融合物候特征对城市土地覆被进行分类及覆被变化分析——以金坛区为例

土地覆被与全球生态环境变化有重要联系,遥感分类技术作为提取大尺度地物信息的主要手段,在土地覆被变化监测中具有重要作用.但是由于监测研究对影像时间序列的要求及像元呈现出的混合光谱的特征,现存城市土地覆被分类方法的分类精度仍待提高.为了精确评估城市土地覆被变化带来的生态效应,寻找到一种简单可行同时又具有较高分类精度的遥感分类方法显得极为重要.基于Landsat 8卫星遥感影像,建立具有代表性的城市土地覆被分类体系,结合地物物候特征改进传统的监督分类方法,并将该方法应用于金坛区土地覆被分类工作中,统计分析2016～2018年金坛区各土地覆被类型的面积变化趋势.结果表明融合地物物候特征的监督分类方法相较于传统监督分类方法可有效改善各覆被类型的提取精度;且在江苏省生物多样性保护政策的实施下,2016～2018年金坛区各土地覆被类型面积变化较为明显.整体来看,该方法在传统监督分类方法的基础上结合地物的物候特征进行土地覆被信息的提取,在保证分类方法简单易行的同时,可以有效提高分类精度,为土地覆被变化生态分析提供了有效参考.     

不同植茶年龄茶园蒸散速率的日变化——以宜兴市为例

以宜兴市盛道茶场3、9和20 a 3个不同植茶年龄的茶园为研究对象,基于静态箱/红外气体分析仪法,辅以植被生态监测和土壤湿度监测,研究茶园清明采茶前蒸散速率日变化特征。结果发现：（1）3个不同植茶年龄的茶园日蒸散速率变化趋势一致,呈以12〖DK〗∶00~15〖DK〗∶00蒸散速率为峰值的单峰曲线;（2）虽然3 a茶园叶面积指数（LAI）最低,但最大平均日蒸散速率、一日内蒸散速率的极值、6〖DK〗∶00~18〖DK〗∶00最大总蒸散量、一日内不同时段的蒸散速率最大变化幅度均出现在3 a茶园;（3）茶园日蒸散速率与气温的日变化趋势相似,且两者存在极显著相关性（R2=081*〖KG-*2〗*）,在湿润条件下与土壤含水率日变化相关性不明显,但两者呈相反的变化趋势     

蓝绿空间冷岛效应时空变化及其影响因素——以苏州市为例

水体和植被组成的蓝绿空间能够有效减缓城市热岛效应,探究其时空变化特征和影响因素对于改善城市环境和促进区域绿色低碳发展具有重要意义.以2004、2010和2014年三期Landsat遥感影像为数据源反演地表温度表征热环境,构建冷岛效应强度和冷岛指数定量分析苏州市蓝绿空间降温作用的时空变化特征,利用分类统计、剖面趋势法和线性拟合等方法分析蓝绿空间面积、土地利用变化和其它社会经济因素对冷岛效应的时空影响,结论如下:(1)2004～2014年苏州市冷岛效应面积不断减小,减少比例高达24.04％;空间上看,苏州北部和东部冷岛区域减少尤为明显,南部湖泊为主的地区变化相对较小.(2)从冷岛强度数值大小看,蓝绿空间的降温能力不断增强,2004、2010和2014年的冷岛强度分别为6.3℃、7.1℃和9.6℃;但考虑到其面积变化,苏州市蓝绿空间冷岛效应对于热环境的调节作用呈现出减弱趋势.(3)水体构成的蓝色空间降温能力(10.5℃)远大于植被绿色空间的冷岛强度(4.8℃);流动河渠的冷岛强度要明显高于静止的湖泊.(4)土地利用变化:尤其城市扩张侵占大量水田为影响苏州市冷岛效应时空变化的重要驱动因素,反观苏州市湖泊总面积在研究时间范围内有小幅增长,推断出政府决策者对于蓝绿空间类型的优先保护程度.     

典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析, 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点;而从斑块类型水平上看,各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大,反映了生态系统的复杂性.     

华南湿热区小流域水沙变化及影响因子分析——以五华河为例

以韩江上游梅江的一级支流五华河为研究区域,选取近30a来的径流、泥沙和降雨数据,运用累积滤波器、Mann-Kendall、R/S、降水-径流双累积曲线等多种统计模型方法,分析径流、泥沙的年际变化特征、突变和相关关系,并在受人类活动和气候变化影响的基础上,探讨径流、泥沙的变化规律以及贡献率。结果表明:(1)径流年际变化总体略呈下降趋势,但趋势不明显;输沙量则表现出显著下降的趋势;(2)未来年径流量和输沙量可能呈现持续减少的趋势;(3)径流量在1981~1985年、1997~2001年和2004~2008年这3个时段内发生突变;输沙量在1987年发生突变;(4)单位水流的含沙量较少,河床基本处于冲刷状态;(5)降水对径流量变化的贡献率为73%,人类活动对径流量变化的贡献率为27%;输沙量快速减少的变化中,气候变化的贡献率为21%,人类活动的贡献率为79%。可见降水是五华河流域径流量变化最重要的影响因素,而人类活动是输沙量变化最重要的影响因素。     

喀斯特洞穴通风效应特征变化及其对洞内空气环境的影响研究——以贵州绥阳麻黄洞为例

为探究喀斯特洞穴内部空气变化特征,揭示喀斯特洞穴通风效应时空变化规律及其变化模式,于2016年1月～2019年6月间两个监测周期对贵州绥阳麻黄洞洞内外温度、湿度、C02浓度以及气压进行为期32个月的数据采集,并基于相关模型进行系统分析,结果表明:(1)麻黄洞存在3种通风模式:限制性通风模式、积极性通风模式和过渡阶段.其中夏季主要为限制性通风模式,洞内外气流交换较弱;冬季主要为积极性通风模式,洞内外气流交换运动明显,春季和秋季处于过渡阶段,两种模式交替存在.(2)洞道结构影响通风模式,同样,通风效应影响洞穴空气环境变化.根据洞道结构和通风效应对洞穴空气环境的影响可以将麻黄洞洞道分为3个部分:空气环境变化较大的1#～5#监测点、空气环境变化逐渐减小的6#～9#监测点以及空气环境稳定的10#～15#监测点.(3)受特殊的洞道结构影响,洞道中6#～9#存在"狭管效应"引起的"峡谷风",使得春秋两季洞道中部存在明显气流.基于模型分析洞穴通风效应及其对洞穴空气环境影响,研究喀斯特洞穴通风模式及其变化特征,对洞穴沉积物形成及气候变化及碳循环模式研究有重要意义.     

小流域石漠化综合治理技术空间优化配置——以毕节撒拉溪示范区为例

随着石漠化综合治理一期工程的持续推进,我国土地石漠化整体扩展的趋势得到初步遏制,由过去持续扩展转变为净减少。据第二次石漠化监测结果,全国仍有石漠化土地面积12万平方公里,石漠化防治任务还十分繁重。为进一步提高石漠化综合治理成效,本研究以毕节撒拉溪示范区为例,采用工程分区的方法,确定各区的生态服务主导功能,将治石与治贫相结合,石漠化治理工程与地方生态产业培育相结合,从不同地貌部位、不同石漠化等级,不同土地利用类型、不同坡度等级、进行小流域石漠化综合治理技术空间优化配置,探索石漠化精准治理的方法。     

基于最佳尺度的城市扩张特征研究——以苏州中心城区为例

为深入、准确揭示城市扩张特征,采用国土部门1996年、2005年、2014年3个年份1∶5000土地利用变更数据,基于ArcGIS10.2平台提取相应年份中心城区的城市用地,以50 m为步长,分析了 50～1 000 m 尺度范围内城市扩张规模、分形特征和扩张模式差异,得出最佳分析尺度为350 m。基于最佳尺度,分析了1996～2014年苏州城市扩张特征,结果表明：（1）1996～2005年扩张速度明显高于2005～2014年,其规模与工业化、城市化阶段密切相关;（2）扩张类型具有明显的周期性与规律性,早期以蔓延式扩张和飞地式扩张为主,后期出现明显的填充式扩张,在各个方向上存在梯度推移现象;（3）近20a来,城市分形维数D逐渐提高,基于城市用地生成的凸包图形愈加复杂,表明城区进一步扩张趋势突出。最后提出了城市扩张管理的对策建议,以期为工业化中后期城市的研究及扩张管理提供可能的借鉴参考。     

红壤地区小流域开发治理研究——以玉山县宅前小流域为例

本文以玉山县宅前小流域开发治理规划为例,指出红壤地区小流域治理指导思想和应遵循原则,提出以山顶及坡度≥25°山坡营造防护林,坡度<25°山坡实行等高开垦为水土保持措施;同时兴修水利,建立山地灌溉体系,努力提高劳动者素质,加速区域经济发展,此小流域开发治理将为我国南方未开发的红壤地区充分利用自然资源提出一个典范。     

“三生”视角下的城市空间功能变化及调控路径——以长沙市为例

认知快速城镇化背景下城市空间生产、生活和生态功能的变化规律既是人文-经济地理学研究的重要内容，也是城市国土空间开发及其格局优化的内在依据。以长沙都市区为实证区，以遥感影像、城市土地利用调查数据等为主要数据源，选取2000、2009、2016年为研究时间节点，基于土地主体功能的差异构建“三生”功能评价体系，采用空间自相关、冷热点分析和样带分析等方法，探究长沙市“三生”功能的变化特征并提出调控路径。结果表明：（1）长沙都市区整体的生产、生活功能持续强化，但生态功能有所减弱；（2）长沙都市区内部“三生”功能强弱亦发生变化，不同功能空间重组，“三生” 功能的均衡性提高；（3）长沙都市区“三生”综合功能水平持续提升，高水平区域逐渐向城市中心集聚，呈现单核集聚→单核集聚-多核分散→网络均衡化的城市功能空间结构发展模式，但“三生”功能空间单元变化模式各异；（4）应从“三生”功能用地结构的“质”与“量”两方面对长沙都市区空间格局进行综合调控。     

基于地块尺度的耕地非农化驱动力空间异质性研究——以武汉市为例

土地用途管制和基本农田保护制度下,耕地非农化概率值和其驱动力的空间作用强度分布在土地资源配置和耕地保护方面有积极的指示性。基于武汉市2000~2011年耕地非农化地块的微观数据,通过比较分析Logistic回归模型和地理加权Logistic回归模型参数估计结果,验证了耕地非农化驱动力的空间异质性,并对异质性的空间分布规律和政策涵义做出总结分析。研究表明:1耕地间的空间依赖效应和建设用地对耕地的空间溢出效应在耕地非农化过程中具有显著影响力,且耕地非农化驱动力存在显著的空间异质性;2地理加权Logistic回归模型由于考虑到数据的空间非平稳状态所以比Logistic回归模型有更好的拟合效果;3耕地非农化驱动力的异质性在空间上呈现出一定规律,这些受到产业布局、经济和城市发展特点等的影响,根据不同驱动力空间异质性产生的原因进行差异化土地管理可以解决耕地保护和建设用地供给间的矛盾。研究结果能从地块尺度上反映出耕地非农化驱动因素的空间异质性,实现了驱动因素作用强度空间分布的可视化,并能为国土资源差异化管理提供理论和实践参考。     

南水北调中线水源地不同植被类型坡地土壤水分特征研究——以秦岭南坡宁陕县寨沟小流域为例

为了解不同植被类型土壤水资源的变化规律,选择南水北调中线水源区宁陕县寨沟区域典型植被针阔混交林、针叶林、板栗林、灌木林、荒坡草地和坡耕地为研究对象,通过样地调查与实验分析的方法对其土壤水分物理特征及有机质含量进行测定研究.结果表明,各种有林地的土壤容重、孔隙度和有机质等理化特征均优于荒坡和坡耕地;针阔混交林土壤含水量最高,蓄水能力明显好于其它植被类型;在垂直剖面上,各种植被类型坡地土壤含水量和饱和蓄水量随土壤深度的增加基本呈递减趋势,但有林地下降幅度较大,表层含水量明显高于荒坡与坡耕地表层.由此可见,在涵养水源方面,针阔混交林最好,针叶林、板栗林与灌木林次之,荒坡与坡耕地较差.     

多中心作用下大城市房价空间分异的特征及影响因素——以合肥市为例

随着城镇化水平迅速提高,大城市通过外延式扩张与内涵式发展逐渐形成了多中心,在多中心作用下城市空间,尤其是房价空间的变化表现出异质性与复杂性.以快速发展的合肥市为例,从不同空间尺度利用地统计法研究城市房价的空间分异特征,并通过构建特征价格模型分析房价空间分异的主导因素,以揭示城市空间结构与房价空间分异的逻辑关联.结果表明:(1)在主城区尺度上,房价空间分布与多中心结构相符,在各中心范围内形成了 3个高房价区;(2)在中心区尺度上,各中心区房价呈现出圈层与扇形相混合的分布特征,不同规模等级的中心对其周边房价影响范围的差异,形成了不同的空间变异模式;(3)影响房价空间分异的三类特征中,结构特征与邻里特征在主城区尺度上对房价空间分异产生了较大的作用;(4)不同功能的中心区房价空间分异的主导因素各异,区位特征对旧城中心的影响最大,结构特征与区位特征均对行政中心有较大影响,结构特征是新区中心影响房价最主要的因素.     

江西省不同地貌单元耕地土壤有机碳空间变异的尺度效应

运用地统计学、地理信息系统、方差分析和回归分析相结合的方法,研究江西省不同地貌单元耕地土壤有机碳空间变异的尺度效应,尺度分为省域尺度、完整地貌单元尺度和完整地貌单元相对应的县域尺度。结果表明：(1)不同尺度下耕地土壤有机碳均值差异显著,变异系数基本不变;(2)从县域尺度到地貌单元尺度再到省域尺度,块金效应值和空间自相关距离呈增大趋势;(3)不同尺度土壤有机碳空间分布级别和面积比例差异明显,小尺度插值图信息更丰富;(4)方差分析和回归分析结果表明秸秆还田、成土母质、土壤类型、高程和土壤侵蚀对土壤有机碳空间变异存在显著影响,但不同尺度下影响程度有所差异。秸秆还田和土壤类型对土壤有机碳空间变异的影响不存在尺度效应,成土母质、高程和土壤侵蚀对其影响存在尺度效应。结果可为详细地理解不同尺度下土壤有机碳空间变异及估测土壤有机碳密度提供一定的参考依据。     

基于GIS数据的县域人口密度空间降尺度模拟——以广东省惠东县为例

人口调查统计以行政区划为基本单元,数据精度不能满足栅格尺度上的空间结构分析,也难以与生态环境综合研究中的自然地理数据相匹配,而人口数据降尺度空间模拟是解决这一问题的有效途径。本文基于统计学方法和GIS技术,对惠东县乡镇人口数据与空间因子进行相关性分析,并筛选出建设用地指数、高程、到居民点距离等因子用于回归分析,分别采用一元和两种多元回归方法建立人口密度数据空间化模型,最终在GIS平台中实现人口密度的降尺度模拟,获取200m×200m栅格尺度的人口密度数据。一元回归分析中,建设用地指数因子的模拟结果最优,R2为0.734,可作为快速、粗略模拟惠东县人口密度的模型;多元回归分析中,逐步和向后回归模型的R2分别达到0.775和0.886,模拟结果均较为理想。通过对模型的分析可知:①多元模型明显优于一元模型;②向后回归模型优于逐步回归模型。研究结果表明此人口密度模拟方法具有较强的操作性,可为县域尺度人口密度空间化的应用研究提供借鉴。     

不同气象条件下的城市湿地夏季降温效应及其影响因素——以武汉为例

理解城市湿地的气候效应特征及其影响因素,有助于制定滨水城市优化气候承载力和适应力建设方案。鉴于此,选择武汉市区18个典型城市湿地斑块为研究对象,利用2013～2020年盛夏期Landsat8 OLI/TIRS和GF-1数据反演的地表温度和其他影响参数,运用GIS缓冲区空间分析方法定量评估了武汉市四类城市湿地(主要河流、细小河流、湖泊湿地及水景公园)的夏季降温影响范围、降温强度、降温梯度及降温面积效率特征,并参考梅雨期累计降水量、盛夏期气温、夏季主导风和卫星过境日气象条件,探究了降雨、高温及风环境条件对城市湿地夏季降温效应的影响。结果表明：(1)不同类型城市湿地的最优降温效应指标不同,其中以长江为代表的主要河流有最强的降温影响范围和降温强度,湖泊湿地对周边环境具有单位距离下较大的降温幅度,而细小河流和水景公园则在降温面积效率上表现更明显。(2)河流湿地降温效应主要由河流长度和表层水温等自身属性决定,而湖泊湿地及水景公园降温效应则主要受到形状指数、湿地斑块地表温度、水体和植被覆盖水平、湿地周边建设用地等属性及周边环境因子的共同影响。(3)气象条件差异是影响城市湿地降温效应年际变化的重要原因...     

人口变化及其对空间发展的影响——以德国为例

在分析人口变化如何影响德国的城镇和区域发展的基础上,探讨了在城市与区域规划中如何应对人口变化的主要结果--人口缩减和老龄化的。人口减少对二战以来东德和西德的区域发展有重要影响作用。但是,直到1990年两德统一以前,两德的城市与区域规划一直是建立在人口增长的假设之上。两德统一以后,人口缩减和老龄化对城市和农村发展起到了决定性作用。首先,研究了人口缩减和老龄化的起因和结果,由于人口变化在东德更为显著,因此以东德为例,进行实证分析。其次,重点讨论如何应对人口衰减和老龄化带来的问题。对于城市地区而言,可以采用两种模式--“紧缩式”和“穿孔式”,这两种方式都可以通过减少建筑面积和增加绿色空间或利用强度较小的土地类型来提高生活质量。对于农村地区而言,则需要采取更加严格的方式来应对人口减少和老龄化。一条可行的路径是通过撤销公共服务设施等方式,有计划地舍弃部分村庄,将村民在城镇中进行集中安置     

耕地资源变化的空间计量及其驱动力分析——以江苏省为例

采用1998~2008年江苏省13个地级市的耕地数据,分析了近10 a来耕地数量变化的基本过程及空间差异。然后运用Moran I指数验证了耕地资源分布空间相关性的存在,并利用空间计量模型研究了江苏省耕地数量变化的驱动机制。结果表明：（1）1998~2008年,江苏省耕地面积净减少2969×104 hm2,平均每年减少270×104 hm2。耕地数量变化存在明显的空间差异,无锡、苏州、常州、南京和镇江5个地区耕地资源减少最为严重;（2）全省耕地资源空间分布存在明显的空间相关性,1998~2008年,耕地面积Moran I值由0400 3增加至0452 4,呈逐步增强的趋势;（3）人口、经济增长和粮经作物比是江苏省耕地数量变化的主要驱动因子,其弹性系数分别为-0803、-0070、0069;（4）相邻地区各因素的空间扩散效应对耕地数量变化存在显著的影响,其弹性系数为0779,因此,未来在制定耕地保护政策,应考虑区域耕地资源分布的空间相关性,推进跨区域耕地保护机制的形成,建立一体化的区域耕地保护政策。     

茶园土壤速效磷乡镇尺度下空间异质性对比分析——以江浙地区优质名茶种植区为例

土壤中磷素的含量对土壤肥力和茶叶品质起着至关重要的作用,探讨土壤磷素含量的空间分布特征及其影响因素,可以为茶园管理和茶叶品质的提升提供理论指导。以江苏省东山镇和浙江省溪龙乡两个优质名茶种植区为例,在遥感影像和DEM数据的基础上,应用地统计学方法,对比研究了两个茶园土壤速效磷含量的空间异质性特征。结果表明:(1)按土壤肥力等级标准,东山镇和溪龙乡速效磷含量的平均水平均较高,利于茶叶生长;(2)东山镇和溪龙乡速效磷含量的变异系数分别为0.46和0.52,均属于中等强度变异;(3)空间插值结果显示,东山镇和溪龙乡速效磷在空间上都具有相连成片的特征,但东山镇速效磷呈阶梯状分布特征,而溪龙乡速效磷则呈辐射状分布特征;(4)东山镇和溪龙乡速效磷的块基比值分别为0.343和0.142,表明溪龙乡速效磷受随机性因素的影响较东山镇的小,而受结构性因素的影响较东山镇的大。