南方丘陵地区河谷城市用地时空演变与驱动分析——以上饶市城区为例

以揭示中国南方丘陵地区河谷城市的空间演变过程和特征为目的,以上饶市城区为例,在遥感与GIS技术的支持下,对1988~2013年间上饶市城区城市用地的时空演变过程、特征及驱动影响因素进行了研究。结果表明,1988~2013年的25 a间,上饶市城区城市用地呈现出快速增长的态势,城市形态的演变具有明显的时空特征:时间序列上,不论扩展幅度还是扩展速度,2001~2013年间的值均高于1988~2001年间的值,前后两个时段的扩展特征呈现出明显的差异性;空间格局上,上饶市城区以老城区的中心广场为中心向四周扩展,先后经历了放射性扩展、组团式分散扩展两个阶段,同时呈现出明显的方向分异性,西南和西为其主要扩展方向,而其东南方向的扩展速度最为缓慢。自然环境中的地貌对上饶市城区城市用地的扩展起到很大的限制作用,经济社会的发展、政策规划等因素成为城市用地扩张与时空演化的外在驱动因素。     

基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例

为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。     

浅谈GIS在城市环境总体规划中的应用与探索

环保大数据结合地理信息系统是实现城市环境总体规划空间化、促使环境管理转型的重要举措。城市环境总体规划是我国环境规划制度中的一项尝试,实现环境管理由末端治理转向前端控制的基础性、空间性、综合性、战略性规划。本文在分析GIS在环境规划领域的技术优势基础上,提出城市环境总体规划中生态保护红线划定、环境(生态)功能区划、要素空间管控、环境风险防控、产业布局调控五大技术需求。总结GIS在城市环境总体规划中的五大技术应用:空间基础数据处理与评价模型应用、标准化制图与空间信息表达、信息系统管理平台建设、专业软件数据转换、衔接"多规合一"平台等。最后,提出GIS支持下的环境功能区划和生态保护红线评估等功能模块开发、城环总规信息系统上的环境影响评价模块开发以及环境详细规划控制图则编制方法等探索方向。     

基于生态足迹的武汉城市圈生态承载力评价和生态补偿研究

在推进新型城镇化和生态建设的背景下,客观定量评价区域生态环境状态,是当前我国生态建设重要而紧迫的任务之一。高密度的人类活动会对自然生态系统产生超负荷的压力,通过生态承载力的分析能够定量测度这种状况,为区域可持续发展提供借鉴意义。基于生态足迹模型,计算了2008年和2013年武汉城市圈各县域单元的生态足迹/承载力,并进行了时空变化分析。研究发现武汉城市圈各县域单元的生态足迹和生态承载力在空间上存在显著的差异性,生态足迹逐年增加,生态承载力的变化相对较小,出现两级分化的现象。根据生态足迹/承载力进行跨区县生态补偿测算,得到2008年和2013年武汉城市圈48个县域的转移支付情况,表明如果运用财政转移支付的手段,整个区域能够达到生态系统供给和需求动态平衡的目标,缓解武汉城市圈的生态压力,实现武汉城市圈的可持续发展。     

乌鲁木齐市不同区域大气降尘中重金属污染及来源分析

为进一步了解城市不同区域间大气降尘中重金属含量及其差异性,沿城市走向梯度布设降尘采样点采集样品。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)仪测定样品中Cu、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Cd、Pb和As等重金属含量,并计算富集因子来判断不同区域间的污染源类型,通过因子分析方法探讨污染的来源。结果显示,所测重金属元素中除Mn外,均受到人为源的影响,且十分严重。从贡献率来看,不同区域间第一因子的贡献率虽有差异,但均为来自土壤的风沙扬尘造成;第二因子的贡献率也不尽相同,主要是燃煤产生的污染;第三因子出现了差异,市南区和市北区主要是受金属冶炼的影响,而市中区的影响可能来自垃圾焚烧;市南区未出现第四因子,而市中区和市北区的污染源也不相同。分析表明,城市大气降尘污染依然严重,做好防控风沙和建筑扬尘,减少煤炭消耗,调整能源结构和产业布局是整体减少大气降尘的关键。     

Hot,Salty Water: A Confluence of Issues in Managing Stormwater Runoff for Urban Streams

Research increasingly highlights cause and effect relationships between urbanization and stream conditions are complex and highly variable across physical and biological regions. Research also demonstrates stormwater runoff is a key causal agent in altering stream conditions in urban settings. More specifically, thermal pollution and high salt levels are two consequences of urbanization and subsequent runoff. This study describes a demonstration model populated with data from a high gradient headwaters stream. The model was designed to explain surface water‐groundwater dynamics related to salinity and thermal pollution. Modeled scenarios show long‐term additive impacts from salt application and suggest reducing flow rates, as stormwater management practices are typically designed to do, have the potential to greatly reduce salt concentrations and simultaneously reduce thermal pollution. This demonstration model offers planners and managers reason to be confident that stormwater management efforts can have positive impacts.     

Food justice youth development: using Photovoice to study urban school food systems*

How do youth learn through participation in efforts to study and change the school food system? Through our participatory youth action research (YPAR) project, we move beyond the “youth as consumer” frame to a food justice youth development (FJYD) approach. We track how a group of youth learned about food and the public policy process through their efforts to transform their own school food systems by conducting a participatory evaluation of farm-to-school efforts in collaboration with university and community partners. We used the Photovoice research method, placing cameras in the hands of young people so that they themselves could document and discuss their concerns and perspectives. The research was designed to gain insight about youths’ knowledge of food, health, and community food systems. Drawing upon the youth group’s insights, we build a framework for building critical consciousness through FJYD.     

The multifunctionality of urban farming: perceived benefits for neighbourhood improvement

Urban farming – a type of urban agriculture focused on entrepreneurial food production – serves multiple functions in neighbourhoods; yet these are not well delineated. Expectations for urban farming often centre on traditional measures of economic development, potentially overlooking other benefits. Through a qualitative case study conducted in Baltimore, Maryland, we sought to understand community perceptions regarding the ways in which urban farms can benefit cities. Interviews with residents, neighbourhood leaders, and urban farmers in three residential neighbourhoods with urban farms revealed the pathways by which community members view farms as improving neighbourhoods. Benefits stemmed from four primary changes urban farms made to study neighbourhoods: creation of public projects welcoming involvement, physical improvement of degraded space, production of local food, and creation of new businesses. These changes led to multiple perceived benefits including increased social connectedness, a transformed physical landscape, improved neighbourhood reputation, increased access to fresh produce, and educational, youth development, and employment opportunities. Our findings demonstrate the importance of a multifunctional paradigm that accounts for social and educational functions in assessing the value of urban farming and bring empirical evidence to the concept of multifunctional agriculture. Urban farms with strong social aims may appear to contribute little to economic development if measured using traditional indicators of success such as job creation or fiscal impacts, but provide numerous other benefits for community development.     

资源产业空间集聚与区域经济增长:“资源诅咒”效应实证

针对"资源诅咒"研究中自然资源度量指标选取存在的科学性问题,利用资源产业空间集聚代替自然资源丰裕度和资源产业依赖度作为自然资源丰裕程度的解释变量。首先,在Krugman空间基尼系数的基础上,构建适用于测度资源产业空间集聚的计算公式,基于我国30个省(区、市)层面的数据,量化1999—2013年间资源产业的空间集聚程度,分析其排名情况和分布格局。研究显示:我国有15个省(区、市)存在资源产业空间集聚现象,这些地区大多位于长江以北,且均为自然资源富集地区。其次,构建经济增长计量模型,选取存在资源产业空间集聚现象的省(区、市)作为样本空间,并采用多种计量分析和检验方法考察资源产业空间集聚度与区域经济增长之间的直接和间接关系,分析"资源诅咒"的传导机制。研究显示:1在模型整体估计中,资源产业空间集聚的系数符号均为负,且在5%的水平上显著,说明资源产业空间集聚与区域经济增长间的关系呈现负相关,符合"资源诅咒"的基本假设。2在模型分步估计中,人力资本投资、技术创新投入和制造业发展与区域经济增长正相关,符合经典经济增长理论的逻辑关系;物质资本投资与区域经济增长负相关,可能是由于当地经济主体的消费跨期替代弹性较小,导致物质资本投资对经济增长的直接增益效应小于其对社会人力资本积累的负向效应,进而阻碍区域经济增长;政府干涉程度越高越不利于经济增长。根据研究结果,建议应明确市场调节为主、政府调控为辅的导向机制,进一步提升资源产业空间集聚程度,强化行业人员素质与技术水平匹配,逐步提高自然资源生产和利用效率,从而实现加快地区经济转型,有效促进经济可持续发展的全面提升。     

2000~2014年武汉市城市扩展时空特征分析

基于不同时相的高分辨率遥感影像，采用面向对象的解译方法提取了武汉市2000、2005、2010和2014年的土地覆被信息，从城市扩展强度指数，城市中心坐标迁移和分形维数等方面分析了武汉市2000～2014年城市扩展时空特征。结果表明：2000～2014年间，武汉市城市扩展强度指数为1.41，各主城区城市扩展强度不一，洪山区建设用地的增加对主城区城市扩展的贡献最大；在扩展过程中，武汉市城市分形维数增加，城市空间形态变复杂；其扩展呈现核心-放射扩展模式，并逐渐转向圈层式；自然条件、经济、人口、交通、政策和城市规划是武汉市城市扩展的主要驱动力，但随着交通的发展，自然条件和经济对武汉市城市扩展的驱动作用正逐渐减弱。