中国汉族18岁青少年体质健康指标与社会经济指标双变量空间自相关分析

为探究我国社会经济发展水平与青少年体质健康的关系,通过《中国统计年鉴》提取了2019年各省级行政单位的国民经济指标(GDP、人均GDP、居民可支配收入)与青少年各项体质健康指标(身体形态、身体机能、身体素质)进行双变量空间自相关分析,探究社会经济发展水平与青少年体质健康的空间关联。结果表明:我国青少年身体形态和身体机能指标的空间聚集性与各省(市)人均GDP的空间聚集性呈显著相关,身体素质指标的空间聚集性与人均GDP的空间关联程度不高。

基于双变量空间自相关的轨道与地面公交换乘服务水平分析:以北京市早高峰为例

轨道站点换乘服务水平分析有利于制定缩短换乘时间的规划策略和方案,而现有研究缺少利用公交IC卡的数据进行轨道交通站点换乘服务水平的分析﹒本文基于北京市公交IC卡的数据,对其轨道站点早高峰进出站客流量、轨道和地面公交线路间的平均换乘时间进行统计,并分别进行轨道站点进站客流量与公交换乘地铁的平均换乘时间、轨道站点出站客流量与地铁换乘公交的平均换乘时间的双变量空间自相关分析,以此探究轨道站点客流量与换乘时间之间的空间集聚关系,并将高-高、低-高集聚特征站点作为换乘服务水平较差站点﹒结果表明:公交-地铁换乘服务水平较差的站点有28个,地铁-公交换乘服务水平较差的站点有24个﹒最后,以国贸站为例,分析了其换乘服务水平差的主要原因,并提出了其地面公交运营的改善策略。

东北黑土区典型县域耕地质量对耕地水田化的空间响应

[目的]耕地水田化过程对耕地质量具有至关重要的影响,明确东北黑土区耕地质量对耕地水田化的空间响应,是提升黑土耕地质量实现耕地可持续利用的重要前提。[方法]构建LESA耕地质量评价体系,采用CRITIC模型、双变量局部空间自相关模型,揭示耕地质量和耕地利用变化之间的空间响应关系。[结果](1)研究区耕地水田化现象剧烈,呈现出东部最强、西部次之、中部最弱的时空分异格局;(2)研究区耕地质量变化显著,耕地质量下降比例低于质量提升比例,表现出中部下降最高、西部下降次高、东部下降最低的时空格局;(3)研究区耕地质量对水田化的响应具有双重效应,负向响应更为敏感,整体呈现出东部耕地质量响应程度高于其他区域的空间格局。[结论]研究区耕地水田化对耕地质量具有正、负两种效应,依据效应方向进行耕地利用结构调整,是保护黑土耕地的重要途径。对于具有正向效应的区域应适度推进旱改水项目,而针对具有负向效应的区域应停止旱改水工程,积极进行水田休耕,并可适当地将其恢复为旱地。

三值全局空间自相关指标及其应用研究

Join-Count统计量是衡量空间自相关的全局指标。针对其用于处理二值名义变量的特性,将Join-Count统计量处理的属性值扩展到了三值变量,推导出了三值变量的邻接计数、邻接计数期望及方差的计算式,采用模拟数据进行了验算,证明所推导的公式是正确可行的,对计算结果的解释是合理的,这对三值Join-Count统计量应用于图像空间统计中的自相关分析有理论意义和实用参考价值。

外卖O2O与传统餐饮服务在空间分布上的竞合关系研究:共存、补充抑或替代

信息通信技术(ICT)的广泛应用引发城市餐饮业空间格局的变革,致使外卖O2O与传统餐饮服务在空间分布上的竞合关系日趋复杂。文章以武汉都市发展区为例,基于美团外卖、大众点评和联通手机信令数据,运用改进累积机会法和双变量空间自相关模型,从空间分布视角探究外卖O2O与传统餐饮服务的的空间竞合关系及其影响因素。研究发现:1)空间分布上,相较于传统餐饮服务的空间不均衡特征,外卖O2O服务更为均质化,且在近郊区增长更快;2)两者空间分布关系上,外卖O2O与传统餐饮服务整体上存在显著的空间依赖性但关联程度逐渐减弱,局部上在中心城区呈现高-高聚集,在近郊区呈现低-低聚集为主、高-低聚集为辅,反映与区位有明显关联的空间异质性;3)在两者的竞合关系上,中心城区以共存关系为主,近郊区以补充关系为主,替代关系不显著,而人口密度、餐饮店铺数量、地块属性是关键影响因素,共存关系主要存在于人口密度高、这两类餐饮店铺数量多的成熟居住区,补充关系主要存在于人口密度低、外卖店铺数量多且传统餐饮店数量少的居住-工业混合布局地区。

生境质量对气候变化与人类活动的空间响应——以青藏高原为例

[目的]探究青藏高原生境质量的动态变化,为保障青藏高原生态安全、保护生物多样性和筑牢生态屏障提供参考。[方法]基于1985年、1995年、2005年、2015年和2022年5期土地利用数据,借助InVEST模型,定量评估1985-2022年青藏高原生境质量状况并对其时空格局进行分析,最后利用双变量空间自相关探讨生境质量对气候变化与人类活动的空间响应。[结果](1)1985-2022年青藏高原生境指数增加0.0529,高等和较高生境面积比例共增加5.51%,生境质量水平总体提升但仍处于较低等级。(2)1985-2022年青藏高原48.14%的区域生境指数增加,但生境等级总体空间分布变化不大,各等级区由外向内呈嵌套式等级增加。(3)1985-2022年青藏高原生境质量等级转移类型以等级不变为主,但等级转化的剧烈程度不断增强。(4)1985-2022年青藏高原生境质量对气候变化与人类活动存在较为显著的空间相关关系,年平均气温对生境质量存在显著的空间负相关,年降水量和人类活动强度对生境质量存在显著的空间正相关。[结论]研究结果揭示青藏高原生境质量时空演变特征,明确气候变化和人类活动对生境质量具有深刻的影响,未来应加强底线约束和人类活动引导。

建设用地扩张规律及其与道路网络的空间自相关分析——以福州市为例

科学分析城市建设用地扩张的时空特征有助于实现城市的可持续发展,为了更全面地探索建设用地的发展规律以及建设用地扩张与道路发展相关性的分布特点,以福州市土地利用/覆盖变化数据和开源地图(open street map, OSM)路网数据为基础,利用多环缓冲区、等角扇形、经纬网络划分研究单元,计算建设用地整体和局部的分形纬数、紧凑度、密度、扩张强度、扩张速度等扩张指数以及道路线密度、道路加权核密度,利用相关分析和双变量空间自相关分析,探讨2000—2020年福州市建设用地扩张的时空规律及其与道路网络分布的空间相关性。结果表明:福州市建设用地面积的增长速度呈现先升高后回落的趋势,扩张的主要区域为距市中心3~17 km区域且具有向外扩张的趋势;东南方向扩张强度最大,东北和西南部扩张速度较快,西部、北部扩张强度与扩张速度均较低;2015、2020年建设用地与道路网络的分布呈显著的空间相关性,全局莫兰指数(Moran’I)分别为0.829和0.835,高-高聚类集中在城市中心,低-低聚类集中在城市西部以及边缘地区,市中心以及东南沿海地区为建设用地与道路网络发展的主要地区,且二者发展较为协调。

攀西林火时空分布格局与气候影响因素的空间异质性研究

基于四川攀西地区2004—2020年防火期林火灾情数据和气象数据,对攀西林火的时间分布特征、空间分布规律、主要气候影响因子分布趋势与格局进行挖掘;利用ArcGIS格网法,结合双变量空间自相关分析方法,探讨气候影响因子对攀西林火发生的影响机制。结果表明:2004—2020年攀西地区林火发生次数随时间发展呈现上升趋势,其中2004—2014年间,火灾次数和过火面积波动增加;2015—2020年火灾次数显著下降,但过火面积呈增加趋势,攀西地区林火主要发生在河谷盆地和丘陵地带,且多集中在丘陵的边缘地带。攀枝花市是林火频发区,凉山州次之。不同级别林火对不同时期气候影响因子的响应存在差异,火险期最高气温、降水、相对湿度及连续无降水日数的相关性显著,而非火险期连续无降水日数和平均风速的相关性较高,各气象要素与林火的逐月滞后相关也存在差异,表明前期气温、降水通过影响地面可燃物进而影响林火发生,持续性的干旱极有可能引发火灾。空间相关显示,林火次数与气温、蒸发、连续无雨日数的高高值主要分布在攀西地区的河谷盆地及丘陵区域,降水、相对湿度与林火的低高值聚集在北部的山原区,平均风速、干旱指数与林火的低高值和低低值聚集在西部山原区,表明攀西地区河谷盆地及丘陵区域的高温干旱使林火呈现聚集效应;而攀西区域南部的山地区,由于海拔较高,人为活动少火源较少,虽然是高温干旱区,也未出现林火聚集效应。

珠三角城市群城市活力空间分布特征研究

城市活力是城市发展的内生动力,对城市高质量发展具有重要意义。基于夜间灯光数据、微博地理位置服务(LBS)签到数据和兴趣点(POI)数据,运用核密度分析、香农—维纳多样性指数和双变量空间自相关等研究方法对珠三角城市群经济、社会、文化、功能方面的活力空间分布特征进行研究。研究发现:(1)珠三角城市群经济活力呈现东高西低、沿西北—东南轴带延展的空间分布特征,社会活力呈零散分布,文化活力高值区集聚在广佛中心区和深圳,功能活力高值区在中部或呈散点状分布。(2)珠三角城市群综合活力以中低活力水平为主,总体空间格局呈现中间高、四周低的特征。(3)综合活力与经济活力为显著正相关,经济发展对城市活力提升有积极作用。(4)在珠三角城市群核心区外围,城市综合活力与城市经济、社会、文化的活力水平存在不匹配的状况,局部地区社会经济发展水平落后于城市开发建设,存在公共设施闲置和利用率不足等问题。通过对城市活力空间分布特征的研究,可以聚焦城市发展中的薄弱环节,对提高城市品质具有现实意义。

武汉城市圈城镇化与土地生态系统服务价值空间相关特征

为促进新型城镇化进程下区域生态环境质量提升和土地资源可持续利用,该文基于武汉城市圈2010年土地利用数据,计算不同地域空间的生态系统服务价值;运用空间计量方法,分析研究区人口城镇化、空间城镇化、经济城镇化、生活城镇化和生态系统服务价值的空间分异特征,进而运用双变量空间自相关分析探讨不同城镇化水平对生态系统服务价值空间分异的影响。结果显示:除经济城镇化外,人口城镇化、空间城镇化和生活城镇化均与生态服务价值存在空间负相关关系,其中人口城镇化与生态服务价值的空间负相关性较强,其次分别为空间城镇化和生活城镇化。具体的,空间城镇化和生活城镇化与原材料生产价值之间的负相关性最强,人口、空间和生活城镇化与大气调节和保持土壤之间也分别存在明显的负相关性。不同城镇化水平与生态服务价值的双变量LISA图也具有相似的空间特征,高-低聚集区多分布于武汉城市圈经济水平相对发达的中部地区,而低-高聚集区主要分布在南部幕阜山区和北部的大别山一带。该研究能够为区域新型城镇化建设和生态环境管护提供决策参考。

成渝城市群生态系统服务价值与人类活动强度空间关系

科学揭示生态系统服务价值与人类活动强度的空间关系,对土地管理和城市规划具有重要意义。以成渝城市群为例,基于2000年、2010年、2018年三期土地利用数据,构建土地利用转移矩阵、生态系统服务价值评估模型及流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,综合运用双变量空间自相关和多尺度地理加权回归方法,探究了成渝城市群地区人类活动强度与生态系统服务价值的空间关系,揭示人类活动强度对生态系统服务价值的深刻影响。结果显示:(1) 2000—2018年生态系统服务价值由5 064.6亿元下降到5 061.27亿元,建设用地过度侵占耕地已经成为了生态系统服务价值降低的主要原因;(2) 2000—2018年人类活动强度呈现出“双核圈层式”的空间特征,人类活动强度高值区主要集中于成都、重庆两地,边缘地区人类活动强度较弱;(3)人类活动强度增强会导致生态系统服务价值减少,二者存在显著空间负相关,中部地区恶化明显,2000—2018年总体而言负向效应加剧。研究表明退耕还林以及植被恢复对区域生态系统恢复而言至关重要,未来应更加重视区域生态保护,制定合理规划措施,共筑城市群绿色可持续发展一体化。

山西省城镇化与生态系统服务时空相关性及空间效应分析

为深入探究城镇化对生态系统服务价值的驱动因素以及生态系统服务空间溢出效应,以山西省县域为研究单元,基于2000—2018年土地利用数据、社会经济数据构建生态系统服务价值和城镇化水平综合评价体系,通过双变量空间自相关分析县域城镇化与生态系统服务价值相关性的空间特征。结果表明:研究期间山西省生态系统服务价值整体呈下降趋势,城镇化综合水平虽有显著提高,但整体偏低。研究区城镇化和生态系统服务价值之间存在显著的负相关关系,呈“U”形发展趋势。空间计量模型结果表明,城镇化率、建成区面积与生态系统服务呈显著负相关,人均社会消费品零售总额、城镇化水平的平方项与生态系统服务呈显著正相关。生态系统服务价值对邻近县域产生正向的溢出效应,在控制其他解释变量不变的前提下,相邻县域生态价值每提高1%将对本县域产生0.243%的促进作用。研究区生态系统服务具有整体性和不稳定性,使各县域政府丧失自身环境保护的积极性。

用地紧凑变化对武汉市绿色空间生境质量的影响

城市化以及人类活动所造成的土地利用变化严重影响了城市绿色空间生境质量,从而引起了一系列生态环境危机。如何科学合理协调用地建设与绿色空间生境质量的关系是城市可持续发展的重要内容。尽管当前不少学者探究了建设用地扩张强度、景观格局变化、土地利用类型变化等因素对自然生境的影响,但用地紧凑视角下用地规模、形态、强度等方面如何影响生境质量仍少有研究。以武汉市三个建设时期(2005、2013、2018年)为例,首先从生境适宜度与生境承载力视角出发构建生境质量综合评价体系,围绕土地利用强度以及土地功能布局,构建用地紧凑度评价指标体系;其次依据三个时期生境质量的热点分布情况将样本网格划分为生境冷点区、生境热点区以及生境变化区;最后通过相关性与空间自相关分析,探究生境质量与用地紧凑度的相关性及其在空间上的关联格局。结果表明:(1)武汉市用地紧凑变化对生境质量有消极影响,2005年至2018年生境质量由0.624下降到0.578,其时空分异特征明显,在三个时期内均呈现中心低、边缘高的分布特征,总体上退化速度加快,城市生境质量的提升工作效果不显著,城市发展边界是生境质量退化的重点区域。(2)不同区间生境质量受用地紧凑度影响的程度呈现出明显的差异性,生境冷点区受用地紧凑度影响最为显著,生境变化区内其与建设用地密度、居住用地密度、路网密度、土地聚集度、土地利用多样性、公交站点密度等存在较强的相关性。(3)用地紧凑因子均会对周边区域生境质量产生潜在影响,建设用地密度、土地聚集度、土地利用多样性、用地混合度、路网密度五项指标不仅对所处地块生境质量造成影响,还与周围地块生境质量退化有着密切联系,对生境影响范围较广,用地整合度对生境质量影响较小。研究结果对优化用地格局、维持生境高质量、实现用地高效配置、完善绿色空间生态系统具有重要参考意义。

景观格局变化下陕西汉江流域生态价值与风险的相关性研究

陕西汉江流域是“南水北调”中线工程的主要水源地,属于国家重点生态功能区。研究流域内景观格局的时空变化特征、生态系统服务价值和景观生态风险的相关性,对保持流域内生态系统稳定性、保障流域生态安全具有指导意义。基于2000年、2005年、2010年、2015年、2020年陕西汉江流域5期土地利用数据,采用景观格局指数计算、生态系统服务价值评估、景观生态风险评估等方法,研究景观格局变化下生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变机制及空间相关关系。结果表明:(1)2000—2020年,流域内景观格局斑块破碎程度降低、异质性和连通性减弱、多样性增加,各地类景观向复杂化方向发展;(2)研究时域内,研究区ESV总体增加5.23亿元,气候调节价值最高,占比41.70%,以较低和中等价值等级为主,占比约61.62%;(3)研究时域内,研究区ESR整体呈小幅减少趋势,降幅1.40%,以较低和中等生态风险等级为主,占比约61.55%;(4)陕西汉江流域生态系统服务价值与生态风险之间存在显著负向空间相关性。景观格局变化使陕西汉江流域生态系统服务功能升高,生态风险降低,两者空间自相关性减弱。

长江中游城市群耕地利用碳排放“总量—强度”的空间关联特征

[目的]揭示长江中游城市群耕地利用碳排放“总量—强度”的空间关联特征,为实现高质量发展提供理论和现实指导。[方法]采用IPCC系数法、总体耦合态势模型和双变量空间自相关法分析相关指标。[结果]①2010—2013年长江中游城市群耕地利用碳排放总量呈显著上升趋势,年均增率为2.0%;2014—2020年则呈下降趋势,年均降幅为2.6%,且碳排放的市域间差异趋于扩大。②长江中游城市群耕地利用的碳排放强度总体处于波动下降态势,年均降幅达4.9%,但受边际递减效应影响,碳排放强度进一步改善的难度不断加大。③2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放量与碳排放强度的加权中心距离从0.571 km减少到0.312 km,移动方向夹角总体也呈减小趋势,总体耦合态势不断加强。④2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放总量与强度存在显著空间正相关,同时存在空间异质性。聚集态势主要表现为武汉城市圈“双高”聚集区和环长株潭城市群“双低”聚集区。[结论]应采取差异化手段对耕地利用碳排放总量与强度进行分区调控,完善碳排放总量和强度“双控”机制。

南宁市主城区不透水面与热环境效应的空间关系研究

快速城市化过程中不透水面持续扩张是影响城市热环境变化的重要原因。科学测度城市不透水面变化及其与热环境之间的关系,可以为有效制定合理的城市蓝绿空间规划提供依据。基于南宁市主城区2003-2019年间Landsat遥感影像,利用面向对象分类方法获取城市土地利用数据,借助辐射传输方程反演地表温度,定量分析城市不透水面与热环境效应的时空格局演变特征,运用双变量空间自相关方法探索城市不透水面与热环境效应的空间关系和集聚规律。研究结果显示,近15年来南宁市主城区不透水面的面积显著增加,城市主要沿环路以内的老城区和主要交通要道不断向外扩展,主要扩张方向为向东和向南。城市热场由中温区占主导,低温区和次低温区的面积波动下降,高温区与次高温区的范围逐渐蔓延,城市热岛效应有所加剧。南宁市热岛分布格局由单中心转变为多中心,新开发区的热岛效应明显增强。南宁市主城区不透水面与热环境效应之间呈现明显正相关关系,从2003-2019年相关性逐渐增强。空间集聚类型以高-高聚集和低-低集聚为主,高-高聚集区主要分布于城市中心,低-低聚集区位于东部绿地比例较高及河流分布集中的地区。该研究通过探讨南宁市主城区不透水面与热环境的空间关系,明确二者空间集聚与分异特征,有助于识别城市热环境亟需优化改善的区域,进而通过增加城市绿地和水体斑块,加强城市绿地生态网络建设等方式实现城市蓝绿空间优化配置以缓解热岛效应。研究结果可以为城市景观格局优化和生态宜居城市建设提供指导。

长沙旅游发展对生态系统服务价值的空间效应研究

旅游发展是生态系统服务价值变化的重要驱动因素,探究旅游发展对生态系统服务价值的影响,可为合理规划旅游城市发展提供科学依据。以长沙市为例,综合运用当量因子法、核密度分析及总体耦合态势模型等方法,揭示旅游发展对长沙市生态系统服务价值的深刻影响。研究结果表明:(1)生态系统服务价值总量呈逐年下降趋势;(2)生态系统服务价值呈“四周高中间低”空间分异格局,低值区集聚于中部主城区,东西两侧为高值区;(3)旅游业形成团块状空间分布格局,呈现以主城区为核心带动周边发展的典型特征;(4)旅游休闲业态与生态系统服务价值的总体耦合态势不断减弱,存在显著空间负相关且不断加剧。

基于空间自相关的河南省耕地质量空间格局研究

耕地质量决定了耕地产能和区域发展水平,也直接影响着国家的粮食安全、生态安全。文章从耕地质量的空间格局角度入手,利用空间自相关分析方法研究县级尺度下河南省耕地质量的空间聚集特征,同时采用双变量空间自相关分析了邻域影响因素对目标区域耕地质量的影响,通过空间自回归模型进一步分析了对耕地质量造成影响的驱动因素,并在评级分析过程中耦合了耕地面积指标的影响,为实施精准化耕地管理提供决策参考。结果表明:(1)河南省耕地质量存在较强的空间相关性,并在空间分布上呈现出较为明显的的聚集性规律,正相关类型(高-高及低-低型)分别聚集在河南省中部北部和西部山区;负相关类型则呈离散状态分布;(2)邻域影响因素对目标区域内耕地质量存在不同程度的影响,其中坡度、灌溉保证率、城镇化率、农业机械总动力及农药使用量是主要影响因子;(3)根据回归系数的绝对值可知不同因素对耕地质量的影响程度大小为:坡度>灌溉保证率>城镇化率>农业机械总动力>农药使用量。

历史文化遗产对周边空间活力影响研究——以赣州市河套老城区为例

历史文化遗产的更新具有长期性和复杂性的特征,现存大量关于历史文化遗产的研究,较少从城市的尺度研究城市遗产对周边地区的影响。围绕四类历史文化遗产和七类代表城市活力的城市功能构建矩阵,研究两两之间的空间相关性。以赣州市河套老城区为例,使用多源数据包括POI点和房价数据,分析历史文化遗产和代表城市活力的POI点的空间分布特征;利用Geoda软件分析特征之间的相关性,研究发现:历史文化遗产的空间分布与城市公共设施具有正相关性,与其他类别的城市功能具有负相关性,城市功能正处于远离历史文化遗产的趋势;然而,局部的两者高-高聚集可能与历史文化街区更新程度和文化价值高低相关。今后的城市活力研究应该更加关注城市整体尺度中不同因素之间的相互影响。

景观格局变化下青海湖流域生态价值与风险的相关性研究

生态系统服务价值(Ecosystem Services Value)与生态风险相关性的研究对流域生态保护具有重要意义。文章探究了2010-2020年青海湖流域景观格局变化下的生态系统服务价值与生态风险的相关性。结果表明:在2010-2020年,青海湖流域景观破碎程度以及多样性和复杂性增强,连通度降低;研究区生态系统服务价值增加18.61亿元,在空间上生态系统服务价值较低值区和高值区分布范围较广;生态风险在一级和二级区域分布范围较大;研究区生态系统服务价值与生态风险呈显著负相关关系。