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1 作者簡介 張宇碩，女，1985年生，山西神池人。北京師范大學人文地理學博士，山西財經(jīng)大學文化旅游學院教師、碩士生導師，主講旅游地理學與旅游地理信息系統(tǒng)課程。主要研究方向為區(qū)域土地利用變化及其生態(tài)影響、生態(tài)系統(tǒng)服務與人類活動、公共生態(tài)空間與居民福祉等。先后參與有關土地利用變化、生態(tài)文明建設等多項研究課題。在《總體環(huán)境科學》（Science of the Total Environment）、《可持續(xù)》（Sustainability）以及《自然資源學報》《地理科學進展》《經(jīng)濟地理》等期刊發(fā)表學術論文20余篇。
2 圖書目錄
總序 前言
1 緒論 1.1 研究背景△1.1.1 人類活動促使土地利用/覆蓋發(fā)生了劇烈變化/1.1.2 土地利用/覆蓋變化改變著生態(tài)系統(tǒng)服務的供給能力/1.1.3 生態(tài)系統(tǒng)服務與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和人類福祉密切相關/1.1.4 京津冀協(xié)同發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與管理提出要求 1.2 研究意義△1.2.1 理論意義/1.2.2 實踐意義 1.3 國內(nèi)外相關研究進展△1.3.1 尺度的基本概念/1.3.2 土地利用/覆蓋監(jiān)測與時空變化/1.3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務評估與時空變化/1.3.4 考慮空間尺度的土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響 1.4 研究框架、研究內(nèi)容及技術路線△1.4.1 研究框架/1.4.2 研究內(nèi)容/1.4.3 技術路線
2 研究區(qū)、數(shù)據(jù)來源及研究方法 2.1 研究區(qū)概況 2.2 數(shù)據(jù)來源與處理△2.2.1 基礎數(shù)據(jù)庫/2.2.2 派生數(shù)據(jù)庫 2.3 研究方法△2.3.1 土地利用/覆蓋統(tǒng)計與分析/2.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務評估與分析
3 京津冀城市群土地利用/覆蓋格局及其時空變化 3.1 土地利用/覆蓋空間分布格局 3.2 土地利用/覆蓋時空變化特征△3.2.1 總體變化幅度/3.2.2 區(qū)域變化特征/3.2.3 空間變化分異 3.3 土地利用/覆蓋類型轉換特征 3.4 本章小結
4 京津冀城市群生態(tài)系統(tǒng)服務格局及其時空變化 4.1 生態(tài)系統(tǒng)服務空間分布格局 4.2 生態(tài)系統(tǒng)服務時空變化特征△4.2.1 時間變化特征/4.2.2 區(qū)域變化特征/4.2.3 空間變化分異 4.3 生態(tài)系統(tǒng)服務供給多樣性與綜合性的空間分異特征△4.3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務多樣性供給的空間分異/4.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務綜合性供給的空間分異 4.4 生態(tài)系統(tǒng)服務的空間權衡關系△4.4.1 市域尺度的權衡關系/4.4.2 縣域尺度的權衡關系/4.4.3 格網(wǎng)尺度的權衡關系 4.5 本章小結
5 縣域尺度土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響 5.1 指標體系構建 5.2 回歸模型篩選△5.2.1 模型假設/5.2.2 模型檢驗/5.2.3 模型建立 5.3 影響因素測度及其變化分析△5.3.1 影響因素的多元回歸分析/5.3.2 影響因素的時間變化特征 5.4 本章小結
6 格網(wǎng)尺度土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響 6.1 生態(tài)系統(tǒng)服務空間分異的影響因素 6.2 生態(tài)系統(tǒng)服務空間分異的主導影響因素 6.3 生態(tài)系統(tǒng)服務空間分異的交互影響因素 6.4 本章小結
7 生態(tài)系統(tǒng)服務保持與恢復政策建議 7.1 加強土地開發(fā)強度的控制，調(diào)整建設用地擴張速度 7.2 維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務主導功能，促進社會-經(jīng)濟-生態(tài)協(xié)同發(fā)展 7.3 緩解生態(tài)系統(tǒng)服務權衡，促進生態(tài)系統(tǒng)服務協(xié)同 7.4 推進生態(tài)文明制度建設，建立健全生態(tài)保護法律法規(guī) 7.5 本章小結
8 總結與展望 8.1 主要結論 8.2 創(chuàng)新和不足△8.2.1 探索性嘗試/8.2.2 存在的不足 8.3 未來研究展望△8.3.1 構建多尺度關聯(lián)和多主體參與的理論框架/8.3.2 豐富和完善對水體和濕地生態(tài)系統(tǒng)所提供服務的評估/8.3.3 深入闡釋土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務影響的尺度效應/8.3.4 合理完善土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務影響的尺度分析方法/8.3.5 預測和分析未來不同情景下生態(tài)系統(tǒng)服務的時空變化
3 相關文摘
總序
任何事物的發(fā)展都是在時空中展開的，當這個事物的體量很大時，其內(nèi)部的分異就不容忽視。中國經(jīng)濟社會系統(tǒng)就是這樣的事物，中國的很多城市、區(qū)域也是這樣的事物，而且還都處在快速分異、分化之中。所以，在中國，以研究空間結構為主的學科—地理學，在當前是最具生命力的學科，全世界還沒有哪一個國家的地理學研究人員數(shù)量和高校招生規(guī)?？膳c中國媲美。
以北京師范大學為例，從改革開放初期的一個地理系，發(fā)展到目前的“三宮六院點點紅”（地理學院、環(huán)境學院、自然資源學院、水科學研究院、減災與應急管理研究院等），現(xiàn)有全職教師300多名，在崗教授100多名，每年招收博士生數(shù)以百計。當然，中國在這方面的研究水平還不高，與美國、德國、日本等發(fā)達國家相比還有很大差距，但憑借著人多勢眾的研究隊伍和廣泛的社會需要，中國的空間結構研究必將在不遠的將來站在世界的前沿，甚至引領世界發(fā)展。
空間結構是指在一定地域范圍內(nèi)不同要素的相對區(qū)位關系和分布形式，它是在地球表層系統(tǒng)長期發(fā)展過程中人類活動和區(qū)位選擇的積累結果與空間表現(xiàn)形式，反映了人類活動的區(qū)位特點以及在地域空間中的相互關系。這些成果重在研究城鄉(xiāng)之間、區(qū)域之間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展問題。按照正常的思維習慣，即先從宏觀整體出發(fā)，然后逐漸深入到微觀具體層面，因此本套叢書我們將視角放在城市和區(qū)域內(nèi)部，以一線城市、部分二線城市和發(fā)達地區(qū)為主要研究對象，利用城市地理學、區(qū)域經(jīng)濟學等最新理論和地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）等現(xiàn)代手段，探索快速發(fā)展的城市和區(qū)域空間演變規(guī)律，旨在為正處在全面城鎮(zhèn)化的國家決策和轉型與跨越發(fā)展的區(qū)域決策提供支撐。
中國的空間結構研究從2005年開始進入爆發(fā)式發(fā)展時期。在中國知網(wǎng)上，以“區(qū)域空間結構”為主題進行檢索，2000年可檢索到文獻7篇，2005年可檢索到41篇，2010年可檢索到86篇，2012年可檢索到176篇；以“城市空間結構”為主題進行檢索，2000年可檢索到文獻18篇，2005年可檢索到203篇，2010年可檢索到437篇，2012年可檢索到568篇！由此可見，空間結構研究契合了國內(nèi)研究的熱潮。我們將廣泛吸收國內(nèi)外同仁加盟，總結、探索推出具有中國特色的城市與區(qū)域空間結構研究系列成果，以推動中國城市與區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。
高瞻遠矚遙感者，博大精深地理人?？茖W發(fā)展縱橫論，強邦富民要躬行。地理學以其獨特的空間思維迎合了大國崛起的現(xiàn)實需要，成為當前最具價值的戰(zhàn)略學科之一。我們在為地理學迅速成長歡欣鼓舞的同時，也深感責任重于泰山。是為序，并與國內(nèi)外同仁共勉。
本叢書的出版得益于東南大學出版社的支持，尤其是徐步政、孫惠玉兩位編輯的幫助。在當今人們都熱衷于追求經(jīng)濟利益的大背景下，他們卻對學術著作出版熱心扶持，其高尚之情懷令人感動。特借叢書出版之際，向東南大學出版社表示敬意和謝意！
吳殿廷
前言
隨著全球范圍的人口增加、經(jīng)濟增長和城市發(fā)展，人類活動引發(fā)了土地利用/覆蓋的劇烈變化，對生態(tài)系統(tǒng)服務的提供能力產(chǎn)生嚴重影響。作為全球可持續(xù)發(fā)展研究的重要科學問題之一，生態(tài)系統(tǒng)服務已成為國際地理學、生態(tài)學及相關學科研究的前沿和熱點，對生態(tài)環(huán)境保護具有重要的決策指導價值。如何有效地應對在人類活動驅(qū)動下土地利用/覆蓋變化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務的影響，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，是地理學研究的一個重要論題。黨的十八大報告將生態(tài)文明建設作為“五位一體”之一，黨的十九大報告進一步強調(diào)“綠水青山就是金山銀山”的重要生態(tài)保護理念，“山水林田湖草是生命共同體”已成為重要的生態(tài)建設思想。因此，如何提出科學的理論與方法提升和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)服務，進而緩解生態(tài)系統(tǒng)服務有效供給對社會經(jīng)濟發(fā)展的限制，已成為京津冀一體化發(fā)展面臨的重要問題，對實現(xiàn)“金山銀山”與“綠水青山”的雙贏戰(zhàn)略至關重要。
地理學對土地利用格局、過程及驅(qū)動機制已有深入研究，生態(tài)系統(tǒng)服務評估是涉及生態(tài)學和地理學等多學科交叉的重要研究內(nèi)容。多尺度分析有利于將不同尺度上土地利用/覆蓋與生態(tài)系統(tǒng)服務的關系聯(lián)系起來，深入揭示土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響。京津冀地區(qū)快速的人口增加、城市化和產(chǎn)業(yè)調(diào)整對土地利用/覆蓋產(chǎn)生顯著影響，引發(fā)了一系列生態(tài)、環(huán)境、資源等方面的問題，經(jīng)濟增長與生態(tài)保護之間的矛盾不斷激化。因此，基于土地利用/覆蓋變化對生態(tài)系統(tǒng)服務變化及其影響因素進行定量分析，有助于科學理解京津冀地區(qū)土地利用/覆蓋與生態(tài)系統(tǒng)服務之間的關系，促進區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務的提升，對京津冀生態(tài)文明建設和協(xié)同發(fā)展具有重要意義。
利用首套全球30 m空間分辨率的地表覆蓋數(shù)據(jù)（GlobeLand30）對京津冀地區(qū)的土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)進行提取，采用多層次空間統(tǒng)計的方法對京津冀全區(qū)、三省市（北京、天津、河北）、地級市、區(qū)縣及1 km×1 km格網(wǎng)單元的土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)進行多層次空間統(tǒng)計，對土地利用/覆蓋格局與時空變化進行多尺度分析。研究發(fā)現(xiàn)，2000—2010年，京津冀地區(qū)土地利用/覆蓋變化表現(xiàn)出明顯的時空差異。耕地減少和建設用地增加是京津冀地區(qū)突出的土地利用/覆蓋變化特征，耕地減少區(qū)域與城市擴張區(qū)域在空間分布上呈現(xiàn)明顯的空間重疊現(xiàn)象。通過地類轉換矩陣可知，耕地向建設用地轉化是京津冀地區(qū)耕地減少和建設用地增加的直接原因。建設用地擴張規(guī)模最大的區(qū)域連片分布于“京津唐”地區(qū)，沿北京—保定—石家莊、北京—天津、唐山—天津—滄州形成三條點軸式分布的建設用地擴張帶。
利用遙感、地形、氣象、土壤等數(shù)據(jù)建立生態(tài)系統(tǒng)服務評估數(shù)據(jù)庫，參考千年生態(tài)系統(tǒng)評估技術路線，根據(jù)京津冀地區(qū)的自然地理條件、社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境問題現(xiàn)狀，選取凈生產(chǎn)力、糧食生產(chǎn)、水源涵養(yǎng)、土壤保持作為生態(tài)系統(tǒng)服務評估指標。基于模型結果準確性、操作可行性及應用廣泛性等原則，選取估算模型對四類生態(tài)系統(tǒng)服務進行估算和分析。通過對京津冀全區(qū)尺度生態(tài)系統(tǒng)服務平均值的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，10年間糧食生產(chǎn)呈上升趨勢，凈生產(chǎn)力、水源涵養(yǎng)和土壤保持均呈下降態(tài)勢。不同尺度上生態(tài)系統(tǒng)服務變化呈現(xiàn)顯著的區(qū)域差異。糧食生產(chǎn)服務在天津南部、滄州、衡水東部區(qū)縣形成一個高增長區(qū)，水源涵養(yǎng)服務上升區(qū)零散分布于北京的密云縣、張家口的張北縣等，土壤保持服務在京津冀西南部的石家莊、邢臺、邯鄲的西部區(qū)縣形成一個明顯的下降區(qū)。
基于生態(tài)系統(tǒng)服務估算結果，采用空間疊加和聚類分析法分別對區(qū)縣單元生態(tài)系統(tǒng)服務供給的多樣性和綜合性進行時空差異分析。研究發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)尚無區(qū)縣在凈生產(chǎn)力、糧食生產(chǎn)、水源涵養(yǎng)和土壤保持四類服務上均具備高于全區(qū)平均水平的能力。2000年，提供三類生態(tài)系統(tǒng)服務能力的區(qū)域（“3”類區(qū)域）主要呈條帶狀分布于燕山和太行山區(qū)域，各類生態(tài)系統(tǒng)服務供給能力均較低的區(qū)域（“0”類區(qū)域）連片分布于北京、天津、滄州。2000—2010年，“3”類區(qū)域呈顯著擴張趨勢，連片分布于京津冀北部地區(qū)?！?span lang="EN-US" xml:lang="EN-US">0”類區(qū)域呈縮減趨勢，集中分布于“京津唐”地區(qū)。根據(jù)區(qū)縣單元生態(tài)系統(tǒng)服務的聚類分析，結合聚類后各類區(qū)域中生態(tài)系統(tǒng)服務的平均值，按照生態(tài)系統(tǒng)服務供給水平的高低將京津冀地區(qū)劃分為人口集聚區(qū)、糧食生產(chǎn)區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)和土壤保持區(qū)。
基于生態(tài)系統(tǒng)服務標準化數(shù)據(jù)，采用相關分析法分別對地級市、區(qū)縣、1 km×1 km格網(wǎng)尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務權衡關系進行統(tǒng)計分析。研究發(fā)現(xiàn)，2000年和2010年，上述三個尺度上的凈生產(chǎn)力與水源涵養(yǎng)保持協(xié)同關系，糧食生產(chǎn)服務與水源涵養(yǎng)服務、土壤保持服務則呈現(xiàn)權衡關系，水源涵養(yǎng)服務與土壤保持服務之間呈現(xiàn)協(xié)同關系。京津冀生態(tài)系統(tǒng)服務權衡/協(xié)同關系具有一定的尺度效應，如糧食生產(chǎn)服務和水源涵養(yǎng)服務在地級市尺度上不具有明顯的權衡或協(xié)同關系，但在區(qū)縣尺度和1 km×1 km格網(wǎng)尺度上則呈現(xiàn)出權衡關系。2000—2010年，耕地的糧食生產(chǎn)服務呈增加態(tài)勢，土壤保持服務有所下降。林地、草地和灌叢地的水源涵養(yǎng)服務與土壤保持服務變化微弱，凈初級生產(chǎn)力在耕地、林地、草地和灌叢地方面均表現(xiàn)為下降趨勢。
基于土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，構建由土地利用/覆蓋因素、社會因素、經(jīng)濟因素所組成的綜合指標體系，采用因子分析和回歸分析相結合的方法對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響因素進行定量分析和探討。研究發(fā)現(xiàn)，對糧食生產(chǎn)服務、水源涵養(yǎng)服務、土壤保持服務影響最大的均為土地利用/覆蓋因子，對凈生產(chǎn)力影響最大的是經(jīng)濟和人口因子。耕地對糧食生產(chǎn)具有正向影響，對水源涵養(yǎng)和土壤保持均產(chǎn)生負向影響。與此相反，林地、草地和灌叢地對水源涵養(yǎng)和土壤保持具有正向影響，對糧食生產(chǎn)則產(chǎn)生負向影響。對比不同土地類型對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響程度，對糧食生產(chǎn)、水源涵養(yǎng)服務、土壤保持影響程度最大的均為耕地，對凈生產(chǎn)力影響程度最大的是草地和林地。10年間土地利用/覆蓋因子對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響程度呈上升趨勢，其中耕地、林地和草地對凈生產(chǎn)力與土壤保持的影響程度均明顯增強。經(jīng)濟和人口因子對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響程度亦呈上升趨勢，人口密度、城鎮(zhèn)化水平、地均第一產(chǎn)業(yè)增加值對凈生產(chǎn)力、糧食生產(chǎn)和土壤保持服務的影響程度均明顯增強。
選擇“土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務關系”作為研究方向得到了北京師范大學985專項項目“京津冀生態(tài)文明建設的總體戰(zhàn)略策略”（項目編號：2015KJJCB29）的支持。選擇該研究方向主要是基于對京津冀城市群社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間現(xiàn)實矛盾的思考，通過土地利用將社會經(jīng)濟活動與生態(tài)系統(tǒng)服務連接起來，探討人文因素和自然因素對生態(tài)系統(tǒng)服務的交互影響，嘗試將人文地理學對社會、經(jīng)濟、文化等因素的研究優(yōu)勢融入土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務影響的尺度效應研究中，探索人文地理學與自然地理學、生態(tài)學的學科交叉優(yōu)勢在土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務研究領域的重要作用。由于書中的一些內(nèi)容具有一定的探索性，故難免有不妥甚至謬誤之處，祈望讀者不吝珠玉、慷慨賜教。 張宇碩 2020年春于山西財經(jīng)大學 |
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