长江经济带湿地空间格局变化及其保护修复对策研究

基于1980年、1995年、2005年和2015年4期土地利用/覆被解译数据,以长江经济带湿地为研究对象,分析了长江经济带湿地的空间格局变化,结果表明:(1)长江经济带湿地主要分布在长江中下游;(2)1980—2015年,长江经济带湿地消失和新生并存,长江经济带的河流湿地和沼泽湿地呈减少趋势,湖泊和库塘湿地呈增加趋势,...     

长江经济带种植业碳排放时空特征及驱动因素研究

基于2001—2017年长江经济带种植业产值、有效灌溉面积以及种植业物资投入等统计数据,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)碳排系数法对长江经济带种植业碳排放量进行测算,揭示该区域种植业碳排放时空特征,并利用对数平均权重的迪氏分解(LMDI)模型分析该区域种植业碳排放的驱动因素。研究结果表明:(1)长江经济带种植业碳排放量整体上得到有效控制且呈逐渐下降趋势;各省市种植业碳排放量及碳排放强度存在较大差异;种植业碳源以化肥为主,其占比超过50%,且化肥、农药和翻耕的投入比重呈下降趋势。(2)农业经济水平是该区域种植业碳排放增加最主要的驱动因素;农业生产效率是种植业碳排放减少的最主要驱动因素;农业生产结构整体上对种植业碳排放起促进作用,农业劳动力规模整体上对种植业碳排放起抑制作用。针对上述研究结论,从因地制宜、突出重点、科技导向、优化结构等方面提出了相关政策建议,以实现长江经济带农业低碳、绿色、协调的高质量发展。     

粮食水资源利用效率及影响因素分析:基于中国省际面板数据的实证研究

运用超效率松弛变量(SBM)模型探究2008—2017年中国粮食水资源利用综合效率、纯技术效率和规模效率的时间变化和空间分布,并采用Tobit模型分析自然环境和生产灌溉措施对用水效率的影响。结果表明,中国粮食水资源利用效率尚有很大的提升空间,综合效率和纯技术效率均呈倒"U"型趋势,而规模效率则呈先上升后稳定的趋势。空间分布方面,规模效率呈现出沿海地区高于内陆地区的特征;北部沿海、东北和长江中游粮食主产区水资源利用综合效率较低主要是由于纯技术效率较低所致,黄河中游和西南主产区综合效率较低主要是由于规模效率较低所致。进一步的影响因素分析表明,有效灌溉比例和育种技术发展均对3种效率产生正向影响,农村水源建设则对3种效率具有负向影响;此外,灾害程度对综合效率和规模效率产生负向影响。基于以上结论,对粮食水资源管理政策的实施提出了针对性建议。     

基于GEE平台的京津冀长时序水体时空格局及其影响因素

京津冀地区水资源严重短缺,已成为制约京津冀协同发展的瓶颈。明晰长时序地表水体时空变化特征及其影响因素,对该区域的水资源合理配置及构建协同发展生态安全格局具有重要意义。基于Google Earth Engine(GEE)云平台,综合利用多指数水体检测规则、线性斜率、多元线性回归和偏微分分解等方法,构建了京津冀地表水体高时空分辨率连续变化图谱,揭示了研究区及安固里淖、密云水库、白洋淀和北大港湿地4个典型区的地表水体时空分异规律,厘定了降水量、气温、潜在蒸散发、前一年水体面积、人类生产生活用水和和引水调水等因素对地表水体变化的影响量。结果表明,(1)1985-2021年京津冀地区水体面积整体呈先增加后减少趋势,永久性水体面积净增122.85 km²,季节性水体面积净增1 788.95km²。其中安固里淖和白洋淀水体面积呈减少趋势,密云水库和北大港湿地水体面积呈增加趋势。(2)京津冀地表水体空间分布特征整体表现为东部沿海和中部地区地表水资源较丰富,北部和南部地区相对匮乏,4个典型区水体转换幅度大,具有较强的空间异质性。(3)降水量、前一年水体面积、引...     

基于多区域投入产出法的广东省水足迹研究

在人类活动和气候变化的影响下,广东省面临日益严峻的水资源危机。水足迹反应了生产人类消费的物品和服务所消耗的水资源总量,为缓解广东省水资源危机提供了新视角。文章基于多区域投入产出法与2007年的社会经济统计数据,研究广东省的水足迹,结果显示,（1）2007年广东省的水足迹为316.4亿m3,其中本地水足迹占64.1%、外来水足迹占35.9%。（2）从产业水足迹看,第一产业虽然消费需求最小,但相应的水足迹最大,广东省的外部水足迹主要来源于该产业;第三产业的消费需求最大,但水足迹相对较小,各省市通过该产业输入广东的水足迹普遍较小。（3）在空间上,广东省的外来水足迹主要来源于湖南、广西、湖北和贵州等省区,且各地输入广东的水足迹随距离增大呈减小趋势。（4）从产业用水看,第一产业的完全用水系数最大,以直接用水为主;第二、三产业以间接用水为主。因此,提高农林牧渔业等水足迹较大行业的外部供给比例、积极扩大水足迹较小的第三产业消费需求,通过优化产业结构、提高产业链各环节用水效率,加强与水资源充沛省市的贸易,可缓解广东水资源危机,实现经济发展与水资源安全双赢。     

近50年淮河流域气候变化时空特征分析

在全球气候变化的背景下,流域水资源、农业和生态环境将对气候变化有不同程度的响应,研究淮河流域气候变化趋势和空间特征,将有益于制定应对气候变化的策略。利用1961─2010年淮河流域145个地面气象站观测资料,对近50年以来淮河流域常规气象要素的时间和空间特征进行分析,得出以下结论,(1)全流域年平均气温表现出升高的趋势,年平均气温变化有显著的空间差异性,南四湖地区、淮河干流中下游以南以及伏牛山区,为气温显著上升区;山区最高气温上升缓慢,而最低气温上升明显;全流域平均气温日较差有下降的趋势,气温日较差的空间变化呈现出流域中部平原区减小而其他地区增加的分布特征。(2)全流域地面气压呈降低趋势,空间差异性增大,淮河流域广大平原为降低速率慢的区域,上游桐柏山区和大别山区则为降低速率快的中心;风速的变化及其空间差异性总体上均呈减小趋势,但在淮干上游山区、沂蒙山区以及里下河沿海地区地面风速有增大的趋势。(3)流域西部相对湿度呈微弱增大的趋势,而流域东部呈微弱减小的趋势;日照时数逐年递减的趋势比较明显,空间上呈现流域西部递减的趋势比东部明显。(4)年均降水量以淮河干流为界,呈现南部增多,北部减少的特征,导致流域年平均降水量南多北少的空间分布差异呈增大趋势。     

Spatial evolution and specialization division of crop planting structure in counties of Tibet,China北大核心CSCD

从农业区域系统的角度分析农作物的空间集聚和专业化,可为农业产业结构调整及优化提供决策依据.以西藏粮食作物、油料作物、蔬菜和饲草4类作物为研究对象,基于1995-2020年西藏农业统计年鉴农作物播种面积数据分析西藏农作物种植面积时序变化,基于1995-2018年统计年鉴农作物播种面积数据和74个县域空间单元,综合运用重心模型、基尼系数、区位熵及空间自相关模型,通过ArcGIS软件分析西藏作物种植空间变化及专业化格局.结果显示:(1)西藏粮食作物种植面积占比历年均占绝对优势,但呈逐年下降趋势,油料作物种植面积整体呈波动性小幅上升,蔬菜和青饲料种植面积逐年明显增长.粮食作物、经济作物(含油料作物和蔬菜)、饲料作物比例从1995年的86:12:2调整到2020年的68:17:14.(2)1995-2015年间西藏粮食和油料生产重心较为稳定,未出现较大范围的地理迁移,其他农作物重心迁移距离较大,从东南向西北迁移416.7 km.(3)西藏农作物均呈现一定程度的空间集聚和区域专业化生产格局,但在研究期内生产集聚及专业化水平呈下降趋势.(4)将西藏粮食、油料和其他农作物划分为绝对优势区、比较优势区、优势衰退区、潜力优势区、不具优势区、优势退出区、可种植区和无种植区8种类型.本研究表明西藏农作物种植结构调整明显,基于生产格局及演变趋势划定了专业化分区,可引导农作物生产布局优化,对有效保障西藏地区粮食安全具有重要意义.(图6表5参26)     

河北省县域农业绿色全要素生产率的空间特征

农业绿色全要素生产率的提升是生态文明建设的关键。以河北省142个县域作为研究对象,运用非径向非角度、基于松弛的(slacks-based measures,SBM)方向性距离函数和全局参比曼奎斯特卢恩伯格(global MalmquistLuenberger,GML)生产率指数测算2000—2016年河北省县域农业绿色全要素生产率,并采用空间自相关方法分析河北省县域农业绿色全要素生产率的全局和局部空间特征。结果表明:(1)2000—2016年河北省县域农业绿色全要素生产率年均增长5. 42%,主要依靠绿色前沿技术进步驱动,如考虑环境因素,或可实现农业"波特‘双赢’假说";(2)从地区分布来看,河北省县域农业绿色全要素生产率增长存在地区不平衡的现象,其中冀北地区增长水平高于全省平均水平,而冀中与冀南地区增长水平落后于全省平均水平;(3)河北省县域农业绿色全要素生产率增长存在显著空间相关性,但空间相关性呈减弱趋势;(4)河北省县域农业绿色全要素生产率增长呈明显地理集聚特征,热点区向冀中、冀东南地区扩张,冷点区由冀北"一翼"向冀北"两翼"转移。     

黄河流域水足迹公平性分析研究

黄河流域是中国重要的能源基地和粮食主产区,水资源短缺成为流域高质量发展的阻碍之一,而有效实现水资源公平性配置是解决此阻碍的重要手段.因此,通过构建三维水足迹模型分析黄河流域水足迹时空差异,并借助基尼系数反映流域内各省区的水足迹公平性且提出改进策略.研究结果表明:1)2005—2018年,黄河流域人均水足迹呈波动上升趋势...     

基于投入视角的黄淮海平原农业碳排放与经济发展脱钩研究

农业增长对资源依赖的变化趋势以及农业发展与环境的互动关系日益引起学术界的关注.运用脱钩理论,以2000-2005和2005-2010年为时间尺度,以县域为空间尺度,探讨黄淮海平原农业碳排放与经济增长之间的脱钩关系,揭示两者脱钩发展的时间和空间演变趋势及转移特征,并尝试分析脱钩的内在机理.结果表明:(1)脱钩类型的数量结构和空间格局均发生明显变化,黄淮海平原农业正处于由资源依赖向技术依赖的过渡时期.2000-2005年农业碳排放与经济增长以强复钩和扩张性复钩为主,脱钩空间格局较为分散;2005-2010年以强脱钩和弱脱钩为主,脱钩区域呈现空间集聚态势;若考虑因技术进步带来的碳排放系数变化因素,脱钩趋势将会更加明显.造成这种空间格局的原因主要是经济增长与环境的关系较为复杂,经济发展、技术进步和制度创新等因素通过互动机制共同作用于农业生产经营主体.(2)脱钩类型的转换呈跳跃性,转换方式以强复钩、扩张性复钩转换为强脱钩、弱脱钩为主,且脱钩状态不稳定,持续脱钩难度较大.脱钩状况受到经济效应、技术效应和政策效应等因素的共同作用,3者作用的两面性是持续脱钩难的重要原因.     

中国生态用地碳汇时空演进及综合分区研究

生态用地碳汇为从增汇角度实现“双碳”目标提供重要途径,综合分区优化对促进生态保护与经济高质量发展融合具有重要指导意义。在测算中国31省（市、区）各类生态用地碳汇总量及单位面积碳汇量的基础上,运用探索性空间数据分析、核密度估计,探究2000-2020年生态用地碳汇空间集聚特征和时空演进趋势,并基于碳汇与绿色GDP的脱钩关系和协调状态构建综合分区,结合重要生态功能区分布开展优化治理。研究表明,1）研究期内生态用地碳汇总量呈波动上升态势,年均增速为0.077%;在空间上呈显著的集聚效应,湖南、贵州、广西属于高-高集聚区,形成高值辐射中心,山东属于低-低类型,为低值塌陷区。2）生态用地碳汇总量空间差异明显,高碳汇区碳汇能力强于其他地区;核密度估计显示高碳汇区和低碳汇区碳汇呈增加趋势,中碳汇区保持相对稳定,且三者均存在区内集聚特征。3）单位国土面积生态用地碳汇与单位生态用地面积碳汇均以高-高集聚类型和低-低集聚类型为主,呈现出较强的空间集聚特征,尤其南部地区的省（市、区）具有单位面积生态用地碳汇优势和潜力。4）生态用地碳汇与绿色GDP两者以脱钩和多元协调状态为主,大部分省（市、区）单位面积生态用...     

基于GIS的中国API指数时空分布规律研究

以2009年1月至2012年12月的中国120个重点城市的API监测数据为基础,通过选取最优的空间插值方法获得各月及各季节的API空间分布图,并运用剖面线分析等空间数据分析方法研究其空间分布规律。结果表明,API在不同时段的变化较大;存在着明显的季节变化趋势,总体上冬季最高、春季次之、夏季最低,且夏秋季基本均分布在100以内;中国空气质量状况总体良好,API主要分布在51~100之间,但有较多地区分布在80~100间,空气环境质量仍不容乐观;API分布着以兰州和西宁为中心、陕西省西安市为中心及乌鲁木齐市和吐鲁番市为中心的几个空气质量较差的高值集聚的＂热点＂区域及海南省、广东省及福建省的沿海区域、西藏自治区等几个空气质量较好的低值集聚的＂冷点＂区域;在N-S、WE、NW-SE、NE-SW四个剖面线方向上相同季节的分布趋势基本一致,且同一方向上春夏秋冬四季的分布也大致相同,基本呈现＂低-高-低＂的分布趋势且北方地区明显高于南方地区。     

安徽省近40年参考作物蒸散量的敏感性分析

利用安徽省79个站点1971—2010年逐日气象资料,采用FAO Penman-Monteith公式计算了近40年安徽省参考作物蒸散量(ET0)以及ET0对日照时数、相对湿度、风速、温度等气象因子的敏感系数,并对ET0的时空分布和4个气象因子敏感系数的时空变化特征进行了分析。结果表明:近40年来安徽省年平均参考作物蒸散量为862 mm,自1971年以来,年平均参考作物蒸散量总体上呈现波动下降趋势;空间分布上,基本呈自北向南、自低向高递减趋势;ET0与平均温度、日照时数、相对湿度和风速的敏感性方面,ET0对相对湿度的变化最为敏感,其次是日照时数、风速,对平均温度的敏感性最低。从近40年各气象因子敏感系数的多年变化特征来看,平均温度、日照时数和风速的敏感系数以平稳波动为主,年际间变化不是很明显,而相对湿度敏感系数则呈现明显的上升趋势(通过0.01的显著性检验),其绝对值有明显的减小趋势,表明相对湿度对参考作物蒸散的敏感性在减弱。在年内变化特征方面,总体来说,相对湿度敏感系数年内变化表现为明显的双峰型变化特征,而平均温度、日照时数和风速年内变化特征为单峰型。在这4个气象要素对ET0的贡献率方面,贡献率最大的是相对湿度,四个影响ET0的气象要素对ET0变化的总贡献为-1.33%。综合敏感性和贡献率两方面因素分析,日照时数和风速的变化趋势在很大程度上解释了ET0呈下降趋势的原因。     

基于探索性空间分析的中国氮氧化物排放强度研究

采用全局和局部空间相关分析方法研究中国省际氮氧化物排放强度的空间自相关性和空间异质性.结果表明:2003—2011年全局自相关Moran'sⅠ值均为正数,表明省域之间氮氧化物排放强度呈现正相关的空间集聚分布,2003—2011年氮氧化物排放强度的空间聚集程度在不断加强;氮氧化物排放强度的空间异质性主要表现为氮氧化物排放强度的“冷点”区相对稳定,主要集中在东部、南部沿海和长江中游地区,“热点”区主要集中在东北、大西南、大西北和黄河中游地区;氮氧化物排放强度的空间差异与区域经济发展水平、产业结构和能源利用效率等因素密切相关,基于空间探索性数据分析方法研究我国氮氧化物排放强度的空间异质性,为国家制定差异化的区域氮氧化物减排目标和氮氧化物排放调控政策提供有益参考.     

干旱区绿洲城市生态系统服务价值空间自相关格局分析与模拟

基于1995—2015年乌鲁木齐土地利用遥感解译数据,运用CA-Markov模型模拟预测2025年土地利用变化并进行生态系统服务价值(ESV)评估,应用格网分析、空间自相关、Getis-Ord热点区分析等空间统计方法,进一步分析生态系统服务价值与土地利用空间格局的分布特征,讨论两者空间自相关关系及年际变化的冷热点空间分布变化原因。结果表明,近30 a研究区各土地利用类型的生态系统服务价值呈波动变化态势,但总体上表现为减少趋势,主要原因在于耕地、林草地提供的生态系统服务价值减少。生态系统服务价值空间分布格局差异明显,高值区域多年来主要分布在乌鲁木齐县林地面积较多的地区,低值区域集中分布于乌鲁木齐中心四区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、头屯河区)的周边区域。研究区生态系统服务价值具有显著的空间正自相关性与空间聚集特征,高-高、低-低聚集分布分别与生态系统服务价值高值、低值区域高度重合。生态系统服务价值热冷点区呈逐年增加趋势,热点区增加与近年来乌鲁木齐大力推行生态保护及修复等措施有极大关联,冷点区增加与城市建成区无序扩张及土地开发等一系列人类活动有密切关系。     

中国农业净碳汇空间集聚与分异

农业净碳汇空间集聚与分异特征,是当前中国农业现代化、生态化转型面临的重大问题。为了精准把握长时间尺度、微观空间单元下中国农业净碳汇空间集聚与分异特征,文章采用全国县域尺度农业数据,结合标准差椭圆方法、探索性空间分析方法等分析工具,对中国县域农业净碳汇空间格局分布规律进行详细探讨。研究表明,(1)从标准差椭圆方法揭示的空间分异格局来看,净碳汇空间分布中心整体存在向东北移动的趋势,空间分布范围存在明显的收缩态势,东北地区净碳汇对全国净碳汇空间格局的影响作用加强。(2)从全局空间自相关揭示的净碳汇空间集聚格局来看,全国净碳汇自1991─2011年经历了集聚—分散的过程。1991─2001年间,空间自相关程度在不断增强,农业生产方式和农业活动结构的相似性在空间上表现得较为明显。2001─2011年,空间自相关系数大幅下降,意味着净碳汇高值集聚区域在空间上逐渐呈现碎片化。(3)从局部空间自相关来看,农业净碳汇高值集聚区不断增多,低值集聚区不断减少,总体上反映了中国农业生产净碳汇在空间格局上呈现出的改善。已经形成了东南地区净碳汇、西北地区负碳汇为主的空间分布格局。     

基于MODIS数据的珠三角地区NDVI时空变化特征及对气象因素的响应

珠江三角洲是广东省经济密度最大、人为活动最强烈的区域,随着工业化和城市化的迅速发展,该区域出现了各种生态环境问题。通过对2001-2017年覆盖珠三角地区的MODIS/NDVI数据进行月时间序列重构和年时间序列合成,利用趋势分析方法和空间自相关分析方法对珠三角地区NDVI的时间变化趋势和空间格局特征进行研究,同时结合气象站点观测资料,基于相关系数方法分析NDVI对气象因素的响应。结果表明,(1)在过去的17年中,珠三角地区NDVI在年际变化上呈现波动增长趋势,总体年平均增长速率为0.005 1。(2)在空间分布上,珠三角范围内有90.84%区域的植被呈增长趋势,而在珠三角核心地带的城市群集区域存在植被退化现象,占全区面积的9.16%。(3)珠三角地区NDVI具有高空间集聚特性,受地形和城区分布影响,低植被覆盖集聚区和高植被覆盖集聚区分布格局显著且变化稳定,在多年平均NDVI的局部空间自相关分析中分别占全区面积的28.77%和33.69%。(4)珠三角地区NDVI和气温、降水及日照时数在月变化上显著相关,NDVI对气温和降水的响应分别存在1个月和1-2个月的滞后效应,并且这种滞后效应在空间分布上也体现出"西南-东北"方向的区域差异,而NDVI对日照时数的响应不存在滞后。(5)在年尺度上,珠三角地区NDVI与气象因素之间的相关性不显著。研究结果对珠三角地区恢复植被和修复生态具有重要的参考价值和现实意义     

基于GIS和能值分析的黑龙江省农业生态经济格局综合评价

采用能值分析方法和GIS空间分析技术,基于黑龙江省77个县(市、区)的社会经济统计数据,从时空动态视角评价了黑龙江省域及各县域的农业生态经济格局及其综合发展水平。结果表明,1996—2012年间,黑龙江省农业生态经济系统的能值投入与产出均呈明显的增长趋势,林产品产出能值增长幅度较大。1996—2012年研究区的环境承受压力增大,环境负载率由6.61增加到10.21,净能值产出率由5.37减少到4.79,可持续发展指数由7.47下降到5.43,说明该系统的可持续发展性能正在逐年弱化。在空间格局上,黑龙江省南部地区经济发展水平显著优于北部地区,但其农业生态环境水平和系统可持续能力低于北部地区。为了增加黑龙江省农业生态系统的可持续发展能力,未来需进一步调整农业结构,优化资源配置的投入,提高资源利用效率,降低环境负载率,使农业生态经济系统逐渐步入健康可持续发展轨道。     

近10年中国空气质量时空分布特征

空气污染是建设健康中国过程中亟待解决的难题。利用2005—2015年全国86个重点城市空气质量日报数据,综合运用全局自相关法、层次聚类法、空间插值法以及重心迁移模型,从年度、季节和月份3个时间尺度上探讨了近10年来中国空气质量的时空分布特征。结果表明,(1)全国空气质量表现出显著的时间变化规律。从年际变化上看,空气质量逐年好转趋势明显;从季节变化上看,夏季空气质量最好,春秋次之,冬季最差;从月份变化上看,空气质量呈现出显著的先降后升的"U"型变化规律。(2)全国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律,表现为"北重南轻、东重西轻"的空间格局。其中,京津冀地区、西北地区以及山东、河南属于长期高污染区;以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高原地区属于常年优良区。近10年全国空气质量整体虽得到有效改善,但部分地区(河北、山东、河南和江苏)污染仍在加重,期间污染范围从整个华北地区、中部地区和西北地区向京津冀地区集中,空气污染分布模式从集中连片分布变成零星分布。(3)近10年全国空气质量重心以向东北方向移动为主,表明东部和北部地区部分省份的空气污染程度较全国其他省份严重。(4)研究结果揭示了近10年中国空气质量的时空分异规律,可为寻求污染治理办法提供理论参考。     

京津冀区域工业水污染排放空间密度特征研究

京津冀地区是海河流域水资源开发程度最高的流域,水资源严重短缺,废水排污量大,水资源、水环境已成为制约京津冀地区发展的全局性限制因素。考虑到京津冀严峻的水环境形势和流域上下游污染影响的现状,明确水污染物空间排放特征,对于划分水污染空间管理分区、设计分区污染物减排方案,推动京津冀水污染协同治理都有着积极的作用。文章基于京津冀企业污染源环境统计数据,应用核密度空间分析工具模拟了京津冀工业源水污染排放空间集聚特征。结果显示,(1)京津冀工业源COD和NH_3-N排放最多的行业集中在造纸和纸制品业、农副食品加工业、化学原料和化学制品制造业、纺织业等十大行业。(2)京津冀工业源COD排放主要集中在邯郸、天津、张家口和秦皇岛,合计占京津冀区域COD总排放的56%;工业源NH_3-N排放主要集中在邯郸、天津,合计占京津冀区域NH_3-N总排放的52%。(3)COD排放密度大于1 t?km~(-2)的区域面积占京津冀区域面积的20.4%,在石家庄、保定、秦皇岛、天津、邢台、唐山等市形成显著的COD污染集聚区位;氮排放密度高于0.2 t?km~(-2)的区域面积占京津冀区域面积的15.9%,污染集聚区主要位于天津、承德、石家庄等地。根据水污染空间密度分析结果,针对京津冀不同区域不同行业制定有针对性的水污染防治措施,根据上述重点污染行业和污染排放密集区域,加强水污染综合管控力度,开展区域协同综合治理,提升区域水环境质量。