山西省高等学校人文社科重点研究基地——太原师范学院汾河流域科学发展研究中心

太原师范学院“汾河流域科学发展研究中心”是山西省目前汾河流域唯一研究机构。2010年5月，太原师范学院“汾河流域科学发展研究中心”被山西省教育厅确定为山西省人文社会科学重点研究基地。

汾河流域传统村落区域保护与发展耦合协调研究

以汾河流域为研究区,选取145个传统村落的相关社会经济、自然生态等数据,运用格网化、耦合协调模型、重力模型、主成分分析、地理加权回归和空间聚类方法,对汾河流域传统村落区域保护与发展水平耦合协调特征及驱动机制进行分析。结果表明:(1)汾河流域传统村落区域保护及发展水平整体较均衡,两个重心均在汾河中游。(2)传统村落区域保护与发展水平耦合状况全流域整体为拮抗和低耦合,协调状况近90%区域为失调,上游协调情况远低于全流域平均,中游出现低值区包围高值区与中值区的现象,呈现以河道为轴的复杂层级特征。(3)区域的总体经济能力、非农经济能力、政策倾斜程度和资源禀赋是汾河流域传统村落保护与发展协调现状的主要影响因素。(4)协调发展视域下确定汾河流域传统村落“一极、一带、五区”的空间发展格局,其中“一极”为平遥县示范区,“一带”为汾河西侧发展带,“五区”为城镇转型区、经济优先区、综合保护区、资源开发区和政策扶持区。

汾河流域三生空间功能耦合协调研究

探究流域三生空间功能耦合协调规律对流域土地资源的科学合理利用和可持续发展具有重要作用。以汾河流域为研究区,构建流域空间功能评价指标体系,运用耦合协调模型测算2006、2013和2018年流域三生空间功能耦合度、耦合协调度及两两间耦合协调度并进行时空分析。结果表明:1)时空格局上,耦合度呈现“北低南高”与低值“斑块”嵌入的空间特征,演变趋势呈现“向上开口的抛物线”的曲线特征;耦合协调度呈现高值区“斑块”嵌入低值区的格局,演变趋势呈现“波浪式”曲线特征。2)“生产—生活”空间功能耦合度较高,“生产—生态”“生活—生态”空间功能耦合表现的耦合度较低,并经历耦合度“高—降低—增高”的过程,而耦合协调度同处于较低水平。3)三生空间功能相互矛盾突出,是受汾河流域空间异质性特征影响,累积的历史“生态欠债”较多,短期内彻底改善三生空间功能耦合协调度存在挑战,未来亟需加大对汾河流域三生空间功能协调发展的路径研究。

汾河流域非物质文化遗产空间格局及其影响因素

客观了解非物质文化遗产(以下简称“非遗”)的分布规律及影响因素有助于非遗的传承和保护。以汾河流域为研究区域,选取354项非遗为研究对象,基于地理学空间视角,采用地理集中指数、核密度、最邻近指数、不平衡指数等指标分析方法,对汾河流域非遗的空间分布格局及其影响因素进行探讨。结果表明:(1)汾河流域非遗类型结构组成不均衡,传统技艺类非遗占比极大,传统体育和曲艺类非遗较为稀缺;(2)汾河流域非遗空间分布为凝聚型,空间分布不均衡,聚集呈现双核结构,即汾河中游的太原六区和下游的侯马、曲沃、新绛一带;(3)汾河流域非遗的空间分布格局是地形、水文、交通、经济、人口等多种因素综合作用的结果,非遗密度大的地区往往具有地势较低、水源充足、交通便利、经济发展水平较高等特征。

流域乡村聚落发展潜能评测及分区振兴路径——以汾河流域为例

乡村聚落是乡村人地关系最集中的表现,探索流域乡村聚落发展潜能及发展路径对流域乡村经济可持续发展具有重要现实意义。立足乡村地域系统理论和现代化乡村发展特征,综合评测乡村聚落发展潜能,制定区划方案,诊断各区优势因子和制约性,探索乡村振兴发展路径,并以汾河流域为例开展实证研究。研究结果:(1)以汾河流域11107个自然乡村聚落为研究对象,从自然条件、资源禀赋、生态约束、社会经济水平、城市外驱5个维度构建了新时代乡村聚落发展潜能评测体系。(2)汾河流域自然乡村地域发展潜能空间差异悬殊,中游、下游高于上游,中部河谷盆地高于两侧山地丘陵。(3)汾河流域自然乡村聚落发展潜能参差不齐,共划分了5个一级区和12个二级区,不同类型区的发展潜能、发展优势和发展路径具有明显特征和差异。研究结果为流域乡村振兴战略的推进和实施提供了新的考量和科学参考。

汾河流域A级旅游景区空间分布及影响因素

以汾河流域106个A级旅游景区为样本,综合运用数理统计与GIS空间分析探究汾河流域A级旅游景区空间分布及影响因素。结果表明:汾河流域A级旅游景区空间分布区域差异明显,A级旅游景区为聚集分布且分布较为集中。汾河流域A级旅游景区分布密度不均衡,形成太原市区、榆次区西北部一个高核密度区和太原盆地、晋南盆地两个次核密度区。从整体空间分布的角度来看,汾河流域A级旅游景区的分布密度整体呈现中游较多、下游次之、上游较少的整体特征。影响汾河流域A级旅游景区空间分布结构的因素主要包括区位交通、客源市场、经济发展水平及政府政策等。

基于土地利用变化的汾河流域生态系统服务价值研究

选取汾河流域为研究区,基于2006、2013、2018年土地利用数据,采用土地利用多模型、生态系统服务价值测度模型及生态系统服务价值动态度对研究区土地利用变化及生态系统服务价值进行了多维测度,揭示了其时空演变规律及成因。结果表明:(1)2006~2018年,流域耕地、草地面积线性下降;建设用地、林地面积线性增长;水域、未利用土地面积多年基本持平;土地利用变化速度及程度指数均呈指数型增长;土地利用时空格局呈现建设用地、耕地、草地、林地逐次嵌套的分布特征,盆地核心区变化显著,边缘区变化较小。(2)生态系统服务价值总量整体呈现线性下降趋势,下降率达到2.38%,与土地利用结构变化趋势保持一致。(3)生态系统服务价值时空格局呈现“外围高—中心低”与高值斑块嵌入的分布特征;多年流域生态系统服务价值极低、低值区呈现逐年扩大趋势,中等区缩减显著。建设用地的无序扩张及草地、耕地的减少是流域生态价值服务指数下降的主要原因。

明代汾河上游地区的自然灾害研究

汾河上游地区是我国的生态脆弱区,有明一代,该区域的自然灾害呈逐步上升的趋势。在明代中后期,山西进入气候异常寒冷期,是汾河上游地区自然灾害频发的重要因素。人类长时期的毁林、开垦,汾河上游地区的局地小气候受到破坏,不仅加剧了该区域自然灾害的发生频率和危害程度,而且对中下游地区的环境产生了负面影响。

明清时期太原盆地的水利事业变迁——以水渠和堤坝为中心的考察

从河渠和堤坝两个方面对明清时期太原盆地的水利活动进行考察,研究表明明清时期太原盆地进行了大规模的水利工程建设,但由于区内汾河干支流频繁的决溢改道致使河渠和堤坝屡次遭到破坏,给人们的农业生产带来巨大损失.

沁源县区域发展方向研究

指出了沁源县经济的发展一直以来依托的是丰富的煤炭资源,在如今资源紧缺、保护环境、新能源的不断开发使用的背景下,煤炭市场在近几年出现了前所未有的低迷,沁源县经济每况愈下,许多人因此失业,由此沁源县单一发展模式的弊端显现了出来。为此,主要从该地区的实际出发,探讨了该地区除了煤炭产业以外其他的产业发展方向的可能性,分析了发展旅游业的优势,为沁源县区域经济发展转型提供一定的借鉴。

清代汾河上游自然灾害时空研究

通过整理和分析清代汾河上游灾害的频次、类型和等级,运用小波分析、相关性分析等方法对其时空特点及原因展开探讨。结果表明:研究区在清代共发生自然灾害111次,灾害类型包括水灾、旱灾、冰雹、地震、蝗灾和霜冻,灾害等级分为重度、中度、轻度。中度水灾频次最多。水灾、旱灾、霜冻之间有显著的相关性。自然灾害的年际变化呈现出高—低—高3个时段,整体呈递减趋势,10 a频次在公元1690—1699年最高,主周期变化为37~38 a。灾害种类的空间分布较为一致,阳曲最多。其原因与明清小冰期、ENSO事件和区域内的小气候、落后的农业条件、人口增多导致的植被破坏、水土流失等有关。

太原市土地利用/覆被变化及驱动因素研究

目前人类面临的诸多资源环境问题都与土地利用有关,土地利用/覆被变化是人类-资源-环境耦合系统研究的理想切入点。基于Landsat TM遥感影像数据、自然环境和社会经济数据,运用GIS空间分析和统计学方法,定量研究了改革开放以来太原市土地利用/覆被变化的空间格局、转移特征、变化规律及驱动机制。结果表明:(1)目前太原市的土地利用类型以植被(670 km^(2))、建筑用地(385 km^(2))和耕地(296 km^(2))为主,分别占总面积的47%、27%和21%。1981—2018年,建筑用地和未利用地的变化速度和强度最大,其次是植被和耕地,水域的变化不大。(2)改革开放以来,建筑用地持续向主城区西部和南部扩张,大量的耕地(128.45 km^(2))、植被(77.21 km^(2))和未利用地(67.63 km^(2))转化为建筑用地;土地利用变化动态度和强度分别为5.77和0.50。(3)未利用地主要分布在城区北部,改革开放以来,呈持续减少的趋势,主要被转化为植被(256.54 km^(2))、建筑用地(83.12 km^(2))和耕地(57.18 km^(2))。土地利用变化动态度和强度分别为-2.36和-0.59。(4)植被主要分布在地势较高的东部和西部地区,自1981年以来呈先轻微、缓慢下降,后明显、较快增加的趋势,2000前后的土地利用动态度分别为-0.25和1.39,土地利用强度分别为-0.10和0.53。(5)耕地主要分布在河谷地带,改革开放以来呈先向河流西面扩张而增加,后随着建设用地的增加在城区南面和北面开始萎缩而降低的趋势。1981—2018年,耕地的土地利用变化动态度和强度分别为-0.40和-0.10。(6)地形、地貌、水文等自然条件决定了太原市土地利用/覆被的整体格局,并限制了土地利用/覆被变化的方向;人口数量和结构、经济发展水平、退耕还林还草政策等影响了太原市各土地利用类型的面积及分布。

基于FLUS模型的汾河流域生态空间多情景模拟预测

选取汾河流域为研究区,基于2015年、2018年土地利用类型数据,并采用EES模型筛选了对应基准年的20项驱动因子数据,利用FLUS模型,在验证模型精度有效性的基础上,模拟预测了2024年、2030年生产空间优先、生活空间优先、生态空间优先以及三生空间协调4种情景下汾河流域生态空间的时空演化特征及成因。结果表明:(1)2018—2030年汾河流域生态空间呈现两类演变趋势,在生态空间优先、三生空间协调情景下呈现线性增长,分别增长5.92%、5.13%;生产空间优先、生活空间优先情景下呈现线性下降,分别下降9.40%、2.20%;生产、生活、生态空间用地结构比例维持4:1:5。(2)时空格局上,生态空间位于流域边缘山区,生产、生活空间位于核心盆地,生态、生产、生活空间整体呈现依次嵌套的格局特征;生态空间核心区变化幅度较小,边缘区变化显著。(3)2024年、2030年三生空间协调情景、生态空间优先情景下生态空间的演变趋势近似,受流域自然-社会发展趋势及国家政策影响,未来可利用后备土地资源有限,流域生态空间变化较小但也存在胁迫隐患。基于此,本文建议严格遵循“三线”(永久基本农田保护红线、生态保护红线、城镇开发边界线)基本原则,合理规划三生空间后备土地资源,对生态空间边缘区(生态敏感区)积极治理保育,核心区限制开发,促进流域科学发展。

汾河流域土地利用变化及生态环境效应

选取汾河流域为研究区,采用土地利用动态度、地学信息图谱、生态价值指数和植被覆盖度综合分析研究区2000年、2005年、2010年、2015年及2018年土地利用变化及生态环境影响效应问题。结果表明:(1)2000—2018年,流域建设用地、林地呈现增长趋势,增长面积分别为1350.90 km^(2)、85.50 km^(2),增长率分别为92.83%、0.96%;耕地、草地出现小幅下降趋势,缩减面积分别为729 km^(2)、674.10 km^(2),缩减率分别为-5.02%、-7.63%;水域及未利用土地维持多年平均水平,平均面积为297 km^(2)、7.92 km^(2)。空间格局呈现建设用地、耕地集中于流域核心区,草地、林地集中于边缘区的分异特征。(2)各时序综合土地利用动态度、土地转移图谱、土地利用涨落势变化近似,显著变化区主要位于流域盆地及其与山地过渡区,多年综合土地利用动态度为4.34%,单一土地利用动态度及土地利用涨势幅度最高的是建设用地及林地。(3)基于不同的主导土地利用类型影响,生态价值指数时序演变呈现“下降-增长-下降”的波浪状曲线特征;植被覆盖度经历“增长-下降-增长”的演变特征;空间格局上与土地利用变化区域呈现空间斑块重叠。地形结构、用地标准、社会经济及环保政策等因子驱动下,未来流域土地利用变化或将加大,对生态环境的胁迫增强。

2006-2018年汾河流域土地生态安全预警测度及时空格局演变

[目的]开展汾河流域土地生态安全预警研究,为流域土地资源科学合理利用及可持续发展提供参考。[方法]采用乘算模型、空间自相关及地理探测器方法分析2006-2018年流域土地生态安全警度的时空格局演化特征及主导因子。[结果]①2006-2018年汾河流域土地生态安全警度演变趋势为向上开口抛物线的曲线特征,且由“较不安全”向“临界安全”状态转变。②空间上土地生态安全警度呈现“大集聚,小分散”的特征,并经历“下降-提高”的过程。③警度空间自相关由“正相关-负相关-正相关”转变,与流域土地生态安全警度时空格局分布基本一致。④影响流域土地生态安全的主导因子为经济发展水平、环境保护投入与治理力度、土地利用效率。[结论]未来应优化汾河流域生产、生活、生态空间布局,建立流域生态补偿机制,加大环境保护与科研投入力度促进流域的生态安全水平的提高。

1980-2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果]1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论]1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。

某焦化场地土壤中多环芳烃分布的三维空间插值研究

为准确界定污染场地土壤中多环芳烃在3维条件下的污染分布范围和受污染土方量,选择我国某焦化污染场地苯并(a)芘分布为研究对象,对比研究Krig-3D、IDW-Shepard、IDW-(Franke/Nielson)以及Nearest Neighbor 4种3维插值方法对界定污染范围的不确定性影响。结果表明,不同3维插值模型计算结果差异较大,交叉验证结果显示Krig-3D插值模型插值精度最高,插值结果能较真实地反映场地实际污染情况。通过修复目标对比确定进一步表明,基于4种插值模型计算所得的污染土壤土方量分别为8.51×105、5.62×105、7.12×105、1.09×106m3,选择合理的插值模型将对预测污染范围的不确定性产生重要影响。研究结果对分析污染范围和修复治理过程土方量确定提供重要参考。

1644—1949年陕北地区旱灾研究

通过对1644—1949年间陕北地区自然灾害史料的收集整理与分析,研究了该区域旱灾的等级、发生频率、分布特征、致灾原因等。经统计,该区共发生旱灾131次,发生频率为2.34 a/次。旱灾阶段性明显:1644—1743年间以轻度旱灾为主,灾害频率较低;1744—1823年间中度旱灾增加,轻度中度旱灾交替发生,旱灾频次提高;1824—1949年间,灾害频次大幅增加,大旱灾和特大旱灾频繁发生,灾情持续时间延长,呈现频次逐渐增加、等级逐渐升高的趋势。从发生季节看,夏季是旱灾发生的主要季节,次为春季和秋季。从地域分布上看,旱灾的发生频率呈现出由北向南逐渐降低的特征。该区旱灾的发生与气候波动有直接关系,降水量减少是诱发该区大旱灾和特大旱灾的主要原因,而降水分配不均则是轻度和中度旱灾的主要原因,过度的农业开发则加剧了旱灾的危害程度。

左云县店湾镇春季不同植被条件下土壤含水量研究

为了研究左云县店湾镇春季不同植被条件下0—600cm深度范围内土壤垂直剖面水分变化特征,分别对该区乔木(白榆和小叶杨)林地、灌木(柠条和沙棘)林地和草地5种不同植被条件下土壤水分进行了研究。结果表明:研究区不同植被条件下土壤剖面含水量变化规律不同。左云县矿区春季各土层平均含水量草地最高,柠条林地次之,白榆林地最少。其中草地各土层平均含水量比柠条林地高0.3%,比白榆林地高3.8%。该区各植被条件下土壤水分主要呈难效水状态。且各植被条件下土壤在200—400cm深度范围内都存在干层,有轻度干层、中度干层和重度干层发育。该区水循环主要是地表水循环,地下水循环基本不存在,形成了土壤—植物—大气的水分循环模式,属于异常水分循环类型。

北魏平城的水环境研究

平城作为北魏的都城长达百年之久。对于处于干旱与半干旱过渡带地区水资源紧缺地区的都城,水是其命脉所在。应用历史地理学的视角来分析北魏平城的水环境问题,对于今天严重缺水的大同,在合理利用水资源,保障城市供水等方面,应该会有一些历史的借鉴作用。