厘清城市洪涝韧性与生态系统服务之间耦合协调关系,可为城市防洪减灾和生态文明建设提供重要决策参考.综合运用基于麻雀算法的投影寻踪模型、InVEST模型和耦合协调度模型,在分析 2000-2020 年长三角城市群的城市洪涝韧性与水源涵养、水质净化、土壤保持和气候调节四种生态系统服务时空格局基础上,尝试探索两者耦合协调关系及其时空演变特征.研究发现:(1)长三角城市群的城市洪涝韧性水平呈现"N"型增加趋势,并呈现"上海＞江苏＞浙江＞安徽"的空间格局,表明经济水平越高的城市展现出更强的洪涝韧性,经济是影响城市洪涝韧性波动的主要因素,而自然韧性成为城市洪涝韧性提升的关键短板;(2)生态系统服务存在显著的空间异质性,高植被覆盖的南部地区提供了更高的生态系统服务,从时间维度看其空间分布是稳定的,水源涵养和水质净化服务总体呈向好趋势,土壤保持服务整体呈现倒"N"型增加,气候调节服务呈现微弱的下降趋势;(3)城市洪涝韧性与生态系统服务的耦合协调度在研究期内较为稳定,且与生态系统服务的时空变化趋于一致,呈现"南高北低、由西南向东北逐渐减弱"的趋势,生态系统服务较高的城市,表现出更好的耦合协调性,且随着生态系统服务的增加而改善.因此,长三角城市群有必要从提高生态系统服务功能的角度出发,因地制宜、分类施策,促进城市洪涝韧性与生态系统服务的协调发展.

遥感技术能够客观、定量地评价地表城市热岛强度的时空变化,分析城市热岛的影响因素,为城市生态建设提供有效的科学参考.本研究基于GEE(Google Earth Engine)平台,以长时间序列的MODIS卫星资料为基础数据源,使用城乡二分法估算长江经济带2003-2019年的城市地表热岛强度,再利用城市热场变异指数评价生态环境,并利用地理探测器进行城市热岛成因分析.结果表明:长江经济带5个城市群2003-2019年全年平均气温为22.78 ℃,白天为23.91℃,夜间为7.59 ℃,平均温度整体上均呈上升趋势,分别为0.02、0.02和0.006 ℃·a-1.长江经济带5个城市群17年无热岛占比最高,弱热岛和弱冷岛占比次之,强热岛占比最少,且城市热岛全年、白天和夜间都呈现下降趋势.长江经济带整体的生态评价为优.地理探测器因子探测表明,DEM、土地覆盖类型、03是长三角城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、紫外线气溶胶吸收指数、人口密度是长江中游城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、夜间灯光指数、土地覆盖类型是成渝城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、DEM、CO是黔中城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、03、NDVI是滇中城市群热岛效应的主控因子.

可持续能力是城市可持续发展的条件和基础,生态足迹与生态承载力分析是评价城市可持续能力的重要手段.论文以长三角城市群26座城市为研究对象,依据2010年统计数据和土地利用数据,应用生态足迹法计算并比较了26市的生态足迹、生态承载力与生态赤字.通过层次聚类法分析不同城市存在的不同问题, 发掘协同合作的方向.研究结果表明: 2010 年长三角城市群平均人均生态足迹为3.5302 hm2·人-1, 最高城市为马鞍山, 最低城市为芜湖.空间上人均生态足迹较高的地区呈“三角形”分布, 根据不同类型生态足迹的构成可将26 市划分为5 大类, Ⅰ: 能源高消耗型, Ⅱ: 能源与水域高消耗型, Ⅲ: 耕地高消耗型, Ⅳ: 耕地低消耗型, Ⅴ: 消耗均衡型;长三角城市群平均人均生态承载力为0.4906 hm2·人-1, 最高城市为池州, 最低城市为上海.空间上人均生态承载力由低到高呈“扇形”分布, 根据不同类型生态承载力的构成可将26 市划分为4 大类, Ⅰ: 自然资源丰富型, Ⅱ: 建设用地丰富型, Ⅲ: 建设用地和自然资源丰富型, Ⅳ: 资源匮乏型; 长三角26 市所有城市均存在生态赤字, 平均人均生态赤字为3.0396 hm2·人-1, 最高城市为马鞍山, 最低城市为芜湖.空间上呈沿海城市向内陆城市递减分布, 根据不同类型生态赤字的构成可将26 市划分为6 大类, Ⅰ: 能源问题突出型, Ⅱ:能源与水域问题突出型,Ⅲ: 耕地短缺突出型, Ⅳ: 建设用地短缺突出型,Ⅴ: 短缺均一型, Ⅵ: 可持续发展型.我们旨在为制定长三角城市群可持续发展方向和目标提供理论支持.

城市群已成为国家参与全球竞争与国际分工的重要空间载体,其空间组织形式正从个体城市集聚、等级性的中心地结构向多中心、嵌套式的群落结构演变.为刻画长三角地区城市在不同要素层面下形成的多层次群落结构及其状态,借助复杂网络分析工具,从城市群落的节点特征、垂直和水平结构、不同群落结构间的相互关联三方面实证分析长三角地区3类(生产性、生活性、公共性)对外服务流的网络结构特征.研究显示:1)长三角城市节点服务功能分化,节点层级性分异显著,生产和生活性服务网络的节点规模呈“长尾”分布,公共性服务网络的节点规模相对均衡;2)垂直结构上,3类对外服务网络的网络密度、网络效率、流量占比和空间分布各不相同;水平结构上,初步形成对外服务网络的专业化分工格局,部分城市突破区域界线,呈跨地域集聚组团的态势.3)较强的结构关联性存在于生产性和生活性对外服务网络之间,两者在中低度值的城市节点上具有一致性,呈联动发展格局;公共性对外服务网络与前两者的节点度值分异较大,促进了整体群落服务功能结构的丰富和完善.基于复杂网络的群落研究可以从多维结构的分析中寻求城市群落的分工协作和共生,为当前多核心、网络化的城市空间组织与规划提供科学参考.

城市是一种重要的碳源,城市扩张过程中的用地面积增长和空间特征变化均会影响城市碳排放.分析1995-2015年长三角城市群碳排放重心转移,查明碳排放和城市用地增长的脱钩状态时空变化,并通过构建面板数据模型探究城市形态对碳排放的影响,得出以下结论:(1)1995-2015年长三角城市群碳排放重心经历了西南向-西北向-东南向-西北向的转移过程,这种转移过程与其相应时期内部分城市的工业发展与产业结构调整有关;(2)1995-2015年,长三角城市群碳排放与城市用地增长的脱钩状态存在着显著的时空异质性.研究区由以扩张负脱钩为主变化为以弱脱钩为主,2005年以后,区域之间的脱钩差异开始缩小,总体来看研究区脱钩状态趋向于同质.至2015年,近70％的城市已达到了脱钩,其中上海等城市实现了强脱钩;(3)连续完整的地块在区域内的主导程度会对城市碳排放产生负向的影响,而城市用地斑块的破碎化程度和聚集程度对碳排放有着正向的影响,且相对而言,聚集程度的正向影响更为显著.

生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响.以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据.研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给-高需求),生态修复区(低供给-高需求),生态重塑区(低供给-低需求),生态开发区(高供给-低需求).

长三角城市群作为中国经济发展最具活力的区域之一,城镇化水平高,同时面临巨大的环境压力.以长三角城市群41个城市为研究对象建立DPSIR生态安全指标评价模型,利用熵权法与均方差决策法确定DPSIR权重,采用主成分分析法和综合指数法得到长三角城市群生态安全综合指数YDESI与生态安全等级.结果表明,长三角城市群41个城市依据生态安全水平可划分为4类.总体水平属于临界安全偏较不安全水平,上海市与江苏省生态安全情况较好,浙江省生态安全水平一般,安徽省生态安全情况稍差.DPSIR模型显示,驱动力与响应指标对长三角城市群生态安全建设有很大贡献.长三角城市群生态安全主要影响因素为农业发展、环境空气质量、环保投资、城市绿化建设.最终提出相应的策略:即提高区域人口素质、强调新型城镇化、加强城市群基础设施建建设,为长三角城市群生态安全建设提供思路与依据.

作为城市发展的最高空间组织形式,城市群在高速城市化进程中将不可避免的对地区生态环境产生胁迫影响.如何平衡生态环境和城市化发展已经成为了值得关注的问题.以长三角城市群为例,基于Google Earth Engine 云平台,通过整合日间光学遥感和夜间灯光遥感数据对生态环境状况、城市化强度以及二者在发展过程中的耦合协调特征开展了长时间序列的对比分析.结果表明:1)长三角城市群在过去近20年间的遥感生态环境指数(Remote Sensing-based Ecological Index,RSEI)稳定上升,生态环境呈现出好转的态势,但地区间的差异依旧显著;2)综合灯光指数(Comprehensive Nighttime Light Index,CNLI)能够较为准确的刻画城市群的城市化水平,研究期间内长三角城市群形成了"层次分明"、"由东向西"逐步推进的多层次的城市化格局,其中高强度城市化城市集中在上海市及其周边的无锡、苏州和嘉兴,低强度城市化城市则分布在城市群西部;3)基于CNLI 和RSEI指数构建的耦合协调距离模型能够有效的识别出城市群内部城市化与生态环境的耦合协调程度,并根据象限特征将城市群城市划分为良好协调类型、初级协调类型、城市化滞后型和生态环境滞后型城市.

在城市扩张和气候变化背景下,三角洲社会与生态系统正遭受多方面风险威胁,适应性视角下的区域生态风险评估有助于理解复杂系统与风险影响之间的相互作用,为长江三角洲城市群适应性规划策略提供空间定量参考.以长江三角洲城市群社会-生态系统为研究对象,耦合适应性循环与区域生态风险评估理论,构建"潜力-连通度-韧性"适应性生态风险评估框架,从整体和动态的角度评估区域在当前与未来适应性生态风险的时空分布与各城市所处的适应性循环阶段.结果表明,适应性生态风险由沿海区-城市群-生态区域呈现由较高到高再到低的趋势,大城市外围现已出现较高风险.至2030年,风险整体呈上升趋势,高风险向中小城市和生态区域蔓延.从适应性循环阶段来看,杭州、宁波等14个城市处于生态风险较低的重组阶段.常州、南通等8个城市处于风险升高的开发阶段.上海、南京、无锡和苏州处于城市发展成熟风险开始降低的保护阶段.本研究通过评估长三角城市群适应性生态风险,得到高风险区分布与各个城市的适应性风险趋势,为长三角城市群动态变化下的适应性规划策略制定提供了科学的指导,以实现区域的可持续发展.

目的 了解目前长三角城市群蜱媒分布,并对2070年该地区蜱媒适生区进行预测,为该地区蜱媒控制和蜱传疾病防治提供科学依据.方法 检索国内外公开发表的有关长三角城市群蜱媒及病原体分布的文献,提取蜱媒分布地理位置信息,采用刀切法分析最湿季平均温度、最冷季降水量、最干季平均温度、最热月最高温度、最干月降水量、最冷月最低温度、年降水量、平均日间温度范围、降水量季节变化、温度年度范围、温度季节性、年均温度、最暖季平均温度、最湿季降水量、等温性、最冷季平均温度、最湿月降水量、最干季降水量和最暖季降水量等19种气候因子对蜱媒分布的影响.采用最大熵模型分析2020年该地区蜱媒分布,并结合气候因子对2070年蜱媒适生区变化进行预测.结果 共检索中英文文献380篇,累计提取蜱媒分布点148个,并筛选出135个分布点进行研究.长三角城市群存在包括血蜱、扇头蜱、硬蜱、革蜱、牛蜱、璃眼蜱、花蜱在内的7属27种蜱.影响长三角城市群蜱媒分布的气候因子主要为最湿季平均温度和最冷季降水量,其贡献率分别为26.1％和23.6％.2020年,长三角城市群蜱媒高、中、低适生区面积分别为20 337.08、40 017.38、74 931.43 km2.受气候变化影响,2070年蜱媒适生区呈向南部扩大趋势,适生区总面积将增加1.81万km2,高、中、低适生区面积分别扩大至24 317.84、45 283.02、83 766.38 km2.结论 长三角城市群蜱媒种类繁多、分布广泛,未来气候变化可能导致该地区蜱媒分布区域扩大.