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2020年 第29卷 第1期 刊出日期:2020-01-20
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  • 区域可持续发展
    长江经济带经济发展的时空分异及驱动机理研究
    王雅竹, 段学军, 王 磊, 邹 辉, 杨清可
    2020, (1):  1-12.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001001
    摘要 ( 642 )   PDF (1986KB) ( 421 )   收藏
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    基于“空间—要素”的理论框架,综合运用ESDA 空间统计、变异系数、基尼系数等方法研究长江经济带1994~2017年经济发展差异时空演变及经济发展阶段判读,运用全局回归(OLS)与地理加权回归模型(GWR)分析经济发展差异影响因素的空间异质性和驱动机理。研究表明:(1)长江经济带的经济发展差异从强集聚向弱集聚转变,经历了“萌芽—兴起—繁荣—转型”4个经济发展阶段,并呈现自我建设发展、区域大开发、趋同竞争、产业转型的阶段特征,区域经济呈现“均衡—不均衡—逐步均衡”态势。(2)长三角城市群为核心热点区,成渝城市群和滇中城市群为核心和次核心冷点区。经济发展经历集聚效应和涓滴效应交替,区域经济差异先扩大后减小而趋于均衡,符合“不平衡增长理论”规律。(3)地理加权结果表明,人口集聚、产业结构、外商投资、政府调控、交通发展、科技教育、金融状况是区域经济发展时空演化的正向内在动力,发展成本和地形条件是制约因素。产业结构是核心驱动力,科技教育是重要推动力,地形条件是发展基础。制定区域发展政策时,要考虑不同行政区和不同驱动要素的异质性和特殊性。
    长江经济带城市土地价格空间分异特征及其影响因素
    莫 悦, 刘 洋, 朱丽芳
    2020, (1):  13-22.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001002
    摘要 ( 1000 )   PDF (2417KB) ( 186 )   收藏
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    以2016年长江经济带129个城市的土地出让平均单价为基本数据,采用趋势分析与空间自相关分析探索长江经济带城市土地价格的空间分布和关联特征,并运用在分析共线性因素方面具有优势的地理探测器模型来测算长江经济带及其东、中、西部三大区域子市场中各地价影响因素的强弱差异,进一步探讨区域内城市地价空间分异的形成机制。结果表明:(1)以长江经济带城市地价分级为统计依据,城市数量与城镇人口呈现出中间大两头小的“纺锤型”等级分布;(2)长江经济带城市地价的行政等级差异明显,地价水平按“直辖市—副省级城市—非副省级省会城市—地级市—地级州”逐级递减;(3)从整体来看,长江经济带城市地价在东西方向上呈现出东部高、中西部低的趋势,在南北方向上呈现近江区域高、远江区域低的“倒U型”结构。从局部来看,长三角城市群高值聚集、武汉城市圈高低异质等空间聚集和异质的特征丰富;(4)影响东、中、西部城市地价空间分异的主导因素各不相同。房地产开发投资、第三产业增加值与城镇常住人口对东部地区地价的影响较大;第三产业增加值是中部地区地价分异的核心因素,城市等级的作用也在中部凸显;西部地区地价主要受到城市等级、第二产业增加值与城镇常住人口的影响。
    协同视角下长江经济带制造业转移及区域合作研究
    章屹祯, 曹卫东, 张 宇, 朱鹏程, 袁 婷
    2020, (1):  23-34.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001003
    摘要 ( 559 )   PDF (1538KB) ( 143 )   收藏
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    《长江经济带发展规划纲要》的正式印发,为区域经济和产业发展指明了方向,其产业转移及区域合作逐渐成为地理学研究的热点。以2008、2017年长江经济带11省市的28个制造业工业总产值和企业数量为研究数据,应用动态集聚指数、偏离份额模型(SSM)、静态集聚指数等方法对长江经济带制造业转移及区域合作进行探究。研究表明:(1)长江经济带纺织业、黑色、有色金属冶炼业等劳动密集型与资本密集型制造业具有较强的空间转移特征,其转移路径主要由上海、浙江向中、上游地区的贵州、湖南等地多对多的扩散式和跳跃式转移为主,转移类型主要以下游地区的“优势转移型”、“淘汰型”与中、上游地区的“优势集聚型”为主;(2)长江经济带中上游地区在交通运输、化学制造等行业发展较为薄弱,缺乏中心合作地区,需要下游地区提供更多的技术与资金支持;(3)长江经济带下游地区作为产业转移与技术授让的供体,应构建以长江经济带下游地区为制造业转移中心,以具有产业比较优势的中、上游地区为区域性中心,加大向中、上游地区制造业转移与合作力度,同时带动其他地区形成优势互补、协同发展的多中心分工协作格局。研究有助于完善制造业转移及区域合作相关理论,为长江经济带各省市制造业对接合作及协同发展提供借鉴意义。
    土地出让对长江中游城市群经济辐射的影响效应与形成机制研究
    李 辉, 顾荣华, 朱玉林
    2020, (1):  35-43.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001004
    摘要 ( 843 )   PDF (960KB) ( 101 )   收藏
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    以湖北、湖南、江西3省36个地级以上城市为研究区域,将2003~2016年城市面板数据作为样本,构建扩展的空间杜宾模型,实证检验了土地出让对长江中游城市群经济辐射的影响效应及其形成机制,结果表明:(1)土地出让对长江中游城市群经济辐射带动的促进效应较小,表现为仅有中心城市土地出让对城市群经济辐射具有显著为正的直接空间效应,而非中心城市直接空间效应、中心城市和非中心城市的间接空间效应均不显著;(2)土地出让对长江中游城市群经济辐射的促进作用主要依靠基础设施投资、技术效率和省级财政转移支付机制,而企业投资和劳动力机制的积极效应没有形成。原因是,土地出让对企业投资、劳动力的拉动效应不显著,且企业投资没有显著扩散效应,而劳动力则呈现空间回流效应;(3)提升土地出让对长江中游城市群经济辐射的促进作用,需要更加注重城市间合作和配套的产业链引资,同时加快农业转移人口市民化,使长江中游城市群土地出让“既能引资,又能留人”。
    中国城际技术转移等级体系空间演化与关联机制
    段德忠, 谌 颖, 张 杨
    2020, (1):  44-54.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001005
    摘要 ( 437 )   PDF (2703KB) ( 235 )   收藏
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    加快创新技术转移,构建符合科技创新规律的国家技术转移体系是服务于创新驱动发展战略的必然选择。以城际专利转让刻画城际技术转移,基于城市技术转移的多维性建构城际技术转移指数评价模型,并基于非对称相互依赖理论建构城际技术转移体系划分模型,从而对2001~2015年中国城际技术转移等级体系的时空演化格局和关联机制进行了揭示。研究发现:(1)2001~2015年,京津地区,长三角地区和珠三角地区是中国城际技术转移网络的核心三角,另外成渝地区也逐渐成为中国中西部地区的技术转移中心,从而与京津地区,长三角地区和珠三角地区共同架构了中国城际技术转移网络的四边形格局;(2)2001~2015年,中国城市技术转移等级体系不断细分,呈现出由上海向北京演替的格局,但至2015末,中国城市技术转移等级体系尚未完全形成,较多高等级技术转移等级类型缺失;(3)中国城际技术转移网络的生长演化没有体现出诸如社会网络“强强关联”下等级梯度扩散效应,而是呈跳跃态、跨层次进行转移;(4)中国城际技术转移活动高度遵循宏观上的空间集聚规律和微观上的地理邻近效应。
    吉林省中部地区后备城镇建设用地潜力及空间分布研究
    赵志威, 王冬艳, 李 红, 石 勇
    2020, (1):  55-65.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001006
    摘要 ( 476 )   PDF (2740KB) ( 76 )   收藏
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    后备城镇建设用地潜力及空间分布研究是科学制定区域空间发展战略和优化城镇发展格局的基础。以吉林省中部地区为例,主要利用GIS空间分析方法,综合考虑地形、土地利用类型、基本农田分布、土地利用规划、人口及城镇发展等因素,对区域后备城镇建设用地极限潜力和有效潜力的数量及空间分布进行分析。研究表明:(1)吉林省中部地区后备城镇建设用地极限潜力规模为14 913.32 km2,丰富程度由北向南呈降低趋势,主要受行政区规模、气候条件和地理环境特征的影响;(2)极限潜力利用优势度指数为0.467 8,偏北区域利用优势度整体高于偏南区域,空间分布格局与地形和城镇密集程度密切相关;(3)有效潜力规模为2 214.91 km2,丰富程度为中间区域高,西北和西南区域低,东部边缘区域为中等水平,空间分布格局与城镇化水平和城镇密集程度联系紧密;(4)人均有效潜力规模为106.65 m2/人,丰富程度整体为中间区域高,西部边缘区域低,北部、东部及南部3个地区的边缘区域为中等水平,空间分布格局除受城镇化水平和城镇密集程度的影响外,与人口分布特征也有一定关系。
    自然资源
    长江流域中上游植被NDVI时空变化及其地形分异效应
    邓元杰, 姚顺波, 侯孟阳, 张童越
    2020, (1):  66-78.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001007
    摘要 ( 984 )   PDF (3952KB) ( 414 )   收藏
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    研究植被NDVI的时空演变及其地形分异效应,对于深入理解植被与人类活动的关系,揭示区域环境变迁,指导区域生态环境科学治理具有重要意义。以长江流域中上游作为研究区,基于1998~2015年SPOT-VEGETATION NDVI年度数据、DEM数据和基础地理信息数据,运用RS、GIS和数理统计分析等方法,探究了植被NDVI的时空演变特征及其地形分异效应,并对其影响原因进行了探讨。结果表明:(1)1998~2015年长江流域中上游地区生态环境得到极大改善,植被年均NDVI在时间上由1998年0.67增长至2015年0.75,年均增长率为0.57%。(2)植被NDVI在空间上的改善区域(48.58%)明显大于退化区域(11.1%),改善区域主要集中分布在研究区中东部地区。(3)植被NDVI在海拔500~1 000、1 000~1 500 m及坡度8°~15°、15°~25°区域改善趋势最大,在>5 000 m和坡度0°~5°区域退化趋势最大;坡向对植被NDVI变化影响不显著。(4)18年间长江流域中上游地区植被NDVI变化可能是受天然林保护、退耕还林(草)等生态工程实施和人类社会经济活动共同作用的结果。该文能为长江流域中上游地区脆弱生态环境的治理和改善提供科学依据,进而筑牢长江中上游重要生态屏障,推进长江经济带绿色发展。
    重庆市生态保护红线区生态系统服务价值时空演变特征及其驱动
    邓 伟, 周 渝, 张 勇, 孙 荣
    2020, (1):  79-89.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001008
    摘要 ( 474 )   PDF (2674KB) ( 236 )   收藏
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    生态保护红线是保障区域生态安全的底线,生态保护意义重大。以重庆市生态保护红线区为研究对象,采用影响生态系统服务状况的生态参数修订“中国生态系统单位面积生态服务价值当量表”,综合分析了该区域2000~2015年间生态系统服务价值时空演变特征及其驱动因素。结果显示:(1)重庆市生态保护红线区生态系统类型主要以森林为主,占比达到了75%以上;时段内森林、湿地和人工表面面积呈增加趋势,农田和裸土持续减少;(2)15年间,研究区ESV增加了87.09亿元,增幅为6.63%,但增速呈逐渐减弱趋势;各类ESV中森林贡献率最大,其次为湿地和草地;研究区生态系统服务类型主要是气候调节和水文调节服务,且水文调节服务ESV在时段内增加趋势最为显著;(3)ESV价值密度最高的区域主要分布在大巴山、方斗山、川河盖、四面山、金佛山等中低山区;时段内主城区“四山”、金佛山、黑山,以及中部川东平行岭谷的精华山、黄草山、雪宝山区ESV呈明显增加趋势,城口县和巫溪县交界地区、巫山县北部、奉节县中部、彭水县北部、黔江区南部、以及江津区、綦江区南部ESV呈轻微减少趋势,全市有36个区县ESV呈增加趋势,3个区县ESV有所减少;(4)湿地面积虽小,但其ESV总量仅次于森林,且单位面积ESV较其他类型更高,应更加注重对湿地的有效保护;(5)城镇化率和农村居民人均纯收入是研究区ESV变化的主要驱动因素,说明生态保护红线区生态系统服务与区域社会经济发展基本耦合。
    基于土地利用的三峡库区生态系统服务价值时空格局分析
    王大菊, 卫海燕, 贺 敏, 辜 清, 马明国, 李 晶
    2020, (1):  90-100.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001009
    摘要 ( 512 )   PDF (2339KB) ( 97 )   收藏
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    生态服务价值评估是对生态功能的一种经济性量化评价。以三峡库区为研究区,结合净初级生产力(NPP)、土地利用/土地覆盖变化(LUCC)、遥感(RS)、气候、国家统计数据和GIS技术,采用替代花费法、影子工程法、碳税法、市场价值法和水量平衡法对三峡库区蓄水前后4个时期(2000、2005、2010和2015年)的生态系统服务价值进行量化评估,分析库区生态系统服务价值时空变异格局。结果显示: (1)从2000年到2015年,三峡库区生态服务总价值增加了269.37亿元,增长率为15.32%。(2)其中林地生态系统贡献较高,占48.14%,耕地次之,占44.04%。(3)林地生态系统服务价值随其面积的增长而增加。耕地生态系统面积减少了4.64%,但生态系统服务总价值却增加了14.54%,耕地存在不合理利用的现象。草地生态系统面积减少了16.57%,生态系统服务总价值减少了5.01%,应加强对草地生态系统的保护。总之,三峡工程的实施在整个研究区尺度上对库区生态系统服务功能的影响是利大于弊。在未来的发展中,应合理规划土地利用,制定区域发展和环境保护计划,确保三峡库区生态环境的改善和可持续发展。
    基于选择实验法的三峡屏障区居民生态补偿支付意愿研究
    赵 旭, 池 辰, 何伟军
    2020, (1):  101-112.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001010
    摘要 ( 421 )   PDF (869KB) ( 135 )   收藏
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    三峡屏障区环保整治中利益相关者对生态补偿政策的反应情形,是有效构筑长江中上游生态屏障的内生动力。基于该区域重点移民县中608名居民的调查数据,运用选择实验法,分析了该区域特有主体(原住民和水库移民)对植被覆盖率、水土流失、水体质量、生物多样性、旅游景观等环保属性及其组合方案的接受与支付意愿。研究表明:经济条件不同的原住民与移民均具有较强的生态意识,但迫于发展的压力未能有效地转化为环保行为;两类群体在库区生态修复中更重视植被改善与水源涵养(104.93元),而对可持续发展所需的物种保护和旅游景观(30.88元)关注较少;移民与原住民愿意支付的最佳方案为优先恢复植被并进行水土保持(方案5),但前者(392.97元)的支付水平是后者(128.02元)的3倍;后靠安置的移民从屏障区中未能获得足够的生态资源支持,再次进行生态移民可能比单一的生态补偿更有效率。
    贵州省农村贫困化的时空分异与影响因素分析:2003~2015
    夏四友, 赵 媛, 文 琦, 崔盼盼, 许 昕, 孔德明
    2020, (1):  113-124.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001011
    摘要 ( 529 )   PDF (4417KB) ( 272 )   收藏
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    研究农村贫困化的时空分异与影响因素对因地制宜制定脱贫战略具有重要意义。以贵州省县域为研究单元,选取贫困发生率为研究指标,采用变异系数、空间统计模型、空间变差函数、双变量LISA模型等定量方法对2003~2015农村贫困化的时空分异格局演变及影响因素进行了探讨,得出以下结论:(1) 贵州省农村贫困程度整体在加深,区域差异日益加剧,在空间上呈东部、南部、西部高,而中部和北部低的“U”形空间分布格局。(2) 县域贫困化重心在107.047 2°E~107.174 4°E,26.668 5°N~26.713 2°N之间变动,总体上向东南方向移动,贫困化大体呈现“东北-西南”的空间分布格局。(3) 农村贫困化空间格局演变同时受到随机性和结构性因素影响,其空间分异主要体现为南—北向,而西北—东南方向则较为均衡。(4)农村贫困化与影响因素的相关性存在较大差异,农民人均可支配收入、人均粮食产量与农村贫困化的负相关关系最为明显,各因素与农村贫困化的双变量LISA聚类图的空间差异明显。最后,从统筹区域协调发展、制定差异化扶贫措施和走产业扶贫的道路等方面提出了破解贵州省农村贫困的对策建议。
    贵州坝子土地利用显性和隐性转型实证研究
    刘亚香, 谢宇轩, 李阳兵, 王萌萌, 李珊珊, 程 星
    2020, (1):  125-136.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001012
    摘要 ( 382 )   PDF (1156KB) ( 112 )   收藏
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    土地利用转型研究是当前研究热点,坝子是以高原山地为主的贵州省人类活动最为显著的区域,探讨贵州省坝子以耕地为主的土地利用转型与功能演变两者之间的相互作用关系具有重要意义。以1966~2016年的高分辨率遥感影像为主要数据源,结合实地调查,建立坝子土地利用功能分类体系,以贵州典型坝子涟江坝子为例,进行了坝子土地利用显性和隐性转型实证研究。结果表明:从1966~2016年,坝子经历了土地利用的显性转型和隐性转型,耕地转型与功能演变相互协同耦合变化阶段特征明显,其实质是坝子社会经济发展阶段转型下资源配置方式的转变主导而成。案例研究表明贵州坝子土地利用转型总体可分为粗放式阶段、粗放式向集约化过渡阶段、逐步集约化阶段和集约化增强阶段。“个体、政府和市场”3个层面和“文化、制度、社会经济、人口技术区位”4个重要因素是坝子土地利用转型的驱动控制系统。
    基于RS-SVR模型的流域水资源脆弱性评价与预测研究——以黄河流域为例
    陈 岩, 冯亚中
    2020, (1):  137-149.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001013
    摘要 ( 444 )   PDF (1222KB) ( 140 )   收藏
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    水资源脆弱性是衡量水资源系统在气候变化以及人类活动影响下的流域承载能力的重要标准,流域水资源脆弱性评价与预测是评估流域水安全状况、辨识未来水资源系统存在的问题的重要手段。该文首先构建了黄河流域水资源脆弱性评价指标体系,利用粗糙集(Rough Set,缩写为RS)方法对原始指标体系进行降维去除冗余属性。然后,将降维后的评价指标标准值作为 “评价样本”,运用支持向量机回归(Support Vector Regression,缩写为SVR)模型对流域水资源脆弱性进行评价。最后,设定未来3种不同气候模式与社会经济情景,对黄河流域水资源脆弱性进行情景预测。结果表明:黄河流域过去16年间整体水资源脆弱性等级已从Ⅴ级提升到Ⅳ级水平,未来情景1、情景2下流域整体水资源脆弱性将会好转,但仍处于Ⅳ级中度脆弱水平。未来水质脆弱性与灾害脆弱性提升较为明显,水量脆弱性没有显著改善,在情景3下将恶化到Ⅴ级中高脆弱。因此未来采取积极的人工调控措施能使得水质与灾害方面获得明显的提升,而水量脆弱性则成为制约未来流域整体水资源脆弱性的瓶颈。
    生态环境
    1961~2017年中国不同等级寒冷天气日数时空演变特征
    孔锋
    2020, (1):  150-163.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001014
    摘要 ( 453 )   PDF (10199KB) ( 202 )   收藏
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     基于气象行业的“寒冷程度等级”,采用1961~2017年中国545个日值最低气温站点数据,从气候态特征、变化趋势和波动特征3个方面分析近57年来中国不同寒冷天气日数时空演变特征。结果表明:(1)1961~2017年中国寒冷天气日数随着寒冷等级降低而逐渐增多。其中极寒和严寒天气日数仅分布在高纬度、高海拔地区。随着寒冷等级降低,寒冷天气日数逐渐向南方发展。(2)1961~2017年中国不同等级寒冷天气日数变化趋势具有各自不同的空间分异特征。高等级寒冷天气日数以减少趋势为主,且主要集中在高纬度、高海拔地区;随着寒冷等级降低,寒冷天气日数呈增加和减少趋势的范围不断增加。1991~2017年的高等级寒冷天气日数变化趋势相比1961~1990年偏小;随着寒冷等级增高,趋势偏大的地区不断增多。(3)1961~2017年中国高等级寒冷天气日数在高纬度、高海拔地区波动较大;随着寒冷等级降低,寒冷天气日数波动较大的地区逐渐向南方发展,且呈现出南方波动大、北方波动小的特征。中低等级寒冷天气日数波动差异特征分别集中在长江流域地区和南方沿海沿边地区。高等级寒冷天气日数波动差异特征则主要集中于高纬度、高海拔地区。

    基于环境同位素的鄱阳湖与长江关系变化解析
    李静, 吴华武, 李云良, 徐力刚, 贺斌, 段伟利
    2020, (1):  164-173.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001015
    摘要 ( 396 )   PDF (2033KB) ( 130 )   收藏
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    在气候变化和三峡工程调节的双重影响下,长江中下游通江湖泊江湖关系发生显著改变,而最大的通江湖泊—鄱阳湖—水情的变化及其引发的一系列生态和环境问题受到了高度重视和关注。为了揭示不同时期鄱阳湖与长江间的江湖关系,并初步分析三峡运行对鄱阳湖水情的影响,通过对鄱阳湖北部通江水道湖水、降水和九江段长江干流水同位素特征进行调查并探讨长江水与湖水同位素联系。结果表明:湖水、降水和长江水中δ18O和δ2H值存在明显的季节和空间变化,可用于揭示湖泊与长江间的关系。在三峡调洪削峰期(7月)湖水δ18O和δ2H值明显要高于长江水,且湖水主要以外排形式补给长江为主,其比例达75%;在三峡蓄水期(10月)长江水位高于湖口水位,从鄱阳湖出口到老爷庙湖水与长江水同位素值具有较高的相似性,表明了此水域受长江水倒灌影响;而在三峡蓄水期(11和12月)湖水同位素值偏大说明了其受到一定较强的蒸发富集影响。三峡水库运行明显改变了长江水位和流量,进而影响了鄱阳湖与长江的补排关系,调洪削峰调度阶段,较高的长江水位对鄱阳湖存在一定的顶托作用,导致湖水难以排泄。因此,三峡水库的调度需要考虑到鄱阳湖流域水情,以免加重该流域丰水期的洪涝灾害和枯水期的水资源短缺。
    赣江上游典型流域水沙过程对全球气候变化的响应
    丁倩倩, 刘友存, 焦克勤, 卢峰, 黄赟, 边晓辉, 刘燕
    2020, (1):  174-186.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001016
    摘要 ( 378 )   PDF (18300KB) ( 50 )   收藏
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    剖析太阳活动与全球气候变化对地表水文要素的影响机制,能为区域水资源管理提供科学依据。根据1957~2015年逐月实测水沙资料,综合运用滑动平均、相关性、交叉小波和小波相干分析等方法,探讨了相关的全球气候指数对桃江流域水文要素的影响。结果表明:(1)7个全球气候因子与各水文要素的相关性有所不同。(2)全球气候涛动因子与降水、径流和输沙之间的显著共振周期主要集中在1.33~2.67 a;太阳黑子与降水和输沙之间的显著共振周期主要集中在11.00 a左右;降水与径流之间的显著共振周期主要集中在1.17~2.67 a。(3)太阳黑子活动通过 “El Nio-Southern Oscillation(ENSO)-西北太平洋反气旋/气旋环流-东亚季风”系统实现对研究区降水的影响。(4)南极涛动通过影响东亚季风的强弱来影响研究区的降水。北极涛动通过西太平洋副热带高压影响东亚冬季风,来实现对研究区降水的影响。太平洋-北美涛动和北大西洋涛动通过影响研究区的气流与风的异常来影响研究区的冬季降水。
    洞庭湖流域生长季气象特旱对植被覆盖的影响
    雷倩, 章新平, 黎祖贤, 刘福基, 姚天次, 尚程鹏, 王学界
    2020, (1):  187-199.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001017
    摘要 ( 474 )   PDF (12619KB) ( 75 )   收藏
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    基于洞庭湖流域2000~2017年97个气象站点的综合气象干旱指数(CI)和MODIS增强型植被指数(EVI)资料,结合植被类型数据,采用最大值合成、相关分析等方法,分析了近18年来洞庭湖流域生长季(4~10月)植被(自然和人工植被)EVI与特旱强度的时空变化特征,探讨了自然植被和人工植被对特旱响应的敏感性。结果表明:在年际变化上,自然植被和人工植被区域的特旱强度最大值和EVI的最小值均出现在2011年;在季节变化上,生长季特旱强度分布为秋>夏>春季,自然植被EVI值明显高于人工植被,季节分布均为夏>春>秋季;比较而言,人工植被对特旱的敏感性高于自然植被,但两类植被对特旱的敏感性均随植被生长阶段而变化,其中两种植被EVI与特旱强度之间的最显著相关性均出现在8月;特旱强度和EVI能够很好地反映2011年春旱和夏秋连旱的时空变化过程。
    基于POI数据的武汉市夏季热场主导因素多尺度分析
    吴琼, 龚健, 杨建新
    2020, (1):  200-210.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001018
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     分析不同尺度下土地覆被、人类活动等因素对地表温度影响作用大小,可为城市生态空间布局调整优化提供参考。以兴趣点(Point of Interest, POI)数据表征人类活动强度,利用大气校正法反演2016年夏季武汉市外环线区域地表温度,借助最小二乘法在500、1 000和2 000 m 3个尺度下定量研究地表温度与POI密度、归一化植被指数和归一化水体指数的相关性及作用大小,并分析各变量对地表温度的相对重要性。研究表明:(1)3种尺度下,POI密度均与地表温度呈显著正相关关系且相关系数随尺度增大而增大;归一化植被指数和水体指数与地表温度呈显著负相关关系,归一化植被指数与地表温度相关系数随尺度增大而减小,归一化水体指数与地表温度相关系数随尺度增大而增大;(2)武汉市热场空间是自然生态环境和人类活动共同作用的结果;(3)POI对地表温度的解释作用占较大权重,是热场空间形成的重要因素。POI对于地表温度解释的相对贡献度最大,在研究城市热场影响因素中,POI可用来反映人类活动强度,对遥感信息有较好的补充作用。
    湖南省冷空气影响特征
    郭凌曜, 廖玉芳, 段丽洁, 李晶, 李英
    2020, (1):  211-219.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001019
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    基于1961~2016年湖南省97个地面气象观测站逐日最低气温资料,依据GB/T 20484-2017统计分析湖南省的冷空气活动特征,结果表明:(1)影响湖南的冷空气,其活动周期为3~4 d,并以弱冷空影响为主,占总次数的87.4%;强冷空气和寒潮活动主要发生在春、冬季;冷空气影响次数在空间上呈北多南少分布,较强冷空气以上等级影响次数呈北少南多分布。(2)冷空气影响次数的空间分布存在明显的季节性变化, 1~5、10~12月自北向南递减;6、9月表现为调整期;7~8月呈现为自北向南递增。(3)1961~2016年冷空气影响次数无明显趋势变化,但年代际变化特征明显;强冷空气影响次数则存在显著减少趋势。(4)1961~2016年冷空气过程降温幅度呈显著减少趋势,冷空气过程持续时间呈不显著增加趋势;冷空气过程影响湖南的持续时间基本在5 d之内,降温幅度≥8℃、10℃、12℃的冷空气过程持续时间以3 d占比最大。(5)与1961~1980年相比,1981~2010年湖南大部分县(市)的平均降温幅度减少,平均过程降温持续时间在增加。
    川中遂宁地区红层地下水水化学特征及主要离子来源分析
    成胜, 许模, 罗明, 杨艳娜, 黄思霜
    2020, (1):  220-231.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001020
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    四川红层区居民用水主要为就近开采的地下水,水质参差不齐,研究红层地下水水文地球化学特征,对于宜井区选择,红层水源地用水安全具有重要意义。利用在遂宁船山区采集的70组浅层地下水水样,采用数理统计分析、离子比例关系等方法,分析了红层浅层地下水水化学特征及主要离子来源,研究得出:区内地下水中阴离子以HCO3-(164.00~571.91 mg·L-1)为主,其次是SO42-(13.96~1 000.00 mg·L-1),阳离子以Ca2+(45.70~313.00 mg·L-1)为主,其中孔隙水的水化学类型主要为HCO3,SO4-Ca,SO4-Mg型,裂隙水以HCO3-Ca,Mg型与HCO3-Ca型为主;地下水中离子成分主要由岩石风化产生,来源于地层中的方解石、白云石、石膏、芒硝等矿物的风化溶解,蒸发浓缩、地下水酸碱环境及人类活动对地下水成分造成了一定的影响;浅层地下水质量以Ⅲ~Ⅳ类为主,污染物主要为TDS、Fe3+等原生污染,也存在NO3-、NO2-等人类活动污染;红层宜井区主要为平坝、丘坡坡脚及沟谷一带,为避免污染指标超标,井深不宜超过25m,远离养殖场、农厕等地下水易受人类活动污染的环境,防止鱼塘、农田等地表水进入井中。
    面向县域尺度SDG 15.1.2的生物多样性重要区域遥感识别和量化评估——以德清县为例
    刘少阳, 白建军, 陈军
    2020, (1):  232-242.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001021
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    联合国2030年可持续发展目标(SDG)中指标15.1.2由于元数据的尺度和可用性的问题,无法有效应用于县域尺度的评估。针对这一问题,利用遥感的数据及相关模型,基于县域尺度指标计算的考虑,从生物多样性的内涵出发,构建了一套生物多样性遥感评估指标体系,成功识别了案例区域生物多样性重要场地,实现了县域尺度SDG 15.1.2的量化计算。结果表明,研究区德清县在SDG 15.1.2实施情况良好,构造的生物多样性指数能够有效地监测县域尺度生物多样性状况及其变化。研究为SDG 15.1.2的评估提供了一种可操作的有效方法,为基层行政区域实现可持续发展的规划提供精准的参考信息。
    常见绿化植物角质层对PAHs的吸附作用
    查燕, 张银龙
    2020, (1):  243-252.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001022
    摘要 ( 407 )   PDF (2720KB) ( 46 )   收藏
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    为准确预测萘(Naphthalene,Nap)菲(Phenanthrene,Phe)、芴(Fluorene,Fl)和芘(Pyrene,Pyr)在植物叶面的吸附行为,用化学分离法分离得到马尾松(Pinus massoniana)、海桐(Pittosporum. tobira)、桂花(Osmanthus fragrans)叶面角质层,研究了角质层对Nap、Phe、Fl和Pyr的吸附特征及影响因素。结果表明:3种植物角质层吸收Nap、Phe、Fl和Pyr的作用机理是分配作用。根据线性等温吸附曲线斜率Kd值表明,3种植物角质层对Nap的吸附性能非常强,表现为桂花强于海桐和马尾松;马尾松和桂花对Phe的吸附性能相似,略强于海桐;马尾松对的Fl吸附性能强于桂花和海桐,桂花对Pyr的吸附性能强于马尾松和海桐。通过扫描电镜观测发现,马尾松角质层具有丰富的微观形貌,两侧气孔器排列紧密。桂花角质层表面粗糙呈褶皱状,海桐角质层表面平滑,但两者都未观察到气孔器。植物角质层微观结构的不同是导致植物吸附多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)存在种间差异的重要原因。通过傅里叶红外光谱观测显示:海桐、桂花和马尾松在C=O(~1 734 cm-1)均有信号,表明其表皮都有明显的酯键吸收峰;3种植物表皮角质层的C-O-C峰(~1 057 cm-1)也最为突出,这与其叶片中糖类含量有关。
    农业发展
    基于环境容量的县域农用地土壤重金属风险概率预警研究
    吕悦风, 谢丽, 朱文娟, 周宇, 孙华
    2020, (1):  253-264.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001023
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    《土壤污染防治法》的正式出台,标志着我国土壤污染防治工作由“现状治理”转向“风险预防”,为此开展区域土壤重金属风险预警研究具有一定的理论与现实意义。以太湖沿岸某产粮县为研究对象,以2015年为基准年,运用重金属输入-输出通量模型和土壤环境负载容量法对研究区耕地土壤中的As、Hg、Cr、Cd、Pb 5种重金属15年(2030年)与35年(2050年)后的风险概率进行预警研究。研究结果表明:大气干湿沉降成为除As以外其他4种土壤重金属的主要来源,畜禽粪便、化肥投入与灌溉水也会在一定程度上影响土壤重金属输入;此外,研究区耕层土壤中As、Cr、Pb 3种重金属整体情况较为良好,Hg、Cd污染风险概率较高,主要分布在研究区中部的O镇、P镇。通过GIS技术与区域物质流通量模型的结合能够很好地对不同区域以及不同重金属污染类型的区域进行风险预警,这可以为土壤污染差别化管控策略的制定提供重要思路。

    化肥零增长行动对农业污染的减量贡献分析——基于GM(1,1)模型及脱钩理论
    张田野, 孙炜琳, 王瑞波
    2020, (1):  265-274.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202001024
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     2015年2月,农业部制定《到2020年化肥使用量零增长行动方案》。为深入分析该政策在农业面源污染减量、农业产地环境改善及农业绿色发展中发挥的作用,借助灰色GM(1,1)模型及脱钩理论,模拟若无该行动实施时我国的化肥施用情况,探讨该行动对我国农业面源污染的减量贡献。研究发现:(1)我国化肥实际施用较模拟值减量明显;氮肥、磷肥及复合肥的实际施用量较模拟值均有不同程度的减少,其中复合肥的增长幅度虽有所放缓,但仍呈增长态势。(2)化肥零增长行动对我国农业面源污染防治工作意义重大;行动实施3年(2015~2017年)内的化肥污染排放减量占2014年总排放量的五分之一以上。(3)化肥零增长行动实施后,农业生产对化肥投入的依赖大大减弱;近几年农业生产与施用化肥导致的面源污染间逐渐表现为强脱钩状态,两者呈反向变化。(4)从施肥结构看,氮肥、磷肥均由弱脱钩转变为强脱钩状态,并保持基本稳定;复合肥脱钩指数虽有所下降,但仍未改变弱脱钩状态。(5)在空间层面上,各省区的农业生产与化肥面源污染之间的脱钩状态总体向好,东北、西南以及东南部区域农业生产对化肥投入的依赖性逐渐减弱,山东、江苏等5个农业大省已实现完全脱钩。最后从提高化肥利用效率,调整施肥结构,优化农业产业统计体系等角度提出建议,为政府制定相关政策提供参考。

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