2000-2018年“一带一路”之中亚5国首都城市扩张的遥感监测

基于2000、2010和2018年的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据,借助GIS技术支持,利用归一化差异不透水面指数(NDII)法提取中亚5国首都大城市的地表不透水面,计算并研究分析城市的扩张强度、扩张速率以及城市空间紧凑性.研究结果表明:1)扩张强度最大的城市是努尔苏丹,为8.75%,最小的是比什凯克,为1.02%;努尔苏丹、塔什干和阿什哈巴德这3个首都城市为减速型扩张类型,比什凯克和杜尚别城市为加速型扩张类型.2)从空间扩张来看,努尔苏丹呈现紧凑型扩张,比什凯克、塔什干和杜尚别城市空间呈现先松散后紧凑的扩张特征,阿什哈巴德城市空间发展呈现先紧凑后维持稳定的特征.3)城市重心轨迹演变分析表明,努尔苏丹、比什凯克和杜尚别18 a间城市重心逐渐向西南方向移动,塔什干和阿什哈巴德城市重心逐渐向东南方向移动.4)从城市扩张与人口和经济因素特征分析表明,人口扩张和经济发展与城市扩张呈现一定的相关性.本研究为建设"一带一路"提供了科学依据,并对中亚5国的城市化发展建设具有一定理论和现实意义.

1992-2015年中亚五国LUCC特征及耕地驱动力研究

中亚五国地处亚欧大陆的中心地带,是"一带一路"重要的沿线节点之一。借助GIS空间统计分析方法,以欧洲太空局气候变化项目全球土地覆盖数据为基础,利用土地利用程度、动态度和转移矩阵对中亚五国1992—2015年土地利用/覆盖变化(LUCC)特征进行分析,并运用地理探测器对耕地驱动力进行深入研究。结果表明:1)1992—2015年,中亚五国的土地利用格局总体上表现为耕地和城镇用地持续增加,林地、草地和水域呈减少的趋势。耕地的增加主要来自林地(7.88万km^2)和草地(5.27万km^2)的转入,城镇用地的增加主要来自耕地(0.50万km^2)的转入,耕地是仅次于城镇用地增速较快、变化最为显著的土地利用类型;城镇用地在各国均呈现增加的趋势,耕地除乌兹别克斯坦之外,在其他4国均呈现增加的趋势。2)1992—2015年中亚五国土地利用程度总体呈缓慢上升趋势(土地利用程度综合指数从1992年的193.34增加到2015年的197.41),即土地利用处于发展阶段;土地利用程度为耕地>林地>草地>未利用地>水域>城镇用地。3)地理探测器对耕地变化驱动因素的分析结果表明,自然因素中年平均降水量对耕地变化的作用较为显著,但在短时间内社会和农业因素发挥决定性的作用;因子探测表明人口总数(0.882)和农村人口(0.881)对耕地扩张的影响力最大,其次为粮食单产(0.746);交互探测表明各因子交互作用均为互相增强,其中,农村人口与粮食单产的叠加作用对耕地扩张的解释力度最大(0.972),影响耕地扩张的主要因素可归纳为人口增长和粮食单产提高。本研究可为中亚五国土地利用格局演变、区域土地利用规划和土地资源可持续利用提供决策支持。

中亚五国气溶胶光学厚度时空分布特征研究

气溶胶时空变化是影响气溶胶气候效应不确定性的主要因素之一.在生态环境脆弱的中亚五国(哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦)研究气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)的时空变化对中亚地区及全球生态环境和气候变化具有重要意义.基于2002—2019年MODIS 04_L2气溶胶产品数据集,利用标准差椭圆(Standard Deviation Ellipse,SDE)、加权回归的季节趋势分解(Seasonal Trend Decomposition Procedure based on Loess,STL)和奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)等方法,在时间和空间两个维度上揭示了中亚五国AOD和气溶胶细模态比例(Aerosol Fine Mode Fraction,FMF)的时空演变特征,以及AOD对气象因子和土地利用/土地覆被变化(Land Use/Cover Change,LUCC)的响应.结果表明:①中亚五国AOD分布呈现出显著的空间异质性,高值区主要集中于咸海区域和费尔干纳盆地,低值区主要分布于海拔相对较高的山区和丘陵;AOD年平均中心在2009年之前分布于中亚东南部,受咸海盐尘的影响,2010年之后偏向于西北部向咸海附近移动.②2002—2019年中亚五国AOD年均值整体呈先增长后下降的态势,2012年达到最大值.③中亚地区AOD的变化受气温、降水、风速的共同影响,AOD与气温的空间变化特征呈基本一致的态势,但与降水和风速存在一定差异;不同土地覆被区对AOD的影响差异显著,城市建设用地、裸地及水域是AOD高值分布区,低值分布于郁闭灌木丛和混杂林等植被覆盖度高的土地利用/土地覆被区.④气溶胶细模态比例(FMF)空间分布格局由自然和人为因素共同作用,呈现出咸海和沙漠区域附近以粗模态气溶胶为主,人口密集区和工业区以细模态粒子占主导地位.