城市居住用地的安全受到多种灾害威胁,防灾决策的主要问题之一是开发基于GIS的多准则评价 (MCE)方法。文章介绍了在基于GIS的次序权重平均法 (OWA)中,依据重要性等级计算次序权重和应用层次分析程序 (AHP)构建比较矩阵计算准则权重的方法;通过OWA评价方法与布尔决策和权重线性叠加 (WLC)等多准则评价方法的比较,分析了不同方法的决策风险和指标等级重要次序的影响,并以唐山市为例,建立了各灾害因子的适宜度评价准则,计算了唐山市居住用地的防灾适宜度,对唐山市居住用地的合理开发提出了几点建议。

基于GIMMS NDVI多年最大值合成数据,采用空间统计学方法,利用Moran’ s I系数分析、半变异函数分析以及分维分析等3种方法,对蒙古高原NDVI空间格局及空间分异特征进行研究。结果表明:(1)蒙古高原NDVI的空间分布在全局范围内呈现正的空间自相关,相似的NDVI值倾向于聚集在一起,这表明蒙古高原植被具有较好的整体性,地表植被无显著破碎化;(2)蒙古高原NDVI的空间分布虽然同时受到结构性因子和随机性因子的影响,但结构性因子占据绝对控制地位,结构性因子引起的空间变异占系统总变异的88.7%;(3)蒙古高原NDVI存在各向异性的分布特征,具有相似NDVI值的像元主要沿着西北-东南方向展布;全局NDVI空间自相关距离约为1178km,西北-东南方向与东北-西南方向的空间自相关距离比可达2.4 ∶ 1。

在四川省市州、区县和典型村等三级尺度上,探讨了基于多源遥感的聚落面积与多级人口统计数据的关系。首先,从LANSAT TM影像中提取农村和城镇聚落信息,从Quickbird 影像上提取农村聚落及其房屋地基信息。其次,通过叠加统计得到各级统计单元内的聚落面积;再次,在四川省市州和区县尺度上,分别对城乡聚落面积和总人口数、城镇聚落面积和非农业人口数、农村聚落面积和农业人口数等进行相关性分析, 城镇聚落和非农业人口数的相关系数最高,分别为0.962和0.791,并建立了基于城镇聚落面积的非农业人口数估算模型,其模型的判定系数分别为0.926和0.625;最后,在村级尺度上,对农村聚落及其房屋地基面积与农村人口数之间的相关性进行分析,其相关系数分别为0.806和0.825,分别建立基于农村聚落及其房屋地基面积的农村人口数估算模型,其模型的判定系数分别为0.65和0.68。研究表明,LANDSAT TM适用于大尺度的非农业人口估算,估算效果随尺度的降低而有所降低;Quickbird适合于精细尺度的农业人口估算。

利用内蒙古地区1961~2003年101个气象站的月平均气温资料和旋转经验正交函数分解的方法,根据四季气温变化的一致性进行区域的划分,并分析气温变化的季节和区域差异。结果表明:内蒙古地区的四季气温变化存在着明显的东、西分异,春、秋、冬季的气温场划分为东部和西部两大区域,而在夏季,则划分为西部、东南部和东北部三大区域;在年际波动方面,除夏季的东南区以外,近43年中各区四季气温的变化都经历了一次显著的由降而升的转折,转折点大致出现在80年代中、后期或90年代初、中期;在线性趋势方面,东部区春、夏季的升温幅度和显著性大于西部区,而西部区秋、冬季的升温幅度和显著性则大于东部区。一般而言,冬季和夏季升温最为显著,其次是春季,秋季升温最为微弱。

利用7个全球耦合气候模式的集成结果,得到我国2020~2029和2050~2059年气温和度日变化的可能情景。结合社会经济发展的影响,计算得到我国各省级行政区未来气候耗能变化的可能情景。结果表明:我国未来平均年总度日有显著的降低,总度日的变化有明显的地域性,西部和北方地区降低,南方地区有所增加;取暖度日普遍降低,降温度日有不同程度的增加;2020~2029年和2050~2059年度日变化空间格局相似, 2050~2059年的变化幅度大于2020~2029年;未来我国南方沿海大部分地区的气候耗能有所增加,气候耗能下降区主要分布在北方、中部和西部地区;气候耗能变化空间格局有度日变化的作用,也受社会经济发展水平的影响,同一地区的各省(区、市)具体气候耗能变化值也有较大差异。

公众对气候变化的感知是制定有效适应策略的基础。通过问卷调查和实测数据对比的方式,揭示了关中地区居民对当地气温和降水变化的感知差异。结果表明:(1)从总体趋势上,居民对温度、降水的感知与实测数据相对一致。在温度、降水变率较大的时段,居民的感知差异也较大;(2)关中东、西部地区居民对当地温度的感知强度均随年龄变小而在波动中呈上升趋势,中部地区则相反;对当地降水的感知强度,中、西部在波动中呈下降趋势,东部地区则相反;(3)居民的感知变化与实测数据的变化具有偏差。与实测的数据对比,居民的温度变化感知一致率东、中、西部分别为37.5％、75％、37.5％,而对降水变化的感知的一致率均为50％。

选取洮儿河流域中上游地区为研究区,分析1961~2000年期间径流、降水、气温等水文气象要素的演化趋势。采用特征参数时间序列法,初步探讨了气候变化与土地利用/覆被变化的径流效应,并通过洮南站40年天然径流与实测径流的比较,定量分析水资源开发利用对径流的影响。结果表明:降水、气温均呈一定的上升趋势,径流表现出先减少、后增加、再减少的趋势;年降水、年气温分别与天然年径流呈正相关和负相关的关系,然而这种影响随着时间序列的延长均有所减弱;近30年间,植被覆盖度降低可能是天然年径流增加的主要原因;水资源的开发利用导致1986~2000年期间的年径流减少5.8亿m³,占天然年径流量多年均值的37.1%。

SWAT是一个基于物理机制的分布式流域水文模型,其产流机制中对于地表径流、壤中流、浅层地下径流和深层地下径流的模拟方法比较实用,能够适用于不同气候条件和下垫面条件下的产汇流情况。本文将SWAT应用到黄河中游干旱半干旱区多沙粗沙典型流域之一窟野河流域,模拟了1980~1985年的日流量和月平均流量过程,分析并探讨了SWAT产流机制对水源划分和径流形成过程的影响。结果表明,水量平衡相对误差在10%~20%左右,但Nash-Sutticliffe效率系数都较低。本文对模拟结果进行了初步分析,认为SWAT产流机制不能有效模拟干旱半干旱地区的窟野河流域的壤中流、基流和春汛流量过程,并探讨了SWAT在干旱半干旱地区产流模拟可能存在的问题和值得深入研究的方向。

以黄河三门峡地区为研究对象,构建适用于流域尺度植被生态用水估算的生态水文模型,对三门峡地区20世纪50年代以来植被生态用水量进行了定量模拟,得到研究区植被生态用水时空结构差异。在此基础上,对三门峡地区不同植被类型绿水资源消耗效用进行了分析,提出该区域植被结构调整方案。结果表明:三门峡地区植被生态用水量自20世纪50年代以来,由于气候和土地利用状况的变化,总体呈现出降低-稳定-上升的趋势;生态用水空间结构主要表现在不同植被类型下生态用水量差异上:林地最大,其次为农作物、灌丛,草地最小;林地高效消耗比例最大,其次为草地和灌丛,农用地最小。基于不同植被类型绿水资源消耗效用分析,提出三门峡地区植被结构调整方案。在一定水资源消耗量状况下,减少无效和低效消耗量,增加高效消耗量,是缓解该地区生产、生活、生态用水矛盾,提高总体生态效益的重要途径。

以美国达拉斯北部地区为例,通过建立基于多代理的人类系统和自然系统的耦合互动模型,研究不同土地管理策略的有效性。自然系统包含土地覆盖变化、流域水文动力学和野生动物栖息地生态系统。人类系统包括土地利益相关者(地主、屋主、开发商、政府)的影响土地利用变化价值观。系统强调自然对土地利用决策的反馈机制,不同类型代理相对空间位置的重要作用,以及同一类别中不同类型代理在特定情形下的相互转化。研究进行了两类模拟,一是模拟初始化的若干情景,包括不同类型地主和户主的分布、不同类型政府以及经济模型的假定;二是模拟主动式土地政策的实施效果。模拟结果表明,当政府购置保留地时考虑土地拥有者的价值观,较之单纯基于机会或生态因素更能导致有效的增长管理策略。

基于1994、2003年的土地利用现状图,1987、1994、2000、2003和2007年5个时相的Landsat TM遥感影像,构建了矿业城市徐州的城区土地利用时空变化数据库,以此为基础,采用动态度、强度、开发度、耗减度等数量变化模型及重心模型、插值分析、各向异性和扇形分析等空间分析方法,揭示了徐州城区土地利用变化过程与格局特征,并对其驱动力进行分析。研究表明:耕地的减少和建设用地的增加是研究区土地利用变化的总体特征;矿产资源的分布影响城市用地格局,资源生命周期影响城市用地格局演化;城市建设用地扩展空间异性逐步增强,并呈现出阶段性演化特征;研究区土地利用格局及其演化是自然条件、矿产资源、经济因素、城市规划、交通等多因素综合作用的结果。

农地集约度下降、季节性闲置和常年撂荒是农地边际化现象之一。即使在当前惠农政策背景下,我国中部丘陵山区依然大量存在这种农地边际化现象。经过理论分析与实证,其原因如下:1.在工业化城镇化进程中,由于农业劳动存在较高的机会成本,导致丘陵山区农民非农化现象突出,农地集约利用程度下降;2.丘陵山区农业生态条件较差,农地边际收益较低;3.国家惠农政策的激励作用在丘陵山区存在相对失灵;生态政策与农业政策的不协调,对农业生产存在负外部性,从而加剧了当地的农地边际化。解决丘陵山区农地边际化问题的途径在于农业技术和组织制度的创新,改善农业生产环境,发展合作经济组织和特色农业,提高农地的边际效益;国家农业政策要因地制宜,并与生态政策协调一致。

采用分解袋法,以我国东南沿海典型的感潮河口——闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区域,选取2个潮水水淹环境差异显著的地段(一个为近潮沟地段,另一个为远潮沟地段)为研究样地,对闽江河口主要的本地种芦苇、短叶茳芏及外来入侵种互花米草枯落物分解过程及影响因素进行研究,结果表明:(1)经常性的潮汐水淹对3种植物枯落物分解速率的影响不显著;(2) 经常性的潮汐水淹促进了短叶茳芏和互花米草枯落物N、P元素的损失,但对芦苇的影响不大;(3)在2种不同的水淹环境,3种植物枯落物分解速率由快到慢的顺序均是短叶茳芏＞互花米草＞和芦苇, 分解速率在0.003166~0.005280 d^-1之间, 95%干物质分解需要的时间在1.56~2.61 a之间;(4) C浓度基本稳定,N浓度呈上升趋势,总N在研究末期表现为净损失,P浓度呈较大的波动,总P在研究末期也表现为净损失;(5)具有最低C/P的短叶茳芏枯落物分解速率最快。

基于熵值法提出能够衡量生态足迹和生物承载力构成多样性的生态足迹构成指数和生物承载力构成指数两个新概念,计算并构建了中国人均生态足迹构成指数和生物承载力构成指数较为理想的ARIMA预测模型分别为ARIMA(2,1,1)、ARIMA(1,1,1)。结果表明,2006~2010年,中国人均生态足迹构成指数将在波动中有所下降,生物承载力构成指数持续下降,未来4年可持续发展潜力在波动中也将有所降低。中国人均生态足迹构成指数与10个驱动因素的偏最小二乘回归分析发现,正相关因素依次为城镇人口、第一产业产值、总人口、进出口贸易总额、第三产业产值,负相关因素依次为政府消费、农业人口、居民消费、人均GDP、第二产业产值。

从牧户角度,通过牧户调查、遥感数据、自然要素和社会经济要素综合分析,研究生态移民政策和牧户的响应情况及原因,对以后的人地和谐共处具有借鉴作用。以黄河源区玛多县牧户调查为例,利用1977~2004年三期草地退化数据、近28年气象数据、1988~2004年放牧压力数据、两年的PRA牧户访谈共144户的资料,通过综合分析,得出以下结果: (1)玛多县草地普遍发生退化现象,两期退化草地占总草地面积比重均在43%以上,并且退化呈加快趋势,冬春草场退化情况最为严重。 (2)草地退化是气候干暖化和草地载畜超载共同造成的。(3)移民政策和牧户社会经济情况的对比利益差异,导致移出的牧户以老年牧户、无畜/少畜户为主,分别占移民户总数48.5%和68.3%,牲畜多的、中青年牧户普遍不愿移民。而且,移民户中,一证多户中的部分户移民占所有移民户54.5%。移民牧户结构的上述特征导致通过移民实现草地载畜量明显减少的目标难以实现。

资源型城市是中国式"问题城市"的代表,但它本质上不属于同一职能类型。随发展阶段的不同,资源型城市表现出不同的职能特点。本文利用全国城市职能分类的成果,按照优势职能、突出职能、职能强度和职能规模四要素对中国资源型城市的职能特征进行了整理。按照优势职能将资源型城市划分为典型期资源型城市和变异期资源型城市,按照突出职能划分为采掘业城市、制造业城市和商业城市,按照职能强度和职能多样化程度划分为职能专业化和职能多样化的资源型城市。中国资源型城市的职能具有多样化的趋向,但多数城市仍囿于采掘业城市和制造业城市的范畴,并且职能演化缓慢反复。这说明,资源型城市的转型仍将是一个长期的政策命题。

从不同的角度对改革开放以来长江三角洲地区城市规模分布的演变进行了较为系统的研究。结果表明:(1)长三角城市体系经历了首位型-位次型-首位型分布模式,城市首位度降低,并不能排除城市规模呈现首位型分布;(2)就整个研究期间而言,长三角城市体系呈现较弱的收敛增长态势;(3)规模相对较大的城市,其维持自身状态的可能性较大。从长期发展趋势来看,长江三角洲地区将有高达78%的城市的人口规模低于同期平均水平,人口规模超过平均水平2倍以上的大城市数量将有所减少;(4)长三角城市体系在总体上并没有呈现均匀的空间分布格局,空间极化现象一直比较明显。随着改革进程的加快,在苏南、环杭州湾一带地区出现的空间集聚现象不断加强,这与苏北、浙南地区空间分布格局的相对平静形成了鲜明对比。

城市的形成和发展是一个时空过程,具有继承性,对一个城市空间扩展状态进行研究,不仅有助于正确把握城市化进程,预测和优化调整城市空间格局;而且对于提高城市效率、提升城市竞争力具有重要的指导意义。本文运用新经济地理学、城市地理学理论,从规模经济、城市用地效率和结构、城市无序蔓延等3个角度分析城市扩展与经济竞争力提升之间的内在关联性;以山东省为例,借鉴西方学者关于城市蔓延的界定和度量,构建城市综合扩展指数和采用相关分析方法进行实证研究,得出结论:①越是经济发达的城市,城市空间结构越紧凑,人口和产业相对密集;越是经济发展落后的城市,中心扩展越严重,人口和产业急需集聚;②当城市规模较小时,经济迅速增长驱动城市空间扩展加速;而达到较高城市化水平时,外延扩展程度越小的城市,经济效益越明显和经济结构越优化。文章最后提出实现城市精明增长的措施。

利用基尼系数,分析广东省邮电通信业务量1980~2006年的变化趋势,在此基础上,选取1985年、1995年和2005年3个时间断面,利用因子分析剖析邮电业务水平的空间分布格局,并在GIS软件中表达出来,进而构建邮电通信发展指数P,反映各市的邮电通信发展速度。研究表明:广东省邮电通信业务量的分布经历了20世纪80年代的广州单中心,90年代初的广州、深圳双中心,90年代中以来的广州、深圳、佛山、东莞两主两副四中心,朝着多极化方向发展。邮电通信水平的空间格局则经历了"均衡—不均衡—均衡"的发展过程,变异系数从1985年的1.574到1995年的1.870,2005年变为1.115。邮电通信发展速度1985年开始呈现出珠三角城市明显高于外围城市的格局,且高于平均水平的城市数量不断增加,范围不断扩大。通过多元回归分析得出,除政策因素以外,外商投资作用和第三产业、城市化发展水平是1980年以来影响广东省邮电通信业发展最主要的3个因素,而人口密度、交通发展水平、固定资产投资水平等对邮电通信发展的影响不显著。

根据1990年和2000年相关资料,对京津冀都市圈人口数量增长和密度增长的特征加以分析,利用人口初始规模、区位条件、经济因素3类变量建立计量回归模型,对都市圈133个区县人口增长及其差异进行解释。计量回归结果发现自然条件和经济因素的共同作用是造成都市圈内人口增长差异的重要原因。一个地区如果平均高程较低,人均GDP增长较快,第三产业发展较好、增长较快,接近中心城市、市场潜力较大,则人口相应增长较快。模型同样推导出,区位条件和经济因素都为影响人口增长的重要因素,但后者的影响作用更大。

改革开放以后,东北地区经济发展呈现下滑态势。本文从市场通达性的角度,探讨了市场潜力对东北地区经济发展的影响。结果表明,东北地区内部市场潜力有较大差异,环渤海地区与其他地区有较大落差。市场潜力指数的高低与经济发展水平在空间上的伴生关系显示出东北地区内部的这种市场潜力差异是影响区域经济空间格局形成的重要因素。东北多数地区市场潜力的组成中外贸和区外市场的贡献份额较大,这与东北地区的产业发展主要依赖区内消费的现状不一致,说明东北地区具备对外联系的条件,在今后的发展中需要依托其市场通达条件基础,扩大对外经济联系,增强企业的区际贸易竞争力。现阶段东北地区主要经济中心所起到的市场带动作用还较为有限,今后需要强化经济中心的辐射功能,以带动整个区域的经济发展。

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提高,提供良好优质的公共产品服务,加快推进社会主义和谐社会建设,是当今政府的题中应有之义。其中, 空间可达性是公共产品服务的核心内容之一,而这正是地理学最具优势的研究领域。本文基于所开发的公共产品空间布局决策支持系统,以仪征医院空间布局为例,从定量角度深入探讨了不同布局方案所产生的空间效应,为优化公共产品的空间布局提供了非常有说服力的科学依据,同时也从方法论角度进行了公共产品空间布局量化研究的有益尝试。

日、韩在华研发投资动机、区位选择与在华直接投资具有较强的关联性。日本在华研发投资动机由早期的生产支撑型向复合型(资源寻求+战略驱动+技术换市场型)过渡。韩国企业在华研发投资动机则偏重市场导向型+政策引致型。日本企业重视和中国高校合作的研发模式;韩国企业则与我国本土企业联合研发形式较多。在空间分布上两国充分发挥自身的地缘优势,高度聚集在以上海为中心的长三角地区和以北京为中心的环渤海地区。韩国在华研发机构呈点状布局、尚处于初级阶段,日本在华研发投资已经形成较大规模,研发机构分布于中国主要大中城市。此外,与制造业直接投资不同,两国在华研发投资并没有出现向中西部转移的趋势。

20世纪80年代以来,中国旅游容量研究得到了较快发展。在回顾国内旅游容量研究的基础上,从理论和实践角度反思中国旅游容量研究25年的发展和问题,结论如下:我国旅游容量规划规范亟需补充完善;我国旅游容量管理方法亟需改进;国内学术界对旅游容量的认识尚存在若干误区。针对以上问题,通过综合分析国内外旅游容量的研究成果,深入探讨旅游容量的本质特征,对旅游容量的本质特征和旅游容量在实践中的发展方向形成如下基本认识:①旅游容量体现的是载体与被载体、容器与被容物之间的关系;②旅游容量反映的是景区系统中各种因子(尤其是限制性因子)互相平衡、和谐共处的状态;③旅游容量具有动态性特征;④旅游容量"限制"可以转变为"调控";⑤在实践操作中,旅游容量调控管理需要一套系统的指标体系作为参照。

运用旅游景点可达性方法来定量地研究城市旅游空间结构,开发基于最短时间路径选择算法的旅游景点可达性计算与分析信息系统,基于南京市区的公路路网结构,对南京市区旅游景点可达性做了实证研究,生成了景点可达性的分值扩散图、时间等值线图、旅游景点服务范围图和以乡镇为基本计算单元的景点可达性图。通过对生成图表的分析,笔者发现:南京市区旅游景点整体可达性较好,80.59%的区域景点可达性在40min之内,但其内部差异也比较明显,中心主城区景点可达性较好,外围地区特别是边界地区景点可达性较差,最差地区为103min39s,通过对乡镇为基本计算单元的整体景点可达性的等级分析,发现南京市区景点可达性在地域分布上呈现以主城区为中心的圈层空间结构。在上述分析的基础上,将南京市区分为主城区、近郊区、远郊区三个区域,根据三个地区各自特点制定了相应的景点可达性优化目标,并给出了优化措施。

根据环境意识结构设计了旅游者环境意识调查问卷,主要指标体系包括旅游环境知识水平、旅游环境态度、旅游环境评价和旅游环境行为4个方面。基于权重和赋分,构建了指标体系各部分评价模型和环境意识总体评价模型,以此来计算旅游者环境意识水平的综合得分。通过对内蒙古呼包鄂区域旅游者环境意识水平的调查分析得知,旅游者环境意识模式是"环境态度制约型"模式,从总体来看,环境知识不是制约旅游者环境意识水平的关键问题,环境评价也不是主导因素,而态度才是至为重要的因素,它决定了旅游者的环境行为倾向。

基于联合国新千年全球生态系统评估 (MA)概念框架,提出了系统完整的三江源区草地生态系统评估指标体系,包括生态系统结构、支持功能、调节功能和供给功能的4大类15个一级指标、75个二级指标。针对位于青藏高原东部江河源区的草地生态系统的区域特点和人类对其功能的需求分析 ,设计了以土地覆盖结构和草地退化结构为核心的生态系统结构指标群;以初级生产力为核心的支持功能指标群;以水、碳调节为核心的调节功能指标群,以及以水供给和草地承载力为核心的供给功能指标群。在该指标体系中,设计了草地退化遥感分类系统,以实现年代际时间尺度草地生态系统退化过程的动态分析评估;提出了退化草地态势遥感分类系统,以实现大型生态工程实施后年际时间尺度草地生态系统退化态势的分析和评估。

城市是典型的人工景观系统,具有景观破碎化现象严重、高连通性低连接度等特征。本文运用景观生态网络连接度理论,探讨我国生态城市建设中景观生态连通性和连接度的内涵和特征,在城市景观生态网络构成分析的基础上,采用连接度指数、廊道密度和引入交通网络指数等建立起景观生态连接度评价方法和体系,对上海市城市景观生态网络中道路网络、绿地网络、水系网络及其形成的"三网合一"的复合网络连接度进行评价。目的在于为我国生态城市发展建设和城市景观生态网络规划提供理论基础。从评价结果来看,单个网络的连接度较高但特征各不相同。将水系网络、路网和绿地网络进行复合的一体化网络的连接度却急剧下降,揭示出上海城市景观生态网络存在分割多、连接少的网络平面化特征。

为了对城市生态安全水平与评价方法进行研究,以深圳和4个中央直辖市为研究对象,根据压力-状态-响应(PSR)模型,构建了城市生态安全评价指标体系并采用层次分析与熵值相结合的优化方法,综合确定权重运用改进的灰色关联度法、物元可拓综合法、模糊综合法和主成分投影法等4种评价模型,对上述城市2006年生态安全水平进行了测算、分析与评价,并对评价模型进行了对比探讨。结果表明:(1)深圳生态安全水平最高,依次为北京、天津和上海,重庆最低;深圳、北京和天津生态安全等级为较安全,上海为临界安全,重庆为不安全;上海发展潜力最大,深圳、北京与天津较大,重庆仍最小。(2)在对城市生态安全评价研究中,模糊综合法与物元可拓综合法评价结果较全面、精确,其中模糊综合法更利于有针对性地分析问题。

大多数学者研究环境库兹尼茨曲线(EKC)时,都隐含地假定一个地区人均污染与相邻的地区不存在空间相关性,因而其得到的估计结果可能出现偏误,进而将结论应用到环境政策方面也令人难以信服。为克服上述缺陷,利用中国28个省域1993~2005年的面板数据,应用考虑空间效应的空间面板数据模型,对中国的环境库兹尼茨曲线进行实证分析。结果发现:(1)我国的区域污染存在空间相关性,因此空间面板数据模型更适于研究EKC曲线;(2)区域污染排放不仅受本地区人均收入影响,而且相邻区域的污染物排放也对本地区有重大影响,即污染物排放具有空间溢出作用;(3)我国居民环境质量-收入弹性仍然处于较低的水平,环境质量在居民消费需求中比重并不高。

本文旨在建立地表水环境污染对城市扩张的响应模型,以模拟预测城市扩张进程中的社会经济发展、土地效益和生态环境成本的动态变化过程。首先,应用遥感影像解译技术,对城市扩张引起的土地利用变化进行定量分析;其次,基于社会福利最大化和绿色GDP(GGDP)等理论,模拟城市地表水环境污染成本在不同社会经济情景下对城市扩张的响应。以西安为典型研究区域,分析了该区在1996~2006年间城市扩张行为及其对地表水环境污染的影响,结果表明:在不同的社会经济发展条件下,有着不同的城市扩张最优点(均衡点);城市扩张引起的边际生态环境成本小于平均土地效益时,城市扩张会使社会福利变好,城市扩张应继续;技术进步可优化地表水环境污染成本和提高土地利用效率,优化城市扩张均衡点;在现有的经济技术水平发展条件下,理论上西安城市扩张最优点在2024年达到。

南京汤山葫芦洞是著名的南京直立人化石发现地,洞穴碎屑堆积与演化研究是该地点研究中的薄弱环节。本文应用统计学方法分析了该洞穴4个剖面碎屑堆积氧化物和植硅体化石记录,结合洞穴堆积物特征厘清了各剖面间地层对比关系;借助地质雷达等物探技术反演了洞穴东部埋藏堆积的空间结构和特征,进而结合年代学研究成果,将洞穴碎屑堆积自下而上划分为7层,建立了洞穴碎屑堆积剖面与埋藏碎屑堆积间的对比框架。受气候环境演变、洞穴内部动力系统变化以及侵蚀基准面局部调整的影响,洞穴侵蚀堆积的发育可分为洞穴北侧堆积、东部堆积、南裂隙堆积、中部锥状体堆积和西部堆积5个阶段。洞穴演化过程时空上的显著迁移特征及洞穴宜居性差,暗示葫芦洞并非是早期直立人的居住地。

严重的水土流失已威胁到东北地区的土地资源,融雪径流及其造成的侵蚀作为该地区水土流失的重要组成部分,但相关研究较少。本文利用全区93个气象站降水资料,分析了东北地区降雪与积雪的基本特征。利用27个典型流域水文站径流泥沙资料,分析了融雪期内径流与产沙特征。结果表明:东北各地雪期长度为5~8个月,自南向北逐渐延长。年降雪量占年降水总量的比例多在7~25％,由此形成的融雪期径流深占全年径流深比例达13.3~24.9％,融雪期输沙模数占全年输沙模数比例达5.8~27.7％。融雪期流域输沙模数受地貌影响十分显著:丘陵漫岗区降雪量和径流深均低于山区,但输沙模数平均为山区的2.9倍。融雪输沙模数与流域面积有十分显著的幂函数递减关系。为揭示融雪侵蚀影响因素及其作用机理,今后应加强融雪期内流域侵蚀及产沙监测。

水力几何形态关系是对河道形态与水力学特征之间的关系进行定量描述的一种重要方法,对于河道整治有着重要的意义。本文以无定河及其支流为研究区域,利用该流域1959~1969年期间的实测流量资料,分析了34个河段的断面水力几何形态指数。结果发现,无定河所有河道的水力几何形态指数总体上可以分为三类:b>f & m>f & b+ f>m;b& m>f & b+ f>m;b& m& b+ f>m。平均河宽与宽深比指数存在着类似的非线性尺度效应,平均水深的指数存在与其截然相反的非线性空间尺度效应;而平均流速指数与流域面积之间不存在明显的相关性。某些站点的水力几何形态关系不遵循幂函数关系,而是呈现较好的自然对数关系或者二次多项式关系。

利用1905~2005年东北地区哈尔滨、长春、沈阳和大连的降水时间序列资料,采用距平和Morlet小波分析方法,研究了东北地区降水变化的多时间尺度的周期性性变化规律,并对东北地区近期降水状况进行了预测。结果表明:近百年来东北地区年降水量呈现较显著下降趋势,整个东北地区降幅为-5.2mm/10a;长春为-12.7mm/10a;哈尔滨为-7.1mm/10a;大连为-2.7mm/10a;沈阳略为上升趋势为1.3mm/10a。东北地区的年降水量存在着区域性的多重时间尺度下的周期变化特征,2a~3a、5a~6a,10a和50a左右的长期振荡周期具有全域性;长春、哈尔滨年降水的主要控制周期是20a左右;5a~6a的短周期和50年的长周期变化也对年降水有较大影响。

利用共和盆地1953年以来的气象资料,分析了53年来的气候变化特征。结果显示:(1) 共和盆地多年平均气温呈上升趋势,以每10年约0.28℃的倾向率增高,各季节气温和降水变化趋势不一致,春季(3-5月)和夏季(6-8月)气温上升不明显,但秋季(9-11月)和冬季(12-2月)两季上升明显;年降水量呈现微弱的增加趋势,年内分配不均,夏季和秋季降水减少,春季和冬季降水量增加; (2) 共和盆地气候暖干化是目前导致土地沙化日趋严重、草地退化、灾害频繁、河流径流量减少等环境问题的关键性因子,已经对当地的社会经济发展与环境产生了重大影响;(3)共和盆地是青藏高原乃至全球气候变化的敏感地区。

通过综合运用气象数据、遥感数据和典型下垫面特征资料,采用GIS技术和SCS模型,分析了降水对洞庭湖湿地水文的补给效应。在分析洞庭湖流域降水时空变化特征以及模拟地表径流的基础上,计算面积补给系数和体积补给系数。结果表明,面积补给系数较好地显示出监测时刻湖泊水域面积与流域面积之间的关系,不仅反映了某一时刻湿地水文对补给水的依赖,也定量表明降水形成地表径流后的水文补给效应及其对水域面积的影响;体积补给系数则通过注入湿地中的实际水量反映出降水对湿地水文的补给作用及其对水文循环的贡献,也可通过累加反映一段时间内的补给效应。两者的综合应用可以更好地说明大气降水对洞庭湖湿地水文的补给作用。

准确、可靠地模拟和预测煤矿区土地利用结构的变化,是矿区制定土地利用规划、土地复垦措施的重要依据。考虑到元胞自动机模型(CA)在土地利用结构变化模拟和预测方面的优越性能,将CA模型引入了矿区土地利用结构变化的模拟和预测。但矿区在不同的发展阶段,土地利用类型之间的转换具有不同方式,使得土地利用结构的演化存在阶段性的特点。因而利用CA模型对矿区的土地利用变化进行模拟和预测,就要求在不同阶段使用不同的转换规则,而传统CA模型难以满足这样的要求。本文基于矿区生命周期理论,改进了传统CA模型,通过控制变量的引入,实现了元胞转换规则的动态获取和应用。为了验证模型的有效性,以潞安矿区为研究区域,常村矿为研究对象,利用改进的模型对常村矿的土地利用空间结构进行了成熟期和衰退期的预测。通过和传统CA模型预测结果的比较,表明该模型的预测结果和矿区的不同阶段的土地利用演化特点比较吻合。因此该模型能够提高矿区土地利用结构演变模拟和预测的精度,是有效可行的方法。

森林资源是老挝分布最广和最重要的自然资源。基于老挝各省在1982、1992和2002年三个时段的森林覆被和土地利用现状数据,应用洛伦茨曲线和基尼系数对老挝森林覆被变化进行定性和定量的研究,并分析了老挝森林资源变化的驱动力及其主要因子的影响。结果表明老挝各类林地面积和分布结构都发生了相对变化:在面积总量变化上,下降最明显的是现存林地和其他林地,分别下降了3%和5.3%;而次生林地和长期农耕地分别增长了5.4%和2.1%;相对而言,其他非林地面积总量变化不大。在森林分布特点上,现存林地和其他林地的土地利用类型分布呈离散分布;次生林地、长期农耕地和其它非林地的土地类型分布趋向均衡。老挝森林覆被变化有其历史和社会发展水平限制等特殊性,它是老挝社会经济发展和人口增长等因素共同驱动的结果,但主要驱动力是老挝人民普遍的贫困及从事对社会和环境破坏极大的游耕或轮垦的农耕活动。

基于国内外相关研究进展,结合国家农业部草原遥感监测相关任务,依托大量的草原地面样方数据源,开展了东北草原区产草量和载畜平衡的遥感估算研究。主要结论有:(1)指数模型是进行草原区产草量遥感估算的优化模型,模型的估产精度达到80%以上;(2)2007年东北草原鲜产草量总计16916万吨,折合干草5094万吨;鲜重单产为4562kg/ha,折合成干重单产为1374kg/ha;(3)2007年东北草原区75%以上的牧区和半牧区县(旗)牲畜超载,牧区载畜平衡指标为32.23%,半牧区载畜平衡指标为48.51%。本文可为东北草原区的畜牧业发展规划提供科学依据。