1990—2020年天山北坡地下水储量估算及其时空演变规律

天山北坡位于中国新疆,地处亚欧桥的国门,社会经济发展迅速,其绿洲经济和灌溉农业对地下水资源的依赖程度高。揭示1990—2020年地下水储量的演变规律对维持区域可持续发展具有重要意义。但由于长时序和较高分辨率的区域地下水观测数据匮乏,使得该任务又极具挑战性。本文基于重建的陆地水储量（TWS）变化数据、ERA5-Land再分析数据和其他相关的土壤质地、海拔高程、植被指数和冰川分布等辅助数据,建立了随机森林降尺度模型,据此估算了天山北坡1990—2020年的8 km分辨率地下水储量（GWS）变化,分析了天山北坡GWS的时空演变规律。估算的GWS变化与实测地下水位序列的时间变化具有较高的一致性,二者的相关系数最高达到0.68。天山北坡GWS具有明显的年内变化和年际变化。GWS在夏季和春季较高,在秋季和冬季较低,峰值出现在6月,最低值出现在10月。1990—2020年天山北坡有85%以上的地区GWS发生了显著下降,全区平均的变化趋势为-0.38 cm/a。其中,艾比湖水系和中段诸河区GWS下降最剧烈,额敏河流域下降速率最小;耕地下降速率最大,草地次之,裸地下降速率最小。日益增强的农业耗水活动是1...     

中国地级以上城市建成区2006—2016年 人口密度变化的时空格局及驱动因素

土地扩张速度快于人口增长速度导致城市建成区总体人口密度下降,研究建成区人口密度的变化规律,对于城市健康发展决策具有重要意义。基于中国285个地级以上城市2006—2016年人口和建成区面积数据,分析中国城市建成区人口密度的变化趋势和空间分布差异,并探讨人口密度变化的驱动因素。结果表明：1）中国城市建成区平均人口密度由2006年的10 845人/km2降低至2016年的8 279人/km2,平均每年降低2.66%。2）超过5/6的研究城市的人口密度降低,但不同城市人口密度变化率存在显著差异。人口密度快速降低、中速降低、缓慢降低和密度增加的地级以上城市分别占比为13.3%、30.5%、41.1%和15.1%。3）人口密度快速降低城市主要分布在东部地区,人口密度中速降低和缓慢降低城市主要位于中部地区,人口密度增加城市呈现两极分化,主要包括北上深等人口快速流入城市和经济发展缓慢的小城市。4）经济发展水平、城市规模、区位因素、城市发展政策是影响人口密度变化的主要驱动因素。     

东中部地区城市人口、经济与城市建设用地的非均衡与协调性分析

基于2000、2015年中国东中部地区261个地级市统计与土地利用数据,运用空间自相关模型,变异系数和三元协调度模型分析其城市人口、GDP和城市建设用地的空间集聚态势和非均衡变化过程,揭示人口城市化与土地城市化的协调程度。结果显示：（1）城市人口、GDP和建设用地的Moran’s I指数均为正值且2015年的值大于2000年的值,显示出明显的空间集聚特征,且在2000—2015年集聚特征不断加强;（2）城市人口密度和人均GDP的变异系数分别从2000年的1.38和0.91下降到2015年的0.96和0.70,地均GDP从1.32上升到1.77,表明城市人口密度和地均GDP的差异在逐步减小,但地均GDP的不均衡性却在增大;（3）2015年,共有171个地级市城市用地规模增长弹性系数小于1.12且人均城市用地小于115m²,但有104个地级市地均GDP在1000元/m²以下,表明虽然绝大部分地级市城市化规模和速率都在可控范围之内,城市用地经济产出仍然相对较低;（4）90%以上地级市的城市人口、GDP和城市建设用地三者在两个研究时间段内处于协调发展状态。     

城市空间增长与人口密度变化之间的关联关系

探究城市空间增长与人口密度变化之间的关联关系是城市可持续发展研究的基础,对制定有效的土地政策、促进城市紧凑发展具有重要意义。选取中国和欧洲23个人口100万以上城市作为研究样本,采用1990年、2000年和2014年3期土地利用数据和人口数据,计算各时段样本城市空间增长速率,建立城市紧凑度指标,并将城市空间增长方式划分为紧凑型、保持型和蔓延型,进一步探讨了样本城市的空间增长特征、人口密度变化特征及两者之间的关系。主要结论为：① 人口密度降低这一现象普遍存在于中国和欧洲城市,中国城市人口密度相对较高且降低速率较快,欧洲城市人口密度相对较低且降低速率较慢;1990—2014年中国城市半径的增长速率明显快于欧洲城市半径的增长速率。城市空间增长速率与人口密度变化速率呈现强负相关关系（Pearson相关系数为-0.693）;② 1990—2000年中欧城市主要以紧凑型方式增长。2000—2014年中国城市主要以蔓延型方式增长,且人口密度随时间下降的速率加快;欧洲城市主要以紧凑型和保持型方式增长,人口密度降低速率减小;③ 紧凑型的空间增长方式并不一定会带来人口密度的升高,但会减缓人口密度下降的速率。中欧城市对比分析表明,城市维持紧凑型空间增长方式,则城市人口密度随时间下降速率减慢;而空间增长方式由紧凑型转为蔓延型,将加剧城市人口密度随时间下降。     

汾河中下游地下水埋深变化及其控制因素分析

选取汾河中下游临汾盆地作为研究区,基于多年地下水埋深监测数据,对该地区地下水埋深时空变化规律及其控制因素进行系统分析,研究表明：① 研究区2007—2018年地下水埋深整体呈现增加趋势;各区域地下水埋深差别显著,空间上呈现东高西低的趋势,其中尧都、襄汾出现明显的超采现象。② 地下水埋深在2010年后波动较显著,各区县变幅明显高于2010年前的时段。③ 地下水埋深在年尺度上表现出从北向南逐渐增加的趋势,春季地下水埋深变化幅度最大且主要以地下水埋深降低为主;空间上,地下水埋深变浅区域主要集中在霍州、洪洞、曲沃南部和翼城北部,加深区域主要集中在襄汾、尧都西南部和侯马西北部少部分区域。④ 研究区地下水埋深变化对蒸发量较敏感,对降雨量和农村用水敏感较弱,人口对地下水埋深变化贡献率较大。     

长江三角洲人口时空格局演变及驱动因素研究

运用重心、人口密度及相对变化率、空间计量等方法，对长江三角洲人口分布格局演变、驱动因素进行研究。结果表明：① 2000—2018年人口重心迁移方向的变化，表征人口分布格局转变，而迁移速度趋缓表征了区域发展向稳态的转变；② 在人口密度分布呈现相对稳定的区域差异基础上，时空演变从2000—2012年上海、苏南显著的增加与苏中、苏北、安徽部分城市的下降，向2012—2018年部分欠发达城市人口快速增长转变。③ 空间计量回归表明，在人口集聚的“马太效应”下，驱动因素的变化主要表现为市场力量的趋强、政府影响的弱化，另一方面区域一体化的推进也带来空间溢出效应的增强。     

黄河流域水域生态系统服务与经济发展时空协调性

黄河流域对维护中国生态安全、促进社会经济发展具有重要的战略地位。基于2000、2005、2010、2015、2020年5期遥感解译数据和经济社会统计数据,测算了黄河流域9省71个市（州、盟）的水域生态系统服务价值,并通过构建生态系统服务与经济发展一致性指数对二者时空协调性进行分析。结果表明：（1）研究时段内,黄河流域水域面积逐年增加,其中上游地区增长最多、增幅较小,下游地区增长较多、增幅最大,中游地区有小幅度减少。从水域类型变化来看,水库坑塘增加最多、变化幅度最剧烈,滩地和滩涂面积缩小、变化较为平缓。（2）研究时段内,黄河流域水域生态系统服务价值逐年上升,但增幅逐渐趋缓,下游地区水域生态系统服务价值增幅最大、上游次之、中游最低,其中2015—2020年陕西省、山西省以及整个中游河段甚至出现了下降的情况。（3）总体上看,黄河流域水域生态系统服务与经济发展在研究时段内呈现出不协调状态,并以经济集聚高于生态系统服务集聚为主,并且长期保持不变,但这种不协调性在空间上出现分异,上游地区以生态系统服务集聚高于经济集聚类型为主,中、下游地区以及各省会城市以经济集聚高于生态系统服务集聚类型为主。     

中国山区县域人口收缩的空间格局及其形成机制

本文基于人口普查数据分析2000—2020年中国山区县人口收缩的时空格局,借鉴“3D（密度、距离、分割）”框架设计解释变量,运用Heckman两阶段模型识别人口收缩的影响因素,并采用地理探测器识别主控因素的交互作用,进而在“四层一体”框架下解析山区人口收缩空间格局的形成机制。研究发现：(1) 2000—2020年山区县人口占全国总人口比例持续降低,收缩型山区县数量不断增多,山区人口收缩程度加重并存在自我强化特征。(2)人口密度等级降低的山区县不断增加,人口密度为（100～200）人/km2的过渡区是人口变化最活跃区域,过渡区向稀疏区、集聚区向过渡区转型是山区县人口变化的主要方向,仅少数山区县由过渡区转为集聚区;位于省际和市际边缘区的山区县人口变化剧烈且以收缩为主要特征。(3)山区人口收缩区范围持续扩大且集中分布,形成内蒙古中东部-东北、武陵山、秦巴山区、大别山、太行山、云南中部、山东丘陵及福建丘陵共八大片区,其中内蒙古中东部-东北片区、武陵山片区主要表现为重度和中度收缩,其余片区以轻度收缩为主。(4)人口收缩存在等时圈指向,倾向于发生在地级市2h、省会城市4h等时圈范围内,随时间距离增...     

近56a蒙古高原草原地上净初级生产力变化

草原生产力及其对气候变化的响应是全球变化研究的热点。利用ArcGIS插值技术，将蒙古高原32个气象站点数据插值成1°×1°的格点数据，然后利用CENTURY模型模拟了蒙古高原1961—2016年草原地上净初级生产力（ANPP）时空分布特征。结果表明：（1） CENTURY模型模拟的蒙古高原草原ANPP时空分布能够很好地反映该区域草原生产力的变化，草原ANPP分布由北向南，由东向西逐渐减少。（2） 草甸草原和典型草原单产均呈波动下降趋势，草甸草原下降速率较大，荒漠草原单产呈波动上升趋势，草原总产以典型草原最大，荒漠草原面积虽然最大，但总产最低。（3） 降水对草原生产力起主导作用，湿期会有荒漠草原→典型草原→草甸草原的转化，而干期的转化过程正好相反。从暖湿期→冷干期转换时，蒙古草原总产下降幅度最大，相反，则增产幅度最大。     

咸海流域陆地水储量时空变化研究

采用2002—2016年GRACE(Gravity recovery and climate experiment)重力卫星JPL-RL06M数据分析咸海流域陆地水储量变化(Terrestrial water storage change, TWSC)时空变化特征,并结合CRU TS4.03气象数据、GLDAS-Noah地表蒸散发数据和高精度土地利用数据探究气候变化与人类活动对陆地水储量的影响。结果表明:(1)2002—2016年咸海流域陆地水储量变化呈现-3.20 mm·a~(-1)下降趋势,春、夏季陆地水储量呈盈余态势,秋、冬季呈现亏损状态;水储量变化在空间上表现为中部和东部盈余,周边亏损的特征。(2)2002—2016年咸海流域降水量呈-1.14 mm·a~(-1)下降趋势,地表温度呈0.11℃·a~(-1)上升趋势;相比气温,水储量变化与降水量相关性更强。(3)2000—2015年,咸海流域耕地面积小幅增加1.65×10~4km~2,水域面积减少;农作物耗水和灌溉需水的增加加剧了咸海流域水量支出,咸海流域蒸散发呈21.63×10~8m~3·a~(-1)增加态势,在空间上与陆地水储量变化的相关系数最高达0.74,是影响陆地水储量变化的主要因素之一。     

黄河流域城乡融合发展时空演变和动力机制

以黄河流域79个地市为研究对象,构建城乡融合发展评价指标体系,使用熵值法、标准差和变差系数、ESDA空间探索性数据分析方法和地理加权回归分析法（GWR）,分析了2005—2018年黄河流域城乡融合发展的时空演变特征和动力机制。结果表明：（1）时序演变特征方面,城乡融合系数均值由2005年的0.208提高到2018年的0.416,表明城乡融合水平持续提升,但下游地区均值一直高于中游、上游地区。标准差测度的城乡融合绝对差异由0.073升为0.103,不断缓慢上升;变差系数衡量的相对差异由0.350降为0.248,呈下降趋势。全局莫兰指数表明高于流域城乡融合系数均值的地市倾向于在空间上集聚。（2）空间演变特征方面,黄河流域东部、北部形成高于流域城乡融合系数均值的集中分布区。低于流域城乡融合系数均值的地市呈地域锁定分布。黄河流域地市城乡融合发展水平形成3层次的“核心-边缘”空间结构。（3）地势起伏度、经济发展水平、城市空间扩张、交通通达性、人口城市化、居民消费水平为黄河流域城乡融合发展时空演变主要动力因子。     

黄河流域“五位一体”综合评价体系建构与空间差异研究

以黄河流域116个地级市为研究单元,建构了由经济、政治、文化、社会和生态等维度构成的“五位一体”综合评价体系。运用组合权重法、加权TOPSIS法对各细分维度和综合发展进行空间差异分析,基于耦合协调模型和空间自相关法对耦合协调性和空间集聚性给予实证研究。结果表明：（1）“五位一体”综合发展在黄河流域呈现东南高、西北低的空间格局,高等、中高等地市多分布于流域东部的山东、河南大部及四川东南部,而流域西北众多地市则因自然环境恶劣、人口分布稀疏、经济基础较差等,综合发展为中等或较低水平。（2）细分维度上,黄河流域各地市间经济维度差距较大,生态维度差距较小。此外,五大细分维度呈现出较大的空间形态差异。（3）协调发展上,黄河流域多数地市“五位一体”耦合程度较低,维度间协调发展潜力较大。（4）空间集聚上,黄河流域各地市在五大细分维度上均存在较强的空间正相关,集聚程度为政治维度>文化维度>社会维度>生态维度>经济维度。     

黄河流域城市生态效率演化特征及门槛效应

基于非期望产出视角测度黄河流域城市生态效率,探讨2003—2017年黄河流域城市生态效率时空演化特征及资源禀赋的门槛效应。结果表明：① 黄河流域城市生态效率呈稳步上升态势,但全域和资源型城市表现出一定梯度效应,有两极分化现象;② 各城市生态效率总体呈东高西低、南高北低格局,并存在显著空间溢出效应,不同类型城市演化存在显著的时空惯性。③ 资源禀赋存在显著门槛效应,资源型城市生产性服务业集聚与生态效率呈“U”型关系,制造业集聚在跨过门槛值后会产生抑制作用,产业协同集聚则始终具有正向作用;非资源型城市资源禀赋会削弱生产性服务业集聚的促进作用,制造业集聚及产业协同集聚的影响跨过门槛值后不显著。     

黄河流域生境质量时空演变及其影响因素

黄河流域是中国重要的生态区域,探究该流域生物多样性时空变化特征对区域生态保护修复具有重要意义。运用InVEST模型评估黄河流域2000—2018年生境质量并结合空间自相关模型探究其时空变化及分布特征,利用地理探测器单因子探测和交互探测方法分析生境质量空间分异特征的驱动因子。结果表明：2000—2018年,黄河流域平均生境质量指数为0.631,整体呈现小幅下降趋势,下降幅度为0.16%,在空间上表现出西高东低的分布特征;黄河流域生境质量在空间上表现高度正相关特征,表现为生境质量相似值在空间上集聚,生境质量低值区域集中在黄河流域下游、关中平原以及汾河谷地区,生境质量高值区域集中在黄河上游青藏高原地区;土地利用/覆被是生境质量空间分异最重要的驱动因子,q值为0.5560,而且任何两种驱动因子对生境质量空间分异的交互作用都要大于单个驱动因子的作用,土地利用/覆被与气温、海拔、降雨量、坡度以及NDVI的交互因子均大于0.5。     

2003-2016年中国PM2.5质量浓度时空格局演变及影响因素解析

以中国286个主要地级市为研究区域,基于2003—2016年中国地级市大气PM_2.5质量浓度栅格数据及各地级市社会经济数据,运用空间自相关和空间面板杜宾模型,揭示了中国地级市PM_2.5质量浓度的时空格局与影响因素。研究显示：(1)中国PM_2.5污染在时序演化上呈“M”型波动态势,在空间分布上以胡焕庸线为界呈现出“东高西低”的集聚型格局;(2)中国地级市PM_2.5污染在空间效应上呈现出显著的正相关性,表明区域间大气污染存在交互影响;(3)人口密度与非农产业从业人员占比对PM_2.5质量浓度升高的贡献最大,而液化石油气供气总量与第三产业占GDP的比重对PM_2.5有较为显著的负向消减作用。     

基于随机森林模型的黄河流域城市建设用地结构时空演化及其驱动机制研究

城市是区域人口、产业等要素集聚的主要空间载体,系统揭示黄河流域城市建设用地结构演化及其驱动机制对于深入推进黄河流域生态保护和高质量发展战略落实具有重要意义。基于黄河流域2007—2019年城市建设用地数据,论文运用信息熵模型分析了黄河流域城市建设用地结构的时空演化特征,并用随机森林模型探讨其驱动机制。结果表明：(1) 2007—2019年,黄河流域城市建设用地面积快速增长,年均增速达5.34%,但城市建设用地结构信息熵不断降低,经历了“高位无序—相对稳定—低位有序”的变化过程;(2)黄河上、中、下游城市建设用地规模增速依次加大,年均增速分别达到3.91%、5.06%、6.22%;中游地区城市建设用地结构信息熵下降最多,上游地区和下游地区降幅相近;(3)黄河流域各类建设用地主要配置在省会及经济发达城市;黄河流域城市用地结构信息熵存在空间异质性,省会城市及经济发达城市建设用地结构信息熵存在降低趋势,而欠发达城市的信息熵逐步增大;(4)城市用地规模和城市人口规模对城市建设用地结构演化的作用最强,产业结构升级和财政支出规模的作用强度次之,经济发展水平和政策支持力度的作用较小,上中下游影响因子的...     

黄河流域高质量发展空间格局演进——基于新发展理念视角北大核心CSCD

以黄河流域66个市级单元为研究对象,基于新发展理念选取34项指标构建高质量发展指标体系,利用熵值法计算得到黄河流域高质量发展水平,以高质量发展水平、高质量发展平均增量和平均增速为变量,利用ESDA法分析2000—2020年黄河流域高质量发展空间关联和格局演化特征。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域高质量发展水平相似市域空间相关,高质量发展水平在波动中有所提高,发展趋于均衡。(2)2000—2015年,黄河流域高质量发展平均增量和平均增速的空间关联较为显著,均呈现出强集聚—弱集聚—较强集聚演变特征,增长状态相似市域彼此邻近;但2015—2020年增长状态相似市域随机分布,空间不相关。(3)高质量发展平均增量和平均增速格局变化较大,高值区均由东部向中部再向西部转移,高值区数量大于低值区数量,黄河流域高质量整体发展较快。平均增量冷热点区呈现相对分散—集中分布—分散布局的态势,平均增速相似市域由相对分散向集中连片演化,不同等级冷热点圈层分布。(4)发展基础相对较差的区域增长速度较快,城市群仍是带动黄河流域高质量发展的重点区域。未来应坚持新发展理念,创新城市群合作模式,推动黄河流域高质量一体化发展。     

黄河流域经济韧性时空演变与影响因素研究

黄河流域应对外部冲击的经济韧性能力是实现黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的关键。以黄河流域91个地市单元为研究对象,构建经济韧性指数,分析了黄河流域面对2008年国际金融危机的经济韧性的时空变化特征,并探究其决定因素。结果发现：① 黄河流域面对国际金融危机的抵抗力随着时间的推移呈现出显著下降的态势,表现出显著的空间集聚特征,黄河流域中南部地区经济韧性水平相对较高;② 黄河流域经济韧性存在显著的正向空间自相关特征,在空间上表现出经济韧性水平高（低）的城市在空间上集聚分布,且空间自相关指数呈现出上升的趋势;③ 相关多样性、专业化、政府管控和第三产业比重均显著的促进黄河流域经济韧性水平提升,而当前经济发展模式不利于经济韧性水平的提升;④ 黄河流域经济韧性具有显著的空间溢出效应,高经济韧性水平城市的发展将促进周边城市经济韧性水平的提升。     

黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化耦合协调度时空演变

以黄河流域35个城市为研究对象,分别构建产业绿色化与生态环境绿色化指标体系,基于熵值法测度两系统综合指数,并通过耦合协调度模型和空间自相关法对2009—2018年两系统耦合协调度的时空特征及空间集聚性进行分析。结果表明：（1）黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化综合指数总体呈上升趋势且具有趋同性,上游地区生态环境绿色化水平高于产业绿色化水平,中下游地区相反;（2）时空维度上,黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化的耦合协调度总体呈上升趋势,上中下游地区呈现“凹”字型发展特征且稳定程度不同;（3）空间集聚上,黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化耦合协调度呈显著正相关性,存在明显聚集性,高-高聚集主要集中于上游地区,低-低聚集由中游地区向中下游地区扩展。     

基于夜间灯光影像数据的黄河流域中心城市建成区空间扩展及动力因子分析

研究黄河流域建成区扩展特征有助于透视用地开发效果和践行中心城市高质量发展规划。基于1992、1997、2002、2007、2012、2018年6期夜间灯光影像与统计数据,提取建成区范围,采用扩展强度指数、紧凑度指数、协调发展系数与灰色关联分析,探究1992—2018年黄河流域8个中心城市扩展的时空格局、质量及动力因子。结果表明：（1）黄河流域中心城市建成区面积分化明显,中下游城市扩展规模和强度大,扩展形态呈紧凑度普遍下降趋势。（2）夜间灯光影像数据刻画的西安建成区综合水平高、西宁水平低,银川综合发展快、兰州慢;除西宁、呼和浩特与太原外,其他中心城市平均夜间灯光指数在1997—2018年呈下降趋势,反映城市扩展水平降低。（3）中心城市人口-土地协调发展系数均呈波动下降趋势,除呼和浩特、太原和济南外,人口-土地由基本协调型向土地过快扩展型转变;中心城市经济-土地协调发展系数呈波动下降趋势,经济年均增长率降低,建成区面积年均扩展率增加,基本由经济过快增长型向经济-土地协调发展型转变。（4）中心城市空间扩展主要受经济发展（地区生产总值）影响;从中心城市整体看,全时段（1996—2018年）行政力（固定资产投资）和内源力（人口规模）影响作用较大,分时段（1996—2002年、2002—2012年与2012—2018年）行政力影响系数亦较高,市场力（社会消费品零售总额）与外向力（实际利用外资额）影响作用程度随时间增加明显。新时期黄河流域中心城市空间扩展应注重内部提质增效,提高建设用地利用效率,促进城市高质量发展。