基于基尼系数和锡尔指数的中国水足迹强度时空差异变化格局

水足迹可以衡量人类对水资源的真实占有量,而水足迹强度则表征了人类对水资源的利用效率水平。在计算出1997-2007年中国各地区水足迹的基础上,借助于基尼系数和锡尔指数计算方法,探索分析中国近11a水足迹强度发展的空间格局变化规律。结果表明:中国水足迹强度整体呈下降趋势,水资源利用效率有所提高,但是区域发展不平衡;水足迹强度区域总差异经历了"先增大后缩小"的过程,中东西三大地带空间发展呈先极化后趋同的态势,南北区差异总体有所缩小;对水足迹强度区域内部差异贡献份额南方大于北方、东部大于中西部;促使空间差异格局变化的主要因素为区域发展策略、经济发展水平和市场发育程度等;另外,发现中国水污染足迹强度区域差异极化现象非常严重,说明随经济的发展部分地区水污染问题很严峻。最后针对发现的问题提出了协调我国经济发展与水资源利用的相应建议。     

基于GIS的天山北坡城市群人居环境自然适宜性评价

以GIS为平台,使用5 km×5 km栅格单元为基本单位,选择土地覆被、地形起伏度、气候适宜度、水文条件以及土地沙化适宜度等自然因子结合社会经济数据,对天山北坡不同地区的人居环境适宜性进行探讨,揭示了天山北坡人居环境自然适宜性的空间分布格局,并进一步探讨其形成的原因。结果表明:天山北坡城市群的人居环境指数(HEI)介于10.72—80.19之间,地形起伏度、水文条件以及土地沙化适宜度为天山北坡城市群人居环境自然适宜性空间分布差异的主要限制因素,人居环境自然适宜性整体呈现“屋脊式”空间结构特征,具体表现为以乌鲁木齐市-奎屯市为中轴线逐渐向两侧递减的态势,并出现以石河子市、奎屯市为“双核心式”的空间差异特征。其中一般适宜区域分布面积最广,占天山北坡城市群总面积的39.79%;比较适宜区次之,占25.2%,分布着研究区43.87%的人口;然后是临界适宜区,占18%;不适宜区域占研究区总面积10.8%;高度适宜区最小,仅为研究区总面积的6.19%。     

基于GIS的青藏高原人居环境自然适宜性评价

青藏高原自然环境较为极端, 自然环境对人类聚落分布格局影响较大, 在自然环境因素中选取10个准则层和26个次级指标, 运用ArcGIS和SPSS统计分析软件, 对26个指标进行主成分分析, 确定了影响高原人居环境的主要环境因子, 并结合聚类和异常值分析方法, 建立了该区域人居环境自然适宜性评价函数模型, 得到相应适宜性评价指数、分级阈值和区划范围, 探讨了人居环境自然适宜性特征及其空间差异。研究表明: 影响青藏高原人居环境自然适宜性分异的主要因子是气温、蒸发量、海拔、植被NPP分类及坡向, 其累计贡献率达到71.351%。研究区整体上属生态敏感和生态脆弱区, 人居环境适宜性不高, 空间分布不平衡, 高低值聚簇现象显著, 适宜性指数介于0.13-0.63之间, 由高原东南部呈半月形向西北部腹地递减。川西高原和横断山区自然要素最佳组合使其成为高度适宜区, 面积占比12.64%, 为各区最少(326741 km2); 分布于河湟谷地、青南高原及“一江两河”流域的比较适宜区面积占比14.89%, 在各区中的乡镇数量(616个)最多; 一般适宜区分布范围最广, 主要为柴达木盆地、那曲高原及藏南谷地, 面积占比49.30%, 达1274024 km2; 藏北高原自然环境恶劣, 面积占比23.18%, 不适宜人类长期居住; 此外青藏高原乡镇数量、分布范围与人居环境适宜性出现不一致现象揭示高原人居环境适宜性由自然环境与社会人文环境等多种因素共同决定, 不单受自然环境因子制约。      

海岛型城市人居环境质量评价——基于厦门市和平潭综合实验区的对比

21世纪是海洋世纪,海岛地位日益凸显,人居环境是海岛型城市发展质量的重要表征,然而目前学术界针对海岛城市人居环境质量评价的成果还较为鲜见。基于人居环境理论,构建了海岛型城市人居环境质量评价体系,选取厦门市和平潭综合实验区两个处于不同发展阶段的典型海岛型城市作为研究对象,综合评价了两个城市人居环境质量及动态变化。结果显示:(1)厦门和平潭人居环境质量均处于稳定提升状态,厦门人居环境宜居度更高,二者差距呈增大趋势;(2)城市人居环境系统与城市经济子系统二者存在相互协调、制衡的关系,不同发展阶段的协调度呈现一定的差异;(3)海岛城市人居环境质量受到自然、人类、社会、居住和支撑系统等5个子系统的综合影响,且各个子系统在不同发展阶段对人居环境的贡献率有所不同,发展初期的平潭人居环境自然子系统呈负向发展,人类子系统变化不大,社会、居住和支撑子系统得分贡献有所增加;而发展相对成熟的厦门人居环境自然子系统稳定性高,人类子系统虽呈上升趋势但变化幅度较小,社会子系统、居住子系统以及支撑子系统总体状况较好。研究可为厦门市和平潭综合实验区及国内同类海岛城市人居环境优化调控提供借鉴,同时丰富人居环境评估的实证案例与相关理论。     

基于加权面积比重的乡村人居林总体质量评价方法

选取与乡村人居林关系最为密切的林木覆盖指数、林木结构指数、林网密度指数、林木健康指数和林木稳定指数指标,利用层次分析法确定权重系数,通过间接构建评价指标各要素占评价区域加权面积比重的方法,进行乡村人居林质量评价,结果表明,4个代表型村庄人居林建设质量差异较大,以南书村为最好,上浦村和扁山村其次,茜黄村最差,综合评价得分分别为75.7972分、52.7972分、41.5418分和9.7689分.这种评价方法科学有效、简单快速,实用性强,避免了传统评价方法基础数据获取困难和可操作性不强的缺陷,为乡村人居林质量评价提供依据.     

新疆土地生态安全时空变化

土地生态安全评价能高效引导土地合理利用,协调生态保护与区域经济发展之间的矛盾。以核密度估算法及克里金空间插值为技术支撑,构建基于突变级数法的土地生态安全评价指标体系,并采用空间变异系数法及灰色预测模型对新疆土地生态安全进行探索性测度分析。结果表明:(1)新疆土地生态安全总体水平不断提高。土地生态安全指数由2004年的0.76上升到2017年0.94,安全等级呈现"不安全→较不安全→临界安全→较安全"的发展趋势。(2)新疆各县市土地生态安全的不均衡性得到改善,空间差异缩小。新疆土地生态安全空间变异系数由2004年的0.51上升为2017年的0.84,呈持续上升趋势,其中2009年到2014年期间最快增加了0.29。(3)研究区人口增加了27.59%,同时未利用地和草地面积的减少量分别占到整个新疆面积的7.51‰和9.45‰。自然资源分布不均、社会经济发展对未利用地和草地的大量占用以及区域人口的急剧增加可能是新疆土地生态安全面临的主要问题。(4)通过灰色模型预测,2020年新疆土地生态安全将进一步得到改善,土地生态安全空间差异将进一步缩小。与2005年相比, 2020年空间变异系数将上升到0.85;安全区和临界安全区将分别增加2.06%和11.24%;较安全区、较不安全区、不安全区将分别下降2.98%、9.16%、1.15%。     

山西省生态安全时空演变特征及影响因素

基于压力-状态-响应模型（PSR）,运用综合权重法对山西省2000-2018年的生态安全水平进行综合评价并分析其时空演变特征,采用Dagum基尼系数测度生态安全水平的区域差异与来源,利用空间计量模型进行影响因素探究。研究发现：2000-2018年山西省生态安全综合指数呈逐年增长趋势,生态环境改善明显,总体生态安全水平较低,不同行政单元尺度下增幅表现为省域 > 市域 > 县域。县域生态安全在空间上呈"带状"分布,呈现由中部向南北两侧递减的非均衡化空间格局,空间上集聚程度在增强。县域生态安全水平空间上存在非均衡性特征,非均衡性程度不断下降,空间差异的主要来源是子群间差异,并呈现明显的空间溢出效应,经济规模、人口密度、城镇化率、NDVI、高程是影响县域生态安全空间演变的关键因素。生态安全水平空间特征存在尺度效应,研究尺度越大,尺度效应的作用越大,需要在更大范围内维持生态系统功能的完整与可持续性的平衡。县域生态安全水平演化存在路径依赖现象,需创新发展模式摆脱路径依赖,实现路径突破。在经济发展的基础上维持生态系统相对稳定状态与人类社会经济持续发展之间的平衡,是促进区域生态安全水平提升,维持人与自然和谐相处的关键。     

中国水资源-能源-粮食-支撑系统安全测度及协调发展

探索我国水资源-能源-粮食-支撑系统安全及时空演变规律,有利于促进中国水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护的可持续发展。采用模糊物元法和耦合协调度模型,借助ArcGIS空间分析及核密度和基尼系数、变异系数,对我国31个省、市、自治区2004-2017年水资源-能源-粮食-经济社会-管理维护安全水平及耦合协调度进行测算及时空对比分析。结果表明：①时间上,我国安全测度指数总体呈上升趋势;空间上,我国安全测度水平除青海、西藏外普遍较好;②各子系统情况：经济社会子系统增长较快、水资源子系统水平较差、粮食安全指数变差、能源子系统分化现象显著、管理维护小幅度提升;③我国安全测度协调度2004年0.170提高至2017年0.348,总体呈上升趋势;④安全测度协调度的空间演化基本可以分为上升型、下降型、平滑型和波动型四类,以波动型居多。     

多功能视角下的山区乡村空间功能分异特征及类型划分

以西部山区重庆乡村空间为研究对象,构建乡村空间多功能评价指标体系,将乡村空间多功能划分为农业生产功能、经济发展功能、生态保育功能、生态稳定性功能,社会保障居住家园功能五种子功能,采用熵权法定量核算2013年全市乡村空间功能值,运用GIS技术和Dagum基尼系数刻画重庆市不同地区乡村空间功能值地区差异特征,并划分了重庆市乡村空间多功能类型,研究结果表明:(1)山地型乡村地形复杂,景观类型多样,功能也极具多样性,研究区乡村空间除了生态稳定性功能外,其他各功能值具有显著的空间分异特征,有明显的空间集聚性。(2)Dagum基尼系数,是一种有效的技术方法,能够更为深入地刻画研究区乡村空间功能值地区间差异及区内差异特征。基尼系数测算及其分解结果显示,地区间差距是总体差距的主要来源,其贡献率都超过50%。(3)根据乡间空间多功能分布的差异性及山地乡村的特点和山区生态环境的脆弱性,将研究区乡村空间划分为农业生产-经济发展型,农业生产-人居生活型,人居生活-社会保障型,人居生活-经济发展型,水源涵养生态保育型,生态保育-经济发展型,生态保育-农业生产型,土壤保持生态保护型8种功能类型,能较好地体现地域特色,为科学健康的开发利用山地乡村空间土地资源提供有益借鉴,有利于区域协调可持续发展。     

我国农村居民生活能源碳排放的时空特征分析

随着生活质量的提高,我国农村居民生活能源消费呈现大幅增长的趋势,成为碳排放增长的新源泉。估算了我国30个省区2001—2013年的农村居民生活能源碳排放,采用碳基尼系数、Arc GIS技术分析了中国省级尺度农村居民生活能源碳排放的时空特征,并利用STIRPAT模型辨明了农村居民生活能源碳排放的主要影响因素。结果表明:(1)2001—2013年农村居民直接生活能源碳排放量和间接生活能源碳排放量分别增长了7.65%、9.16%。(2)东部、中部、西部地区的碳基尼系数呈下降趋势,说明各区域农村居民人均生活能源碳排放量的区域差异总体均呈缩小趋势。(3)2001—2013年间,处于我国农村居民人均直接生活能源碳排放高水平地区的空间格局分布相对较为稳定,而对于人均间接生活能源碳排放来说,处于低水平地区的空间格局分布较为稳定。(4)农村人口规模、农民人均纯收入、农村居民生活消费支出、青壮年人口比重对农村居民生活能源碳排放量具有促进作用,而农村居民能源消费结构对其具有减缓作用,且北方农村居民生活能源碳排放量明显高于南方。(5)从环境Kuznets曲线假说出发,经济发展是促使我国农村居民生活能源碳排放Kuznets曲线存在拐点的重要因素。     

2001-2010年疏勒河流域植被净初级生产力时空变化及其与气候因子的关系

通过改进的光能利用率CASA模型估算2001-2010年间疏勒河流域陆地生态系统的净第一性生产力（NPP）,采用线性趋势分析、变异系数和Hurst指数等方法,分析了NPP的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：①疏勒河流域NPP的空间分布具有明显差异,空间上呈现西北低、东南高的趋势,且具有较明显的经向"条带"分布特征,2001-2010年,NPP平均值为102.26 gC m^-2 a^-1。②2001-2010年,疏勒河流域NPP总体呈增长趋势,年际波动较大,NPP明显增加的区域占总面积25.15%,明显减小的区域约占11.93%。③Hurst指数分析显示,疏勒河流域NPP变化的同向特征强于反向特征,其中持续改善地区占总面积的78.3%,21.7%的区域将由改善转为退化。④在年尺度上,降水是植被NPP变化的主要影响因素,NPP与降水呈弱的正相关关系,与温度相关性不显著;在月尺度上,温度是NPP变化的主要控制因子。疏勒河流域NPP对气候因子不存在明显的时滞和累积效应。     

包容性理念下中国城镇化质量与资源利用协调发展的关系

明晰包容性发展理念下城镇化质量与资源利用的协调发展关系及其限制因素,可为相关部门制定城镇化健康发展路径提供参考.利用基尼系数、探索性空间数据分析和协调度模型,对2000-2016年中国省域城镇化质量与资源利用的协调性进行分析,并采用障碍度模型探索其障碍因子.结果表明:中国城镇化质量与资源利用水平协调性波动上升,呈现"自...     

矿业废弃地复垦耕地多目标质量评价体系与应用

复垦耕地质量评价是矿业城市管理土地的重要环节, 也是土地复垦监测的关键步骤。采用模糊综合评价、单因子指数、内梅罗指数和灰色关联相结合的方法, 建立了矿业废弃地复垦耕地的多目标评价体系, 并以湖北省某废弃铜矿的复垦耕地为对象进行案例研究。结果表明: (1)案例区复垦耕地生产力总体处于中等水平, 土壤速效磷和土壤有机质的含量为主要限制因素。且速效磷和土壤有机质的变异系数大于40%, 在空间分布上有较大的差异。在复垦后的利用过程中应该注意土壤理化性质的监测和改善; (2)案例区安全利用状况在全区范围内差异较小, 全区均为轻度污染, 主要污染物为重金属砷。各重金属的空间相关性较弱, 表明受人类活动影响程度较大, 需要进一步对重金属污染进行防控; (3)该案例区复垦耕地与参比耕地的关联度均值为0.82, 较接近参比耕地综合质量。关联度的空间分布与耕地生产力的空间格局具有一致性, 耕地综合质量受生产力变化的影响较大。基于以上案例研究结果可以看出, 建立的评价体系可以较好地反映复垦耕地多目标质量, 为矿业废弃地耕地质量评价提供一定的思路。     

基于多源数据的福州市中心城区人居环境质量评价

城市内部居住环境的客观性评价有助于发现城市发展中暴露出的问题,有针对性地进行调整进而改善城市环境。以福州市中心城区为研究区,居住区为研究单元,利用气象监测数据、遥感影像数据、地图兴趣点数据、国土规划数据等多源数据,从环境健康舒适性、交通便捷性、城市安全性和生活方便性4方面构建城市人居环境监测体系,并使用优劣解距离法进行人居环境质量综合评价。结果表明: 福州市中心城区人居环境水平差异性较大,整体上呈现出中心区域高、边缘地区低的特点。城区中部人居环境指数较高,东部和南部区域较低,西部和北部区域人居环境高值与低值混杂分布。各指标层中,交通便捷性和生活方便性的高-高集聚以及低-低集聚特征与人居环境高低值聚类分布较为一致,便捷的交通以及完备的服务设施对人居环境评价的影响较大;环境健康舒适性呈现城市内部低、边缘高的特点,而城市安全性呈现内部高、边缘低的特点。     

纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局

基于中国1∶100万植被类型数据,采用GIS空间分析方法,分析了纵向岭谷区主要植被景观多样性指数的空间格局及其与环境因子之间的关系.结果表明:研究纵向岭谷区植被景观多样性的理想粒度是2000m;纵向岭谷区植被景观多样性指数的空间格局具有明显的区域分异特征,表现为南北方向延伸、东西方向分异的"通道-阻隔"空间格局;植被景观多样性与环境因子的相关性较好,环境因子在空间上的分异格局是影响植被景观多样性指数在空间格局上变化的主要因素.纵向岭谷特殊地形的"通道-阻隔"作用对该区的水热空间分布进行了再分配,是该区植被景观多样性的特殊空间格局的主要成因.     

黄河上游兰州-西宁城市群资源环境承载力时空分异及障碍因子诊断

基于PSR模型构建资源环境承载力评价体系,利用熵权法、综合指数模型和GIS的空间分析功能对兰州-西宁(兰西)城市群资源环境承载力进行时空动态剖析,并运用障碍度模型识别其障碍因子。结果表明: 2005—2018年,兰西城市群资源环境承载力呈波动上升态势,资源环境承载力状况较好;资源环境承载力变异系数亦有波动上升趋势,区域差异逐步扩大。资源环境承载力空间上总体呈现以兰州与西宁主城区为中心的“双核”结构特征,高水平区主要集中于以兰州市和西宁市为中心的河湟谷地及其周边部分县区,低水平区集中于城市群中部、南部地区。其中,资源环境承载力子系统指数的时空分异特征显著,压力指数呈波动下降态势,空间上呈现以兰州与西宁市区为中心向外围地区递减的分布特征;状态指数呈波动上升态势,呈东西两翼高、中部低的空间演化特征;响应指数整体呈上升态势,空间上呈东高西低、中高外低的格局特征。城镇化率、人均工业废水排放量、生活垃圾无害化处理率、水耗指数和环保投资占GDP比重是制约兰西城市群资源环境承载能力提升的主要障碍因子。     

吉林省县域环境污染的时空演变特征与影响因素

基于2011年和2015年环境污染物排放和经济社会数据,选取4类污染物的工业源、农业源和城镇生活源排放总量指标,通过构建整体环境污染综合指数和分来源污染指数综合反映吉林省县域尺度单元污染状况,运用Moran I指数、时空跃迁分析和标准差椭圆分析定量研究吉林省环境污染的时空演变特征,并构建空间计量模型对环境污染的影响因素进行分析.结果表明:吉林省环境污染具有空间集聚特征,环境污染主要分布在长春、吉林等中部地区,分来源的环境污染空间分布存在明显的区域差异特征;吉林省县域单元整体环境污染和农业源污染均具有空间相关性,环境污染空间布局的关联结构稳定性高,环境污染具有路径锁定特征;环境污染的空间分布呈现西北-东南分布格局,且环境污染表现出由中心向四周扩散态势,环境污染的重心在43.65-43.66°N,125.83-125.84°E之间变动;地区经济发展水平、城市化水平和农业生产是吉林省县域环境污染和工业源污染的主要驱动因素,产业结构的调整优化改善了整体环境污染与工业源污染状况.化肥的过度使用增加了农业源污染,经济发展水平和城市化水平是城镇生活源污染排放的主要驱动因素.县域整体环境污染和农业源污染均具有空间扩散效应,各自污染状况分别与相邻地区整体环境污染和农业源污染状况密切相关.     

行距对晚播冬小麦群体的调节效应

为了明确行距对晚播冬小麦群体的调节效应,在2011—2013年度,以"济麦22"为试验材料,在晚播条件下设置3个行距处理(12、20、30 cm),比较了不同行距类型群体生育后期的冠层结构和冠层下部环境的差异、群体内植株个体性状及变异程度、产量和产量构成因素的变化。结果表明:行距缩小至12 cm,群体生育后期的叶面积指数显著提高,中上部冠层的光能截获显著增加、冠层下部的漏光损失显著减小;与20 cm和30 cm行距相比,12 cm行距群体内部的最高温度分别降低0.9和2.5℃,相对湿度增加0.3%和0.9%;行距缩小后,群体内单株性状的变异程度缩小,穗长和小穗数显著增加,单株穗粒重变异系数缩小,群体产量的稳定性提高,产量增加7.8%~24.5%。研究认为,窄行距(12 cm)播种有利于提高华北平原干旱缺水地区晚播冬小麦的群体产量。     

基于历史参照系的三江源区径流调节功能及变化评估

以20世纪70年代植被类型图作为参照生态系统,采用径流量和径流系数作为径流调节功能的表征指标,建立了基于历史参照系的三江源区径流调节功能评估模型,以参照系径流系数与实际径流系数的比值作为径流系数质量指数,分析了2000-2017年三江源区生态系统径流调节功能参照值、现状值及变化量的时空变化规律。结果表明：2000-2017年,三江源区多年平均径流量为495.15亿m³,地表径流量为96.64亿m³,参照系条件下多年平均径流量为468.37亿m³,地表径流量为68.60亿m³。相比参照系,三江源区生态系统的径流蓄纳能力降低,总径流量和地表径流量均明显增加。空间上,基于参照系和实际生态系统的多年平均径流量表现为东南高西北低的空间分布特征,地表径流量则呈西部高东部低的空间分布特征。从时间变化看,实际径流和参照系径流的差别率在4%-9%之间,实际地表径流和参照系地表径流的差别率在22%-58%之间。径流系数质量指数得分显示,2000-2017年,三江源区径流系数质量指数平均得分为98.63,地表径流系数质量指数平均得分为96.98,两者均呈现先降低后增加的趋势,地表径流系数质量指数变化更为明显。2000-2017年,各县（镇）径流系数和地表径流系数质量指数得分具有较大差别,但各县（镇）得分变化均不明显,变化率分别在-1.95%-0.71%和-0.35%-1.90%之间。通过建立基于历史生态系统的评估参照系,定量评估了三江源区参照系和实际条件下的径流变化过程,实现了不同时间、不同区域生态系统径流调节功能的可比较,可对量化生态系统恢复进程提供支撑。     

中国城市绿色发展水平评价及时空演变

城市绿色发展是实现高质量发展的内在要求,科学评价城市绿色发展水平,把握绿色发展水平的时空演变特征是相关领域研究的前提和基础。基于2003—2019年中国286个地级及以上城市的面板数据,从绿色生产、绿色生态和绿色生活三个方面构建城市绿色发展水平评价指标体系,测算中国城市绿色发展水平,然后通过空间相关分析、热点分析、Dagum基尼系数分解等方法揭示城市绿色发展水平的时空演变特征。结果表明：(1)中国城市绿色发展水平在稳步提升,但仍有很大提升空间。(2)绿色生产指数、绿色生态指数和绿色生活指数逐年增长,平均增长率分别为2.67%、4.61%、1.66%。绿色生态指数对城市绿色发展水平的提升贡献最大,其次是绿色生活指数,绿色生产指数最低,直接拉低了城市绿色发展水平。(3)中国城市绿色发展水平呈现典型的高-高集聚与低-低集聚的正向空间相关。热点区域集中在广东省之外的东部沿海和中部城市。(4)中国城市绿色发展水平的总体差异、区域内及区域间差异均呈现下降趋势,其中区域间差异是总体差异产生的主要来源。