认识自然地理学的发展态势, 有助于把握学术前沿。当代自然地理学不仅研究组成自然环境的各个要素及其相互作用, 研究空间过程和区域差异, 也研究随时间进程而发生的各种过程及其中的各种关系, 将一定时间或空间尺度上获得的结果推演到其他尺度, 将自然地理学的研究成果应用于解决实际的资源、环境管理问题。国际自然地理学的新领域可以概括为自然地理系统、自然地理过程、景观与环境变化、人类活动与环境变化、全球自然地理学和文化自然地理学。中国现代自然地理学源于本土地理学并受欧美地理学和俄罗斯地理学的影响, 在满足国家和社会需求方面表现突出, 但在学术思想、理论和方法方面, 独立的建树和自主创新尚待加强。我国自然地理学未来发展趋势是走向更加综合、站在全球变化的高度、走向更深入地揭示关键过程及其动态变化的机理机制、更加重视高新技术的运用、更加密切地为实现区域可持续发展服务, 并需要加强科学思维、科学方法和科学工具的研究和创新。
气候变化研究已取得重要进展,但很多研究结果存在不确定性。本文选择对气候变化研究有重要意义但已有的研究结果存在不确定性的几个方面进行综述,包括过去两千年气候变化的状况(中世纪暖期和小冰期是否存在、20世纪温暖程度是否为过去千年最大、20世纪增温趋势是否停止)、温室效应(对温室效应机理的不同认识、温室气体排放与气温变化的关系、水汽对温室效应及增温的贡献)、气候模式模拟(模拟与实测结果的比较、模式本身的缺陷)以及2℃阈值(来源及其物理意义、对2℃阈值的不同认识)等问题。气候系统变化的复杂性决定了人类对气候变化问题的认识产生分歧和争议在所难免,当前人类对气候变化的诸多研究结论并非是最终定论,很多问题有待进一步研究;进而对未来一段时期深入开展气候变化研究需要重点关注的5个领域及其主要科学问题进行了探讨。
宁蒙陕甘沿黄地区位于我国西部生态脆弱、经济欠发达边缘地区,经济发展与生态环境建设双重任务艰巨。从宁蒙陕甘沿黄地区区情现状入手,分析了该区域发展生态经济的必要性与基础条件,提出了宁蒙陕甘沿黄生态经济带建设战略构想及相应保障措施。其中,生态产业带建设是关键,重点从培育国家级生态能源基地、高效生态农牧基地和西北生态旅游胜地等角度构建以生态产业为主体的高效生态经济体系,推动区域生态-经济整体协调发展,对于实现我国经济增长中心由东部向中西部转移与统筹区域协调发展具有重大战略意义。
从城市生态系统健康的内涵出发,选择系统活力、组织力、恢复力、生态服务功能和人群健康状况构建城市健康评价指标体系,并运用模糊数学评价的方法对2000~2008年西宁市城市生态系统健康状况进行评价分析。结果表明:2000~2008年西宁市城市生态系统健康状况总体处于病态水平,但逐年趋向于健康方向发展,人均GDP、城市人口密度、人均绿地面积、生活污水处理率、高等学历数和恩格尔系数是胁迫西宁市城市生态健康的主要因子;预测未来3年西宁市病态和不健康的隶属度将呈下降趋势,而健康和很健康的隶属度将呈上升趋势,西宁市城市生态健康状态将达到亚健康水平。
为了探讨植被恢复对喀斯特土壤生化特性的影响,对云南石林景区植被恢复演替下土壤养分、微生物群落结构及活性进行了比较研究。结果表明,相对于裸露地,植被恢复显著地提高了土壤养分、微生物量碳、微生物活性、微生物商、细菌种丰富度及基因多样性;相对于对照原始林,植被恢复演替下土壤总有机碳、总氮、微生物量碳、基础呼吸和诱导呼吸的恢复程度分别为32%~83%、36%~70%、54%~89%、58%~82%和35%~51%;对照林与植被恢复演替下土壤细菌群落结构之间的相似性遵循如下趋势:裸露地<(稀)草地<灌丛。总体上,自然恢复方式(草地和灌丛)提高土壤质量效果优于人工恢复方式(柏树林);从裸露地到稀草地恢复过程中,土壤质量提高尤为迅速,为退化喀斯特土壤生态系统进一步恢复改善了条件。
棉花滴灌专用肥是基于绿洲干旱区域滴灌施肥和棉花需肥特点研发的新型复合肥。通过田间试验,对比研究了滴灌专用肥与常规肥的不同养分在土壤中的运移特点及滴灌棉花的养分利用率。结果表明:在膜下滴施条件下,滴灌专用肥的氮、磷、钾养分在土壤中的移动性强于常规肥,养分在土层中的分布与棉花根系分布特点吻合度好,促进了棉花根系养分吸收,提高了养分利用率;棉花滴灌专用肥氮、磷、钾的生理利用效率较常规肥分别提高了3.62%、4.18%和1.45%,农学利用率较常规肥分别提高了29.37%、29.2%和29.38%;在等养分条件下,滴施专用肥增产籽棉6.9%。
辽宁省是我国严重缺水地区,水资源问题已经成为辽宁老工业基地振兴的瓶颈因素。通过构建产业用水变化的全要素分解模型,测度了1994~2007年辽宁省产业用水变化驱动的经济增长效应、产业结构效应与用水强度效应,计算了各种效应对用水变化的贡献率,并对各种效应进行了时间分异分析;运用全要素分解模型测度了1994~2007年辽宁省14个地级市产业用水变化驱动的三种效应,结合ISODATA聚类模型对各种效应进行空间聚类,进而对各种效应进行空间分异分析。研究结果表明,辽宁省产业用水变化是由经济增长的稳定作用、结构变动的冲击作用和技术进步的动力作用共同决定的。该结论对于正确理解辽宁省产业用水变化与经济发展之间的关系具有一定的参考价值。
为探究我国不同区域虚拟水研究和实践的发展方向,以国内31个省级行政区为研究单元,运用指标体系评价方法和列联表互斥的矩阵分类方法进行了我国虚拟水战略区划研究。结果表明:①依据水资源禀赋指数可以将全国划分为虚拟水输出地域、虚拟水输入地域和虚拟水平衡地域3个一级区划单元;其中,虚拟水输出地域的发展方向是提高水密集型工农业产品的商品率,虚拟水输入地域则应着手准备缩减水密集型产业,而虚拟水平衡地域则不宜进行大规模的虚拟水战略实践。②依据农产品贸易指数和非农水资源需求压力指数,将全国细分为典型输入(出)区、内部优化区、成长输入(出)区、复合型区、潜在输入(出)区和现实输入(出)区共12个二级区划单元,并指出了各二级区的产业发展方向。
以潮白河为研究区域,探讨了与模型参数及模型模拟性能有关的多参数灵敏度及不确定性分析方法(Multi-Parameter Sensitivity and Uncertainty Analysis, MPSUA)。基于Monte Carlo模拟的多参数灵敏度分析,可以评价模型中多个参数的相对重要性。GLUE不确定性分析则能对模型性能进行量化评估。实例研究表明,通过MPSUA方法,可以减少优化参数的个数。而且,在没有对模型进行参数优化之前,基于MPSUA就可以确定模型的模拟精度。例如同样的模型在潮河可以获得比在白河更高的模拟精度。这种同一模型在不同流域所体现的差异性,一方面是源于模型结构本身的不完善,另一方面则与用于建模的数据误差有关。SCE-UA参数优化结果与MPSUA结果几乎一致,说明本文的参数灵敏度与模型总体性能评估方法比较合理。
面积高度积分作为揭示区域构造相对活动性的指标,其面积依赖和空间分布两大特性会影响到它对构造活动的解释。以北天山10条河流流域作为研究区域,研究表明,在不同集流面积阈值下,天山北麓流域次集水盆地的平均面积高度积分与平均面积、平均高差都具有负相关关系。受北天山褶皱逆断裂构造带的影响,流域面积高度积分值的分布与构造带走向相一致,上游山地型次集水盆地面积高度积分值大于中游山麓丘陵型次集水盆地面积高度积分,揭示了面积高度积分存在空间分布依赖的特性。在大小不同观测尺度下,构造活动和基岩岩性差异对面积高度积分有着不同的影响。在玛纳斯河流域中,以不同集流阈值提取的不同面积大小的次集水盆地与各年代地层以及活动构造做GIS叠加分析,可以发现当集流阈值小于9km2时,面积高度积分值受到岩性与构造的双重影响,而当集流阈值大于20km2时,面积高度积分值主要反映构造活动的影响。
借助RS和GIS技术提取内蒙古多伦县不同时期和不同程度沙漠化土地的空间分布信息,运用分形理论的原理与方法,通过计算斑块周长—面积关系、分维数和稳定性等指数,揭示了不同沙漠化土地类型相互转化的内在机制。结果表明:内蒙古多伦县各时段的土地沙漠化类型具有分形结构,不同沙漠化土地的平均分维数在1.3988~1.5635之间,接近于随机运动值,有潜在的流动趋势。在轻度沙漠化土地、中度沙漠化土地、重度沙漠化土地和严重沙漠化土地等4种类型中,轻度沙漠化土地的分维数在所分析类型中总体上呈波浪式增加,说明其空间结构越来越复杂,稳定性趋于减弱,而重度沙漠化土地空间结构从1987年以来稳定性逐渐变好,且稳定性相对较高。通过对区域沙漠化土地空间结构分析,可以为政府治理沙漠化土地提供支持。
随着海峡两岸联系的不断加强,入境台胞游客市场对中国大陆入境旅游市场的影响与日俱增,因此对入境台胞游客市场的研究具有重要意义。收集1988~2008年相关数据,采用地理分析手段和GIS技术方法对中国大陆入境台胞游客数量年内、年际分布和空间格局变化及其原因进行分析。结果表明,中国大陆入境台胞游客数量发展呈波浪形递增趋势,旅游发展符合一般的经济发展周期,年内变化幅度总体较小,高峰(旺季)主要是在2月、4月、7月、10月,形成明显的"双M"形曲线。空间分布东部高、西部低,呈"W"形,并有向"U"形转变的趋势,而且游客数量地理集中程度呈现不断提高、省际差异逐步扩大,并向东部进一步集中的趋势。
地理环境往往会对宗教的扩散和分布产生重要影响。扩散是宗教地理研究关注的一个重要方面,而对具体宗教扩散模式的研究在国内尚属薄弱。对基督教新教自19世纪初传入广东后的空间扩散形态进行分析,发现存在着多种扩散模式。其中,点轴式迁移扩散最为普遍,但中间障碍的存在常常使发展轴线发生变换;等级扩散呈现出按照人口分布规模、交通地重要性和行政等级的特征;传染扩散模式随着媒介的变化而不断演进;依托海岛的跳板式扩散则是沿海地区基督教扩散的特殊形式。这些模式虽是从经典文化扩散模式演化而来,但在具体特征上已有显著变化。研究试图对传统的文化扩散模式进行重新解读,并为"腹地－口岸－市场"的文化扩散理论提供成熟案例。
借鉴生态学原理,视区域产业部门为种群,产业结构为群落,提出区域产业生态的概念体系;借鉴生态位方法,构建基于区域的市场生态位和基于区位的空间生态位,揭示区域不同产业种群之间及其与环境之间的相互作用和空间分布;据此,对武汉城市圈的产业生态演化与优化进行了系统分析。结果表明:区域产业生态演化经历了形成、强化、退化和调整4个阶段。"十一五"期间,钢铁、石油等传统重化型行业市场生态位偏大,汽车、光电子等先进制造业偏小;空间生态位总体较为平均,黄冈、孝感和咸宁等周边城市初步形成适宜多种制造业发展的空间基础。建设区域创新环境、培育区域创新文化,有助于区域产业发展的生态转型;构建复合集群网络、发展区域特色产业,有利于区域产业发展的空间优化。
优化、高效的城市产业结构是城市经济社会全面发展的必备条件。本文基于数据包络分析模型构建包括10个投入指标、4个产出指标的城市产业结构优化纵向测度指标体系,基于因子分析模型构建由1个目标层、4个标准层和16个指标层构成的城市产业结构优化横向诊断指标体系,并以北京市为例进行实证分析,旨在为城市产业结构优化升级、经济发展方式转变提供科学指导。研究表明:①改革开放30年来,北京市产业结构优化程度一直处于较高水平,仅1991、2004年出现资源过度投入而规模收益递减现象,1987、1995、1996年出现资源有效利用不足而规模收益递增现象;②产业效率、产业效益、产业科技、产业优势是影响北京市各区县产业结构优化程度的主要因子;③由于产业效率水平高且对产业结构优化的贡献大,北京市中心城区和近郊区的整体产业结构优化程度明显高于远郊区县;④北京市各区县在产业效率、产业效益、产业科技、产业优势等分项指标各具优劣,应通过差异化发展促进各区县乃至城市的产业结构优化升级。
基于家庭的购物行为决策的概念模型,利用2007年北京市活动日志调查的第一手数据,建立购物出发时间决策和购物目的地决策的条件Logit模型,并探讨其在相关政策评估和预测上的应用。结果发现:家庭内部相互作用和决策层面要素对购物时、空间决策的影响比较显著;早晚高峰出行的人群具有不同的社会经济属性和购物行为属性;居民休息日的购物活动集中在离家6km以内或者高密度的商业中心;影响购物目的地选择的因素更多是购物地距离,而非商业密度。通过模拟发现,土地混合利用的政策可能会增加高峰期的交通拥挤程度,而商业设施分散布局可能更有利于城市交通状况的改善和居民日常生活质量的提升。
地理学第一定律是空间自相关统计学的核心和基石,传统的空间自相关以邻接性或空间距离函数确定空间权重矩阵。但随着快速交通网络变得具有渗透性,空间距离内涵已发生质的变化,"接近"概念有必要从"空间接近"拓展为"时空接近"。基于这一新的内涵,提出"时空接近"空间自相关概念并构建相应计算模型,结合表征时间距离的可达性指标将该模型应用于长三角区域经济差异分析。通过计算全局Moran's I和局域Moran's I,结果表明:在全局空间自相关指标上,"时空接近"空间自相关能更好地揭示地理事物间的关联动态变化。在局域空间自相关指标上,当时间距离截取在合理范围时,邻接性表现出较强的稳健性,但"时空接近"与传统"空间接近"的空间相关性存在较大差异,两者结合能更客观揭示地理事物空间关联的现象和本质。
采用实地走访调研以及座谈等方式对东北地区煤炭城市的脆弱性状况进行定性的诊断,利用东北地区煤炭城市2000年和2005年统计数据进行脆弱性的定量分析。研究表明:①自然系统的脆弱性表现在先天的不稳定和敏感性、水资源破坏、大气污染、土地和森林资源的破坏、固体废弃物的堆积等方面;②经济系统的脆弱性表现在资源储量、产业结构、企业生产能力、技术创新等方面;③社会系统的脆弱性表现在产业结构单一造成的就业结构和劳动技能的缺乏,以及再就业的难度大;④对东北地区煤炭城市的脆弱性进行类型分异,2000年,研究区域除鹤岗市较低脆弱之外,其余城市均属于中度脆弱区;2005年,研究区域均转变为中度脆弱区;⑤总结出东北地区煤炭城市可持续发展的四种模式,即综合型发展模式、期待型培育模式、接续型发展模式和创建和谐社会模式。
采用贫穷增长曲线方法,研究了中国的区域经济增长规律。根据中国1994~2006年地级市的人口和GDP数据,总体来看,随着经济增长,中国地区差距呈扩大趋势,但区域平均GDP增长率越高,地区差距拉大的趋势就越小。1998~2000年,受亚洲金融危机影响,中国呈现贫困化经济增长,GDP增长率最低,地区差距急剧扩大;2003~2004年是亚洲金融危机后中国平均GDP增长率最高的年份,基本符合减贫经济增长,地区差距缩小;其余年份基本符合涓滴经济增长,即随着经济增长,虽然绝对贫穷得到了缓解,但贫困地区人口的收入份额降低,地区差距扩大。针对这种情况,提出了中国经济增长的区域管治是必要的。
