天山北坡不同海拔梯度山地草原生态系统地上净初级生产力对气候变化及放牧的响应

以天山北坡三工河流域为例,利用改进后的Biome-BGC模型分别模拟了仅气候变化和气候变化与放牧联合作用下研究区不同海拔梯度3种山地草原生态系统(低山干旱草原(Lower\mountain arid grassland,LAG),森林草甸草原(Forest meadowgrassland,FMG),高寒草甸草原(Alpine meadow grassland,AMG))1959—2009年地上净初级生产力(Aboveground net primaryproduction,ANPP)的动态,并通过假设27种放牧强度情景(0—8羊/hm2)模拟了其ANPP随放牧强度增加的变化趋势。近50a气候变化致使研究区各海拔梯度草原生态系统ANPP整体均呈上升趋势,但在放牧联合作用下,不同草原类型ANPP变化趋势差异显著;放牧导致FMG和AMG的ANPP呈下降态势,分别减少30.0%和33.2%,对比之下,由于1980年前较低放牧强度促进了LAG的ANPP,放牧导致其ANPP整体增加1.3%。随着放牧强度增加,LAG的ANPP呈先增后减趋势,且在干旱年份最为显著;而FMG和AMG的ANPP呈显著非线性递减趋势。这些结果表明,近50a气候波动可能有利于中亚干旱区山地草原生态系统生产力的提高,但日益增强的放牧活动导致其净初级生产力显著降低;放牧对FMG与AMG生产力的负面效应随放牧强度增加而增强,但适度放牧可能促进LAG净初级生产力,尤其在干旱年份。

喀斯特山地城市景观格局对城市内涝的影响研究——以贵阳市为例

全球气候变化背景下,随着城镇化高速发展,城市内涝灾害愈加明显,已成为造成喀斯特地区损失较为严重的灾害之一。选择西南喀斯特山地城市——贵阳市为研究区,基于2016—2020年实测和调查的内涝灾害数据,运用空间自相关和相关分析方法,探究景观格局对城市内涝的影响。结果表明:1)2016—2020年贵阳市主城区内涝频发,且空间分布差异性显著,呈现显著的空间自相关和集聚分布特征。2)不透水面、绿地与内涝频次的相关性显著,分别呈正、负相关。3)内涝周边500 m缓冲区内景观由少数聚集程度大的斑块构成,优势度较高,景观中的优势斑块类型仅有一种或少量几种;不同土地利用类型的景观格局空间聚集情况差异显著,其中铁路与道路、房屋建筑的景观指数空间聚类较为显著。4)内涝与土地利用类型面积的关系不显著,但与土地利用类型的景观指数有显著相关性,且不同土地利用景观格局对内涝的影响差异较大。研究结果为喀斯特城市内涝防治和景观格局规划管理提供重要参考和借鉴意义。

2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应

基于2005和2015年贵阳市土地利用数据,利用InVEST模型,分析了2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应,结果表明:(1)2005-2015年贵阳市城镇建设用地、农村居民点和有林地大幅增加,水田和旱地大幅下降,其他地类变化相对较小;水田和旱地转化为城镇建设用地、农村居民点和有林地最为突出;(2)10年间,贵阳市生境退化程度以下降为主,生境退化程度增加区主要分布在南部,下降区主要分布在北部、东部和西部;(3)生境退化程度热点变化以低值减少和高值减少为主;生境退化程度热点空间变化主要分布于南部。退耕还林政策及快速城镇化引起的水田和旱地转化为有林地、城镇建设用地和农村居民点是导致该区生境退化程度变化的主要因素。

内陆干旱区土地利用变化的景观格局特征分析--以新疆白杨河流域为例

基于GIS/RS环境对两期Landsat7-ETM+影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学原理和数理统计分析方法,从区域整体景观格局水平和土地利用类型水平两个角度,选取景观多样性指数等5个指数描述白杨河流域土地利用变化的景观格局特征。结果表明:研究区各土地利用类型面积都有不同程度的变化,除草地和未利用土地有所减少,其他土地利用类型都有不同程度的增加。从景观水平上看,区域景观异质性在增大,景观斑块的连通性降低,表现为多样性指数和均匀度指数呈增加,优势度指数减小;从类型水平上看,5年间人类对景观的干预程度较大,对人工景观的干扰强于半自然景观,体现在半自然景观类型的分离度较小,而人工景观类型的分离度较大。同时,景观周长-面积分维度指数的增长趋势说明景观斑块的自我相似性减小,几何形状趋于复杂化。总体上,是人类活动加剧破坏了自然绿洲内部的整体性和完整性,并且人类活动干扰还在增加。

规划情景约束下的城市土地利用空间格局模拟

以上海市为例,采用遥感与GIS技术,基于遥感影像及土地利用现状和社会经济统计数据,构建Dyna-CLUE模型模拟土地资源利用规模在土地利用规划政策情景约束下的空间格局,旨在为城市化进程中的土地利用规划实施,特别是土地利用宏观需求的空间配置提供技术思路。结果表明:遥感、GIS和Dyna-CLUE模型的集成应用,可从地理空间上定量刻画土地变化的驱动力,是模拟政策情景约束条件下土地资源空间分配问题的有效手段。

近50a土地利用变化对干旱区典型流域景观格局的影响——以新疆玛纳斯河流域为例

土地利用变化与景观格局间的相互作用机制是全球环境变化的研究焦点。大规模土地开发导致的土地利用变化及其对景观格局影响的定量评估对区域土地资源可持续利用具有重要意义。评价长时间尺度土地利用变化对干旱区典型流域景观格局的影响,以期为经济发展与生态环境保护政策的制定提供有益信息。选择的研究区新疆玛纳斯河流域是中国西北干旱区水土开发的典型代表区域。以1962年地形图,1976、1989、1999和2008年遥感影像为基础数据源,利用数学模型和景观格局指数重建土地利用和景观格局变化过程,并探讨了土地利用变化对流域景观格局的影响。结果表明:(1)近50a玛纳斯河流域土地利用变化剧烈,耕地和建设用地"涨势"显著,未利用地和林地"落势"较明显,草地和水域先"涨"后"落",土地利用变化整体处于不平衡态,单向转换频繁。(2)研究区景观破碎度和多样性增加,优势度减小,各景观类型间差异缩小,异质性程度和景观结构复杂性加大。(3)土地利用变化改变了流域景观格局,导致景观结构趋于多样化、均匀化和破碎化。最后,提出通过发展大规模集约化农业降低土地利用变化引起景观格局负面生态效应的观点。

近50a阿克苏河流域土地利用/覆被变化过程

针对干旱区跨境河流域土地利用/覆被变化(LUCC)研究薄弱、无法满足环境变化评价的问题,选择西天山跨越吉尔吉斯斯坦国和中国的阿克苏河流域为研究区,在遥感和GIS的支持下,获取了近50a阿克苏河流域土地利用/覆被数据,并利用数理统计模型,对该流域LUCC的过程、趋势及土地利用程度变化进行系统分析.结果表明:阿克苏河流域土地变化从前期(1960-1990年)的准平衡状态转变为后期(1990-2008年)的不平衡状态,土地类型也呈现出从双向转换向单向转换过渡,且不同类型差异较大;流域后期LUCC的速度是前期的2.1倍,其中耕地和建设用地增加最快而沼泽地和盐碱地减少最快,草地变化速度最小.流域土地利用处于发展时期,且流域下游绿洲区域土地利用程度综合指数及其变化较大.政策调整、人类活动增强、气候变化以及径流变化是LUCC的主要驱动因子.

土地利用变化对干旱区典型流域生态系统服务价值的影响

运用遥感和GIS技术以及谢高地等人提出的生态系统服务价值系数,分析了近30年来玛纳斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明,1976-2002年间玛纳斯河流域土地利用变化显著,以未利用地大量减少和建设用地持续增加为特点,所产生的环境响应是积极的,生态系统服务年度总价值在波动中提高,由1976年的103.57×108元增长到2002年的132.85×108元,各单项服务价值总体呈增加趋势,流域生态环境状况向良性发展。

干旱区典型盐碱土壤含盐量估算的最佳高光谱指数研究

盐碱土的表层土壤含盐量是土壤盐碱化程度分级的主要因素之一。对西北干旱区不同含盐量和含水率的典型盐碱土进行了分析,运用统计方法分析了5种高光谱指数与土壤含盐量的定量关系,并通过对比研究,确定了能提高盐碱土壤含盐量估算精度的最佳光谱指数及定量预测模型。结果表明,不同的指数所选择出的对土壤含盐量最敏感的波段基本都位于近红外(NIR)和短波红外波段(SWIR),说明盐类矿物在近红外和短波红外波段(VNIR-SWIR)区域会产生特有的光谱特征。所选定的最佳光谱ND指数结构简单,易于计算,且对土壤中的水分不敏感,该技术对于大面积土壤含盐量制图具有较广的应用前景。

天山北坡三工河流域中山带森林发育与气候土壤的关系

开展干旱区山地森林发育状况及其土壤因素影响的分析,对干旱区乃至全球山地森林带的成因研究具有重要的理论意义。以天山北坡三工河流域为研究区,主要利用森林调查与遥感影像数据,确定该流域森林带的分布状况,并结合流域气象与土壤采样数据,重点分析气候土壤因素对森林发育的影响。结果表明:1.该流域森林带位于海拔1 510～2 720 m,胸径与树高随海拔增加呈双峰曲线;其中胸径两个峰值分别位于约海拔2 000 m与2 550m,而树高峰值分别为海拔2 100 m与2 600 m,均稍高于胸径的峰值海拔高度;2.在森林带内,年均温随海拔高度增加呈线性下降趋势,最冷月均温(1月)则表现先增加后减小趋势;与其他地区相比,该流域高山林线年均温较高,最冷月均温相差较大,而最热月均温差异不明显;年降水量呈先增加后减小的趋势,且在海拔2 000 m左右达到最大值。土壤属性随海拔递增呈规律性的变化趋势:森林带内海拔约2 000～2 700 m树木发育较好,其有机质、全磷及全氮含量较高;CaCO3,pH值及电导率最小值与海拔2 000 m的最大降水带恰好吻合;土壤A层(0～10 cm)有机质、全磷及全氮含量与B(10～30 cm)、C(>30 cm)层差异显著,表明营养物质"表聚现象"明显,成土条件作用于土壤的深度较浅,而CaCO3,pH值与电导率各层间差异不显著。3.森林带分布格局是由降水、温度、海拔以及土壤营养等因素综合控制,方差分析表明土壤理化性质为限制森林带内雪岭云杉生长发育的主导因子,各生态因子对森林发育影响的作用地位为:土壤营养>降水>海拔>温度。

大数据时代贵州省智慧旅游发展现状及对策

为贵州旅游业在大数据时代的转型升级提供参考,介绍了智慧旅游的内涵和发展背景;针对贵州智慧旅游发展现状,分析了贵州智慧旅游产业在开发项目缺乏深入研究、旅游信息数据的收集更新缓慢、景区智能终端设施建设与维护水平不一、智慧旅游产品的创新开发不足、缺乏智慧旅游复合型人才方面存在的问题;提出加强智慧旅游项目统筹规划、完善旅游智能终端建设、规范数据采集和交换接口规则、与山地旅游发展战略相结合、打造复合型人才队伍等措施以促进贵州智慧旅游的发展。

多尺度下西南喀斯特山地城市内涝空间分布特征与驱动力分析:以贵阳市为例

【目的】针对现有城市内涝空间格局及驱动因素研究多集中于平原地区,难以为喀斯特山地城市提供参考这一问题,【方法】以贵阳市为研究区,建立2016—2020年内涝数据集,运用核密度估计法、标准差椭圆法和全局空间自相关探究内涝空间分布特征,并运用Spearman相关分析和地理探测器在多尺度上(即250 m、500 m和1 000 m)揭示贵阳市内涝的驱动机制。【结果】结果表明:(1)贵阳市内涝具有集聚效应,集聚中心位于云岩区和南明区,内涝分布方向经历了由“南-北”向“东南-西北”的转变;(2)城市空间结构、土地利用类型、地形和人口密度是内涝的主要驱动因子,特别是城市空间结构中容积率对内涝的驱动力最强,q值为0.374;(3)各驱动因子之间的交互作用类型以双因子增强为主,其中容积率∩建筑拥挤度的协同作用对内涝的影响最显著,q值为0.574;(4)内涝与城市空间结构、土地利用类型、地形间的相关性随研究尺度的增加而减弱,而土壤和地质则相反。【结论】内涝多集聚于云岩区和南明区;影响内涝发生的主要因素是城市空间结构、土地利用类型、地形和人口;内涝影响因素具有较强的尺度效应,因此结合研究区特点确定适当的尺度,可以更准确地识别内涝的主要驱动因素。

1981—2020年贵阳市洪涝灾害多尺度时序特征分析

随着全球城市化进程的快速推进,城市洪涝灾害频繁发生,成为世界各国、特别是中国等发展中国家普遍面临的城市问题。分析洪涝的时间演变规律和发展趋势,对于采取科学的政策措施有效防治洪涝灾害具有重要的参考价值。该文基于贵阳市1981—2020年的逐日气象数据,利用SPEI指数、Mann-Kendall检验和小波变换等方法,分析了近40 a多尺度时序下的洪涝变化规律。结果表明:(1)贵阳市月际和季节降水强度大,暴雨发生频次高,月际降水强度集中在大雨及以上,季节性降水强度集中在暴雨及以上,易发生极端降水事件,造成城市洪涝灾害;(2)多时间尺度下,SPEI值对于降水、气温等气象因素的响应敏感程度不一,日尺度敏感程度最强,其他尺度趋于平缓,同时,随着尺度的增加对应的洪涝事件占比逐渐减少;(3)贵阳市发生洪涝的年份占总年份的20%,SPEI-12上升趋势显著,SPEI-3春季和秋季突变发生频繁,秋季则呈显著上升趋势,说明季节性洪涝有增强趋势;(4)SPEI-1存在准31个月和准14个月的周期变化特征。

山地城市内涝灾害风险评价研究——以贵阳市为例

为了减少城市洪涝灾害给世界各国各地城市特别是山地城市发展带来的影响。文章以贵州省贵阳市主城区为研究区,利用高精度遥感影像提取土地利用类型,结合气象、人口、GDP和地形数据,使用正负向指标与层次分析法,计算研究区的内涝风险空间分布特征。结果表明:研究区内中级以上风险区占比52.09%,主要分布于中部和北部;中级以上风险区在个别行政区内占比较大,最高可达90.90%;内涝风险等级与区域经济发展、降水、地形和人口密切相关,并与典型喀斯特地貌有较高相关性。所得结果可丰富相关学科领域研究内容,为当地城市内涝灾害防治和空间管理决策提供参考依据。

1960-2016年贵州喀斯特山区干旱时空动态分析

干旱是造成喀斯特地区损失最为严重的自然灾害之一。以我国西南喀斯特集中分布区域为研究区,基于研究区33个气象站1960-2016年的逐日降水数据,利用PA指数和Mann-Kendall检验方法分析了1960-2016年干旱时空分布特征。结果表明:研究区降雨量有减少趋势,PA指数呈减小趋势,干旱呈增强趋势,2011年PA均值最小;研究区各季干旱强度均呈上升趋势,且冬旱强度最强、发生干旱年份最多,秋旱次之,春旱和夏旱强度较弱、发生干旱的年份较少;年际干旱频次高发区集中于研究区南部、西北部及中东部地区;仅秋、冬季西部和东南部部分地区出现特旱且频次低,秋、冬季发生重旱、中旱和轻旱的频次高,春、夏季较低;春季干旱频次西高东低,夏季中部高,秋季南高北低,冬季西高东低;干旱与地形因子显著相关,重、特旱易发生在高陡地区。综上所述,研究区干旱有增强趋势且秋、冬季趋势较强,空间上呈现明显的季节性和区域性,且与地形因子显著相关。

2000年和2015年乌江中上游景观稳定性变化研究

为评价我国西南山区景观稳定状况,基于2000年和2015年Landsat遥感影像,以乌江中上游为例,从基质稳定性、斑块特征稳定性和斑块密度稳定性3个方面对流域景观稳定性进行分析。结果表明:2000—2015年,景观基质稳定性呈下降趋势。景观斑块特征稳定性呈裸地>灌木林>草地>水域>森林>耕地>建设用地。景观斑块密度稳定性呈裸地>灌木林>草地>森林>水域>建设用地>耕地。流域景观基质稳定性、斑块特征稳定性和斑块密度稳定性指数空间异质性突出。生态治理工程及快速经济发展是影响乌江中上游景观稳定性的主要因素。

城市地表形态对热环境的影响——以上海市为例

基于遥感与GIS技术,利用Landsat7-ETM+影像反演地表温度,用社会经济统计数据、土地利用现状数据和道路交通网络数据计算城市景观形态参数以表征地表特征,从行政区(县)、5km间距同心环带和局部区块3个水平上划分空间单元建立数据样本,分析城市地表形态对热环境空间分布格局的影响。结果表明:(1)景观混合度和景观分裂度对地表温度有恒定的负向影响,区块连通性与地表温度负相关;(2)景观分裂度对热环境的影响取决于地类属性:分裂度大的增温地类,地表增温效应弱;分裂度大的降温地类,地表降温效应强;(3)人口密度和经济密度可对地表温度产生恒定正向影响;(4)人口密度、建设用地比例和房屋建筑比例是分布在区(县)尺度、同心圆环尺度和典型区块尺度上影响地表热环境最显著的地表形态要素。

乡镇尺度绿洲土地利用空间格局动态模拟与分析

以新疆三工河流域为研究区,根据历史土地利用变化过程及其主要人文驱动因素——人口、经济、技术和市场,设计参考模式、经济模式和生态模式3种社会经济发展模式模拟未来土地利用数量需求情景,采用CLUE-S模型分别模拟了地方区、兵团区未来土地利用空间格局的演变过程。模拟结果显示:地方区与兵团区Logistic回归的ROC系数均大于0.7,在40 m×40 m栅格粒度除地方区1998年Kappa系数为0.75外,其余均大于0.8,说明CLUE-S模型能够有效模拟干旱区乡镇尺度绿洲的土地利用变化过程,其计算的土地利用空间发生概率是合理的,不同需求情景下的空间动态模拟结果有效性好,可作为区域土地资源可持续利用规划决策的参考依据。

晚清以来上海市建成区边界扩张过程与特征

利用多源历史地图资料和遥感影像数据,首先在地理信息系统软件ArcGIS Desktop 10.01和遥感图像处理软件ERDAS Imagine 2011支持下提取上海市自1842年以来近170年间的建成区边界数据序列;然后通过Fragstats 4.1软件计算城市边界的分形维数和近圆指数,来度量城市边界扩张的复杂性,借助ArcGIS Desktop 10.01软件进行扇形分区统计,以识别城市边界向东、西、南、北等8个方位扩展的方向性特征,用"亲水性"表征黄浦江和吴淞江对城市边界扩展的吸引力;最后基于上述指标分析上海城市形状演变的历史过程及其特征,并结合历史文献资料讨论导致上海城市形状演变的社会变革因素。结果表明:①分形维数和近圆指数均随时间推移呈"M"型趋势变大。改革开放是上海城市形状变化的分界点,此前城市沿黄浦江、吴淞江呈狭长形或椭圆形,此后则逐渐向团状方向演变;②城市边界在不同历史时期呈"单向型"或"全向型"延伸。改革开放以前城市边界随机地向单一方向延伸且速度较慢,改革开放以来则向各个方向延伸,总体上以浦西的延伸速度最为显著;③随着陆上交通条件不断发展,黄浦江和吴淞江对城市边界扩展的引力作用在不断减弱;④城市边界的复杂性和方向性变化随着历史演进呈现出显著的阶段性特点,主要受不同历史时期的社会形态与经济发展水平驱动。

城市综合承载力的研究进展及展望

承载力研究范畴经历了非人类生物种群承载力、人口承载力、资源承载力、环境承载力、生态承载力、经济承载力、文化承载力、社会承载力等概念内涵的演进过程,呈现出从生物种群承载力扩展到"耕地—食物—人口"承载力、从单要素制约承载力发展到多要素制约的系统承载力、从单纯基于自然资源禀赋的承载力研究延伸到涵盖自然资源禀赋和人类发展需求的综合承载力、从单个城市承载力扩展到区域城市群综合承载力研究等演变特征。但另一方面,也不时发出"建议废弃承载力研究"的反对之声。本文指出:城市综合承载力不是一个伪命题,在一定时空条件及资源禀赋和环境容量约束下,城市承载力阈值是客观存在的。并就城市综合承载力的评价理念、限制性因素的辨识、评价方法、空间分类分级评价等学术问题展开讨论;提出并运用"状态指数"法来辨识城市综合承载力的主要限制性因素。最后,对未来的进一步深化研究进行了展望,旨在为相关研究提供启迪和参考。