水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调及驱动力分析

为加深对我国水资源、能源、粮食、生态系统协同演变趋势的认识,构建水资源-能源-粮食-生态多维系统指标体系,运用耦合协调度模型对我国2005—2020年水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度进行评价,并采用多因素归因分析法进行驱动力分析。结果表明:我国水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度从2005年的0.55增长到2020年的0.84,各地区耦合协调度从勉强协调发展水平过渡到中级协调发展水平,各子系统对耦合协调度上升的驱动分别经历了由粮食子系统到生态子系统再到水资源子系统主导的过程;能源子系统的贡献率虽然比较小,但是未来可能是各地区提升水资源-能源-粮食-生态系统多维系统协调发展水平的突破口。

邯郸山前平原地下水流场演变及其驱动力

20世纪60年代初邯郸山前平原浅层地下水位大幅下降,地下水降落漏斗逐渐形成,地下水流场剧烈演变,采用时间序列分析、相关分析、水均衡等方法,分析了邯郸山前平原浅层地下水流场的演变规律及其驱动力,并计算了1981—2019年各影响因素对地下水流场演变的贡献率,结果表明:1960年以前邯郸山前平原浅层地下水流场演变主要受自然因素驱动,1960年以后地下水流场演变的驱动力由自然因素演化为人为因素和自然因素,地下水源汇项逐渐发生变化;邯郸山前平原排泄项对地下水流场演变的贡献率大于补给项,降水入渗和地下水开采始终是浅层地下水流场演变的主要驱动力;1981—2000年降水入渗补给量和开采量对浅层地下水流场演变的贡献率为80.82%,2001—2019年降水入渗补给量和开采量对浅层地下水流场演变的贡献率为75.79%,浅层地下水流场演变的驱动力趋于多元化。

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。

变化环境下河南省水资源情势与驱动力分析

为了解河南省水资源利用现状及趋势,为水资源管理部门提供参考,以应对变化环境下未来水资源供需所面临的挑战,基于河南省1999—2022年有关气象水文资料及水资源统计资料,采用统计分析、Mann-Kendall趋势检验及BP神经网络方法,对河南省水资源演变情势及其驱动力进行分析研究。结果表明:河南省降水量及水资源总量年际变化较大,整体不太稳定且丰枯水年交替频繁,供用水量呈现增长趋势但增速有所放缓;全省降水量、地下水资源量及水资源总量呈现不显著的减少趋势,地表水量及耗水量呈现不显著的增加趋势,供用水量呈现显著的增加趋势;降水量、年平均气温及下垫面的变化都是影响河南省水资源总量变化的重要因素。

基于GEE的中国不同生态系统林火驱动力研究

针对同时对大尺度范围内的不同生态系统林火驱动力研究的难题,提出一种基于谷歌地球引擎(google earth engine,GEE)实现大范围不同生态系统林火驱动力的分析方法。首先基于GEE在线获取中国4个主要不同生态系统林火数据集、Sentinel-2卫星影像和驱动因子等信息,再通过Sentinel-2影像提取的归一化燃烧率差值筛选真实林火点,然后利用随机森林、支持向量机和增强回归树法对林火点分类并评价其表现,最后筛选最佳方法进行林火驱动力重要性分析。研究结果表明:随机森林预测林火的精度最高,均超过92%;山西省长治市和内蒙古大兴安岭地区林火最重要的驱动力分别为人口分布和最高温度,而四川省凉山彝族自治州和江西省赣州市林火发生最重要的两个驱动因子均为帕默尔干旱指数和土壤湿度。研究证明基于GEE的方法可有效地同时实现大范围内中国不同生态系统林火驱动力研究。

基于优化地理探测器的生态环境质量驱动力分析

[目的]克服生态环境质量(EQI)演化驱动因子在离散化过程中的随机性和主观性,优化传统地理探测器。[方法]利用相等间隔法、分位数法、自然断点法、几何间隔法和标准差法5种离散方法,对重庆市22项EQI演化驱动因子进行离散化,并结合地理探测器确定各因子的合理离散法与分类数,从而探究各驱动因子的驱动力大小和各驱动因子间交互模式。[结果](1)2005—2020年重庆市EQI处于I、Ⅲ和Ⅳ级的区县数量占比减少0.211,处于Ⅱ和V级的区县数量占比上升0.211,总体呈下降趋势,在空间上呈由西北向东南走向的梯度分布特征。(2)研究中各离散方法适用性排序为:自然断点法>几何间隔法>分位数法>相等间隔法>标准差法。不同因子适用的离散方法各异,应根据因子数据特征择优选取离散方法。(3)识别出影响重庆市EQI演化的关键驱动因子4个(0.37~0.49),主要驱动因子13个(0.14~0.33)、次要驱动因子4个(0.05~0.13)和其他因子1个(0.04),各驱动因子间交互作用均为双重增强或非线性增强。[结论]合理的离散化可以一定程度上克服连续数据离散化过程中的随机性和主观性,从而优化重庆市EQI演化驱动力探测结果。

中国沿海地区植被NDVI时空变化及驱动力分析

研究植被变化对区域生态修复具有重要意义。以中国沿海地区为例,基于归一化植被指数(NDVI)和降水、夜间灯光等自然和人为因子数据,运用Theil-Sen Median趋势分析+Mann-Kendall检验、最优参数地理探测器(OPGD)、相关分析和Hurst指数,多时空尺度探讨了中国沿海地区植被NDVI时空变化规律及其驱动力。结果表明:1)2001-2020年研究区植被状况较好,NDVI多年均值为0.762,具体到各分区,东北沿海的NDVI均值最高,其次是华南沿海,华东沿海和华北沿海;全区NDVI逐年变化率为0.019/10 a(P<0.01),不同分区的上升趋势从大到小为华南沿海、东北沿海、华北沿海和华东沿海,区域内植被状况不断改善,退耕还林还草和沿海防护林等生态工程效益不断显现;2)夜间灯光指数在全区各个因子中的解释力最大(q值为0.354),人为因素对NDVI的解释力明显大于自然因素,其对植被恢复产生了积极影响,并且随时间推移逐渐增强;3)两因子结合后的解释力大于单因子,表现为双因子增强和非线性增强。在全区范围内,影响最大的一对交互作用为土壤类型∩夜间灯光,其他分区则为日照时数∩夜间灯光(东北沿海地区),土壤类型∩夜间灯光(华北沿海和华东沿海地区),人口密度∩夜间灯光(华南沿海地区),自然因素和人类活动因素作用后影响力有了显著提升,但人类活动因素仍占据主导地位;4)Hurst指数均值为0.463,未来一段时间内,研究区内植被变化有66.3%的地区表现出一定的反持续性。研究结果有利于为中国沿海地区生态保护和高质量发展提供科学支撑。

智慧农业发展水平测度及驱动力比较——基于产业融合的视角

基于国际与国内区域投入产出表,从产业融合视角对智慧农业发展水平进行度量,并开展国际、国内区域的比较。结果显示:中国智慧农业的发展与发达国家相比存在较大差距,机械化及数字化相关产业对农业的发展的驱动效果偏低;我国智慧农业发展区域异质性明显,山西等地科研服务类产业驱动力偏低,而内蒙古等地则数字化驱动力不足。应大力提升农业数字化发展水平、提升农业从业人员基本素质、加速突破核心关键性技术,制定具有区域特征的发展策略。

土地利用转型下的西安市景观格局演变特征及驱动力分析

为揭示1990—2020年来西安市土地利用与景观格局的时空演变规律,以1990年、2000年、2010年和2020年土地利用数据为基础,借助ArcGIS10.8和Fragstats4.2等软件对其进行分析。结果表明:(1)1990—2020年,土地利用变化显著,耕地面积持续减少,草地面积先减后增整体呈现下降趋势,随着城市的不断发展,建设用地大面积占用了耕地,使耕地面积逐步缩小,且其他用地类型也均向建设用地转变;(2)在不同的景观类型之间,存在着明显的迁移现象,它们的空间聚集程度减小,破碎度增强,形状变得更为复杂,景观优势度减小,异质性增加;(3)景观格局演变的主要驱动因素是社会经济发展、农业生产和政策导向,其中,社会经济发展是耕地向建设用地转化的主要驱动力,政策因素是引起林地和耕地发生转移的根本原因。

大湘西生态文化旅游圈高质量发展的驱动力

《“十四五”旅游业发展规划》中明确指出我国旅游业处于高质量发展的战略机遇期,大湘西是湖南建设“旅游强省”的三大支撑板块之一。从旅游资源、消费需求、资本投入、政府政策、交通网络和创新发展六个方面分析大湘西生态文化旅游圈高质量发展驱动力,研究发现只有驱动力之间相互协调、相互促进,才能形成推动其高质量发展的强大合力。为此,需要扩大旅游需求并提升旅游品质、保障良好的发展环境与资本投入、加强交通线路建设以及增强创新发展能力来促进大湘西生态文化旅游圈高质量发展。

中部六省耕地生态足迹动态演变及驱动力研究

文章运用生态足迹模型,分析了中部六省耕地生态足迹演化趋势,利用SPSS 26.0探讨了其驱动因素。结果表明:山西等四省人均耕地生态足迹波动上升,湖北等两省相对稳定。河南人均耕地生态承载力呈波动上升趋势,山西呈波动下降趋势,安徽等四省相对稳定。河南等五省耕地资源呈现可持续利用状态,山西则为不可持续状态。中部六省耕地生态足迹变化驱动力和演变趋势存在差异,江西和山西呈现增长-下降-增长的态势,湖南、湖北和河南呈现增长-下降态势。通过提高耕地产出能力、优化配置耕地资源、建设高标准农田等,利于实现耕地可持续性利用。

“五位一体”总体布局下陕西省城市宜居性评价及关键驱动力研究

以陕西省为例,基于“五位一体”总体布局,使用熵权TOPSIS法对10个地级市的城市宜居性进行评价与分析,并运用主成分析法对区域内城市宜居性提升的关键驱动力进行研究。结果表明,陕西省西安市的城市宜居性较高,且与其他城市存在较大的差异,但总体上各城市宜居性仍有较大的提升空间;商洛、安康和铜川的城市宜居性一直处于较低水平。陕西省城市宜居性提升的驱动力在不同时段存在一定的差异。2011—2015年的关键驱动力为政治、经济和社会因素,关键驱动因子为公共服务水平、经济发展水平、基层政治服务水平、资源供给水平和产业结构优化水平。2016—2020年的关键驱动力转变为经济、文化、社会和生态文明因素,关键驱动因子为通信文化交流环境、公共服务水平、水土流失治理水平、共同富裕水平、污水治理效率和对外开放水平。公共服务水平驱动因子在两个不同的时期对城市宜居性的提升均发挥着重要的促进作用。

黄河上游地区三维生态足迹自然资本可持续评价及驱动力

本文基于改进的三维生态足迹模型,测算了黄河上游4个省区2012-2021年的人均三维生态足迹,并利用偏最小二乘法进行了驱动力分析。结果表明:黄河上游的人均生态足迹从2012年的2.089 9 hm^(2)·人^(-1)上升至2021年的2.536 5 hm^(2)·人^(-1),10年间仍处于生态可持续状态;研究期间黄河上游各省区的人均生态足迹深度均超过1 hm^(2)·人^(-1),人均生态足迹广度在总体上呈先升后降的趋势;人均三维生态足迹整体处于波动上升趋势,其中内蒙古的人均三维生态足迹值偏高,2021年达到3.87 hm^(2)·人^(-1);5个时期的可持续发展水平变化特征呈现“西南高东北低”的分布格局,可持续发展水平较高的省份为青海省和甘肃省;驱动力分析模型表明,黄河上游地区自然资本驱动力整体受人口、社会消费、生态建设、科技和环境污染多重因素综合影响。未来需因地制宜制定和实施可持续发展策略,推动黄河上游地区生态保护与高质量发展。

基于多源数据的夜间旅游空间分布特征及驱动力探究——以昆明市为例

夜间旅游满足了游客的多元需求,为带动地方经济与相关产业的发展做出了重要贡献。以昆明市夜间旅游为例,构建夜间旅游空间分布模型,揭示昆明市夜间旅游空间分布特征与发展的驱动力。结果表明:①昆明市夜间旅游资源、游客活力和经济之间的耦合关系呈现出分散和多元化的特点,夜间经济的影响范围超越传统旅游活动的影响范围,游客更倾向于在人流量较小的地方活动;②夜间旅游的发展主要依赖于丰富多样的夜间观光旅游资源和发达的夜间经济;③昆明市夜间旅游空间分布主要呈现“以高密度大聚集区为中心,向四周延伸”的空间分布特征和“东北—西南”的分布趋势;④旅游资源的丰富度、质量、受欢迎程度和知名度以及居民点密度和疫情防护水平是关键因素。这些因素之间存在较强的相关性和交互作用,旅游资源质量、知名度以及疫情防护水平对夜间旅游的影响最为显著,需要充分考虑这些因素来促进后疫情时代下夜间旅游的可持续发展。

基于多参数优化地理探测器的山洪灾害驱动力分析及风险评价

【目的】大同市地处黄土高原东北边缘,区域内频繁的地下开采活动加剧了山洪灾害,严重威胁人民生命财产安全。为揭示该区域山洪灾害主要驱动力及对其进行风险性评价,【方法】基于大同市山洪灾害调查评价项目成果数据,采用多尺度网格进行采样,并组合参数最优地理探测器对连续型驱动因子进行最优离散化处理,探测分析山洪灾害驱动因子解释力和各驱动因子分级的平均危险度,最后基于所得解释力和危险度进行定量风险性评价。【结果】结果表明:降雨是诱发山洪灾害的首要因素(q=0.088 8),人类活动次之(q=0.061 8),地表环境最弱(q=0.022 7);在所选降雨指标中,6 h强降雨对大同市山洪灾害发生有平均最强解释力(q=0.141 2),可在进一步山洪灾害临界雨量研究中予以考虑;大同市山洪灾害危险水平较高,中高危险区面积占比超3/5,高危险区灾害点密度达0.038 5个/km^(2)。【结论】网格尺度和离散方式的优化选择均可有效提高地理探测器分析结果解释力;短历时(<6 h)强降雨若降雨不能持续,对山洪灾害的诱发力度大打折扣;整体来看大同市山洪灾害危险水平较高,且主要集中分布在易损性水平较低区域。研究结果可为定量进行山洪灾害风险性评价提供参考,为大同市山洪灾害防治区划提供一定的科学依据。

2010—2017年中国典型城市群土地利用格局变化及其驱动力比较分析

明确典型城市群土地利用格局变化及其驱动力,对生态环境保护与国土空间规划有重要意义。以2010与2017年哈长城市群、山东半岛城市群和海峡西岸城市群土地利用变更调查数据为基础,采用土地利用变化幅度、土地利用变化速率、土地利用类型转移矩阵等定量和定性方法对2010—2017年三大城市群的土地利用格局变化及其驱动力进行比较分析。结果表明,三大城市群的主要土地利用变化表现为其他土地利用类型向建设用地的转化,其规模由大到小依次为:海峡西岸城市群(2186.27 km^(2))>山东半岛城市群(1056.45km^(2))>哈长城市群(897.91km^(2));海峡西岸城市群的耕地面积表现为净增长(192.00 km^(2)),其中流失面积为18755.00km^(2),新增面积为18948.00km^(2),而其余两个城市群的耕地变化则以净流失为主。人口增长、经济发展、交通建设是三大城市群建设用地扩张的主要驱动力,而气候变暖促进了哈长城市群新增耕地的北移。研究得出三大城市群土地利用格局变化及其驱动力存在明显差异。

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。

陕北黄土高原景观生态质量时空分异及驱动力分析

景观生态质量是衡量生态系统稳定度的重要指标。基于景观稳定性、景观干扰度和恢复与重建力三个层面构建景观生态质量评估模型,探究了陕北黄土高原20 a来景观生态质量及时空变化,并利用地理探测器进行了驱动力分析。结果表明:陕北黄土高原景观生态质量呈现中南部高、西部及北部低的分布特征,空间相关性和异质性显著;景观生态质量等级在中等及以上的区域面积占比由40.0%上升至63.5%,景观生态质量明显改善,并呈现先下降后上升的变化趋势;区域景观生态质量受自然因子和人为因子的共同作用,NDVI和高程是主要驱动因子,且与降水、气温、GDP和人口密度等因素交互后驱动力增强。

基于Sentinel-2影像的东寨港国家级自然保护区景观格局变化及其驱动力研究

文章以东寨港国家级自然保护区及1 km外围地带为研究区域,选取2017—2021年的Sentinel-2遥感影像数据,采用人机交互方式解译景观类型,计算景观格局指数,进而对比分析5年期间保护区内外的景观格局变化情况及其主要驱动力。结果表明:(1)在保护区内,红树林湿地面积呈现上升趋势,林地面积有所减少,养殖水面面积显著减少;保护区景观连通性较好、碎度较低,其中红树林为优势景观。(2)在外围地带,红树林湿地面积有所增加,林地面积有所减少,养殖水面和建筑面积均减少,但耕地面积有所增加;与保护区相比,景观破碎化程度较高、连接度与整体性较差。(3)红树林生态保护修复活动是保护区景观格局发生显著变化的主要驱动力,而养殖、建筑等人类活动是改变外围地带景观格局的主要因素。研究结果对于优化保护区的保护管理和加强外围地带的人类活动管控具有参考价值。

中国北方农牧交错区生态系统服务价值时空变化特征及驱动力分析

为探究区域生态系统服务价值(Ecosystem services value,ESV)时空变化特征及其驱动因子,本研究基于1990—2020年七期土地利用数据,采用当量法估算北方农牧交错区的生态系统服务价值,在GEE云平台与ArcGIS软件的支撑下,分析其时空变化特征,并利用地理探测器模型揭示影响其变化的关键驱动因子。北方农牧交错区30a间草地面积增幅最大,建设用地呈逐年增长的趋势,林地与荒地面积减少,耕地与水域面积基本保持不变,土地利用空间分布格局基本稳定,土地利用方式的转化主要发生在耕地、林地与草地之间;北方农牧交错区年均ESV总量呈降低趋势,以林草地和水域提供调节服务为主,其次为支持服务、供给服务和文化服务,研究区ESV的空间分布与土地利用空间分布格局高度关联;北方农牧交错区ESV空间分异性受多种因素共同驱动,单因子表现为NDVI解释力最高,双因子表现为夜间灯光与NDVI交互作用最强。