华中农业大学张安录教授团队在土地利用变化对城市群生态系统服务的多尺度远程耦合效应上取得重要进展

Multi-scale telecoupling effects of land use change on ecosystem services in urban agglomerations --A case study in the middle reaches of Yangtze River urban agglomerations一文发表于国际期刊Journal of Cleaner Production，2023年415卷，通讯作者是华中农业大学张安录教授。

主要内容

系统了解土地利用变化/土地覆被变化对生态系统服务的影响，对于维持生态系统的可持续发展具有重要意义。以往关于LUCC（土地利用变化）对ES（生态系统服务）影响的研究已经从多个维度和尺度进行了讨论，但从系统的角度对LUCC及其在不同空间尺度和不同层次的城市群对ES的影响及其伸缩耦合效应仍然缺乏系统研究。本文基于系统理论观点，将LUCC及其远距耦合效应纳入统一的分析框架，从远距耦合的角度构建了不同尺度和城市层面的LUCC对ES影响的分析框架，并构建了相关模型来量化两者之间的关系。本研究的具体研究目标如下：（1）分析1990—2020年长江中游城市群地区土地利用强度和ES（即固碳、水土保持、水净化和生境质量）的时空变化;（2）从远距耦合的角度，分析LUCC在不同耦合尺度（包括市县尺度）下对ES的影响及其对ES的影响;（3）探讨同一耦合尺度下不同城市圈（武汉城市圈、长株潭城市圈、环鄱阳湖都市圈）LUCC及其伸缩耦合效应对ES的影响。

研究区域

长江中游城市群是中国新的全国性城市群，位于湖北省、湖南省和江西省，三大都市圈内经济要素流动频繁、经济一体化程度高，是区域经济发展的核心增长点。从1990年到2020年，长江中游城市群的经济水平显着提高。在空间结构上，MRYRRUA主要包括武汉都市圈、长株潭都市圈和鄱阳湖都市圈。武汉都市圈以华中第一大城市武汉为中心，方圆约100公里内由黄石、鄂州、孝感等2018个城市组成，是中部地区经济发展的核心增长极；长株潭都市圈是长江中游城市群城市群经济发展的核心增长极，以长沙为中心，株洲和湘潭为两个城市；环鄱阳湖都市圈是中国第一个淡水湖（鄱阳湖）的核心，包括南昌、九江、景德镇、上饶、福州和鹰潭，是江西省经济发展的核心增长极。根据清华大学中国新型城镇化研究小组编制的《中国都市圈发展报告29》，武汉都市圈和长株潭都市圈被归类为发展型都市圈，环鄱阳湖都市圈被归类为培育型都市圈。为了进一步分析不同都市圈下LUCC及其对ES的影响，参考欧阳的研究，进一步将发展型都市圈分为增长型和半增长型都市圈。基于这一分类，武汉都市圈是增长型都市圈，长株潭都市圈是半增长型都市圈，环鄱阳湖都市圈是培育型都市圈。

数据来源

本研究涉及的数据包括土地利用、DEM 高程、土壤、气象、行政区划、道路、人口密度和 GDP 等数据。时间包括 1990 年、1995 年、2000 年、2005 年、2010 年、2015 年和 2020 年。基于ArcGIS10.8将所有空间数据统一到Krasovsky_8_Albers投影坐标系并通过栅格化和重采样将所有空间数据统一为 30m 分辨率，具体数据来源如下表。

研究结论

1.从1990年到2020年，长江中游城市群的整体土地利用强度增加0.07%，在2005年至2020年期间增幅最大。在三大都市圈中，长株潭都市圈土地利用强度增幅最大，增幅为0.17%，其次是鄱阳湖都市圈，增幅为0.10%。不同层次的大都市地区特定ES存在显著的时空差异。碳储量和生境质量服务呈现不同程度的下降，其中长株潭都市圈降幅最大；土壤保持服务均呈现不同程度的波动，1990—2000年呈先上升后下降，而2000—2010年、2010—2020年则有不同程度的上升和下降。整个时期来看，各都市圈的土壤保持服务均呈下降趋势，降幅最大的是长株潭都市圈，其次是武汉都市圈；净水服务方面，长江中游城市群净水能力有所提升，长株潭都市圈涨幅最大，其次是鄱阳湖都市圈。

2.LUCC及其伸缩耦合效应对县市规模的ES供应具有显著的负向效应，且随着规模的扩大，负效应逐渐增大。在不同层次的城市群中，LUCC及其伸缩耦合效应对ES供应存在显著差异。在增长型都市圈，LUCC对ES的抑制作用较大，其伸缩耦合作用会对ES的供应产生负面影响;而在半增长和培养型都市圈，LUCC的远程耦合效应对ES有积极的影响。

原文来源

Mengba Liu, Yanfei Xiong, Anlu Zhang. Multi-scale telecoupling effects of land use change on ecosystem services in urban agglomerations --A case study in the middle reaches of Yangtze River urban agglomerations[J]. Journal of Cleaner Production, 2023, 415: 137878.

本文转载自公众号禾下新土

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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