2000-2020年滇中城市群不透水面时空动态演变及驱动力分析

[目的]揭示滇中城市群不透水面时空动态演变特征及驱动力机制,进而为制定滇中城市群规划和发展策略提供理论参考。[方法]利用2000—2020年滇中城市群GISD 30 m不透水面数据,运用不透水面动态度、标准差椭圆、象限分析法和地理探测器等空间分析方法揭示了不透水面时空变化规律及驱动力机制。[结果](1)时间演变:近20年滇中城市群不透水面整体扩展速率呈现下降—上升—下降的波动趋势,年均扩展速率为66.77 km^(2)/a,年均动态度达4.36%,不透水面的动态度呈现不断下降趋势。近20年来,滇中城市群不透水面面积扩大了1402.2 km^(2),增长率高达91.5%。(2)空间演变上:近20年滇中城市群不透水面扩展各个城市空间差异较大,其中昆明市不透水面扩展较多,楚雄彝族自治州扩展面积较少。各城市群总体上朝南部—东南部方向扩展,迁移重心基本稳定。(3)近20年来滇中城市群不透水面的扩展具有明显的方向性,总体向东北—西南方向扩展。其中2005年标准差椭圆面积最大,不透水面开始高速扩张,20年来不透水面重心变化较为稳定,整体一直保持向南迁移,总体变化相对较小。(4)从不透水面的驱动机制分析,人口因素对其扩展的影响显著,而LAI、坡度、降水、温度以及NDVI等因素对不透水面扩展的影响不显著。人口和其他因素之间的交互作用强度明显强于其他因素之间的交互作用。[结论]近20年以来滇中城市群不透水面不断扩展,对城市群的资源环境承载力和国土空间格局产生巨大影响,为此应加强不透水面空间优化布局,为实现滇中城市群高质量跨越式发展提供有力支撑。

基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析

利用环渤海2000—2020年土地利用产品、耦合生态系统服务价值模型、生态系统活力指数和InVEST生境质量模型评估环渤海海岸带地区生境质量的时空演化格局,采用地理探测器模型对生境时空演化进行驱动因子探测和交互作用分析。结果表明:2000—2020年环渤海地区整体生境质量等级处于中等且呈持续上升趋势,其中大连市、营口市、葫芦岛市和秦皇岛市生境质量较高;2000、2010、2020年环渤海地区生境质量处于中等等级面积占比依次为53%、57.4%、58.3%,等级由低、较低等级转化为中等等级的面积占比较大;2000—2020年环渤海地区生境质量变化主要受气温、高程、降水、路网密度和植被覆盖率等因子的影响,其中降水、气温和高程的影响程度较强,因子交互呈现双因子增强和非线性增强两种复合增强结果。研究结果可为海岸带地区生境修复、土地利用规划提供参考。

基于结构方程模型的大兴安岭北部天然林林下草本物种多样性驱动力分析

林下草本层植物在森林群落结构稳定性的调节和生态功能的发挥上具有非常重要的作用,是森林生态系统不可或缺的组成部分。以大兴安岭北部天然林为研究对象,运用结构方程模型探究气候、土壤和林分空间结构等环境因子对林下草本物种多样性的相对重要性,并探讨影响因子之间存在的复杂关系对林下草本物种多样性的影响机理。结果表明,从整体上来看,气候、土壤和林分空间结构对林下草本物种多样性均有较强的影响作用,其中气候的影响强度最大,土壤次之,林分空间结构的影响作用最小。从中介效应上来看,气候变化会导致土壤和林分空间结构发生变化,进而影响林下草本物种多样性,除此之外,还发现林分空间结构的改变,也会导致土壤性质发生变化,进而影响林下草本物种多样性。从影响系数上来看,影响林下草本物种多样性的驱动因子因各影响因素的不同而存在差异,年均降水、有机碳含量、混交度是分别表征气候因子、土壤因子、林分空间结构影响林下草本物种多样性的主导因子。在大兴安岭林区开展林下草本物种多样性保护及修复工作时,可适当调整混交度,维持合理的林分结构,并综合考虑改善土壤养分的森林经营方案。

天山冰湖分布时空特征及驱动力分析

冰湖面积变化是全球气候变化的指示器。天山地形复杂,冰湖分布广泛,其变化特征和对气候变化的响应机制还需要进一步探究。基于Google Earth Engine(GEE)平台研究天山近20 a的冰湖变化情况,同时结合降水和温度进行驱动力分析。结果表明:(1)2020年天山共有冰湖1532个,冰湖面积164.02 km^(2);天山冰湖分布呈现西多东少的特点,东、西2个部分冰湖面积年平均增长率分别为3.47%和0.63%。(2)天山海拔低于3600 m范围内的冰湖普遍呈扩增趋势,面积<0.1 km^(2)的冰湖变化更为明显。(3)地理探测器结果表明,温度和冰川是影响天山冰湖变化的主要驱动因子。2000—2020年天山东部降水明显增加,温度呈不显著降低趋势,该区域冰湖面积在稳定充足的冰川融水与径流补给下持续扩张。研究结果可以为天山水资源的合理开发以及冰湖溃决灾害风险评估提供科学依据。

流域水网环境异质性及驱动力分析

【目的】水网结构和类型的产生与多种环境因素相关,对流域水网的环境异质性及驱动力方面的分析,是调整水系结构、合理恢复和保护水网的重要基础工作。【方法】以长江流域、黄河流域、淮河流域和海河流域为研究对象,基于典型水网类型,系统分析对比四大流域的环境异质性。进一步采用Pearson相关性分析、冗余分析、地理探测器分析方法,定量梳理各因子对于水网结构和类型的解释度。【结果】结果表明:网状和混合状水网流域内,坡度为0.0°~5.0°的比例大于55.05%,地形起伏度为0~70 m的比例大于67.98%,土地利用类型多为耕地和人造地表。矩形状、平行状、树枝状和扇状水网流域内,坡度为5.0°~35.0°的比例大于62.42%,地形起伏度为70~500 m的比例大于49.63%,土地利用类型多为耕地、林地和草地。土壤侵蚀强度、降水量、湿润指数、气温和水利设施数量也在不同水网类型中表现出异质性。气候因子与河流弯曲度显著正相关,地形因子、开发程度与水网的密度和流向最大频率均显著负相关。所选因子对四大流域水网结构特征的总解释率达53.47%。【结论】水网结构和类型受到多种因素的综合影响。坡度和湿润指数对水网结构有较大影响,解释率分别为21.40%和16.50%。降水量对水网类型的解释度最高,为16.61%。开发程度和气候因子的交互作用对水网类型的形成有重要影响,解释度接近50%。

浙江省湿地变化检测及驱动力分析

面对全球气候变化,要加强湿地保护,认识湿地重要性,合理利用湿地资源,研究分析湿地变化及其驱动力,促进湿地保护和人类可持续发展。文章使用Landsat OLI和OLI-2系列影像,采用监督分类和非监督分类中5种典型的分类方法进行浙江省湿地信息的提取,得到2013—2023年浙江省湿地分布及变化数据,并进行驱动力分析,发现浙江省湿地空间格局的变化受社会经济因素与自然因素的共同影响。研究结果为浙江省湿地发展、湿地保护和土地利用规划提供了一定的科学依据。

景电一期灌区土地利用变化及驱动力分析

研究利用2000、2010、2020年3期Globeland 30土地覆盖数据,结合资料收集、现场调研、土地利用转移矩阵法、土地利用动态度法等研究方法,分析2000、2010、2020年土地利用变化特征;根据2007—2020年景电一期灌区社会经济数据,运用SPSS主成分分析法对土地利用变化及驱动力进行分析。结果表明:灌区地类主要以耕地和裸地为主,占总面积的85%以上;2000—2010年,人造地表、湿地、水体面积分别减少14.74 km^(2)、0.97 km^(2)、0.13 km^(2);2010—2020年,人造地表面积增加36.35 km^(2);整个研究期(2000—2020年),灌区综合土地利用动态度为0.25%,人造地表和水体面积分别增加21.61 km^(2)和0.48 km^(2);景电一期灌区土地利用变化主要驱动力为产业、经济和人口变化。研究成果可为灌区水土资源高效利用奠定基础。

耕地土壤酸化改良农户行为的逻辑路径与驱动力分析

从农户主体维度出发,提出耕地土壤酸化改良农户行为的逻辑主要沿“认知—意向—行为”路径,运用结构方程模型(SEM),探究耕地土壤酸化改良农户行为的主要驱动力,为后续土壤酸化治理政策执行指出了重点方向。结果表明:(1)农户土壤酸化治理意向、农户个人特征对其酸化治理行为分别在1%、2%的水平上具有显著正向影响;(2)土壤酸化认知、经济利益驱动、治理便利条件对农户酸化治理意向分别在1%、2%、1%的水平上具有显著正向影响;(3)经济利益驱动对土壤酸化认知在3%的水平上具有显著负向影响;(4)土地耕作情况对酸化治理意向在1%的水平上具有显著负向影响;(5)农户酸化治理行为的选择受多个因素的影响,应重视农户对土壤酸化的认知度,通过提高农户土壤酸化治理意向来推动农户采取土壤酸化治理行为,加强科普宣传,从现实耕作情况出发,为农户自发采取酸化治理行为提供便利条件,辅以土壤酸化治理的激励政策,调动农户参与土壤酸化治理的积极性,提升土壤酸化治理的实际效果。

内蒙古生态系统时空格局及驱动力分析

全面理解生态系统的时空特征及其演变规律,对于支撑生态系统服务功能研究以及保障中国生态安全具有深远意义。为探索生态系统的变化,以内蒙古为研究对象,对1980年—2020年生态系统的变化特征展开分析,并借助地理探测器进一步识别了影响生态系统时空演变的驱动因子。研究结果显示:近40年来,内蒙古的生态系统发生了显著变化,农田生态系统持续增加,森林覆盖率有所提升,草地和湿地的退化速度也得到了一定程度的控制。对于DEM高程、坡度、年均降水量、年均气温、人口密度和人均GDP这6个驱动因子,2000年—2010年地理探测器探测结果的P值均为0,均呈现出较高的显著性水平。研究结果可以为生态系统的恢复和中国北部地区生态屏障的建设提供科学依据。

云南省2000-2021年植被NDVI时空变化及驱动力分析

研究云南省植被NDVI时空变化及驱动力分析,量化气候变化和人类活动对植被NDVI的影响,为云南省的环境保护及生态系统的改善提供建议。本研究基于2000-2021年MODIS数据,通过一元线性回归趋势分析法和残差分析法,研究了人类活动和自然因素对植被覆盖度的影响。其中,云南省年均NDVI呈增加趋势的面积为89.66%,呈减少趋势的面积为10.34%。气候因素和人为因素对云南省植被覆盖度的影响有很大的差异性,但大多以正面影响为主。人为因素和自然因素相比,人为因素对植被变化的贡献大于自然因素对植被变化的贡献。

基于DPSIR模型的黄土高原生态敏感性演变格局及驱动力分析

摸清生态系统敏感性时空演变格局,对其驱动因素及未来发展趋势进行探测是修复和提高生态系统稳定性的重要内容。黄土高原是世界上水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区之一,探究该地区生态敏感性时空演变特征及驱动因素,科学划分生态敏感性治理分区对于促进国家生态文明建设具有重要意义。基于“驱动-压力-状态-影响-响应”(driving-pressure-state-impact-response,DPSIR)框架,耦合空间距离指数和全排列多边形图示指标法构建生态敏感性指标体系,使用地理信息演变图谱和地理探测器研究黄土高原2000—2020年5个时间点生态敏感性时空格局和驱动力,最终划分生态敏感性治理分区。结果表明:(1)研究期内黄土高原生态敏感性表现为西北高、东南低的分布特征,时间上先增加后下降。(2)研究期内黄土高原生态敏感性转移类型以波动稳定型为主,生态改善区面积占比最大(35.17%),变化0次和1次的面积占比62.06%,生态环境演变稳定向好。(3)生态敏感性的各驱动因素中,NDVI和降水量以及两者与其他因子的交互作用对于黄土高原生态敏感性具有明显的驱动作用。(4)2030年低度敏感将成为黄土高原的主要敏感类型;沙地和农灌区以及黄土高塬沟壑区的中西部是生态敏感性治理的重点地区。整体来看,黄土高原生态环境有所好转,生态治理措施取得了积极成效,该研究可为黄土高原生态治理及高质量发展提供参考。

1980—2018年成都市建设用地扩张时空演变及驱动力分析

基于土地利用栅格数据,借助建设用地扩张强度和速度指数、等扇形分析法、土地利用转移矩阵和PLUS模型等方法,探究了成都市1980—2018年城市建设用地扩张的变化特征以及驱动力。结果表明:1980—2018年成都市建设用地面积持续增加,38年间共增加1.38×10^(4) hm^(2),主要来源于耕地面积的减少。建设用地扩张方向性明显,呈现出向东南方倾斜的态势,且东部和南部地区在持续扩张。扩张强度呈从城市中心向外围区县地区逐渐减小的趋势,中心的主城区扩张强度最高;扩张速度最快的区域集中在东部和南部的双流、武侯和简阳等地,位于西侧的蒲江、邛崃和崇州等地扩张速度最慢。GDP、距政府驻地远近等社会经济因子和高程、年均温、水域等自然因子是影响城市建设用地扩张的主要驱动力因子,在水域、高程、年均温等自然因子的影响下,在GDP、距政府驻地远近及交通条件等社会经济因素的推动下,成都市建设用地面积不断扩张且方向性显著。

河南省三维生态足迹及其驱动力分析

作为中国农产品主产区和矿产资源大省,河南省的生态足迹及其驱动力研究对于黄河流域高质量发展具有重要意义。该文基于三维生态足迹模型,核算河南省18个城市不同地类的均衡与产量因子,刻画各市2009-2016年生态足迹广度、足迹深度、三维生态足迹的时空特征,并利用偏最小二乘回归模型揭示各地三维生态足迹的驱动力因素及其差异性。结果表明:(1)生态足迹广度高值主要集聚于豫东、豫南,低值分布于豫北地区,最高值为商丘(192.53×10^(4)~276.02×10^(4)hm^(2)),济源最低(15.73×10^(4)~16.81×10^(4)hm^(2))。耕地、草地对足迹广度的贡献率较高,Shannon-Wiener指数显示空间上其组分存在土地互补性;(2)各市足迹深度均大于1.00,许昌的足迹深度高达5.40~12.65,大多数城市在研究期间呈增加趋势,仅焦作、周口的年均增长率为负值。耕地、化石能源用地是影响足迹深度的重要地类。三维生态足迹的时空特征与足迹广度较为一致。(3)中学生在校生、居民年人均可支配收入、第二产业GDP的增长将导致生态足迹的持续扩大,小学生在校生、科技人员全时当量、居民人均消费支出等的增加可改善生态赤字状态,在不同年份、不同城市中有明显异质性,表明社会经济发展对自然资本利用在市域上具备复杂的尺度效应。研究结果可为省市间生态补偿、产业优化转型、土地综合规划等政策制定提供技术支撑与参考依据。

吉林省延边州湿地土壤全氮空间分布及驱动力分析

以吉林省延边州草甸沼泽湿地、河流湿地、林下沼泽湿地和水库人工湿地的土壤全氮(TN)为试材,采用半方差函数、普通克里金插值和因子探测器的方法,研究了吉林省延边州草甸沼泽湿地、河流湿地、林下沼泽湿地和水库人工湿地的土壤TN空间异质性以及驱动力,以期为评价湿地土壤肥力和土壤质量的重要指标提供参考依据。结果表明:延边州林下沼泽湿地土壤TN含量最高;不同湿地类型中,除河流湿地外,其它湿地类型中汪清县的土壤TN含量均呈现最高值;在空间相关性中,河流湿地土壤TN含量呈现出中等空间相关性,其它类型湿地呈现强烈空间相关性;但草甸沼泽湿地和水库人工湿地具有较大的空间自相关范围;草甸沼泽湿地和水库人工湿地改变土壤TN含量的主要驱动力因子是海拔,其它类型湿地是人口密度。通过对延边州的不同湿地类型全氮含量研究,得出湿地全氮分布有着显著差异,该研究结果可为湿地生态系统管理、保护和治理提供重要基础。

经济增长与结构变化对亚洲国家碳排放与空气污染物排放的影响——基于KAYA、LMDI与SDA分解的驱动力分析

为考察21世纪以来亚洲不同国家和地区碳排放与空气污染物排放的驱动因素,尤其是社会经济发展和结构转型引起的经济体量和结构变化对各国排放的影响,论文使用两类分解研究方法,分析了中国、印度、日本等9个亚洲国家和地区2004—2014年碳排放与空气污染物排放的主要驱动因素,定量识别了各因素对排放量变化的绝对与相对贡献。在经济结构因素方面,首先基于KAYA和LMDI分解法初步分析了经济结构可能的贡献大小,并进一步基于SDA分解法具体考察了GDP部门产出结构比例的影响,以及GDP中投资、消费、出口占比及其结构对排放的分别影响。研究发现,经济规模增长是亚洲各个发展中国家排放量上升最重要的驱动力;同时,排放系数的下降对绝大部分亚洲地区排放量影响也很大。与此二者相比,经济结构变化对于各国排放量变化的影响较小,约小一个数量级,这也意味着各国在经济结构方面可能尚有较大的减排潜力。

2000—2020年平潭综合实验区景观格局动态变化及驱动力分析

【目的/意义】分析平潭综合实验区20年间景观格局动态变化及其驱动力因素,以期从景观格局角度为今后实验区的景观环境资源的合理利用和保护提供策略依据。【方法/过程】以2000年、2010年、2020年3期的30 m分辨率的全球地表覆盖产品GlobeLand30为数据源,将土地覆被类型分为7类,计算景观格局指数,分析景观格局动态变化,并结合主成分分析法对驱动力因素进行探讨。【结果/结论】结果显示:在2000—2010年间,平潭综合实验区各项景观类型指数差异值相对较小,主要表现在建设用地的增加,以及林地、草地等生态用地的减少;2010—2020年间,从景观水平看,实验区分维数、蔓延度指数持续下降,香农多样性指数明显增加,景观破碎度态势严重,人为活动干扰对当地景观格局的影响较大;森林景观类型面积在2010—2020年间明显增多,斑块数量大幅下降,斑块凝聚度值升高,森林景观类型的破碎化程度降低;湿地与水域的景观类型斑块类型面积在2010—2020年间呈现下降趋势,周长—面积分维数与斑块凝聚度值降低,斑块边界形状趋于简单,内部自然链接程度下降。驱动因素分析表明,社会经济因素和政策因素均在很大程度上直接影响平潭综合实验区景观格局的动态变化。

乱占耕地建房扩张驱动力分析——以A地区为例

为了落实国务院对农村乱占耕地建房问题的整治工作,以A地区为例,摸清A地区乱占耕地建房情况,探究乱占耕地建房的驱动力因素。利用A地区乱占耕地的现状调查与统计数据,结合历年统计年鉴的社会经济数据,分析了A地区2016—2020年乱占耕地建房扩张的过程与特点,采用灰色关联度分析、线性相关分析方法定量分析乱占耕地建房变化的驱动因素。研究结果表明:A地区乱占耕地建房面积变化总体呈现迅速增长趋势,乱占耕地建房的现象突出;各类社会经济驱动因素中,第一产业的不断发展、地区生产总值的增长、人均GDP的增长是影响该地区乱占耕地建房扩张的最重要因素。

G7国家固体废弃物处理领域甲烷排放驱动力分析

甲烷控排是有效减缓全球温升效应的重要举措,已引起国内外广泛关注。文中基于EDGAR数据库,采用脱钩指数和对数平均迪氏指数(LMDI)分解法对G7国家固体废弃物(以下简称固废)处理领域甲烷排放与经济发展之间的关系进行量化分析。研究发现,G7国家固废甲烷排放均已出现峰值,美国、加拿大、法国、德国、英国和日本达峰时人均GDP集中在3万~4万美元,意大利人均GDP刚超过2万美元,各国排放均未与经济发展实现绝对脱钩。以人口、人均GDP、固废产生强度、甲烷排放系数为驱动力进行结构分解,结果表明,人口和人均GDP的增长持续驱动G7各国固废处理甲烷排放量攀升,但驱动力随发展速度下降而显著减弱。甲烷排放系数的降低是实现控排的最主要因素,固废产生强度下降在大部分时期同样能够抑制甲烷排放增加。通过不断强化垃圾分类回收、推动填埋场甲烷收集利用,甲烷排放系数有望持续降低。结合G7国家采取的主要控排政策与行动,为助力中国在固废领域甲烷控排,提出了制定减排战略、控制固废产生强度、减少进入填埋场的有机物、强力推进填埋气回收利用或是销毁等建议。

近35年新安江流域生态系统服务价值评估与驱动力分析

生态系统服务为人类的生存发展提供了必要条件,对实现人与自然和谐发展、生态社会经济可持续发展具有重要意义。本文基于地理信息系统(GIS)可视化软件,开展近35 a新安江流域生态系统服务价值动态评估,估算不同时空生态系统服务价值变化,分析新安江流域生态系统服务价值动态变化,并运用地理探测器,定量地探测研究区生态系统服务价值的空间分异性以及揭示其背后驱动力。结果表明:新安江流域生态系统服务价值整体上随时间呈增长趋势;从各项生态系统服务功能来看,四大生态系统服务功能的价值占比由大到小排序依次为:调节服务>支持服务>供给服务>文化服务;从不同土地利用类型来看,各土地利用类型的生态系统服务价值均有所增加;新安江流域近35 a间生态系统服务价值整体空间分布状况较为一致,空间异质性较强,存在明显的高值区与低值区;新安江流域生态系统服务价值的演变驱动是由自然因素与人为因素等多种因子共同作用的结果。

三峡地区土地利用/土地覆被变化及其驱动力分析

三峡地区是生态环境的脆弱地区,这与其特殊的自然地理环境息息相关。从土地利用/土地覆被的角度出发,利用RS和GIS技术,阐明了20世纪最后10年库区土地利用/土地覆被变化在数量、结构、类型和空间分布上的特点,并进一步分析了库区土地利用/土地覆被变化的驱动力,得出以下结论:(1)10年间除建设用地和草地面积增加外,其他土地利用类型都呈现出不同程度衰减;(2)建设用地以高速增长,增幅达21528.09hm2;(3)耕地减少的幅度较大,达18399.29hm2,主要转变为建设用地;且减少的耕地多为位置相对优越,产量较高的优质良田;(4)林地面积总趋势是减少,主要转变为草地、旱地和建设用地,其中有林地减少的幅度较大,达7411.93hm2;(5)草地的面积总体增加,主要源自于林地和旱地的变化;(6)库区土地利用/土地覆被的空间格局分为3个主导因子变化区域:耕地-城镇型、林灌-耕地型和复合型;(7)库区土地利用/土地覆被变化的驱动力主要为:经济因素、人口压力、宏观政策及三峡工程4个方面,这4个方面不是孤立的,而是互相影响、互相制约的,共同影响库区的土地利用/土地覆被类型。