十年非凡发展 打造中外合作办学典范——专访昆山杜克大学校长刘耀林教授

昆山的秀美,生发自亭亭的江南。锦溪金石,古镇千灯,三桥邀月,长桥十眼,无不诉说着这座城市的婉约与细腻。昆山杜克大学就坐落在这座美丽的城市中。作为一所中美共建的高水平中外合作大学,民昆山杜克大学云集了来自全球70多个国家的师生,美美与共、济济一堂。在这里,每个人都有着自己独特的文化背景和思考方式,多元碰撞激发了更广阔的思维视野和创新精神。

景观格局对生态系统服务的非线性影响和阈值调控--以福建省生态高效协同区为例

考虑生态系统服务间协同权衡关系,摸清协同化背景下景观格局特征与生态系统服务整体效益(TES)间的非线性关联机制,明确主控因子和最优驱动阈值,有利于生态决策在顺应自然的前提下有效落实。研究方法:自组织特征映射神经网络模型、随机森林(RF)+可视化表达算法。结果显示:(1)福建省生态高效协同区主要分布于高海拔地区,其内部TES整体呈现出西部高于东部的空间趋势。(2)耕、林和建设用地景观特征对TES的影响程度都呈现出面积>形状>空间布局的趋势。其中,耕、林景观面积的影响>斑块面积的影响,草、建设用地斑块面积的影响>景观面积的影响。(3)各景观格局因子对TES的影响存在最优驱动阈值区间和敏感调控区间,当建设用地面积占比超过10%后,其对TES的负面影响不再随建设用地扩张而显著增加。研究结论:各景观格局指数与TES间的关联过程是非线性的,其关联过程存在明显阶段性,不能用单一的线性模型拟合。在解决TES与景观特征因子间关联问题上,研究测试了机器学习模型和线性模型的拟合效果,其中随机森林模型表现最优异。本研究的方法和思路可为其他地区和尺度的生态系统服务协同权衡关系研究提供参考。

宁夏开发区土地集约利用时空分布特征与驱动因素分析

开发区土地集约利用是新时代区域高质量发展的重要支撑,二者的关系成为当前的研究热点。以宁夏开发区为例,评价分析2018—2021年土地集约利用的时空分布特征,从经济质量、创新驱动、开放环境、绿色转型和结构优化5个维度选取影响因素,应用时空地理加权回归(GTWR)模型探究其对集约用地的驱动机理。结果表明:(1)宁夏开发区土地集约水平呈现北部引黄灌区>中部干旱区>南部山区的分布格局,研究时段内差异缩小。(2)GTWR模型可以有效捕捉驱动机制的时空差异,绿色转型、结构优化是土地集约利用的主导驱动因素,创新驱动、经济质量是次要因素。(3)各因子对集约用地的驱动作用呈现显著的时空分异性,固定资产投资增长率等对北部引黄灌区开发区的驱动作用更显著,工业企业总收入增长率等则是中南部开发区的主要影响因素;单位工业收入地耗对集约水平的影响小幅下降,其他因子逐渐增强。研究揭示了高质量发展目标下各开发区集约用地的动力机制,有助于为宁夏开发区土地利用的分区管控提供政策参考,也为西部黄河流域高质量园区建设贡献一份力量。

城市边缘区土地利用生态风险时空特征及其影响因素

城市边缘区是土地利用转换且生态环境变化剧烈的区域,研究该区域土地利用生态风险及影响因素对市县级国土空间规划和局部区域生态修复具有重要意义。以中部特大城市武汉市的城市边缘区为研究区,采用1995、2005、2015、2022年的土地利用/覆被数据和社会经济数据测算土地利用生态风险,分析其时空分异特征,基于最优参数地理探测器揭示影响因素与其空间关联规律。结果表明:(1)研究区主要用地类型为耕地、水域和建设用地,在1995—2022年间耕地和水域面积显著降低,建设用地面积快速增加;(2)土地利用生态风险指数从0.54下降至0.36,中高生态风险区面积减少,低生态风险区面积增加,生态风险总体呈下降趋势;(3)国内生产总值密度,建设用地密度、道路核密度、距最近主干道距离、距最近省级开发区和距最近主要湖泊的距离与不同时期土地利用生态风险仍具有显著的空间关联规律。未来需要重点关注湖泊、主干道和城市中心周边自然生态用地的土地利用生态风险,强化土地用途空间管制的法规作用,以科学合理的国土空间规划和交通规划引导产业和经济的集聚发展,从而构建稳定可持续的城市边缘区生态安全格局。

基于TOD模式及语义功能的共享单车潮汐流与建成环境非线性关联研究

公共交通导向发展(TOD)是实现城市紧凑、人居可持续发展的重要途径,共享单车与轨道交通的接驳出行极大提升了公共交通的服务范围,促进了TOD规划策略的落实。该文基于TOD规划理念,识别共享单车的接驳流动模式,在考虑地铁站语义功能基础上,使用可解释机器学习模型挖掘武汉市主城区共享单车潮汐流模式及与建成环境的非线性关联关系,结论如下:①根据共享单车早晚高峰时段的潮汐均衡性指数,发现武汉市主城区存在“早入晚出”和“早出晚入”两类潮汐流模式,前者出现在距城市中心距离中等的居住区和汉口中央活动区边缘的就业区,后者出现在二环线附近的就业密集区;②通过POI语义信息建模和层次聚类识别出4类地铁站语义功能主题及两种混合功能聚类簇,地铁站语义功能类型与共享单车流动模式呈强相关;③建成环境因子的非线性效应明显,当配套生活设施和道路密度适中、居住规模较大时,能有效促进共享单车高流量稳定接驳模式发生。研究结果可从共享单车优化调度、城市建成环境调整等方面为缓解共享单车潮汐流问题提供依据。

基于景观格局的土地利用冲突测度及驱动机制研究——以武汉城市圈为例

[目的]精准诊断城市圈的土地利用冲突区域,讨论自然、社会因子对冲突作用的空间异质性和尺度效应,可为国土空间协调发展提供依据。[方法]以武汉城市圈为研究区,采用景观格局指数从复杂性、脆弱性和稳定性多角度综合测度2000—2020年三期土地利用冲突强度并分析了其时空演变特征;同时,考虑坡度、NDVI、距水域距离和距道路距离等自然、社会因素,多模型对比后选用多尺度地理加权回归模型揭示了其驱动机制。[结果](1)2000—2020年武汉城市圈冲突失控区(热点)主要分布于中南部(武汉市境内)和东北部(黄冈和咸宁的山区带),时段内失控比例由70.09%降至67.13%;(2)相比于OLS和GWR模型,MGWR模型拟合精度更高,每一个自变量分配的可变带宽有效捕捉了尺度效应;(3)坡度、距水域距离是局域尺度变量,作用机制的空间差异较大;距道路距离、NDVI、年降水、年均温为区域尺度变量,回归系数的空间异质性相对较弱。[结论]2000—2020年武汉城市圈区域冲突状况有所改善;关注土地利用冲突驱动因素的空间作用效果可为城市圈用地矛盾缓解和优化管理提供实证参考。

吊瓜生产废弃物处理现状与建议

塑料大棚吊瓜生产废弃物瓜秧是可再生资源,为使废弃物瓜秧变废为宝,循环利用,农技人员深入生产基地调研吊瓜废弃物处理现状,结合外地综合利用方法进行分析,提出切实可行的处理建议。

耦合SOM-MCR模型的多特征生态安全格局构建——以武汉城市圈为例

面向“绿色城市圈”发展理念,构建武汉城市圈生态安全格局是实现区域经济、社会和生态协同发展的重要途径。传统研究采用的多指标叠加分析丢失了各因子蕴含的原始信息,仅可以识别同质化生态源地。将自组织映射神经网络模型(SOM)融入“重要性-敏感性-连通性”框架,依据生态系统服务组合划分生态功能区→识别多类型生态源地;综合自然因素与人类影响修正生态阻力面,并应用最小累积阻力模型(MCR)构建多特征生态安全格局。主要结论如下:武汉城市圈存在两类典型“高重要-低敏感—高连通”的生态源地,包括9756km^(2)的粮食供给区(孝感市、天门市、潜江市和仙桃市)和6791km^(2)的固碳释氧区(黄冈市东北和咸宁市东南),应作为生态安全核心区;低连通粮产源地分布于武汉市近郊与鄂州市,低连通碳汇源地分布在黄石市东南,宜作为生态保护功能区;共识别39条生态廊道,按照两端源地属性可划分为粮产连通轴、碳汇连通轴和跨类连通轴;综合构建了“一环、三翼、多联通”的武汉城市圈多特征生态安全格局。该格局有机融入了生态功能区划理念,有助于城市圈“因地制宜”采取相应的保护与修复策略。

山东沿海生态系统服务协同与权衡的空间格局及驱动力

提升区域生态保护效能,可为区域生态治理科学决策提供政策依据,以山东省沿海地区为研究区,使用InVEST模型和CASA模型测度产水服务、土壤保持、植被固碳和生物多样性的时空演变,借助差异比较法探究生态系统服务协同权衡的时空分异机制,进一步利用多尺度地理加权回归(MGWR)剖析了自然因素和人类活动因素对协同权衡的影响。结果表明:(1) 2018年研究区产水服务、生物多样性的均值为605.27 mm/a, 0.28,2010—2018年总量递增速率分别为0.21 mm/a, 0.23;土壤保持、植被固碳的均值为0.000 73 t/(hm^(2)·a),537.56 gC/(m^(2)·a),2010—2018年总量递减速率分别为0.62 t/(hm^(2)·a),2.1 gC/(m^(2)·a)。(2) 2010—2018年,生态系统服务的协同权衡具有显著的空间异质性,产水服务分别与土壤保持、生物多样性表现为强权衡弱协同;植被固碳分别与产水服务、土壤保持、生物多样性表现为强协同弱权衡。(3)产水服务、土壤保持、植被固碳三者存在显著相关性,受坡度、高程、日照时数等自然因素的影响大于人类活动因素的影响,其正负性和强度具有空间异质性。其余因子的解释力度较小且不固定,各项因素动态且综合影响协同权衡的变化。总之,研究区内4种生态系统服务之间协同与权衡具有显著的空间异质性,且影响因素的正负性和强度也具有空间异质性,研究结果可为山东省沿海地区生态治理提供参考。

西江流域生态补偿中居民支付偏好及潜在类型识别

探讨居民对流域生态环境改善的支付偏好差异及影响因素,为相关部门制定和实施差异化流域生态环境保护政策提供经验借鉴与理论依据。基于选择实验法构建西江流域生态补偿标准评估框架,采用多项式Logit模型与潜在类别模型,分析广西来宾、梧州和广东肇庆、佛山四市居民对西江流域生态环境改善的支付偏好,并探究居民的潜在偏好类别。结果表明(:1)受访者在流域生态属性支付偏好上存在显著差异,重视流域水质、森林覆盖率与旅游指数,忽视自然景观占比与生物多样性。(2)受访者愿意改善西江流域生态系统服务的整体最大年度户均支付意愿排序为:梧州549.35元>佛山507.60元>肇庆452.89元>来宾330.27元,两广经济相对发达地区梧州与佛山的补偿剩余均高于经济欠发地区来宾与肇庆,说明地区经济发展水平与居民的生态补偿支付意愿存在较大的关联性。(3)潜在类别模型估计结果再次印证四市受访者存在显著的偏好异质性,来宾、肇庆与佛山可分为3个潜在类别,梧州可分为2个潜在类别。未来,政府应结合流域各地区实际情况设置合理的生态补偿金区间,实施差异化流域生态补偿政策,并采取多样化措施调动居民参与生态环境保护的积极性。

多情景洪水灾害对城市道路拓扑特征影响研究——以武汉市中心城区为例

以武汉市中心城区为研究区构建道路拓扑网络,通过水文过程模拟获取积水地图、通勤出行模拟获取道路车流量,选取3种中心性指标表征多降雨重现期下道路网络拓扑特征,通过描述性统计、分布规律拟合及空间可视化等方法分析道路网络拓扑特征变化规律。结果发现:①洪水事件对城市道路网络拓扑特征影响显著,50年一遇情景下,道路网络节点与连边数量分别减少20.29%和37.04%,超过80%的节点或连边的中心性指标值发生变化。②洪水情景下道路网络中介中心性最大值及99%分位数有所提高、邻近中心性值有所下降,表明洪水事件使关键节点或连边在道路网络中的影响更加凸显,但节点或连边之间的联通程度受到破坏;中心性累积分布函数的尾部分布也证实了这一结论。③中心城区内关键道路及节点的分布随洪水强度增大呈现出向城市内部收缩的态势,具体表现为由城市二环线附近转移至一环线内沿江大道区域。在未来灾害管理和城市规划过程中,应当重视对核心区域道路疏通管控工作,防止拥堵现象发生;同时,加强外围区域道路建设、提高道路排水性能及路网连通性也是降低洪涝灾害对城市道路网络影响的关键。

广州主城区道路中心性与土地利用格局关系研究

深入探究多尺度道路网络中心性与土地利用格局之间的关系有助于指导和优化城市道路和土地布局。运用多中心评价模型对广州市主城区的道路网络进行多尺度测度,计算不同中心性等级城市的土地景观格局指数,通过Spearman相关分析探讨了多尺度道路网络中心性与景观格局指数之间的关系。结果表明:①道路网络中心性高值在广州主城区呈多核分布,道路网络表现为明显的多中心性;②在景观层面,MPS和SHDI与道路网络中心性均呈较强的负相关,MSI只与邻近中心性表现为强负相关性,在类型层面,各用地类型的MPS和MSI均与道路网络中心性具有强负相关性,不同城市用地PLAND与道路网络中心性的相关性差异较大;③邻近中心性和直线中心性与居住用地的正相关性强于商业服务业用地,中介中心性与商业服务业用地的相关系数大于居住用地,体现了广州市作为我国大城市独有的特点;④广州主城区在半径约为3000 m的尺度上,城市道路网络空间特征与土地利用格局呈现同质性。

基于生产生活可达性的农村居民点整治分区及模式

农村居民点整治应满足农户生产生活的需求,提高农村居民点的生产生活可达性。该文从生产生活可达性切入,以农村居民点生产生活可达性作为整治分区和采取何种整治模式的依据,从生产可达性和生活可达性两方面出发构建生产生活可达性评价指标体系,采用空间可达性测度方法和指标综合评判法计算得到农村居民点(斑块)生产生活可达性,将其分为I、II、III、IV 4个等级,分别对应发展区、优化区、引导区和拆迁区。根据整治分区并结合实际情况,划分了城镇化发展模式、城乡统筹发展模式、综合优化模式、辐射引导模式、增减挂钩模式和生态搬迁模式等6种整治模式,并对整治思路和具体做法做了探讨。该研究尝试将生产生活可达性评价结果应用于农村居民点整治,对有序整治农村居民点和改善提高农村人居环境有指导意义。

基于灰色局势决策规则的元胞自动机城市扩展模型

对标准的元胞自动机模型的元胞含义、规则定义等进行了扩展 ,探讨了元胞自动机模型与多目标灰色局势决策、层次分析方法有机结合 ,构建基于灰色局势决策、层次分析法与元胞自动机的城市空间动态扩展模型 。

地理大数据挖掘研究进展与挑战

大数据时代,全面涵盖人类活动与地理环境信息的地理大数据为更全面认识“人-地”关系提供了新的机遇。数据挖掘是地理大数据产生“大价值”的关键。与传统目的性采样数据(或“小数据”)相比,地理大数据具有更细的时空粒度、更广的时空范围、更丰富的人地关系信息、更高的时空有偏性及更低的时空精度。地理大数据的独特性使得地理大数据挖掘面临新的挑战。本文首先对地理大数据挖掘与空间数据挖掘的区别与联系进行分析;然后,对当前地理大数据挖掘方法、应用及软件的研究进展进行回顾和总结;最后,对地理大数据挖掘面临的挑战和发展趋势进行了展望。通过对地理大数据挖掘研究进展进行系统的分析,有望为地理大数据挖掘理论与方法的完善提供一定的参考和借鉴。

TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法研究

对TM/ETM+的大气校正产品质量进行评价是改进影像质量的必要手段。提出采用已有高质量TM/ETM+表面反射率产品作为参考影像评价TM/ETM+的大气校正产品质量的方法。该方法设计了面向产品质量评价的影像光谱采样方案和多时相遥感影像PIFs(pseudo invariant features,PIFs)样本自动识别方法,能对多时相/季相TM/ETM+大气校正产品质量进行评价。试验表明该方法能准确识别PIFs地物,评价结果真实反映了遥感影像大气校正结果准确度。方法具有快速和低成本等特点,能开展规模化应用。

基于灰色-马尔柯夫链预测模型的耕地需求量预测研究

讨论了耕地总量预测的方法 ,在分析现有耕地预测方法的基础上 ,针对灰色GM( 1 ,1 )预测与马尔柯夫链预测的优点和不足 ,提出了基于灰色 马尔柯夫链的耕地需求量预测模型 ,并以湖北省耕地需求量为例 ,对该模型进行了实例验证和应用。

基于GIS的小流域水土流失遥感定量监测研究

以三峡库区典型小流域为研究区域,通过遥感和野外调查进行信息采集,建立了流域环境数据库;在GIS支持下,根据修正通用土壤流失方程(RUSLE)模型对数据库实施运算操作,探讨了流域内土壤侵蚀强度的空间分布规律,并估算了小流域水土流失量。

Kriging空间分析法及其在地价评估中的应用

介绍了Kriging空间分析法在地价评估中的应用 ,并以武汉市住宅地价评估为例 。

基于知识的选址决策支持系统

针对选址决策特点,提出了基于知识的选址决策支持系统模型、结构,重点分析了系统知识获取、知识库设计和分层次推理策略;在知识获取中,引入知识挖掘手段,实现系统部分知识的自动获取。从决策目标和规则生成、适宜性推理、决策推理等方面,探索智能化选址空间决策支持系统的构建方法,实现了与GIS、应用分析模型的紧密耦合集成,并用实例分析说明了系统的信息处理流程和可行性。