2000—2020年非洲耕地资源时空格局变化分析

非洲地区面临严重的粮食安全问题,研究其耕地资源时空格局变化对于保障非洲粮食安全具有重要意义.基于2000—2020年间联合国粮农组织的统计数据,通过重心迁移、标准差椭圆及局部空间自相关等方法对非洲耕地资源时空格局的变化特征进行了分析.结果表明:1)非洲耕地整体数量呈稳定上升趋势,20年间耕地面积增加了6321.92万hm^(2),增长率为53.44%,但不同国家间存在差异;2)非洲耕地在几何中心以北区域分布较多,耕地重心迁移方向先向东北后转向偏西方向,移动总距离为111.86 km,偏移速率先快后慢,从前5年的平均10.27 km/a降至后15年的平均4.00 km/a左右;3)非洲耕地分布呈西北—东南向,20年来标准差椭圆转角有向水平方向倒伏趋势,椭圆面积不断缩小,向心性不断增强;4)非洲耕地分布集聚主要出现在西非的尼日尔和尼日利亚,异常区为南非及贝宁.

中国乳制品加工业集聚水平与空间集聚演化特征研究

借助区位熵指数、空间自相关模型、标准差椭圆等方法分析2014~2021年我国乳制品加工业空间集聚特征、空间依赖性与动态演化特征。结果表明,我国乳制品加工业呈现相对平稳的集聚态势,产业布局呈现出与原料奶基地的布局相衔接的合理布局;新型冠状病毒感染疫情降低了乳制品行业集聚程度,但隔离政策的取消和行业振兴计划的提出减缓了这种下降趋势;我国乳制品加工业在空间上形成以晋鲁豫为核心的一体化发展格局,尽管内蒙古、黑龙江、宁夏的乳制品加工业集聚态势显著,却未对相邻省份形成有效辐射带动作用;整体空间分布格局以“东北-西南”方向为主导,产业重心呈现向西移动趋势,空间溢出效应有减弱趋势。

顾及城市发展和生态保护均衡的宜昌市生境质量多情景模拟研究

城市发展过程中不同的发展方向与生态保护目标往往会产生不同的矛盾冲突,通过均衡城市发展和生态保护之间的关系,能够促进城市发展和生态保护的耦合协调。以宜昌市为研究对象,耦合PLUS—InVEST模型并结合标准差椭圆分析,以2020年土地利用现状数据为基础,模拟自然发展、经济发展以及生态保护3种情景下2040年宜昌市生境质量变化情况。研究结果表明:1)2000—2020年宜昌市主要发生变化的地类为耕地、林地以及建设用地,其中林地与耕地为主要的转出地类,建设用地为主要的转入地类;2)在不同模拟情景下,建设用地扩张方向均由西南向东北收缩,城市扩张强度减缓,建设用地扩张强度重心并开始由东向西进行迁徙;3)在自然发展和经济发展情景下,宜昌市生境质量在未来均呈现衰退的趋势,而在生态保护情景下,宜昌市生境质量有所恢复。通过模拟未来不同政策下土地利用方式改变来反映宜昌市生境质量变化情况,为均衡城市发展与生态保护产生的矛盾和冲突有着重要意义。

2000—2021年黄河流域化肥使用量与粮食产量时空变化特征

[目的]研究黄河流域化肥使用时空变化特征及其与粮食生产的关系,为该流域化肥施用管控提供理论依据。[方法]基于2000—2021年黄河流域化肥使用量和粮食产量相关数据,采用空间自相关分析、核密度分析和标准差椭圆等方法对黄河流域化肥使用的时空变化特征进行了分析,并探讨化肥使用量和粮食产量的关系。[结果]2000—2021年黄河流域粮食产量增长49.55%,大于化肥使用量增速(24.87%),2013年后流域化肥使用量开始波动下降,粮食产量依然保持增长趋势,化肥使用效率明显提升。近22 a来黄河流域化肥使用的区域集聚态势在持续减弱,黄河流域化肥使用量在空间上具有一定的非均衡性,热点区域主要集中在河南和山东省,冷点区域集中在青海和甘肃省,22 a来黄河流域化肥使用热点区域减少,高值聚集区向西移动,冷点区域增加。近22 a来黄河流域上中下游地区化肥使用量分别增长46.52%,38.68%和9.50%,西部地区化肥使用量快速增长,推动了流域化肥使用重心向北西西方向移动57.40 km。近22 a来黄河流域粮食产量重心向北北西方向移动22.06 km,与化肥使用量重心趋于分离。[结论]黄河流域化肥减量增效行动成效显著,但整体化肥使用强度仍为超标状态,未来仍需减少化肥使用。

“双碳”目标下山东省三大经济圈农业生态效率时空分异及影响因素

在“双碳”背景下农业生产要素的使用受到限制,实现农业绿色生产,提高农业资源利用率对尽快实现农业农村现代化显得尤为必要。山东省力争打造乡村振兴齐鲁样板,对提升农业生态效率的需求更为迫切。基于此,首先选用基于松弛变量测量(SBM)的超效率模型综合测度山东省农业生态效率,其次利用标准差椭圆、自然断点分级法、Dagum基尼系数分析山东省农业生态效率空间演化趋势及空间发展差异,最后利用OLS回归分析山东省农业生态效率影响因素。整体来看山东省农业生态效率有了显著提升,省域内达到了较高水平,但省内三大经济圈间及经济圈内部各地市有显著差异,发展不均衡;农村电力设施、农村水利设施、土地规模化水平对山东省整体农业生态效率有显著促进作用,工业化水平、财政支农力度、农业生产技术水平对山东省整体农业生态效率具有显著抑制作用;此外各因素对山东省三大经济圈农业生态效率的影响存在差异,具有明显的区域异质性。

运河沿线18市旅游效率与共同富裕耦合协调研究

基于面板数据,文章探究了运河沿线18个城市的旅游效率与共同富裕耦合协调演化特征和影响因素,为推动区域旅游高质量发展和居民共同富裕提供参考借鉴。结果表明:(1)研究期内,运河18市的旅游效率不断上升,且技术进步为主要因素。(2)研究期内运河沿线城市共同富裕综合指数持续提高,但空间分布异质性明显,整体表现为沿着运河两头高,中间低的“U”型特征。(3)研究期内旅游效率和共同富裕耦合协调性不断增强,但地区异质性较大,北京和江浙城市的偶和协调性较高,其他城市耦合协调较低。

黄河流域绿色创新的时空演化特征及影响因素分析

以2005—2020年黄河流域89个地级及以上城市为研究对象,运用绿色专利数据表征绿色创新水平,利用标准差椭圆和空间自相关揭示绿色创新的时空演化格局,并利用空间杜宾模型分析绿色创新的影响因素并分解各因素的空间效应。结果表明:(1)黄河流域以及上游、中游和下游的绿色创新均呈现出快速发展趋势。(2)绿色创新的标准差椭圆呈现“东北—西南”向分布格局,各参数基本稳定,重心呈现“先东后西”的移动特征。(3)绿色创新全局空间自相关关系明显,局部空间自相关以高-高型和低-低型为主。(4)科技投入对绿色创新具有显著的正向促进作用,城市研究与试验发展人员全时当量和第三产业占GDP比重具有显著的负向空间溢出效应,公共图书馆藏书量与建成区绿化覆盖率产生显著的正向空间溢出效应。(5)科技投入对黄河上游绿色创新的正向促进作用最强,产业结构高级化可以显著促进黄河中游绿色创新的发展,社会文化对黄河下游绿色创新存在较强的正向促进作用。

四川凉山州孙水河流域耕地撂荒时空格局分析

[目的]提取长期、精确的撂荒地空间分布信息,摸清流域耕地撂荒分布规律,进而为大凉山区域土地资源管理、乡村振兴战略规划等提供数据支撑。[方法]以凉山州孙水河流域为研究区域,应用CART决策树分类方法提取了研究区2009—2016年的撂荒地分布数据,分析了近10年来孙水河流域撂荒地时空格局、演变动态与影响因素。[结果](1)2009—2016年流域耕地撂荒情况呈现两个阶段:2009—2011年缓慢降低,2012—2016年快速增加。撂荒地多分布在中高山区域,并向河谷平原地区逐渐聚拢。多年平均撂荒面积为5357.88 hm^(2),2016年达到最大撂荒率(24.50%),年均撂荒面积:中游(2260.50 hm^(2))>上游(1716 hm^(2))>下游(1381.37 hm^(2)),年均撂荒率:上游(19.17%)>中游(15.46%)>下游(8.50%)。(2)撂荒地标准差椭圆分布呈现两个发展阶段,2009—2012年表现为“东南—西北”的方向分布,2013年后重心回移,撂荒更为聚集。(3)撂荒地多分布在海拔>2800 m,坡度15°~25°,距水系500 m内的地形单元。[结论]地形条件、生产水平、政治因素等均会导致区域撂荒时空格局变化,未来应加强辨析人类活动及自然条件对撂荒地影响机制的深入研究。

黄河流域城乡融合系统耦合协调研究——指标体系构建、实证测度与时空演进

城乡融合发展是新时代实施新型城镇化与乡村振兴协调发展战略的新导向,探究黄河流域城乡融合系统耦合协调发展的时空演进特征对全面推动城乡高质量融合和区域协调发展具有重要作用。文章基于系统耦合视角,从经济发展、社会生活、生态环境等维度,构建黄河流域城乡融合系统耦合协调评价指标体系,运用熵权法和耦合协调度模型,测度2005~2020年黄河流域城乡融合系统耦合协调度,结合Kernel密度估计、探索性数据分析和标准差椭圆等方法研究系统耦合协调度时序与空间演进特征。研究发现:黄河流域城乡融合系统耦合协调度整体呈现稳健上升态势,但子系统间则存在较大差异,相较于城乡经济发展系统和城乡社会生活系统,城乡生态环境系统整体发展进程较为缓慢,其发展水平相对滞后。黄河流域城乡融合系统耦合协调度分布呈分散化趋势,区域间城乡融合系统耦合协调发展差距在持续拉大,随着时间的推演,逐步演变为二层分化式发展结构。空间视角下,黄河流域省区城乡融合系统耦合协调度呈正空间相关性,省区间城乡融合系统耦合协调度的局部集聚特征表现为正、负空间相关性并存。黄河流域城乡融合系统耦合协调度的空间分布重心主要位于陕西,标准差椭圆的长半轴和短半轴略有增长,但方位角趋于缩小。最后,依据研究发现提出系统优质协调发展路径,为黄河流域城乡融合发展和区域协调发展提供决策参考。

资源型城市城镇低效用地空间格局及其盘活路径研究——以鹤壁市为例

基于高质量国土空间布局和严格管控“三区三线”背景,挖掘存量建设用地,提高土地节约集约利用度已成为城市土地利用亟待解决的重要问题。本文利用鹤壁市旧城镇、旧厂矿、旧村庄三类城镇低效用地的调查数据,运用核密度和标准差椭圆法定量分析了鹤壁市城镇低效用地的空间格局特征,主要结论如下,(1)城镇低效用地表现出面状集聚、多核心的空间分布特点,其中老城区各低效用地点呈“西北-东南”向,集中分布于A1~A5共5个集聚区,数量相对均匀;新城区则呈“东北-西南”向集中分布于B1~B3共3个集聚区,分布呈“东北多西南少”。(2)鹤壁市低效用地空间格局影响因素主要包括资源型城市产业结构调整、工业企业发展不完善、土地征收相关政策调整三个方面。(3)在盘活路径方面,老城区加强停产煤矿厂房的重新利用,部分废弃的采矿用地复垦为公园绿地,新城区重点发展第三产业为主,以引进土地利用强度高的工业企业为主。

结合SBAS-InSAR技术与瞬变电磁法在煤矿区沉降监测中的应用

煤矿长时间开采会导致上覆岩层在重力因素下产生刚性弯曲、断裂等,进而造成一系列安全隐患。如何高效地对煤矿区进行地表形变监测,对煤矿安全、自然生态有着十分重要的意义。文章结合小基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)技术与瞬变电磁测深法对煤矿区进行沉降监测。此外,采用标准差椭圆分析了沉降体空间形变规律与特征,利用长短时记忆网络(long short term memory network,LSTM)模型预测了沉降体形变趋势。分析结果表明:通过瞬变电磁法与干涉测量结合,地表形变范围基本与瞬变电磁反演的采空区吻合,标准差椭圆分析出形变中心向西南方移动376 m,沉降形态也在向似圆状过渡;LSTM模型可以预测两个月的形变,误差为2 mm,可以实现煤矿区形变趋势的短期预测。

技术创新赋能中国旅游高质量发展的路径研究

根据熊彼特创新理论,技术创新通过改变经济结构、产业结构等实现旅游高质量发展,而旅游高质量发展的核心在于区域旅游经济效率可持续增长。结合赋能理论,从资本赋能、结构赋能、功能赋能层面探索2000—2020年间旅游技术创新和区域旅游经济效率的演化规律和内在机理,并运用DEA-MI方法、标准差椭圆模型、中介效应模型等实证分析。研究表明:2001—2020年区域经济效率值逐渐趋于1.000标准线,突破“胡焕庸线”空间限制,其重心向东部移动。旅游技术创新水平分布吻合“胡焕庸线”,其重心向中西部移动。但旅游技术创新尚未成为推动中国区域旅游经济效率增长的直接赋能路径,东、中、西部区域存在资本赋能、结构赋能和功能赋能的路径有效性差异。

湘江流域森林生态安全与新型城镇化质量协调发展及时空演变分析

计算2005—2020年湘江流域森林生态安全指数、新型城镇化质量指数,采用协调发展指数、标准差椭圆模型、空间自相关分析两个系统的时空演变规律、耦合协调特征以及交互作用机理。结果显示:(1)研究时段内,湘江流域县域新型城镇化质量指数均值处于0.30~0.33,森林生态安全指数均值在0.51~0.72,协调发展指数在0.12~0.81,均呈现波动上升态势。(2)新型城镇化质量指数重心处于衡南县内,移动方向为“西南—西北—东北”;森林生态安全指数重心位于衡阳县与衡阳市区,移动方向为“东南—东南—西北”;协调发展重心位于衡阳县与衡阳市区,移动方向为“西南—西北—东北”。(3)森林生态安全与新型城镇化质量呈现显著的空间正相关性且空间差异性系数呈现出先减小后增大的发展趋势,其空间协调分布表现为先聚集后扩散的变化特征。

基于景观格局的玉溪市“三湖”流域生态风险演化分析

以玉溪市“三湖”流域为研究对象,对研究区内生态风险状况进行研究,揭示其20年生态风险演化特征。对2000-2020年的土地利用数据进行等间距采样,基于景观格局指数建立生态风险模型并利用空间自相关分析、地统计学分析、重心转移等方法对研究区内景观格局变化特征以及生态风险演变进行探究。结果表明:(1)社会发展及人类活动导致建筑用地的分离度等在研究期内呈线性减少趋势,而草地的破碎度在20年里呈上升趋势,由2000年的0.55增长到2020年的0.93;(2)生态风险格局在空间上呈现显著正相关,Moran’s I指数由2000年的0.522下降至2022年的0.513,表明研究区内景观生态风险值在空间分布上的依赖性减弱,空间趋同性逐渐降低;(3)研究区内多年间生态风险呈现先上升后下降的趋势且生态风险格局重心整体向西南偏移,高风险区主要分布在研究区北部的林草地带以及湖泊周围,20年面积增加了6 212.07 hm^(2)。研究结果可为流域内水资源开发、生态安全保护等决策提供支持。

Spatiotemporal characteristics of cultivated land use eco-efficiency and its influencing factors in China from 2000 to 2020

Improving cultivated land use eco-efficiency(CLUE)can effectively promote agricultural sustainability,particularly in developing countries where CLUE is generally low.This study used provincial-level data from China to evaluate the spatiotemporal evolution of CLUE from 2000 to 2020 and identified the influencing factors of CLUE by using a panel Tobit model.In addition,given the undesirable outputs of agricultural production,we incorporated carbon emissions and nonpoint source pollution into the global benchmark-undesirable output-super efficiency-slacks-based measure(GB-US-SBM)model,which combines global benchmark technology,undesirable output,super efficiency,and slacks-based measure.The results indicated that there was an upward trend in CLUE in China from 2000 to 2020,with an increase rate of 2.62%.The temporal evolution of CLUE in China could be classified into three distinct stages:a period of fluctuating decrease(2000-2007),a phase of gradual increase(2008-2014),and a period of rapid growth(2015-2020).The major grain-producing areas(MPAs)had a lower CLUE than their counterparts,namely,non-major grain-production areas(non-MPAs).The spatial agglomeration effect followed a northeast-southwest strip distribution;and the movement path of barycentre revealed a"P"shape,with Luoyang City,Henan Province,as the centre.In terms of influencing factors of CLUE,investment in science and technology played the most vital role in improving CLUE,while irrigation index had the most negative effect.It should be noted that these two influencing factors had different impacts on MPAs and non-MPAs.Therefore,relevant departments should formulate policies to enhance the level of science and technology,improve irrigation condition,and promote sustainable utilization of cultivated land.

基于Landsat数据的衡阳市主城区热岛效应研究

由于城市化快速发展,致使城市热岛成为重要的城市生态环境问题之一。以衡阳市主城区为研究区,利用辐射传输方程法、均值-标准差、标准差椭圆分析和相关分析等方法,分析了2000年-2021年的地表温度和热岛效应的时空变化,并研究了NDVI指数与地表温度的相关性。结果表明:地表温度在2000年-2021年间高温集中分布在中心城区的湘江两岸,但随着时间的推移,逐渐向四周扩散;热岛分布存在三个时间段的规律性,以2004年、2009年为时间分割点;热岛的标准差椭圆的面积在扩大,且重心向西南方向移动;NDVI指数与地表温度呈现出明显的负相关关系。

长江中游港口的时空演变与预测——对湖南省城陵矶港的启示

本文采用标准差椭圆、重心模型和赫芬达尔—赫希曼指数研究1998—2021年间长江中游集装箱港口的时空演变特征,同时使用线性预测方法对2025—2035年该地区港口集装箱吞吐量进行预测。研究结果表明:赫芬达尔—赫希曼指数在总体上虽有所下降,但市场结构整体上仍处于高寡占Ⅱ型,说明长江中游地区内的集装箱港口分布更加均衡并趋于分散化;长江中游港口的集装箱吞吐量重心在江西省境内,重心轨迹呈现出自东北向西南,再自东南向西北移动的趋势,标准差椭圆的主要分布态势呈现由东北至西南的分布;长江中游港口的集装箱吞吐量呈稳步增长趋势,预测在2035年能达到752万标准箱。本研究能对长江中游集装箱港口提升自身竞争力提供数据参考,以更好发挥港口的辐射带动作用,推动区域港口群协同发展。

基于多椭圆模型的中国制造业空间集中度计量

为直观地揭示多因素对制造业空间集中的影响,本文利用空间统计标准差椭圆方法,提出基于二维地理空间、行政区、企业区位等多椭圆的制造业集中度计量方法。研究以中国国土空间和地级行政区空间为参照基准,使用2013年中国近32万家工业企业数据,度量了中国制造业就业人员和企业区位的空间集中程度及其主要方向。结果发现,与国土空间相比,中国制造业就业人员的空间集中度为0.70,企业区位分布的空间集中度为0.71;与地级行政区的区位分布与人口分布相比,中国制造业就业人员的空间集中度分别为0.54与0.32,企业区位分布的空间集中度分别为0.55与0.33;与制造业企业区位分布相比,中国制造业就业人员分布呈现空间分散状态。

尾矿库土壤铵态氮空间分异性及其可视化表达

为解决尾矿库土壤铵态氮含量信息描述和表达手段单一,引起空间分异性精细化表述不明确的问题,以迁安市某尾矿库为研究区,采集化验0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm三层土壤铵态氮含量,利用莫兰指数分析土壤铵态氮空间自相关性和空间聚集程度;利用标准差椭圆分析研究区内土壤铵态氮含量的二维空间变化趋势;基于二维空间中土壤铵态氮分异性研究,探讨3D经验贝叶斯克里金对土壤铵态氮三维空间分布特征的模拟,通过构建剖切面和等值面,深入研究尾矿库土壤铵态氮在水平方向及垂直方向的二维三维可视化表达效果。研究结果表明:尾矿库土壤铵态氮含量在不同土壤深度均存在显著的空间正向关联性和空间集聚性;随着土壤深度增加,铵态氮含量西南-东北变化的方向性越明显;二维三维插值显示研究区土壤铵态氮含量在水平方向、垂直方向上空间分布均有显著差异性,等值面的构建有效描述了尾矿库土壤铵态氮具体含量值的三维空间精细化分布规律。通过本文研究以期为矿区土壤理化性质三维空间分布规律研究、土壤修复,以及生态可持续发展提供理论支撑及参考。

健康中国建设的水平测度与时空演进

文章从健康状况、健康治理、健康保障3个维度构建健康中国建设水平测度指标体系。基于2011—2020年我国31个省份的面板数据,采用熵权TOPSIS法、Dagum基尼系数及其分解法、标准差椭圆、马尔可夫链与核密度估计,分析了健康中国建设水平及其差异来源、空间格局、动态演进和时间演进规律。研究结果表明:从建设水平上看,健康中国建设水平呈现逐年上升趋势,整体上呈现“东高、中平、西低”的分布特征;从差异来看,健康中国建设水平总体差异较大且区域间差异是造成健康中国建设水平总体差异的主要原因;从空间格局来看,健康中国建设水平正向东南方向极化;从动态演进来看,健康中国建设水平具有保持原有等级和向上转移的黏性并且很难跨级发展;从时间演进来看,健康中国建设水平逐年提高,并且除中部地区外,其余地区均呈现多极化发展趋势。