吴健生课题组

155.社会-生态系统:研究态势、主题演进与地域实践

生态学报,2023,43(15)

王晗,张丹妮,华廷,赵宇豪,王振宇,吴健生

摘要:社会-生态系统综合了人类社会治理与自然环境利用研究视角,为解决全球生态问题提供新途径,是人地系统研究的热点。梳理和归纳社会-生态系统研究的发展历程和近今态势,总结前沿议题和地域实践,对人地系统耦合研究和可持续发展具有重要意义。主要发现如下:社会-生态系统研究领域整体发文量较少,发展阶段受国际重要研究计划和组织的直接影响;欧洲、北美洲和澳大利亚的高校、研究所和政府机构是领域内的主要研究力量,核心作者间合作紧密;我国社会-生态系统研究受资助力度逐年增加,研究内容不断深入,但在国际相关学术话语体系构建和关键作用发挥上仍有较大提升空间。社会-生态系统具有复杂性、地域性和动态性等特点,研究内容涵盖自然生态系统、气候变化、土地利用、社会治理与管理政策等主题,是综合了环境科学、生态学、地理学等自然科学与经济学、政治学和社会学等社会科学的多学科交叉领域;以脆弱性和韧性研究为起点,社会-生态系统研究的发展受到诸多人地关系研究工作的启发和推动,Olsson的动态连接分析、Redman的社会模式与过程和生态格局与过程、Ostrom的公共资源治理是目前影响较广的三个社会-生态系统研究框架。扰沌为解释社会-生态系统快速与慢速交互作用、局部与全球适应性变化提供理论基础,干扰响应机制、系统自组织过程、学习与适应性治理成为社会-生态系统研究核心。海岸带、干旱区和城市等生态环境与社会环境敏感区是社会-生态系统研究最受关注的地域。未来的工作应注重结合我国广泛的地域实践,推动社会-生态系统的理论与方法体系的完善。相关发现为社会-生态系统领域凝炼研究方向和深化科学问题提供了参考。


154.深圳市公共体育设施空间供需及影响因素研究

北京大学学报(自然科学版),2023,58(06)

吴健生,钱韵,王宏亮,朱蕙桢,王晗

摘要:基于“10分钟健身圈”的视角,结合兴趣点(POI)和手机信令等数据,使用GIS网络分析测量深圳市公共体育设施可达性,并利用基尼系数对深圳市公共体育设施资源供需匹配的公平性进行分析。运用地理探测器方法,探究深圳市公共体育设施空间供需的影响因素,得到如下结果。1)深圳市公共体育设施总体上可达性较高,基本上满足10分钟健身圈的要求。2)公共体育设施资源分配相对平均。同一市辖区不同街道的设施分配高度公平,市辖区之间的平等性可以进一步提升。3)盐田区、坪山区和大鹏新区的街道供需匹配较好,福田区和罗湖区交界处街道的体育设施分布集中,对服务能力造成一定的限制。4)地价因素是影响深圳市公共体育设施空间供需关系的最主要因素,其次是路网密度和公交站点数目,人口总数和人造地表比例也对供需关系存在一定的影响。


153.生态环境与城市化耦合协调度对生态红线划定的响应——以深圳市为例

生态经济,2022,38(12)

易腾云,赵宇豪,吴健生

摘要:基于PSR模型和主客观结合赋权方式构建生态环境与城市化水平综合评价模型,并以生态红线划定时间作为分析节点,利用耦合度模型、耦合协调度模型以及分段线性回归,探究2002—2018年城市化与生态环境的耦合协调关系,分析二者耦合协调度对生态红线划定的响应和时滞效应。结果表明:(1)深圳市生态环境水平总体呈良性发展,城市化水平增长态势明显;(2)基本生态控制线划定后,生态环境综合指数上升明显,城市化进程也在加快;(3)基本生态控制线划定后,约5年后耦合协调度曲线发生显著变化,实现精细化管理后约滞后1年产生影响。研究结果可以为细化和完善生态红线政策、促进生态环境与城市化协调有序发展提供与建议与参考。


152. 中国碳排放及影响因素的市域尺度分析

环境科学,2022,11-1859

吴健生,晋雪茹,王晗,冯喆,张丹妮,李雪尘

摘要: 评估区域碳排放及其与社会经济状况的关系对于制定碳减排措施至关重要。以中国339个地级及以上城市(不含新疆部分城市和港澳台地区)为研究对象,探究了非化石能源占比、土地开发度、常住人口城镇化率、第二产业占比、人均GDP和人均建设用地面积对人均CO2排放量的影响。通过构建模拟人均CO2排放量的贝叶斯信念网络,识别各因素对人均CO2排放量的全局影响;采用多尺度地理加权回归模型,分析各因素对人均CO2排放量的局部影响。结果表明:①2020年,中国地级及以上城市人均CO2排放量呈现出由南向北递增,东部沿海向内陆递减的格局。②从全局来看,人均CO2排放量对各因素的敏感性从高到低依次为:人均建设用地面积>人均GDP>常住人口城镇化率>土地开发度>第二产业占比>非化石能源占比。③从局部来看,各因素与人均CO2排放量的空间关系方向与全局关系一致,关系强度上存在空间异质性。④清洁能源、脱碳技术、土地节约集约利用和绿色生活是实现双碳目标的有效途径。


151. 基于最大变化率的陕西省土壤侵蚀变化驱动因子分析

人民黄河,2022,44(07)

赵宇豪,李崇明,何海珊,王清涛,吴健生

摘要: 陕西省是我国水土流失严重省份和黄河的主要产沙区,为了给陕西省及黄河流域水土流失治理提供理论参考,基于逐月降水量数据和土壤属性、NDVI、DEM、土地利用等数据,采用RUSLE模型计算土壤侵蚀模数,并采用最大变化率法对2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度时空变化的主要驱动因子进行了识别。结果表明:陕西省土壤侵蚀分布异质性较强,剧烈和极强烈侵蚀主要分布在陕北地区、少数分布在关中地区北部区域;2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度总体呈现下降趋势,其中陕北地区土壤侵蚀强度一直呈下降趋势、关中和陕南地区呈现先升后降的变化趋势;陕西省土壤侵蚀强度时间变化的主要驱动因子,2000—2005年为降雨侵蚀力和植被覆盖,2005—2015年为降雨侵蚀力,2000—2015年长时段总体上为植被覆盖;陕西省土壤侵蚀强度空间变化主要驱动因子为植被覆盖和地形,其中榆林、铜川、宝鸡、西安、商洛、安康、汉中七市的主要驱动因子为植被覆盖,渭南、咸阳两市的主要驱动因子为地形,延安市的主要驱动因子为降雨侵蚀力。最大变化率法可用于识别土壤侵蚀时空变化的主要驱动因子,但在识别时间变化主要驱动因子时对降雨侵蚀力极端值较为敏感,应尽量扩大时间步长以消除其影响。


150. 基于生态系统服务供需匹配的深圳市生态安全格局构建

应用生态学报,2022,33(09)

赵宇豪,罗宇航,易腾云,王振宇,王娜,吴健生

摘要: 构建基于生态系统服务供需匹配的生态安全格局对于深圳市实现中国特色社会主义先行示范区中的可持续发展先锋和民生幸福标杆的战略定位具有重要意义。选取水源供给、碳固持和游憩服务,通过InVEST模型、生态供需比、手机信令数据分析以及电路理论等方法,识别深圳市生态系统服务综合供需状态,构建耦合生态系统服务供需的生态安全格局,并探讨了不同划定界限对生态源地面积和个数的影响。结果表明:深圳市综合生态供需比大体呈现东部充裕、西部不足的分布状态,其中,水源供给服务在数量和空间分布上均基本满足需求,碳固持服务则相反,而游憩服务虽然数量上可以满足需求,但空间分布极度不均;识别出总面积为347.62 km2的25块生态源地以及总长度为346.06 km的34条生态廊道,其中,生态源地面积呈现东多西少的分布状态,廊道长度呈现相反的分布趋势;不同的划定界限对生态源地面积和个数的影响不同,一级、二级和三级生态源地面积分别为347.62、520.84和557.58 km2,呈逐步增加趋势,源地个数分别为25、35和32个,呈现出先增后减的变化趋势;深圳市存在未纳入生态管控的重要生态斑块且生态控制线内部分斑块生态可持续性较差,可据此制定针对性的保护和管理政策。研究结果可以为深圳市生态管控单元的划定提供空间指引。


149.地表温度“源—汇”景观贡献度的影响因素分析 

地理学报,2022,77(01)

吴健生,何海珊,胡甜

摘要: 在中国快速城市化进程中,城市热岛是严重的环境问题之一。探究城市热岛的影响因素,建立与自然因子、社会经济因子、景观形态因子的关联,对解决中国“城市病”,实现可持续发展具有重要的意义。本文首先在全国尺度上基于地表温度“源—汇”景观指数识别地表温度的“源”景观/“汇”景观,在此基础上计算“源—汇”景观贡献度及其效应,分析其时空演变规律;其次,基于空间杜宾模型分析自然因子、社会经济因子和景观形态因子对“源—汇”景观贡献度的影响,结果发现:(1)2005—2015年间,可缓解热岛效应的省份冬季较夏季多,冬季“强”和“较弱”景观贡献度比值区域集中分布在中国北部和南部;夏季“强”的“汇”与“源”景观贡献度比值区域集中分布在中国北部地区。(2)对于本地因子,景观形态对“源”或“汇”景观贡献度的影响较大,缓解热岛效应将附近小“汇”斑块结合来降低地表温度“汇”景观的离散度;其次,夏季适当在“源”景观里增加相对湿度、并增加其植被覆盖率,严格控制“源”景观和“汇”景观的建筑密度及建筑高度,可达到最佳降温效果。(3)邻域因子中相对湿度和建筑密度的影响更大,景观形态中增加"源"景观的离散度及其边缘密度,或增加“汇”景观集聚度,简化其形状均有利于缓解邻域的热岛效应。


148.2000—2030年深港景观格局演变时空分异与趋势对比分析

生态学报,2021,41(22)

吴健生,易腾云,王晗

摘要: 自然气候条件相近但社会经济制度差异显著的深圳与香港为我国制度探索与经济建设提供了重要窗口,两地的景观格局演变规律与发展趋势将深刻影响粤港澳大湾区的生态文明建设进程。以深港两地三期历史土地覆被数据为依据,应用CA-Markov模型预测了2030年景观类型,采用地学信息图谱、景观格局指数等方法对比了深港景观格局的时空分异特征,并通过地理探测器模型、logistic回归模型等方法,探讨了深圳与香港景观格局变化的驱动机制的异同。结果表明:(1)研究期内,深港两地景观格局变化显著,各景观类型之间互相转移频繁。深圳人造地表景观面积将持续增加,而香港则呈现先减少后增加的趋势;(2)深港两地的优势景观类型仍然是人造地表与林地。两地景观形状将趋于简单,相比于香港,深圳景观在呈现较高多样性的同时具有更为破碎化的特点;(3)夜间灯光所表征的经济发展水平对两地人造地表的扩张影响很大。在政策规划、社会经济水平、自然地理条件等多种因素的综合作用下,两地未来景观发展趋同存异。


147. 城市公共资源与人口分布的空间适配性分析——以深圳市为例

北京大学学报(自然科学版),2021,57(06)

王宏亮,吴健生,高艺宁,刘璐,杨微石,彭子凤,管青春

摘要: 基于新数据环境支持,运用核密度估计、最近邻分析、多距离空间聚类、协同区位商和两步移动搜索等多种空间量化法,从适应性和匹配关系两个方面分析深圳市城市公共资源与人口分布的空间适配性。结果表明:1)不同城市公共资源与人口分布的空间适应性具有明显的相似性,表现为空间形态、分布模式和邻近效应相似;2)城市公共资源与人口分布的空间匹配关系存在差异,城市公共资源与人口密度的非匹配特征说明城市公共资源供需关系存在"失配"和"错位"现象。最后,针对资源要素的空间适配性问题,从城市和社区两种尺度提出针对公园绿地、教育机构和健康医疗等3类公共资源的优化建议。


146. 长三角对流层甲醛柱浓度时空变化及驱动因素

中国环境科学,2021,41(11)

钱韵,吴健生,谭羲,罗宇航,陆天华

摘要: 通过OMI卫星数据分析了2005~2016年长江三角洲对流层甲醛柱浓度的时空变化规律.同时结合2008年和2010年各部门VOCs人为源排放量,利用BP神经网络和RBFN神经网络模型对对流层甲醛柱浓度进行了县域尺度上的回归模拟和各部门排放量贡献度分析。结果表明:长三角城市群对流层甲醛柱浓度在2005~2010年存在着增加趋势,2011~2016年甲醛浓度有下降的趋势。高值区域分布在皖北苏北、上海及其附近,低值区域分布在浙西南一带.人为源排放使得经济发达地区的甲醛柱浓度显著增高。工业源在长三角的分布较为广泛,电力源分布稀疏且VOC排放量远小于工业源排放量,居民源的VOC排放量介于工业源和电力源之间,有明显的南北差异。交通源主要集中在苏南、浙北和上海附近,少部分沿交通线条状分布。机器学习算法可以较好地利用人为源排放数据对甲醛柱浓度进行模拟.神经网络的拟合精度可以达到0.6~0.8,比线性回归的拟合精度超出0.3~0.4.模型变量重要性计算显示各部门中居民源对甲醛柱浓度的贡献程度最高。研究对流层甲醛柱浓度的长期时空变化及其影响因素有利于深入研究臭氧污染,同时也为大气治理和政策制定提供了科学依据。


145.低碳导向下土地覆被演变模拟——以深圳市为例

生态学报,2021,41(21)

何海珊,赵宇豪,吴健生

摘要: 全球碳排放水平的不断增加引起的全球变暖越发严重,导致了严重的自然灾害和经济损失,这种失衡发展的态势促使着各个国家开始探索低碳环保的发展模式。为了探究何种土地利用组成可以更好的为低碳城市服务,以深圳市为研究区,结合2020年土地利用现状结构和2020年土地利用规划结构分别估算出碳汇最大化情景和碳排放量最小化情景下2020年各土地利用类型的数量结构,并运用FLUS模型模拟出深圳市土地利用类型在这两种情景下的空间分布特征。最后,从碳密度和碳排放视角对比这两种情景的低碳效益。研究结果如下:(1)碳汇最大化和碳排放最小化情景下土地利用总碳盈余均比2020年少,且碳汇最大化情景下土地利用总碳盈余最小。碳汇最大化情景下耕地、园地和林地面积增加而水域和建设用地减少,碳排放最小化情景下园地和林地面积增加来源于草地、水域和建设用地的减少,这两种低碳情景的碳汇能力增强而碳排放量减少;(2)碳汇最大化和碳排放最小化情景下林地明显增加故而土地利用总碳盈余均比实际情景小,而园地和草地的缩减和扩张是引起两种低碳情景碳密度和碳排放量有差异的主要原因。碳汇最大化和碳排放最小化情景下,西部和东南部主要是碳密度增加和碳排放减少的区域,而中部是碳密度减少和碳排放增加的区域。因此对中部区域进行重点调控,有利于深圳市碳中和和碳达峰的实现。研究可以为深圳的低碳发展提供规划建议,同时给其他区域的低碳规划提供参考意见。


144. 基于多源大数据的深圳市生活性服务业空间格局及影响因素研究

热带地理,2021,41(05)

王娜,吴健生,彭子凤

摘要:基于生活性服务业POI、手机信令和管理人口数据等大数据,采用最邻近指数、核密度、熵指数及地理探测器方法,探究深圳市生活性服务业的空间格局及影响因素。结果表明:1)深圳市生活性服务业空间分布不均衡,主要集中在中、西部地区,总体呈现"两核-三带"的空间集聚特征;空间上呈带状发展形态,主要集聚在交通主干道及轨道线周边区域。2)大多数服务业类别的空间特征与总体生活性服务业的空间分布特征基本一致,少数区域因产业发展导致空间分布集聚的差异化。3)生活性服务业混合度在罗湖区、福田区、南山区类别相对均衡,在宝安区、龙华区等其他区类别相对单一,混合度高的区域大多集中在"两核"外的边缘区域,而不是POI密度最高的"两核"核心处。4)人口因素是影响生活性服务业空间格局的最主要因素,其次为交通因素,经济因素和空间因素的影响程度较低。5)各探测因子对各类生活性服务业空间分布的影响程度存在差异,不同年龄段因需求不同影响到各类别生活性服务业的空间分布。


143. 交流计划提高了香港青年大学生对大湾区内地城市的了解和好感吗?——基于随机对照实验的实证分析 

公共行政评论,2021,14(04)

刘建政,张曦文,李劼,宋静,李卫锋,吴健生

摘要: 提高香港青年大学生对内地的了解,促进他(她)们"北上"到内地发展并融入国家发展大局,是我国"港澳与内地高校师生交流计划"(以下简称交流计划)的政策目标之一。该交流计划自2012年开始已经实施多年,但其政策效果究竟如何还未有研究。本研究结合研学旅行相关理论和群际接触理论,使用随机对照实验设计考察交流计划短期项目的政策效果,即是否增进了香港青年大学生对大湾区内地城市及其发展的兴趣和了解,以及对这些城市的好感。研究发现,大部分愿意参加交流计划的香港青年大学生对大湾区内地城市有好感,而且对大湾区内地城市及其发展感兴趣,但并不了解大湾区内地城市及其发展;交流计划显著提高了香港青年大学生对大湾区内地城市及其发展的兴趣和了解;参加了交流计划的香港青年大学生对大湾区内地城市变得更有好感的比例要高于没有参加交流计划的学生,但差异并不显著。本研究为评估交流计划在增强香港青年大学生对内地了解的有效性提供了首个定量实证证据,为国家制定和完善有关香港青年大学生的政策提供了有益的启示。


142. 高度城市化地区建设用地扩展及其驱动力分析——以深圳市为例

北京大学学报(自然科学版),2021,57(04)

王宏亮,高艺宁,吴健生,王娜,赵宇豪,彭子凤,王仰麟

摘要: 基于年度土地利用变更调查数据,通过分析城市建设用地的时空变化、扩展强度和景观格局,探究深圳市1996―2016年城市建设用地扩展过程及其特征,揭示高度城市化地区城市建设用地扩展的空间分异,并采用回归分析模型,探讨社会经济因素对建设用地扩展的驱动机制,得到如下结果:1)深圳市建设用地扩展呈持续增长趋势,新增建设用地扩展模式差异显著,福田区和罗湖区以内部填充为主,南山区和宝安区以外部扩展为主;2)不同区域的建设用地扩展强度与景观格局指数的差异变化表明,建设用地空间扩展正从无序、同质化、低效蔓延,逐步向有序、异质化、高效利用转变;3)社会经济因素与建设用地扩展均显著正相关,常住人口的回归系数最大(0.578),固定资产投资额的回归系数最小(0.000),皮尔森相关性排序为常住人口>产业结构>GDP>固定资产投资额,说明人口对于建设用地扩展起决定性作用,固定资产投资体现为连接功能。


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