耦合多因子的地表生态状况指数在干旱半干旱区露天矿的应用效果评价

矿区生态环境遥感动态监测是指导绿色矿山建设和生态恢复的重要基础。 耦合绿度、热度、干度、湿度、 亮度多种生态因子的指数,如遥感生态指数( Remote Sensing Ecological Index,RSEI)、地表生态状况组成指数( Land Surface Ecological Status Composition Index,LSESCI)具有可视化、可扩展等优势,已被广泛用于矿区生态环境监测中,但 地表生态状况指数在不同景观条件和露天开采模式下表征矿区生态环境的适宜性及差异性尚不明确,并且研究区多 为单一矿区易忽略因生态环境背景差异导致的区域异质性。 因此,以新疆位于不同生态功能分区以及地形条件下的 金宝铁矿区、黑山煤矿区和乌拉根锌矿区为研究区,基于长时间序列 Landsat 遥感影像提取绿度、热度、干度、湿度、亮 度生态因子耦合构建 LSESCI、RSEI、改进遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecological Index ,MRSEI)及标准化遥 感生态指数(Standardized Remote Sensing Ecological Index,RSEIs) 4 个地表生态状况指数,结合土地利用数据和 DEM 数据,通过相关性分析、缓冲区分析、滑动滤波、Sen+MK 等多种方法综合分析,揭示了基于卫星遥感数据反演获取的 地表生态状况指数表征不同生态功能区露天矿地表生态状况性能的差异性。 结果表明:① 不同地表生态状况指数与 绿度、热度、干度、湿度、亮度各生态因子的平均皮尔森相关系数达到 0. 6 以上,其中 RSEI 指数对各生态因子拟合程度 最好。 ② 结合土地利用数据和 DEM 数据,LSESCI 指数能够有效区分位于山前冲洪积扇区的金宝铁矿露天采区和原 地貌裸土及山间谷地,不会过低估计生态环境质量,能够反映露天开采对生态环境的影响范围。 对于原地貌有低覆 盖植被且存在土地盐渍化的研究区,如黑山煤矿区和乌拉根锌矿区,相比 MRSEI 和 RSEIs 指数,RSEI 指数与湿度、热 度等生态因子相关性更高,不会低估研究区的生态环境质量。 ③ 基于 Sen+MK 时间序列分析算法和最优指数,对 2005—2020 年各矿区的生态环境时空变化特征进行了分析,露天开采对研究区内生态环境质量“良”和“优”的土地 影响不大,通过露天开采占用、挖损的土地主要为生态环境质量“中”的土地。 相比黑山煤矿区,金宝铁矿区和乌拉根 锌矿区的生态环境质量显著下降区域面积小,通过复垦及生态恢复生态环境质量显著提高的面积比例高,其中乌拉 根锌矿区复垦率为 34. 58%,金宝铁矿区复垦率为 20. 75%。     

基于RS和GIS的矿区生态指标提取与安全评价 ——以焦作矿区为例

为了快速、高效地对煤矿区生态安全状况进行评价,借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、空间景观格局分析等技术,在压力-状态-响应(PSR)模型的基础上拓展构建压力-状态-响应-格局(PSRP)模型,对焦作矿区33年(1993—2026年)的生态安全状况进行评价与动态变化模拟分析。以遥感卫星影像数据为主要数据源,选取矿区1993年、2004年、2018年遥感数据及社会、经济统计数据,提取用于生态安全评价的建筑用地指数、归一化植被指数、生态弹性度、绿度指数、生物丰富度、湿度指数、破碎度指数、城市扩展强度、干度指数、人口密度、多样性指数、分维度12个关键技术指标,利用层次分析法(AHP)确定指标在生态安全评价的目标层、准则层、指标层3个层次体系,并进一步计算12个指标的权重,从而对生态安全进行评价,最后利用CA-Markov模型模拟获取2026年结果数据,对焦作矿区生态安全状况趋势评价分析和动态变化监测进行研究。结果表明:①利用遥感技术能有效提取用于生态安全评价的绝大多数指标,并且有较好的提取精度,基础指标土地利用/覆盖分类提取结果精度为92%以上;②CA-Markov模型可以进行土地利用/覆盖变化趋势模拟与预测,在该试验选择的3期数据集中预测精度达到83%;③20多年来焦作市裸地和建筑景观变化幅度最大,水体、植被景观变化相对较小,不同的地物覆盖类型均受到人类生产生活的影响;④1993—2018年间,焦作市生态安全状态总体情况先是大幅下降,然后达到平缓稳定状态,其中1993—2004年间生态状态呈现下降趋势,2004—2018年间焦作市的生态状况总体上没有显著的变化;⑤针对典型矿区,1993年,整个矿区还是处于稳定和安全的状态,到2004年,由于矿产资源大量的开采,部分地区由1993年的稳定状态转为临界状态,2018年以来,由于矿区的陆续关闭,矿区的生态安全状况相比于2004年没有太大的变化,模型预测表明到2026年焦作市及其矿区生态指数将呈现出轻微下降趋势,典型矿区与焦作区域表现出一致的生态安全等级分布状况和变化趋势。研究结果可为维护矿区及其周边生态环境的原生平衡、引导矿区资源的合理开采与利用提供技术支持。     

辽宁海城-大石桥菱镁矿矿集区生态环境变化的遥感评价

辽宁海城-大石桥地区是中国最大的菱镁矿基地,露天开采使周边生态环境恶化。为了更好地开发矿山、保护地区生态,本文对其环境质量进行监测与评价。选取1984年、1990年、2007年、2010年和2016年Landsat遥感影像,提取绿度、湿度、干度和热度四个生态因子,通过主成分分析法构建遥感生态指数（RSEI）模型,并结合土地利用类型的变化来分析研究区生态环境演化。结果表明,1984—2016年间RSEI指数均值呈先上升后下降再上升的趋势。通过RSEI值分级结果可以看出,生态质量差的区域整体呈现先升高后下降的趋势,生态环境质量优的区域呈波动上升趋势,生态质量良的区域面积最大。结合RSEI值分级和土地利用分类,分析研究区生态环境变差的主要原因：一是城镇化规模扩大,林地及耕地被侵占或林地被改造为耕地;二是菱镁矿的露天开采及排土场影响了矿区环境。后期生态环境改善则是因为矿区复垦、植树造林,提高了林地面积,改善了环境质量,环境治理成效明显。该研究可为露天采矿地区的生态监测及治理提供一定的科学依据。     

矿业城市土地利用景观格局演变及其模拟——以江西省贵溪市为例

矿业城市的发展会造成生态环境恶化与土地利用布局不合理等一系列经济、社会、生态问题。为了推动该类城市的绿色发展,促进人与自然和谐共生,就需要对矿业城市的土地利用变化过程展开研究,深入分析其变化驱动机制,从而为推进矿业城市的高质量可持续发展提供理论支撑。本文以江西省贵溪市为例,通过土地利用转移矩阵与景观格局指数对该市1990—2018年土地利用结构变化特征进行探索,在基于2010年土地利用现状的基础之上,运用CLUE-S模型模拟2030年贵溪市在3种发展情景下的土地利用格局,并对景观格局进行对比和剖析。研究表明：1)1990—2018年,贵溪市土地利用变化以耕地、林地转为工矿用地为主,耕地、林地面积分别减少了15.75 km²、32.18 km²,工矿用地增加了41.54 km²,其余土地利用类型变化不大。2000—2010年,该市工矿用地扩张迅猛,面积由1.09 km²增长到25.01 km²。2)1990—2018年,贵溪市土地利用景观斑块数量增加了74个,斑块密度增加了0.0...     

玉溪市土地利用及其生态系统服务价值动态变化

开展区域土地利用与生态系统服务变化研究，有利于优化区域土地利用结构，实现区域可持续发展。为此，采用土地利用动态度、土地利用程度和生态系统服务价值方法，对玉溪市2009-2018年土地利用及生态系统服务价值的时空变化展开研究。研究结果显示：1)10年间玉溪市耕地、园地、其他土地一直呈不断下降趋势，林地、建设用地面积呈增长趋势，草地、水域及水利设施用地基本没变。2)玉溪市土地利用程度综合指数不断增强，土地利用处于发展期，其中，红塔区土地开发利用程度远高于周边地区，平均利用程度综合指数273.73,是利用程度最低的元江县(214.45)的1.28倍，说明土地利用程度的不均衡性影响着区域协调发展。3)玉溪市生态系统服务总价值呈下降趋势，10年间共减少18 751.04万元，其中红塔区减少最多，元江县减少最少；林地是玉溪市生态系统服务价值的主要贡献者，反映出研究区生态优势尚未有效转化为生态价值。     

区域经济与生态环境耦合协调发展的时空演化研究——以黑龙江省为例

区域经济与生态环境耦合协调发展理念是区域高质量发展的重要保障。以黑龙江省及所属城市为例,构建了区域经济与生态环境耦合协调发展综合评价指标体系,依据耦合协调度模型测算了2007—2018年黑龙江省及各地市的区域经济综合评价指数和生态环境综合评价指数,及其二者之间的耦合协调度。以此为基础,以耦合协调度为别解释变量,综合评价指标体系中相关指标为解释变量,构建面板数据回归模型。结果表明：黑龙江省区域经济与生态环境呈波动式上升趋势,各地市的区域经济与生态环境耦合协调等级存在一定的异质性;经济系统指标回归系数高于生态环境系统回归系数,正向指标对耦合协调度提升的正面影响大于负面指标的影响程度。需要完善命令控制型环境规制,因地适宜实施激励型环境规制,注重两种规制手段“关联效应”和合理规划经济发展结构,实现生态环境和产业结构升级协调发展。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的区域生态安全时空演化及影响因素研究

【研究目的】客观识别与评价区域生态安全时空演化特征并诊断其影响因素,为区域生态安全格局构建提供参考。【研究方法】以生态文明示范区江西省为研究对象,基于DPSIR模型框架构建生态安全评价指标体系,采用改进的TOPSIS法评价研究2006—2018年生态安全时空演化特征,结合障碍模型分析其影响因素,并采用耦合协调度模型对生态安全子系统两两之间的关系进行分析,基于评价及诊断结果提出优化路径。【研究结果】1）江西省生态安全水平总体呈上升趋势,从2006年的0.436增加到2018年的0.464,年均增加0.002 2,但各地市生态安全综合贴近度和生态安全等级差距较大;2）生态安全响应子系统、驱动力子系统与影响子系统均呈现上升趋势,且驱动力与影响时间序列变化步调一致性较为明显,而压力子系统和状态子系统生态安全水平均下降,且生态安全子系统两两之间耦合度均大于0.97,处于高度协调程度,说明在子系统相互影响过程中良性耦合程度较高;3）各地市生态安全等级差距较大,介于临界安全等级（III）较多,距离基本安全等级（IV）状态仍有较大差距,达到安全状态等级（V）仍需较长时间;4）江西省生态安全水平受到科学技术支出、人均水资源量、地区生产总值、城镇化率、绿地与广场用地面积、废水废气治理设施处理能力、固定资产投资比重和人均GDP等因素综合影响。【研究结论】通过强化生态环境经济政策响应,提高生产领域环境绩效,推动区域产业优化和促进生态环境保护,有助于提高区域生态安全水平。     

基于DPSIR模型的生态安全动态评价研究——以河北永清县为例

土地生态安全动态评价的目的在于协调土地利用和生态环境建设,协调经济发展与资源环境压力。本文以河北省永清县为例,采用DPSIR模型,建立5个子体系的25个指标的生态安全评价指标体系;通过熵权法和层次分析法的组合权重确定各评价指标的权重,并计算各评价单元的综合评价值,建立生态安全度模型;分析了永清县1996—2008年生态安全状态,预测2010、2015和2020年的生态安全度,划分永清县5个生态安全区,为区域生态安全预警、土地利用规划和经济环境生态协调发展提供科学依据。     

区域土地利用变化及其生态服务价值响应——以湖北省荆州市为例

本文以1998-2004年荆州市土地利用详细变更调查数据为基础,采用土地利用动态度模型、土地利用综合指数模型对其土地利用变化作了定量分析,并研究了该地区土地利用变化所引起的生态系统服务经济价值的变化。结果表明,荆州市土地利用结构变化显著,土地利用程度变化逐年提高,而生态系统服务经济价值却随着经济的发展逐渐下降。因此,今后荆州市的发展一定要提高土地利用效率,注重生态环境质量,从而实现土地资源利用的可持续发展。     

昌吉市土地利用动态变化研究

在RS与GIS技术支持下，利用土地利用详细变更调查数据，采用土地利用动态度模型、土地利用程度综合指数模型对新疆昌吉市近8年来土地利用的动态特征进行了定量分析。研究结果表明，昌吉市土地利用变化的时空特征表现为：昌吉市土地利用类型变化比较大的是园地和交通用地以及牧草地，其中面积增加的有耕地、园地、林地、其他农用地、建设用地，而牧草地、未利用地的面积有所减少。     

长江中游城镇化与生态环境耦合协调发展的多尺度研究

长江中游地区作为我国东中西部发展的传导区,是促进中部崛起的重要着力点和推进新型城镇化的重点区域,探究长江中游城镇化与生态环境的协调发展,为长江中游新型城镇化高质量发展提供参考。以长江中游为研究区域,构建城镇化与生态环境评价指标体系,利用耦合协调度模型,分别从长江中游整体、城市群之间、城市群内外部以及市域多个尺度,定量测度2005年、2010年、2015年、2017年长江中游城镇化与生态环境耦合协调度的时空格局特征,并在此基础上,采用GeoDa软件对长江中游城镇化与生态环境协调发展度进行全局和局部自相关检验。研究表明：1）长江中游整体城镇化与生态环境发展水平不断上升,耦合度始终保持在拮抗阶段,协调度从初级失调向初级协调转变,2017年长江中游整体协调度为0.53;2）长江中游4个城市群城镇化发展水平稳步提升,生态环境发展水平波动较大,2017年,除长株潭城市群协调度达到0.6,进入中度协调之外,其余城市群仍为初级协调,各城市群内部与城市群外部协调度为0.57～0.62,差异较小;3）市域城镇化与生态环境的耦合度和协调度具有空间差异,中心城市有先发展优势;4）国家政策支持、产业转型、地方发展是长江中游地区城镇化与生态环境协调度不断提升的根本原因;5）协调度空间差异主要集中在安徽和湖北,高高集聚区主要在江淮城市圈东部,低低集聚区逐渐减少至零。长江中游城镇化与生态环境的耦合协调发展程度不断上升,但其发展水平仍然较低,区域发展差异较大,实现长江中游城镇化高质量发展仍有较长的路要走。     

资源型城市城镇化进程及其土地利用生态风险研究

资源型城市城镇化及其土地利用生态风险是影响资源型城市转型发展的重要因素。本文以全国126个地级市资源型城市为研究对象,采用人口比重法、综合评价法和耦合模型研究资源型城市城镇化发展水平、城镇化过程中的土地利用生态风险及之间的关系。结果表明:资源型城市城镇化发展迅速,1978年以来东北地区城镇化水平始终保持领先水平,东部地区资源型城市城镇化增长幅度最大,地区间城镇化水平发展不平衡。1980～2015年间,87.3%的地级市资源型城市土地利用生态风险指数呈下降趋势,12.7%呈上升趋势。资源型城市城镇化与土地利用生态风险的相互作用关系在时序上表现为二者相互作用增强;空间上,东北地区二者相互作用关系无明显变化,东部地区、中部地区、西部地区二者相互作用关系明显增强,资源型城市发展可持续性减弱。     

唐山市土地利用效益评价及驱动机制

提高土地利用效益是促进区域可持续发展的关键。本文以河北省唐山市为例,从土地利用的经济效益、社会效益和生态效益3个方面建立了唐山市土地利用综合效益评价指标体系。综合运用特尔菲法、层次分析法以及熵值法确定指标权重,对1998—2008年唐山市土地利用效益进行评价,并对子效益系统之间的协调性进行了分析,同时运用主成分分析法对土地利用效益的驱动机制进行定性研究。最后提出提高土地利用效益和子效益系统之间协调性的相关建议。     

唐山市土地利用效益评价及驱动机制

提高土地利用效益是促进区域可持续发展的关键。本文以河北省唐山市为例,从土地利用的经济效益、社会效益和生态效益3个方面建立了唐山市土地利用综合效益评价指标体系。综合运用特尔菲法、层次分析法以及熵值法确定指标权重,对1998—2008年唐山市土地利用效益进行评价,并对子效益系统之间的协调性进行了分析,同时运用主成分分析法对土地利用效益的驱动机制进行定性研究。最后提出提高土地利用效益和子效益系统之间协调性的相关建议。     

基于ESV的如皋市土地生态环境影响研究

将基于ESV的LUCC生态环境影响研究运用到新一轮土地利用规划修编当中,并对其运行结果进行探讨具有重要意义。通过分析如皋市1997年与2006年土地利用/土地覆盖的对比情况,从生态系统服务价值角度评价LUCC对生态环境的影响,结果表明：如皋市土地生态系统服务功能中贡献较大的有废物处理、水源涵养、气候调节、土壤形成与保护功能,贡献率依次递减;与1997年相比,2006年如皋市ESV有所降低;园地、水域、沙地等未利用地的减少是造成整体ESV下降的主要原因。根据2006年如皋市各镇土地生态系统服务价值差异,将其分为重要、 比较重要、一般地区3个等级,运用GIS空间制图功能,绘制如皋市土地生态分区图,为如皋市新一轮土地利用规划修编以及土地资源可持续利用和生态环境保护提供依据。     

城乡边缘带自然资源与环境问题及对策

城乡边缘带是城乡连接地域实体中的特殊地带,因自然人文景观和土地利用具有显著的过渡性、动态性等特征,城乡边缘带的自然资源与环境现状呈现出一些特殊的问题.本文分析边缘带与城乡关系、自然资源与环境的相互关系及自然资源利用与环境保护的关系,根据建设生态城市和城市可持续发展的理念,提出要建立边缘带自然资源和环境保护的城乡双向支持机制,使边缘带自然资源和环境状况计入城乡发展和管理体系,引入生态补偿机制,提高自然资源利用效率,加大环境保护力度.     

基于TOPSIS法的赣江水源区城市发展与水资源环境协调性评价

以赣江上游城市为例,通过构建经济规模、效率与结构和水环境压力、状态和响应等6个方面的指标体系,运用TOPSIS法对赣州市区2001—2011年的城市发展与水资源环境的协调程度进行定量评价。结果表明,城市发展与水资源环境的协调系数逐年增加,并呈现出3个阶段的“阶梯式”发展特征;协调水平不断优化,从“较不协调”逐渐向“较协调”转化;城市发展与水资源协调状态正向与逆向并存,局部变化起伏明显,且存在“疲软恶化”风险。为了保障城市发展与水资源环境保护同步优化,还应加强水资源生态系统规律研究,引导资源产业优化升级,提高污水处理能力,推动地区间横向生态补偿机制,破解水资源保护资金短缺困境,进而为实现水源保护区社会经济有序发展提供参考。     

石油企业经济、环境和社会绩效的协调度评价研究

经济、环境和社会效益的协调均衡发展是能源类企业实现可持续发展的重要内容。基于耦合系统理论,构建了能源企业的经济-环境-社会（EES）耦合协调发展系统框架,并分别建立了经济、环境、社会三重绩效的评价指标体系与综合评价方法。根据企业经济、环境、社会绩效的耦合作用提出了耦合度与耦合协调度评价模型,作为衡量企业三重绩效之间协调发展程度的判断依据。以中石油2007—2018年面板数据为例进行实证分析,探究其协调发展水平,以验证耦合系统理论应用于三重绩效评价的可行性与合理性。研究发现：期间中石油的耦合协调度基本在0.6～0.8范围内平稳波动,处于中等协调等级,企业协调发展程度较好,但近年来出现较为明显的下滑趋势;三重绩效之间存在相互钳制关系,企业的环境绩效和社会绩效提升会使经济绩效提升,经济绩效的波动进而显著影响企业综合绩效,因此经济绩效仍是一个企业三重绩效协调发展的基本前提。     

石油企业经济、环境和社会绩效的协调度评价研究

经济、环境和社会效益的协调均衡发展是能源类企业实现可持续发展的重要内容。基于耦合系统理论,构建了能源企业的经济-环境-社会（EES）耦合协调发展系统框架,并分别建立了经济、环境、社会三重绩效的评价指标体系与综合评价方法。根据企业经济、环境、社会绩效的耦合作用提出了耦合度与耦合协调度评价模型,作为衡量企业三重绩效之间协调发展程度的判断依据。以中石油2007—2018年面板数据为例进行实证分析,探究其协调发展水平,以验证耦合系统理论应用于三重绩效评价的可行性与合理性。研究发现：期间中石油的耦合协调度基本在0.6～0.8范围内平稳波动,处于中等协调等级,企业协调发展程度较好,但近年来出现较为明显的下滑趋势;三重绩效之间存在相互钳制关系,企业的环境绩效和社会绩效提升会使经济绩效提升,经济绩效的波动进而显著影响企业综合绩效,因此经济绩效仍是一个企业三重绩效协调发展的基本前提。