面向城市化的土地系统脆弱性研究

快速城市化地区的生态环境问题是生态文明战略和新型城镇化战略实施过程中的重要瓶颈。本书针对快速城市化地区土地系统生态功能脆弱性凸显的现实，突出脆弱性形成的动态特性和反馈过程，建立快速城市化扰动下的“双层结构”土地系统脆弱性分析模型；引入复杂性科学的优选理论与方法——复杂网络理论，构建有向有权土地系统网络描述模型，揭示不同城市化模式和不同管理策略情景下土地系统网络在级联失效传播过程中的结构脆弱性和功能脆弱性的影响机制，为减缓土地系统脆弱性提供科学决策依据。本书可供地理学、生态学、环境科学、土地资源管理、区域发展研究等领域的研究人员以及政府有关部门工作人员的参考用书。

李湘梅，女，博士，教授，硕士研究生导师。2007年12月毕业于华中科技大学环境科学与工程学院并获博士学位，2010年10月为华中科技大学系统工程研究所博士后出站人员，2016年3月至2017年3月为美国北卡罗来纳大学教堂山分校城市与区域规划系访问学者，现为碳排放权交易湖北省协同创新中心研究员，湖北经济学院低碳经济学院教授。近年来主要从事生态系统脆弱性评估的研究。先后承担了国家自然科学基金青年项目、湖北省自然科学基金项目、中国博士后科学基金面上项目、中国博士后科学基金特别资助项目等多项重量及省部级项目。以第一作者或通讯作者在Ecological Indicators、Journal of Environmental Management、《生态学报》、《资源科学》、《环境科学学报》等国际、国内期刊上发表学术论文20余篇。

第一章 绪论
第一节 研究背景及意义
一、研究背景
二、研究意义
第二节 国内外研究进展
一、土地利用/覆盖及驱动因素研究进展
二、脆弱性研究进展
三、复杂网络研究进展
第三节 研究内容、拟解决关键问题及创新点
一、研究内容
二、拟解决关键问题
三、创新点
第四节 研究方案
一、总体思路
二、技术路线
第二章 理论基础
第一节 系统科学理论
一、系统科学发展演进
二、系统科学基本概念
三、系统科学方法论
四、土地系统论
第二节 人地系统理论
一、人地系统思想的演变
二、人地系统的内涵与特征
三、人地系统协调共生
四、生态文明建设对人地系统的指导意义
第三节 复杂网络理论
一、网络复杂性
二、复杂网络的基本概念
三、网络拓扑模型及其性质
第四节 脆弱性理论
一、脆弱性组成与核心问题
二、脆弱性与弹性、适应性及可持续性的关系
三、脆弱性概念模型
第五节 城市化相关理论
一、城市及城市化内涵
二、城市化基础理论
三、城市化发展规律
四、城市化与土地利用
五、城市化与生态环境问题
第三章 武汉市土地利用/覆盖变化及驱动因素分析
第一节 武汉市概况
一、自然环境概况
二、社会经济概况
三、战略地位与土地利用现状
第二节 研究方法与数据源
一、土地利用动态变化分析模型
二、偏最小二乘法
三、数据源
第三节 武汉市土地利用/覆盖变化动态分析
一、武汉市土地利用/覆盖变化动态特征
二、武汉市土地利用/覆盖变化动态度分析
三、武汉市土地利用/覆盖变化转移动态分析
第四节 武汉市土地利用/覆盖变化驱动因素研究
一、驱动因素数据预处理
二、偏最小二乘法参数与模型准确度分析
三、驱动因素重要性分析
四、不同土地利用类型与驱动因素关系分析
第五节 本章小结
第四章 武汉市土地系统整体脆弱性评价
第一节 土地系统“双层结构”脆弱性分析理论框架
一、基于SPRC概念模型的脆弱性形成机制
二、“双层结构”脆弱性分析理论框架
第二节 暴露-敏感-适应能力框架下的整体脆弱性评价方法
一、脆弱性评价模型
二、整体脆弱性评价指标体系
三、数据源及处理
四、整体脆弱性的可视化分析
第三节 武汉市土地系统整体脆弱性时空分异分析
一、暴露时空分异分析
二、敏感时空分异分析
三、适应能力时空分异分析
四、脆弱性时空分异分析
第四节 讨论
一、脆弱性的横向和纵向比较分析
二、进一步研究结构脆弱性和生态功能脆弱性的必要性
第五节 本章小结
第五章 快速城市化对土地系统结构脆弱性影响研究
第一节 快速城市化与土地系统脆弱性
第二节 土地系统复杂性特征分析
第三节 研究方法与数据源
一、土地系统复杂网络描述模型
二、关键土地利用类型和转换的识别方法
三、土地系统结构脆弱性分析
四、研究数据
五、软件平台
第四节 土地系统复杂网络拓扑特征
一、不同时期土地系统复杂网络拓扑结构
二、不同时期土地系统复杂网络拓扑统计特征
三、土地系统重要土地利用类型和优势转换的识别
第五节 不同城市化发展模式对土地系统结构脆弱性的影响
第六节 本章小结
第六章 快速城市化对土地系统生态功能脆弱性影响研究
第一节 存量-流量模型
一、存量与流量的概念
二、存量与流量视角下城市化进程引发生态功能退化的分析框架
第二节 研究方法与数据源
一、土地系统复杂网络构建
二、土地系统网络的级联模型
三、研究数据
第三节 土地系统生态功能脆弱性度量指标
一、攻击前后生态系统服务价值变化
二、土地系统生态负载熵
第四节 不同城市化发展模式和不同管理策略对土地系统生态功能脆弱性的影响
一、1990～2015年武汉市生态系统服务的存量和流量分析
二、不同城市化发展模式对土地系统生态功能脆弱性的影响
三、不同管理策略对土地系统生态功能脆弱性的影响
第五节 讨论
一、复杂网络分析方法在土地系统研究中的有效性
二、可持续土地资源管理的政策建议
第六节 本章小结
第七章 结论与展望
第一节 研究结论
第二节 不足与展望
参考文献