河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

北方和温带森林生态系统的蒸腾耗水

北方和温带森林地处气候变化敏感的中高纬度地区,认识其蒸腾耗水过程的时卒动态及其控制因子是评价和预测森林在气候系统中作用的基础.本文综述了北方和温带森林蒸腾耗水的近期研究结果,从叶片、个体和林分3个尺度综合分析了树木蒸腾耗水的变异性及其影响因子,并探讨了其中的尺度转换问题.主要结论如下:尽管相同生活型树木的蒸腾耗水量变异性较大,但针叶树的平均蒸腾耗水量在叶片和个体尺度上显著低于阔叶树,而在林分尺度上针叶林和阔叶林之间差异不显著.3个尺度上的蒸腾作用均受太阳辐射、蒸汽压亏缺、土壤含水量等环境因子的影响,且存在因子间的交互作用,但主导控制因子因时空尺度而异.单株树木蒸腾量与胸径、边材面积和树高均呈显著正相关;林分日蒸腾量最大值与叶面积指数相关显著,而生长季日蒸腾量平均值则与年降水量和年均温呈正相关.这些蒸腾速率与生物环境因子之间的关系模型和不同空间尺度之间的联系是目前森林蒸腾过程尺度转换的基础.本文还讨论了该领域研究中存在的问题和研究热点.     

陆地生态系统净第一性生产力过程模型研究综述

陆地生态系统净第一性生产力的模拟已从统计模型发展到过程模型时代。过程模型从机理上对植物的生物物理过程以及影响因子进行分析和模拟,理论框架完整,结构严谨。论文从植物器官、个体、冠层、景观以及区域等不同尺度对过程模型进行分析。近年来,由于遥感和GIS技术的支持,使得遥感过程模型融合了遥感及时、准确、宏观、多尺度的优势而成为当前生产力模型的主攻方向。遥感过程模型可实现生态系统NPP的及时模拟和动态监测,便捷、准确地反映NPP的时空变化格局。而在NPP建模过程中,尺度转换是所面临的一个重要问题。不同尺度模型间扩展时,需要采取相应的数学手段进行尺度转换,同时遥感和GIS技术提供了尺度转换的有力工具。综观我国NPP研究的发展,起步晚、发展快是其特点。虽然取得了大量的研究成果,但过程模型的建模方面还很不足,这是一个亟待解决的问题。     

北京市不同尺度大气颗粒物元素组成的特征分析

在2000年2个典型季节分别采集不同尺度的颗粒物样品,分析其中22种无机元素的含量.利用这些数据较详细地研究了北京市颗粒物的元素组成特征.数据分析结果表明,北京市大气颗粒物中的元素主要分为地壳元素、污染元素和双重元素三大类.利用不同污染元素在各种尺度颗粒物中的富集因子,确定了北京市大气颗粒物具有复合型污染的特征.      

城市生态足迹计算中温室气体环境责任的区域分配法

针对生态足迹方法应用于城市尺度时对温室气体处理上的不足,提出了除存在能源贸易调整的缺陷外,还应对城市的温室气体环境责任重新定义和划分,城市可持续发展应依照城市自身的区域特征来制定标准.在对城市尺度与国家尺度上生态足迹核算体系温室气体环境责任分配内涵的不同进行分析后,基于城市等级的划分和经济联系强度等概念,构建了在城市尺度上温室气体环境责任的区域分配法,使生态足迹方法应用在城市尺度的可持续评价上更加真实可靠.     

福建省龙海市土地利用空间分布影响因子的尺度效应分析

土地利用在不同的规模尺度上具有不同的特征,某个研究尺度上的影响因子可能在其它尺度上并不发生作用。论文运用统计方法与GIS技术从自然环境、社会经济以及基础设施条件各方面分析福建省龙海市土地利用空间分布影响因素及其尺度效应。综合考虑9种主要的土地利用方式和23个候选影响因子,其中土地利用数据来自2000年11∶0000土地利用详查数据,地形数据来自15∶0000DEM,而社会经济统计数据如人口分布来自以乡镇为统计单元的统计年鉴,因此必须根据其空间分布与影响因子的关系进行空间化处理。采用的基本研究单元为100m×100m,在此基础上生成200m×200m,300m×300m～2000m×2000m多个空间尺度序列数据图层。通过分别构建不同聚合规模上的土地利用空间分布驱动模型,探讨了福建省龙海市土地利用空间分布影响因子的尺度规模效应。研究表明,不仅模型的解释能力会随聚合规模发生变化,影响因子本身及其影响系数也随研究尺度发生不同程度的变化,呈现出显著的尺度依赖性规律。龙海市主要地类受坡度、海拔高程等地形条件的严格限制,而地形因素是不容易随时间发生改变的,因此自然条件优越的地区适合多种用地类型,因而将是用地矛盾的焦点。     

中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响——以呼和浩特-包头-鄂尔多斯城市群地区为例

理解中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响对提高干燥地人类福祉和实现区域可持续发展具有重要的意义。为此,论文以正在经历快速城市化的呼和浩特-包头-鄂尔多斯（呼包鄂）地区为例,从区域、城市和旗县3个尺度上揭示了该地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。首先,量化了呼包鄂地区1990年的生境质量、粮食生产、肉类生产和碳储量4种关键生态系统服务。然后,分析了1990—2013年呼包鄂地区的城市扩展过程。最后,在区域、城市和旗县3个尺度上评价了呼包鄂地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。结果显示,1990—2013年,呼包鄂地区经历了快速的城市扩展过程,城市用地面积从314.22 km²增加到692.10 km²,增长了1.2倍。区域城市扩展过程导致4种生态系统服务均明显下降。其中,粮食生产服务损失最严重,损失量达1.36×10⁴ t,约占1990年全区粮食生产总量的1%。边缘型和飞地型城市扩展对生态系统服务的影响最明显。1990—2013年,边缘型城市扩展导致的粮食生产、肉类生产和碳储量损失量占区域城市扩展过程中各项服务损失总量的比例均超过60%,飞地型城市扩展造成的肉类生产服务损失量大于区域城市扩展过程中该服务损失总量的1/3。边缘型和飞地型城市扩展过程导致的耕地和草地大量减少是造成生态系统服务快速下降的主要原因。因此,建议在呼包鄂地区的城市化进程中应提高城市用地利用率,控制边缘型和飞地型城市扩展,以减少城市扩展过程对生态系统服务的影响。     

安徽省镇域经济发展水平的时空分异及空间格局影响因素

基于1 244个镇域研究单元的人均财政收入数据，采用多种空间方法分析安徽省镇域经济发展水平的时空差异特征，并运用地理加权回归（GWR）进行影响因素分析。结论如下：（1）从不平衡度指数看，该值在研究时序变化上先升后降，表明近期研究区内部差异程度有所减小；空间序列上南北差异较大，黄山、宣城等市内部差异较小，阜阳、亳州等市内部差异较大。（2）从Zip指数来看，虽然经济发展水平集中的力量逐渐减弱，但实力强劲乡镇的发展速度依然较快且其垄断性较强。（3）从空间分异格局看，高值区主要有两大组团，一处在皖南区集聚且逐渐向北扩展，但2016年有所缩减；另一处则贯穿南北形成条带状“串珠”，呈现先逐渐扩大后几乎消失的变化特征。中值区呈基底状分布在皖中区域。低值区分布在西北和东北，其中西北区逐渐向南扩大，东北区逐渐减小。（4）从空间集聚状态看，4种显著类型区均存在且以显著HH区和显著LL区为主。显著HH区在黄山市周围集聚，并逐渐向池州、宣城扩展；显著LL区在阜阳、亳州等市集聚，并逐渐向南延伸；显著HL区和显著LH区数量较少且集聚现象不明显。（5）从影响因素来看，基于回归系数的平均值对经济发展水平的影响从大到小依次为建成区人口/总人口>常住人口>从业人员>二三产业从业人员/从业人员>行政面积>建成区面积/总面积>工业增加值>人均工业产值>地均工业产值。     

塔段连接对多塔悬索桥中间钢桥塔极限承载力的影响∗

以泰州长江公路大桥为工程背景,通过有限元法研究塔段连接对多塔悬索桥中间钢桥塔极限承载力的影响。考虑中间钢桥塔的几何、材料非线性及塔段连接的接触非线性影响,采用ANSYS建立该桥局部塔段为板壳单元的多尺度有限元模型,计算并对比在两种典型加载方式下该模型与杆系有限元模型的钢桥塔极限承载力结果。研究表明:两种加载方式下,桥塔的破坏模式基本一致,表现为材料不连续的上塔柱节段局部形成塑形铰而使桥塔成为机构;多尺度有限元模型与杆系模型获得的荷载位移曲线基本一致,而多尺度模型的极限承载力稍高,且差异在2%以内,可认为塔段连接不是桥塔结构的薄弱点,其对其极限承载力的影响可以忽略。