李双双
, 杨赛霓, 刘宪锋
LI Shuangshuang, YANG Saini, LIU Xianfeng
通讯作者:
收稿日期: 2017-03-1
修回日期: 2017-06-3
网络出版日期: 2017-08-10
版权声明: 2017 《地理研究》编辑部 《地理研究》编辑部
基金资助:
作者简介:
作者简介：李双双（1988- ）,男,陕西潼关人,博士,主要研究方向为全球变化与区域灾害防治。E-mail: lss40609010@126.com
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摘要
干旱和热浪耦合是典型的多灾种事件,全球气候变暖增加了干旱和热浪耦合的风险。选取京津冀地区作为研究对象,以复杂网络理论为基础,构建干旱热浪时空耦合网络模型,拓展派系模型时空聚类方法,分析年代尺度上干旱和热浪时空聚类特征。结果表明：近55年京津冀地区干旱热浪耦合存在空间差异性,形成4个规律相异的时空耦合形态,即密集分布型（张家口—怀来—遵化,石家庄—邢台）、前期集中型（北部燕山地区）、后期集中型（太行山地区）、稀疏分布型（东部沿海区）。同时,干旱热浪空间耦合中心具有明显的迁移规律,以20世纪80年代为界,前期耦合中心分布偏北,位于北部燕山地区,后期则向南迁移,分布于南部太行山区。以时空数据为基础,提出面向非过程的多灾种时空网络构建方法,不仅是多灾种研究方法的探索,也是地理时空数据一体化研究的尝试,以期为多灾种时空耦合方法体系完善提供新的思路。
关键词：
Abstract
Concurrent occurrence of heat waves and droughts is a typical multi-hazard event. Global warming is leading to an increased risk of concurrent and compound extremes. In this study, we evaluated the changes in the pattern of concurrent drought and heat wave events in the Beijing-Tianjin-Hebei metropolitan region, China from 1960 to 2014. In addition, we used spatial-temporal data as a breakthrough point to examine the spatiotemporal clustering in concurrent heat wave and drought events by using bipartite networks. According to our results, based on the variations in heat waves and droughts trends, three distinct phases were identified: the first phase (1960s-1970s), a relatively wet phase when heat waves continually decreased; the second phase (1980s-1990s), when the climate conditions changed from a drought like period to a pluvial period, and the heat waves increased; the third phase (1999-2014), when little precipitation was observed and the heat waves showed a decreasing trend. The correlation between heat waves and droughts was found to increase substantially between 1960 and 2014. Moreover, the concurrence of heat waves and droughts showed a significant pattern of spatiotemporal variation; before 1984, the concurrence of heat waves and droughts increased in the surrounding regions and the north of Yanshan Mountains; after 1984, high concurrence between heat waves and droughts was mainly observed in the south of Taihang Mountains. The research methodology used in this study can not only serve as the basis for research on multi-hazards, but also contribute to geographic spatiotemporal data modeling. Most importantly, the method based on the spatiotemporal network for multi-hazards makes up for the deficiencies of traditional methods in terms of utilization of spatiotemporal data.
Keywords：
2010年在西雅图召开的美国地理学年会（AAG）,“地理学与地理信息科学的时空一体化”专题研讨会备受关注[1]。2016年,第17届国际空间数据处理大会中,也将时空数据模型设为重要的会议专题。综合时空耦合因素,揭示地理要素的时空格局、过程演变以及机理规律,是经典“时间域或空间域聚类”向“时空一体化聚类”转化的内在需求,也是地理思维方式发展的必然结果[2-4]。
前期研究中,李双双等构建了2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害致灾网络,再认识低温雨雪叠加的综合致灾过程[5]。经过不断反思和总结,发现2008年中国南方低温雨雪网络构建的实质为：面向过程的多灾种研究。在多灾种时空耦合网络中,致灾过程明确,不可更改致灾因子类型（低温和雨雪）,不可拓展致灾时间（2008年1日25日-2月6日）,不可设定致灾因子的组合类型,或者引入新的致灾因子。但是,在实际多灾种研究中,常常需要分析不同致灾因子时空耦合特征,调控多灾种组合形式,比如干旱和热浪组合,正向放大致灾效应;干旱和暴雨组合,负向缩小致灾效应等。在此类研究中,常常不考虑某次灾害的具体致灾过程,研究视角相对宏观,核心思想为抽象的灾害叠加关系,研究实质为面向非过程的多灾种研究。在研究方法上,2008年中国南方低温雨雪时空耦合网络,使用时空聚类方法为核心—边缘模型,模型构建策略为核心—边缘区差异最大,识别空间维度和时间维度仅有两个组合关系,在一定程度忽略了其他时空聚类信息。因此,利用复杂网络理论,构建面向非过程的多灾种时空耦合规则,拓展时空聚类方法,是当前多灾种时空聚类研究的新方向。
基于上述考虑,本研究梳理出一个新的多灾种研究视角,即面向非过程和过程的多灾种研究,两者具有不同的研究对象、模型策略和实践需求。具体表现为：① 面向非过程的多灾种研究,不考虑具体致灾因子过程,研究视角相对宏观,核心思想为抽象的多灾种叠加关系。代表研究方法有：灾害矩阵法和综合制图法,针对多灾种时空耦合关系、多灾种综合制图、自然灾害综合区划等现象性研究。在已有研究中,基于中国2265个县级单元致灾因子数据库绘制中国自然致灾因子多度图[6],全球台风灾害链分类与区域特征分析[7],基于多灾种的长白山地区生态安全评价[8],为典型的面向非过程的多灾种研究。② 面向过程的多灾种研究,研究视角相对微观,核心思想为具体的多灾种事件,不可人为定义或更改多灾种致灾过程;强调多种灾害相互作用关系。代表研究方法有：贝叶斯网络、复杂网络等;针对多灾种触发关系、灾情累积放大效应等过程性研究。已有研究中,对比中国汶川“5
在RCP 8.5气候情景下,21个高分辨率全球气候模式和A2r社会经济发展情景模拟发现,未来不同阶段京津冀地区均是极端高温事件的高风险地区[11]。与此同时,日益严重的干旱灾害形势,使得京津冀地区水资源短缺形势变得更加严峻[12-14]。干旱和热浪耦合会放大致灾因子强度,全球变暖加剧了干旱和热浪的耦合风险,对经济、生态、公共健康等领域产生重要影响[15-19]。在耦合致灾机理上,干旱和热浪均为渐发型灾害,在年代变化上存在平静期和活跃期。当干旱和热浪同为活跃期时,两者在时间上叠加,放大致灾因子的强度;当干旱和热浪同为平静期或非同步变化,两者叠加效应则相对较弱。可以看出,不同区域干旱和热浪响应存在差异,识别干旱和热浪群聚群发特征,对因地制宜制定风险防范措施具有重要的现实意义。
基于此,选取京津冀地区作为研究对象,分析1960-2014年区域热浪和干旱变化特征;以复杂网络理论为基础,构建京津冀地区干旱热浪时空耦合网络,提出面向非过程的多灾种时空网络方法,以期为多灾种时空方法体系完善提供新的思路。
京津冀地区于华北平原北部,地势西北高、东南低,西部为太行山,北部为燕山山脉,东南为华北平原北端,东临渤海。气候为温带半湿润半干旱大陆性气候,降水量自东南向西北递减[20]。在京津冀地区,农业、工业、社会与水资源矛盾长期存在,地下水过渡开采,形成了山前平原串珠状地下水降落漏斗和大面积的深层地下水复合漏斗[21,22]。气候干旱化和不合理的地下水资源利用方式叠加,势必会加剧区域水资源供需矛盾,对区域农业、社会、经济可持续发展带来严重威胁。20世纪90年代由于经济快速发展,区域逐渐形成一条环绕京津的“经济断崖带”,也称“环京津贫困带”,经济的失衡发展也增加了应对和适应极端气候变化的脆弱性[23]。为了更好地分析热浪干旱耦合的空间特征,结合地貌特征和气候区划,将京津冀及周边地区划分为4个子区：① 东部沿海区;② 中部平原区;③ 北部山地区;④ 周边山地区（图1）。
图1 京津冀地区概况及气象站点分布
Fig. 1 Study region and the distribution of meteorological stations in the Beijing-Tianjin-Hebei region
综合考虑气象资料的连续性、时间序列的稳定性,选取京津冀及周边地区35个分布均匀的气象站点1960-2014年逐日最高温、相对湿度和降水作为数据基础,构建干旱热浪时空耦合网络模型。气象数据均经过严格的质量检查和控制。其中,最高温数据来自中国科学院大气物理研究所提供的全国CHTM 3.0均一化数据集;与最高温相比,降水和相对湿度均一化存在不确定性。采用原始数据,两者数据均来源于中国气象数据网。
2.3.1 标准化降水指数和热浪指数 选取标准化降水指数（SPI）作为干旱指标,具体计算方法参照《气象干旱等级GB/T20481-2006》国家标准。选取时间尺度为12个月,以年末12月SPI值作为全年干旱状况的衡量值。
热浪被认为是持续性异常高温（或高温高湿）的天气事件[24]。热浪指数计算方法主要参照《高温热浪等级GB/T29457-2012》国家标准,模型构建逻辑为：热浪指数=炎热程度+炎热累积效应[25,26]。
2.3.2 干旱热浪时空耦合网络 将京津冀地区干旱和热浪时空变化过程抽象为：点集（V）、边集（E）和边权集（W）组成的网络G={V,E,W},具体思路如下：
（1）节点的形成。京津冀地区干旱和热浪耦合网络节点V共有两部分构成：一是干旱和热浪耦合过程,代表时间演化特征;一是承灾体,即京津冀地区城市单元（图2）。① 在时间维度上,以21a滑动相关为方法基础,数据为1960-2014年京津冀都市圈及周边地区34个气象站点逐年SPI和热浪频次,关注年代尺度上,干旱和热浪时空耦合变化特征。由于21a滑动相关,形成35个时间节点,即N1={V1,V2,
图2 京津冀地区干旱和热浪耦合复杂网络二分图模型
Fig. 2 Network modeling in concurrent heat wave and droughts in the Beijing-Tianjin-Hebei region
（2）连边的形成。二分网络由两类节点以及两类节点之间的连边组成,同类节点之间不存在连边关系[5]。构建京津冀地区热浪和干旱耦合网络时,逻辑框架为：① 不同阶段灾害事件,可以关联不同区域;② 同一个区域可以被多次灾害事件关联;③ 在同一个时期内,灾害事件不同阶段与承灾体构成复杂网络;④ 不同阶段复杂网络,可以反映灾害事件演化过程;⑤ 干旱和热浪相互耦合,可以反映多种灾害事件叠加效应。
为了说明时间节点赋值和命名规则,绘制干旱热浪耦合显著性变化示意图（图3）。其中,灰色节点为干旱热浪耦合活跃期（1960-1980年）,白色节点为干旱热浪耦合低谷期（1981-2001年）。节点赋值过程如下：① 当干旱热浪耦合为活跃期,21年相关系数R1970为0.94,干旱热浪变化显著相关,1970年节点赋值为1;② 当1981年低谷期噪音信息引入,1961-1981年干旱热浪21年相关系数降低为0.90。由于噪音较少,干旱热浪耦合依然显著,1971年节点赋值依然为1;③ 当1981-1999年低谷期噪音信息引入,1980-2000年干旱热浪21年相关系数大幅下降为0.26,干旱热浪耦合不显著,此时1991年节点赋值为0;④ 依次计算35个空间节点近55年滑动相关系数,形成一个35×35二维时空矩阵,为构建干旱热浪时空耦合网络提供数据基础。
图3 干旱热浪21年滑动相关关系变化示意图
Fig. 3 The variation diagrams of 21-year sliding correlation coefficient between heat wave and droughts
（3）二分图矩阵表达。边集E由干旱和热浪耦合关系的边组成。如果气象站点Pj在时刻Ti,干旱和热浪耦合相关系数通过0.05显著水平检验,则它们之间有1条由Ti节点向气象站点Pj连接的有向边eij,记为aij=1;反之,如果气象站点Pj在时刻Ti干旱和热浪耦合关系未通过0.05显著水平检验,则有向边eij不存在,记为aij=0,其中,i,j∈{1,2,…,N};由aij值构成京津冀地区干旱和热浪耦合网络G的邻接矩阵A={aij},矩阵维度为N×N。利用Netdraw软件,对干旱和热浪耦合网络的邻接矩阵进行可视化,采用中心度对时空节点进行简单聚类（图4）。
图4 京津冀地区干旱热浪时空耦合的二分网络
Fig. 4 Bipartite networks of heat wave and droughts in the Beijing-Tianjin-Hebei region
京津冀地区干旱热浪时空耦合二分网络中,存在时间节点中心度和空间节点中心度。其中,① 时间节点中心度,指时间节点内干旱热浪显著相关空间单元数。当时间节点中心度越大,说明此时段内,区域干旱热浪耦合影响范围越广;② 空间节点中心度,指研究时段内空间单元干旱热浪显著耦合的频次。空间节点中心度越大,说明此空间单元干旱热浪耦合频率较高。例如,怀来空间节点中心度为34,表示1960-2014年有33个时段干旱热浪显著相关,是干旱热浪耦合的易发区;1973年时间节点中心度为22,表示1963-1983年有22个空间单元干旱热浪耦合显著相关,是干旱热浪耦合影响范围最广的时期。
2.3.3 时空聚类分析方法 派系模型与核心—边缘结构模型是常见的网络分析方法,建模目标均为识别耦合网络聚类特征,但是两者的建模思想和算法存在差异[27]。主要表现为：① 派系模型是根据时空关系耦合强弱,对网络节点进行完备且互斥分组,使得群体内部关系紧密,群体之间联系较少;② 核心—边缘结构则是时空二维分区,使核心区与边缘区差异最大。
为了表述两种时空聚类模型的信息矩阵差异,构建一个8×8时空信息矩阵,分别形成8个时间单元和8个空间单元（图5）。在核心—边缘结构模型中,假设干旱热浪耦合事件发生于灾害中期（t3,t4,t5和t6）,空间上集中在1个区域（S1,S4,S5和S8）;在派系模型中,假设干旱热浪耦合事件发生前后两个时期（t1-t4和t5-t8）,空间上集中在两个区域（左上角和右下角）。
图5 不同聚类模型下多灾种时空聚类结果对比
Fig. 5 The spatiotemporal clustering process of multi-hazard between core-periphery and factional model
时空聚类结果表明,无论是派系模型,还是核心—边缘结构模型,在聚类前时空信息矩阵均相对零散;时空聚类后时空信息矩阵均呈现规律分布,这也是多灾种时空聚类的方法意义所在,在纷繁复杂的现象中,发现有序的时空规律。从图5a和图5b可以看出,核心区与边缘区干旱热浪耦合事件存在明显差异,并且核心—边缘模型有效识别出多灾种事件发生时期和空间集聚区域;同理,派系模型也有效地识别出干旱热浪耦合事件前后集中发生和空间跨区迁移的特征（图5c、图5d）。需要强调的是,在相对简单的2维时空信息中,核心—边缘结构模型可以有效识别群聚群发区域。但是,当时空聚类信息多维化和复杂化,派系模型的优势就体现得更加明显。
在上述时空信息矩阵中,由于人为控制,时空聚类结果为一种理想状态。在实际的多灾种时空耦合网络中,聚类结果常常存在复杂性和随机性,可能出现无法识别时空聚类单元的情况。
1960-2014年京津冀地区干旱和热浪变化并未呈现显著的线性增加趋势,而是一种平稳性波动,线性拟合趋势均未通过0.05水平显著性检验（图6）。
图6 1960-2014年京津冀地区热浪和干旱年代变化特征
Fig. 6 Variations of heat waves and droughts in the Beijing-Tianjin-Hebei region in 1960-2014
在热浪变化方面,近55年京津冀地区热浪变化可分为3个阶段：① 20世纪60年代至70年代中期,热浪变化整体呈现波动下降,并在70年代形成一个相对低值期;② 20世纪70年代中期至90年代末,热浪频次经历了“上升—下降—上升”的变化过程,并在90年代末形成一个峰值期;③ 21世纪初,热浪整体呈现波动下降,但是热浪频次依然高于20世纪70-80年代,说明京津冀地区面临热浪威胁仍存在（图6a）。对于干旱变化而言,近55年京津冀地区干旱变化也可分为3个阶段：① 20世纪60-70年代为相对湿润期,SPI值维持正距平波动;② 20世纪80年代至90年代中期为干旱转湿润期;③ 20世纪90年代末至21世纪初,自然降水连年偏少,京津冀地区经历了长时间的干旱,SPI值也呈现先大幅下降后震荡上升的变化过程（图6b）。
3.2.1 基于核心—边缘结构模型的干旱热浪时空耦合特征 利用核心—边缘结构模型,分析京津冀地区干旱热浪耦合网络时空聚类特征。从图7中可以看出,京津冀地区干旱热浪耦合网络存在核心—边缘结构,核心区与边缘区密度矩阵形成明显差异,核心区密度为0.663,边缘区密度为0.043,说明干旱和热浪发生存在群聚群发特征。① 对于核心区而言,时间维节点集中分布于两个阶段,即20世纪60年代至80年代初和21世纪初;核心区空间节点主要分布在：中部平原区和西部山地区。② 对于边缘区而言,时间维节点为：20世纪80年代中期至90年代末;边缘区空间节点分布在：北部山地区和东部沿海区。由此可以看出,20世纪80年代中期至90年代末,北部山地区和东部沿海区是干旱热浪群聚群发的低谷期和低发区。
图7 基于核心—边缘结构模型的京津冀干旱热浪耦合网络时空聚类分析
Fig. 7 The spatiotemporal clustering in concurrent of heat waves and droughts in the Beijing-Tianjin-Hebeiregion based on the core-periphery structure model
3.2.2 基于派系模型的干旱热浪时空耦合特征 利用派系模型对京津冀地区干旱热浪耦合网络时空聚类特征进行分析,图例与核心—边缘结构模型一致（图8）。由于派系模型根据时空关系耦合强弱对网络结构进行完备且互斥的分组。因此,派系模型聚类为认识干旱和热浪耦合关系提供了新的视角。
图8 基于派系模型的京津冀干旱热浪耦合网络时空聚类分析
Fig. 8 The spatiotemporal clustering in concurrent of heat waves and droughts in the Beijing-Tianjin-Hebeiregion based on the factional model
派系模型时空聚类特征主要表现为：① 在时间维度上,以1983年为界,干旱热浪耦合形成两个时间单元,与核心—边缘模型结果略有差异;② 在空间维度上,形成4个规律相异的空间变化型态,即密集分布型（张家口—怀来—遵化,石家庄—邢台）、前期集中型（北部燕山地区）、后期集中型（太行山地区）、稀疏分布型（东部沿海区）;③ 在干旱热浪耦合中心迁移方面,20世纪60年代至80年代初,燕山地区为干旱热浪的群聚群发区;20世纪80年代中期至21世纪初,干旱热浪群聚群发区向南迁移,南部太行山地区成为干旱热浪耦合的新中心;与之相应的北部燕山地区,干旱热浪耦合显著单元明显偏少,成为干旱和热浪耦合的边缘区。
为了清晰地反映京津冀地区干旱热浪时空耦合特征,基于核心—边缘结构模型和派系模型识别时空热点区域,计算特定时段内干旱热浪显著耦合单元比重Pi,对比两种模型识别京津冀干旱热浪耦合的空间差异性。
式中：Pi为站点i在特定时段内干旱热浪显著耦合单元比重;Ti为站点i在特定时段内干旱热浪显著耦合单元之和;n为时间维核心区或边缘区单元数;Pi越大,说明站点i在特定时段干旱热浪显著耦合程度越高。
在识别干旱热浪时空耦合规律上,核心—边缘结构模型和派系模型具有一致性,但是派系模型识别信息更加丰富（图9）。主要特征表现为：① 时空规律一致性。20世纪80年代中期至90年代末为京津冀地区干旱热浪耦合事件低谷期,核心—边缘模型识别干旱热浪时空耦合低发区为北部山地区和东部沿海区,派系模型识别出同样空间规律。② 时空规律差异性。派系模型识别干旱热浪时空耦合信息更加细致,其中稀疏分布型分布在东部沿海区,表现干旱热浪耦合程度均较低;密集分布型以点状城市分布为主,如张家口—怀来—遵化和石家庄—邢台;前期集中型分布于京津冀北部地区;后期集中型分布于太行山地区。可以看到,核心—边缘模型对上述时空聚类信息挖掘相对较弱。
图9 核心—边缘模型和派系模型识别京津冀干旱热浪耦合的空间区域
Fig. 9 Spatiotemporal clustering pattern in concurrent of heat waves and droughts in the Beijing-Tianjin-Hebeiregion based on core-periphery structure and factional model
基于1960-2014年京津冀及周边地区逐日降水、最高温和相对湿度数据,利用标准化降水指数（SPI）和热浪指数（HI）,辅以趋势分析、滑动平均和相关分析等数理统计方法,本文分析了京津冀地区近55年干旱和热浪时空变化特征;以复杂网络理论为基础,构建面向非过程的多灾种时空网络,综合核心—边缘和派系模型,探讨了干旱和热浪耦合年代际时空聚类特征,得到结论如下：
（1）在时间上,1960-2014年京津冀地区干旱和热浪变化具有阶段性,变化过程大致可以分为3个阶段：20世纪60-70年代干旱呈震荡型波动,热浪频次由60年代“偏多”转为70年代“偏少”;20世纪80年代至90年代末,区域由干旱转为湿润,热浪频次快速上升;21世纪初,京津冀地区经历了10年连旱,此时段干旱和热浪整体偏高,热浪和干旱呈现较好的耦合性。
（2）1960-2014年京津冀地区干旱热浪存在群聚群发的特征,形成4个规律相异的时空耦合型态,即密集分布型（张家口—怀来—遵化,石家庄—邢台）、前期集中型（北部燕山地区）、后期集中型（太行山地区）、稀疏分布型（东部沿海区）。以20世纪80年代为界,前期耦合中心明显偏北,集中于京津冀北部的燕山地区;后期则向南迁移,南部太行山区成为干旱热浪耦合的多发区。
（3）以时空一体化为基础,综合时空维度信息,构建面向非过程的多灾种时空聚类模型,可以丰富干旱热浪耦合方法体系。京津冀干旱热浪耦合网络最主要特征可以总结为：① 面向非过程的多灾种时空聚类,不考虑具体的灾害过程;② 时空信息融合,以时空数据一体化为基础,构建干旱热浪耦合复杂网络;③ 以网络结构为基础,利用核心—边缘结构和派系模型,分析干旱和热浪耦合的聚类特征。
关于面向非过程的多灾种时空网络建模,未来尚有许多工作需要探索：
（1）评估研究不确定性。气象数据均一化问题、滑动相关时间窗口期选择、干旱热浪耦合方法构建等,使得研究结论还存在不确定性。在研究方法上,21年滑动相关、17年滑动相关、11年滑动相关,时间窗口不同,干旱热浪耦合分析尺度也存在差异,是否存在不确定性,是否存在尺度转换的问题,是未来研究关注的重点内容。在研究数据上,相对湿度和降水数据还存在均一化问题,定量评估非均一化数据的影响,也需要重点探索。
（2）丰富时空耦合类型。面向非过程的多灾种时空耦合网络,需要探索新的多灾种组合时空演化规律。比如京津冀地区干旱热浪耦合案例中,干旱和热浪是“正向放大”的致灾因子组,未来可选取“负向缩小”相互作用的致灾因子（干旱和暴雨）,丰富多灾种时空耦合类型;同时,致灾因子可不局限于气象灾害,研究区域不局限于内陆,在未来研究中,可将地质灾害（地震、滑坡、泥石流）、海洋灾害（风暴潮、赤潮）纳入多灾种时空聚类研究体系中。
（3）探索多灾种时空耦合研究的新思路。现有多灾种时空耦合建模有两种策略：① “分解再综合”,即先理解单灾种时空变化特征,再综合多灾种相互作用;② “综合再分解”,先抓住群聚群发特征,再分析单灾种变化机制。干旱热浪时空耦合建模的探索,以面向非过程多灾种研究为切入,为“综合再分解”提供了新思路。在未来研究中,能否以时空耦合网络模型为基础,先综合认识多灾种变化,从而分析单灾种变化机制,构建新的多灾种研究方法体系,是未来重点研究内容。
致谢: 感谢中国科学院大气物理研究所提供的CHTM 3.0均一化气温数据集,感谢中国气象数据网提供的基础气象数据支持。
The authors have declared that no competing interests exist.
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时空聚类分析的普适性方法 .A general method of spatio-temporal clustering analysis . |
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地理学时空数据分析方法 .https://doi.org/10.11821/dlxb201409007 URL 摘要
随着地理空间观测数据的多年积累,地球环境、社会和健康数据监测能力的增强,地理信息系统和计算机网络的发展,时空数据集大量生成,时空数据分析实践呈现快速增长。本文对此进行了分析和归纳,总结了时空数据分析的7类主要方法,包括:时空数据可视化,目的是通过视觉启发假设和选择分析模型;空间统计指标的时序分析,反映空间格局随时间变化;时空变化指标,体现时空变化的综合统计量;时空格局和异常探测,揭示时空过程的不变和变化部分;时空插值,以获得未抽样点的数值;时空回归,建立因变量和解释变量之间的统计关系;时空过程建模,建立时空过程的机理数学模型;时空演化树,利用空间数据重建时空演化路径。通过简述这些方法的基本原理、输入输出、适用条件以及软件实现,为时空数据分析提供工具和方法手段。
Spatiotemporal data analysis in geography .https://doi.org/10.11821/dlxb201409007 URL 摘要
随着地理空间观测数据的多年积累,地球环境、社会和健康数据监测能力的增强,地理信息系统和计算机网络的发展,时空数据集大量生成,时空数据分析实践呈现快速增长。本文对此进行了分析和归纳,总结了时空数据分析的7类主要方法,包括:时空数据可视化,目的是通过视觉启发假设和选择分析模型;空间统计指标的时序分析,反映空间格局随时间变化;时空变化指标,体现时空变化的综合统计量;时空格局和异常探测,揭示时空过程的不变和变化部分;时空插值,以获得未抽样点的数值;时空回归,建立因变量和解释变量之间的统计关系;时空过程建模,建立时空过程的机理数学模型;时空演化树,利用空间数据重建时空演化路径。通过简述这些方法的基本原理、输入输出、适用条件以及软件实现,为时空数据分析提供工具和方法手段。
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1960-2013年京津冀地区干旱—暴雨—热浪灾害时空聚类特征 .https://doi.org/10.1329/j.cnki.sgs.2016.01.019 URL [本文引用: 1] 摘要
基于京津冀及周边34个气象站点逐日气温、相对湿度和降水数据,辅以Mann-Kendall趋势分析、Sat Scan时空重排扫描等数理统计方法,对1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征进行分析。结果表明:1 1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪变化具有阶段性,2000年之前干旱-热浪频次多为负距平,暴雨频次相对较多;2000年后干旱和热浪频次呈上升趋势,暴雨频次呈下降趋势;2综合考虑多种致灾因子,京津冀地区高致灾因子区集中于东部沿海区和西部太行山地区,低致灾因子区分布于中部平原区;3 1960~2013年京津冀地区干旱和热浪空间分布具有明显的重叠性,两者空间叠加区主要分布于5个区域:北部沿海区、北部燕山山区、西部太行山区、南部平原区。对于北京、天津、保定等中部平原区的城市而言,其为多灾种叠加的"平静区",干旱-暴雨-热浪灾害时空群集事件相对较少。
Spatio-temporal clustering characteristics of drought, heavy rain and hot waves in the Beijing-Tianjin-Hebei region during 1960-2013 .https://doi.org/10.1329/j.cnki.sgs.2016.01.019 URL [本文引用: 1] 摘要
基于京津冀及周边34个气象站点逐日气温、相对湿度和降水数据,辅以Mann-Kendall趋势分析、Sat Scan时空重排扫描等数理统计方法,对1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征进行分析。结果表明:1 1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪变化具有阶段性,2000年之前干旱-热浪频次多为负距平,暴雨频次相对较多;2000年后干旱和热浪频次呈上升趋势,暴雨频次呈下降趋势;2综合考虑多种致灾因子,京津冀地区高致灾因子区集中于东部沿海区和西部太行山地区,低致灾因子区分布于中部平原区;3 1960~2013年京津冀地区干旱和热浪空间分布具有明显的重叠性,两者空间叠加区主要分布于5个区域:北部沿海区、北部燕山山区、西部太行山区、南部平原区。对于北京、天津、保定等中部平原区的城市而言,其为多灾种叠加的"平静区",干旱-暴雨-热浪灾害时空群集事件相对较少。
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2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害网络建模及演化机制研究 .https://doi.org/10.11821/dlyj201510007 Magsci [本文引用: 2] 摘要
<p>基于中国0.5°×0.5°逐日气温和降水格网数据,利用复杂网络分析方法,对2008年南方低温雨雪冰冻灾害综合致灾过程进行再认识,综合分析低温雨雪冰冻灾害在时空维度的网络特性。结果表明：2008年南方低温雨雪冰冻灾害是典型的多灾种叠加事件,低温与雨雪灾害叠加放大了致灾因子的危险性;基础设施设防水平低与春运高峰叠加增大了承灾体的脆弱性;低山丘陵区与人口聚集区叠加降低了孕灾环境的稳定性。低温冰冻雨雪灾害具有小世界特征和核心—边缘结构,具体表现为：在空间打击上具有集聚性,影响区域相对集中;在时间打击上具有连续性,间隔1天事件相对较少。在研究方法上,复杂网络是一种有效分析多灾种叠加的方法,可以进一步挖掘自然灾害的时空演化信息。</p>
Network modeling and dynamic mechanism of the severe cold surge, ice-snow events, and frozen disasters in southern China in 2008 .https://doi.org/10.11821/dlyj201510007 Magsci [本文引用: 2] 摘要
<p>基于中国0.5°×0.5°逐日气温和降水格网数据,利用复杂网络分析方法,对2008年南方低温雨雪冰冻灾害综合致灾过程进行再认识,综合分析低温雨雪冰冻灾害在时空维度的网络特性。结果表明：2008年南方低温雨雪冰冻灾害是典型的多灾种叠加事件,低温与雨雪灾害叠加放大了致灾因子的危险性;基础设施设防水平低与春运高峰叠加增大了承灾体的脆弱性;低山丘陵区与人口聚集区叠加降低了孕灾环境的稳定性。低温冰冻雨雪灾害具有小世界特征和核心—边缘结构,具体表现为：在空间打击上具有集聚性,影响区域相对集中;在时间打击上具有连续性,间隔1天事件相对较少。在研究方法上,复杂网络是一种有效分析多灾种叠加的方法,可以进一步挖掘自然灾害的时空演化信息。</p>
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中国主要自然致灾因子的区域分异 .A research on regional distribution of major natural hazards in China . |
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基于孕灾环境的全球台风灾害链分类与区域特征分析 .https://doi.org/10.11821/dlyj201605003 Magsci [本文引用: 1] 摘要
在全球气候变化与经济一体化的背景下,台风引发的次生灾害构成灾害链,加剧人口、经济等多方面的损失。以2000-2010年案例数据为基础,依据台风所经过区域的孕灾环境特性,提出了全球台风灾害链分类体系,并统计得出类型与强度的区域特征：在西北太平洋,主要发生于山地（丘陵）区（占34.4%）,强度为3.1;在南太平洋,主要发生于岛屿区（占59.2%）,强度为2.6~3.0;在北印度洋,主要发生于河口海岸区（占35.8%）,强度为0.7~0.9;在南印度洋,主要发生于平原区（占31%）,强度为2.6;在北大西洋与东北太平洋,主要发生于平原海岸区（分别占24.7%与31.2%）,强度分别为2.0~2.3和2.3。研究结果可为台风灾害链自动识别、动态模拟与预测提供理论基础,用以支持区域防灾减灾建设与应急响应策略制定。
Classification and regional features analysis of global typhoon disaster chains based on hazard-formative environment .https://doi.org/10.11821/dlyj201605003 Magsci [本文引用: 1] 摘要
在全球气候变化与经济一体化的背景下,台风引发的次生灾害构成灾害链,加剧人口、经济等多方面的损失。以2000-2010年案例数据为基础,依据台风所经过区域的孕灾环境特性,提出了全球台风灾害链分类体系,并统计得出类型与强度的区域特征：在西北太平洋,主要发生于山地（丘陵）区（占34.4%）,强度为3.1;在南太平洋,主要发生于岛屿区（占59.2%）,强度为2.6~3.0;在北印度洋,主要发生于河口海岸区（占35.8%）,强度为0.7~0.9;在南印度洋,主要发生于平原区（占31%）,强度为2.6;在北大西洋与东北太平洋,主要发生于平原海岸区（分别占24.7%与31.2%）,强度分别为2.0~2.3和2.3。研究结果可为台风灾害链自动识别、动态模拟与预测提供理论基础,用以支持区域防灾减灾建设与应急响应策略制定。
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基于多灾种自然灾害风险的长白山地区生态安全综合评价 .https://doi.org/10.11821/dlyj201407014 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
以长白山地区为研究区，以DEM数据、气象站实测数据、遥感影像数据、专题地图数据和统计数据作为数据源，结合长白山地区气象灾害、火山灾害和地质灾害风险水平的分布数据，基于PSR模型建立了基于多灾种自然灾害风险的生态安全评价指标体系。采用极差法、层次分析法、综合指数法进行了基于多灾种自然灾害风险水平的长白山地区生态安全综合评价。结果表明：长白山地区基于多灾种自然灾害风险的生态安全等级呈现出明显的空间差异性，整体上呈现出由中部向东西两端和南北两端逐渐递减的趋势。各等级面积大小排序为：临界安全等级>较安全等级>安全等级>较不安全等级>不安全等级。各县市基于多灾种自然灾害风险的生态安全水平大小排序为：长白县>安图县>抚松县>和龙市>临江市，同时各县市的等级构成也有所差异。整体上看，长白山地区基于多灾种自然灾害风险的生态安全水平以临界安全等级为主，生态环境质量受到了一定程度的破坏，驱动力因素主要是自然灾害和人为因素。
Study on comprehensive assessment of ecological security in Changbai Mountain region based on multi-hazard natural disasters risk .https://doi.org/10.11821/dlyj201407014 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
以长白山地区为研究区，以DEM数据、气象站实测数据、遥感影像数据、专题地图数据和统计数据作为数据源，结合长白山地区气象灾害、火山灾害和地质灾害风险水平的分布数据，基于PSR模型建立了基于多灾种自然灾害风险的生态安全评价指标体系。采用极差法、层次分析法、综合指数法进行了基于多灾种自然灾害风险水平的长白山地区生态安全综合评价。结果表明：长白山地区基于多灾种自然灾害风险的生态安全等级呈现出明显的空间差异性，整体上呈现出由中部向东西两端和南北两端逐渐递减的趋势。各等级面积大小排序为：临界安全等级>较安全等级>安全等级>较不安全等级>不安全等级。各县市基于多灾种自然灾害风险的生态安全水平大小排序为：长白县>安图县>抚松县>和龙市>临江市，同时各县市的等级构成也有所差异。整体上看，长白山地区基于多灾种自然灾害风险的生态安全水平以临界安全等级为主，生态环境质量受到了一定程度的破坏，驱动力因素主要是自然灾害和人为因素。
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基于灾害系统理论的地震灾害链研究: 中国汶川“5·12”地震和日本福岛“3·11”地震灾害链对比 .Study of earthquake disaster chains based on disaster system theory: Comparison of the disaster chains between the 12 May Wenchuan Earthqueke in China and the 11 March Tohoku Earthquake in Japan . |
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基于贝叶斯网络的草原干旱雪灾灾害链推理模型研究 .Study on inference model of the grassland drought and snow disaster chain based on Bayesian networks . |
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未来情景下中国高温的人口暴露度变化及影响因素研究 .https://doi.org/10.11821/dlxb201607008 URL [本文引用: 1] 摘要
基于RCP 8.5气候情景下21个高分辨率全球气候模式的日最高气温数据和A2r社会经济发展情景下的人口数据,以高温日数和人口数量的乘积构建高温的人口暴露度指标,采用多个气候模式集合平均的方法从网格单元尺度分析未来不同时段中国高温和强危害性高温的人口暴露度变化,并从全国和气象地理分区两种空间尺度研究人口暴露度变化的影响因素.研究表明:未来情景下,中国高温的人口暴露度明显增加,2021-2040年、2041-2060年、2061-2080年和2081-2100年相比基准时段1981-2010年分别增加了1.3、2.0、3.6和5.9倍,强危害性高温的人口暴露度增加更为显著,相比基准时段分别增加了2.0、8.3、24.2和82.7倍.高温的人口暴露度在华北、黄淮、华南、江南、江淮、西南和江汉地区增加较为明显,其中华北、黄淮、华南和江南最为显著;强危害性高温的人口暴露度在华北、黄淮、江南、江淮、西南和江汉等区域增加较为明显,其中华北、黄淮、江南和江淮最为显著;未来情景下人口暴露度的变化主要受气候因子的影响,其次受人口和气候因子的共同影响,单独人口因子的影响很小.全国尺度上,气候因子对未来不同时段人口暴露度变化的影响逐渐减弱,贡献率由70.0％左右逐渐减至60.0％左右.人口和气候因子的共同作用逐渐增强,贡献率由20.0％左右逐渐增至40.0％左右.
Changes in population exposure to high temperature under a future scenario in China and its influencing factors .https://doi.org/10.11821/dlxb201607008 URL [本文引用: 1] 摘要
基于RCP 8.5气候情景下21个高分辨率全球气候模式的日最高气温数据和A2r社会经济发展情景下的人口数据,以高温日数和人口数量的乘积构建高温的人口暴露度指标,采用多个气候模式集合平均的方法从网格单元尺度分析未来不同时段中国高温和强危害性高温的人口暴露度变化,并从全国和气象地理分区两种空间尺度研究人口暴露度变化的影响因素.研究表明:未来情景下,中国高温的人口暴露度明显增加,2021-2040年、2041-2060年、2061-2080年和2081-2100年相比基准时段1981-2010年分别增加了1.3、2.0、3.6和5.9倍,强危害性高温的人口暴露度增加更为显著,相比基准时段分别增加了2.0、8.3、24.2和82.7倍.高温的人口暴露度在华北、黄淮、华南、江南、江淮、西南和江汉地区增加较为明显,其中华北、黄淮、华南和江南最为显著;强危害性高温的人口暴露度在华北、黄淮、江南、江淮、西南和江汉等区域增加较为明显,其中华北、黄淮、江南和江淮最为显著;未来情景下人口暴露度的变化主要受气候因子的影响,其次受人口和气候因子的共同影响,单独人口因子的影响很小.全国尺度上,气候因子对未来不同时段人口暴露度变化的影响逐渐减弱,贡献率由70.0％左右逐渐减至60.0％左右.人口和气候因子的共同作用逐渐增强,贡献率由20.0％左右逐渐增至40.0％左右.
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气候干旱和经济发展双重压力下的北京水资源承载力变化情景模拟研究 .Modeling water resources carrying capacity change under stress of drought and socioeconomic development in Beijing . |
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北京城市化进程中的水资源利用区际冲突初探 .
随着城市化进程的快速推进，北京市对水资源的需求量和对水质要求都相应提高，在流域水资源总量有限的情况下，引起同一流域内上游地区可用水量的减少，同时，也会要求上游地区采取各种措施提高水质保护水平，这在一定程度上限制了上游地区经济发展和人民生活质量的改善，使流域下游城市与上游地区之间产生水资源利用区际冲突。本文在分析北京市水资源供需矛盾的基础上，探讨了基于水质保护和需水量增加的流域水资源利用区际冲突问题，分析认为水资源总量不足、权属不清以及没有完全实行区际补偿机制，是产生水资源利用区际冲突的根本原因。建议协调流域内各地区的经济利益，建立水资源补偿与合作机制，逐步实施水权分配制度，实行流域水资源统一管理，建立流域水资源新型管理体制，同时加快大型调水工程建设和使用，是解决水资源利用区际冲突问题的主要途径。
Interregional conflicts in water resources utilization during Beijing urbanization .
随着城市化进程的快速推进，北京市对水资源的需求量和对水质要求都相应提高，在流域水资源总量有限的情况下，引起同一流域内上游地区可用水量的减少，同时，也会要求上游地区采取各种措施提高水质保护水平，这在一定程度上限制了上游地区经济发展和人民生活质量的改善，使流域下游城市与上游地区之间产生水资源利用区际冲突。本文在分析北京市水资源供需矛盾的基础上，探讨了基于水质保护和需水量增加的流域水资源利用区际冲突问题，分析认为水资源总量不足、权属不清以及没有完全实行区际补偿机制，是产生水资源利用区际冲突的根本原因。建议协调流域内各地区的经济利益，建立水资源补偿与合作机制，逐步实施水权分配制度，实行流域水资源统一管理，建立流域水资源新型管理体制，同时加快大型调水工程建设和使用，是解决水资源利用区际冲突问题的主要途径。
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1960-2013年北京旱涝变化特征及其影响因素分析 .The characteristics of drought-flood variation and its influence factors in Beijing during 1960-2013 . |
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Substantial increase in concurrent droughts and heatwaves in the United States .https://doi.org/10.1073/pnas.1422945112 URL PMID: 26324927 [本文引用: 1] 摘要
A combination of climate events (e.g., low precipitation and high temperatures) may cause a significant impact on the ecosystem and society, although individual events involved may not be severe extremes themselves. Analyzing historical changes in concurrent climate extremes is critical to preparing for and mitigating the negative effects of climatic change and variability. This study focuses on the changes in concurrences of heatwaves and meteorological droughts from 1960 to 2010. Despite an apparent hiatus in rising temperature and no significant trend in droughts, we show a substantial increase in concurrent droughts and heatwaves across most parts of the United States, and a statistically significant shift in the distribution of concurrent extremes. Although commonly used trend analysis methods do not show any trend in concurrent droughts and heatwaves, a unique statistical approach discussed in this study exhibits a statistically significant change in the distribution of the data.
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Drought response to air temperature change over China on the centennial scale .https://doi.org/10.3878/AOSL20140089 Magsci 摘要
<p>Climate data from the Climatic Research Unit (CRU) for the period 1901–2013 are used to investigate the drought response to air temperature change over China on the centennial scale. Drought is observed to have increased evidently across China, except for some regions in eastern China. This increase is much stronger in northern China compared to southern China, especially in Northwest and North China. These change characteristics of drought are closely associated with air temperature change, with the severe droughts in the major drought episodes of the last century generally coinciding with higher temperatures. The significantly increasing trend of drought in China based on observations only appears when considering the effects of air temperature change, which can explain ~49% of droughts in observations and 30%–65% of droughts in CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) model simulations. Furthermore, the response of drought to air temperature change generally increases as the drought time scale increases. Furthermore, drought shows relatively high sensitivity in spring and early summer in China on the centennial scale.</p>
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Power-generation system vulnerability and adaptation to changes in climate and water resources .https://doi.org/10.1038/nclimate2903 URL 摘要
Hydropower and thermoelectric power together contribute 98% of the world09 64 s electricity generation at present. These power-generating technologies both strongly depend on water availability, and water temperature for cooling also plays a critical role for thermoelectric power generation. Climate change and resulting changes in water resources will therefore affect power generation while energy demands continue to increase with economic development and a growing world population. Here we present a global assessment of the vulnerability of the world09 64 s current hydropower and thermoelectric power-generation system to changing climate and water resources, and test adaptation options for sustainable water-energy security during the twenty-first century. Using a coupled hydrological-electricity modelling framework with data on 24,515 hydropower and 1,427 thermoelectric power plants, we show reductions in usable capacity for 61-74% of the hydropower plants and 81-86% of the thermoelectric power plants worldwide for 2040-2069. However, adaptation options such as increased plant efficiencies, replacement of cooling system types and fuel switches are effective alternatives to reduce the assessed vulnerability to changing climate and freshwater resources. Transitions in the electricity sector with a stronger focus on adaptation, in addition to mitigation, are thus highly recommended to sustain water-energy security in the coming decades.
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Dramatically increasing chance of extremely hot summers since the 2003 European heatwave .https://doi.org/10.1038/nclimate2468 URL 摘要
Socio-economic stress from the unequivocal warming of the global climate system could be mostly felt by societies through weather and climate extremes. The vulnerability of European citizens was made evident during the summer heatwave of 2003 (refs , ) when the heat-related death toll ran into tens of thousands. Human influence at least doubled the chances of the event according to the first formal event attribution study, which also made the ominous forecast that severe heatwaves could become commonplace by the 2040s. Here we investigate how the likelihood of having another extremely hot summer in one of the worst affected parts of Europe has changed ten years after the original study was published, given an observed summer temperature increase of 0.81 K since then. Our analysis benefits from the availability of new observations and data from several new models. Using a previously employed temperature threshold to define extremely hot summers, we find that events that would occur twice a century in the early 2000s are now expected to occur twice a decade. For the more extreme threshold observed in 2003, the return time reduces from thousands of years in the late twentieth century to about a hundred years in little over a decade.
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Evidence of increasing drought severity caused by temperature rise in southern Europe .https://doi.org/10.1088/1748-9326/9/4/044001 URL [本文引用: 1] 摘要
Abstract We use high quality climate data from ground meteorological stations in the Iberian Peninsula (IP) and robust drought indices to confirm that drought severity has increased in the past five decades, as a consequence of greater atmospheric evaporative demand resulting from temperature rise. Increased drought severity is independent of the model used to quantify the reference evapotranspiration. We have also focused on drought impacts to drought-sensitive systems, such as river discharge, by analyzing streamflow data for 287 rivers in the IP, and found that hydrological drought frequency and severity have also increased in the past five decades in natural, regulated and highly regulated basins. Recent positive trend in the atmospheric water demand has had a direct influence on the temporal evolution of streamflows, clearly identified during the warm season, in which higher evapotranspiration rates are recorded. This pattern of increase in evaporative demand and greater drought severity is probably applicable to other semiarid regions of the world, including other Mediterranean areas, the Sahel, southern Australia and South Africa, and can be expected to increasingly compromise water supplies and cause political, social and economic tensions among regions in the near future.
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华北地下水超采区冬小麦退耕的生态补偿问题探讨 .https://doi.org/10.11821/dlxb201605011 URL [本文引用: 1] 摘要
压减冬小麦种植面积是有效减少华北平原地下水用量最为有效的方法。近期,国家和地方政府均出台了土地休耕政策,拟在华北地下水超采区退耕冬小麦,实现"一季休耕、一季雨养"。然而,华北平原已经出现农户主动退耕冬小麦的现象。在此背景下,明确冬小麦退耕的瞄准目标、制订合理适度的补偿标准是土地休耕政策有效实施所面对的核心问题。本文利用农户问卷数据,构建多层次logit模型分析农户种植制度决策的影响因素,并计算冬小麦退耕的机会成本,旨在确定华北平原地下水超采区土地休耕政策的瞄准目标,并为农户补偿标准的制订提供建议。结果表明:1地块层次的土地质量和灌溉条件是解释农户种植制度差异的关键因素,近70%的四等耕地和90%以上的旱地已退出冬小麦耕作,土地休耕政策应瞄准一、二、三等土地质量的水浇地;2相似耕作条件的地块种植春、夏玉米的净收益大致相同,土地休耕的机会成本等于种植冬小麦的净收益;3仅考虑冬小麦对地下水资源的影响,土地休耕政策初期以地下水回升和地下水环境恢复为主要目标时,建议以350元/亩作为补偿标准参考值,后期目标转为维持地下水资源采补平衡时,可调整至280元/亩左右。
Ecological compensation for winter wheat abandonment in groundwater over-exploited areas in the north china plain .https://doi.org/10.11821/dlxb201605011 URL [本文引用: 1] 摘要
压减冬小麦种植面积是有效减少华北平原地下水用量最为有效的方法。近期,国家和地方政府均出台了土地休耕政策,拟在华北地下水超采区退耕冬小麦,实现"一季休耕、一季雨养"。然而,华北平原已经出现农户主动退耕冬小麦的现象。在此背景下,明确冬小麦退耕的瞄准目标、制订合理适度的补偿标准是土地休耕政策有效实施所面对的核心问题。本文利用农户问卷数据,构建多层次logit模型分析农户种植制度决策的影响因素,并计算冬小麦退耕的机会成本,旨在确定华北平原地下水超采区土地休耕政策的瞄准目标,并为农户补偿标准的制订提供建议。结果表明:1地块层次的土地质量和灌溉条件是解释农户种植制度差异的关键因素,近70%的四等耕地和90%以上的旱地已退出冬小麦耕作,土地休耕政策应瞄准一、二、三等土地质量的水浇地;2相似耕作条件的地块种植春、夏玉米的净收益大致相同,土地休耕的机会成本等于种植冬小麦的净收益;3仅考虑冬小麦对地下水资源的影响,土地休耕政策初期以地下水回升和地下水环境恢复为主要目标时,建议以350元/亩作为补偿标准参考值,后期目标转为维持地下水资源采补平衡时,可调整至280元/亩左右。
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1990s以来京津冀地区经济发展失衡格局的时空演化 .https://doi.org/10.11821/dlyj201603006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>1990s以来京津冀地区经济增长快速,然而经济发展在行政辖区间并不均衡,且逐渐导致环京津贫困带的形成.为识别经济发展失衡格局的演化过程,首先引入DMSP/OLS夜间灯光和可比价GDP,构建"单位开发活动GDP"表征区域经济发展状况;然后运用Local Moran's <i>I</i>将区域经济发展格局划分为五种类型:HH富化扩散,HL富化极化,LH贫化塌陷,LL贫化制约和非显著;最后以HH类型的边界作为京津冀地区经济发展失衡界线,采用缓冲区分析探讨经济发展失衡格局的演化过程和行政区划等人为因素对经济发展的制约效应.结果表明:① 整体上,1990s以来京津冀地区经济发展失衡格局不断加剧,京津富化扩散与河北贫化制约的规模与强度同时增长;局部上,受京津市区经济发展的外溢效应,京津郊区及区位优势显著的部分河北地区经济发展较快.② 与传统认知的"环京津贫困带"不同,在两个空间尺度上识别出经济发展断层,一为京津市区与郊区之间,二为京津与河北之间,且前者的区域经济发展失衡整体上较后者更为严峻.③ 1990s以来京津冀地区经济发展的失衡格局,整体上受制于城乡二元体制带来的城乡隔离效应,局部上受京津冀三地的行政制约.要实现京津冀地区经济发展的协同均衡,关键在于弱化城乡隔离,并辅以消除行政制约.</p>
Spatial-temporal evolution pattern of unbalanced economic development in Beijing-Tianjin-Hebei region since the 1990s .https://doi.org/10.11821/dlyj201603006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>1990s以来京津冀地区经济增长快速,然而经济发展在行政辖区间并不均衡,且逐渐导致环京津贫困带的形成.为识别经济发展失衡格局的演化过程,首先引入DMSP/OLS夜间灯光和可比价GDP,构建"单位开发活动GDP"表征区域经济发展状况;然后运用Local Moran's <i>I</i>将区域经济发展格局划分为五种类型:HH富化扩散,HL富化极化,LH贫化塌陷,LL贫化制约和非显著;最后以HH类型的边界作为京津冀地区经济发展失衡界线,采用缓冲区分析探讨经济发展失衡格局的演化过程和行政区划等人为因素对经济发展的制约效应.结果表明:① 整体上,1990s以来京津冀地区经济发展失衡格局不断加剧,京津富化扩散与河北贫化制约的规模与强度同时增长;局部上,受京津市区经济发展的外溢效应,京津郊区及区位优势显著的部分河北地区经济发展较快.② 与传统认知的"环京津贫困带"不同,在两个空间尺度上识别出经济发展断层,一为京津市区与郊区之间,二为京津与河北之间,且前者的区域经济发展失衡整体上较后者更为严峻.③ 1990s以来京津冀地区经济发展的失衡格局,整体上受制于城乡二元体制带来的城乡隔离效应,局部上受京津冀三地的行政制约.要实现京津冀地区经济发展的协同均衡,关键在于弱化城乡隔离,并辅以消除行政制约.</p>
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More intense, more frequent, and longer lasting heat waves in the 21st century . |
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近54年京津冀地区热浪时空变化特征及影响因素 .Spatiotemporal variability of heat waves in Beijing-Tianjin-Hebei region and influencing factors in recent 54 years . |
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高温热浪指标研究 .Research on the heat wave index . |
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