积、变化方向、作用强度以及面积补偿作用四个方面。首先面积变化方面,水源涵养量同用地类型的面积大小正相关,但二者的变化量并不正相关;其次变化方向方面,相比变化为城市生态系统和水域生态系统而言,变化为自然生态系统和农业生态系统的土地利用变化更有利于生态系统水源涵养;再次,土地利用变化对水源涵养产生作用的强度由强及弱以此为林地、其他土地、草地、农田、建设用地、水域及滩涂;最后,面积变化后的补偿作用方面,由于不同用地类型水源涵养能力和面积变化量的差异,由农田、林地、草地及其他土地面积下降导致的水源涵养量损失并不能通过建设用地、水域及滩涂用地类型面积的增加得以完全补偿。

关键词：土地利用变化水源涵养 InVEST模型影响

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厦门市土地利用变化下的生态敏感性

生态学报 2011年第24期31卷 7441-7449页

作者：黄静崔胜辉李方一邱全毅马克明中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021 厦门市城市代谢重点实验室厦门361021 中国科学院研究生院北京100049

当前,城市化与全球变化背景叠加,海岸带生态系统发生了巨大的变化,沿海城市在全球变化下的脆弱性、敏感性与适应能力等问题已经成为政府和科学界关注的重要问题。土地利用变化是导致生态系统敏感性的重要因素之一。以厦门市作为沿海城... 详细信息

当前,城市化与全球变化背景叠加,海岸带生态系统发生了巨大的变化,沿海城市在全球变化下的脆弱性、敏感性与适应能力等问题已经成为政府和科学界关注的重要问题。土地利用变化是导致生态系统敏感性的重要因素之一。以厦门市作为沿海城市的典型代表,对近20 a土地利用变化下的生态敏感性进行系统研究。分析了城市建设用地扩张、围填海等主要土地利用活动对生态敏感性的影响机制;其次建立土地利用变化下的生态敏感性指数,并分析其变化过程;最后通过ArcGIS图层叠加计算功能,获得生态敏感性空间分布状况。结果表明:1987—2007年厦门市城市建设用地面积由1987年的67.48 km2,增加为2007年的308.21 km2,扩张了4.57倍,主要为蚕食农业用地和林地而来;海岸线长度由1987年的290.19 km,增加为1992年的343.23 km,而后减小为2007年的299.93 km,围垦养殖活动使得岸线变得曲折,填海造地活动导致岸线变得平滑。厦门市土地利用强度由1987年的2.44逐年增加为2007年的2.52,生态系统服务价值总体呈现减小的趋势,由1987年的7.39×109元减少到2007年的7.02×109元,土地利用强度与生态系统服务价值呈现负相关关系。土地利用变化下的生态敏感性指数由1992年的1.50增加为1997年的4.94,而后减小为2002年的4.12,再增加为2007年的4.47。整体而言,近20 a来厦门市生态系统对土地利用变化的敏感性灵敏响应程度不很剧烈,生态敏感性高的区域主要位于沿海区域。

关键词：土地利用变化沿海城市生态敏感性生态系统服务价值厦门市