河北省自然资源综合利用与社会经济高质量发展耦合协调时空特征及影响因子研究

通过构建自然资源综合利用与社会经济高质量发展评价体系,分析2005—2020年河北省自然资源综合利用与社会经济高质量发展水平;利用耦合协调度模型测算二者耦合协调度,分析其时空分异特征;运用障碍度模型、地理探测器探究影响河北省自然资源综合利用与社会经济高质量发展耦合协调的主要影响因子。结果表明:①2005—2020年河北省自然资源综合利用水平及社会经济高质量发展水平总体呈上升趋势,自然资源综合利用水平由0.40波动增长至0.97,社会经济高质量发展水平由0.25持续增长至0.96。②自然资源综合利用与社会经济高质量发展的耦合度呈波动上升趋势,耦合协调度及耦合协调等级显著提升,由勉强协调发展为优质协调,但耦合协调度呈现出“北高南低”的空间格局。③万元GDP建设用地面积、自然资源多样性指数、人均水资源量、万元GDP耗水量是制约全省自然资源综合利用与社会经济高质量发展耦合协调的重要内部障碍因子,地形位指数、交通便利度和人力资本是影响较大的外部环境因子。

基于扩展PMC指数模型的区域科技创新政策评估研究——以河北省国家级高新区为例

该文以河北省5个国家级高新区为案例地,采用扩展PMC指数模型将单一政策扩展到政策群,并将计算结果与具体政策内容结合分析,开展区域科技创新政策评估研究。研究发现河北省5个国家级高新区在科技创新政策制定上存在显著的区域不均衡和主题不均衡,主要表现在:石家庄高新区科技创新政策力度明显较高,尤其是针对平台、人才、高技术企业等重要创新资源的政策制定力度远高于其他高新区;在政策主题方面,5个高新区在创新成果产出和开放创新方面的政策相对较弱。根据研究结果提出河北省国家级高新区应重视创新成果产出和开放创新方面的政策制定,唐山、保定、承德、燕郊高新区还应同时重视平台、人才、高技术企业等方面的政策制定。

关于河北省国土空间生态修复分区的探讨

国土空间生态修复规划是全面实施生态修复,深入推进生态文明建设的行动指南和纲领性文件。科学合理的生态修复分区是国土空间生态修复的重要前提。河北省是首都水源涵养区和京津冀生态环境支撑区,生态战略地位突出,合适的生态修复分区对生态修复工作具有重要的空间引导作用。本研究在梳理分析河北省生态分区演化历程的基础上,按照国土空间生态修复分区新理念、新要求,分别研究提出基于地貌单元和基于流域系统的河北省国土空间生态修复分区方案,并比较了二者的优缺点,以期为合理确定河北省国土空间生态修复分区提供参考。

北方农牧交错区生态环境质量动态评价及影响因素分析——以河北坝上地区为例

[目的]农牧交错区是我国典型的生态脆弱区,精准评估农牧交错区生态环境质量与影响因素对地区的生态环境保护及治理有重要作用,可以为区域生态文明建设与实现可持续发展提供科学参考。[方法]本文基于Google earth engine(GEE)平台,利用2000-2020年Landsat遥感影像、土地利用数据、植被净初级生产力数据,根据河北坝上地区的生态特点,构建新型遥感生态指数(new Remote Sensing Ecological Index,nRSEI),评估了河北坝上地区2000—2020年的生态环境质量动态变化特征,并引入地理探测器分析了影响生态环境质量变化的自然因素和社会经济因素。[结果](1)2000—2020年河北坝上地区nRSEI均值经历了“上升—下降—上升”的过程,总体表现为增加。研究区东侧生态环境质量较高,西部区域的生态环境质量略低;(2)2000—2020年期间河北坝上地区生态环境质量变化中改善的面积占比较高,占研究区总面积的76.16%,生态环境质量改善主要发生在研究区西部;恶化的面积占比为8.20%,生态环境质量下降主要发生在研究区东部;(3)2000—2020年期间河北坝上地区生态环境质量空间分布呈现出显著的空间自相关性,局部聚集以“高-高”和“低-低”为主:(4)2000—2020年,单因子中对生态环境质量影响较大的为自然因素中的温度、降水量和坡度以及社会经济因素中距一级、三级道路距离、距县政府距离;2000年和2010年与距一级、三级道路距离、距县政府距离交互的组合交互作用值较高;2005年、2015年和2020年则是与降水量交互的组合交互作用值较高。[结论]河北坝上地区的生态环境质量虽近年有所好转,但其仍处在生态脆弱地区,应重视其生态环境的保护及治理,减少气候变化和人类活动对生态环境造成的破坏。

坝上地区察汗淖尔流域盐尘暴形成风险研究

近年来,位于冀蒙交界处的察汗淖尔日渐干涸,有成为盐尘暴策源地的风险,这引起了人们的高度关注和普遍担忧。盐尘污染治理的重要前提是确定盐尘暴的形成区域。作者通过调查取样和遥感解译,对察汗淖尔流域表层土壤盐渍化程度和植被覆盖进行了全面分析,确定了察汗淖尔流域盐尘暴形成的主要潜在区域,并进行了盐尘源风险等级划分。结果表明,察汗淖尔流域土壤盐渍化程度呈现中间高,四周低的趋势。流域内植被覆盖状况总体较好,东南部总体优于西北部,但干涸湖心仅有零星植被。干涸湖心及其周边区域不仅表土盐分含量高,植被覆盖状况也较差,发生严重风蚀可能性较大,是盐尘暴形成的中高风险区。流域的其他区域或者土壤盐分含量低,或者植被盖度高,盐尘暴形成风险较低。该研究结果为掌握察汗淖尔,乃至坝上地区其他干涸湖盆盐尘源分布特征,并采取针对性的防治措施提供了重要参考。

基于土地利用和夜间灯光数据的京津冀区域碳排放时空分异研究

对区域土地利用碳排放进行测度有助于优化国土空间布局,为国土空间规划和区域碳补偿/减缓政策制定提供依据。该文基于1995-2018年京津冀区域土地利用和夜间灯光数据,利用碳排放系数和IPCC温室气体排放清单,探究区域土地利用碳排放时空分异特征。结果表明:1)京津冀区域净碳排放量呈现递增趋势,由1995年的12461.78万t C·a^(-1)增至2018年的35706.69万t C·a^(-1),但增速减缓,其中北京土地利用净碳排放量在2010年达到峰值,天津在2015年达到峰值,河北仍处在增长状态;2)碳吸收区集中分布在西北部燕山—太行山地区,低净碳排放区集中分布在东南平原区,中净碳排放区主要分布在农村居民点和环渤海区域,中高净碳排放区主要分布在北京市主城区,高净碳排放区主要分布在天津市主城区和石家庄、廊坊、保定等城市市区以及部分县域中心城区;3)碳吸收区域和低净碳排放区域面积占比最大,为90%±2%,但碳排放量主要产生在中高净碳排放区域和高净碳排放区域,由1995年的68.41%升至2018年的87.13%。碳减排措施的综合应用是区域实现碳中和的必经之路。

中国红色旅游研究现状、前沿与框架——基于CiteSpace知识图谱分析

作为特定历史时期形成的主题旅游活动,红色旅游自20世纪90年代在我国兴起,历经20多年取得长足进展,并已完成《全国红色旅游发展规划纲要》三期规划,积累了大量研究成果。对以往红色旅游研究进行归纳和梳理,系统呈现红色旅游研究的成果和研究脉络,从而形成知识结构体系并进一步推动研究深化甚为重要。该文基于中国知网数据库收录的相关文献,采用科学计量工具CiteSpace绘制红色旅游研究的知识图谱,揭示红色旅游相关研究特征和主题演变过程,总结其研究框架和趋向。具体而言,我国红色旅游研究呈现随时事热点和政策导向阶段性波动的趋势,已形成初级团队协作模式;红色旅游研究历程可划分为应用探索阶段(2003-2010年)、融合拓展阶段(2011-2015年)和激活效应阶段(2016-2021年),研究主题聚集在红色旅游资源、红色旅游市场和红色旅游效应三大领域;结合新时代对红色旅游的发展要求,构建了以意识教育、区域发展、遗产保护和生态建设为核心要素的红色旅游研究框架,在此基础上提出科学问题并对未来研究进行展望。

基于“点—轴”理论的京张体育文化旅游带建设研究

加快建设京张体育文化旅游带是深入推进京津冀协同发展的重要抓手和持续释放冬奥会效应的重要举措。该文基于“点—轴”理论,利用重点调查法、核密度分析法、对应分析法和SPSS、GIS分析工具,对京张体育文化旅游资源进行分析,结果表明:1)京张体育文化旅游资源丰富,呈“大分散、小集中”空间分布态势,对应分析显示文化与体育旅游融合发展还不够深入,各区县优势资源具有明显差异;2)京张体育文化旅游带形成了以体育为引领的3个高密度点(即2022年北京冬奥会的三大赛区),以京张高铁、京尚高速、京蔚高速为轴线的资源密集带和若干文旅资源密集区,形成“3个增长极、3条增长轴、7个集聚区”的空间结构体系;3)在“点—轴—面”的空间模式引导下,京张体育文化旅游带可聚焦极核引领、轴向拓展和区域创新,不断扩大“点”的极化效应、“轴”的扩散效应和“面”的带动效应。

长城视觉景观资源及感知区位计算方法

国家文化公园建设背景下,针对长城遗产价值深度呈现和系统阐释的现实需求,从人与景观交互的关键感知方式出发,定义包含本体要素、环境背景和视觉感知区位信息的长城视觉景观资源新概念,并系统解析长城视觉景观资源的研究意义,以突出视觉感知在长城美学、功能和文化语义阐释等方面的重要价值;初步制定长城视觉景观资源语义特征点的选取规则和编码方法,以GIS视域分析为基础提出长城视觉景观资源感知区位计算方法,计算结果支持提取任意栅格的可视语义特征点集合,进而解析该区位的特征点类型结构和空间模式,挖掘隐藏其中的长城景观系统结构、功能、文化和美学等语义信息。以“老龙头—山海关—角山”长城区段为例进行实证研究,通过计算5个子系统感知区位信息及其最优区位,可得到整个区段的最优感知区位链。该研究是对长城视觉景观资源概念、研究方法和应用实践的系统思考,对于推动国家文化公园可持续建设具有理论和实践借鉴价值。

石家庄市园林绿地外来入侵植物种类及分布特征

通过对公园、道路、小区(园区)等30个调查样区园林绿地的调查,发现石家庄市园林绿地中共有20科44属56种外来入侵植物。在生活型上,草本植物占绝对优势,为92.9%;原产地为美洲的最多,占66.1%;在引入途径上,人工引种和无意引入的植物几乎各占一半;外来入侵植物分布的种类和数量与绿地面积大小、样区建成时间的长短、绿地组成结构以及绿化管护水平相关,其中绿地面积大、建成时间长、绿地以草本植物为主、绿化管护水平较低的样区分布较多;在56种外来入侵植物中有3种具有毒性,从入侵性上看,外来入侵植物共分为恶性入侵类、严重入侵类、局部入侵类、一般入侵类以及有待观察类5个等级。

2013-2020年京津冀地区PM_(2.5)浓度时空变化模拟及趋势分析

为研究京津冀地区PM_(2.5)浓度时空变化趋势,利用多角度大气校正(MAIAC)气溶胶光学厚度(AOD)产品,结合气象和土地利用等数据,构建线性混合效应(LME)和地理加权回归(GWR)组成的两阶段统计回归模型,建立了2013-2020年1 km空间分辨率的PM_(2.5)浓度数据集。结果显示:模型交叉验证后的决定系数(R^(2))、斜率、均方根预测误差(RMSPE)和相对预测误差(RPE)范围分别为0.85~0.95、0.87~1.05、7.87~29.90μg/m^(3)和19.19%~32.71%,数据质量较高;2013-2020年京津冀地区PM_(2.5)浓度呈现出明显的时间特征(冬季高、夏季低)和空间特征(南部平原高、北部山区低);相对2013年,2020年PM_(2.5)高浓度区域明显缩小,年均浓度下降54.04%,全域降至55μg/m^(3)以下,由于政府对污染物排放的严格控制,2015-2017年冬季PM_(2.5)浓度出现大幅下降;相对2017年,2018-2020年PM_(2.5)浓度下降不明显。研究结果可为京津冀及周边地区空气污染防治提供科学依据。

未来升温情景下中国马铃薯产量和水分利用效率变化

升温和降水变化对全球马铃薯生产构成巨大挑战。揭示未来升温1.5和2.0℃情景下中国不同种植区马铃薯产量和水分利用的变化,对保障中国粮食安全具有重要意义。该研究基于中国不同地区的气候条件和种植制度,将全国马铃薯种植区划分为北方一作区、中原二作区、南方冬作区和西南混作区。进而,基于未来全球气温与基准期(1986-2005)的差值,推算得出全球升温达到1.5和2.0℃的时段分别为2016-2035年和2028-2047年。在全国马铃薯种植区共选择7个马铃薯典型品种。该研究基于气候模式通过降尺度获取的未来气象数据,驱动充分校正的APSIM-Potato模型,模拟分析未来升温1.5℃(2016-2035年)和2.0℃(2028-2047年)情景下中国不同种植区雨养和灌溉(基于土壤水分亏缺模型启动自动灌溉)马铃薯产量和水分利用的变化。结果表明:基准期(1986-2005年),雨养马铃薯产量、生育期蒸散量(evaportranspiration,ET)和水分利用效率(water use efficiency,WUE)分别为0.05~52.40 t/hm^(2)、7~454 mm和3~193 kg/(mm·hm^(2)),与基准期相比,升温1.5℃情景下,北方一作区和中原二作区马铃薯产量和ET呈增加趋势,产量分别增加1.46%和1.93%,ET分别增加3.14%和2.93%;南方冬作区和西南混作区产量和ET呈下降趋势,产量分别下降4.51%和12.74%,ET分别下降2.23%和8.44%;4个种植区马铃薯WUE均呈下降趋势。升温2.0℃情景下,北方一作区、中原二作区和南方冬作区马铃薯产量和ET均呈增加趋势,产量分别增加15.48%、1.54%和3.27%,ET分别增加12.12%、4.63%和4.19%,西南混作区产量和ET分别降低8.82%和8.29%;北方一作区马铃薯WUE呈增加趋势,其他3个区下降0.57%~3.25%。基准期(1986-2005年),灌溉马铃薯产量、ET和WUE分别为6.80~59.60 t/hm^(2)、151~631 mm和7.90~163.60kg/(mm·hm^(2)),与基准期相比,升温1.5℃情景下,北方一作区和中原二作区产量呈增加趋势,分别增加3.60%和3.00%,南方冬作区和西南混作区分别下降1.12%和11.79%;ET在北方一作区、中原二作区和西南混作区呈增加趋势,分别增加4.63%、3.99%和2.14%,在西南混作区下降4.87%;4个种植区马铃薯WUE均呈下降趋势。升温2.0℃情景下,北方一作区、中原二作区和南方冬作区产和ET均呈增加趋势,产量分别增加5.63%、6.82%和6.46%,ET分别增加11.94%、8.58%和7.12%,马铃薯西南混作区产量和ET分别下降8.56%和5.31%;4个种植区WUE均呈下降趋势。研究结果表明未来升温使北方一作区和中原二作区雨养和灌溉马铃薯增产,而导致南方冬作区和西南混作区减产。该研究可为中国马铃薯生产适应未来气候变化提供理论指导。

农牧交错带灌溉和旱作模式下马铃薯耗水差异

为揭示北方农牧交错带地区马铃薯“水改旱”种植对其产量和水分利用的影响,选取中国北方农牧交错带地区27个站点,基于站点的气象数据、土壤数据和管理数据驱动充分验证的APSIM-Potato模型,模拟分析农牧交错带地区灌溉和雨养马铃薯的耗水差异。结果表明:北方农牧交错带地区马铃薯种植连续灌溉10、20 a和30 a的产量分别为15900~35600、16400~34800 kg·hm^(-2)和16600~34800 kg·hm^(-2),改为旱作后对应的产量分别为12800~30600、13900~29100 kg·hm^(-2)和12700~25500 kg·hm^(-2);灌溉马铃薯产量均表现为西部较高,旱作马铃薯产量则为东部较高。连续灌溉10、20 a和30 a的播前1 m土层土壤含水量分别为163~388、161~394 mm和154~398 mm,改为旱作后分别下降31.8%、35.3%和36.9%。连续灌溉10、20 a和30 a后的地下水消耗量分别为5360~21330、8910~43680 m^(3)·hm^(-2)和19920~65770 m^(3)·hm^(-2),均为西部地下水消耗较高;改为旱作后,地下水恢复量分别为860、1445 m^(3)·hm^(-2)和1580 m^(3)·hm^(-2),均为东部较高。连续灌溉10、20 a和30 a的水分利用效率分别为54.8~94.6、54.7~93.2 kg·hm^(-2)·mm^(-1)和54.6~93.9 kg·hm^(-2)·mm^(-1),改为旱作后分别下降2.7%、1.1%和6.0%。本研究结果可为决策部门基于当地水资源现状调整马铃薯种植模式提供参考。

线性文化遗产景观视觉感知区位信息模型与实证

合适的视觉感知区位是获得良好景观体验的必要条件,但GIS视域计算结果对可视区位与景观语义之间可视关系的表征能力不足,难以进一步开展视觉景观资源的深度价值挖掘。论文基于已有景观视觉感知计算的理论与实践成果,提出并设计了面向线性文化遗产的景观视觉感知区位信息模型(landscape visual perception location model,LVPLM),基于NetCDF多维栅格数据结构建立了LVPLM数据集的组织方法及其应用逻辑。LVPLM数据集通过二维地理坐标维度表达视觉感知区位,通过语义特征点编码维度表达目标景观语义信息,进而建构视觉感知区位与景观语义之间的可视关系,实现了目标景观、感知区位和可视状态的信息集成。同时,设计了“钻取”“切片”“切块”三种LVPLM数据集应用模式,为多模式景观视觉感知信息挖掘与分析奠定了基础。论文选择长城线性文化遗产景观资源开展实证研究,建立了古北口长城LVPLM数据集,并通过实地调研勘测采集视觉对照验证数据,评估了数据集的基本可信度,初步证明了LVPLM模型的可行性与应用价值,也为长城国家文化公园高质量建设提供了新的数据资源。

基于2020年OSM数据的京津冀可达性空间格局

京津冀交通网络在国家规划中占有重要地位,采用2020年OSM数据构建路网数据集并通过了可靠性检验,结合人口分布栅格、迁徙指数数据以及GIS网络分析、热点分析等方法,对京津冀地区2020年可达性空间格局进行研究,结论如下:京津冀各市的迁徙指数与城市1 h可达域覆盖人口高度相关,高于与城市1 h可达域面积的相关系数;目前京津冀地区基本达到“都市区1 h通勤”目标,但与“城市群2 h通达”目标还有一定差距;京津地区联系紧密形成明显的短时交通圈,而处于区域腹心的冀中地区交通区位优势不突出,可达性较差地区主要分布在环京津贫困带,冀中、冀南地区以及张家口西北部尚有多个县未通铁路或高速公路,形成快速交通网络的空白区,需合理改善交通功能;廊坊、张家口、沧州等部分城市的格网可达域覆盖面积、人口及平均人口密度虽然较高,但其本身的人口数量未形成热点,其受京津空间溢出效应较大,需保证其产业集聚经济增长外部性,避免较高的交通可达性使其产业集聚的负外部性放大进而降低区域高质量发展水平。