世界资源格局与展望

本文阐释了人均能源消费、人均矿产资源消费与人均GDP“S”形规律的内涵, 指出发达国家(OECD)能源与重要矿产资源消费已经或正在进入零增长期, 资源需求将趋稳或呈缓慢下降趋势, 发展中国家已经成为资源消费主体, 全球能源与矿产资源需求重心正在向亚洲转移; 以石油为例, 阐述了国际资源市场体系的演变及其脆弱性, 强调发展中国家经济发展的资源成本将呈不断上升态势, 低碳经济将推动全球新能源及相关产业快速发展, 提出了发展中国家应对国际资源格局变化的相关对策和建议。     

基于信息熵原理的区域用水结构时空演变特征研究

用水结构是社会经济发展对水资源需求差异的集中体现。选取广东省1980～2015年用水数据,运用信息熵理论研究该区域用水结构时空演变特征,并采用重心模型进行验证。研究结果表明:(1)1980～2015年间,广东省用水结构信息熵总体呈上升趋势,用水系统的稳定性和均衡性增强;(2)用水结构空间演变呈现显著的区域性差异,用水结构信息熵重心逐步向珠三角地区转移。农业用水重心逐步向粤北地区转移,工业用水、生活用水和城镇公共用水重心逐步向珠三角地区转移。     

河南省新石器至夏商时期城邑与一般聚落空间关系研究

以河南省新石器至夏商时期65座城邑与4095座一般聚落为研究对象,采用核密度分析法、最近邻指数法、重心分析等GIS空间分析方法,按照裴李岗、仰韶、龙山、夏商这4个时期对城邑与聚落的密度、空间分布集聚程度以及重心位移演变关系进行了研究.分析表明:1)河南省新石器至夏商时期城邑的分布与聚落的密度关系密切,有83.08%的城邑位于聚落密度较大的地区,尤其是规模比较大的城邑几乎都分布在聚落密度较高的地方,只有少数城邑分布在聚落密度较小的地区;2)河南省仰韶时期至夏商时期城邑与聚落的集聚程度变化规律是一致的.集聚程度由高到低均为仰韶时期-夏商时期-龙山时期;3)河南省新石器至夏商时期聚落重心相对城邑重心分布在南面,聚落和城邑的重心均是在嵩山及其周边地区按逆时针方向移动,说明了河南省的文化核心区就在环嵩山地区,该地区在新石器至夏商时期文化发展中居于核心地位.河南省新石器至夏商时期城邑与一般聚落空间关系研究表明,城邑与一般聚落之间有着紧密的联系,两者空间分布格局的变化是气候及生产力发展水平双重影响下的结果.     

贵州喀斯特山区“三生空间”格局变化特征分析

探究贵州喀斯特山区“三生空间”格局演变特征,有助于该区国土空间优化和区域协调发展。基于1980—2018年贵州省土地利用遥感监测数据,应用动态度、转移矩阵、重心迁移模型分析其38a间“三生空间”演变特征,探寻贵州喀斯特山区土地利用结构演化的过程和规律。结果表明:(1)1980—2018年,贵州喀斯特山区绿色生态空间与农业生产空间缩减,工矿生产空间、城镇生活空间和农村生活空间迅速扩张;(2)贵州喀斯特山区用地优势功能空间是绿地生态空间,平均占比为71%;(3)各功能空间转移方向主要是农业生产空间转入城镇生活空间与工矿生产空间,绿色生态空间转入城镇生活空间与工矿生产空间;(4)贵州喀斯特山区“三生空间”用地类型在不同时期的重心迁移差异较大。     

滇东南喀斯特区域石漠化时空格局演变研究——以广南县为例

石漠化给区域发展带来了一系列生态环境和社会经济问题,国家自实施生态治理工程以来,区域石漠化得到一定改善。为探讨生态治理工程实施后石漠化格局变化,研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,以2000年、2010年和2018年3期遥感影像为数据源,通过人机交互式解译获得石漠化空间分布数据,运用时间变化度、转移矩阵和叠加分析等方法,分析广南县石漠化时空格局演变特征。结果表明:（1）时间变化上,广南县石漠化类型仍以重度石漠化为主,但是石漠化面积总体在不断减少。灌木林地和未利用地石漠化面积最大,其中灌木林地以潜在石漠化为主,未利用地以重度石漠化为主,是石漠化重点治理的用地类型。2000-2010年石漠化转移方向是向无石漠化和相邻等级石漠化转移,2010-2018年主要向低等级石漠化转移;（2）空间分布上,广南县喀斯特区域石漠化南多北少,呈现南重北轻的分布格局,沿篆角乡—黑支果乡—南屏镇南部—八宝镇西南部一线、珠琳镇和五珠乡相邻区域、珠街镇和曙光乡的相邻区域是石漠化集中分布区;（3）19年间,广南县喀斯特南部区域的石漠化大面积改善,而中部及北部区域的石漠化不断恶化。整体而言,退耕还林等生态治理工程的实施,能有效改善喀斯特区域的石漠化状况,使广南县石漠化总面积减少了288.98km2。      

浙江省土地景观格局演变及其生态服务价值效应分析

开展土地利用景观格局演变及其生态系统服务价值效应研究,可明晰区域生态环境功能状况并促进生态系统健康发展。基于土地利用遥感影像解译数据,分析浙江省1995～2015年土地景观格局演变及其生态系统服务价值效应,并探究景观格局指数与生态服务价值间的相关性。结果表明:(1)20年间浙江省土地景观变化剧烈,耕地和林地面积减少,城镇村用地、水域与草地面积增加。建设用地动态度增幅达8.21%,耕地和林地变化度为负。林地和耕地向建设用地单向转移量最大,其次是耕林地二者间的转化。(2)土地斑块分散、聚合和连通状况变化多样,景观格局时空演变复杂化。耕地和草地破碎度高,建设用地优势度上升,以林地和耕地为主导的景观格局逐渐向城市景观转变。(3)生态服务总价值呈先增后减趋势,共损失103.18亿元。空间上ESV极高值和高值区面积减小,中值与低值区逐渐蔓延,生境质量浙西南优于浙北与东南沿海区域。(4)生态服务总值与最大斑块数、结合度和聚合度呈强正相关,与斑块数、平均邻近距离和香农多样性呈强负相关。据此建议:未来土地规划应重视景观格局空间配置对生态服务功能的影响,增强生态系统对环境变化的适应力和稳定性,优化区域三生用地结构,以促进经济—社会—生态环境的协调发展。     

青藏高原土壤碳排放研究进展

青藏高原土壤碳排放研究是评估国家区域碳排放量和预测气候变化所可能导致影响的关键. 首先对青藏高原土壤碳排放的关键性影响因子进行探讨, 并分析了土壤碳排放的时空分布格局变化. 目前青藏高原土壤碳排放研究主要是针对高寒草甸及高寒草地生态系统, 较少涉及高寒荒漠, 研究区域较为分散; 土壤碳排放受到气候环境因素、生物因素及人为因素等多重因素的影响, 其中温度、土壤湿度、土壤区系生物、人为因素及多年冻土退化是最关键的影响因素; 土壤碳排放具有明显的时空变异性, 空间变异性在生物群丛、景观、区域和生物群系四个尺度体现, 时间变异性在日、季、年上体现. 总体而言, 青藏高原土壤碳排放的研究较少, 尤其关于大尺度、长时间序列的研究以及土壤碳排放的机理等方面的研究十分缺乏, 有待于后续加强研究.     

基于遥感的郑州市近十年土地利用时空变化及驱动力分析

土地利用的动态特征及演变趋势,对指导城市建设和规划具有重要意义.基于2010、2015、2020年3期土地利用遥感数据,按照最近邻法进行监督分类,通过土地利用转移矩阵、重心模型、构建测度模型等方法,对郑州市近10年间土地利用时间、结构和重心变化特征进行分析.结果表明:(1)从时间尺度看,不同阶段土地利用变化的强度和特征差异明显;2010-2020年有建设用地持续增加、耕地面积持续减少的趋势;林地和水域面积在2010-2015年间不同程度减少,但2015-2020年间则增加趋势明显.(2)从土地结构转移来看,2010-2015年间,耕地主要转变为建设用地;2015-2020年耕地大部分流入建设用地和林地,少部分转变为水域.(3)从重心模型分析,随着时间的推移建设用地重心向东偏移,林地重心向西北部偏移,耕地重心向东南部偏移,水域重心向东偏移,表明郑州市2010-2020年间城市有向东发展的趋势,而耕地空间则被进一步向城市边缘压缩.在此基础上,讨论了郑州市土地变化的主要驱动因素,其中经济活动和行政决策是主要驱动力.     

基于夜间灯光和土地利用的珠江流域城市碳排放估算及其时空动态特征研究

揭示珠江流域碳排放时空演化和空间集聚特征,对推进流域地区低碳可持续发展具有重要意义。耦合夜间灯光数据、土地利用数据和能源消费数据构建碳排放估算模型,从流域、城市和网格尺度分析了珠江流域碳排放空间变化趋势,使用探索性时空数据分析和修正引力模型探讨了城市碳排放时空动态变化和空间关联特征。结果表明：珠江流域碳排放总量从2005年的2 9 497万t增长至2019年的31 877万t,东莞、深圳和广州始终是高碳排放城市。网格尺度上高碳排放集聚区以珠江三角洲地区为核心向周边扩张,中上游高碳排放区呈点状分布。珠江流域碳排放存在正向空间相关性,空间交互效应呈下降趋势。时空动态分析显示相邻城市碳排放存在正向协同发展趋势。城市碳排放关联强度均值由5.93增长至18.97,核心节点城市对外辐射能力得到提升,碳排放关联网络结构呈集中化趋势。该方法耦合多源数据开展碳排放估算研究,具有潜在的实用价值,可为碳排放时空动态分析和低碳减排策略制定提供参考。     

松嫩平原东部土地利用时空动态变化分析

基于1985、2000、2017年3期土地利用遥感监测数据,利用土地利用转移矩阵、重心模型、生态环境质量指数等方法,对松嫩平原东部30年间土地利用转型时空变化特征及生态环境效应进行分析.结果表明：1985~2015年,松嫩平原东部地区土地利用以耕地和林地为主,分布界线清晰.土地利用强度持续增加,前期增加较快,后期趋缓.土地利用转型主要表现为农业生产用地持续增加,生态用地持续减少,建设用地小幅增加,前期变化剧烈,后期趋缓.土地利用转型方向较为稳定.重心转移轨迹变化较大,其中变化最大的是1985~2000年,水域的转移轨迹向西北方向偏移76.34 km.松嫩平原区域生态环境质量指数从1985年的0.395持续下降至2017年的0.361,生态环境质量持续恶化.2017年空间分布以中质量区和中低质量区为主,农业生产用地与草地、未利用地之间的相互转变是影响生态环境质量变化的主要因素.     

Club convergence and spatial distribution dynamics of carbon intensity in China’s construction industry

Climate change caused by carbon emissions continuously threatens sustainable development. Due to China’s immense territory, there are remarkable regional differences in carbon emissions. The construction industry, which has strong internal industrial differences, further leads to carbon emission disparity in China. Policymakers should consider spatial effects and attempt to eliminate carbon emission inequality to promote the sustainable development of the construction industry and realize emission reduction targets. Based on the classic Markov chain and spatial Markov chain, this paper investigates the club convergence and spatial distribution dynamics of China’s carbon intensity in the construction industry from 2005 to 2014. The results show that the provincial carbon intensity in the construction industry is characterized by “convergence clubs” during the research period, and very low-level and very high-level convergence clubs have strong stability. Moreover, the carbon intensity class transitions of provinces tend to be consistent with that of their neighbors. Furthermore, the transition of carbon intensity types is highly influenced by their regional backgrounds. The provinces with high carbon emissions have a negative influence on their neighbors, whereas the provinces with low carbon emissions have a positive influence. These analyses provide a spatial interpretation to the “club convergence” of carbon intensity.     

Study on the gravity center evolution of air pollution in Yangtze River Delta of China

With the rapid development of China’s economy, air pollution is becoming extremely serious. The spatial–temporal evolution of air pollution is conducive to the management of air pollution. The paper is proceeded into three steps. Firstly, based on the generalization principal component analysis method, the comprehensive air pollution evaluation index is established. Then, the gravity center model is utilized to explore the spatial–temporal evolution of air pollution in Yangtze River Delta from January 2014 to December 2016. Finally, the contribution decomposition method is utilized to explore the contribution to gravity center evolution. The main results are as follows: (1) The air pollution have obvious seasonal and regional differences in Yangtze River Delta. (2) The gravity center of air pollution continues to westward after 2014 with the characteristic of the north–south circular movement. (3) Hefei City and Yangzhou City have huge impact on the gravity center evolution of air pollution. The conclusions could be helpful for Chinese government to control the air pollution in Yangtze River Delta.     

长三角地区人口城镇化空间差异及其影响因素研究

以长江三角洲41个城市市域为研究单元,基于2017年统计年鉴数据,构建影响因子体系,利用探索性空间数据分析和GWR模型,定量研究长三角市域人口城镇化空间差异、影响因子及其异质性作用。结果显示:长三角市域人口城镇化水平发展不平衡,存在明显的空间分异特征,呈现出以上海市为核心的梯度集聚分布;经济发展活力、投资强度、第一产业发展水平、医疗资源对于各市人口城镇化起着异质性作用,其中经济因子占主导作用、医疗资源因子的异质性作用显著。据此从推进一体化、高质量发展角度,为长三角人口城镇化协调发展提出建议。     

Influence of the Yangtze River and grain size on the spatial variations of heavy metals and organic carbon in the East China Sea continental shelf sediments

Bulk heavy metal (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd), Al, organic carbon and carbonate concentrations, grain sizes, and δC¹³ of the organic carbon distributions were studied in sediments collected throughout the East China Sea continental shelf and the Yangtze River Delta. The results demonstrated that terrigenous sediments from the Yangtze River is a dominating factor controlling the spatial variations of heavy metals and organic carbon concentrations on the East China Sea continental shelf. In addition, grain size and recent anthropogenic influences are also major factors modifying the spatial and vertical variations of heavy metals.Large spatial variations with a band type distribution of heavy metals, grain size, organic carbon and carbonate were observed. Higher concentrations of heavy metal and light δC¹³ of the organic carbon were found primarily in the Deltaic and inner shelf sediments. The band type distribution generally followed the coastline with little variations in the north–south direction. Away from the Delta and inner shelf (west–east direction), most heavy metal concentrations decreased rapidly with the exception of Cd where high concentrations of Cd were also found in the carbonate-rich shelf break sediments. Coarse-grained relict sediments and biogenic carbonate are two primary diluting agents for the fine-grained aluminosilicate sediments from the Yangtze River with high concentrations of heavy metals.Unusually high concentrations of Cu, Pb, and Cd showed both spatially and vertically that more pollution prevention measures are needed in the Yangtze River drainage basin in order to prevent further heavy metal pollution of the East China Sea inner continental shelf.     

重庆市不同功能区建设用地碳排放的库兹涅茨曲线特征分析

文章对重庆市五大功能区1998-2013年的土地利用变更数据调查和能源消耗数据进行分析,运用库兹涅茨曲线模型研究了重庆市五大功能区16年间建设用地扩张与碳排放效应之间的内在关系。结果表明:（1）重庆市建设用地扩张与碳排放强度之间的回归模型关系呈倒U型库兹涅茨曲线关系,且拐点即将到来;（2）都市功能核心区、都市功能拓展区建设用地与碳排放强度之间的关系呈倒U型库兹涅茨曲线关系;（3）城市发展新区建设用地与碳排放强度之间的关系呈一次线性关系,显示出区域产业结构调整和土地利用集约水平的初级特征;（4）渝东北生态涵养区建设用地与碳排放强度之间呈正U型二次曲线关系,土地集约利用水平亟待提高。      

近20年来长江三角洲海岸带典型区土地利用变化与生态环境效应研究

【研究目的】近20年来,长江三角洲海岸带地区土地类型结构发生显著转化,海岸带开发与保护的矛盾凸显。本文旨在开展长江三角洲海岸带典型区土地利用变化与生态环境效应研究,为海岸带地区的土地资源可持续利用、海岸带环境保护提供科学依据。【研究方法】利用美国Landsat卫星系列遥感影像和中国资源卫星系列遥感影像,采用自动监督分类并结合目视解译,获取了研究区1995—2015年共5期土地利用分类数据,分析土地利用变化特征和趋势,探讨长江三角洲海岸带典型区城镇发展、围填海时空变化及生态环境效应。【研究结果】长江三角洲海岸带典型区（南通、上海、嘉兴、宁波和舟山）1995年至2015年,土地利用变化明显,耕地大幅度减少,比例从1995年的68.8%降为2015年的55.7%;城镇建设用地迅速扩张,年平均增加192.8 km²。【结论】在快速城市化过程中,人口、单位面积能源消耗等快速增加,环境问题凸显,大量的耕地转为建设用地,围填海使滨海湿地面积快速减小和消失,导致CO₂和污染物释放与吸收严重失衡,海洋环境受流域和沿海城镇化建设的影响明显,长江口及邻近海域近20年来赤潮频发,研究区陆域和海洋环境压力增加。创新点：选取长江三角洲海岸带典型区,首次以1995—2015年5期序列遥感影像数据为基础,采用空间叠加分析方法,着重分析了建设用地和围填海区域的时空演化特征;以人类活动为主线,综合多种海洋环境指标,分析快速城市化进程中,建设用地和围填海导致的生态环境效应。     

Dissolved trace elements in river water: spatial distribution and the influencing factor, a study for the Pearl River Delta Economic Zone, China

Twenty-nine water samples were collected from different river channels of the Pearl River Delta Economic Zone, China. An inductively coupled plasma-mass spectromonitor (ICP-MS) was used to measure concentrations of the trace elements in these samples. The results suggest that the average concentrations of rare earth elements in river water show an increasing trend from the West River, the North River, the rivers of the Pearl River Delta, and the Shenzhen River to the East River. Relatively high concentrations of heavy metals appear in the East River, the rivers of the Pearl River Delta and the Shenzhen River, while the West River and the North River have relatively low heavy metal concentrations. Trace element concentrations in samples collected near urban or industrial areas are much higher than those of samples collected from distant areas, away from urban and industrial areas. After natural conditions, human activities have significant influence on the trace element concentrations in river water. This trace element concentration’s spatial distribution in the river water from the Pearl River Delta Economic Zone is actually an integrated effect of natural conditions and human activity.     

环境变化对长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”始发港变迁的影响*

“北方海上丝绸之路”作为中国古代与东亚各国进行贸易往来的重要海上通道,促进了宋元时期海上丝绸之路的大发展并成就了明朝大航海的辉煌,研究其始发港的变迁与原因对“海上丝绸之路研究体系”的完善和“21世纪海上丝绸之路”的建设具有重要意义,但目前鲜有研究。基于古代典籍、地方志和历史地图的记载,结合前人对历史时期中国环境变化的认识,对隋唐至明清时期长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”主要始发港的变迁与原因进行研究。结果表明: (1)隋唐—明清时期中国长江三角洲地区先后兴起了3个“北方海上丝绸之路”主要始发港,扬州港盛于隋唐,上海港盛于唐宋,明州港(今宁波港)盛于宋元; (2)气候变冷引起的北方少数民族南犯,中原地区经济和政治中心南迁,北方海上丝绸之路的始发港由登州(今蓬莱)迁到了长江三角洲地区; (3)随泥沙堆积,雁形式沙洲发育,河口分汊东伸南移,长江河口海岸由喇叭形的河口湾演化为三角洲,这是引起始发港由扬州港向东迁往上海港、乃至明州港的根本原因; (4)长江河口沙洲的发育,引起了长江扬州港段和上海港段水系的变化,使得2个港作为始发港时,港口的具体位置不断地随河势变化而调整; (5)对外贸易政策的变化亦对始发港的兴衰与变迁起到一定的促进或阻碍作用。     

环境变化对长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”始发港变迁的影响*

“北方海上丝绸之路”作为中国古代与东亚各国进行贸易往来的重要海上通道,促进了宋元时期海上丝绸之路的大发展并成就了明朝大航海的辉煌,研究其始发港的变迁与原因对“海上丝绸之路研究体系”的完善和“21世纪海上丝绸之路”的建设具有重要意义,但目前鲜有研究。基于古代典籍、地方志和历史地图的记载,结合前人对历史时期中国环境变化的认识,对隋唐至明清时期长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”主要始发港的变迁与原因进行研究。结果表明: (1)隋唐—明清时期中国长江三角洲地区先后兴起了3个“北方海上丝绸之路”主要始发港,扬州港盛于隋唐,上海港盛于唐宋,明州港(今宁波港)盛于宋元; (2)气候变冷引起的北方少数民族南犯,中原地区经济和政治中心南迁,北方海上丝绸之路的始发港由登州(今蓬莱)迁到了长江三角洲地区; (3)随泥沙堆积,雁形式沙洲发育,河口分汊东伸南移,长江河口海岸由喇叭形的河口湾演化为三角洲,这是引起始发港由扬州港向东迁往上海港、乃至明州港的根本原因; (4)长江河口沙洲的发育,引起了长江扬州港段和上海港段水系的变化,使得2个港作为始发港时,港口的具体位置不断地随河势变化而调整; (5)对外贸易政策的变化亦对始发港的兴衰与变迁起到一定的促进或阻碍作用。     

Industrial sources of CO2 emissions in Poland in the light of underground storage possibilities

Industrial sectors responsible for large part of CO₂ emissions in Poland are characterized from the point of view of possibilities of sequestration of this gas by underground storage. On the basis of official statistics and data obtained from local administration and individual plants, attempt was made to evaluate the magnitude of emissions from selected categories, sub-categories and sectors of the industry (in accordance with methodology of IPCC), concentration of CO₂ in combustion gases and those emitted by industry, and to identify major point sources of emission of this gas in Poland. A special attention was paid to those sectors of industry that may be the first to act as a source of carbon dioxide for sequestration by underground storage in the nearest future. To cite this article: R. Tarkowski, C. R. Geoscience 337 (2005).