研究生态系统服务权衡与协同关系为制定合理的区域社会-生态系统管理方案提供依据,促进区域可持续发展.太子河是维护辽宁中部城市群生态安全和用水安全的重要保障,以重工业为主的产业布局使得该区生态安全受到威胁,严重影响社会经济的可持续发展.综合气象、土地利用等多源数据,借助InVEST模型,探究太子河流域固碳、土壤保持、生境质量的时空特征;采用Pearson相关分析法,探讨不同样点尺度、不同地类上权衡与协同关系的时空变化,并对2030年不同土地利用情景进行预测.结果表明:①三种生态系统服务在各尺度上(除100m尺度)均为协同关系,且样点尺度越大,相关系数越高.②在不同地类中,耕地、林地、草地三种地类生态系统服务功能类似,以土壤保持功能为主,碳储功能其次;生态系统服务的热点区分布在流域的东部,冷点区集中在流域西部.③不同预测情景下三种生态系统服务间仍为协同关系,在保护情景下生境质量最好、水域面积最多,生态系统服务能力最高;开发情景下建设用地面积增加最多,但生境质量最差.

城市绿色基础设施(UGI)作为城市的重要生态屏障,是解决城市环境问题的重要途径.研究快速城市化背景下UGI的时空分布格局及形态演变,对优化城市绿色空间网络与布局、改善城市人居环境和提升城市可持续发展能力具有重要意义.利用谷歌地球引擎(GEE)平台计算了2000-2019年共约4800景Landsat影像的植被指数和水体指数,采用指数阈值分割方法,解译得到了辽宁中部城市群20年的UGI.在此基础上,运用景观格局指数和形态学空间格局分析方法(MSPA),分析了20年(2000-2019年)连续时间尺度上辽宁中部城市群UGI景观格局的演变趋势.结果 表明,20年间,辽宁中部城市群UGI面积呈波动上升趋势,由2000年的170.28 km2增长到2019年275.68 km2,增幅达62％,但由于持续的城市扩张,其占城市建成区面积的比例不断下降,由2000年的25.73％下降到2019年的19.72％,表明城市绿地空间建设滞后于城市空间扩张.研究期内,城市群UGI景观破碎化程度加剧,优势景观斑块的主导性减弱,景观形态趋于不规整且复杂化,且在空间布局上更加分散,景观斑块之间的结合度变差.此外,UGI核心区随城市扩张被逐渐蚕食,并转化为边缘区、桥接区、分支和环岛区等其他类型的UGI或非UGI景观,其占UGI总面积的比例从2000年的46.2％下降到2019年的37.26％;城市边缘区UGI变化最为剧烈,更易受到城市扩张的影响.研究可为快速城市化区域UGI空间网络布局与优化和基于UGI的城市生态安全格局构建提供技术支撑和决策依据.

过去几十年我国经历了快速城市化过程,这使得不透水面大幅度增加,导致地表径流和洪峰流量增加,进入水体的污染物增多.城市非点源污染已成为河流水体恶化、生态系统退化的重要原因.在快速城市化过程中,城市群已成为城市化发展的新阶段.位于同一流域的各城市所产生的城市非点源污染导致城市群流域水环境问题越来越突出,成为制约城市群流域可持续发展的关键因素之一.现有的关于城市非点源的研究多集中于城市内部小尺度,对城市群大尺度的研究亟需发展.以位于浑河太子河流域的辽宁中部城市群为例,在沈阳市不同功能区和不同下垫面进行降雨径流采样,基于事件平均浓度(EMC)法和SWMM(Storm Water Management Model)模型相结合的方式,定量评估城市群流域城市非点源污染负荷.研究结果表明:路面径流中城市非点源污染物浓度、负荷量及其单位面积负荷要高于屋面径流和透水面径流.辽宁中部城市群TP、TN、COD、TSS的年均城市非点源污染负荷分别为265.52、852.89、2249.71、192496.74 t/a,重金属Cd、Ni、Pb、Cr、Cu、Zn的年均城市非点源污染负荷分别为347.99、9932.62、25861.29、28360.41、36068.30、138840.42 kg/a.沈阳市城市非点源污染负荷最高,但其单位面积负荷最低.研究基于更为精细的城市下垫面划分,综合考虑城市功能区划、下垫面类型和降雨强度,更为准确的评估了辽宁中部城市群流域的城市非点源污染负荷.研究能够为高度城市化流域城市非点源污染防控和水环境综合治理提供科学依据.

背景 低龄儿童超重问题呈现普遍化、严重化的趋势在一定程度上降低了未来人口素质,给中国健康人力资本存量的可持续发展带来巨大风险.目的 科学认识中国5岁以下儿童超重率的时空演变模式与未来发展趋势,旨在为控制儿童超重现象、提升地方政府治理效能、实施精准的干预措施提供支持.方法 于2022年4月,以华盛顿大学卫生计量与评估研究所提供的全球105个中低收入国家5 km×5 km格网数据集作为数据源,提取2000—2019年中国(除香港特别行政区、澳门特别行政区、台湾地区)5岁以下儿童超重率5 km×5 km格网数据,逐像元计算2000—2019年平均5岁以下儿童超重率,使用泰尔森估算法、Mann-Kendall检验法与Hurst指数估计法,逐像元对5岁以下儿童超重率的时空演变模式与未来发展趋势进行刻画.结果 2000—2019年20年间,5岁以下儿童超重情况在山东省、湖南省的大部分地区及福建省、广东省、海南省、北京市、天津市等省份的局部地区较为普遍,其中湖南省全省的平均5岁以下儿童超重率达29.42％;5岁以下儿童超重率明显增长的地区面积占研究区总面积(不含数据缺失区域)的60.59％,中部与东部地区5岁以下儿童超重率呈明显增长趋势的面积占中部与东部地区总面积(不含数据缺失区域)的比例高于西部地区5岁以下儿童超重率呈明显增长趋势的面积占西部地区面积(不含数据缺失区域)的比例;超重率演变趋势无明显变化的地区面积占研究区总面积的25.33％,从空间分布上看,以斑块状散布在各省份的部分地区,如长江中游城市群等;超重率演变呈明显降低趋势的地区面积占研究区总面积的14.08％,集中于西部地区的新疆维吾尔自治区、青海省、四川省、云南省等省份的部分地区,以及东部地区的河北省、辽宁省、山东省的局部区域.根据Hurst指数,5岁以下儿童超重率时间序列具有持久性或趋势增强特征的地区面积占研究区总面积的84.87％.结论 中国5岁以下儿童超重率空间分异特征明显.5岁以下儿童超重率与地区发展整体水平存在着协同的"U"型关联,这种关联背后蕴含着"发育迟缓超重现象下降期""超重现象平稳期""营养过剩超重现象上升期"这一多阶段、串联式的发展过程.针对低龄儿童超重这一多维因素耦合衍生出的社会问题,研究结果为政府制定区域政策、构建"政府政策调控-社会理念渗透-家庭健康管理"三级联动的治理网络、科学精准地解决儿童超重问题提供了科学支撑与政策参考.