多源数据视角下黄河流域城市体系的规模等级与网络结构分析

基于宏观统计、微观企业和交通大数据,从规模和网络2个方面及“城市节点-发展轴线-空间格局”3个维度,分析黄河流域城市体系的规模等级和网络结构特征以及二者关系。结果表明:黄河流域城市体系呈现多中心分布特征,规模等级趋于均衡,形成了以兰州-西安-郑州-济南-青岛为主导的发展轴线和“Ψ”型空间格局。规模等级和网络结构成拉平的“S型”曲线关系,可划分为低水平低速耦合、中水平高速耦合和高水平低速耦合3个阶段。

过去近60 a黄河流域降水时空变化特征及未来30 a变化趋势

近60 a来,黄河流域的气候发生了明显的改变,对流域地表水文、生态等过程产生了显著影响。利用1961—2018年黄河流域气象站观测的降水资料,分析了近60 a黄河流域降水时空变化特征,在此基础上,利用CMIP6模式中SSP245情景下未来30 a(2018—2047年)的预估结果,结合基于周期叠加的统计预估方法,对未来30 a黄河流域降水的可能变化趋势进行了预估。结果表明:黄河流域降水存在明显的年内、年际和年代际变化特征,显著振荡周期为2~4 a。在整个流域上,年和季节降水在年际尺度上表现出同位相变化特征,而年际变化异常显著区域不同。黄河流域年降水量的变率受季节降水的调制,夏季的降水多而呈现出强烈的区域性,而冬季降水少且全流域变化差异较小;黄河源区的降水在年内和年际尺度上都具有很好的稳定性;流域内受夏季风活动影响区域内的降水减少,受冬季风影响区域内的降水增加。黄河源区过去60 a的年降水表现出20.96 mm·(10a)^(-1)的增加趋势;预计未来30 a,年降水将以11.53~17.62 mm·(10a)^(-1)的速率继续增加;河套地区的年降水在过去60 a持续增加,增速为2.71 mm·(10a)^(-1),未来年降水也会增加,但增长速率趋为平缓,约为0.52 mm·(10a)^(-1);黄河下游地区过去60 a的降水呈现出减少趋势,未来仍会以5.46 mm·(10a)^(-1)的速率减少。

财政分权、产业升级、技术进步与“资源诅咒”——基于黄河流域资源型城市的实证分析

以地处黄河流域的鄂尔多斯盆地资源型城市为研究对象,利用2000—2017年面板数据,通过构建资源诅咒系数对"资源诅咒"假说进行验证。实证结果显示:(1)2000—2017年鄂尔多斯盆地资源型城市的"资源诅咒"效应整体呈下降趋势。(2)处于不同生命周期阶段的资源型城市"资源诅咒"效应不同,成熟型资源型城市最弱,成长型资源型城市次之,衰退型资源型城市最强。(3)财政分权、产业升级及技术进步均能一定程度上缓解"资源诅咒"效应,且资源型城市的经济自主性(财政分权)不仅是影响产业升级和技术进步的重要因素,更是破解"资源诅咒"效应的根本前提。

黄河流域城市群水生态系统服务与城镇化权衡协同关系

[目的]水生态系统服务与城镇化的关系关乎区域可持续发展,黄河流域水生态问题突出,厘清水生态系统服务与城镇化权衡协同关系及其影响因素,将有助于制定区域发展策略。[方法]本文运用InVEST模型在县域尺度分析了2000-2020年黄河流域城市群水生态系统服务的空间格局,从人口、土地和经济3个维度分析了城镇化的时空变化,使用双变量自相关、Spearman相关系数和差异划分法定量分析了水生态系统服务与城镇化的权衡协同关系,最后利用GTWR模型揭示了生态和社会因子对权衡协同关系的影响。[结果]①黄河流域城市群水生态系统服务以粮食生产与水土保持服务为主,且得到显著提升;城镇化水平不断提高,县(区)间的差异不断缩小。②水生态系统服务与城镇化之间的空间关系以“低-低”“高-低”类型为主,两者在全局上呈现权衡关系;在局部则以表现协同关系的县(区)为主,但呈权衡关系的县(区)数量逐渐增多,且主要分布在黄河几字弯都市圈西北部、关中平原城市群中部和山东半岛城市群东部。③降水、以植被恢复为主的生态措施、土地利用强度和区位因子对两者权衡协同关系主要呈正影响,而温度、海拔、地形和经济发展水平因子则相反。海拔和地形因子对二者权衡协同关系影响强度最强,其次为降水因子,其余因子影响强度较弱。[结论]因此,需针对水生态系统服务功能与城镇化空间失调的问题,根据两者之间的权衡协同关系及其驱动因子的时空分异,分区分类制定生态保护和发展政策。

黄土高原地区城市韧性时空演变与障碍因子分析

提高城市韧性,增强城市有效应对各种灾害和危机的能力成为了目前城市建设和治理的关键问题。黄土高原生态本底脆弱,人口、资源、环境矛盾突出,城市发展面临着资源环境约束和经济高质量发展的双重压力,开展城市韧性相关研究显得更加迫切,对韧性状态的评价以及韧性提高的障碍因子的识别对于该地区城市可持续发展至关重要。基于System-of-Systems理论和PSR分析框架,文章利用ANP-CRITIC组合赋权法和VIKOR方法构建了城市韧性评价模型,对黄土高原城市韧性时空演变进行分析,并运用障碍度模型对影响城市韧性的主要障碍因子进行识别。研究发现:1) 黄土高原地区总体韧性水平呈上升趋势,各韧性维度变化特征存在差异。其中,全区的稳定性和适应性水平有所提高,效率性水平先上升后下降,冗余性则呈现出小幅下降态势。2) 黄土高原地区中高及高韧性值城市主要为各省会城市,中低及低韧性值城市零星分布于区域边缘,各维度城市韧性水平的空间分布格局差异化明显。3) 障碍度因子方面,信息科技因素是制约黄土高原地区城市韧性提升的关键因素,科技创新、人才储备、资金投入、经济发展和失业问题是影响该地区韧性提升的主要障碍因子。

黄土高原典型县域碳排放特征与时空格局——以庆城县为例

县域是中国碳排放的重要组成部分和碳汇功能的主要承载空间,更是双碳目标和政策落实的关键行政单元。以庆城县为例,探讨黄土高原典型县域的碳排放特征和时空格局,为推动黄河流域生态保护,实现高质量发展和绿色低碳转型提供启示和参考。结果表明:(1)欠发达地区县域碳排放变化和结构具有鲜明的特征。规模以下工业是庆城县最大的碳排放来源,工业碳排放比重低,第三产业和生活碳排放比重相对较高。(2)庆城县碳排放空间分布符合帕累托法则,即80%的碳排放集中在20%的区域,总体表现为“整体分散,局部集聚”的空间分布特征。高碳区主要集中在川区、残塬区和县城区;中碳区主要分布在残塬区和交通沿线;低碳区则广泛分布于梁峁沟壑区。(3)受地形地貌影响,黄土高原县域碳排放呈现出明显的时空格局差异。县城、工业集中区、主要乡镇等中、高碳区最大斑块指数增加,整体性提高,碳源多样性减少,类型趋于单一化。交通沿线和城乡居民聚居区等中碳区与低碳区交错地带碳源多样性增加,聚集度降低。

植被恢复对黄土高原局地降水的反馈效应研究

自开展大规模植被恢复以来,黄土高原大量坡耕地被转化为草地和林地,其植被覆盖状况得到了显著改善.然而,大规模植被恢复通过改变下垫面性质导致大气与地表间的能量和水分循环过程发生变化,进而对区域气候和局地降水产生反馈.如何定量评估该反馈效应是水文气象学领域亟需解决的重要科学问题.本研究通过构建考虑植被动态变化的陆气双向耦合模式,分析黄土高原不同土地利用类型和地表参数的时空变化趋势,在考虑植被恢复对流域水热循环和陆气交互作用影响的基础上,定量评估植被建设对黄土高原局地降水的反馈效应,并阐明其作用机理.通过设立考虑植被恢复的真实情景和不考虑植被恢复的假设情景两组模拟试验,对比分析植被建设对局地降水过程的净影响.结果表明,植被恢复对黄土高原局地降水量的增加具有积极效应.观测数据显示,2000~2015年黄土高原降水量以7.84mm a^(-2)的速率显著增加,模拟结果显示大规模植被恢复对研究区降水量增加速率的贡献约为37.4%,而外部水汽环流变化对研究区降水量增加速率的贡献约占62.6%.考虑植被恢复情景比不考虑植被恢复情景下的黄土高原年均降水量高12.4%.上述研究结果对黄土高原生态保护和高质量发展,以及植被建设的可持续性管理具有重要的理论与现实意义.