1960-2013年贵州省绝对湿度时空变化特征

【目的】探究我国贵州省绝对湿度变化规律。【方法】基于贵州省1960-2013年气象观测资料,运用绝对湿度计算方法,分析了贵州省绝对湿度时空变化特征及其与降水量之间关系。【结果】结果表明:全省绝对湿度呈下降趋势。夏季绝对湿度最大,其次为春季和秋季,冬季最小。绝对湿度空间格局呈东部和南部较高,西部较低。盆(坝)地、丘陵、低山、中山绝对湿度大于高原地区,且各地貌区之间不同季节绝对湿度存在差异。随坡度增加,绝对湿度呈波动起伏特点,随着高程增加,绝对湿度呈下降趋势。降水量与绝对湿度存在正相关关系,且两者在空间格局、季节比例、地形地貌上均较为一致。【结论】降水量时空变化特点是影响贵州省绝对湿度变化的主要因素。     

基于GWR模型的渭北黄土旱塬粮食单产空间分异 及其影响因子分析——以陕西彬县为例

【目的】 通过探究渭北黄土旱塬区粮食单产在县域尺度上的空间分异特征及其影响因子,为小尺度粮食单产及其影响因子的空间分异研究、区域粮食单产提高提供科学依据。【方法】 应用空间自相关、最小二乘法和地理加权回归模型（GWR）,研究渭北黄土旱塬区典型粮食主产县陕西彬县粮食单产的空间分布特征及其影响因子的空间分异。【结果】 彬县粮食单产的Moran’s I指数为0.328,显著性检验的Z值为5.51,呈北高南低的局部空间集聚特征。坡度、耕层厚度、土壤有机质、道路密度和施肥成本对彬县粮食单产具有正向影响,土壤类型、侵蚀程度和地下水埋深对彬县粮食单产具有负向影响,各解释变量回归系数的相对极差范围为0.55—14.11。空间上,耕层厚度、土壤类型、侵蚀程度、土壤有机质和道路密度对彬县南部、东南部梁峁丘陵沟壑区粮食单产的影响强于北部黄土旱塬区,而坡度、地下水埋深和施肥成本则表现出相反的空间非平稳性特征。OLS模型回归系数的显著性与GWR模型回归系数的相对极差呈负相关关系。GWR模型的R ²比OLS模型提高了0.04,AIC值减少了11.04。 【结论】 彬县粮食单产之间存在显著的空间正相关关系;土壤有机质、施肥成本和地下水埋深是渭北黄土旱塬区县域粮食单产的最主要影响因子;同一影响因子在县域内的不同空间位置对粮食单产的影响程度存在较大差异,且各影响因子对粮食单产影响程度的空间非平稳性是导致OLS模型回归系数显著性水平较低的主要原因。GWR模型在空间非平稳性数据建模方面的解释能力与估计精度都优于OLS模型,且能够实现模型估计参数的空间可视化。     

基于模型集成的中国耕地非农化影响因素及其时空特征研究

【目的】揭示耕地非农化影响因素作用的时空特征,为耕地资源保护和利用政策制定提供决策支撑。【方法】研究采用2006—2015年耕地非农化的面板数据,通过构建"一般回归模型-面板模型-地理加权回归模型-时空加权回归模型"模型集成(简称OPGT),对耕地非农化影响因素进行计量分析。【结果】一般回归模型、地理加权回归模型(GWR)和时空加权回归模型(GTWR)估计结果显示,城镇人口增长、固定资产投资、经济发展水平、耕地资源禀赋和产业结构变量均通过显著性检验;耕地非农化莫兰指数(Moran’s I)为0.740,并且通过1%水平上显著性检验,表明耕地非农化具有显著的空间正相关性;采用一般回归模型、GWR、GTWR模型估计,方程拟合优度分别为0.689、0.785、0.858,加入时空权重信息的GWR和GTWR模型方程解释能力有显著提升;GWR和GTWR模型方程结果显示,耕地非农化影响因素弹性系数存在时空非平稳特征;空间分析显示,城镇人口增长和耕地资源禀赋对耕地非农化影响在经向上呈现出由西向东递减的状态,在纬向上呈现出倒"U"型状态,固定资产投资与经济发展水平对耕地非农化的影响程度在经向上呈现出由西向东递增的特征,在纬向上呈现出"U"型特征,产业结构对耕地非农化的影响程度在经向上由西向东递增,在纬向上由北向南递减;时序分析显示,城镇人口增长、固定资产与经济发展水平投资系数呈现减小的趋势,耕地资源禀赋系数有所增大,产业结构系数在部分省域有所降低。【结论】(1)OPGT是一个有机整体,各部分相互检验、互为补充,可以更加细致的刻画因素的时空作用;(2)耕地非农化因素总体作用强度方面,弹性系数最大的是产业结构,其次为经济发展水平、固定资产投资和耕地资源禀赋,最小为城镇人口增长;(3)空间特征方面,城镇人口增长和耕地资源禀赋总体呈现出由西向东递减的趋势,而固定资产投资、经济发展水平和产业结构呈现出由西向东递增的趋势;(4)时序演变特征方面,城镇人口增长、固定资产与经济发展水平投资对耕地非农化的影响作用呈现下降趋势,耕地资源禀赋与耕地非农化关联性趋于增强,产业结构的影响虽在部分省域有所降低,但其整体影响程度仍然相对较高。     

福建省县域经济时空演化及影响因素研究

对2008—2018年福建省县域经济发展进行时空演化分析,并结合全局空间自相关分析工具进行空间关联性和差异性分析,运用地理加权回归模型(GWR)确定县域经济发展影响因素,并对各因素时空演化特征进行分析。结果表明,(1)研究期内,福建省县域经济发展水平逐渐提高,区域经济发展的协调度不断提升,但存在发展不平衡现象;(2)福建省县域经济发展之间存在高度的空间自相关性,各县域之间经济发展关联性较强;(3)除消费水平对县域经济发展为正向作用,其余影响因素的作用有正有负,对县域经济发展的影响分异明显。最后提出促进县域经济发展,可通过扩大内需、刺激消费、拉动投资、合理管控财政支出、提高城镇化质量等途径。     

1961～2013年新疆气温和降水的时空变化特征分析

【目的】利用新疆65个气象站1961~2013年的日平均气温和日降水量资料,分析新疆近53 a来气温和降水的时空变化规律。【方法】采用线性倾向率法,分析新疆1961~2013年以来气温和降水量,在时间序列上,用增减趋势累积距平法和Mann-Kendall突变检验法,对比分析新疆年均温和年降水量的突变情况,采用反距离加权插值法对新疆各站点的气候倾向率进行插值。【结果】1961~2013年以来,在时间变化上,新疆年均温和降水量均呈显著上升趋势,气候倾向率分别为0.324℃/10 a(P<0.01)和16.238 mm/10 a(P<0.01),且突变分别发生在1993和1983年。四季平均气温和降水量也呈现增高的趋势,其中冬季增温幅度最大,为0.39℃/10 a;夏季降水量增多幅度最大,为4.799 mm/10 a。新疆年均温、年降水量、四季均温和四季降水量的年代际变化均呈现出明显的增加趋势。在空间变化上,东疆、北疆西部和北部增温明显;北疆、南疆克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什地区西部和和田地区东部降水量明显增多。【结论】新疆气温、降水在时间和空间上均呈增加趋势,呈现出暖湿化现象。     

黔中马尾松木荷混交林树高-胸径模型

【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型,将树种作为哑变量引入模型,考虑模型残差空间自相关和异质性,为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交林727组树高-胸径调查数据,构建普通最小二乘法模型(OLS)、广义可加模型(GAM)、线性混合模型(LMM)、地理加权回归模型(GWR)和地理加权回归克里格模型(GWRK)的树高-胸径全林木模型,在此基础上,将树种作为哑变量引入,选择全局莫兰指数(Moran’I)、局域Moran’I和组内方差分析5种模型残差空间自相关与空间异质性,并采用决定系数(R²)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对模型进行评价。【结果】(1)马尾松-木荷混交林全林木基础模型的拟合精度从低到高依次为OLS、GAM、LMM、GWR、GWRK。(2)将树种作为哑变量引入模型后,各模型拟合精度均高于全林木基础模型。(3)OLS和GAM模型残差的全局Moran’I在α=0.05水平下显著(Z>1.96),局域Moran’I分布图中存...     

鄱阳湖生态经济区土地城镇化时空格局特征与驱动因素分析

以鄱阳湖生态经济区32个县域单元为研究对象,运用探索性空间数据分析、因子分析、普通最小二乘回归(OLS)模型和地理加权回归(GWR)模型,探究2011、2015年土地城镇化时空格局特征及其驱动因素。研究表明:(1)鄱阳湖生态经济区土地城镇化水平整体呈上升趋势,空间分布上具有"高值呈孤立点,低值呈带状分布"的聚集特征,存在正向空间自相关性;(2)推动土地城镇化的主导因素不同年份有所差异,地方财政支出和人口城镇化对土地城镇化水平的影响始终占主导地位;(3)土地城镇化驱动因素在县域尺度上具有明显的空间分异性;(4)运用GWR模型对土地城镇化驱动因素进行分析相较于OLS模型更加适用。研究结果揭示了土地城镇化进程中的空间分异和内在驱动力机制,实现了驱动因素的空间可视化。     

2011-2050年贵州省降水侵蚀力时空变化特征

【目的】探究西南山区未来降水侵蚀力变化规律。【方法】根据中国天气发生器NCC/GU-WG Version 2.0模型预测的2011-2050年贵州省19个气象站逐日降水量数据,利用日降雨侵蚀力模型,运用克吕格插值、小波分析等方法对贵州省2011-2050年降水侵蚀力时空变化特征进行了分析。【结果】结果表明:全省多年平均降水侵蚀力与多年平均降水量空间分布一致,均由东部、南部向西部、北部逐渐降低;多年平均降水侵蚀力在高程与坡度梯度上差异突出;6~8月降水侵蚀力占全年的62%;40年间降水侵蚀力呈下降趋势,存在28年、17年和9年的主周期变化。【结论】未来降水量时空变化特点是影响贵州省降水侵蚀力变化的主要因素。     

基于TVDI的神东矿区地表水分时空演变特征研究

【目的】分析神东矿区地表水分时空演变特征及其自然影响因素,为矿区土地复垦提供参考。【方法】基于温度植被干旱指数(TVDI)模型,采用遥感反演方法对神东矿区2018-2020年植被生长季(4-10月)的地表水分进行反演,利用趋势分析法及偏差分析法对神东矿区地表水分的时空演变特征进行分析,并采用相关性分析法分析该地区时空演变的影响因素。【结果】(1)TVDI模型平均反演精度为83%,适合反演神东矿区0～10 cm土层深度的地表水分,且TVDI与地表水分成反比关系。(2)偏差分析发现,在时间尺度上神东矿区2018-2020年TVDI值呈现不规则变化,TVDI低值出现在每年7-8月,此时TVDI偏离值小于0,TVDI呈下降趋势。(3)趋势分析发现,在空间尺度上神东矿区2018-2020年TVDI呈下降趋势的区域集中在研究区矿井群附近,整个研究区内TVDI线性变化趋势上升面积小于下降面积。(4)TVDI与各影响因子关系的紧密程度依次表现为降水量>平均相对湿度>平均气温>日照时数>平均气压,TVDI与降水量、月均气温、月均相对湿度均呈极显著负相关,相关系数依次为-0.816...     

西部中小城市住宅地价空间分异规律及影响因素研究——以天水市为例

【目的】对西部中小城市住宅地价的空间分异规律和影响因素进行研究,为城市土地的科学管理提供依据.【方法】以天水市秦州区为例,采用地统计分析法探究住宅地价空间分异规律,构建GWR模型分析住宅地价影响因素.【结果】天水市秦州区住宅地价的空间分异模式属于从中心向外围逐渐降低的单核空间结构,局部区域出现跳跃现象.各影响因素的影响程度排序为:容积率与主干道距离与医院距离与绿地距离与公交站点距离距生活设施的距离距学校距离.从GWR模型回归结果来看,主干道、学校、医院及容积率对住宅地价贡献度的区位差异较大.【结论】GIS工具将GWR模型回归结果可视化,清晰显示住宅地价影响因素空间差异性,侧面反映了研究区的区域规划控制力度、交通状况、医疗状况、环境状况等,为政府的土地规划、城市基础建设投资和房地产开发提供决策依据.     

河南省粮食生产时空格局变化及其驱动因素

【目的】河南省作为粮食生产大省,研究其粮食产量时空格局变化及其驱动因素对稳定粮食安全具有重要的现实意义。【方法】以1999—2018年河南省123个县域粮食产量为基本数据,借助趋势产量模型、空间自相关、标准差椭圆以及地理加权回归模型等方法对河南省粮食产量的时空变化以及驱动因素进行分析。【结果】从时间上看,河南省粮食产量呈现线性增长趋势,2003年粮食产量波动最大,2005—2006年粮食产量增长率最高。从空间上看,河南省粮食产量在空间上呈现出显著的正相关性,具有明显的空间集聚特征,高—高、低—低是主要的空间聚类模式,且粮食生产重心向东南方向转移。从驱动因素上看,粮食播种面积是河南省粮食增产的关键因素,化肥提纯量、农药使用量、农业机械总动力、总人口以及第一产业从业人员对粮食生产有正向作用也有负向作用,除化肥提纯量和总人口外,其他影响因素的回归系数高、低值区在空间上发生明显转移。【结论】为继续保障河南省粮食安全,推动粮食增产,需进一步加大对粮食生产的政策扶持力度;维持耕地面积基本不变,加强耕地质量保护;积极发展农业适度规模经营,实现资源利用最大化。     

基于地理栅格变量与机器学习的松材线虫病扩散风险分析

【目的】松材线虫Bursaphelenchus xylophilus病是威胁中国森林生态系统安全最为严重的病害。本研究利用地理栅格模型及地图代数运算来模拟和表达驱动变量,构建松材线虫病测报系统,并以县域与地理栅格单元双尺度形成空间连续化测报。【方法】集成对松材线虫病扩散传播有影响的地形地貌、气象、寄主、人类活动和土地利用等地理栅格空间数据集,基于随机森林和支持向量机的机器学习方法构建模型,将测报得出的扩散风险概率与松科Pinaceae植物易感性叠加进行感染概率地图代数运算,基于地理栅格表达分析松材线虫病在中国范围内扩散的风险等级。【结果】(1)随机森林模型预测精度为83.95%,支持向量机模型预测精度为77.97%。(2)海拔、年均最低降水量、年均降水量、年均低温对模型构建的贡献率分别为0.151、0.303、0.258、0.194,是影响松材线虫病发生的主要因素;人类活动变量的贡献率为0.194,是影响扩散的决定性变量。(3)潜在扩散区位于人类活动密集的低海拔地区、道路通达的林区、城市城镇分布区和人工林分布区。其中,极高风险分布地区主要位于华东地区的浙江、江西、福建,华南地区的广西、...     

基于MGWRK的土壤有机质制图及驱动因素研究

【目的】空间预测是一种获得有机质空间局部细节的重要方法,其准确性对于农田合理管理有着重要意义。本研究通过对比不同的土壤有机质空间制图方法以获得更优的预测精度,在预测的同时揭示环境协变量的空间非平稳性特征及不同环境协变量关系的空间尺度。【方法】选取晋中盆地的7个乡镇作为研究区,对比普通克里金(OK)、回归克里金(RK)、地理加权回归克里金(GWRK)和多重尺度地理加权回归克里金(MGWRK)4种不同方法对土壤有机质的预测能力和效果,并探究影响因子在空间分布中对有机质的影响效应变化和这种影响效应的空间尺度。MGWRK是一种多重尺度地理加权回归(MGWR)与普通克里金方法相结合的方法。【结果】选取坡向、坡度、年均降水量、年平均温度、海拔、植被年总初级生产力、年蒸散量、地形湿度指数、平面曲率、汇流动力指数、地形指数、地形粗糙指数、年平均NDVI为环境协变量参与建模,在多元线性回归建模中,模型统计学意义显著,这表明模型具备统计学意义。从Radius指数来看,各模型模拟效果由好到差依次为RK、OK、GWRK、MGWRK;从制图效果来看,MGWRK与GWRK制图效果相当,从有机质的空间预测图可以看出...     

吉尔吉斯斯坦气候变化特征及其空间变异分析

【目的】吉尔吉斯斯坦共和国地处中亚东北部,天山山脉西麓,与中国新疆阿克苏地区接壤,研究其气候变化及空间变异空特征对于了解中亚气象与环境变化,应对中国新疆气象与环境将出现的演变都具有一定的意义。【方法】基于英国East Anglia大学Climatic Research Unit(CRU)提供的1971~2000年的降水和气温数据资料,并结合来自世界气象组织(WMO)的9个吉尔吉斯斯坦气象站点国际交换数据,分析吉尔吉斯斯坦共和国近30 a的气候变化特征。【结果】吉尔吉斯斯坦年总降水量为增加趋势,总降水量在东南部相对较少,西南部与塔吉克斯坦邻近地区降水量相对较大,季节差异明显,春季和冬季降水最多,夏季相对较少,与中国新疆降水特征差异较大,呈"地中海型气候"。年均气温不足10℃,"北热南冷,西热东冷",冬季增温趋势明显,春季呈下降趋势,夏季幅度不大,秋季几乎无变化,气温年较差大于周边国家,但气温年较差减小。【结论】与同处于中亚地区的中国新疆在降水及气温变化上存在较大差异,吉尔吉斯斯坦降水量较高,区域差别更为显著。     

艾比湖流域降水和风速对植被NDVI时空变化的影响

【目的】归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)不仅可以很好的反映地表植被的繁茂程度,而且是指示植被活动和植被生产力的良好指标之一。【方法】本研究采用2004年12月至2014年11月的MODIS卫星影像、TRMM卫星数据,辅以站点监测的气温和风速数据,分析植被NDVI在10年间的不同季节的时空变化特征,探讨降水量对植被NDVI产生的影响,剖析植被覆盖与风速、气温之间的相关关系。【结果】(1)10年间植被NDVI在研究区内呈现出夏季秋季春季冬季的空间分布特征,在春季体现出自西向东NDVI逐步减少的趋势,夏季和秋季的植被NDVI由西南至东北逐步降低;(2)春季、夏季和秋季,降水量都呈现出由西南到东北方向逐步降低的分布特征,冬季降水量呈现了由西向东逐步递减的分异特征;(3)降水量与植被NDVI之间呈正相关的关系,相关系数表现为冬季春季夏季秋季,降水对植被NDVI有驱动作用,但这种影响具有一定的时间滞后性。(4)平均风速在空间格局上都呈现出条带性的分布特征;(5)植被NDVI在夏季和秋季均与气温呈负相关关系,但与降水量呈正相关关系,与温度相比,水分条件才是影响植被生长的主导因素。【结论】本文筛选了3个气候因子,能为更全面的剖析气候变化对植被变化的影响过程起到参考作用。     

旱涝不稳定度的定量化研究及应用

【目的】从定量化的角度研究旱涝的不稳定度,为提高旱涝的预测精度提供参考。【方法】采用关中地区42个气象站1971-2007年的月降水量资料,运用成因分析法和数理统计法推导旱涝不稳定度及其分析变量的计算方法,分析关中地区不同时间尺度下旱涝不稳定度的时空分布及其变化规律。【结果】不同时间尺度下,关中地区旱涝不稳定度最小值均为0,说明旱涝状态均会连续发生。时间尺度为3和6个月时,旱涝的平均不稳定度与降水量成反比。不同时间尺度下,旱涝不稳定度均呈现出一定的周期性变化特征,且其波动程度基本与时间尺度成正比。长时间尺度下（6和12个月）,旱涝不稳定度呈逐渐减小趋势。【结论】旱涝不稳定度能够较好地反映旱涝变化的剧烈程度,且计算简单、便于应用。     

鄱阳湖生态经济区土地城镇化时空格局特征与驱动因素分析

以鄱阳湖生态经济区32个县域单元为研究对象,运用探索性空间数据分析、因子分析、普通最小二乘回归(OLS)模型和地理加权回归(GWR)模型,探究2011、2015年土地城镇化时空格局特征及其驱动因素。研究表明:(1)鄱阳湖生态经济区土地城镇化水平整体呈上升趋势,空间分布上具有"高值呈孤立点,低值呈带状分布"的聚集特征,存在正向空间自相关性;(2)推动土地城镇化的主导因素不同年份有所差异,地方财政支出和人口城镇化对土地城镇化水平的影响始终占主导地位;(3)土地城镇化驱动因素在县域尺度上具有明显的空间分异性;(4)运用GWR模型对土地城镇化驱动因素进行分析相较于OLS模型更加适用。研究结果揭示了土地城镇化进程中的空间分异和内在驱动力机制,实现了驱动因素的空间可视化。     

水源涵养量多源遥感反演及时空变化分析——以黄山市为例

【目的】定量评估黄山市2009～2018年水源涵养功能时空变化,为地区的生态服务调节功能的评价提供依据.【方法】基于降水量贮存法,结合多年降水量数据、每月遥感影像以及时空融合技术,分析了10 a间黄山市水源涵养功能的时空变化特征,并对研究区水源涵养服务功能重要性等级进行划分.【结果】单位栅格面积水源涵养量最高的地区位于黄山景区,最低的地区主要位于徽州区、歙县、祁门、黟县的城区;10 a,黄山市平均水源涵养量为1.96×10⁹ m³;10 a以来,黄山市水源涵养量呈增长态势;4个季度中,夏季的水源涵养量最高,冬季最低;研究区水源涵养服务功能中等重要的区域占比最大.结合10 a内地表径流的年际变化说明了反演结果较为可信.【结论】10 a间黄山市的生态环境质量稳中趋好,其生态环境总体较佳,是安徽省重要的水源涵养服务功能区.     

宁夏年、季平均气温时空变化及其对农业生产的影响

【目的】探讨宁夏年、季平均气温时空变化及对农业生产的影响,为提高农业生产应对气候变化的能力提供参考。【方法】对宁夏全境19个气象观测站的年、季平均气温资料进行分析,利用EOF分解法、谱分析法和Mann-Kendall法对宁夏年、季平均气温进行时空分解、周期分析和突变分析。并根据分析结果探讨宁夏年、季气温变化对农业的影响。【结果】宁夏春、夏季平均气温有一个明显的增高趋势,秋、冬季气温变化不明显,且宁夏夏季平均气温的局地性差异较大,冬季一致性较高。宁夏年平均气温分布有较好的区域一致性,且自1995年以来温度升高显著。宁夏平均气温南低北高,六盘山区是相对阴冷区。宁夏年平均气温具有年代际的振荡变化,20世纪60年代平均气温趋势变化频繁,发生了两次突变。年平均气温在1978、1986、1999年趋势发生了突变。【结论】宁夏是我国西北主要农业生产区,气温变化对农业生产有利影响与不利影响并存,需要针对不同区域采取不同措施,积极主动应对气候变化。     

宁夏年、季平均气温时空变化及其

【目的】探讨宁夏年、季平均气温时空变化及对农业生产的影响,为提高农业生产应对气候变化的能力提供参考。【方法】对宁夏全境19个气象观测站的年、季平均气温资料进行分析,利用EOF分解法、谱分析法和Mann-Kendall法对宁夏年、季平均气温进行时空分解、周期分析和突变分析。并根据分析结果探讨宁夏年、季气温变化对农业的影响。【结果】宁夏春、夏季平均气温有一个明显的增高趋势,秋、冬季气温变化不明显,且宁夏夏季平均气温的局地性差异较大,冬季一致性较高。宁夏年平均气温分布有较好的区域一致性,且自1995年以来温度升高显著。宁夏平均气温南低北高,六盘山区是相对阴冷区。宁夏年平均气温具有年代际的振荡变化,20世纪60年代平均气温趋势变化频繁,发生了两次突变。年平均气温在1978、1986、1999年趋势发生了突变。【结论】宁夏是我国西北主要农业生产区,气温变化对农业生产有利影响与不利影响并存,需要针对不同区域采取不同措施,积极主动应对气候变化。