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中国北方旱区城市扩展过程对植被的双重影响:基于植被扰动指数的多尺度分析
发布时间:2024-04-25     浏览量:



文章摘要

旱区占到了全球植被净初级生产力的40%左右,是全球可持续发展的关键地区之一。因此,在快速城市化背景下有效评估旱区城市扩展过程对植被的影响,对促进区域城市可持续发展具有重要意义。

本文以中国北方旱区为例,基于植被扰动指数评估了城市扩展过程对植被的积极和消极影响。

结果表明中国北方旱区2000-2020年经历了快速且大规模的城市扩展过程。该区域城市土地面积由2000年的8141 km2增加到2020年的27787 km2,增加了19646 km2,年均增长率为6.3%。新增的城市土地主要集中在亚湿润干旱区。该区域城市土地面积增加了12117 km2,占中国北方旱区城市扩展总面积的61.7%。

城市扩展过程对区域植被即有消极影响也有积极影响。消极影响的面积为7736 km2,主要集中在亚湿润干旱区。积极影响的面积为5011 km2,在亚湿润干旱区、半干旱区和干旱区都广泛分布。人口增长引起的土地利用变化是导致消极影响的主要原因,而积极影响则主要得益于区域经济增长。

因此,建议在城市发展和植被保护之间取得平衡,以减缓旱区城市扩展过程对植被的消极影响。同时进一步推进建设可持续绿色宜居的生态城市,以促进区域可持续发展。

科学问题

如何有效评估旱区城市扩展过程对植被的影响

研究结果

1)中国北方旱区2000-2020年的城市扩展过程

中国北方旱区2000-2020年经历了快速且大规模的城市扩展过程。

新增的城市土地主要集中在亚湿润干旱区。

图1 中国北方旱区2000-2020年的城市扩展动态

2)中国北方旱区2000-2020年城市扩展过程对植被的消极影响

中国北方旱区城市扩展过程对植被的消极影响主要集中在亚湿润干旱区。

图2 中国北方旱区2000-2020年城市扩展过程对植被的消极影响。(a)空间分布;(b)消极影响面积排在前20位的城市

3中国北方旱区2000-2020年城市扩展过程对植被的积极影响

中国北方旱区2000-2020年城市扩展过程对植被积极影响的面积为5011 km2,占中国北方旱区城市扩展总面积的25.5%。

中国北方旱区城市扩展过程对植被的积极影响在亚湿润干旱区、半干旱区和干旱区都广泛分布

3 中国北方旱区2000-2020年城市扩展过程对植被的积极影响。(a)空间分布;(b)积极影响面积排在前20位的城市

4)人口增长和土地利用变化主导了中国北方旱区城市扩展过程对植被的消极影响

中国北方旱区城市扩展过程中植被受到的消极影响与区域人口增长和土地利用/覆盖变化密切相关。人口增长是根本原因,土地利用/覆盖变化是其表现形式。

随着旱区城市人口的大量增长,人口对城市土地的需求也会不断增加,从而不可避免地导致旱区城市不断向周边扩展。旱区城市的大规模扩展会进一步侵占大量的耕地、草地和林地,进而对区域植被产生消极影响。


图4 旱区城市扩展过程对植被造成消极影响的机理示意图

5)经济增长主导了中国北方旱区城市扩展过程对植被的积极影响

中国北方旱区城市扩展过程中植被受到的积极影响与经济增长密切相关。

旱区城市的经济水平越高,当地政府越有意愿实施且能够负担起一系列的绿化措施,如开发裸地进行绿地建设。由于实施了这些绿化措施,城市绿地空间将不断增加,进而对区域植被产生了积极影响。

5 旱区城市扩展过程对植被造成积极影响的机理示意图

论文信息

本文于20244月在线发表于环境科学与生态学1区期刊Science of The Total Environment (2022 IF=9.8)。北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院博士研究生戚涛为第一作者,何春阳教授为通讯作者。

引用格式:Tao Qi, Qiang Ren, Chunyang He, Xiwen Zhang. 2024. Dual effects on vegetation from urban expansion in the drylands of northern China: A multiscale investigation using the vegetation disturbance index. Science of The Total Environment, 928, 172481. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.172481

关键词:中国北方旱区;城市扩展;植被扰动指数;积极和消极影响城市可持续发展