煤矿瓦斯涌出时序预测的自组织数据挖掘方法

为分析煤矿瓦斯涌出复杂系统时间序列预测方法,提出自组织数据挖掘(SODM)与相空间重构(PSR)相结合的预测建模方法。首先应用C-C方法计算时间序列的最佳嵌入维数和延迟时间后进行PSR;然后以二元二次方程为传递函数,以嵌入维数变量为自变量,以延迟时间后的时间序列为因变量,通过内准则确定传递函数系数和外准则选择最优传递函数,并以最优传递函数的输出为下层迭代传递函数的输入,最后获得最优复杂度预测模型。算例结果表明:该方法对煤矿瓦斯涌出量预测的相对误差为-5.751 7% ~6.049 3%,平均相对误差2.145 7%,预测结果能满足煤矿安全生产实际工程应用要求。     

中国区域物流系统脆弱性评估研究

为了提升区域物流系统可靠性与可持续发展能力,基于复杂系统理论对区域物流系统脆弱性进行概念界定,构建了区域物流系统脆弱性的概念模型;在分析区域物流系统脆弱性影响因素的基础上,提出了脆弱性评价指标体系及综合评价模型,并对中国大陆地区31个省（直辖市、自治区）区域物流系统脆弱性的空间分异特征进行了研究。研究表明:全国层面的区域物流系统脆弱性两极分化的空间分异特征显著,具有明显的“西高东低”特征;高生态环境脆弱性和高社会脆弱性是区域物流系统脆弱性居高的主要原因;全国的区域物流系统生态环境脆弱性普遍偏高,而东部地区物流系统资源脆弱性最高。     

哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构及驱动力分析

哈尼稻作梯田系统作为全球重要农业文化遗产（GIAHS）,具有极高的生态、经济、文化价值。近年来,以粮食产量增长为导向的农耕技术和作物品种单一化趋势,给哈尼梯田地区带来了严重的生态和食品安全问题。论文以农户生产行为作为切入点,从主要粮食作物的经济效益、耕地资源特征、村落发展类型、农户的家庭特征与资源禀赋进行实证研究,分析了哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构现状及驱动因素。结果表明：1）调查涉及的41.23 hm²有效耕地中,按种植总面积排序,杂交稻、玉米、水果类作物位居前三。2）本地传统粮食作物--梯田红米,种植总面积和户均种植面积远小于经济效益较高的杂交稻和兼有饲料用途的玉米。同时,农户倾向于将其种植在质量较差、海拔较高的耕地上。3）作物的经济效益和耕地海拔及质量对替代性作物（如杂交稻和红米）的种植选择影响较大;个体农户层面上,农户特征与资源禀赋在不同程度上对不同作物的种植选择产生影响。     

城市扩展过程对湿地影响的情景模拟研究——以河北怀来为例

在复杂多变的环境下,情景模拟法因其能考虑突发干扰的影响并能聚焦长期规划而表现出突出的优势。怀来是北京重要的水源地和环境保护屏障,2022年北京-张家口冬奥会的筹办将可能加快怀来的经济发展和城市扩展,进而对湿地的空间压力产生重要影响。因此,论文利用情景模拟法,结合城市扩展模型（land use scenario dynamics-urban,LUSD-urban）和湿地空间压力模型,模拟了趋势外推、城市规划和冬奥会3种情景下怀来未来城市扩展对湿地的空间压力。结果显示城市扩展导致怀来湿地空间压力增大,湿地平均压力从2000年的0.399增加到2013年的0.439,增长了10.03%。同时,湿地空间压力高于0.5的像元比例从6.73%增加到17.42%。3种情景下,2013—2030年怀来的湿地空间压力将增长0.002~0.005。冬奥会的举办将为怀来湿地带来更大的空间压力,冬奥会情景下湿地压力的热点区面积最大,为83.74 km²,是3种情景下共有热点区面积的1.44倍,新保安镇、土木镇和沙城镇的非城市用地面临的空间压力较大。因此,怀来县在未来制定城市规划时应充分考虑县内湿地生态系统,在保护湿地资源的基础上有效促进经济的发展。     

中国森林碳汇的空间溢出效应与影响因素——基于大陆31个省（市、区）森林资源清查数据的空间计量分析

科学估算各地区森林碳汇量并探讨其空间关联性特征是制定差异化碳汇发展政策的重要基础。根据1988—2013年中国大陆31个省（市、区）的6次森林资源清查数据,论文利用森林蓄积量扩展法测算了各地区的森林碳汇量,进而检测和比较了省域间碳汇总量空间关联性的方向和强弱,最后运用空间计量模型分析了碳汇的溢出效应与影响因素。结果表明：1）我国的森林碳汇量整体呈上升态势,各地区间碳汇量差异明显,其中西藏、黑龙江等地区碳汇量丰富,而上海、北京等地则碳汇增长率较快;2）研究期内的Moran’s I指数整体表现为倒“S”型的波动变化特征,全国森林碳汇在省域空间分布上的差异性并不是随机的,而是具备一定关联性;3）我国森林碳汇存在显著的近邻空间溢出效应,森林资源采伐、森林受灾程度和降水量等因素对森林碳汇水平的影响显著。因此,研究认为：我国在发挥森林生态功能时,应当考虑省份间的地理区位因素,合理制定兼具差异化和协调性的森林碳汇发展政策。     

地理探测器方法下北京市人口空间格局变化与自然因素的关系研究

人口空间分布具有尺度特征,从乡镇街道尺度研究自然因素对城市人口空间格局的影响有利于得出更精细的结果,并为城市人口合理布局和规划提供科学依据。论文利用第五、六次人口普查乡镇街道数据,分析北京市人口空间格局特征,利用地理探测器研究自然因素对人口分布的影响。研究表明：1）自然因素对不同类型人口空间格局影响具有差异性。对常住人口作用强度由大到小的自然因素分别是适宜建设用地面积、地形起伏度、坡度、海拔高程和河网密度,对外来人口作用力由大到小的自然因素分别是地形起伏度、适宜建设用地面积、坡度、海拔高程和河网密度;2）自然因素对不同地区人口空间格局影响具有差异性。除适宜建设用地面积外,坡度和河网密度分别对六环内、外区域人口密度影响较大。高程和地形起伏度对六环外人口格局作用力高于六环内地区;3）两类自然因素叠加对人口密度作用的强化方式体现为因素相互协同或因素作用力非线性增加。5类自然因素对人口密度的影响力交互作用探测值为1,各类自然因素对城市人口空间格局的影响力协同增强。     

岩溶区土壤理化特征与土壤有机碳含量关系研究

为研究不同土地利用类型下土壤有机碳(SOC)的分布特征和时空差异,文章以贵州绥阳双河国家地质公园典型喀斯特土壤剖面为研究对象,通过雨季和旱季对6种不同土地利用类型土壤表层、20 cm、40 cm、60 cm进行土壤样品的采集,运用野外调查和室内分析的方法,探讨不同土地利用类型下土壤剖面理化性质与土壤有机碳含量及其相互间的耦合关系。结果表明:土壤有机碳含量雨季明显高于旱季,随着土层深度的增加,各用地类型下土壤有机碳含量普遍下降。不同土地利用类型的土壤有机碳含量变化规律为有林地(124 690 mg/kg)退耕还林地(104 430 mg/kg)灌丛地(81 460 mg/kg)旱地(77 530 mg/kg)灌草地(54 110 mg/kg)撂荒地(46 530 mg/kg)。对各土地利用类型SOC与土壤理化性质进行相关性及因子分析发现,土壤含水量、土壤温度与SOC的相关性较其他因子偏高且呈现正相关,而土壤有机碳含量与土壤pH值、土壤容重、土壤孔隙度的相关性为负相关,影响研究区土壤有机碳含量的主要因素是土壤含水量(41.268%),其次是土壤温度(28.038%)。土壤理化性质在不同程度上影响着研究区的土壤有机碳含量,而土壤有机碳含量的变化又会对该区域的土壤理化性质有着明显的调节作用,两者相互联系并且相互影响,共同制约着喀斯特地区土壤在生态系统中的演变。     

云南省县域资源环境承载能力空间分布特征

文章以云南省129个县域行政区为研究目标,系统评估了资源环境承载能力(水资源、建设用地、水环境、大气环境)的空间分布差异,以期为云南省国土空间规划提供基础支撑。研究结果表明:(1)云南省水资源承载能力承载率为17.54%,承载率总体较低。但空间分布差异性较大,昆明盘龙区、五华区等地区呈"超载"的状态。(2)云南省适宜建设用地面积合计为25 870.58 km~2,占国土面积的5.52%,现状建设开发强度为26.37%,适宜建设用地面积较小,开发强度总体较弱。但鲁甸县、绿春县、凤庆县等县域处于"超载"的状态,红河县、师宗县、彝良县等县域承载率处于0.9～1之间,呈"临界超载"状态。(3)云南省COD、TN、TP水环境容量合计分别为464.56、22.86、4.57万t,水环境承载率分别为7.04%、25.65%、10.08%,总体水环境承载率较低。但昆明、曲靖及玉溪等滇中城市部分县域水环境承载率1,呈"超载"状态,宣威、水富、陆良县承载率处于0.9～1之间,呈"临界超载"状态。(4)基于适宜建设用地核算的云南省SO_2、NO_x、PM_(10)大气环境容量分别为272.15、183.53、247.95万t/a,承载率分别为13.39%、10.90%、8.74%,县域大气环境均呈现"未超载"的状态。