地理媒介与第三空间：西方媒介与传播地理学研究进展

随着近年地理媒介逐渐兴起,城市公共空间和私人生活空间中的生产与消费过程、技术物品与符号表征之间的界限日益模糊,地理学中早先存在的“虚拟/实体”二元论亟需理论革新。作为媒介研究的“空间转向”与地理学研究的“传播转向”的产物,媒介与传播地理学的发展蕴含突破二元论的张力。论文梳理了西方媒介与传播地理学的核心概念、主要议题和研究框架,以期促进国内地理学与媒介传播学者的学术对话,扩展中国人文地理学的研究领域。西方媒介与传播地理学建立在后现代和后人类思潮影响下的动态关系性媒介与空间观之上,以纹理(texture)、移动性、物质性和具身性为核心概念。既有议题主要聚焦于数字媒介与后人类媒介空间性,数字媒介表征和算法逻辑支配下的混合空间政治,以及移动媒介带来的混合空间体验。论文借用“第三空间”概念,将其作为媒介与传播地理学超越原有二元论的潜在方向,并认为物质性和具身性构成了媒介与空间的本体论联结之处,促进国内跨学科的“媒介—空间”理论建构,为媒介城市发展与建设提供理论参考。     

人地系统可持续过程、格局的前沿探索

本文结合笔者近年来在人文地理学前沿问题探讨的综述,阐释了人—地系统相互作用时空分异规律是现代地理学最高层级的科学难题、也是决定未来地理学前途的关键问题的认识,提出了截至目前开展人地系统综合研究所采用的“过程归纳、区域比较、定性分析、逻辑判断”等4个实用方法,并围绕着区域均衡、资源环境承载能力、地域功能、空间结构等4个前沿领域,讨论了影响区域发展格局变化的驱动力、自然圈对人类活动圈层的作用、综合地理区划原理和方法、以及“生活—生产—生态”空间结构变化规律等研究的学术思想,探讨了“未来地球”框架下区域可持续发展研究的意义和重要命题,认为“自然科学和社会科学交叉”、“基础研究和决策应用贯通”的复杂性科学基础理论体系和综合研究集成方法体系建设,将深刻影响着人地系统过程和格局的研究进展。     

中国东部沿海城市旅游发展的时空演变

城市旅游时空演变是旅游地理学研究的热点领域。以中国东部沿海城市为研究区,分析城市旅游发展的时空演变格局。首先分析沿海城市旅游发展强度的时空演变,进而采用DEA数据包络分析法计算沿海城市旅游发展效率的时空演变。研究表明：① 在旅游发展强度方面,东部沿海城市之间的旅游发展强度差异较大,长三角、珠三角以及环渤海的辽东半岛和山东半岛地区的旅游发展强度较强,海峡西岸经济区和环北部湾地区的旅游发展强度较弱。② 10年间在旅游发展综合效率方面基本维持不变,而旅游发展纯技术效率显著增强,旅游发展的规模效率则显著减弱。说明沿海城市的旅游发展已经逐渐由规模效率向技术效率转变。③ 综合旅游发展强度和旅游发展效率两个方面看,将东部沿海城市旅游发展类型分为“高—有效型”、“低—有效型”、“高—无效型”和“低—无效型”四种类型。其中“高—有效型”城市旅游发展较为成熟,“低—有效型”和“高—无效型”城市旅游发展一般,“低—无效”城市旅游发展相对较差。整体来看,珠三角和海峡西岸地区旅游发展强度和旅游发展效率均出现一定程度下滑,长三角、环渤海和北部湾地区的旅游发展强度和旅游发展效率均呈现不同程度增加。     

基于近邻传播聚类元胞自动机模型的武汉城市扩散和聚合过程同步模拟

元胞自动机（CA）作为城市时空动态模拟应用最广泛的模型,可以有效模拟填充式和边缘式城市扩张过程,但是在飞地式扩张模拟方面稍显不足。本文提出一种改进CA模型—APCA,在传统CA基础上利用近邻传播聚类（AP）搜寻城市扩散增长的“种子点”,实现城市增长扩散过程和聚合过程的同步模拟。以武汉市为研究区域,使用APCA模拟其在2005—2025年间城市扩张的时空过程。结果显示：① APCA在设置“种子点”数量为1~8个时模拟总体精度均高于Logistics-CA,当“种子点”数量为6时,模拟新增部分精度最高,达到0.5217;② 2015—2025年武汉市飞地型增长面积约为8.67 km²,占新增城市用地总面积比例为6.30%;③ 武汉市1995—2025年间“先扩散后聚合”的城市扩张过程符合城市增长相位理论。APCA在一定程度上了完善了传统二维平面CA框架,将城市扩张模拟维度由面维扩展到点维,为准确展现城市用地空间扩展规律提供参考。     

可持续城市更新的时空演进路径及驱动机理研究进展与展望

城市更新是构建可持续城市和落实中国高质量发展战略的重要手段。为综合认知可持续城市更新时空演进路径和协同驱动机理,论文梳理了可持续城市更新研究概况,凝练其时空演进路径和区域差异,解析影响因素、驱动机理和典型空间响应模式,并从理论和政策维度进行研究展望。研究发现：① 可持续城市更新形成了从“发展瓶颈倒逼”到“可持续愿景牵引”的时空演进路径,同时在时序化进程、本地化过程与空间演进历程中表征出显著的区域差异性;② 综合地理环境影响可持续城市更新的空间模式,利益相关者决定可持续城市更新的组织模式,政府主导、市场主导和多元驱动等组织模式作用于不同时空尺度的功能空间形成了5类典型空间响应模式;③ 可持续城市更新未来研究需聚焦于全球可持续发展和国内高质量发展目标,定量厘清面向可持续城市更新的驱动因子、主控因素和协同机理,建立保障可持续城市发展的城市更新管控方法库与政策集。中国在实践中需要健全“国家—区域—城市”的多尺度管控制度,建立可持续目标导向的城市更新精细化管理系统,并完善多主体协同的城市更新参与机制。     

多灾种时空耦合网络构建：从多维网到单顶点网

基于1970—2017年秦岭南北72个站点气象数据,以“地理时空分析-小波相干分析-时空耦合网络”为方法框架,对秦岭南北干旱-热浪时空耦合特征进行分析;进而以干旱-热浪时空耦合网络为基础,完善时空网络连边规则,拓展单顶点网分析方法,再认识多灾种时空耦合的群聚群发效应。结果表明：① 全球变暖背景下,秦岭南北降水模态逐渐由20世纪80年代雨涝主导向干旱主导转变,同时热浪在2010年前后经历第2个谷值期后快速增加,加剧了区域干旱-热浪耦合风险。② 秦岭南北干旱-热浪变化具有同步性,但是不同时段显著周期存在差异。其中,在20世纪70—80年代初,秦岭南北干旱-热浪4~8 a周期同步减弱,并向低频2~4 a周期转变;后期同步耦合增强时段有2个,分别是1995—2002和2012—2017年。在空间格局上,秦岭以北和汉江谷地为秦岭南北干旱-热浪耦合影响关键区域,而丹江口水库附近、嘉陵江流域、秦岭南坡中段为干旱-热浪耦合波动区。③ 在研究方法上,地理时空分析为秦岭南北干旱-热浪时空耦合提供基本事实判断,小波相干可定量干旱-热浪多时间尺度耦合关系,多灾种时空耦合网络可解释多灾种“平静-爆发”现象,识别干旱-热浪耦合稳定区和波动区,三种方法相辅相成,初步形成面向多灾种时空耦合分析方法体系。     

长江中游城市群“文—旅”产业融合发展的空间效应及驱动机制研究

“文—旅”产业融合发展为产业结构高质量转型、空间统筹优化和区域经济韧性提升赋能。在由“宏观—中观—微观”三维尺度复合而成的城市群“文—旅”产业融合发展理论基础上,论文构建了城市群“文—旅”产业融合发展评价指标体系,以长江中游城市群为研究对象,借助耦合协调模型和极化指数模型对2010—2019年区域“文—旅”产业融合发展水平进行测算并分析其空间效应,并探究该区域“文—旅”产业融合发展的驱动机制。结果显示：① 长江中游城市群“文—旅”产业融合发展的各子系统间具有较强的互动关系,但多数城市暂未达到良性发展状态;② 研究期内,长江中游城市群“文—旅”产业融合发展的空间效应表现出“极化效应”显著、“回程效应”与“扩散效应”微弱的特征;③ 长江中游城市群“文—旅”产业融合发展在空间上呈现以“武汉—长沙—南昌”为核心的“核心—边缘”结构;④ 长江中游城市群“文—旅”产业融合发展是在资源禀赋基础力、居民消费需求力、基础设施保障力、规模效益催动力、人力资源潜在力、经济发展拉动力“六力”共同驱动下形成的。最后,根据长江中游城市群“文—旅”产业融合发展现状,提出强化区域联动、瞄准核心驱动力等针对性建议,推动长江中游城市群区域一体化建设和地方经济高质量发展。     

特大城市“三线冲突”空间格局及影响因素

划定“三线”(生态红线、城市开发边界、基本农田保护红线)是构建城市生产、生态、生活空间格局和实现“多规合一”的关键。但在实际工作中,“三线”由不同部门依据不同准则划定,在空间上往往存在冲突。本文以武汉都市发展区为例,从图斑层面探讨“三线冲突”的类型与表征,并分别采用空间格局分析和相关分析法研究“三线冲突”的空间格局特征和区域条件对其影响。研究结果表明：①武汉都市发展区内“三线冲突”以生态—耕地冲突和生态—城市冲突为主,城市—耕地冲突面积较小;②生态—耕地、生态—城市和城市—耕地冲突热点分别集中于都市发展区边缘、都市发展区内部和城乡过渡带,呈圈层分异的特点;③区域条件的6个指标对3类“三线冲突”子类型冲突强度的影响因素各不相同。研究结论为：一是“三线冲突”强度可以用“三线冲突”强度指数(TLCI)表征;二是空间自相关分析、梯度分析、景观格局分析法可以很好地刻画“三线冲突”空间特征;三是对“三线冲突”的自然—人文驱动机制的研究有待进一步完善和深化。本文有助于从城市空间视角加深对“多规冲突”问题的理解,识别“三线冲突”的自然—人文驱动因子,为实现“多规合一”提供理论支撑。     

长江经济带城市高铁枢纽接驳—集疏运绩效空间分异及机理

作为长江经济带综合立体交通走廊建设的关键环节,交通枢纽是推动长江经济带发展的基础保障。高铁枢纽承载着“时空压缩最后一公里”效应,是构筑高效便捷的现代化综合交通体系的关键。首先诠释了高铁枢纽“时空压缩最后一公里”效应原理,其次构建高铁枢纽接驳—集疏运绩效指标体系,进而对长江经济带37个城市高铁枢纽的接驳—集疏运绩效进行测度,并分析绩效空间分异特征,最后揭示高铁枢纽接驳—集疏运绩效的影响机理。结果显示：① 长江经济带高铁枢纽接驳—集疏运绩效等级分异呈“橄榄型”结构,即优质绩效和一般绩效的高铁站数量较少,良好绩效和中等绩效的高铁站数量较多;② 地带分异呈“东高西低、北高南低”格局,而城市群分异则呈“核心高、边缘低”格局,且9个评价指标值空间差异明显;③ GDP、城镇化率、城市等级、车站客流量和发送班车次数是影响高铁枢纽接驳—集疏运绩效的关键驱动因子;同时,优质、良好、中等和一般等不同等级绩效的关键驱动因子存在显著差异。     

中原经济区城市间相互作用时空格局演变研究

将中原经济区30个省辖市市区作为研究对象,按照由“线”→“点”→“面”的分析思路,运用引力模型、潜能模型与潜能得分模型、经济隶属度模型等各种模型,定量分析1990~2010年间中原经济区城市间相互作用时空格局的演变过程与特征。结果表明：城市间相互作用强度的时空差异明显。“线”层次上,城市间的引力和城市联结线数目的增多,逐渐形成辐射网络,引力和联结线数目的变化存在时空差异性。“点”层次上,通过“线-点”叠加分析,城市最大联结线数目增多和城市潜能等级提升的时空差异性明显。而且1990~2010年间各个城市潜能等级跃迁的时空差异明显。“面”层次上,近20多年来,区域中心城市没有变化,但4个中心城市的腹地变化明显,核心组团——郑州组团1990~2000年北扩,2000~2010年东扩;1990~2010年,潜能高值区域的空间收缩也表现出阶段性特征。     

Meteorological and Streamflow Droughts: Characteristics,Trends, and Propagation in the Milwaukee River Basin

This study examined meteorological and streamflow droughts for the period from 1951 to 2006 using the Milwaukee River basin in Wisconsin as the study area in an effort to improve the understanding of drought propagation. Specifically, this study aimed to answer the following research questions: (1) What are the temporal trends of meteorological and streamflow droughts identified by drought indicators? (2) How do the drought indicators manifest drought propagation? Meteorological droughts were identified using the Effective Drought Index (EDI), and streamflow droughts were identified using a threshold-level approach. The intensity and duration of both types of drought were found to have decreased over time, most likely due to increasing precipitation. Therefore, in the study area, and likely in the larger region, drought has become of less concern. The propagation of meteorological drought into streamflow drought was detected generally after moderate and severe sequences of negative EDI that eventually led to extreme meteorological drought events. The study finds that both EDI and the threshold-level approach are effective in diagnosing meteorological and streamflow drought events of all durations.     

农业干旱监测研究进展与展望

本文全面分析了农业干旱的概念内涵及其与其他干旱类型之间的关系,进而从基于站点监测和基于遥感监测两个方面,系统梳理了国内外农业干旱监测的近今进展,对比了不同干旱监测指标的适用范围和局限性;同时,通过文献统计和重要文献引用揭示了国内外农业干旱监测研究的发展历程和最新进展,即农业干旱监测指标从传统的单一气象监测指标逐渐向气象与遥感相结合的综合监测指标转变。最后,在分析农业干旱监测现有挑战和困境的基础上,将农业干旱监测未来发展趋向归纳为5点展望,即进一步明晰农业干旱发生机理和受旱过程、识别农业干旱影响因素及其相互作用关系、构建多时空尺度农业干旱监测模型、耦合农业干旱定性表征与定量评估模型以及提高农业干旱监测模型中遥感数据的应用水平。     

多源地理大数据支撑下的地理事件建模与分析

地理事件作为描述地理过程的基本单元,逐渐成为地理信息科学（GIS）核心研究内容。由于受人类活动数据获取限制,GIS对地理事件的建模和分析主要关注事件所引起的地理空间要素变化及要素之间的相互影响与作用机制。然而,近年来随着基于位置服务数据（LBS）爆炸式的增长和人类活动大数据定量刻画手段的快速发展,地理事件对人类活动的影响以及公众对地理事件的网络参与度都引起了多个领域的广泛关注,对地理事件的时空认知、建模方法和分析框架提出了巨大的挑战。对此,本文首先深入分析了大数据时代地理事件的概念与分类体系;其次,基于地理事件的时空语义给出了基于图模型的事件数据建模,建立了事件本体及其次生或级联事件的“节点—边”表达结构,开展了事件自身时空演化及其前“因”后“果”的形式化描述;第三,从时空数据分析与挖掘的角度,给出了大数据时代地理事件建模与分析的整体框架,拟突破传统“地理实体空间”事件探测与分析方法的局限性,融合“虚拟空间”事件发现与传播模拟思路,实现多源地理大数据支撑下的面向地理事件的人类活动多尺度时空响应与区域差异分析;最后,本文以城市暴雨事件为例诠释了本文所提出的地理事件建模与分析方法,从城市和城市内部两个尺度进行了暴雨事件与人类活动的一致性响应及区域差异分析,得到了明确的结论,验证了前文分析框架的可行性与实用性。     

Mining spatiotemporal association patterns from complex geographic phenomena

ABSTRACT

Spatiotemporal association pattern mining can discover interesting interdependent relationships among various types of geospatial data. However, existing mining methods for spatiotemporal association patterns usually model geographic phenomena as simple spatiotemporal point events. Therefore, they cannot be applied to complex geographic phenomena, which continuously change their properties, shapes or locations, such as storms and air pollution. The most salient feature of such complex geographic phenomena is the geographic dynamic. To fully reveal dynamic characteristics of complex geographic phenomena and discover their associated factors, this research proposes a novel complex event-based spatiotemporal association pattern mining framework. First, a complex geographic event was hierarchically modeled and represented by a new data structure named directed spatiotemporal routes. Then, sequence mining technique was applied to discover the spatiotemporal spread pattern of the complex geographic events. An adaptive spatiotemporal episode pattern mining algorithm was proposed to discover the candidate driving factors for the occurrence of complex geographic events. Finally, the proposed approach was evaluated by analyzing the air pollution in the region of Beijing-Tianjin-Hebei. The experimental results showed that the proposed approach can well address the geographic dynamic of complex geographic phenomena, such as the spatial spreading pattern and spatiotemporal interaction with candidate driving factors.     

干旱对作物产量影响研究进展与展望

粮食安全关乎人类生存和社会发展,是总体国家安全观的重要组成部分。本文首先梳理了作物产量影响因素及干旱对作物产量的影响过程,进而从基于田间控制实验、统计模型、作物生长机理模型以及遥感反演模型等4个方面系统回顾了干旱对全球主要作物产量影响评估的最新进展,揭示出当前研究呈现出由单灾种向多灾种、由单目标向多目标、由统计模型向综合模型转变的特征。文献计量分析表明,1990—2020年干旱对作物产量影响研究发文量呈指数增长,且研究主题经历了由传统的作物水分胁迫到作物受旱影响与适应综合研究的转变过程,体现出研究视角的不断深化和综合。在学科分布上,农学、植物学和环境科学是研究干旱对作物产量影响的主要学科,建议应加强地理学多要素多尺度的系统性思维在粮食和水资源耦合系统研究中的应用。最后,在分析现有问题和挑战的基础上,将未来应关注的重要议题归纳为以下4个方面,即构建干旱对作物产量影响的多源信息数据库、阐明干旱对作物产量影响的关键过程及机理、发展耦合宏观与微观过程作物生长机理模型和搭建作物产量与粮食安全综合监测平台系统,旨在通过提高干旱对作物产量影响的监测预警和科学管控,实现农业可持续发展和全球粮食安全。     

地理学的特点

现代地理学强调过程与演变的研究,在定量研究方面取得了显著的进步。但在热衷于建立各种模型时,地理学的特点或性质却被忽视,这在国内尤其明显。认识地理学的本质特点,对于学习地理学、发展地理学科和从事地理学研究非常重要。地理学的特点可概括为4方面:即地理学是“研究行星地球表面的科学”、“研究关系的科学”、“强调位置的科学”和“考察分布的科学”。这4个方面缺少任何一方,都不能反映有别于其他任何学科的地理学自身的特点。     

理解地理“耦合”实现地理“集成”

“耦合”作为物理学的经典概念,为许多学科提供了一套阐述多主体相互作用的思路和方法。“集成”不是来自特定学科,但因其高度的概括能力被广泛应用于自然和人文科学领域。地球科学是应用这两个概念最多的学科之一。地理学作为自然与人文交叉学科,具有区域性、综合性和复杂性特征。在使用耦合概念时,不同地理分支具有不同的理解,为此,地理学者有必要明确界定不同学科、不同情景下耦合概念的内涵,从而更准确地探索陆地表层格局、过程和机制。首先,从地理要素耦合、地理空间耦合、地理界面耦合、地理空间尺度耦合、地理关系耦合、地理耦合解译六个方面,对地理耦合的内涵进行全面解析和界定,并给出了相应的研究实践案例。其次,从地理学的视角认识理解集成,并以“黑河流域生态—水文集成研究”重大研究计划的地理实践为例,介绍实现地理集成的基本路径。最后,提出理解地理“耦合”与实现地理“集成”之间的联系。     

基于土壤水分的农业干旱监测研究进展

土壤水分是评估农业干旱的关键变量。然而长期以来,由于缺乏大范围、高精度、长时间的土壤水分观测数据,基于土壤水分的农业干旱监测在实际应用中受到限制。近年来,随着遥感观测技术的发展,土壤水分数据的时空覆盖度和产品精度显著提升,基于土壤水分的农业干旱监测逐渐吸引更多的关注。论文系统归纳了站点观测与微波遥感观测的土壤水分数据特性,综述了目前基于土壤水分的3种农业干旱监测指标：基于长时间土壤水分序列的干旱指标、基于土壤水分与土壤水力学参数的干旱指标和基于土壤水分等多变量综合的干旱指标。最后,论文从提高土壤水分数据空间分辨率、加强农业干旱机制研究与完善农业干旱监测体系三方面提出基于土壤水分的农业干旱监测所面临的挑战与机遇,以期为未来的相关研究提供参考。     

气候变暖背景下黄河流域干旱灾害风险空间特征

黄河流域是中国重要的经济带和经济增长极,也是人口密集暴露、特色农业种植和重点生态承载区。在全球变暖和极端降水事件频发的气候背景下,近年来黄河流域干旱灾害变化特征异常突出,新形势下该流域的干旱灾害风险及其对气候变化的响应机制需进一步深入认识。本文利用1960年以来黄河流域122个国家气象站逐日气象数据,结合遥感、社会统计和地理信息数据与技术,基于灾害风险理论,建立致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体易损性和防灾减灾能力可靠性4个因子的干旱灾害风险指标体系和模型,详细分析了黄河流域干旱灾害风险变化特征和区域差异性及其气候变化的影响机制。结果表明：黄河流域干旱灾害风险分布格局具有明显的地带性和复杂性,流域区域差异显著,总体是中下游风险高于上游,高风险区主要位于黄河流域中下游,致灾因子危险性是黄河流域干旱灾害风险的主导因子,其次是孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力可靠性,而承灾体易损性贡献量相对最小。干旱灾害风险影响机制的区域差异也很显著,上游是孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力可靠性的影响大于致灾因子和易损性,中游则是致灾因子、易损性和防灾减灾能力对干旱灾害风险的贡献度大,下游是干旱致灾因子起主导作用,致灾因子危险性和承灾体易损性控制了风险总体格局。黄河流域干旱灾害风险变化规律以及对气候变化的响应异常复杂,流域干旱灾害风险主要受季风气候和复杂地形的影响,还受社会经济发展水平、人口暴露度和水资源供需矛盾等多种要素的影响。该研究对黄河流域生态文明建设,粮食安全保障和国家发展战略具有重要意义。