基于模拟的综合生态风险与韧性多情景评估——以珠江三角洲为例

《Sustainability》:Simulation-Based Multi-Scenario Assessment of Comprehensive Ecological Risk and Resilience: A Case Study of the Pearl River Delta

【字体: 时间:2026年09月04日 来源:Sustainability 4.1

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在气候变化背景下,对高品质城市生态安全的需求日益迫切。本研究聚焦于快速城市化与气候变化如何影响珠江三角洲的生态风险、生态韧性及土地利用功能(LUFs)的空间协同变化。研究采用系统动力学(SD)与交互网络–斑块生成土地利用模拟(intPLUS)模型,在共享社会经济路径(SSPs)情景下对土地利用进行模拟预测。生态风险通过景观生态风险指数(LERI)和栖息地退化指数(HDI)进行量化,生态韧性则采用适应性–抵抗力–恢复力框架获取,进而构建综合生态风险–韧性指数(CERRI)。生态系统服务采用生态系统服务与权衡综合评估模型(InVEST)进行评估。通过Spearman相关分析、地理加权回归(GWR)、约束线分析及极端梯度提升结合SHAP可解释方法(XGBoost-SHAP),揭示了土地利用功能格局、非线性关系与阈值效应以及驱动因素。结果表明,2023至2035年间,建设用地扩张主要以侵占耕地为代价(约4049–4157 km2),而林地和水面总体保持稳定。CERRI呈同心圆格局(2023年全域均值为0.638),外围环带安全性较高,中南部核心区则以风险为主导;在耦合权重不确定性下,采用2023年固定共同参考归一化方法,所有蒙特卡洛迭代中均以SSP245情景为最优(最优情景概率为1.000)。生态功能与生活功能(EF–LF)、生态功能与生产功能(EF–PF)以及生活功能与生产功能(LF–PF)之间保持稳定的非线性关系。海拔、经济活力和交通可达性是主要驱动因素,模型推导的断点接近低海拔、高经济活力及中等可达性的交通节点。本研究提出的CERRI框架可为生态安全监测与适应性土地利用管理提供支持,有助于气候变化下区域可持续发展。
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