提高林业碳汇效率是缓解气候变化、实现碳中和的重要路径.客观评价我国林业碳汇效率及其时空演化特征,有助于加快国土空间绿化进程.采用三阶段超效率SBM-DEA模型对中国30个省(市、区)2008-2021年林业碳汇效率进行测度,并运用GML指数、Moran's I指数和空间马尔科夫链等方法对林业碳汇效率的变化规律及时空演化特征进行分析.研究发现:(1)中国林业碳汇效率总体水平不高,不同地区间差异明显;四大林区林业碳汇效率呈现"西南林区＞东北林区＞南方林区＞北方林区"的空间分异格局;剔除外部环境和随机误差的影响后,低效率地区呈现出"追赶"高效率地区的趋势.(2)林业碳汇效率变化呈上升趋势,其中GML指数最高的地区为东北林区、最低的为北方林区;技术进步对林业碳汇效率提升的贡献较大,不同地区对综合效率的依赖程度不同.(3)林业碳汇效率具有空间非均衡性,高效率地区与低效率地区间呈现"包围状"分布,且该特征在时间上保持稳定;2015年后林业碳汇效率存在显著空间正相关性,空间分布存在聚集效应;考虑空间滞后项的空间马尔可夫链结果表明,邻域类型对林业碳汇效率状态转移影响显著,空间分布上具有较强的近邻效应,呈现"高高趋同,低低趋同,高带动低,低抑制高"的空间演化特征.研究对提升生态系统碳汇能力与建设人与自然和谐共生的现代化具有重要现实意义.

黄河流域作为中国人口与产业集聚区,其水资源短缺、生态退化、环境污染等问题严重,研究该区域的人地关系对于推进生态保护和高质量发展国家战略具有重要意义.然而面向国土空间规划、生态环境网格化治理等现实需求,目前黄河流域人地关系还缺乏精细栅格尺度研究.使用人类足迹(HF)和生态系统质量指数(EQI)作为人地系统的代理变量,基于Sen+MK趋势检验识别了 2000-2020年1km×1km栅格尺度下黄河流域人类活动和生态系统质量时空演化特征,运用四象限图解法量化了两者协调与冲突关系,基于多种回归模型解析了黄河流域人类活动对生态系统质量的影响程度和时空异质性.结果表明,2000-2020年黄河流域EQI和HF整体均呈上升趋势,其中显著上升区域前者占比64.2％,后者占比49.2％.黄河流域人地关系整体呈现协调演化态势,人地协调演化区主要分布在黄土高原、太行山西麓和宁夏沿黄等地区;人地冲突区域仅占7.7％,主要分布在城镇化快速推进地区和上游生态脆弱区.在控制了气温、降水、日照、海拔等自然因子后,HF对EQI仍有显著负向影响,整体看HF每增加1％,EQI将下降0.067％.但这种影响存在时空异质性,人类活动对黄河流域中下游EQI的负向影响更加显著,20年间整个流域的HF对EQI的负向影响呈现缓慢增加态势.为栅格尺度的人地关系研究提供了新的方法论,研究结果为黄河流域人与自然和谐共生的政策制定提供决策支持.

在中国国土空间面临结构转型和"蓝图"重塑的关键时期,探究韧性与效率的耦合关系及跃迁驱动机制,对于破解国土空间路径依赖与低效利用困境具有重要意义.基于多种空间分析方法,从时空交互视角研究中国国土空间韧性与效率耦合关系的差异格局、动态演化及跃迁机制.结果表明:(1)考察期内,中国国土空间韧性和效率均符合区域发展菱形结构板块分异的共性特征,在数值指数与动态演进方面,国土空间韧性呈路径依赖与锁定,效率呈波动式增长等个性特征.(2)全国耦合关系与中部地区演化轨迹相似,呈现缓慢增长态势,四大区域呈东部(0.832)＞中部(0.661)＞东北(0.623)＞西部(0.427)的梯度分异特征,东南省份与西北省份相比呈协作态势强于竞争态势.(3)跃迁模式的驱动机制表明二者耦合关系发展方向呈自西北向东南的"同向制约-反向发展-同向发展"梯度格局,并存在"产业-经济驱动、经济-产业-城镇化驱动、政府-科技-人口制约、科技-政府制约"4种跃迁模式.因此,国土空间高质量发展不仅需要权衡韧性或效率的单一增长方式,还需要考虑二者耦合过程中不同跃迁模式的驱动机制,以期实现"共性兼具个性"的协同优化方案.

目的:明晰省域卫生资源与医疗压力时空特征与变动趋势,为我国卫生健康事业高质量发展提供建议.方法:基于2010-2020 年全国31 个省份面板数据,构建省域卫生资源与医疗压力综合评价体系,采用全局熵值法与探索性空间分析揭示两者时空分异与关联格局,并引入Tapio脱钩指数阐释其演化特征与趋势.结果:观测期内,我国绝大多数省份卫生资源和医疗压力稳中略升,二者具备空间正相关与聚集性特征,并同经济发展与人口需求关系密切;全国主流脱钩状态由负脱钩向正脱钩转变,递进脱钩态势明显,区域卫生发展持续向好.结论与建议:各省份需结合本省卫生事业发展现状,注重要素与结构的时空耦合,以优化卫生资源配置结构与增强卫生体系韧性为抓手发挥区域卫生体系的比较优势.

滇池是我国西南地区最大的高原淡水湖泊,也是云南省面积最大的淡水湖.研究滇池流域土地利用/覆被类型与生境质量的时空演变特征,对流域生态环境保护具有重要意义.本文基于1988-2018年土地利用/覆被数据,将InVEST模型与GIS空间分析工具相结合,分析滇池流域生境时空变化,并利用莫兰指数和热点分析量化生境质量的空间集聚及演化特征.结果表明:(1)1988-2018年滇池流域土地利用/覆被类型变化剧烈,由1988年的农田占优势转变为2018年城镇用地占优势;(2)流域生境质量总体呈下降趋势,环滇池的城市区域生境质量较低,流域周边山地与丘陵质量较高但分布分散;(3)生境"冷热点"呈集聚分布,"热点"地区主要位于周边林地,随时间变化其范围逐渐缩小,而"冷点"地区位于环滇池城市区域,随时间变化而大幅增加.本研究表明,城市化过程中土地利用/覆被的剧烈变化是引起城市生境发生变化的主要原因,研究结果可为滇池流域土地利用类型优化以及提升或维持生物多样性提供参考依据.

基于2013-2017 年岱海水质监测数据,分析岱海湖泊叶绿素 a 浓度时空分布特征,进而通过混合演化算法(HEA)建立湖泊叶绿素a浓度模拟和预测模型,结合生态阈值和敏感性分析,定量揭示和模拟预测湖泊叶绿素a浓度变化及其与环境因子之间的关系.研究表明:(1)岱海富营养化程度的季节变化呈显著性差异,表现为春季显著高于夏季和秋季,但空间变化不具有显著性差异.(2)基于混合演化算法模型的岱海湖泊叶绿素a浓度预测值与实际监测值之间拟合度高(R2 = 0.95).(3)混合演化算法的最佳规则集表明,当水体化学需氧量大于 172.049 mg·L-1,且水温在 13.97-20.36℃的范围内时,岱海湖泊叶绿素 a浓度随水温增高而降低,随 pH和水深的增高而增高;反之,叶绿素 a浓度与总氮和水深均是负相关关系.混合演化算法模型能够模拟和预测湖泊叶绿素 a浓度变化,识别和量化湖泊富营养化与环境因子的生态关系和阈值数据,可为干旱半干旱区内陆湖泊藻类水华的预测预警提供一定的理论依据和技术支撑.

光照时空异质性对植物影响的重要性早已被认识,但大多数研究集中于植物如何响应光照空间异质性,关于植物如何响应光照时间异质性过程的实验证据较少.本文以喀斯特生境物种单性木兰、非喀斯特生境物种石栎和两种生境的共有种朴树的一年生幼苗为对象,通过比较它们在光照时间异质性(全光照-重度遮阴交替)和时间同质性(一直中度遮阴、一直全光照)处理中形态、生物量和生理特征的响应,探讨这3个物种对光环境变化的响应能力和策略.与中度遮阴处理相比,光照时间异质性处理提高了植物的基径,降低了总生物量.相比全光照和中度遮阴处理,光照时间异质性处理提高了植物的渗透物质含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性.早期光照时间异质性处理引起植物细胞渗透压和膜脂过氧化程度升高,抑制了植物当前生长,但在处理末期,却提高了植物对后期压力事件下的总生物量日累积速率,植物的各渗透调节物质含量和抗氧化酶活性也有显著的下降趋势.在整个光照时间异质性处理过程中,喀斯特生境物种单性木兰的丙二醛含量水平最稳定,而且总生物量日累积速率在处理末期最高.总而言之,3个物种对同种光照条件产生的趋同适应与处理早期的光照经历息息相关.单性木兰在长期适应喀斯特生境过程中已演化形成相应的响应机制,因此适应光照时间异质性环境的能力强于其他两个物种,而石栎的适应能力最有限.

土地利用冲突是区域土地开发利用过程中存在的客观问题,对区域经济社会发展和生态安全具有重要影响.识别、测度区域土地利用冲突,明晰其时空演化格局,有助于优化区域土地利用结构,促进土地资源的可持续利用.以重庆市为例,基于景观格局构建了土地利用冲突测度模型,从县域、镇域以及格网 3 个尺度全面和系统地分析了 1995-2020 年重庆市土地利用冲突的时空演化特征,并耦合多目标规划(Multi-Objective Programming,MOP)-斑块生成土地利用变化模拟模型(Ptach-generating Land Use Simulation,PLUS)模拟了重庆市 2030 年不同发展情景下土地利用冲突格局.结果表明:(1)1995-2020 年重庆市县域、镇域与格网不同尺度下的土地利用冲突格局具有较大相似性,不同尺度的土地利用重度冲突区主要分布在重庆中心城区及周边地区,区县建成区.土地利用一般冲突区主要分布于渝东南和渝东北地区.研究期内土地利用冲突有所加剧,其中土地利用重度冲突区占比增加了 3.09%.(2)1995-2005 年重庆市土地利用冲突区主体位于乡村地域,但冲突程度较低,随着工业化、城市化进程及人口的集聚,2005 年后土地利用冲突热点区域的城市地域集聚效应显著,城市及周边地区土地利用冲突区面积和土地利用冲突度均显著提升.(3)区域土地利用冲突空间格局不仅受到了人为经济社会活动的驱动影响,在空间格局上受自然生态环境基底影响显著,其中地形地貌的限制加剧了土地利用重度冲突区.(4)不同发展情景模拟中经济优先发展情景下土地利用冲突最为严重,生态优先发展情景下土地利用冲突最小,可持续发展情景兼顾了经济和生态发展的用地需求,土地利用冲突强度处于中间范围,但区域发展总福利最大,是未来区域发展路径最优选择.

明晰滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素,有助于制定合理的盐沼湿地修复策略、维护区域生态系统健康和可持续发展.以黄河三角洲滨海盐沼湿地为例,基于Landsat系列卫星影像获取1973-2020年共十个时期土地利用/覆被数据,得出盐沼湿地时空变化及其与周边土地利用/覆被的相互转化;利用改进的景观格局状态与演化识别模型(SEDMS),分析盐沼湿地景观格局演化模式,并利用地理探测器探究其空间分异驱动因素.结果表明:(1)1973-2020年,盐沼湿地面积减少了252.35 km2,空间范围总体向外海迁移且趋于集中.盐沼湿地转出类型主要为草地、养殖池/盐田和耕地,转入类型主要为滩涂未利用地和水体.(2)盐沼湿地景观格局演化模式呈明显的阶段性特征:1973-1995年为动荡期,演化模式以消失和破碎为主导;1995-2010为过渡期,格局演化模式逐渐由消失和破碎为主导转变为扩张为主导;2010年后为稳定期,格局发生演化的区域较少,总体以新增和扩张为主.(3)36％的盐沼湿地出现了多次格局演变模式的转变,滩涂未利用地、耕地对于景观格局演化频数的影响最为显著,人工表面、养殖池/盐田和道路堤坝的建设导致了盐沼湿地的破碎和消失.

快速城市化导致我国出现局域生态退化、生态空间被大量挤占等问题,生态安全面临严重威胁,东部沿海地区尤甚.识别生态网络可以维护生态系统的完整性和稳定性,对于保障脆弱生态系统和城镇化程度高的区域生态安全具有重要意义.已有研究较少考虑生境质量变化对研究区的影响,以及确定生态廊道宽度的方法尚未成熟,准确性和空间精度存疑.使用InVEST模型对2000年、2010年和2020年粤港澳大湾区生境质量的时空演化特征进行研究,并基于形态学空间格局分析的景观要素识别选取生态源地,根据长时间序列的景观连通性和生境质量评估划分生态源地等级;运用电路理论方法提取生态廊道位置和宽度范围,以及判别生态"夹点"与生态障碍点.研究发现:(1)2000-2020年粤港澳大湾区生境质量总体呈下降趋势,并呈现从中心向边缘递减的空间格局态势;(2)识别出117个生态源地,包括7个一级生态源地,13个二级生态源地和97个三级生态源地,总面积2597.72km2,占大湾区的46.39％;(3)生态廊道共243条,其中,一级廊道104条,二级廊道139条,总长度1273.84km;(4)生态"夹点"88个、生态障碍点188个,是重点保护和优先修复的关键.研究结论可为加强粤港澳大湾区生态空间管控和国土空间生态保护修复提供科学依据与参考.