基于ESDA的京津冀地区草地变化空间分异

论文以县域为基本研究空间单元,借助GIS软件与Geoda空间统计分析软件,利用ESDA方法,对京津冀地区县域草地资源数量变化的总体与局域空间差异进行了分析。结果表明:①1980-2000年京津冀地区草地动态变化系数的Global Moran’s I为0.184 4,α = 0.05时呈显著的空间正相关,草地变化呈现出较明显的空间集聚特征;②时段Ⅰ(1980-1995年)到时段Ⅱ(1995-2000年)的全局Moran指数有所增加,表明草地变化在空间分布上集聚的趋势在增强;③各县域Local Moran’s I的Grid图反映了京津冀地区草地变化在局域空间上的均质性,尤其是高值区域与低值区域的集聚特征十分显著;④LISA集聚4种类型中,正相关的"H-H"类型区、"L-L"类型区占主体部分,二者约占总数的70%以上,其中,在时段Ⅱ,"H-H"关联的县域主要聚集在西北部山区,而中部的平原区域则表现出明显的"L-L"关联特征。     

区域COD、SO_2及TSP排放的空间自相关分析:以江苏省为例

空间自相关分析是空间统计学的一个重要组成部分,是认识空间格局的有效手段.针对研究的空间范围不同,常采用全局空间自相关和局部空间自相关来衡量区域空间自相关程度.利用江苏省1990~2006年13个省辖市COD、SO2和TSP排放量数据,采用空间自相关分析方法对江苏省环境污染排放区域异质性进行了研究.结果表明,江苏省COD和TSP排放总量分别从1990年的596 353 t和1 101 404 t显著下降到2006年的291 762 t和704 734 t,SO2排放量基本保持稳定;江苏省COD、SO2和TSP排放的空间自相关性随时间推移正在发生着变化,到2006年COD、SO2和TSP排放的Global Moran’s I分别达到0.465 7、0.214 2和0.510 1,呈现较显著的正空间自相关趋势,空间上的集聚分布格局业已形成,且COD排放先于SO2和TSP排放在空间呈现集聚格局,空间集聚的程度也较大;苏南与苏北的污染排放格局差异较大,苏南COD、SO2和TSP排放的Global Moran’s I值至2006年分别增加到0.499 7、0.320 2和0.298 3,集聚格局明显,而苏北COD、SO2...     

广东省能源消费碳排放空间自相关分析

采用空间自相关(全局空间自相关和局域空间自相关)分析方法,对1995-2011年广东省能源消费碳排放总量、人均能源消费碳排放量和能源消费碳排放强度3个碳排放指标的空间自相关性和差异性进行研究。结果显示,1995-2011年,能源消费碳排放总量和人均能源消费碳排放量均存在显著全局空间自相关性,2个指标的全局Moran′s I指数分别在0.2~0.3和0.4~0.6范围变动,且均呈先上升后缓慢下降变化趋势,均在2008年达到阶段性极值点。局域空间自相关分析结果表明,这2个碳排放指标在珠三角都有高-高聚集区,在粤北都有低-低聚集区,同时这2个碳排放指标在珠三角周边城市也存在显著局域空间异质区。能源消费碳排放强度不存在显著全局空间自相关性,但在2011年存在一个局域低-低显著自相关区域。研究结果为广东省制定差异化碳减排政策和实现低碳省建设提供决策依据和信息支持。     

近20a来甘肃省县域人均粮食占有量时空格局及其驱动力研究

以甘肃省87个县域为研究单元,基于1991、1996、2001、2006、2011年的统计数据,采用ESDA、重心迁移、GWR等方法对甘肃省县域人均粮食占有量的空间格局进行测定,并分析区域差异的空间异质性及变化的驱动机制。结果表明:1991—2011年间,甘肃省县域人均粮食占有量呈现总体上升、期间波动的态势,重心自西北向东南迁移。人均粮食占有量的空间自相关特征明显,热点区主要集中分布在河西走廊中部,冷点区主要聚集在陇中和甘南,20 a间,冷、热点格局发生了较大变化。人均粮食变化驱动因素的非均衡联动局域性特征显著,人口数量对人均粮食占有变化的影响最大,呈负相关,其次是经济发展水平和城市化率;多个影响因素在空间上存在明显的经度或纬度地带性规律。     

基于LMDI-ESDA中国氮氧化物排放脱钩时空演变分析

该文首先利用对数平均Divisia指数分解模型(LMDI法)将氮氧化物排放分解为排放因子、能源强度、经济结构、能源结构和经济发展5个因素得出"十二五"期间中国30个省(自治区、直辖市)氮氧化物排放与经济增长脱钩系数;其次运用全局和局部空间相关分析方法(ESDA)对其空间相关性、聚类状况进行分析。结果表明:中国氮氧化物排放与经济增长脱钩系数呈现逐年上升趋势,且能源强度降低是促进制氮氧化物排放脱钩的决定因素,经济结构优化和能源结构调整也较大促进氮氧化物排放脱钩;同时,中国氮氧化物排放与经济增长脱钩空间存在明显差异,2010-2015年中国氮氧化物排放脱钩空间分布由较弱、中脱钩为主至中、较强脱钩为主再到较强脱钩为主,且期间全局自相关Moran′s I值均为正值,氮氧化物排放脱钩系数呈正相关的空间集聚分布。     

河北省粮食产量空间格局差异变化研究

为揭示河北省粮食产量空间格局分布特征,因地制宜地制定区域粮食安全生产政策,论文运用ESDA空间相关分析理论结合GIS技术,分析了1986—2006年河北省138个县的粮食产量空间差异变化规律、特征和成因,并提出相应的粮食安全生产政策与措施。研究结果表明:研究期内省域范围内粮食产量Moran’sI指数的平均值为0.346,存在较强的空间聚集格局;粮食产量局部空间集聚显著区主要分布在唐山—石家庄山前平原区高产区(HH)和张家口—承德坝上高原低产区(LL),1986年、1996年、2006年落入HH和LL象限的县分别占总样本数的55.07%、66.67%和71.74%,粮食产量空间集聚效果显著;20 a内粮食产量重心由北向西南方向转移42.7 km;粮食产量的主要影响因素为有效灌溉面积、化肥施用量、农业机械总动力、粮食播种面积等。     

黑龙江不同景观空气负离子浓度空间格局分析

针对空气负离子浓度的空间分布问题,采用空间自相关理论的方法,获取黑龙江省夏季林地、水域、耕地3种不同景观类型共219个观测点的空气负离子浓度数据,研究2016年黑龙江省夏季不同景观类型的空气负离子浓度空间自相关性的强弱和集聚模式。结果表明:在夏季,黑龙江省水域的平均空气负离子浓度最高,林地次之,耕地最小;空间自相关分析表明,在150~250 km范围内,林地、水域空间自相关尺度效应明显,在200~350 km范围内,耕地空间自相关尺度效应明显;空气负离子浓度全局Moran’s I指数分别为0.380、0.284和0.371,由高到低依次为林地、耕地、水域;林地、耕地、水域空气负离子浓度均表现出正的空间自相关性,即存在高-高集聚区或低-低集聚区。     

热带雨林区水源涵养服务时空演变及驱动因素分析：以海南热带雨林国家公园为例

水源涵养服务作为生态系统服务的重要组成部分,直接关系到当地经济、社会和生态系统的韧性与可持续发展.为深入探讨热带雨林区水源涵养服务的时空演变规律和驱动机理,以海南热带雨林国家公园为例,采用InVEST模型对2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的水源涵养服务进行评估,采用ArcGIS 10.2软件分析水源涵养服务的时间演变规律与空间分布格局,并利用LightGBM机器学习探究水源涵养服务时空变化的主要驱动因素.结果表明：2000—2020年海南热带雨林国家公园水源涵养服务在时间尺度上波动较大,呈现“先下降、后上升”的趋势,2000年、2005年、2010年、2015年和2020年水源涵养量分别为5.36×10⁹、4.23×10⁹、3.93×10⁹、4.30×10⁹、4.34×10⁹ m³;在空间尺度上分布格局差异较大,呈现“东高西低、南高北低”的特点,且具有较强的空间相关性,空间聚集特征明显(Moran′s I>0.93,Z>...     

闽江福州段沉积物中多环芳烃的空间分布异质性研究

多环芳烃(PAHs)是环境中一类典型的持久性有机污染物,为探明PAHs在闽江福州段沉积物中的空间分布规律,采用传统统计学和地统计学相结合的方法对PAHs的空间异质性进行了研究.结果表明,PAHs含量变异系数(CV)在39%～90%之间,属于中等强度变异.3环PAHs含量的块金值与基台值之比[C0/(C+C0)]为0.307,具有中等强度的空间相关性,其余不同环数PAHs以及PAHs总量的C0/(C+C0)值都小于0.25,具有强烈的空间相关性.低环PAHs的分维数D值高于高环PAHs,空间异质性较高.3环及3环以上PAHs的Moran’s I系数随距离的增大而下降,且在0～25.0 km之间其空间自相关性随间隔距离的增大而减弱;而Moran’s I系数分析结果进一步说明了2环PAHs的空间变异特征的复杂性.受到水流影响,PAHs含量在南-北方向的半方差函数值与其它方向有所不同,但在东北-西南、东南-西北和东-西方向上的半方差函数值重合性较好,近似各向同性.用交叉验证法检验的结果表明,普通克里插值法能够很好地预测闽江福州段沉积物中PAHs的空间分布情况,PAHs含量沿水流流向大致呈下降的趋势.     

基于随机森林模型的我国县域碳排放强度格局与影响因素演进分析

为了研究县域碳排放强度空间格局及其关键影响因素的演进规律,在测算2009~2017年我国县域碳排放强度的基础上,通过ArcGIS空间统计模型分析了县域碳排放强度的空间格局,并利用随机森林模型识别了碳排放强度的关键影响因素及其时序演进特征.结果显示:2009~2017年我国县域平均碳排放强度减量波动下降,2017年县域平均碳排放强度为2.02t/万元,仍有较大的削减潜力;县域碳排放强度总体格局呈显著空间自相关,并呈现波动增强趋势;局部格局呈显著的南北和东西分异,热点区呈西进态势,冷点区呈南下北上态势.关键影响因素中省会距离、产业结构、路网密度和人口的重要性高于经济水平、财政收支、绿色专利和开通高铁;时序演进反映,绿色专利、人口总数和经济水平的重要性在提升,而产业结构和人口密度的重要性在下降;其中大部分关键影响因素同碳排放强度呈现非线性响应关系.     

基于EMA-MFA核算的县域绿色GDP及空间分异——以河南省为例

自然资本的定量货币化及空间属性是区域绿色经济发展研究的基本问题。针对绿色GDP核算中资源环境成本市场定价的缺陷,采用复合生态系统分析框架,整合能值分析(EMA)与物质流分析(MFA)方法,用能值-货币价值对资源损耗与环境退化定价,进而测度绿色国民财富的生态经济价值。以资源型大省河南为研究区域,估算2009年108个县域单元的各项能值指标及绿色经济发展水平,分析复合生态系统能值指标的空间特征,比较绿色GDP与传统GDP的差异,在此基础上划分县域绿色经济发展的地域类型。结果表明:基于EMA-MFA的绿色GDP核算是一种以生态为中心的强调可持续性的评价方法,旨在从复合生态系统的生态过程视角说明资源环境对社会经济发展的重要作用;河南省县域复合生态系统各能值指标在空间上集中分布且具有一定区域差异,基于EMA-MFA核算的绿色GDP与传统GDP相比核算结果差异大,绿色经济与传统经济发展水平空间分异变化明显;县域绿色GDP根据本地自然生态支撑能力、资源环境损耗状况可分为5类地域类型;不同地域类型的县域应根据现状水平与优势特征,因地制宜地加快绿色经济发展。     

黑龙江省粮食生产的时空格局及动因分析

采用空间自相关、聚类分析和多元回归模型等方法,论文探讨了2000 年以来黑龙江省粮食生产的时空动态及其主要影响因素.结果表明:① 黑龙江省粮食生产规模持续扩大,其中,大豆播种面积及其占农作物总播种面积的比重均经历了“上升-下降”的波动过程,玉米和水稻播种面积不断扩大,但其占农作物播种面积的比重分别在2009 和2011 年超过大豆;② 黑龙江省粮食生产具有一定的空间相关性,大豆空间集聚最显著,玉米次之,水稻最不明显;③ 粮食生产区域化和专门化态势增强,松嫩平原北部及大小兴安岭地区、松嫩平原东南部和三江平原北部分别形成了以大豆、玉米和水稻为主的粮食生产类型区;④ 多元回归分析表明,农业投入、经济环境、技术水平、市场因素是影响黑龙江省粮食生产及其结构时空变化的主要因素.     

东北三省农田生态系统碳排放时空分异特征及驱动因素研究

根据2000—2014年东北三省碳排放的相关数据,结合空间探索性分析及地理加权回归等模型方法,对研究区农田生态系统碳排放量的空间集聚性、差异性及其重要驱动因素进行研究.结果表明:东北三省农田生态系统碳排放量存在比较显著的全局空间正相关,自相关性在整体上表现出逐渐增强的趋势,到2014年全局Moran's I指数达到最高值0.3395.在局部空间相关关系上,东北三省农田生态系统碳排放量的高-高区域集中在黑龙江省和吉林省,低-低地区主要集中在辽宁省,表现出不平衡的发展格局.人均GDP对农田生态系统碳排放有负效应,总人口数对农田生态系统碳排放的影响从正效应转变为负效应,化肥施用对农田生态系统碳排放影响程度的空间分布格局发生了较大变化,代表生产技术水平和能源消耗的农业化肥施用量和农业机械总动力因素对农田生态系统碳排放的影响较大,东北三省农田生态系统碳排放和农业机械总动力相关程度有逐渐趋同的趋势.     

咸阳市单位GDP能耗空间分异特征分析研究

以地统分析为基础,在GIS技术平台下分析"十一五"期间咸阳市各区县单位GDP能耗空间分异特征.单位GDP能耗重心与几何中心偏移较大,在西北-东南向最为分散,不均衡性大;全局相关性属随机分布模式,自相关性一般,局部相关性呈区域性分布,具有较强相关性的区域为东南方向的泾阳和三原县、西北方向的彬县和长武县;微弱相关性区域主要分布在旬邑县、咸阳中南部地区;5年间单位GDP能耗重心向西北方向偏移,向高纬度、低经度方向移动.     

基于卫星遥感的甘肃省吸收性气溶胶的研究

基于OMAERUV数据日产品，对甘肃省2008~2017年吸收性气溶胶指数（UVAI）的时空分布进行了分析，并对其相关因素进行了探讨，结果表明：该省近10a UVAI空间格局为由西北向东南区域逐步递减，UVAI的高值区域一直分布在酒泉市及邻近区域，为吸收性气溶胶污染源中心；甘肃省UVAI的稳定性呈现从东北向西南区域逐渐降低的规律；UVAI月均值呈现出明显的规律性，每年的月变化均呈现"V"型；四季UVAI水平为：冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季，四季变化规律基本同步，十年来四季的UVAI呈逐渐上升趋势，且四季中主导的吸收性气溶胶来源不同.基于PM_2.5的UVAI指示的空气质量等级分析，甘肃省空气质量以良为主；从气象因素与UVAI相关性分析来看，降水量、气温均与UVAI之间呈现显著正相关，风向也对其空间分布有重要影响；植被覆盖度与UVAI呈现正相关的区域主要分布在甘肃省西北部、武威市中部区域，呈现负相关的甘肃南部天水、陇南等区域为较高的植被覆盖区域.从人类活动因子与UVAI相关性来看，地区生产总值、各产业产值与UVAI有着明显的正相关性，尤其以第二产业与UVAI相关性最高；UVAI与汽车保有量、能源消耗总量及人口密度均存在较强的正相关，说明汽车尾气和工业排放及建筑粉尘也是吸收性气溶胶的重要来源.针对甘肃省UVAI时空分布特点、自然及人类活动因素分析情况，提出了减少人类活动强度等建议.     

黑龙江省近50年来沼泽湿地退缩特征及其原因分析

在RS和GIS的支持下,综合集成1954年地形图和2000年TM影像重建黑龙江省1954~2000年沼泽湿地的空间信息矢量数据,结合斑块质心变化模型、景观参数和欧几里德最短距离函数,分析黑龙江省沼泽湿地退缩的区域分异特征,进一步从人类活动对沼泽退缩的影响的角度探讨沼泽退缩的原因。研究结果表明:黑龙江省近50年来,沼泽湿地面积急剧减少,由791.4×10⁴hm²减少到303.5×10⁴hm²;沼泽景观趋于破碎化;退缩的焦点区域主要集中在三江平原、大小兴安岭和松嫩平原。导致湿地退缩的人文原因主要包括三个方面:人口增加和耕地的不断开垦,国家建设国营农场的农业发展政策,与主要公路的空间区位关系。     

黑龙江省经济增长与水环境质量之间的关系研究

选择黑龙江省为研究对象,以经济增长与环境污染水平的计量模型环境库兹涅茨曲线做为理论基础,利用黑龙江省2000年到2015年间的统计数据,选取人均GDP、工业废水排放量和生活污水排放量三个指标,分别模拟黑龙江经济增长与工业废水和生活污水的关系曲线,建立模型,分析得出工业废水的排放量随经济的增长呈先减少后增加的变化趋势,增加到一定程度后,工业废水的排放量又逐渐降低;生活污水排放量随着人均GDP的增加先下降后增加的变化趋势,并提出相应的措施来保护好水环境.     

中国水资源利用效率评估及区域差异研究

水资源危机、水环境恶化已成为我国所面临的严峻挑战,对我国的水资源利用效率进行科学合理的评价,并且讨论造成区域差异的影响因素显得尤为迫切。在全要素生产框架下,将环境要素纳入到效率分析中,利用数据包络分析模型,采用省级层面统计数据,以资本、劳动力和水资源使用量为投入,以国内生产总值与废水排放量为产出,计算我国2000~2011年区域水资源利用效率。研究发现,在时间序列上,我国各省份之间的用水效率差距逐年增大;在空间上,我国的水资源利用效率存在明显的东、中、西部区域差异。进一步研究发现,产业结构、经济发展水平、水资源禀赋、水的基础设施投入对区域水资源利用效率均有显著影响,而水价并没有对水资源利用效率产生显著影响。     

黑龙江省秸秆露天焚烧污染物排放清单及时空分布

以黑龙江省为例,采用排放因子法计算了2016年秸秆露天焚烧污染物排放清单,分析了污染物的时空分布特征.结果表明,黑龙江省秸秆露天焚烧各污染物排放量为：CO₂ 1314.09万t、CO 41.92万t、CH₄ 3.77万t、NMVOCs 8.35万t、NH₃ 0.65万t、BC 0.44万t、OC 3.13万t、SO₂ 0.50万t、NO_X 3.28万t、PM₁₀ 8.81万t、PM_2.5 10.14万t.在95%的置信区间确定了排放清单的不确定性,不确定性范围为NO_X的±86%的低值到CO的±187%的高值.通过可靠性分析推断,本文的排放清单是合理的.玉米和水稻秸秆露天焚烧对同种大气污染物的贡献高于其他作物秸秆.大气污染物排放高值区位于黑龙江省西部和东部,污染物排放的时段在全年范围内具有明显的双峰特征.秸秆露天焚烧率的下降能有效促进大气污染物的减排,且农垦地区集约化和规模化的管理模式能有效控制秸秆露天焚烧.