快速城市化背景下的西安市工业用地时空演变分析

工业用地在城市化新增建设用地中扮演了重要角色,但由于历史原因,西安工业用地存在布局混乱、产出效益低等问题,随着土地价格市场化,工业用地供需矛盾日益突出.本文利用西安市土地利用现状资料、实地调研资料和统计资料,运用地理信息系统的缓冲区分析和计量统计分析方法,对西安市工业用地的时空演变特征进行圈层分析、扇区分析和环交通线分析.结果显示:西安市工业空间圈层和扇区特征明显,工业用地呈郊区化趋势,在其演进过程中"集聚"与"扩散"同在,前期以"扩散"为主,后期以"集聚"为主导,同时表现出对铁路依赖的减少和对城市快速路的青睐.最后,从加快工业集聚和促进工业郊区化的角度提出了优化西安工业用地布局的策略.     

1960～2017年汉江流域气象干旱时空特征分析

基于汉江流域13个站点1960～2017年的逐月降水和平均气温资料,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析汉江流域气象干旱时空特征,并结合大气环流指数讨论该流域气象干旱成因.结果表明:(1)汉江流域SPEI数值具有3～4年的主周期,表现出干湿交替的状态.(2)年尺度下,轻旱和中旱发生频率在5％～24％,且西部地区较高.春季,多轻旱和中旱发生且频率在6％～19％;夏季,轻旱频率中部高于四周,最高地区频率在20％～28％;秋季,中部地区干旱频率较高;冬季干旱频率普遍高于10％但以轻旱和中旱为主.(3)年尺度下,汉江流域SPEI值以0.0021/a的速度降低,说明全球变暖对流域年际干旱情况影响很小;春季和秋季SPEI值与MEI、SOI显著相关,相关系数绝对值在0.271～0.422之间;夏季SPEI值与EASM显著相关,相关系数绝对值在0.261～0.498之间;冬季SPEI值与AO、NAO显著相关,相关系数绝对值在0.220～0.281之间.     

重庆市伏秋旱时空演变特征及其影响因素分析

伏秋旱是指发生在夏季或秋季的干旱现象,在重庆市较为多发且造成的灾害损失较大。基于重庆市34个国家级气象站1965～2016年7～9月逐日降水资料,采用标准化降水指数、降水量距平百分率指标,分析重庆市伏秋旱的时空演变特征。利用Spearman等级相关系数法与逐步回归方法筛选与SPI序列相关性较强的气候因子。结果表明：7～9月伏秋连旱的频率为7.7%;7、8月伏旱同步的比例占15.4%;8、9月干旱同步的比例占13.5%,重庆市伏秋旱情况年际变化大。20世纪60～70年代,伏秋旱情况较严重;自20世纪80年代中后期起,旱涝交替出现;21世纪严重伏秋旱频发。从20世纪60年代以来,全市年平均总旱旬数从3.3旬增加至4.1旬,连旱旬数从2旬增加至2.5旬。在1965～2016年,重庆市西部多年平均总旱旬数为3.6旬,连旱旬数为2.2旬,相对较少。2006年特大旱灾之后,东南部和东北部伏秋旱程度轻,中部和西部程度严重。重庆市伏秋旱事件与环流、海温异常存在密切关系,主要影响因子包括：北半球副高脊线位置指数、北半球副高北界位置指数、NINO A区海表温度距平指数、黑潮区海温指数等。重庆市7月SPI与...     

黄河生态经济带空气质量时空分异研究(2015～2018)

以黄河生态经济带包含的青海、宁夏、甘肃、河南、河北、陕西、山西、内蒙古、北京、天津、山东11个省(直辖市或自治区)为研究对象,采用2015～2018年空气质量监测数据,研究了其时空变化特征.结果 表明:(1)黄河生态经济带整体的空气质量有所改善,但BM10、NO2、O3的改善情况并不明显.(2)在气温较低的春季、秋季、冬季,污染物浓度会增加,气温越低,中段和东段部分城市污染物排放量会明显增加,从而使得整个黄河生态经济带空气质量的差异也越大,其中SO2的季节波动最为明显.(3)区域间空气质量的差距正在拉大,陕西、山西、河南正在成为整个黄河生态经济带的空气污染中心,并且污染的核心区域正逐渐向西移动.     

安徽省霾时空分布特征分析

利用安徽省78个气象台站1971～2010年能见度和相对湿度资料,统计出历年各站霾发生日数并分析其时空分布特征,通过历年霾日数变化趋势、EOF分析等方法对安徽省近40 a霾的气候变化特征进行分析。结果表明：安徽省霾日数存在显著的增多趋势;霾高发期在秋冬季,1月更是一年中霾发生最多的月份;5～6月是霾发生的次高峰,6月的极重霾为全年中最多;白天出现霾的几率高于夜晚,早上8时是一天中最容易出现霾的时刻。安徽省霾年平均日数的空间分布很不均匀,平原多于山区,主要城市及周边地区的年平均霾日数较多,山区很少;沿淮淮北的极重霾日数最多。2007年前后霾的年平均日数达到40 a来的最高值。霾日数EOF前4个模态累积方差贡献为793％,说明安徽省绝大部分地区霾日数随年代的变化都是呈增长趋势;时间系数表现为明显的年代变化,以3～4 a周期震荡增长为主     

1900～2018年全球自然灾害时空演变特征与相关性研究

全球紧急灾难数据库EM-DAT(Emergency Events Database,简称EM-DAT)中1900～ 2018年的自然灾害数据,综合趋势检验及突变点检测方法、标准差椭圆空间统计方法,探究灾害的时空分布、演变趋势及不同灾害之间的相关性.结果 表明:(1)洪水、干旱和风暴的危害性较大.其中,洪水发生次数最多,干旱造成的死亡人数最多,风暴造成的经济损失最为惨重;(2)从时间上来看,灾害发生次数先增加后稍有减少,总体呈上升趋势;因灾死亡人数则自1932年后大幅度减少,呈下降趋势;灾害经济损失持续增加,呈上升趋势;(3)从空间上来看,灾害发生次数分布格局呈南北方向扩张、东西方向收缩趋势,整体往东南方向移动;灾害死亡人数空间分布先呈现西北-东南分布格局,后转变成西南-东北格局,且这种格局不断弱化,直到最后重新呈现西北-东南分布格局;灾害经济损失重心东西方向移动距离大于南北方向,经济损失主方向总体向西北方向转移;(4)洪水、风暴、地震、流行病、滑坡5种灾害与所有灾害均呈显著正相关,相关性系数都达到0.57以上,相互作用较强,其中,地震与风暴两种灾害间的相关性系数最高(为0.906).     

2000～2018年中国植被生态质量时空变化特征

监测植被变化对评价中国生态环境质量和生态过程具有重要意义.以MODIS数据反演得到的中国总初级生产力、叶面积指数、植被覆盖度、温度植被干旱指数和陆面温度5项指标为基础,构建了植被生态指数(VEI),并利用SEN+Mann-Kendall、Hurst指数及变异系数等方法对2000～2018年中国植被生态质量的时空变化特征、可持续性及稳定性等方面进行了分析.结果 表明:(1)从空间分布看,植被生态质量差和较差区面积占全国植被覆盖区总面积的25.46％,主要分布在新疆的大部分地区、甘肃西北部、青藏高原中西部及内蒙古中西部地区,优良区占比42.91％,主要分布在东北的东部和北部地区、华东的中部及南部地区、华中和华南以及秦岭地区;(2)从年际变化看,植被生态质量呈现出较为明显的增长趋势,年增长率为0.1％;(3)从空间格局变化趋势看,植被生态质量呈增加、基本不变和降低的面积分别占植被区总面积的34.82％、54.19％和10.99％;(4)从稳定性和未来变化趋势看,在过去的近20年我国植被生态质量的变化幅度较小,稳定性较好;我国植被生态质量未来的变化趋势与过去近20年一致,即将保持继续改善的趋势;(5)从不同植被类型看,13种植被类型的生态质量均呈改善趋势,且常绿阔叶林、落叶阔叶林和稠密灌丛的生态质量最优,永久湿地、草地和稀疏灌丛的生态质量较差.     

重庆市1959～2018年夏季高温热浪及湿度影响特征分析

基于重庆市沙坪坝(城区)和北碚(郊区)站点1959～2018年夏季(6～8月)的气象观测数据,探究重庆市城区60年高温事件的时间变化特征,分析城郊差异和暖夜日数的变化特征,并通过计算温度-湿度指数(THI)以探究湿度因子对人体不舒适度的影响.结果表明:(1)重庆市城区高温热浪20世纪60～80年代呈减少趋势,90年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加.于2006年夏季到达顶峰,热浪天数达23 d.从城郊两站的差值分析,1997年以后,城市化过程导致城郊日平均气温和日最低气温增大,表明城市在夜间的增温效应明显.相对湿度的差值增大,城市区域湿度明显降低.(2)暖夜的发生率明显大于日间高温热浪,稳定存在,最高暖夜日数发生在2013年,达33 d.在2000～2009年日间、夜间高温同时存在的天数所占比例达到了 35.73％,在2010～2018年增加到55.89％.城市化过程对重庆市城区的夜间高温产生一定影响.(3)近年来重庆地区高温高湿的日数逐渐增多.湿度对人体舒适程度存在不可忽视的影响.THI＞24的所有数据中,相对湿度大于70％的天数所占的比例达到22.51％;夜间的不舒适受湿度因子的影响很大,相对湿度大于70％以上的日数日数占比为64.12％,延续了日间高温的危害.     

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。     

2000～2018年鄂西山区植被EVI时空变化特征及其地形效应

分析鄂西山区植被EVI的空间分异、时空演变及地形效应,可为该区域生态环境的整体保护与分区保护提供理论支撑,也可为制定具有针对性的植被保护政策提供科学依据.基于MOD13Q1 EVI数据,运用一元线性回归趋势分析方法对2000～2018年鄂西山区EVI时空变化趋势进行了研究,并结合高程、坡度和坡向数据等探讨了其对地形的响应机制.结果 表明:(1)鄂西山区EVI值整体上呈现北部低,中部和南部高,东部低西部高的空间分布特点.2000～2018年鄂西山区EVI平均值介于0.57～ 0.66之间,整体呈现改善态势.(2) EVI变化趋势主要以基本不变为主,占鄂西山区总面积的85.74％;轻微减少和显著减少区分别只占总面积的0.23％和0.17％,分布零散;轻微增加和显著增加区域分别占8.35％和5.51％,主要集中分布在北部和中部的丹江口市、郧阳区、郧西县、谷城县、南漳县、神农架等地区.(3)海拔＜700 m以及坡度＜14°区域是植被主要退化区;中海拔区域(700～1 700 m)以及坡度＞14°区域是植被主要改善区.建议鄂西山区未来注重对低海拔、缓坡区域的植被保护.     

重庆市2000~2015年土地利用变化时空特征分析

研究区域土地利用变化及其时空特征,可以为将来的区域土地利用规划和管理提供基础。基于2000年、2005年、2010年和2015年4期土地利用遥感影像解译数据,结合GIS空间分析方法,从土地利用变化速度、转移方向、利用程度3个方面定量分析了重庆市2000~2015年土地利用变化的时空特征。结果表明：（1）研究期内,耕地、草地和未利用土地持续减少,且耕地减少速度呈增大趋势,主要减少区域分布在主城及周边区县;林地、水域和城乡建设用地面积增加。（2）区县之间各类土地利用变化的相对速率差异较大,其中草地的相对变化率相差最大,其次为水域、耕地和林地。耕地变化最大的区域主要集中在主城区,城乡建设用地在各区县均有较大变化;水域发生较大变化的区县均与大型水利工程的修建有关。（3）重庆市在2000~2005年土地利用变化最剧烈,随后朝着越来越稳定的方向发展;区县间土地利用变化剧烈程度差异明显,但这种差异朝着缩小的方向发展。（4）渝东北、东南区域耕地、林地、草地之间转换活跃,但活跃度随时间后移递减;耕地一直是其他地类最主要的转入来源之一,城乡建设用地越来越成为其他地类的主要转出方向。（5）重庆市土地利用水平总体上处于发展期,土地利用程度的区域分布格局基本上保持不变,但差异明显,越往东北、东南区域,土地利用程度越低;全市土地利用程度变化量的分布格局呈现为以渝中区为核心从内到外依次为“弱变化——剧烈变化——较强变化——较弱变化”的圈层扩展形态。     

重庆市生态保护红线区生态系统服务价值时空演变特征及其驱动

生态保护红线是保障区域生态安全的底线,生态保护意义重大。以重庆市生态保护红线区为研究对象,采用影响生态系统服务状况的生态参数修订"中国生态系统单位面积生态服务价值当量表",综合分析了该区域2000～2015年间生态系统服务价值时空演变特征及其驱动因素。结果显示:(1)重庆市生态保护红线区生态系统类型主要以森林为主,占比达到了75%以上;时段内森林、湿地和人工表面面积呈增加趋势,农田和裸土持续减少;(2)15年间,研究区ESV增加了87.09亿元,增幅为6.63%,但增速呈逐渐减弱趋势;各类ESV中森林贡献率最大,其次为湿地和草地;研究区生态系统服务类型主要是气候调节和水文调节服务,且水文调节服务ESV在时段内增加趋势最为显著;(3)ESV价值密度最高的区域主要分布在大巴山、方斗山、川河盖、四面山、金佛山等中低山区;时段内主城区"四山"、金佛山、黑山,以及中部川东平行岭谷的精华山、黄草山、雪宝山区ESV呈明显增加趋势,城口县和巫溪县交界地区、巫山县北部、奉节县中部、彭水县北部、黔江区南部、以及江津区、綦江区南部ESV呈轻微减少趋势,全市有36个区县ESV呈增加趋势,3个区县ESV有所减少;(4)湿地面积虽小,但其ESV总量仅次于森林,且单位面积ESV较其他类型更高,应更加注重对湿地的有效保护;(5)城镇化率和农村居民人均纯收入是研究区ESV变化的主要驱动因素,说明生态保护红线区生态系统服务与区域社会经济发展基本耦合。     

基于土地覆被变化的安徽省生境质量时空演变特征

基于InVEST模型的生境质量模块,采用1995～2018年安徽省3期的土地覆被数据,分析省域生境质量时空演变特征及其对土地覆被变化的响应。结果表明:安徽省土地覆被变化主要是农田转向建设用地和林草地,以及农田和湿地之间的相互转化;23年间,安徽省生境质量整体呈单边小幅下降趋势;由于作为生境质量威胁源的建设用地急速扩张和蔓延,引发合肥和沿江5市城区及周边生境质量的显著下降;部分保护地及周边开展了有效的退田还湖(湿)和退耕还林(草),局域生境质量有明显改善,但多数生态源地生境质量的区域性变化并不明显;最后,对省域生境质量优化提出了相应的对策建议。     

长江三角洲典型城市工业用地价格偏离时空差异及影响因素研究

以长江三角洲地区典型城市为例,采用引入土地要素的C D生产函数模型估算不同城市的工业用地要素价格,深入探讨不同地区工业用地价格偏离情况的时空差异与影响因素。研究表明：（1）2009~2013年长江三角洲地区工业经济增长和生产结构主要依靠大量的资本投入,劳动要素投入的边际生产率最小;（2）长江三角洲地区工业用地价格偏离水平时空差异显著。近年来工业用地价格偏离总体水平逐渐提高,由东部地区至西部地区,工业用地价格的低估程度不断加大,分为轻微偏离区域、普通偏离区域、严重偏离区域这3种类型,且不同类别城市的工业用地价格偏离变化趋势分化明显;（3）经济发展水平、工业用地稀缺性、工业化程度、市场化程度对地区工业用地现实价格的低估现象有着明显的抑制效应,而工业行业规模和招商引资行为对地区工业用地现实价格的低估现象有着明显的促进效应。     

长江经济带土地生态安全时空演化特征及影响因素

为了实现长江经济带“共抓大保护,不搞大开发”的发展目标,系统分析该地带土地生态安全问题是关键。通过构建土地生态安全DPSIR模型,对2006~2016年长江经济带110个地级市的土地生态安全水平进行评价,在此基础上,运用探索性空间数据分析与地理探测器方法探究土地生态安全的时空演化特征及主要影响因素。研究得出：(1)时间上,2006~2016年长江经济带土地生态安全水平呈现明显的增长趋势,土地生态安全状况逐渐改善;空间上,土地生态安全水平从东向西逐渐递减,但其空间差异正逐步缩小;区域间,长江三角洲城市群、长江中游城市群成为土地生态安全水平的增长热点区,并向城市群外围逐步扩散。(2)长江经济带土地生态安全存在着显著的正空间自相关,呈现集聚分布特征：土地生态安全高值（H-H）集聚区主要分布于长三角地区,低值（L-L）集聚区主要分布于湖南、贵州二省的部分地区。(3)经济社会发展水平、环境保护力度、土地利用效率、城市化水平为长江经济带土地生态安全的主导影响因素,但不同区域的主导驱动因素存在显著差异,这为改善土地生态安全,提出有针对性的政策建议提供了理论依据。     

重庆市主城区城市扩张对生态系统服务影响的时空评估

城市建设用地扩张存在无序蔓延的现象,这种现象导致了生态系统服务功能的衰退,进而影响社会、经济和生态的协调发展。以重庆市主城区为研究对象,基于DMSP/OLS数据和Landsat数据分析了2005～2015年城市扩张的时空特征,基于MODIS NDVI数据、农作物产量数据、植被覆盖类型数据、气象数据和土壤类型数据等,利用食物供给模型、CASA模型和SCS_CN模型模拟了2005、2015年单位面积粮食供给、NPP和径流深度的空间分布与变化,最后,通过相关性分析阐述了不同发展区域生态系统服务的时空变化和权衡协同关系变化,探讨了城市扩张过程中面临的问题与挑战,并对未来城市发展提出几点建议。主要结论如下:(1)将重庆市主城区按照发展水平的高低划分为发达区、发展区和远城区;时间方面,2005～2015年建设用地共增加了373.9 km~2,发达区由于建设用地分布处于较饱和状态,建设用地的扩张量最小,发展区的扩张量最大。空间方面:建设用地沿着东北西南方向延伸扩张,东北偏东方向的渝北区和江北区受"两江新区"建设的影响,建设用地增量最大;(2)2005和2015年食物供给、固碳和土壤蓄水服务功能在发达区最低,发展区次之,远城区最高,且三种生态系统服务功能均存在显著衰退现象,衰退幅度最大的区域是发展区,与城市扩张最剧烈的区域在空间上吻合;(3)生态系统服务之间的权衡与协同关系受城市发展程度的影响;(4)发展区是生态系统服务功能下降最大的区域,食物供给是衰退最显著的生态系统服务功能。通过研究发现,重庆市建设用地扩张存在"冒进"蔓延的现象,这种现象破坏了生态系统功能,降低了环境容量,影响市民居住的舒适性,为此针对城市扩张过程中出现的问题提出了几点发展建议。研究结果引为解析重庆市主城区城市化过程中的问题成因,寻求城镇化的协调发展之路,合理规划城市发展提供了科学依据。     

2000～2019嘉陵江流域植被覆盖时空变化特征及气候响应分析

嘉陵江是长江水系流域面积最大的一条支流,近年来嘉陵江流域出现严重水土流失,在生态保护工程的实施和气候变化的共同作用下植被覆盖发生了明显变化,研究植被覆盖时空变化特征、未来趋势和影响因素,可为嘉陵江流域生态环境治理提供参考依据.基于MODIS-NDVI时序数据和地面气象数据,借助3S技术和线性趋势分析、Hurst指数、变异系数等方法多角度分析了嘉陵江流域植被覆盖的时空演变特征及未来趋势,并结合Mann-Kendall(M-K)检验与偏相关系数研究气候因子对植被覆盖的影响.结果 表明:(1)近20年来嘉陵江流域植被覆盖总体呈上升趋势,增加速率为2.9％/10a,且空间分布上具有显著差异,表现为上中游偏高,下游偏低;(2)嘉陵江流域植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占88.68％和11.32％,具体表现为陇南陕南地区及中下游东部地区显著增加,流域西北部与南部各市县城区减少;(3)流域北部地区植被覆盖变化的波动性强于南部地区,中东部地区波动最小.(4)嘉陵江流域植被覆盖变化反向持续性较强,植被变化呈持续退化趋势的主要在碌曲县南部与流域南部各市县城区,呈持续改善趋势的主要在广元市剑阁县与苍溪县,其余区域呈由退化到改善的趋势;(5)气温对嘉陵江流域植被覆盖变化的影响最大,且植被NDVI对气温和降水的响应均存在一定的滞后现象,人类活动对植被覆盖变化的影响具有两面性.