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。
能源保障时空协调所表现的是国家或地区能源供应保障系统的整体发育状态。论文在全球和国家两个层次上分析了矿物燃料的空间分布状态及时空协调过程。全球以及美国和中国的实践恰恰证明:由于全球矿物燃料资源存在着明显的空间收敛特征,当工业化和城镇化发展不断寻求更高质量能源的消费需求时,国家能源供应保障系统的发育空间便迅速从区域或国家转向全球。换言之,只有消费需求增长(时间过程)与供应范围有效扩展(空间过程)两者有机协调国家能源供应保障体系才能实现正常发育。
海岸带是陆域环境和海域环境的交叉和相互作用地带,世界上约有60%的人口居住在这一范围相对较小,但具有高生产力和高价值、动态而敏感的区域。海岸带利用结构与自然、人文资源的开发方式直接相关,其结构由两部分元素组成,一是土地和海洋生态系统,另一是人类社会系统,人类自古以来对海洋的开发就以海岸带为重点和基地。论文根据国际上海岸带利用结构分类,重点分析辽宁海岸带利用结构特征。同时文中应用变差系数、集中化指数、锡尔熵指数(锡尔系数)等定量分析方法,重点分析了辽宁海岸带海洋资源开发利用与海洋经济区域差异形成的原因。
改革开放以来,中国快速城镇化和人口非农化,在促进农民就业和增收的同时,加快了农村空心化发展,致使空心村问题日趋严峻。本文通过梳理国内农村空心化的研究进展,简要分析了相关研究的主要特点与不足,探讨了今后针对农村空心化与空心村问题的创新研究领域和方向。在国家坚守18亿亩耕地红线、推进社会主义新农村建设和促进城乡统筹发展的时代背景下,系统分析空心化村庄用地结构与潜力、类型及演进规律,深入研究农村空心化情景模拟与调控、空心村整治规划示范与配套政策,以及空心化村庄整治与管理决策支持系统等,既是推进乡村地域系统的理论创新和深化实证研究的需要,也是面向国家战略需求提供科技决策服务的需要。
以四川省南充市为例,探讨了西部经济欠发达地区中心城市的空间拓展规律。基于多时相Landsat TM遥感数据和GIS的定量研究方法,以城市分形理论为基础,结合对城市实体地域空间在不同方向上的拓展分析,系统探讨了南充城市空间在不同时期的形态特征。通过人机交互的监督分类方法,提取了1988、1993、1999、2002和2007年5个年份的南充中心城市实体地域数据,在GIS中进行了叠加。采用半径法进行城市分形研究,发现各个时期南充城市总体上存在分形特征,但维数存在两个标度区,而且标度区之间的维数具有跳跃性,以此判断出城市在不同阶段的增长动力存在差异——从自然增长主导的扩张模式向多种增长力量共同作用的综合模式演化。在对南充城市实体地域进行分象限拓展分析后,发现南充城市在演化过程中存在明显的方向性,总体趋势为东北-西南的轴向拓展,并以此为基础建立了城市空间扩展模型。
综合治理城市犯罪的空间盲区,是解决城市犯罪问题的有效途径,其研究为城市规划、建设和管理有利于预防和控制犯罪,提供了新的理念与方法,为犯罪地理学和城市地理学开辟了一个新的研究领域。根据空间盲区的形态、性质和对犯罪的影响,将城市犯罪的空间盲区划分为公共、非公共、边际、移动和虚拟空间等5种类型。在述评国外城市犯罪空间研究进展的基础上,构建了城市犯罪空间盲区综合治理的理论平台,论证了空间盲区综合治理的不可替代性,提出了综合治理的基础理论要点和应用理论要点。空间盲区的形成有一系列深刻的空间区位因素,其综合治理研究应有明确的研究目标和方向,核心研究内容为5类空间盲区综合治理的途径、实施方案和措施。还提出了综合治理研究的思路、方法和关键技术。
通过现场随机问卷调查和深度访谈,发现尽管深圳大小梅沙旅游区空间毗邻、资源雷同、游客来源地结构相似,但不同的海滩管理制度将公共海滩分割成了不同的海滨休闲空间,并进而影响到消费群体的人口学特征、海滩游览行为及决策影响因素、对海滩旅游区的认知和态度等。城市规划管理部门应尊重和理解差异化海滩休闲需求,并在海滩休闲旅游产品的供给方面进行适应性调整。一方面,政府应继续提供面向大众的公益性海滩休闲空间,逐步提高此类公共产品的开发规模和管理水平,保证公众基本的海滩休闲需求得以满足;另一方面可适时适度引入商业化海滩开发管理模式,积极探索和打造多元化、主题化、系列化的海滨旅游休闲空间,寻求合理并高效利用海滩公共资源的平衡点。
以苏州市区为例,采用Zipf分维数、空间关联维数以及交通长度－半径维数三个指标,分别对城市游憩场点系统的等级结构、空间结构及交通网络通达性进行分维刻画。研究发现:首先,苏州游憩场点系统及其交通道路支持系统都具有较好的分形特性;其次,各分维指标能够准确地刻画城市游憩场点系统及交通道路支持系统的结构分异,可以为游憩场点系统的结构优化提供标准依据并指明方向;其三,苏州游憩场点系统的等级结构和空间结构均呈现出一种核心松散、外围紧致的结构递变趋势,自组织能力的离心化现象比较突出;最后,从分形几何和系统论的角度揭示、证实了游憩场点系统和旅游景点系统在结构分形及自组织演化上存在着显著差异。
基于遥感反演的1988年与2000年土地利用数据、土地动态模拟系统(DLS)模拟的2012年与2020年全国栅格尺度的耕地分布数据及我国农业综合区划结果,应用CENTURY模型估算了中国1988~2020年农田土壤有机碳贮量时空变化规律,分析了1988~2000年、2000~2012年与2012~2020年三个时段中国农田土壤有机碳贮量变化情况。研究结果表明,1988~2000年全国大部分地区的农田土壤有机碳贮量呈增长态势;而2000~2012年全国农田土壤有机碳贮量将出现一定幅度的下降;2012~2020年间,虽然全国范围内的农田土壤有机碳贮量仍表现为下降趋势,但下降幅度较2000~2012年间显著减少。研究结果还表明,我国九大农业生态区的农田土壤有机碳贮量变化具有显著的时空分异特征。
CASA(Carnegie-Ames-Stanford Biosphere)模型是一个表征陆地生态系统水、碳素和氮素通量随时间变化的生态系统过程模型。本研究采用MODIS遥感数据与CASA模型相结合的方法计算了青藏高原高寒草原生态系统植被净初级生产力(NPP)总量为20.57×1012g·a-1的碳。同时根据五道梁实验点上得到的经验关系估算了青藏高原高寒草原生态系统区域上的土壤碳排放(Heterotrophic respiration)总量为8.07×1012 g·a-1,因此推算得高寒草原区域内净生态系统生产力(NEP)折算成碳为12.50×1012 g·a-1。
水生态功能分区是进行流域现代水资源管理的必然要求,是面向水质目标管理污染控制单元划分的基础。在发生学原则、区内相似性原则以及共轭性原则等相关原则的指导下,采用因素分析法对太湖流域一级水生态功能区进行划分,通过对流域DEM和气候、土壤等相关分区指标的比较分析,认为地形是太湖流域一级水生态功能分区的主导指标,分区结果主要包括西部丘陵水生态区和东部平原水生态区,并对两个一级水生态功能区的特征进行了阐述;在此基础上,对太湖流域水生态功能分区体系即分区等级体系、方法体系和指标体系进行了探讨。
海南蚂蟥岭流域土壤动物生态地理类群的调查,共获得土壤动物样本2036只,隶属3门7纲18个类目,说明蚂蟥岭流域土壤动物生态地理类群并不丰富。比较流域内5种不同土地利用方式中的土壤动物生态地理类群时发现:桉树人工林地对应尚未开发的原生灌木丛地,其土壤动物生态地理类群的Jaccard相似性系数仅为0.375;土壤动物类群与个体数量分别减少了53.33%与62.74%;土壤动物群落复杂性指数(Cj)下降了1.056;土壤动物群落密度-类群指数(DG)降低了4.620。研究结果还进一步表明:桉树人工林土壤动物多样性的减少,损伤了土壤生态系统中土壤动物分解者的生态功能,造成了桉树人工林种植地枯枝落叶滞留、物质循环功能受阻、肥力下降,流域内土壤生态系统日趋恶化。
通过MODIS地温数据,研究了珠三角地区由于快速的城市化过程造成的区域性大范围温度升高现象,即"区域"热岛现象。分析结果表明,MODIS数据能够较好地反映出区域城市化进程中区域地表热环境的变化。不同下垫面的温度差异是形成区域热岛的基础。在大规模连片的城市化过程中,城镇用地的周边区域受到温度升高的影响,地表温度也相应升高,从而造成了区域大面积的温度升高,形成了区域热岛。从空间形态看,区域热岛的空间格局与城镇用地的空间布局具有较高的相关性,大城市或城市连绵区往往是区域热岛的中心。城市连绵区及其周边区域的热岛现象十分明显,而位于研究区的西南和东北方位的城镇分布比较分散,对应的区域热岛现象并不显著。
依据张掖市近50年来的冬季气温观测资料,运用Mann-Kendall法、小波分析、空间插值等方法,对张掖市冬季气温的时空分布规律和变化周期进行分析。结果表明:冬季气温总体上呈现增暖的趋势(β值为0.08),线性增长率为0.56℃/10a,相当于近50年冬季气温升高了2.8℃,冬季增温对全年升温的贡献率高达89%。1985年冬季气温发生突变,之后进入偏暖期,1987年后增温趋势更加显著。冬季气温存在10年左右和22年左右的振荡周期,其中22年左右的振荡周期较强。冬季气温空间分布不均,呈现出由东南向西北逐渐增温的趋势。冬季气温从20世纪70年代起就开始增温,东部增温速度明显高于西部,冬季气温增暖主要发生在最近的20余年内。
农村居民点用地整理是新农村建设的重要内容。深入开展区域范围内待整理农村居民点分区研究,对于指导农村居民点用地的有序整理具有重要现实意义。以河北省136个县(市)为研究单元,选取农村居民点用地自然条件、区域经济实力和整理迫切度等8个指标,构建了农村居民点用地整理分区评价指标体系,利用熵值法确定权重,计算农村居民点整理的综合评价值。进一步基于人均农村居民点用地和综合评价分值,运用层次筛选法将研究区划分为优先整理区、重点整理区、适度整理区、生态型整理区和优化调整区。农村居民点整理分区,可为制定农村土地整理规划以及确定、实施土地整理项目提供决策依据。
基于社会经济和自然生态的现状,结合关中地区的土地利用特征,建立了关中地区的土地利用综合分区评价指标体系,并运用空间关联指数的探索性空间数据分析方法对关中地区的社会经济综合指数和自然生态综合指数空间分布进行了研究。结果表明,关中地区的自然生态综合指数高值集聚区主要位于秦岭北麓,以城区为中心的渭河平原是社会经济最为聚集的地区。结合社会经济综合指数和自然生态综合指数的空间分布,以县区为基本单元把关中地区的土地利用分为5种类型区。最后根据定量评价结果和三大地貌单元,对关中地区土地利用提出了对策建议。
依据史料和已有研究,恢复了洛川塬土地利用的演变过程及其对土壤侵蚀的影响。研究表明,清至民国时期是一个由土地垦殖的初步恢复到土地垦殖力度的增强、垦殖范围的扩大,再至战乱、自然灾害后期的重建以及民国时期土地垦殖发展的过程。地貌的复杂性、降水的不稳定性,对土地开垦造成客观限制;政策制度的推行对土地开垦起到主导作用;而人口因素是土地开垦的根本动力。土地开垦面积随不同时期的人口变化而呈现显著差异,即土地开垦面积和人口数量之间成正相关关系。洛川塬环境伴随着人口增长、土地利用强度增强而逐步恶化。这种恶化是地理环境系统自我调节能力减弱,继而引发土壤侵蚀加剧,并呈现为人为加速侵蚀和自然侵蚀交相混合的共同作用。
建立城镇产业布局基础空间信息数据库的目的是避免城镇基础空间数据集的重复采集,减少浪费,协调空间数据的使用,加强对信息资源有效而经济的管理。针对城镇产业布局分析中对基础数据的实际要求,综合利用地理信息系统技术、数据库技术和空间数据库引擎技术,设计了城镇产业布局基础空间信息数据库的系统框架结构和建库技术路线,并在此基础上建立了一套分布式城镇产业布局数据库原型系统。该系统能够对城镇产业布局分析相关的海量空间数据进行有效的组织、管理和应用,并预留了数据接口,可为相关的城镇产业布局分析软件提供数据支持服务。此外,该系统还可实现不同部门和用户的数据共享,为城镇建设决策提供数据支持。
根据研究区分村4种消化道癌症死亡监测数据和人口数据,描述癌症死亡率的空间分布规律,探测病例在空间上存在的聚集性热点,为进一步开展环境和人群监测提供参考依据。本研究采用基本的图层Voronoi处理技术以及全局空间自相关和空间热点探测的方法,通过绘制空间自相关系数图,描述不同空间尺度与消化道癌症死亡率自相关系数之间的关系。结合空间探测技术和癌症死亡率分布特点,确定空间探测的合理参数,应用地理信息系统,对消化道癌症在研究区的空间聚集热点进行探测。结果发现,研究区在4300m尺度存在有意义的显著空间正自相关,探测到3个消化道癌症高值聚集区,共58个村,每个聚集区平均人口在3万左右。3个聚集区癌症粗死亡率明显高于非聚集区和该县平均粗死亡率。空间热点的探测与分析,引入空间权重矩阵的概念,弥补传统统计学缺乏空间信息和空间关联的缺陷,为引起消化道癌症高发的危险因素探寻提供线索,是传统统计学的必要补充。
国内以往关于城市空间结构与居民出行行为之间关系的研究主要建立在出行角度的分析之上,以巡回作为基本单元,从出行决策视角探讨居民出行时空间决策社区分异的研究尚少见报导。利用2007年北京市居民活动日志调查获取的第一手数据,构建基于巡回的出行时空间决策概念模型,并采用嵌套Logit对北京市居民工作日出行时空间决策的社区分异进行探讨。结果表明:居民巡回类型决策的社区分异较为显著,但会随出行目的变化而发生较大变化;巡回中主要活动起始时间决策的社区分异并不显著,但起始时间与活动类型存在较强的内在联系;出行距离及交通方式决策的社区分异较为显著,对单位社区及政策性住房社区应给予更多的研究和关注。
从居住-就业区位选择角度出发,以广州市典型保障性住房社区(棠下小区、同德小区)为案例,研究保障性住房居民的居住－就业选择特征及其空间匹配性的群体差异和影响机制。经过十多年的发展,研究小区发生明显的居住人群过滤现象,出现大量转售和转租情况,形成保障性住房、商品房、转租房、原单位房的住户结构。保障性住房住户和商品房住户的居住与就业地的空间关系变化较大,其空间不匹配问题突出,但二者在形成机制上存在较大差异。前者主要因保障性住房供应的政策性因素,使其住户的区位选择与主要就业场所不匹配而引发的,属于被动迁移型空间不匹配现象;后者主要是购买转售的保障性住房的住户,为获取保障性住房的政策性福利而通过市场方式选择远离其就业场所空间而引发的,属于主动选择型空间不匹配现象。私人转租房住户和原单位房住户的居住－就业空间匹配性良好。保障性住房的转租和转售在一定程度上产生了政策性福利的再分配,存在一定的不公平性;同时,居住－就业空间不匹配对相关居民的生活质量也带来一定的影响。因此,需要进一步研究保障性住房合理的空间布局方案和实施途径,优化城市空间结构,在考虑社会公平的前提下尽量解决各类群体的居住与就业问题。
从再领域化的理论视角对南京市江宁撤县设区的大都市区行政区划调整进行实证研究。研究重点关注城市和政府两类领域机构,从行政区划调整过程、行政区划调整对城市发展的影响和行政区划调整中的权力斗争三个方面进行分析。研究发现城市空间重组是一个渐进过程,江宁通过撤县设区和撤乡镇设街道两种方式,正在逐步从县域经济向城区经济转型。撤县设区后,江宁城市和经济快速发展,这主要是由于再领域化后江宁相对独立的经济和政治地位。但是,在江宁的再领域化中,政府领域重构并未伴随着城市空间的产生而出现,原县的管理体制在很大程度上仍然得以保留。在新的城市空间中出现了新市—区两级政府管理与原市—县—镇三级政府管理并行的体制。因此,江宁的再领域化是一种不完全的再领域化过程。这也是造成市—区两级政府权利冲突的制度根源。
信息流动会使农户产生互动学习效应,进而影响农户的农业生产率。基于河南省孟寨村第8小组农户的普查,获得有关农户亲戚、邻居和与之地块邻近农户的社会经济特征和大蒜产量的信息,对这些群组内部的互动学习效应进行检验,并识别不同类型的互动效应。结果表明:内生互动效应仅存在于亲缘群组;情境互动效应存在于地邻群组和邻里群组,但在两个群组中存在一定的差异;关联效应在三个群组均存在,与亲缘群组相比,邻里群组和地邻群组中关联效应更大,但在亲缘群组中,关联效应远小于内生互动效应,在邻里群组和地邻群组中也远小于情境互动效应。研究结论对国外学者的发现进行了修正。这种理论研究具有重要的政策含义。
贫困山区农户兼业现象普遍,对相关的土地利用活动影响深刻。采用重点与随机抽样、参与式农村评估和景观格局分析等方法,从微观尺度定量分析了云阳县568户农户兼业行为与居民点用地形态变化的相互关系,可为土地利用结构调整、居民点用地整理挖潜提供认识依据。结果表明:(1)云阳县农户兼业现象普遍,依据非农收入与农业收入差、非农劳动投入比重,将农户划分为纯农业型、农业主导型、农工兼具型、非农主导型、非农业型五种兼业类型;(2)老龄和女性人口少、且平均文化水平较高的农户兼业水平最高,人口数量多、分工多元化的农户兼业水平居中;(3)以农业生产为主要生计活动的纯农业型与农业主导型农户,居民点用地规模变化较小,约为180m2,土地利用粗放且多样化程度高,其中,纯农业户圈养与堆棚用地比重较高,农业主导型院坝用地比重较高;(4)农工兼具型农户的居民点用地规模扩大,约为190m2,土地利用集约度得到提高,且多样性下降,堆棚用地弱化,住房用地占主导;(5)逐渐退出农业生产的非农主导型与非农业型农户,居民点用地规模缩减,约为160~130m2,土地集约度较高,多样性下降,居民点中生产性用地比重下降、居住性用地比重上升。研究认为,农村居民点整理挖潜必须与农户的兼业需求相适应。
区域经济空间分异机制是区域经济研究的一个重要问题。目前对此问题的研究有多个视角,但各个视角的研究成果都只是从某个方面阐释区域经济空间分异的机制。本文从区域经济空间分异机制的内涵出发,以经济增长因素的相关理论和分工理论为基础,将各个视角的研究成果贯穿起来,构建了一个解释区域经济空间分异机制的理论分析模型,并运用这个模型对黄河流域经济空间分异机制进行了实证分析。结果表明,黄河流域综合要素禀赋、分工与集聚的耦合互动关系明显存在,黄河流域经济空间分异受要素禀赋决定作用机制、分工传导作用机制和循环累积因果机制的支配。
国内外现有研究认为,农民工的求职渠道非常单一,主要依赖社会关系网络。本文选取典型的珠江三角洲世界工厂所在地——广东省东莞市塘厦镇为案例,对非正规职业中介机构进行了深入调查研究。发现非正规中介机构在农民工的求职过程中发挥着重要作用,帮助农民工实现灵活、即时的就业,其存在是在我国转型期市场改革不断深入的背景下,企业/工厂的用工需求、农民工的求职需要、中介机构的逐利目的和地方政府的宽容态度共同作用的结果。非正规职业中介机构是市场动力作用下的新型农民工非正规求职渠道,是原有的社会关系网络求职渠道的延伸。研究表明,在现阶段中国城市化过程中,非正规的动力在解决农民工求职乃至城市化过程中具有重要的作用。
建立旅游地社区参与度熵权层次分析评价模型,以周庄、同里、西递、宏村为研究对象,对我国传统村镇旅游地社区参与度进行定量评价。研究表明:(1)旅游规划与决策参与度是影响传统村镇旅游地社区总体参与度的关键性因素;(2)西递处于社区高度参与状态,周庄、同里、宏村处于社区中度参与状态,四个旅游地社区参与度由大到小的顺序为:西递＞周庄＞同里＞宏村;(3)我国传统村镇旅游地居民参与旅游规划与决策的程度偏低,成为影响社区参与度总体得分和社区参与层次的主要原因;(4)导致社区参与度差异的主要因素为传统村镇旅游地在景区经营管理模式、旅游地社会经济发展阶段、社区旅游制度和政策、社区形态与旅游资源属性上存在差异。
以井冈山风景区为例,采用问卷调查和统计分析方法,研究了游客的生态旅游认知及其对环境管理措施的态度,并分析两者之间的相关性。结果表明:游客对生态旅游"基于自然"、"旅游对象受到保护"、"环境教育"认知率较高,对"社区利益"的认知率尚低,且不同类型游客对生态旅游认知不同。游客对"对环境负责任"、"保护环境资源"、"注意环境影响"、"重视环境教育"、"尊重地方文化"五类旅游环境管理措施持积极态度,但对"加强游客管理"的措施持消极态度。而且生态旅游的认知与某些生态旅游环境管理态度也直接相关,认识到生态旅游"基于自然"、"旅游对象受到保护"以及"社区利益"的游客更认同"重视环境教育"的环境管理措施。最后,还就提高生态旅游认知和加强生态旅游区环境管理提出了具体建议。
随着中国快速大规模的城镇化进程,城镇人口和产业集聚带来的就业岗位、基础设施、住房和公共服务设施的矛盾日益加剧,而城镇空间的快速扩张和蔓延式发展又成为众多矛盾的焦点。本文从规划理论和经济学理论出发分析了城镇空间扩张的内在动因,通过综述英美日等国家针对城镇空间扩张而采取的土地利用控制政策的经验提出了对策建议,并通过比较研究探讨了城市土地利用的合理标准问题。研究表明,资源环境条件是城镇密度的先决条件,基于亚洲大部分国家的资源环境基础和发展中国家的实际情况,集约化的城镇空间是我国最现实、最合理的选择;交通模式、土地开发模式、住宅开发模式、道路交通税制等是影响城镇密度的关键因素,因此,公共交通比例、住宅开发形式的选择等是对城镇空间密度进行调控的重要手段;城镇密度(人均土地利用指标)的最佳标准应根据交通模式、土地开发模式、住宅开发模式等条件的不同而区别确定。欧美研究学者提出的紧凑型发展模式下的城镇合理人口密度大致在70~150人/hm2之间。基于分析和比较,本研究建议集合住宅比例在80%以上的我国大中城市的人均城镇土地利用指标采用人均80~105 m2的标准,并应在实施过程中从严控制。
以地处黄淮海平原农区的禹城市伦镇赵庄村为典型案例,利用高分辨率航空遥感数据为基本信息源,结合村庄逐户调查数据,通过土地利用分类与制图,定量研究典型村庄用地格局特征、扩展模式及其动力机制。结果表明:赵庄村土地利用呈"耕地—作业空间—居住空间"的圈层式空间格局。2008年村庄用地规模比1967年增加了1.26倍,主要表现为宅基地的扩展和打谷场用地增长,1985~1990年村庄用地扩展速度最快,村庄用地在空间上向西和向南方向扩展显著。村庄用地扩展主要表现为渐进式蔓延扩展、突变式非地扩展和填充式补充扩展三个阶段。农户居住需求增长与农业生产规模扩大是村庄用地扩展的内生动力,村庄内部条件与外围环境的巨大反差是村庄用地向外扩展的外部环境动力,农户收入增长为村庄用地扩展提供了经济基础,而村庄土地规划缺失与管理缺位使村庄用地扩展失去约束力,这些因素相互作用,共同驱动村庄用地扩展。最后,针对村庄用地扩展存在的问题,提出了促进村庄土地可持续利用的对策建议。
绿水对于喀斯特地区的生态恢复具有重要意义。从绿水循环过程入手,综合考虑冠层截留过程、土壤水分运动过程和植被蒸散发过程,建立典型喀斯特地区不同植被类型条件下的绿水循环过程模型。模型在小型人工模拟降雨实验和长时段监测数据的验证下,依托遥感和GIS手段,扩展到区域尺度,模拟了研究区2005年10月~2006年3月的绿水循环过程,结果表明:(1)研究区的绿水占了降雨量的87.4%,大部分降水通过冠层截留、蒸散发和入渗转化为绿水,供给生态用水。(2)典型喀斯特地区不同植被类型条件下绿水循环存在重要差异,随着喀斯特生态恢复和植被类型改变,生态系统把更多的降雨转化为绿水,即转化为生态用水。(3)模拟时段内的绿水贮存量呈增大趋势,不易发生干旱,是"春旱"和"夏旱"前绿水补充的重要时段。
土地开发整理规划实施结果对规划区域内的生态环境产生重要影响。有关这方面的研究理论在我国尚少见报导,具体评价的方法、指标体系及模型构建均未形成规范性体系。本文以江苏省涟水县为例,运用幕景分析方法对《涟水县土地开发整理规划》(2000~2010)进行分析,并建立评价模型对规划前后的自然环境效应进行评价。结果表明:1997年涟水县的自然环境效应值低于2000年,其原因在于该县在这三年间,严格控制建设对耕地的占用,通过土地开发整理补充了更多的耕地。2010年自然态将来幕景得出的环境质量是下降的,原因是建设对农用地和未利用地的破碎化,加大了斑块密度。而2010年干扰态将来幕景与自然态相比,其自然生态正效应得到明显提升,增长了0.6736个百分点,表明合理设计土地开发整理规划对促进区域生态环境健康具有十分重要的作用。
近年来,黄土高原沟壑区许多果园已经退化,需要重新退果还耕,但其生态水分效应尚不明了。以陕西长武县王东沟小流域典型果园为对象,选取了盛果期果园、退化果园和退果还耕等3种土地利用方式,分析1986、2002和2009年三期土壤水分数据,研究退化果园还耕的生态水分效应。结果表明:退化果园和退果还耕地的平均含水量和土壤储水量显著高于同期的盛果期果园。果园退化后废弃和退果还耕,土壤水分会得到部分恢复。当土地利用从盛果期果园变化为耕地后,在200~600cm土层,其土壤平均含水量(10.62%)显著高于盛果期果园(8.53%)。生物利用型土壤干层仍然是盛果期果园、退化果园和退果还耕地尚待急需解决的严重的生态问题。
植被在有效控制水土流失、改善生态环境中具有重要作用。为探讨坡面不同植被覆盖度、不同植被空间布局对坡沟系统侵蚀产沙的影响,以4 m长坡面(坡度为20°)和3 m长沟坡(坡度为50°)组成的坡沟系统为研究对象,采用不同放水流量(3.2 L/min、5.2 L/min)的放水冲刷实验,研究了不同放水流量、不同植被覆盖度、不同植被布设部位对坡-沟系统及沟坡侵蚀产沙的影响。结果表明,在实验条件下,不同植被布设部位在相同放水流量、相同植被覆盖度条件下对坡沟系统侵蚀产沙有明显影响,而对产流量无明显影响;沟坡部分侵蚀产沙量不随坡面植被覆盖度的增大而减小,相反呈增大趋势。说明在实验条件下,对坡沟系统而言,仅在坡面部分布设植被,尽管能在一定程度上减少坡沟系统侵蚀产沙,但并不能有效减小沟坡部分的侵蚀产沙,甚至引起沟坡部分侵蚀产沙的增大。因此,水土流失治理过程中采取有效措施进行坡沟兼治将是减少水土流失的有效手段。
通过对黄河宁蒙河段6个水文站1952~2003年间的实测悬移质泥沙资料,运用输沙平衡方法,对划分的5个时段和5个区段的悬沙冲淤量进行了计算分析,探讨宁蒙河段悬沙冲淤量的时空变化规律。黄河上游无大型水库的1952~1959年间和水库建成坝下河道充分调整后的1994~2003年间,宁蒙河段强烈淤积,年均悬沙淤积量分别为0.9588亿t/a和0.9503亿t/a;而期间的三个时段,年均悬沙分别为净侵蚀0.6127亿t/a、微淤0.0161亿t/a和较强淤积0.7475亿t/a。年均悬沙淤积量在宁蒙河段为0.345亿t/a;在宁夏河段为0.076亿t/a,其中下沿河~青铜峡区段微淤,青铜峡~石嘴山区段冲淤平衡;在内蒙古河段总和为0.269亿t/a,石嘴山~巴彦高乐、巴彦高乐~三湖河口、三湖河口~头道拐三个区段分别为0.0084亿t/a、0.113亿t/a和0.147亿t/a,沿程增大。悬沙淤积量的时间变化主要受到区间支流来沙量变化和水库建设的双重影响,而空间变化主要受到青铜峡水库拦沙以及刘家峡、龙羊峡水库消减洪峰的影响。黄河宁蒙河段处于构造沉降区,淤积是总趋势,人类活动可以引起个别时段、区段发生侵蚀,但无法改变其沉积的总趋势。
基于GIS空间分析和统计模型相结合进行区域评价与空间预测是滑坡灾害研究的重要方向之一。以三峡库区秭归县为研究区,选择坡度、坡向、边坡结构、工程岩组、排水系统、土地利用和公路开挖作为评价因子。为提高模型的预测精度、可信度和推广能力,利用窗口采样规则降低训练样本之间的空间相关性。建立Logistic回归模型,对滑坡灾害与评价因子进行定量相关性分析。计算研究区滑坡灾害易发性指数,对其进行聚类分析,绘制滑坡易发性分区图,其中高、中易发区占整个研究区面积的38.9%,主要分布在人类工程活动频繁和靠近排水系统的区域。经过验证,该模型的预测精度达到77.57%。
下垫面状况是影响地表反照率分布的主要因素之一。利用遥感方法获取地表反照率时空特征是研究地表下垫面状况的有效手段。天山北坡具有典型的山地－绿洲－荒漠景观和山盆地貌格局,这一独特且复杂多样的地表下垫面特征形成了特有的垂直分布的地表反照率。通过对三工河流域TM影像进行地形校正,基于6S(Second Simulation of Satellite Signal in the Solar Spectrum)模型分析地表反照率的时空分布。结果表明:基于中空间分辨率遥感数据的地表反照率反演适合于地表起伏明显的天山北坡地表反照率的分析。由于受到地表覆被类型及地表干湿程度的影响,三工河流域地表反照率呈明显的垂直地带性分布。中山森林带和低山干草原带受地形起伏和阴阳坡作用,其地表反照率表现出有规律的上下波动。绿洲区随着地表覆被类型、作物结构和作物物候的变化,地表反照率波动较大。
基于Logistic回归的CA模型因其结构简单和数据要求相对较小的优势,被广泛应用于城市模拟领域,但数据的空间自相关性影响了模型机制挖掘与模拟精度。通过将影响城市发展演变的各种约束条件划分为强制和普通约束条件,以及运用主成分分析降低普通约束条件的数据相关性,构建了改进型Logistic回归CA模型,并在2000~2008年广州市城市增长模拟研究中进行应用。结果表明:与传统型Logistic回归CA模型相比,改进型Logistic回归CA模型在模型拟合度和精度上均有4%左右的提高。其中约束条件划分对非城市像元模拟精度约有6%的提高,对整体精度有3%的提高。更为重要的是,降低数据相关性后,Logistic回归CA模型对于城市扩展机制的解释更符合实际。本研究旨在寻求一种简单可行且易于构建的CA模型,探求城市发展机理,为城市规划管理提供更为准确的科学依据。
