莎车县近50年乡村聚落时空格局演化

乡村聚落的演变能够深刻反映自然环境和人文社会经济的变迁,但对其研究并没有广泛和深入开展。以南疆典型区域莎车县为研究区,发挥遥感技术优势,借助1970 s以来的CORONA和Landsat系列影像等多源多时相遥感数据进行信息提取和时空分析,探讨聚落时空演变特征。结论如下:(1)近50年来莎车县乡村聚落规模变化较为剧烈,聚落由大规模、低密度向小规模、高密度演化,聚落斑块数量和面积增加显著,特别新世纪以来增速明显加快。(2)乡村聚落重心均位于县域中部的托木吾斯塘乡,且向西南偏移。(3)乡村聚落斑块之间距离持续缩减,图斑持续向外扩张,为随机模式聚集,且向西南扩张,聚集程度持续提高。(4)乡村聚落核密度呈现由低向高增大的趋势,核密度低值向较高值和高值发展, 2000—2018年比1964—2000年的阶段核密度高低值分布状况变化剧烈,乡村聚落高值集聚区呈现由散状—带状—片状的变化特征,“热点区”和“冷点区”斑块数量均有所上升。     

西南岩溶山地石漠化近50年演变——基于5个地点的案例研究

探讨岩溶山地长期以来的石漠化变化趋势,对于理解岩溶山地人地关系演变和石漠化的进一步治理具有重要意义。基于此目的,选择了贵州省5个典型岩溶山地区域,基于高分辨率遥感影像和实地调查,对其近50年期间岩溶石漠化的变化趋势进行了实证研究。结果表明:(1)石漠化面积、石漠化综合指数与石漠化面积比重、石漠化变化的幅度和动态度等表明,从1963年到2015年,石漠化演变经历了由增到减的转型,各研究区石漠化变化存在1980年代和2004年两个明显的转折点;(2)2010年以后,强度石漠化成为主要的变化类型,明显下降;(3)5个研究区因自然条件和社会经济背景不同,分别形成不同的石漠化演变模式,体现出石漠化演变在不同时段和不同地域的多样性;(4)石漠化转型演变与退耕还林政策和石漠化治理工程有关。研究结果为阐明中国西南岩溶山地石漠化长期演变趋势提供了参考。     

城镇聚落斑块的异速增长与板块效应——以苏州、无锡、常州地区为例

为在区域水平上揭示城市化过程中聚落的异速增长过程及其规律性,本文以苏州、无锡和常州地区为研究对象,利用1979、1991、2001和2005年4期Landsat遥感影像,应用全局空间自相关Moran'S I指数和局部空间自相关Getis-Ord G_i~*指数对苏锡常地区城镇聚落规模相对增长率的空间自相关特征进行了研究.结果表明:1979-2005年间,研究区城镇聚落快速扩展,其整体规模增加了11.1倍,总体上经历了聚落规模快速增长、缓慢增长和快速增长3个阶段,且与相应时期经济规模的增长节律不同;3个时期城镇聚落斑块的相对增长率在全局上存在极显著的空间正相关关系,表明存在发展趋势相似的聚落相对集中分布的格局;研究区3个时期均存在局部空间自相关关系显著的若干高增长率聚落集中分布区和低增长率聚落集中分布区,形成一定范围内相邻聚落斑块间具一定联动性、相对增长率相对一致的若干板块.不同时期聚落板块的相对规模、空间范围、板块内聚落相对增长率有一定的趋势性变化.期间研究区总体上存在增长重心东移趋势.     

城市扩张过程中不透水面空间格局演变及其对地表温度的影响——以乌鲁木齐市为例

伴随着城市热岛问题的日益显现,关于不透水面与地表温度的关系研究成为热点。在遥感技术的支持下,以乌鲁木齐市主城区为研究对象,从不透水面出发,分别对不透水面类型、变化强度进行研究,探讨不透水面的时空变化特征。引入景观生态学理论,分析不透水面景观类型的空间格局及规律。以反演的地表温度为基础,分析了不透水面相关变量与地表温度的关系。结论如下:(1)研究区不透水面指数主要集中在0.3—0.7之间,占总面积的90%以上;(2) 2000年以来,15.89%的区域不透水面指数连年下降,分布在主城区,20.07%的区域不透水面指数连年上升,分布在城市的郊区,增长区域的幅度主要集中在10%以下;(3)不透水面的景观类型多样性减弱,以中、高覆盖区为主,其中高覆盖区的聚集指数最高,高达87.71,不透水面类型斑块形状由复杂向规则化推移;(4)研究区地表温度,增温明显,2000年地表温度均值25.94℃,2016年地表温度的平均值高达35.51℃;(5)不透水面对地表温度影响,存在阶段性、正负相关的交替性特征,整体表现为"M"形状;(6)不透水面类型面积百分比、不透水面类型景观指数对地表温度的影响相对复杂、差异明显,不能从单一的不透水面覆盖分析对地表温度的影响。     

基于GIS-Logistic耦合模型的下辽河平原景观格局变化驱动机制分析

以东北三省开发强度最大的辽河中下游地区—下辽河平原为研究对象,从自然因素和人文因素两个方面,构建下辽河平原景观格局演变的驱动机制指标体系,其中自然驱动力包括气候因素、DEM提取值;人文驱动力主要包括人口状况、经济发展、人民生活水平和科学技术进步四大方面。利用美国地质勘探局(USGS)长时间序列的遥感影像数据,获取了下辽河平原1980—2010年地表景观格局的分布特征,提取下辽河平原近30年来各景观类型的空间分布信息,根据各景观类型面积增长和消退的演变规律,利用Logistic回归模型分析不同时间段下景观格局演变的驱动机制,结果表明:1耕地面积的先增后减,林地、草地面积的先减后增,以及建设用地面积的持续增加是研究区景观格局演变的主要特征;2Logistic回归模型分析的结果表明,不同时期内景观类型变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异,但是总体来讲,在中小尺度下,自然驱动因素相对于人文驱动因素的影响较弱,人口、经济发展、城市化水平、技术等因子对于下辽河平原各景观类型的变化具有较强的驱动作用。     

南京市城市化过程中聚落动态的热点分析

利用南京市1988、1998、2003和2006年的Landsat TM遥感影像,采用邻域分析方法,提取1988—2006年间3个时段南京地区聚落占地率变化速率最快的5%区域作为聚落动态的热点,并对其空间分布格局的变化规律进行了研究。结果表明：聚落增长热点和萎缩热点总体上随城市的扩张而外移,其中,增长热点主要发生于建成区边缘外侧6 km以内的区域,而萎缩热点的高发区位于建成区边缘外侧1 km以内,在城乡梯度上二者都随离建成区边缘距离的增加而减少。在不同方向上,热点发生的频度、幅度具显著的差异性,且表现出易受短期城市发展决策的影响,阶段性重点开发地区往往成为聚落变化的热点,并导致热点集中分布区位的阶段性差异。某一时期萎缩热点在空间上集中分布的区位往往是前一时期增长热点集中发生的区位,反映了城市化过程中聚落快速增长后可能伴随着相对较大规模的重组、整合过程。     

基于RS与GIS的农村居民点空间变化特征与景观格局影响研究

农村居民点作为乡村地域空间人口聚居形态,是乡村聚落景观重要组成部分,其空间布局、演变特征受自然、社会、经济多重因素的影响。利用都江堰市2005年和2010年两期遥感影像提取农村居民点、坡度、道路、河流等矢量数据,借助RS、GIS空间分析技术,定量研究都江堰市农村居民点的空间变化过程、格局和趋势,并选取景观格局指数对影响农村居民点布局特征的因素进行深入分析。结果表明:(1)2005年和2010年都江堰市农村居民点的空间分布总体上均表现出显著的聚集趋势,2010年农村居民点的聚集程度要比2005年高,但居民点集聚的空间态势没有发生明显变化,仍然集中在都江堰市的东南部;(2)坡度、道路和河流对都江堰市农村居民点的布局有显著影响,其中超过80%的居民点分布在0—10°坡度范围内,超过50%的居民点分布在道路500 m范围内,近60%居民点分布在河流1000 m范围内;(3)农村居民点空间布局除了受地形因素影响外,还与国家级风景名胜区、世界文化遗产区等保护政策,农村土地综合整治和灾后重建等规划因素密切相关。该研究以期为农村居民点动态变化监测、农村土地整理效果评价、新农村规划等理论和实践提供重要决策参考和技术支撑。     

营口市城市及村镇聚落增长与土地利用变化的模拟预测

基于辽宁省营口市1988、1992、1997、2000和2004年5期Landsat TM卫星遥感影像数据,利用城市增长和土地利用变化模拟模型SLEUTH模拟预测了6种预案（当前趋势预案、无保护预案、适当保护预案、管理增长预案、生态可持续预案和区域及城市规划预案）下2005—2030年营口市城市及农村聚落的增长和土地利用变化情况.结果表明：1988—2004年,营口市城市及村镇聚落的增长面积为14.93 km²;1997—2004年,研究区水域、园地、矿山、耕地等土地类型面积的变化较大.2005—2030年,生态可持续预案下,营口市城市及村镇聚落的面积将缓慢增长,较好地保护耕地、林地等资源,但在一定程度上将限制城市及村镇聚落的增长;无保护预案下研究区城市及农村聚落的增长速度最快,耕地流失面积较大;当前趋势预案下,耕地流失面积与无保护预案相近,但耕地流失的格局不同;适当保护预案和管理增长预案下,耕地的流失面积较小;区域与城市规划预案下,城市及村镇聚落增长主要分布在城市开发区和城市周边地区.利用不同预案下的SLEUTH模型可以模拟不同土地管理政策对城市及村镇聚落增长和土地利用变化的影响,对我国实施统筹城乡发展、建设社会主义新农村具有指导意义.     

城市化过程中聚落占地率的动态分析

为揭示城市化过程中聚落动态与原聚落状态的相关性,利用南京地区1988、1998和2006年3期Landsat TM遥感影像,应用邻域分析技术对1988年以来南京地区不同时期聚落占地率的变化及各聚落占地率区间的聚落动态进行了研究.结果表明:1988-1998年及1998-2006年2个时段南京地区的聚落面积持续增加,但增长模式存在较大差异,前期绝大部分景观单元内的聚落占地率持续增长;后期虽仍以增长单元为主,但聚落占地率下降的单元也大量出现;1988-2006年,随着聚落占地率的上升,对应景观单元聚落占地率的增幅逐渐变大,至30%左右达到最大值,之后增幅渐小,直至出现负增长;1988、1998和2006年低聚落占地率区间景观单元的频度均高于高占地率区间,但随着城市化的发展,低聚落占地率(0～3%)景观单元的频度持续下降,高聚落占地率单元的频度则有不同程度上升,低聚落占地率与高聚落占地率区间单元频度间的差异逐渐变小;在2个时段内,各占地率区间对应的聚落面积的总体变化曲线差异较大,但聚落面积增长量与消减量的变化曲线分别具有较强的一致性.     

南京城市扩展过程中聚落斑块的行为特征

城市化过程具体表现为聚落斑块在景观上的消涨过程.基于南京地区1988、1998和2003年的Landsat TM影像,将聚落斑块按演变形式分成新生、消亡、延展、收缩、融合、分裂和混合7种变化模式,分析了各类斑块沿城乡梯度带的分布格局.结果表明:1998-2003年研究区聚落斑块的总面积迅速增加,斑块数量、平均斑块面积和最大斑块指数等均保持同步增长趋势,新生型与混合型构成斑块演变的主体,但收缩和消亡斑块的负贡献率也持续上升;各演变类型斑块沿城乡梯度带的空间分布格局在2个时段上不尽相同;1988-1998年,混合型斑块在主城区表现为高密度扩张;1998-2003年则表现为低密度蔓延,主城区外各梯度带则没有明显的阶段性差异,新生斑块的城乡梯度格局在2个时段基本一致,其密度、面积比例在主城区较小,城市边缘区较高,向外则随离主城区距离的增加而递减;延展斑块前一时段在主城区与远郊存在2个高发区,但后一时段远郊的密度与面积比例均显著降低;收缩斑块和消亡斑块的高发区位于主城区及其边缘和远郊;比较各类斑块的城乡梯度格局发现,城市化程度高、速度快的区域,同时也存在相对快速的斑块收缩与消亡过程,主城区与城外各梯度带在扩展模式上存在阶段性差异.     

典型峰丛洼地耕地、聚落及其与喀斯特石漠化的相互关系——案例研究

喀斯特石漠化,近年来已成为研究热点和引起国家层面重视,但当前研究并没揭示岩溶山地土地为什么会发生石漠化这一现象的本质,没有阐明岩溶山地农户为什么要进行不合理活动。通过典型案例研究从理论上解释岩溶山地农户为什么要进行不合理活动这个问题,以从本质上揭示石漠化发生的机理。为此,在贵州选择了6个典型峰丛洼地,采用2010年的10 m分辨率ALOS影像作为数据源,比较了6种不同的峰丛洼地组合地形中的耕地资源分布、聚落特征和石漠化发育情况。结果表明,6个研究点耕地和聚落数量、分布和石漠化的面积和分布存在一定的相互关系,这些相互关系可阐明土地承载力较低情形、土地承载力中等情形和土地承载力较高情形石漠化发生的过程;发现严重的石漠化只能出现在土地承载力低、人口压力大的区域,并据此进一步总结了峰丛洼地区石漠化形成的理论模型。从理论上揭示了峰丛洼地区土地承载力和人口压力是否协调决定了峰丛洼地区的生态质量状况,有助于从本质上认识石漠化的发生机理和指导石漠化的治理。     

Viking and Medieval Settlement in the Faroes: People,Place and Environment

Apart from the possible, but unproven presence of some Irish hermits, the Norse colonizers of the Faroe Islands arrived in an unsettled landscape around A.D. 800. The archipelago was essentially unwooded and rich in bird and marine life. The area of land suitable for settlement and farming was relatively meagre and concentrated in coastal areas; inland areas were suitable for shielings (summer pasture) and subsequently more extensive grazing (outfield) activities. Reconstruction of the settlement distribution has not been a well-developed aspect of Faroese historical study. Using archaeological and documentary evidence, we are able to present the first comprehensive distribution map of Norse settlement, which emphasizes an overwhelmingly coastal focus of considerable density. Using historical (including place-names), archaeological, and environmental evidence, we examine the nature and organization of the Viking (early Norse) and medieval (later Norse) settlement. Colonization and economic activity in the islands were strongly influenced by topographic and ecological factors. This, along with social organization, was subject to influences which may have derived, at least in part, from experiences in a Norwegian homeland.     

基于分形理论的乡村聚落景观空间特征及演变——以厦门市为例

空间结构和空间形态共同构成乡村聚落景观空间特征,对二者的科学分析是乡村土地利用格局优化的基础.本研究采用分形理论,从全市与分乡镇两个尺度上对厦门市乡村聚落景观空间结构的特征和演变进行定量分析,并提出空间格局优化的相应对策.结果表明: 厦门市乡村聚落景观空间结构与形态的分形特征明显.在全市尺度上,聚集维数、交通网络直通度和空间形态维数随时间变化而增大,而空间关联维数持续减少;乡村聚落景观空间结构呈多中心聚集态分布,交通网络通达性变好,空间结构自组织不断优化,而乡村聚落景观空间形态日趋复杂,空间呈扩展的趋势.在分乡镇尺度上,乡村聚落景观空间特征差异显著,空间结构松散、通达性较弱等问题存在于部分乡镇.未来需加强交通等基础设施投入和中心村建设,提高乡村聚落内部各要素的关联度,促使其空间结构优化.本研究结果为优化乡村聚落空间布局、科学编制乡村土地利用规划提供了有力的技术手段和理论支撑.     

陇中黄土高原农村经济结构变化对退耕还林(草)的响应

黄土高原退耕还林(草)政策的实施有效改善了区域生态环境,然而其对社会经济的影响存在明显的地域差异。以甘肃省定西市安定区近郊凤翔镇和远郊鲁家沟镇为例,采用重复测定方差分析、主响应曲线分析和相关分析等解析2镇1998—2015年农村经济结构及收入变化对退耕还林(草)政策实施的响应特征,确定退耕还林(草)政策实施驱动的土地利用变化与农村收入之间的关系。研究发现:(1)退耕还林(草)政策实施解释了2镇70.4%的农业收入结构差异,因政策的实施推动了小麦等夏粮作物向玉米、马铃薯等秋粮作物的转变,进而影响了农业收入结构的变化;(2)退耕还林(草)政策对农村经济结构的影响弱于对农业收入结构的影响,它解释了2镇54.1%的农村经济结构差异,近郊凤翔镇农村经济收入明显高于远郊鲁家沟镇。退耕还林(草)政策对以农业为主导产业的远郊鲁家沟镇农村经济结构影响相对较小,近郊凤翔镇工业、服务业和商业餐饮业等非农产业占农村经济总收入的比重随着农业收入比重的降低而有所提高;(3)退耕还林(草)政策的实施带动了该区种植业结构的转变,这在一定程度上缩小了凤翔镇和鲁家沟镇农村集体收入之间的差距;(4)退耕还林(草)政策实施过程中,梯田面积、玉米和马铃薯等秋粮作物种植面积的增加提高了农村居民纯收入。研究认为退耕还林(草)在实施过程中需考虑地域差异,依据区域经济发展状况进行相应调整,在推动种植业发展的同时还应兼顾林业、牧业和一些非农产业发展,最终实现生态环境恢复与农村经济的协调发展。     

Evaluating the protection of wildlife in parks: the case of African buffalo in Serengeti

Human population growth rates on the borders of protected areas in Africa are nearly double the average rural growth, suggesting that protected areas attract human settlement. Increasing human populations could be a threat to biodiversity through increases in illegal hunting. In the Serengeti ecosystem, Tanzania, there have been marked declines in black rhino (Diceros bicornis), elephant (Loxodonta africana) and African buffalo (Syncerus caffer) inside the protected area during a period when there was a reduction of protection through anti-poaching effort (1976–1996). Subsequently, protection effort has increased and has remained stable. During both periods there were major differences in population decline and recovery in different areas. The purpose of this paper is to analyse the possible causes of the spatial differences. We used a spatially structured population model to analyze the impacts of three factors—(i) hunting, (ii) food shortage and (iii) natural predation. Population changes were best explained by illegal hunting but model fit improved with the addition of predation mortality and the effect of food supply in areas where hunting was least. We used a GIS analysis to determine variation in human settlement rates and related those rates to intrinsic population changes in buffalo. Buffalo populations in close proximity to areas with higher rates of human settlement had low or negative rates of increase and were slowest to recover or failed to recover at all. The increase in human populations along the western boundary of the Serengeti ecosystem has led to negative consequences for wildlife populations, pointing to the need for enforcement of wildlife laws to mitigate these effects.     

Survival of cancer patients in urban and rural areas of Germany—A comparison

BackgroundCancer care services including cancer prevention activities are predominantly localised in central cities, potentially causing a heterogeneous geographic access to cancer care. The question of an association between residence in either urban or rural areas and cancer survival has been analysed in other parts of the world with inconsistent results. This study aims at a comparison of age-standardised 5-year survival of cancer patients resident in German urban and rural regions using data from 11 population-based cancer registries covering a population of 33 million people.Material and methodsPatients diagnosed with cancers of the most frequent and of some rare sites in 1997–2006 were included in the analyses. Places of residence were assigned to rural and urban areas according to administrative district types of settlement structure. Period analysis and district type specific population life tables were used to calculate overall age-standardised 5-year relative survival estimates for the period 2002–2006. Poisson regression models for excess mortality (relative survival) were used to test for statistical significance.ResultsThe 5-year relative survival estimates varied little among district types for most of the common sites with no consistent trend. Significant differences were found for female breast cancer patients and male malignant melanoma patients resident in city core regions with slightly better survival compared to all other district types, particularly for patients aged 65 years and older.ConclusionWith regard to residence in urban or rural areas, the results of our study indicate that there are no severe differences concerning quality and accessibility of oncological care in Germany among different district types of settlement.     

Global distribution and bioclimatic characterization of alpine biomes

Although there is a general consensus on the distribution and ecological features of terrestrial biomes, the allocation of alpine ecosystems in the global biogeographic system is still unclear. Here, we delineate a global map of alpine areas above the treeline by modelling regional treeline elevation at 30 m resolution, using global forest cover data and quantile regression. We then used global datasets to 1) assess the climatic characteristics of alpine ecosystems using principal component analysis, 2) define bioclimatic groups by an optimized cluster analysis and 3) evaluate patterns of primary productivity based on the normalized difference vegetation index. As defined here, alpine biomes cover 3.56 Mkm² or 2.64% of land outside Antarctica. Despite temperature differences across latitude, these ecosystems converge below a sharp threshold of 5.9°C and towards the colder end of the global climatic space. Below that temperature threshold, alpine ecosystems are influenced by a latitudinal gradient of mean annual temperature and they are climatically differentiated by seasonality and continentality. This gradient delineates a climatic envelope of global alpine biomes around temperate, boreal and tundra biomes as defined in Whittaker's scheme. Although alpine biomes are similarly dominated by poorly vegetated areas, world ecoregions show strong differences in the productivity of their alpine belt irrespectively of major climate zones. These results suggest that vegetation structure and function of alpine ecosystems are driven by regional and local contingencies in addition to macroclimatic factors.     

高寒山地生态脆弱区聚落空间格局特征及成因识别——以天祝藏族自治县为例

自然环境复杂多样是山区聚落空间差异性和异质性的主要原因，对聚落空间治理及可持续发展具有深刻影响。采用天祝县2018年土地变更调查数据，利用空间"热点"探测、最小累积阻力值模型（MCR）和二元Logistic回归等方法，对聚落空间分布格局及其形成因素进行分析。结果表明：（1）聚落分布整体表现为集聚型，空间上呈现出"东南高、西北低"的格局。（2）核密度估计值东南高、西北低，形成"东南密集型"和"西北稀疏型"2个典型分布区，呈现出"核心-边缘"结构；同时，聚落规模空间"热点"探测显示，聚落形态具有显著的空间差异性，华藏寺镇表现为高密度大斑块，其他乡镇表现为中低密度小斑块。（3）聚落斑块平均密度对分组分析结果作用显著，聚落类型由中低密度斑块主导，受高寒气候区分布范围较广的影响，高寒区稀疏型聚落覆盖范围较大。（4）通过聚落空间格局影响因素统计分析和Logistic回归分析，定量识别出：地形条件、土地资源配置和降水条件对聚落分布疏密程度作用最显著，交通禀赋和交通可达性对县域聚落格局优化具有重要作用。     

2000—2018年内蒙古沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性演变及关键影响因素

在气候变化和人类活动共同影响下,沙区“生态-经济-社会”复合系统快速变化,为沙漠化治理及区域可持续发展带来了严峻的挑战。因此,揭示沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性演变规律,辨识影响脆弱性演化的关键因素及区域差异对沙区可持续管理具有重要意义。以内蒙古自治区为研究区,利用“暴露-敏感-适应”评估模型构建沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性评价指标体系,将空间主成分分析与时空地理加权回归模型相结合,探讨2000—2018年内蒙古“生态-经济-社会”复合系统脆弱性时空演变及关键因素作用机制。结果表明：(1)脆弱性及暴露度、敏感性和适应性三个维度在空间上均有较强的异质性特征,脆弱性具有整体分散、局部聚集的分布格局;暴露度的空间分布为中部高,两边低;敏感性的空间分布为西部高,东部低;适应性的高低值分布与脆弱性相反。(2)脆弱性的变化在总体上呈现大部分区域降低,局部区域升高的趋势,显著升高区域主要聚集在内蒙古南部地区。(3)影响脆弱性分布的因素在每年均有所不同,但总体上植被覆盖度、沙漠化程度、气象指数等生态指标是影响脆弱性显著变化区域的主要因素。