长三角地区生态环境质量与城市化时空耦合协调特征分析

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lijing2007110311
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全球可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)的正式建立,为各国构建了涵盖经济、社会、环境三个方面的可持续发展综合目标体系。但评估报告显示,我国的生态环境相关指标表现不佳,在实现2030年目标过程中还存在很大的挑战。作为经济发展较快、人口集聚程度高,人类活动最为强烈的地区,长三角在我国经济发展中占有不可或缺的地位。但近年来,大气污染、植被锐减、土地退化等问题较为严重,生态环境遭到越来越严重的破坏。其中,三废污染、热岛效应等已经对城市生态安全造成威胁,对人类生存和可持续发展造成了重要的影响。因此习近平总书记提出的“绿水青山就是金山银山”这一发展理念,开启了我国生态文明建设的新时代。人类自身也越来越注重可持续发展,也越来越关注外界生态环境可持续发展的问题,想要通过不断的努力使生态环境向着有利于人类的方向发展,因此对生态环境进行质量评价成为当今国内外研究的热点问题。本研究以长三角作为研究区域,在SDGs和2015年国家环境部生态环境评价技术要求的基础上,基于MODIS卫星遥感数据、PM2.5数据和夜间灯光遥感数据,利用遥感和GIS技术对长三角地区2000-2019年间的生态质量、城市化发展进程进行分析评价,并对研究区内城市化与生态环境的耦合协调发展状况进行探讨。首先利用MODIS数据、PM2.5数据获取植被指数、地表湿度、地表温度、地表干度和PM2.5指数等相关生态环境指标,并基于主成分分析方法,获取各个生态环境指标的权重,得到综合生态环境质量评价指标(Remote Sensing based Ecological Index,RSEI),从长三角和地级市两个层次对长三角地区2000年、2010年和2019年的生态环境质量进行分析;其次利用夜间灯光遥感数据,获取综合夜间灯光指数(Compounded Night Light Index,CNLI),对长三角地区城市化水平进行评估;最后利用耦合协调度模型,对区域的城市化和生态环境质量的协调发展情况进行分析。主要研究结果如下:(1)长三角地区综合生态环境质量在近二十年间不断提高。2000年、2010年和2019年RSEI均值分别为0.5538、0.6471、0.7602,研究区内生态环境逐步变好。从空间上来说,RSEI值较低的区域主要位于建成区,即东南沿海区域,生态环境质量水平较高的区域主要位于长三角一体化区域的南部。生态环境质量为“一般”以下的面积逐年下降,到2019年仅为4.89%。生态质量等级为“较好”和“优”的面积逐步上升,到2019年已达到90%以上。长三角地区41个地级市在2000-2019年间,RSEI值均有所上升,生态环境明显改善。今后应进一步加强建成区内的生态环境质量建设,提高区域建成区内部生态环境质量水平。(2)长三角区域夜间灯光强度稳步上升,空间分异明显。2000年、2010年、2019年平均夜间灯光强度分别为0.14、0.21、0.40,呈现稳定的上升趋势;灯光范围和亮度都不断增大,各地市间的连接不断增强。其中高亮度像元主要分布在上海、苏州、嘉兴、南京、合肥等地。2000-2019年间,区域内灯光影像DN值的极高值区域从核心城市的中心不断向外扩张,并逐步与周边城市的中心相连,面积扩张明显。同时,长三角区域夜间灯光影像的极低值区域大规模上升为低值区域、高值区域以及极高值区域,并不断向四周延伸,形成新的区域边界。(3)长三角各地区城市化水平均有所提升,但空间差异较大,呈现东高西地的态势。2000年长三角地区除上海市CNLI高于0.32外,其余均小于0.32。随后20年间,各城市CNLI均有所提升。2019年,除池州、黄山和丽水的CNLI值依然小于0.08,其他城市的CNLI值均大于0.08,最高值分布于上海市及其周围地区。在空间上,形成了以上海为中心且层次较为明晰且由东向西推进的空间格局。且CNLI的变化梯度较为明显,变化较小的区域主要位于长三角西南部;变化较大的值则集中分布在上海市周边城市,即苏州、无锡、嘉兴、宁波等地。(4)长三角地区41个地级市的城市化和生态环境质量耦合协调度不断提高,处于良好耦合类型的城市也在不断增多,但总体而言,研究区城市和生态还未达到协调发展的状态。2000年,上海及其周边共计9个城市处于转型发展阶段,但其他地区都处于不协调发展阶段;2010年,研究区整体上仍处于不协调阶段,但处于不协调发展状态的城市已有所减少,转型发展阶段的城市已由2000年的9个增长至24个;2019年,不协调发展的城市已降至6个,另外上海市D值达到的协调水平,但D值仍然较低。在空间上耦合协调度值主要呈现东边高西边低的态势,并呈现由东向西逐步推进的趋势。整体上来看,良好耦合协调类型的城市在不断增加,表明研究区各城市的城市化和生态环境的耦合协调性在不断提升。
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