基于ASTERGDEM数据的湖北省地形起伏度及其与人口和经济的关系研究

[目的]探讨湖北省地形起伏度及其与人口和经济的定量关系,为制定合理的人口经济政策、引导人口经济合理布局和治理生态环境等方面提供科学依据。[方法]采用邻域分析法、均值变点法等方法,确定湖北省地形起伏度最佳统计单元,根据分级标准绘制湖北省地形起伏度分级图,并分析地形起伏度对研究区人口和经济分布的影响。[结果]湖北省地势整体上以平原、丘陵为主,平原地貌类型主要分布在江汉平原,丘陵主要分布在黄冈北部、咸宁、黄石南部、鄂西北和鄂西南大部,两者占湖北省面积的70%。随着地形起伏度的增加,县域人口密度和经济密度逐渐降低,呈显著负相关,而且县域地形起伏度越小,人口密度和经济密度在垂直方向越分散。[结论]地形起伏度与县域人口密度和经济密度有负相关性,对区域人口和经济分布有一定的影响。     

基于地形起伏度的江西省人口-经济格局变化分析

[目的]对江西省人口-经济格局变化进行分析,为新常态下区域层面的人口与资源环境协调发展提供量化依据。[方法]基于江西省数字高程数据,运用ArcGIS技术,采用窗口分析法,提取江西省地形起伏度,系统分析地形起伏度的空间分布规律及其与人口、经济的相关性。[结果](1)江西省的地形度以低值为主,88%的县域地形起伏度小于0.5,东、南、西部3面高,中部和北部低,在空间分布上呈现U形特征;(2)江西省人口、经济集中度总体上北高南低,人口向地势较为平坦的北部区域集聚明显,经济整体向北部鄱阳湖生态经济区集聚;(3)江西省2000—2010年10a间,受地形起伏度影响,起伏度小于0.25的区域人口集中度的比重由2000年的59.23%增加到60.47%,相应地经济集中度所占比重由2000年的72.80%增加到75.49%。[结论]江西省地形起伏度与人口、经济存在较强的负相关性,区域人口、经济表现出随地形起伏度下降而增加的趋势。     

基于房屋基面数据的安徽省金寨县居民点空间分布特征分析

[目的]对安徽省金寨县居民点空间分布特征进行研究,为统筹规划山区农村聚落建设、城镇化建设和居民点优化布局提供科学依据。[方法]通过目视解译高分遥感图像建立金寨县居民点房屋基面数据,以地形数据作为本底数据,借助GIS空间分析技术提取金寨县地形属性特征,并将水系、道路、地形等要素同房屋基面数据进行空间关联分析。[结果]金寨县59.8%的房屋布局在水系附近500m的范围内,60.5%的房屋布局在道路附近100m的范围内;居民点在海拔400m,坡度20°和起伏度200m以下的地区呈现较高的聚集特征,东南、正东和正南3个坡向分布了45.8%的房屋,朝南的房屋数量是所有朝向中最多的。[结论]水系、道路、地形因子和采光条件是影响金寨县居民点布局的重要因素,居民点在水系与道路附近、海拔低、坡度低、起伏度低和采光条件好的地区呈现明显的聚集特征。     

秦巴山地景观生态风险的时空分异

[目的] 科学评估秦巴山地景观生态风险,为区域内生态安全建设和可持续发展提供科学依据。[方法] 以秦巴山地2000—2020年3期地表覆被数据为基础,应用空间分析法和地形分布指数法,定量地分析秦巴山地景观生态风险的时空特征,以及其在各地形梯度上的动态变化。[结果] ①秦巴山地景观生态风险整体偏低,空间差异特征显著,且存在着明显的空间集聚效应,呈东西两侧跟中间高,南北低的空间分布格局。②2000—2020年,秦巴山地景观生态风险呈下降趋势,低生态风险区明显扩张,高生态风险区显著缩小。③高生态风险多集中分布于海拔高、地形复杂或海拔低、地形平坦地区,低生态风险在中等地形梯度地区呈优势分布。[结论] 秦巴山地景观生态风险整体呈下降趋势,表明区域内生态环境质量有所提升;秦巴山地景观生态风险的空间分布格局受地形影响较大,且相对稳定。     

金沙江梯级库区生态系统服务供需耦合协调度及驱动因素

[目的]探索金沙江梯级水电工程库区生态系统服务供需关系的时空演变规律及其驱动因素，为水电工程库区生态管理提供决策支撑。[方法]基于金沙江梯级水电工程库区土地利用、人口、国内生产总值、归一化植被指数和降水量等数据，采用市场价值法、耦合协调度模型和地理加权回归模型等方法，开展库区生态系统服务供需耦合协调度及其驱动因素研究。[结果]2005—2019年期间库区生态系统服务价值增加了6.8亿元，总量达到了917亿元。生态系统服务供需严重失调和重度失调的区域，主要分布于金沙江北岸的四川省境内，勉强协调和良好协调的区域主要分布于金沙江南岸的云南省境内。植被覆盖对库区生态系统服务供需耦合度呈现正向驱动关系，人口和地形起伏度为负向驱动关系，降水量对库区北部局部地区为正向驱动关系，其余地区为负向驱动关系。[结论]库区生态系统服务供需耦合协调度呈现南高北低的空间分布特征，且受多重因素影响，未来应加强水电工程库区生态系统服务研究。     

新疆察布查尔县农耕层土壤养分空间特征及其与地形因子的关系

[目的]研究土壤养分的空间变异程度、分布规律以及与地形因子间的相关关系,为干旱区绿洲农业的施肥区划、土壤资源的可持续利用及精准农业的推广等提供理论依据。[方法]以新疆伊犁河谷典型绿洲区察布查尔县为研究区,应用GIS技术与地统计学相结合的方法,研究伊犁河谷典型绿洲区农耕层土壤养分的空间分布特征及变异规律,并进一步应用典范对应分析(CCA)技术,对土壤养分空间变异与地形因子的关系进行分析。[结果](1)有机质、碱解氮、速效钾含量的变异系数介于24.22%~46.76%,属于中等变异,而速效磷的变异系数为107.51%,属于强变异;区域内存在中等和较强程度的空间自相关性,且速效钾的空间自相关性稍强,碱解氮的空间自相关性稍弱;(2)土壤养分在空间分布上多呈斑块状。有机质在东部相对含量较低;碱解氮中部含量相对较低且在东西方向上变异较强烈;速效磷在东北和西南方向上相对较低;速效钾在中部偏北和东南方向上相对较低且在东部变异较强烈。(3)碱解氮与高程和地形起伏度呈极显著正相关(p0.01),有机质与坡度、地形起伏度呈显著负相关(p0.05),速效钾与平面曲率、剖面曲率呈正相关关系。(4)高程、坡度、地形起伏度、剖面曲率是影响该区域土壤养分空间分布的主要地形因子。[结论]在今后的农业施肥过程中,适当增加东部有机肥的投入,应适当增加中部氮素的输入,应适当增加东北方向上磷钾元素的注入。     

喀斯特山区地形起伏度及其对水土流失敏感性的影响——以贵州省荔波县为例

[目的]探究喀斯特高原山区水土流失的特征与空间变化规律,为制定符合喀斯特山地环境的水土流失防治对策提供科学依据。[方法]以典型喀斯特山区重点生态功能区贵州省荔波县为研究区,综合运用地理空间分析方法,确定提取地形起伏度最佳的分析单元,结合水土流失敏感性评价,分析地形起伏度与水土流失敏感性的空间分布规律及其相互关系。[结果]基于10 m空间分辨率DEM数据,提取地形起伏度的最佳网格大小为54×54,地形起伏度(RDLS)在0.32～2.12之间;荔波县水土流失敏感主要为微度侵蚀,占县域总面积达88.40%;水土流失敏感性区域主要集中在RDLS为0.7～1.7的分级范围内,RDLS在1～1.5区间对水土流失的响应最敏感,为水土流失敏感性的优势因子区间。[结论]研究区内RDLS与不同敏感度的水土流失分布具有一定的一致性,总体上水土流失受地形起伏度变化的影响显著。     

基于熵权TOPSIS和耦合协调模型的四川省土地利用效益耦合协调关系及时空演变特征

[目的]从社会、经济、生态环境3个方面评价区域土地利用效益及其耦合关系有利于实现土地资源的合理配置及优化用地结构。[方法]以四川省21个地市州为研究对象,利用熵权TOPSIS法和耦合协调度模型,构建了2010—2020年四川省土地利用效益的综合评价体系,并基于GIS技术,分析了土地利用的社会、经济、生态环境效益及其耦合协调关系的时空演变特征。[结果](1)四川省各地市州的土地利用综合效益整体上呈上升趋势,空间上具有“西北高东南低”的空间格局;土地利用的经济、生态环境效益整体上具有上升趋势,分别表现为“西高东低”和“中东部高西部低”的空间格局;土地利用社会效益整体上呈下降趋势,具有“中部高两翼低”的空间格局;三大效益在空间均具有较显著的聚集特征。(2)四川省各地市州的土地利用耦合协调等级为4个,总体协调水平不高,以勉强协调为主,其次是濒临失调,具有“中间高两翼低”的空间格局,且耦合等级相同的城市聚集度较高,土地利用效益耦合协调等级在空间分布上需进一步改善。(3)影响四川省地利用效益大小的因子依次为社会>经济>社会经济>社会生态>生态环境效益系统;土地利用效益耦合协...     

中国西南地区地形起伏度的最佳分析尺度确定

[目的]确定中国西南地区地形起伏度的最佳分析尺度并进行地形分级,明确区域地形结构特点并进行地貌结构划分。[方法]以ASTER GDEMv2数据为基础,通过Python模块编程,利用窗口分析方法提取西南地区各典型地貌以及整个区域n×n(n=2,3,4,…,181,182,183)窗口下的平均地形起伏度,进而采用均值变点分析方法确定最佳统计窗口。[结果](1)西南地区地形起伏度的最佳分析尺度为2.43km^2;(2)区域地形起伏度以中小起伏为主,其中小起伏(200~500m)占38.68%,中起伏(500~1 000m)占23.58%;(3)从空间分布来看,西南地区的地形起伏度呈现中部高,东南部次之,西北部和东北部较低的特征。[结论]以2.43km^2为最佳统计窗口提取的西南地区地形起伏度符合区域地形起伏特征,同时较好地兼顾了各地貌类型的起伏特点。     

基于地形梯度的河北省怀来县山地生态系统空间分布及变化特征分析

[目的]从地形梯度角度,对区域生态系统空间分布及变化特征进行分析,提出基于地形梯度的区域生态系统保护对策建议,为制定山区生态规划及实现山区生态系统的持续、健康发展提供参考。[方法]以遥感解译获得的1993,2003,2013年生态系统类型空间分布数据为基础,选取高程级别、地形起伏度和坡度变率为地形梯度表征指标,采用分布指数,对区域农田、水域与湿地、森林、草地、聚落和荒漠6类生态系统的地形梯度差异分布情况及优势位进行分析,并结合1993—2013年各生态系统的服务价值变化特征,探讨区域生态系统的保护对策。[结果]农田、水域与湿地、聚落、草地生态系统集中于低地形梯度区;森林集中于高地形梯度区;荒漠生态系统分布特征随地形梯度差异不明显;在低地形梯度区,农田、水域与湿地的生态系统服务价值降低,草地、聚落生态系统服务价值有明显的增加趋势;在高地形梯度区,虽然森林生态系统服务价值变化较为剧烈,但总体呈现出持续增加的趋势。[结论]在制定针对山地的区域生态规划时,应考虑对位于优势位上的生态系统实行特殊保护,禁止被侵占为生态系统服务功能较弱的生态系统服务类型,以保证生态系统能够持续、健康地提供生态服务。     

四川省土地整治项目时空分异格局分析

从不同空间尺度分析特定时期土地整治项目的分布特征,可为制定下一阶段土地整治规划及优化空间布局提供决策参考。基于2011—2015年土地整治项目数据,以县域为评价单元,采用变异系数法、重心模型法和空间自相关模型法,探讨了四川省土地整治项目在不同空间尺度的分布特征,分析了重心转移和空间格局演变特征。研究表明:(1)从时间维度看,四川省土地整治项目总量呈下降趋势,项目绝对规模差异、相对规模差异逐步减小,呈现均衡化趋势。(2)不同空间尺度下土地整治项目具有不同特征。区域层面上,土地整治项目集中分布在盆地丘陵农用地整治区;市域层面上,项目主要集中在成都市和宜宾市,而甘孜藏族自治州、凉山彝族自治州和攀枝花市分布较少。(3)重心移动轨迹中所有重心点均落在盆地丘陵农用地整治区内,空间分布具有一定的地域均衡性。(4)土地整治项目在县域尺度分布存在较为显著的集聚性。高-高集聚区主要集中在盆地丘陵农用地整治区的东北部,低-低集聚区主要分布在川西北高山高原生态整治区。由于受项目区社会经济、人口、地形条件和政策的影响,四川省土地整治项目时空格局均衡性有待进一步提高。该研究明确了四川省土地整治规划重心在盆地丘陵农用地整治区,今后土地整治发展方向在于适时适度地开展川西南山地河谷农用地整治区、川西北高山高原生态整治区土地整治,有利于优化四川省土地空间开发利用格局。     

基于ESI模型的经济发展对生态环境压力定量评价

生态环境压力指数(ESI)法是评价区域经济发展对生态环境压力的一种定量模型。本研究采用改进的ESI模型,对2000—2010年吉林省社会经济发展对生态环境构成的压力特点及变化趋势进行时间序列分析,并对吉林省各主要城市2010年的生态环境压力状态进行空间序列分析,以期为吉林省生态环境保护与相关产业结构调整提供科学依据。评价结果表明:2000—2010年,随着经济发展,吉林省的生态环境压力处于不断增加的趋势,尤其2005年的生态环境压力增幅明显。并且2008年以来压力构成从生态环境污染型转变为资源能源消耗型。2010年的压力空间分布特征为:以长春市、吉林市为代表的吉林省中部地区由经济发展带来的生态环境压力最大,东部地区较小,西部地区最小。长春、四平、松原、辽源、白城为资源能源消耗型压力,吉林、通化、白山、延边为生态环境污染型压力。     

滇东南喀斯特典型地区石漠化的空间变化

[目的]分析石漠化变化趋势及发展规律,为决策部门合理规划和综合防治石漠化提供科学依据。[方法]选取位于滇东南文山州境内的盘龙河流域作为研究区,利用RS,GIS等相关软件,解译出1990,2002和2009年盘龙河流域石漠化强度图,利用叠加分析法对海拔、坡度、坡向一系列地形因子的石漠化空间分布变化进行了分析。[结果]从1990—2002—2009年盘龙河流域石漠化现象总体呈现出加重趋势,石漠化分布在空间格局上存在明显差异。[结论]研究区景观格局变化和空间分布明显受地形因子的影响,不同的地形因子对石漠化空间分布有不同的影响。     

不同空间范围土壤色度的纬向变化特征及其气候意义

对不同气候条件下发育的土壤/古土壤进行色度分析,探讨其色度参数的空间变化规律及其作为气候变化代用指标的可靠性。结果表明:(1)较小的空间尺度上,土壤色度参数变化复杂,与气候相关关系不显著。土壤色度参数在大空间尺度中均表现出一定的纬向变化,红度(a*)随纬度的增加而降低,黄度(b*)与纬度的拟合曲线趋近于开口向上的抛物线,黄度与红度的比值(b*/a*)随着纬度的增加近似呈线性增加。(2)土壤剖面色度参数均与气候因子(年均降水和年均温)具有一定的相关关系,b*/a*与年均温相关系数最大。色度参数a*与年均降水相关系数稍高于b*/a*,但a*易受其他因素影响;而土壤色度参数b*/a*对土壤颜色的空间变化敏感,是指示气候变化的适用指标。     

基于网格的中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算

[目的]估算网格化的中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷,以期准确分析中国畜禽养殖废弃物对环境的污染威胁。[方法]基于统计数据进行行政区域的畜禽养殖废弃物氮养分量的估算,并利用面积权重内插法和GIS空间分析技术进行中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算及网格化研究。[结果]网格化后的畜禽养殖废弃物耕地氮负荷基本保持了以各省区为单元数据的基本特征,不再是以行政边界为划分不同畜禽养殖废弃物氮养分负荷的依据,更接近于实际情况,并以河南省为例进行了验证。[结论]从整体空间分布角度看,2010年中国畜禽养殖废弃物氮负荷量空间分布其高值范围与低值范围的界线近似于中国400mm等降水量线。从各省域空间分布范围分析,氮负荷量高的主要集中在广东省、北京市、四川省及湖南省范围,而蒙古、新疆、西藏及青海这4个区域范围内的氮负荷量都较低。     

1951-2016年四川省不同地貌单元夏季降水的多时间尺度特性分析

使用中国气象资源共享平台四川省1951-2016年的夏季（6-8月）降水资料,并采用GIS技术分析了四川省夏季年代平均和夏季多年平均降水空间分布,然后利用小波分析法,线性趋势系数法分析了四川省不同地貌单元下（高山高原地带（甘孜）、山地向盆地过渡地带（广元）、中低山丘地带（宜宾）、盆地中部丘陵低山地带（遂宁）及高原向盆地边缘过渡地带（雅安）夏季总降水的周期性和趋势性特征。结果表明:近66年四川省夏季年代平均降水空间分布不均,夏季多年平均降水量等值线走向基本上与地形高低相对,基本上处于地形越高降水越少;四川省不同地貌单元近66年夏季总降水存在3个尺度周期:主周期为20~47 a尺度,次周期为2~13 a和10~27 a尺度,四川省不同地貌单元夏季总降水在2008年开始整体进入丰水期且2016年后仍然处于丰水期状态。     

基于“社会-经济-生态”模型的福建省城镇土地利用绩效空间差异研究

[目的]评价福建省城镇土地利用绩效的水平及其空间分布差异,为福建省土地利用绩效的优化提升提供科学依据。[方法]分别从社会绩效、经济绩效、生态绩效3个维度构建福建省城镇土地利用绩效评价指标体系,采用AHP法和主成分分析法确定权重,运用协调度函数计算分析福建省土地利用绩效水平。[结果]福建省9个设区市城镇土地利用绩效水平呈现"西低东高,北低南高"的特征格局,各设区市的土地利用绩效水平差异较为显著。社会、经济、生态3个绩效子系统分别具有不同的空间分布特征,其中社会绩效与经济绩效2个子系统呈现较强的空间集聚特征,而生态绩效子系统的空间分布趋势则较为分散。福建省9个设区市的城镇土地利用综合绩效可以划分为4种绩效类型:高度绩效区为厦门市;中度绩效区包括泉州市与福州市;较低绩效区为漳州市;低度绩效区包括莆田市、三明市、南平市、龙岩市和宁德市。[结论]福建省各设区市土地利用绩效水平差别较大,各个设区市土地利用绩效评价系统内部各子系统发展具有不均衡性,协调度整体水平与经济发展水平有较大关系,绩效内部的协调度体现为高绩效区带动下的周边区域整体水平趋高。     

基于GIS和模糊数学的川西地区生态安全评价

[目的] 对川西生态安全进行评价研究，以期为该地区生态环境建设、社会经济发展规划提供科学依据。[方法] 基于GIS和遥感技术，从自然和人为影响两个方面构建评价指标体系，通过模糊数学模型对川西地区2000，2005，2010，2015年和2018年的生态安全状况进行评价。[结果] 川西40%的区域生态安全状况处于较危险状态，呈现出“东高西低”的空间分布格局。川西生态安全2000—2018年总体变化趋势为“上升—小幅度下降—上升”。川西地区生态安全Moran’s I指数在0.5左右，西部白玉、巴塘、理塘一带生态安全状况好转，东部九龙、雅江、木里和若尔盖一带生态安全质量有所下降。地形植被是川西生态安全最主要的影响因子。[结论] 川西整体生态安全状况偏差，但呈现出改善趋势，具有较强的空间聚集性，对川西生态安全状况的治理要充分考虑其空间分异特征。