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城市评价方法论初探

地理研究 2024年第3期43卷 596-620页

作者：刘海猛中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

城市作为人类文明的关键象征,对其兴衰演变状态的评价是城市规划建设与治理的重要参考,也对地方政府绩效考核、企业投资决策、居民定居择业等具有重要意义。然而,当前城市评价研究普遍存在评价目的和受众不明确、指标体系构建缺乏理论... 详细信息

城市作为人类文明的关键象征,对其兴衰演变状态的评价是城市规划建设与治理的重要参考,也对地方政府绩效考核、企业投资决策、居民定居择业等具有重要意义。然而,当前城市评价研究普遍存在评价目的和受众不明确、指标体系构建缺乏理论或现实依据、指标冗余度高或对比性差、忽视城市异质性、过于追求结果排名、缺少结论的校验和反馈等问题,并且鲜有文献从方法论角度对城市评价体系的构成、原理、范式、流程、不确定性等进行系统阐释。鉴于此,本文首先对城市复杂系统的内涵与演化规律进行解析,进而阐明了城市评价的相关概念、基本构成和功能,梳理了城市评价的主要范式,并提出城市评价的人本原理、涌现原理、平衡原理、反馈原理等4个基本原理。明确城市评价体系由评价主体、客体、指标体系、方法模型和评价结果5部分构成。系统论述了城市定量评价的一般流程和10个步骤。从认知、数据、指标、方法、系统等方面梳理了城市评价的不确定性和局限性。最后,提出了面向未来可持续发展的城市评价展望,通过组织多元化评价主体,搭建统一共享的基础信息平台,建立城市时空知识图谱,融合大数据、人工智能、数字孪生等新技术,推进“动态感知、多评协同”,建设包容、安全、公平、绿色、韧性的未来可持续城市。

关键词：城市复杂系统评价指标体系方法论城市体检智慧城市韧性城市城市可持续发展

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地球关键带研究评述:现状与展望

土壤学报 2024年第2期61卷 308-318页

作者：杨顺华宋效东吴华勇吴克宁张甘霖土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 自然资源部土地整治重点实验室北京100035 中国科学院流域地理学重点实验室(中国科学院南京地理与湖泊研究所) 南京210008 中国科学院大学现代农业科学学院北京100049

近20年来,国际上兴起的“地球关键带”研究,为重新审视地球表层系统内水、土、气、生、岩等各要素的功能及其内在关联提供了新思路。通过搜集2001—2021年间国内外地球关键带研究文献,应用引文空间(CiteSpace)技术进行文献计量分析,梳... 详细信息

近20年来,国际上兴起的“地球关键带”研究,为重新审视地球表层系统内水、土、气、生、岩等各要素的功能及其内在关联提供了新思路。通过搜集2001—2021年间国内外地球关键带研究文献,应用引文空间(CiteSpace)技术进行文献计量分析,梳理地球关键带的研究历史与现状,为自然资源综合管理和国土空间生态修复提供理论依据和决策支持。文献分析表明:地球关键带受到欧美发达国家和中国学界的普遍关注;三个发展阶段(萌芽、初期和快速发展)的研究重点差异明显;土壤是联结地表和地下过程的纽带与核心;地球物理技术成为理解地球关键带结构与过程的重要工具;联网观测和模型模拟是下一阶段的重要方向;地球关键带功能和服务的量化、权衡与提升有望成为重要的决策支持工具。未来仍需在五个方面深化研究:加强基础设施建设,构建更具包容性的地球关键带观测站网络;加强学科交叉和人才队伍建设,培养新一代地球关键带科学家;服务面向可持续发展的社会需求,在实践中应用和发展地球关键带科学;开发新技术、新方法,完善理论、模型和方法体系;揭示地球关键带过程的耦合机制及其环境效应,加强人类活动对水土过程、物质循环与能量交换影响的研究。

关键词：地球关键带土壤圈地球表层系统结构过程服务

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灌丛资源及其管理利用研究进展

生态学报 2024年第6期44卷 2646-2659页

作者：李愈哲黄麟樊江文中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101

灌丛是中国山地和干旱地区的常见植被类型,分布范围广泛、生态功能多样、经济价值可观。然而,自然资源、生态环境、国民经济等相关部门多将灌丛拆分归属于森林或草原,其重要性未能充分体现。学术界有关灌丛资源的概念、内涵未有明确统... 详细信息

灌丛是中国山地和干旱地区的常见植被类型,分布范围广泛、生态功能多样、经济价值可观。然而,自然资源、生态环境、国民经济等相关部门多将灌丛拆分归属于森林或草原,其重要性未能充分体现。学术界有关灌丛资源的概念、内涵未有明确统一共识,基于资源属性特点的灌丛资源分区分类体系尚未建立。草原灌丛化的发生范围、速度及其生态影响不够明确,严重影响灌丛资源的高效保护、科学管理与可持续利用。这已然成为亟需凝聚共识和深入探究的理论技术难点与实践问题。建议在科学界定灌丛资源的概念内涵、建立健全灌丛资源分类体系基础上,深入发展和应用灌丛植被多基遥感和人工智能识别技术,科学掌握不同区域灌丛变化特别是草原灌丛化的过程及原因,全面系统地评估灌丛化的生态经济影响,优化分区分类灌丛管理利用策略,促进灌丛资源可持续管理和利用。

关键词：灌丛灌丛资源资源管理与利用灌丛化

昆仑山北坡区域高质量发展面临的问题、机遇与挑战

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干旱区地理 2024年第5期47卷 733-740页

作者：陈亚宁朱成刚李稚方功焕中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室新疆乌鲁木齐830011

昆仑山北坡区域是新时代维护国家安全的重要战略部署区和“丝绸之路经济带”核心区关键通道,战略地位十分突出。但由于历史和自然的原因,该区域经济发展相对滞后。系统分析显示,昆仑山北坡区域目前存在的水资源利用上线偏低、水利工程... 详细信息

昆仑山北坡区域是新时代维护国家安全的重要战略部署区和“丝绸之路经济带”核心区关键通道,战略地位十分突出。但由于历史和自然的原因,该区域经济发展相对滞后。系统分析显示,昆仑山北坡区域目前存在的水资源利用上线偏低、水利工程建设严重滞后、城镇化进程缓慢、产业布局相对单一且缺少重要产业布局,以及区域高质量发展动能不足等问题,结合区域自然环境特点和发展机遇,提出加快构建经济带城市群体系,打造多产业协同发展的昆仑山北坡经济带,大幅提升水资源上线和水利工程管控能力,为昆仑山北坡农业提质增效提供水资源保障,系统打造昆仑山北坡农-林-牧复合基地,构建多元化食物供给体系,以能补水,提升资源综合利用效率,通过兵地优势互补、资源共享,加快推进昆仑山北坡经济带建设和高质量发展等建议。研究成果可为加快昆仑山北坡经济带生态安全和高质量发展提供科技支撑。

关键词：水资源利用水利工程建设农-林-牧复合基地兵地优势互补昆仑山北坡

利用ECOSTRESS探究LCZ类间和类内城市热环境日动态变化

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 679-692页

作者：张伟伟贾若愚田明徐新良刘佳雯韩冬锐贺曈孙宗耀从辉乔治天津大学环境科学与工程学院天津300072 石家庄市环境监控中心石家庄050022 河北科技工程职业技术大学资源与环境工程系邢台054000 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 山东省农业科学院农业信息与经济研究所济南250100 北京师范大学环境学院北京100875 天津大学建筑学院天津300072 天津华北地质勘查总院有限公司天津300170

在全球气候变暖与城市化进程加快的背景下,城市热环境受到广泛关注。了解城市热环境时空变化和城市空间形态对城市局地气候的影响对于缓解城市热岛效应至关重要。ECOSTRESS在昼夜不同时刻获取高时间分辨率地表温度(Land Surface Tempera... 详细信息

在全球气候变暖与城市化进程加快的背景下,城市热环境受到广泛关注。了解城市热环境时空变化和城市空间形态对城市局地气候的影响对于缓解城市热岛效应至关重要。ECOSTRESS在昼夜不同时刻获取高时间分辨率地表温度(Land Surface Temperature,LST)为从精细化时空尺度对城市热环境进行动态评估提供了数据支持。本文基于局地气候区(Local Climate Zones,LCZ)视角,利用ECOSTRESS LST数据探究了北京市六环内夏季地表城市热岛强度(Surface Urban Heat Island Intensity,SUHII)的日尺度时空变化特征以及LCZ类间和类内SUHII差异。结果表明:(1)研究区夏季SUHII具有时空异质性,清晨6时左右,SUHII最低,上午10时左右,SUHII达到最高,下午SUHII逐渐下降,傍晚18时左右开始上升,21时左右达到夜间最高值;(2)在日尺度上,不同类型LCZ表现出显著的热源/汇角色差异。建筑类型LCZ(除LCZ 9)和自然类型LCZ E~F整体上为热源,LCZ 9和LCZ B~C整体上为热汇,LCZ A和LCZ G存在昼夜源汇角色变化;(3) LCZ类内SUHII表现出显著的昼夜和类型差异。LCZ类内SUHII差异在清晨6时左右最小,在下午13时左右达到最大值。建筑类型LCZ中,低层建筑类内SUHII差异总体上高于中高层建筑。自然类型LCZ中,LCZ C和LCZ E类内SUHII差异相对较小,而LCZ D、LCZ F和LCZ G类内SUHII差异相对较大;(4) LCZ类型表现出昼夜不同的热特性和源汇角色变化。LCZ G存在昼夜源汇变化,夜间呈现出明显的城市热源特性。本文所采用的10个时刻的ECOSTRESS LST数据克服了以往利用单一固定时刻的LST数据对于SUHII的高估和低估,所得到的LCZ类间和类内SUHII差异对比结果降低了城市热环境定量研究的不确定性,并为城市热环境源汇景观设计的昼夜权衡提供了理论依据和实践支持。

关键词：城市热岛强度局地气候区类间差异类内差异日变化源汇理论 ECOSTRESS 北京市

基于时空信息融合模型的2022年鄱阳湖湿地干旱过程监测分析

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湖泊科学 2024年第5期36卷 1525-1536页

作者：罗佳欢严翼肖飞曹淑慧陈苗苗杜耘中南民族大学资源与环境学院资源转化与污染控制国家民委重点实验室武汉430074 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的1... 详细信息

2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的10 m高时空分辨率归一化植被指数(NDVI)影像序列,对比分析了不同年份水体面积以及NDVI的时空变化,在此基础上探讨干旱可能造成的生态影响。结果表明:(1)2022年鄱阳湖干旱持续近3个月,退水时间比2021年提前约80天。2022年10月鄱阳湖最小水体面积为680 km^(2),较2021年同期减少约1900 km^(2),较2021年枯水期最小水体面积减少约337 km^(2)。2022年鄱阳湖湿地淹水时长小于90天的面积是2021年的3倍以上,约占总面积的30.77%。(2)2022年干旱过程中,湖区洲滩植被提前开始生长,NDVI均值在7月中旬之后迅速增大,较2021年同期均值最大相差0.27;到11月中旬,NDVI环境。湖区的碟形子湖具有较好的持水能力,对极端干旱具有较好的抵御作用。因此,本文建议在干旱期间,适当对湖区长势迅速的植被进行刈割,促使新芽萌发,保障候鸟的食源;开展高时空分辨率的水体连续变化过程监测和预测工作,以便及时救助非连通水体内被困的水生生物;对碟形子湖空间结构进行保护并适当给子湖补水,以保持碟形湖湿地生态系统的稳定性。

关键词：鄱阳湖湿地干旱时空信息融合归一化植被指数

长江中游典型湖泊沉积物重金属分布特征、生态风险评估及溯源

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环境科学 2024年第3期45卷 1402-1414页

作者：卢洪斌卢少勇李响张森霖黄张根中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室太原030001 北京师范大学水科学研究院北京100875

集中采集洞庭湖、洪湖和赤湖表层沉积物样品并检测其中10种重金属含量,使用地理信息系统表征空间分布,利用地累积污染指数法(Igeo)、富集因子法(EF)和潜在生态风险指数法(RI)协同评估重金属积累的潜在风险,并利用相关性分析(Pearson)和... 详细信息

集中采集洞庭湖、洪湖和赤湖表层沉积物样品并检测其中10种重金属含量,使用地理信息系统表征空间分布,利用地累积污染指数法(Igeo)、富集因子法(EF)和潜在生态风险指数法(RI)协同评估重金属积累的潜在风险,并利用相关性分析(Pearson)和主成分分析(PCA)溯源.结果表明,Cd元素的污染状况和潜在生态风险最为严重,东洞庭湖、洪湖和赤湖中ω(Cd)的平均值分别为2.85、1.59和3.57 mg·kg^(-1),分别是对应省份土壤背景值的25.87、11.36和37.58倍,均超出风险筛选值(0.6 mg·kg^(-1)),其中赤湖超出风险管制值(3.0 mg·kg^(-1)).除Cd外,洪湖中的As值得关注,赤湖中的Cu、As、Zn和Pb都不容忽视.三湖的潜在生态风险排序为:赤湖(RI=1 127)>东洞庭湖(RI=831)>洪湖(RI=421).重金属来源主要是工矿业冶采、农业生产和水产养殖等,部分重金属(Mn和Cu)为自然源.研究对长江中游典型湖泊沉积物重金属防控具有重要意义.

关键词：长江中游典型湖泊沉积物重金属污染特征潜在生态风险源解析

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草地植物繁殖性状权衡关系研究进展

生态学杂志 2024年

作者：刘栩赫付常兴范高华黄迎新黑土地保护与利用全国重点实验室(长春) 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院大学吉林省草地畜牧重点实验室

植物繁殖性状间的权衡关系反映了植物在产生子代过程中资源获取与分配的生态策略，这影响植物子代萌发、生长及竞争能力。草地植物具有重要的生产和生态功能，然而，关于草地植物繁殖性状的生态策略研究大多是通过归纳总结得出营养生长... 详细信息

植物繁殖性状间的权衡关系反映了植物在产生子代过程中资源获取与分配的生态策略，这影响植物子代萌发、生长及竞争能力。草地植物具有重要的生产和生态功能，然而，关于草地植物繁殖性状的生态策略研究大多是通过归纳总结得出营养生长和繁殖、繁殖方式以及植物花性状间存在较为普遍的权衡关系，缺乏对植物自身繁殖性状间权衡关系的关注。本文综述了草地植物繁殖特征权衡关系的研究进展，从有性与无性繁殖、花部性状、种子大小和数量，到地下芽库与土壤种子库之间的多层面权衡，发现种群内个体和花序水平性分配方面鲜有关于权衡关系研究，揭示了繁殖体权衡如何塑造植物的繁殖策略和生存适应性的机制。并通过深入分析权衡机制在植物生长、种群动态和生态系统多样性中的关键作用，阐述了其在理解全球变化背景下对植物生长、繁殖及响应胁迫方面的理论价值，旨在为未来草地植物繁殖性状权衡关系研究提供不同角度的参考。

关键词：繁殖性状植物功能性状权衡生物量分配模式生活史策略

基于BFAST改进模型的沱江流域NDVI变化趋势及驱动力分析

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同方期刊数据库

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自然资源遥感 2024年

作者：钟旭珍吴瑞娟云南师范大学西南联合研究生院资源与环境信息系统国家重点实验室内江师范学院地理与资源科学学院云南师范大学地理学部

植被是陆地生态系统的主体,对区域生态系统环境变化有着重要指示。沱江流域是四川经济、工业较为发达的地区,对该流域植被进行动态监测并分析影响其变化的因素,对生态环境变化评估与保护具有重要意义。以沱江流域为研究区,基于2000—202... 详细信息

植被是陆地生态系统的主体,对区域生态系统环境变化有着重要指示。沱江流域是四川经济、工业较为发达的地区,对该流域植被进行动态监测并分析影响其变化的因素,对生态环境变化评估与保护具有重要意义。以沱江流域为研究区,基于2000—2021年MODIS NDVI数据,利用Slope线性回归趋势和BFAST改进模型BFAST01对其线性特征、突变类型和突变年份等非线性特征进行检测、分析和比对,并利用基于最优参数的地理探测器模型(optimal parameters-based geographical detector,OPGD)对植被NDVI的影响因素进行探讨。结果表明:沱江流域95%以上的区域NDVI值都大于0.6,线性回归趋势表明,植被覆盖呈显著改善趋势的像元面积占比为18.07%,呈显著退化的区域像元面积占比为10.60%;BFAST01非线性突变检验得到沱江流域22a间植被NDVI趋势可分为8种突变类型,总体为改善的区域占比(58.62%)大于总体为退化的区域(41.38%),检测结果与线性回归趋势相似,说明近年来研究区植被得到较好保护。发生突变的年份集中分布在2002—2018年,“中断-+”、“反转+-”是发生突变最多的类型,分别占14.83%和13.19%,其他突变类型在各阶段发生突变的比例分布较为均匀;OPGD结果表明,不同年份NDVI的影响因素略有差异,总体上影响较大的因子为土地利用、海拔、地形地貌,其次是气温、降水等气象因子,其他因子影响力相差不大,总的来说,人口、国内生产总值(gross domestic product,GDP)等人为因子对沱江流域植被的影响程度比自然因子低,但也有一定影响,因此,植被保护与恢复应综合考虑不同自然和人类活动条件的影响。

关键词： NDVI 非线性趋势 BFAST改进模型 OPGD 沱江流域