1、城市是人類社會首選的聚居形態(tài)，在聯(lián)合國2014年頒布的《World Urbanization Prospects The2014 Revision》數(shù)據(jù)中顯示，上海的城市人口規(guī)模已經(jīng)位列全球第三，城市人口數(shù)量達2300萬，預計到2050年上海市的城市人口數(shù)量將超過3000萬。在2016年公布的上海市新一輪城市發(fā)展總體規(guī)劃《2040》中則明確指出：到2020年上海將把常住人口控制在2500萬以內(nèi)，到2040年控制在2500萬左右，這一估算

2、值遠低于聯(lián)合國報告中給出的人口總數(shù)。城市化的兩大基本特征是城市人口集聚和大量人工建造的同質(zhì)化景觀，伴隨而來的更是城市熱島效應加劇，城市空氣污染嚴重，飲用水質(zhì)下降，交通擁擠不堪，住房資源緊張，自然資源缺乏，生態(tài)系統(tǒng)服務能力降低等各種“城市病”。在發(fā)展中國家，由于城市化進程迅速，這些“城市病”顯得尤為突出，甚至困擾著城市健康發(fā)展的可持續(xù)性。城市是由社會、經(jīng)濟、自然三個系統(tǒng)互相關(guān)聯(lián)而組成的綜合體，是一個社會生態(tài)系統(tǒng)。城市景觀生態(tài)研究的基本內(nèi)容

3、包括城市空間結(jié)構(gòu)與生態(tài)過程，其研究則注重理解和改善城市化發(fā)展的可持續(xù)性，如人類活動與城市環(huán)境耦合的恢復力與可持續(xù)性?；謴土μ峁┝艘环N動態(tài)平衡思想，空間恢復力則可以整合景觀生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展研究，共同用于理解城市發(fā)展的可持續(xù)性。本研究以社會生態(tài)系統(tǒng)理論、景觀生態(tài)學理論、恢復力理論、空間恢復力概念為基礎(chǔ)，選擇上海市為研究案例，結(jié)合城市綠色基礎(chǔ)設施破碎度高，城市地表輻射效應高和城市空氣透明度低三個問題，分析城市景觀生態(tài)格局與效應，構(gòu)建恢復力評價

4、模型，甄別恢復力的特征因子，研究時相為2000，2005，2010和2015年，時間跨度共計15年。通過本實證研究達到應用恢復力與空間恢復力概念，提出城市景觀格局與生態(tài)效應研究恢復力評價模型，甄別恢復力特征因子的目的。
　　本研究分為三個部分：⑴設定表征城市復雜系統(tǒng)的自然、社會、經(jīng)濟三個系統(tǒng)中的20個指標為分析對象。這些指標具體包括：綠色基礎(chǔ)設施破碎度，地表輻射溫度，地表反射率，增強型植被生長指數(shù)，植被凈光合作用，5個自然要素指標

5、；能源終端消費量，生活能源消費，環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)，城市垃圾產(chǎn)生量，4個環(huán)境統(tǒng)計值；年末常住人口，年末戶籍人口，人口密度，外來流動人口數(shù)量，城鎮(zhèn)人均住房面積，個人民用車輛擁有量，6個社會情況統(tǒng)計值；年環(huán)保資金投入，能源消費彈性系數(shù)，電力消費彈性系數(shù)，人均可支配收入，人均消費支出，5個經(jīng)濟統(tǒng)計值。其中5個自然要素指標數(shù)據(jù)從遙感數(shù)據(jù)中獲取，其余15個指標數(shù)據(jù)來自于各年上海市統(tǒng)計局公布的上海市統(tǒng)計年鑒。⑵分析城市綠色基礎(chǔ)設施空間格局，評價城

6、市景觀生態(tài)效應。通過Landsat數(shù)據(jù)獲取四年綠色基礎(chǔ)設施空間分布，共4個數(shù)據(jù)集。利用MODIS產(chǎn)品，獲取地表輻射溫度，地表反射率，增強型植被生長指數(shù)，植被凈光合作用同年際四個季節(jié)數(shù)據(jù)，共64個數(shù)據(jù)集。通過分析綠色基礎(chǔ)設施空間形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，得出上海市15年來城市發(fā)展重心結(jié)構(gòu)演變。利用空間自相關(guān)Moran’I指數(shù)分析城市景觀格局與城市景觀生態(tài)效應68個數(shù)據(jù)集之間的相關(guān)度，得到自然要素指標之間的Moran’I平均值達0.82。⑶整合20個指

7、標構(gòu)建恢復力評價模型，分析城市恢復力特征因子。根據(jù)空間恢復力概念中提出的系統(tǒng)內(nèi)外部指標，以及“恢復力聯(lián)盟”對于社會生態(tài)系統(tǒng)恢復力評估框架中所采集的指標，結(jié)合本研究構(gòu)建城市景觀格局與生態(tài)效應的恢復力評價框架。按照相關(guān)性分析結(jié)果，將本研究中涉及的20個指標，分別對應為利益相關(guān)者、生態(tài)系統(tǒng)服務補償、外部要素、內(nèi)部刺激型要素和內(nèi)部穩(wěn)定型要素等要素。據(jù)此，進行兩兩相對的空間回歸分析，從時間和空間兩個層面討論R2的數(shù)值變化，篩選影響上海市景觀格局與

8、效應的恢復力指標是地表透水下墊面結(jié)構(gòu)與人口密度。
　　本研究表明：①2010年以后上海的城市擴張進入一個新的快速發(fā)展階段，并呈現(xiàn)為市中心綠色基礎(chǔ)設施得以改善，郊區(qū)城市化發(fā)展為軸向蔓延的特征。中心城區(qū)的綠色基礎(chǔ)設施在逐步提升，但是由于綠色基礎(chǔ)設施總體面積比例并不大，尚起不到明顯的環(huán)境改善作用。郊區(qū)（縣）的城市化擴張是從2010年以后迅速發(fā)展起來的，郊區(qū)與中心城區(qū)銜接過渡穩(wěn)定，沒有跳躍式發(fā)展。城市化擴張為軸向蔓延，并形成了“川”字型城

9、市發(fā)展結(jié)構(gòu)，城市的東北方向發(fā)展優(yōu)于西南方向，主要由于東北方向與陸地相連緊密，便于系統(tǒng)內(nèi)部和外部的物質(zhì)能量交換。②景觀格局與生態(tài)效應因子之間的關(guān)聯(lián)與制約作用顯著。地表輻射溫度、空氣透明度、植被指數(shù)、植被凈光合作用以及綠色基礎(chǔ)設施結(jié)構(gòu)，互相制約，互相影響，Moran’I平均值為0.82。這表明城市綠色基礎(chǔ)設施破碎度越高，相對促進城市熱輻射效應，并進一步降低地表反射率。地表輻射溫度與地表反射率之間較好的相關(guān)性驗證了城市的空氣污染加劇有一部分原

10、因是來自地表輻射溫度產(chǎn)生的效應；而同時產(chǎn)生的反饋結(jié)果是空氣透明度變差后加劇地表輻射溫度的升高。③復雜系統(tǒng)具有較好的抵抗外界刺激的能力，促使系統(tǒng)變化的主要因素來自于穩(wěn)定型指標的數(shù)量累積。刺激型指標生態(tài)子系統(tǒng)中的空氣透明度和社會子系統(tǒng)中的外來流動人口，與系統(tǒng)中其他指標之間的相關(guān)性不顯著，對復雜系統(tǒng)的作用并不明顯。復雜系統(tǒng)的自適應能力強，刺激型指標雖然在短時對系統(tǒng)產(chǎn)生了作用，但是這種影響的表現(xiàn)并不持續(xù)，因此，復雜系統(tǒng)可以對抗刺激型指標的作用。

11、從綠色基礎(chǔ)設施的形態(tài)變化與社會生活生產(chǎn)方式變化的相關(guān)性很高可以看出，穩(wěn)定型指標是引起復雜系統(tǒng)變化的重要因素，穩(wěn)定變化的指標具有一定的強度和時效性，系統(tǒng)會通過調(diào)整去適應這些指標，作出相應的反應。④內(nèi)外部要素的共同作用影響復雜系統(tǒng)的恢復力。從分析來看外部要素對系統(tǒng)的影響并不顯著，但卻不能忽略系統(tǒng)內(nèi)外部要素的共同作用結(jié)果。外部要素指標，如地表輻射溫度和環(huán)保資金投入額，都表現(xiàn)出與綠色基礎(chǔ)設施形態(tài)結(jié)構(gòu)的相關(guān)度高，而綠色基礎(chǔ)設施形態(tài)結(jié)構(gòu)變化與社會經(jīng)