導 讀

快速城市化在帶給人類諸多便利的同時，也帶來了一系列的生態環境問題，如：城市交通擁堵、熱島效應、霧霾效應、城市內澇、面源污染、環境污染等，由此導致城市生態系統服務下降，直接影響到城市生態安全。目前城市生態安全已經成為社會廣為關注的話題，然而對于城市生態安全內涵、影響因素及其維持機制等仍缺乏一個清晰的認識。本專刊試圖通過一系列文章的發表，從不同角度探討城市生態安全的內涵、影響因素、安全格局構建思路，以及影響城市生態安全的政策與管理因素。

城市生態安全是一個復雜的生態環境問題，涉及到城市發展的方方面面，不僅與廣大百姓日常生活直接相關，而且也與城市生態系統結構和區域功能定位密切相關。廣義上，城市生態安全就是探討區域背景下如何維持城市生態系統健康的可持續發展問題。由于城市生態系統是一個復雜的開放系統，研究其生態系統健康涉及到許多影響因子，本專刊重點從城市生態安全內涵、生態安全格局構建、城市化及其景觀格局演變、城市化的生態環境效應、城市生態網絡與生態安全格局構建的技術方法等方面進行討論，希冀該專刊的出版能為我國城市生態安全格局構建提供參考。

一、 城市生態安全內涵與安全格局

目前關于城市生態安全的內涵與生態安全格局構建的目標還比較模糊。本刊文章【城市生態安全格局構建：目標、原則和基本框架】基于對生態安全的理解和概念辨析，從理論上分析了城市生態安全格局構建需要遵循的基本原則，分析了城市生態安全格局構建需要實現的目標，從不同尺度上探討了城市生態安全格局構建的基本框架和思路。文章【城郊生態系統土壤環境安全：問題與挑戰】基于文獻計量學方法和1990—2017年發表的相關文獻，總結分析了城郊生態系統土壤安全研究的現狀、趨勢和熱點問題，對城郊生態系統土壤安全面臨的問題及其特殊性和復雜性進行了重點論述，指出了當前快速城市化發展過程中城郊土壤安全研究面臨的問題和挑戰。文章【基于生態系統服務供需的城市生態安全格局構建框架】通過梳理生態系統服務評價、生態安全格局構建研究現狀和特點，指出了目前研究中存在的不足；在此基礎上構建了基于生態系統服務的城市群生態安全格局基本框架，提出了城市生態安全格局未來的研究重點。

二、 城市化及其景觀格局演變對生態安全的影響

關于城市化對生態安全的影響，不同學者關注問題不同所給出的結果也不同，而針對城市化對生態安全及其格局的影響研究較多，但是具有說服力的實證性研究相對較少。文章【京津冀特大城市群生態安全格局時空演變特征及其影響因素】以2000—2015年京津冀城市群面板數據為研究樣本，通過建立“壓力-狀態-響應(PSR)”城市群生態安全協同會診指標體系，采用TOPSIS和灰色關聯組合方法計算了生態安全綜合指數(Comprehensive Index of Ecological Security，CIES)，并運用因子分析法提取了關鍵影響因素，通過多元線性回歸方法分析了關鍵影響因素對城市生態安全的影響程度。文章【京津冀特大城市群地區影響城鎮化的關鍵要素識別及交互作用】以京津冀特大城市群為研究區，使用城鎮化率來表征城鎮化發展過程，使用相關分析總結分析了生態環境要素與城鎮化過程的相關性，基于灰色關聯分析方法獲取了生態環境要素與不同城市城鎮化率之間的關聯度，進一步使用方差分析法得到了影響城鎮化與生態環境交互脅迫的關鍵要素，最后明確了城市化和生態環境要素交互脅迫作用的顯著性特征及其區域差異。文章【閩三角城市群生態環境脆弱性及其驅動力】以閩三角城市群為例，通過選取2000 年、2015年高程、坡度、巖性、土壤類型、NDVI、年均降水量、年均溫、人口密度、人均 GDP、路網密度、景觀多樣性、土地利用程度和工業固體廢棄物排放量等13個指標，基于空間主成分分析法，結合全局Moran’I 和LISA聚類圖，從整體特征、空間差異、空間集聚、地類脆弱性分異以及驅動力5個方面，探討了閩三角城市群地區生態環境脆弱性及其驅動力。文章【基于土地利用格局變化的北京市生境質量時空演變研究】以北京市為例，分析了2000—2015年北京市不同土地利用類型的空間分布特征及其區域差異，借助InVEST -Habit Quality模型評估了北京市4個時期(2000年、2005年、2010年和2015年)4大功能區(首都功能核心區、城市發展新區、城市功能拓展區、生態涵養發展區)的生境退化程度和生境質量變化特征。上述研究結果為客觀了解城市群地區影響城市生態安全的背景及其變化過程提供了參考依據。

文章【基于人水關系的京津冀城市群水資源安全格局評價】基于人水關系協調的視角，從水資源本底條件、水資源開發利用程度、水資源開發利用效率等3個方面建立了水資源安全綜合評價指標體系，并根據國內外發展經驗和相關標準確定了評價標準閾值，進一步通過熵技術支持下的層次分析法和多目標模糊隸屬度函數，對 2000—2014 年京津冀城市群地區水資源利用安全的時空格局進行了定量評價。文章【基于多邊界改進的京津冀城市群生態系統服務價值估算】從京津冀城市群生態環境一體化發展角度，結合13個地市行政邊界、泰森多邊形邊界和基于最小累計阻力模型構建的最小累計阻力邊界3種不同類型的界限，對傳統基于行政邊界的生態系統服務價值評估方法進行了改進和完善，由此估算出京津冀城市群地區13個地市實際獲得的生態系統服務價值。文章【近20年白洋淀濕地水文連通性及空間形態演變】選取白洋淀濕地作為典型研究案例，將形態學空間格局分析模型(MSPA，Morphological Spatial Pattern Analysis)與連通性指數(IIC，Integral Index Of Connectivity；PC，Probability of Connectivity)相結合，從時空兩個方面分析了白洋淀濕地水文連通性的變化特征，總結出水文連通性變化的空間形態演變規律。文章【基于棲息地風險評價模型的海岸帶灘涂濕地風險評價】利用 2000年、2005年、2010年 和2015年的Landsat TM/ETM+和Landsat 8 OLI遙感影像，融合行政區劃圖與地形圖，并引入一個評價多元海洋、海岸帶利用對棲息地造成風險的模型，即InVEST模型中的棲息地風險評價(Habitat Risk Assessment，HRA)，研究了閩三角海岸帶灘涂濕地的生態風險。文章【京津冀地區景觀穩定性評價】以京津冀地區為研究對象，從斑塊密度(PD)、總邊緣對比度指數(TECI)、香農多樣性指數(SHDI)等6個景觀指數著手，通過 ArcGIS10.2和Fragstats軟件處理遙感影像解譯數據，計算了1980年、2000年和2010年研究地區景觀穩定性指數，對比分析了不同年份景觀穩定性的變化特征。

三、 城市化的生態環境效應及其與城市生態安全的關系

城市化帶來的生態環境影響必然會影響到城市的生態安全，在構建科學合理的城市生態安全格局之前，首先需要研究清楚城市化的生態環境效應。文章【高溫天氣植被蒸騰與遮陰降溫效應的變化特征】以南京市棲霞區某小型綠地單元為研究對象，基于高溫晴朗天氣下不同樹種典型植株樹干液流觀測，采用“單位葉面積上的平均液流速率×葉面積指數”的擴展方法實現了由單株到林分尺度上冠層蒸騰量與蒸騰降溫效應的估算，并根據林上、林下太陽輻射值計算了不同樹種與整個綠地單元的遮蔭降溫效應，進而闡明了蒸騰與遮蔭降溫對總降溫效應貢獻率的變化特征。文章【京津冀城市群用水效率及其與城市化水平的關系】結合超效率數據包絡模型，定量分析了京津冀城市群地區不同行業的用水效率，從人口、經濟、社會與土地等不同城市化角度，全面分析了城市發展水平與生活、工業、農業三大行業用水效率之間的相互關系。文章【京津冀城市群能源供需與城市化的關系模式】以京津冀城市群為例，從地級市尺度系統地核算了2001—2015年能源供應和需求量，并采用 ward聚類方法劃分3種不同類型的能源供求模式，分析了每種類型的能源供需特征差異,進一步以能源供需比值表示供需差異并進行了比較。在此基礎上，采用多指標綜合分析方法探討了能源供需與城市化的關系模式。文章【城市空氣污染對周邊區域空氣質量的影響】利用京津冀地區13個城市2000年、2005年、2010年、2015年PPM2.5濃度和土地覆蓋類型數據，以城市重心到城市邊界的平均距離為基本距離，通過建立緩沖區定量分析了城市PPM2.5污染對周邊區域影響的方向性和距離效應。文章【京津冀城市群空間擴張及其經濟溢出效應】基于 Capello模型，計算了京津冀城市群地區13個城市擴張帶來的經濟增長溢出效應，通過比較扇狀擴張城市和軸向擴張城市得到和給出的城市增長溢出效應，研究了不同擴張類型城市溢出效應的差異，以及京津冀地區經濟增長溢出效應的空間分布特征。文章【閩三角城市群生產-生活-生態時空格局演化與功能測度】基于“三生”空間評價指標體系，以閩三角城市群為研究區，構建了“三生”空間功能性指數，探討了近15年來閩三角城市群“三生”空間時空分異格局、功能性水平分異及其驅動因素。

四、 生態安全評價與安全格局構建

生態安全評價與格局構建一直是研究的熱點問題，但是如何通過生態安全評價、找到解決問題的路徑、開展生態安全格局構建目前還缺乏成功的案例研究，本刊文章從不同角度做了一些探討。文章【縣域尺度下的河流生態系統健康評價】基于河流生態系統水環境功能、防洪功能、生態保護功能和支持利用功能，建立了河流生態系統健康評價指標體系，以北京房山區水系為例，開展了河流生態系統健康與評價。文章【京津冀城市群土地利用生態風險的時空變化分析】以京津冀城市群為研究區，基于1984年、1990年、2000年、2005年、2010年和2015年土地利用數據，利用斑塊密度、蔓延度、土地利用類型的主觀權重構建了土地利用生態風險評價指數，從而揭示了京津冀城市群地區6個時間節點土地利用生態風險空間分布特征,依此計算了生態風險重心轉移軌跡，從而探討了土地利用生態綜合高風險區的空間轉移動態變化特征。文章【基于生態足跡法的閩三角城市群生態安全評價】以閩三角城市群為研究區，以NPP數據來反映實際生物量，采用“國家公頃”實現了產量因子區域化，測算了2010—2015年區域生態足跡、生態承載力、生態赤字以及生態壓力指數，評價了研究地區生態安全狀態。文章【耦合生態系統服務供求關系的生態安全格局動態分析——以閩三角城市群為例】基于供求理論構建了生態系統服務供求關系動態模型框架，并利用供給與需求的象限區劃表征閩三角城市群生態安全格局特征，在不同尺度變換上，運用價值單量修正模型、INVEST 生境質量模型、景觀指數模型、生態韌性模型、熵權法等方法綜合測度了城市群生態系統服務供求水平，實現了生態安全格局的分區化。引入環境庫茲涅茨曲線理論，解析了區域生態安全格局現狀和成因。文章【權衡城市擴張、耕地保護與生態效益的京津冀城市群土地利用優化配置情景分析】從土地覆蓋/土地利用數量和空間布局兩個方面出發，通過多目標優化模型和CLUE-S模型的構建，提出了多目標權衡下土地擴張優化情景預案，為京津冀城市群擴張與土地利用優化配置提供了科學參考。

生態網絡的設計與構建時生態安全格局構建的基礎。文章【考慮滑坡敏感性的天津市薊州區生態網絡構建】以天津市薊州區為研究區，從自然資源、氣候調節、水源涵養、生物多樣性等方面考慮，選取生態源地；選取坡度、地形起伏度、坡向、高程、巖土類型、道路、地質構造和土地利用類型等作為滑坡的孕災環境因子，基于信息量模型，在定量分析滑坡與各孕災環境因子關系基礎上，通過地圖代數計算滑坡敏感性指數，并用于修正由土地利用類型賦值得到的生態基本阻力面，基于最小費用模型提取研究區生態廊道，進而構建了天津市薊州區生態網絡。文章【基于電路理論的南京市綠色基礎設施格局優化】基于電路理論構建了南京市主城區綠色基礎設施空間格局，根據電流密度分析斑塊、廊道的重要性，并借助移動窗口搜索法識別存在的障礙點，提出了南京市綠地景觀空間格局優化的策略。文章【基于陸海統籌的海岸帶城市群生態網絡構建方法及應用】通過提取生境敏感區、重要生態功能區及自然保護區等生態斑塊的空間信息，以陸域土地利用類型和海域功能區構建阻力面，構建了閔三角地區海陸一體化的生態網絡，通過計算網絡組合度(a指數)、線點率(β指數)和網絡連接度(r指數)來評價網絡構建的完善程度。文章【京津冀城市群生態網絡構建與優化】以京津冀城市群為研究區，基于GIS確定京津冀地區的生態源地，基于最小成本路徑方法，提取了京津冀城市群地區的生態廊道，分析統計了生態廊道的空間分布特征,結合重力模型與重要生態源地連通性篩選出京津冀城市群地區重要的生態廊道，通過疊加現有國道、河流提出了生態網絡構建的方案。

五、 城市生態安全格局構建具體技術與管理對策

生態安全格局構建涉及到不同的尺度，不僅需要從宏觀尺度上探討城市發展與生態保護的協調關系，也需要從微觀尺度上探討實現安全格局的具體技術。文章【基于不同保護目標的河道內生態蓄水量分析】基于琉璃河濕地工程的特殊性，在同一工程項目中不同階段創新運用環境需水量和生態需水量兩種方法，分別計算了在截污工程完成前滿足水質安全要求的河道內環境需水量和截污工程完成后滿足以生態服務功能為目標的河道內生態需水量。文章【濕地公園鳥類棲息地營建研究】以北京房山琉璃河濕地公園為例，針對項目所在區域鳥類分布特征，通過確定目標恢復鳥種，結合項目區現場條件，圍繞目標鳥種對于棲息地水系、植被等方面的生存需求，從岸線重塑、水深設計、植物配置、生態鳥島等方面設計了鳥類棲息地修復的技術措施。文章【城市再生視野下高密度城區生態空間規劃方法】以廈門本島為研究區，基于GIS、遙感技術，利用高清遙感數據，結合實地調研、問卷調查、資料分析等數據，從既有研究梳理、綜合效益影響、城市發展訴求分析3個層面總結了屋頂綠化實施潛力的主導影響因子,結合規劃分區與建筑分類建立了屋頂綠化實施潛力的評估方法。文章【京津冀城市群區域產業協同的政策格局及評價】通過對京津冀城市群區域產業協同政策事件的系統梳理，從區域、省際和城際3個尺度解讀了產業協同政策的格局特征及其演進過程，并從新區域主義的管治視角進行了評價。文章【基于BP神經網絡的京津冀城市群可持續發展綜合評價】在綜合分析了京津冀城市群各城市功能定位的基礎上，構建了包含經濟發展、社會發展、科技創新和生態環境4個子系統的城市可持續發展評價指標體系，運用2006—2015年的數據，采用熵值法和BP神經網絡對京津冀城市群地區可持續發展能力進行了非線性測度與分類評價。

城市作為人類主導的復合生態系統，是一個依靠外部物質和能量輸入的開放性系統。城市生態安全格局構建是一個多尺度、綜合性的區域問題，不僅需要關注宏觀與微觀尺度之間的協調，也需要關注城市內部與外部區域之間的協調。隨著城市化發展和人們生活水平的提高，保障城市生態安全已經成為全社會面臨的突出問題，而解決城市生態安全問題需要社會各階層的積極參與，在政府宏觀指導下，通過技術層面實施，探討適宜各地區城市健康發展的可持續之路，盡管目前不同學者開展了大量研究和探討，但仍然存在許多問題需要深入研究，實現真正的城市生態安全依舊任重道遠。