粮食主产区"生产-生活-生态"功能耦合协调的人类活动影响机制研究

本文从"生产-生活-生态"(PLE)系统视角出发，运用多源数据和地理空间模型，揭示了江汉平原(JHP)生态系统功能耦合协调(CCDM)的时空演变规律。研究发现人类活动与生态系统协调度呈倒U型关系，当乡镇尺度人类活动强度阈值在0.14-0.17区间时，系统达到最优平衡状态。研究为粮食主产区可持续发展政策制定提供了科学依据。

　　

Highlight

本研究构建了基于"生产-生活-生态"(Production-Living-Ecology, PLE)功能的生态系统耦合协调评价框架，通过多源数据和地理空间模型揭示了江汉平原(JHP)生态系统功能的时空演变规律，并深入探讨了人类活动对该系统的影响机制。

Section snippets

Study area

江汉平原(JHP)位于长江中游湖北省中南部，是长江中游平原的重要组成部分。研究涵盖湖北省263个乡镇，总面积约28,100 km²，属亚热带季风气候区。地形呈现西北高、东南低的特点...

Framework overview and indicator quantification

本研究建立的PLE功能耦合协调评价框架（图2）通过分析生态系统功能的时空格局及其耦合协调关系，揭示了人类活动对生态系统协调发展的影响机制。生态系统被视为有机整体，其中生产功能（粮食供给）、生活功能（文化休闲）和生态功能（碳储存、水源涵养等）相互关联、相互作用...

Dynamics of LULC from 2000 to 2020

土地利用/覆被变化(LULC)直接影响生态系统服务和功能的变化。如图1所示，2020年JHP以耕地、水域和森林为主，占总面积约89.86%。耕地广泛分布于整个平原，水域主要集中于洪湖和汉川，森林则集中在西北和西南部...

Changes in the coupling coordination of PLE with human activities

不同于既往研究，本文提出四步分析法：首先在乡镇和网格尺度构建PLE功能评价体系；其次应用耦合协调度模型(CCDM)量化多要素相互作用；再通过空间自相关分析(LISA)揭示集聚特征；最后采用广义加性模型(GAMs)解析非线性关系。研究发现人类活动强度与生态系统协调度呈现显著的空间正相关...

Conclusion

研究显示：2000-2020年间JHP生态系统功能呈现"北高南低"的空间梯度；耦合协调度与人类活动呈倒U型曲线关系，存在明确的阈值效应。当乡镇尺度人类活动强度在0.14-0.17区间时，系统达到最优平衡状态。这些发现为粮食主产区制定差异化土地管理政策提供了重要依据。