基于空间自相关的耕地质量分布格局

耕地质量是保障粮食安全的基础。以广东省广宁县为例,采用空间自相关分析法,基于全局、局部和方向3个视角,对耕地质量空间分布特征进行分析。结果表明:全局来看,广宁县耕地质量在空间分布上具有较强的空间正相关性,且县级尺度空间自相关程度强于镇级尺度;局部区域,县域耕地质量存在聚集性分布规律,高质量耕地集中分布在排沙镇北部、江屯镇中部和螺岗镇南部,低质量耕地集中分布在赤坑镇中南部、古水镇东北部以及北市镇东北部;县域耕地质量在各方向上的结构性特征表现不一,在距离1 650 m范围内基本趋于一致,但随距离增加其结构性特征在各方向上呈现不同走势。     

蒙古高原地形与植被指数的特征尺度及多尺度耦合关系

基于GTOP30 DEM数据及MODIS NDVI数据,应用小波变换和小波多尺度相关分析方法对蒙古高原地形因子、NDVI因子的尺度特征及两因子间的多尺度相关关系进行研究。结果表明:1 DEM在北部地区的变异程度较南部强烈,在西部地区的变异程度较东部强烈。DEM的空间分布呈现出一个约为20 km的特征尺度。2NDVI空间分布格局的态势与DEM态势基本相同,且呈现出2个特征尺度,较小的特征尺度出现在2~4km左右,较大的特征尺度出现在20 km左右。3 DEM与NDVI在20 km尺度上存在耦合关系,即随着地形地貌在20 km尺度上发生较大变化,植被生长状况的空间分布也随之发生变化。地形因子趋向于在宏观尺度上制约NDVI的空间分布。论文最后总结了小波分析方法在地学空间数据中具有特征尺度识别和多尺度耦合相关分析的能力,同时也指出了该方法在连续尺度分析、特点位置多尺度相关分析以及二维小波分析方面的不足。     

黄河流域NDVI/土地利用对蒸散发时空变化的影响

基于蒸散发(ET)、归一化植被指数(NDVI)及土地利用数据利用M-K检验、Sen趋势分析等方法,研究2001-2015年黄河流域ET时空分布及不同植被覆盖/土地利用下的ET变化规律。结果表明:(1)黄河流域年均ET呈东南高西北低的空间分布格局,与植被覆盖和土地利用的关系具有较好的一致性;(2)黄河流域ET、NDVI均呈现波动式增长状态,土地利用除草地外其他类型面积均有增加,上中下游的变化具有明显差异;(3)流域大部分地区ET与植被呈正相关关系,植被变化是影响ET的主要因素之一;(4)黄河流域土地利用类型对ET的响应时空差异比较明显。     

中国比辐射率空间分布特征分析

使用2003-2013年MOD/MYD11C3地表比辐射率光谱数据、MOD/MYD13C2植被指数光谱数据,合成全国各月地表比辐射率、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)。基于DEM数据分析比辐射率与NDVI随海拔、坡向的变化规律。结果表明:(1)比辐射率低值段(0.960~0.970)主要分布在我国西北荒漠地区,面积比例全年变化不显著,代表了干燥裸土下低比辐射率的特征;中值段(0.970~0.975)分布于我国大部分植被覆盖地区,面积比例夏高冬低,代表植被覆盖下混合像元的中比辐射率特征;高值段(0.975~0.980)位于我国部分高海拔和高纬度地区,面积比例冬高夏低,代表冰雪与植被混合像元的高比辐射率特征。(2)比辐射率与NDVI随坡向变化呈明显的"双峰双谷"分布。东南坡、西坡为峰值,最大值位于东南坡;南坡、北坡为谷值,最小值位于北坡。两者变化一致性很高。受不同坡向太阳方位角下的地形敏感性与植被覆盖综合影响,比辐射率表现出随坡向的峰谷变化规律。(3)随海拔升高,比辐射率呈垂直地带性变化。存在3个下降区:250 m~1250 m、2500 m~3000 m和4750 m~6000 m;3个上升区:1250 m~2500 m、3000 m~4750 m和6000 m~6500 m。这与NDVI随海拔变化特征类似,反映垂直下垫面植被变化对比辐射率空间分布的影响。     

雅鲁藏布江流域植被格局与NDVI分布的空间响应

雅鲁藏布江流域海拔高差约达7 000 m,气候条件复杂、生态系统类型多样,植被格局空间变化显著.笔者基于1:100万植被类型图、SPOT_VEGETATION NDVI数据集和数字高程模型(DEM),综合运用GIS空间分析技术,提取与定量分析了流域主要植被类型、空间分布特征,并结合海拔梯度、气候条件变化探讨了流域植被格局与NDVI空间变化的耦合关系.结果表明:(1) 雅鲁藏布江流域植被类型包括针叶林、阔叶林、灌丛、荒漠、草原、草丛、草甸、高山植被等11个植被型组,21个植被型,其中米林宽谷的植被型最多,自下游至上游的山南宽谷、日喀则宽谷及马泉河宽谷随着海拔梯度的变化,植被类型多样性总体呈下降趋势.(2) 随着海拔的增加,植被型组和植被型的个数均呈先增大后减小的趋势,以海拔3000～4 000 m和4 000～5 000 m最多,流域植被格局的垂直地带性显著.(3) 流域植被格局与NDVI变化表现出较好的空间一致性.针叶林、阔叶林和草丛等3个植被型组的NDVI值均以10-12月最大,其余8个植被型组的NDVI值均以7-9月最大、1-3月最小.海拔3 000 m是流域尺度植被格局变化的一个转折点.     

基于县域单元的江苏省经济空间格局演化

通过ESDA相关分析,描述了20世纪90年代以来江苏省县域经济格局在空间上的变化状况.在经济总体空间格局上,江苏省县域经济发展水平表现出很强的空间自相关性,相似的地区在空间上集聚分布,热点区的空间结构多表现为以苏州、无锡为核心的罔状空间结构,且不断的向东南方向集聚.经济增长空间格局存空间分布上表现出更多的随机性和结构的不稳定性,热点区域切换频繁,没有明显的地理集中现象.江苏经济空间格局连续性和自组织性越来越强,空间分异格局中的随机成份在不断降低,而由空间自相关引起的结构化分异越来越显著,东北-西南方向经济发展的空间差异较小,而东南-西北方向经济发展空间差异最大.最后,将江苏省经济格局演化的驱动力归结为3个方面:历史发展基础、经济区位和区域发展政策.     

生态地理分区框架下的大兴安岭植被动态研究

基于GIMMS NDVI数据、GIS技术,综合运用趋势线分析、统计分析和空间自相关分析方法,对1982~2006年大兴安岭整体及各生态地理区域植被特征进行检测分析。结果表明:从整体来看,大兴安岭植被NDVI增加趋势明显,NDVI呈现上升趋势的区域约占研究区总面积的80%;NDVI对气象因子变化敏感,尤其是对气温的敏感程度高于降水;并且在全局范围内呈现正的自相关,不同生态地理区内的全局自相关系数自北向南逐渐升高。各生态地理区NDVI变化趋势差异明显,植被退化的区域集中在大兴安岭北段和中段,在局部自相关分析中NDVI仍然呈现高-高聚集趋势;北段西侧天然植被破坏严重,低—低聚集的区域在逐渐扩大;南段草原区NDVI上升趋势显著,与气象因子的相关程度与其他三个生态地理区相比较低。     

岭谷组合地形的植被空间变异性对比及成因

滇西南山地纵向排列着老别山、邦马山、无量山、哀牢山,其对气候因子及植被生态的影响一直是我国山地生态学的主要研究内容之一.采用moran 系数(MC)度量了植被主要气假因子的空间自相关程度,通过构建半变异数研究了EVI各向异性及其气候因子的空间变异特征.结果显示:4山地气候因子的空间分异特征与地形走向吻合,表现出南-北方向的自相关程度较大,东-西方向自相关程度最小,表明山地延伸方向上"通道"作用明显而山地排列方向上"阻隔"作用显著;哀牢山和老别山的"阻隔"作用较大、影观异质性复杂,邦马山和无量山的"阻隔"作用较小、景观变化方向性不鲜明,各纵向山地的"通道-阻隔"作用与各山地走向、规模大小密切     

1982-2013年中国植被NDVI空间异质性的气候影响分析

为研究气候变化与植被活动之间的复杂关系,采用1982-2013年GIMMS NDVI与气象站点温度与水分的监测资料,应用基于像元的地理加权回归方法,探究了中国植被NDVI及其动态特征对气候变化响应的空间格局。中国植被NDVI与地表温度呈空间非平稳关系,在空间上的负相关关系主要集中在东北、西北及东南部分地区,空间正相关则更为集中和连片;针对不同气候指标的标准化系数对比可知,植被NDVI受水分控制作用较为显著的区域主要集中在北方地区以及青藏高原,温度的主导作用区域则分布在华东、华中及西南地区,其中年均最高气温对NDVI的主导区域范围最广;植被NDVI动态与气候变率的回归结果表明,增温速率的升高会通过加剧干旱等机制对植被活动产生抑制作用,水分变率对植被活动的强弱起到了重要的调节作用。     

黑河下游地下水波动带土壤盐分空间变异特征分析

以黑河下游地下水波动带为研究区,根据64个样点的实验数据,采用地统计分析法对区域土壤盐分空间变异函数理论模型进行了选择,同时还利用GIS交叉验证(Cross-Validation)对目前较为薄弱的空间插值方法的适用性选择问题进行了分析.并在此基础上对整个区域土壤盐分空间分布进行了模拟,进而分析了其空间变异特征.结果表明:(1) 受地下水影响,黑河下游地下水波动带土壤盐分含量整体较高,且其空间分布具有明显的变异特征.在沿河流流向及垂直于河流流向方向上,各盐分要素在整体规律性变化基础上都存在局部性变异,且这种局部性变异在垂直于河流流向方向上比河流流向方向更显著;(2) 各盐分要素的变程为本研究今后合理布置采样点提供了参考依据,同时也为黑河下游地区水文及生态研究提供了有关研究尺度的参考信息;(3) 研究区土壤盐分空间分布模拟也为该区植被恢复提供了必要的土壤盐分信息,这对本区乃至整个黑河下游植被恢复及生态重建工作都具有重要指导意义.     

基于遥感与GIS的北方农牧交错带生态环境背景状况评价与分析

中国北方农牧交错带受自然条件和人为活动等多种因素的综合影响,生态环境退化问题比较突出,是生态环境退化研究的典型区和理想地带。以此作为研究对象,选择能反映生态环境特点的多种空间数据信息,利用数字网格模型,通过采用空间叠加的分析方法,评估北方农牧交错带的生态环境背景状况,并对其空间格局特征进行研究。结果表明:（1）北方农牧交错带生态环境背景状况从东南向西北逐渐变差;（2）在北方农牧交错带205个旗县中,绝大部分旗县的生态环境背景状况为一般;宁夏盐池县生态环境背景状况最差,河北兴隆县生态环境背景状况最好。     

长三角地区城市土地利用与生态环境效应的交互作用机制研究

论文以“长江三角洲城市经济协调会”内16个核心成员城市作为典型案例,构建城市土地利用与生态环境效应评价指标体系,运用灰色关联评价模型探究2000—2015年间城市土地利用与生态环境效应的时空演变规律与耦合度变化,解析系统间交互作用机制。结果表明：① 长三角地区城市土地利用指数不断增加,社会经济发展与土地利用开发均起到正向促进作用。社会经济发展对城市生产、生活空间和环境质量产生更多需求,建设用地扩张、耕地面积被侵占、人口承载增大也是导致城市土地利用指数上升的重要因素。② 区域生态环境质量整体表现平稳,效应映射到空间上,变化幅度与演变特征明显。浙江省的城市生态环境质量高于上海与江苏的城市,这与环境自净能力、污染处理设施建设以及生态保护理念的宣传等因素相关。③ 城市土地利用与生态环境效应耦合度较低的城市占多数,处于失调状态。城镇化进程中用地扩张呈现低密度、分散化倾向,对生态安全和环境质量扰动强烈,导致城市土地利用与生态环境保护的空间偏离度加大。④ 城市土地利用系统与生态环境系统各要素间存在较强的相互作用关系,要素胁迫与约束作用强度大小差异明显。     

长江经济带景观格局动态演变及其景观生态环境效应

利用2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感监测数据,通过景观格局指数、区域生态环境质量指数定量探究长江经济带土地景观格局的时空变化特征及其生态环境响应。研究表明：① 长江经济带上、中、下游区域的林地、草地等生态用地与人造地表的分布存在空间错位,生态用地主要转为耕地和人造地表;② 景观层级上,斑块的聚合度降低、破碎化程度加剧、多样性程度有所增加,类型层级上,耕地的破碎化程度增加,人造地表在空间上的连接度加强,趋于规模发展;③ 2000—2020年,经济带生态环境质量改善和恶化并存的特征弱化了整体生态质量的时间变异性,生态环境质量指数的低值区与长江经济带三大城市群的分布存在空间布局相似性;④区域土地资源供给与发展水平的空间错位、土地利用主导功能转型下的生态变化、人口虹吸效应、产业结构等影响长江经济带生态环境的空间分布。     

环境与生态系统资本价值评估的区域范式

在分析现行环境与生态系统服务功能划分和资本价值评估工作存在的问题的基础上，提出了建立生态资产评估区域范式的必要性，介绍了生态资产评估区域范式的基本内容和工作步骤，并以青藏高原为例，划定了陆地环境与生态系统资本价值的空间分布格局。     

长白山自然保护区生态环境质量的遥感评价

人类的生存质量与生态环境密切相关,利用遥感技术可快速地进行生态环境质量评价,为区域生态环境的治理、改善以及发展规划提供重要参考。本文以长白山自然保护区为例,选取1995、2007年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像,反演得到能反映生态环境的绿度、湿度、热度和干度等指标,利用主成分分析法,依据新型遥感生态指数RSEI对长白山自然保护区1995-2015年的生态环境进行评价,结果表明：①绿度、湿度指标对区域生态环境起正向作用,热度、干度指标对区域生态环境起负向作用,且湿度对生态环境影响较大;②该区域1995、2007、2015年生态指数优良等级所占比例依次为49.520%、66.508%、76.189%,同时RSEI等级变差、不变、变好的比例分别为3.945%、55.598%、40.457%。生态环境质量整体不断改善,说明长白山自然保护区的天然林资源保护工程以及一系列生态保育措施起到了一定作用;而天池周边生态环境质量有所下降可能与旅游活动的快速发展有关;③逐步回归分析的结果表明,所选的各指标均为指示生态环境质量的关键指标;而裸露、干化地表的治理则是改善生态环境质量的关键。     

基于生态足迹的西安城市生态游憩空间优化研究

城市生态游憩空间是进行城市生态游憩活动的重要基础,生态游憩空间的合理配置是生态休闲城市建设的重要内容。基于生态足迹理论模型,构建生态压力指数标准,并结合空间叠加分析法分析了西安市市区生态游憩空间的分布现状以及生态足迹、生态承载力、生态盈亏和生态压力情况。结果表明：西安市市区的人均生态赤字达到了1.4136 hm²/人,生态压力指数为13.2,生态环境状况极不安全;并且区域内生态游憩空间布局和当地的生态环境状况相矛盾。针对西安市生态游憩空间目前存在的问题,对生态游憩空间布局进行优化调整,构建西安市生态游憩廊道系统,对西安市未来城市生态文明建设、城市优质生活环境的塑造和生态安全格局的构建具有重要意义。     

黄河流域经济发展与生态环境耦合协调的时空格局研究

生态环境是经济发展的基础,合理的有序的经济发展既是生态环境的内在要求,也是加强环境保护的重要支撑。推动黄河流域经济与生态环境协调发展是该流域实现生态保护与高质量发展的前提。文中以黄河流域91个地市（州、盟）为研究单元,构建经济发展和生态环境耦合协调评价指标体系,并运用熵值法、耦合协调模型及相对发展度模型对2005—2018年黄河流域经济发展与生态环境耦合协调度时空格局进行分析。结果表明：（1）从时序分析层面看,黄河流域经济发展与生态环境耦合度整体呈小幅波动下降态势,耦合水平较低,长期处于中度耦合的颉颃阶段;协调度总体呈波动下降趋势,主要从濒临失调阶段向轻度失调阶段过渡,协调度水平有待提升;相对发展度整体呈大幅波动上升态势,具体表现为随着时间的推移总体呈现生态环境逐渐滞后于经济发展的状态;（2）从空间分析层面看,耦合度呈现由上游向中下游逐渐增强的空间格局,协调度呈现以省会城市以及沿海城市为高值中心连片分布的格局,具有明显的空间差异性,相对发展度随着时间的推移,整体呈现由分散向集中、由个别到整体的空间形态。     

山东省产业生态化时空分异特征与影响因素——基于17地市时空面板数据

本文综合构建了产业生态化评价指标体系,并利用熵值法、耦合协调分析、探索性空间数据分析方法、空间计量等多种计量方法对2005—2016年山东省17地级市产业生态化水平时空分异特征与影响因素进行了综合研究,结果表明：① 产业生态化依赖于产业化物质消耗型规模增长,但不以结构优化为基础的产业化势必忽视经济要素的横向转移反馈作用与集群效应,导致资源配置的低效现象;② 产业生态化水平逐年递增反映出产业系统与生态环境系统由拮抗向良性共轭方向发展,但其增长率较低说明了产业轻型化与清型化进程滞缓,其质量提升之路漫长而艰巨;③ 产业生态化呈现东中西递减的空间梯度分异特征,东部沿海地区始终是热点区,西部地区尤其是鲁西南地区始终是冷点区;④ 产业生态化水平空间相关性较为显著,经济发展水平、产业结构、外商投资等因素负向溢出效应比较明显,而政府调控以及环境规制强度等因素正向溢出效应突出。     

基于空间溢出效应的粮食主产区粮食增产与农业生态污染关系研究

采用空间计量模型,立足于粮食主产区,并引入非主产区作为对照,通过评估主产区与非主产区粮食增产对农业生态污染的影响,探讨粮食增产与农业生态变化关系。结果表明：① 粮食产量与农业生态污染均存在显著的空间相关性,且两个变量的空间相关性在时间上存在异质性,这就意味着空间同质性假说不再适用,传统的关于粮食增产影响生态污染的研究可能存在局限性;② 粮食增产并未加剧农业生态恶化。粮食主产区的设立本是为了保障粮食安全,其结果是不仅在一定程度上扭转了“非粮化”的趋势,还削弱了对农业生态环境的污染;③ 粮食增产并未加剧农业生态恶化的原因在于,粮食生产规模比重的增加所产生的规模效应和一系列行之有效的政策措施降低了粮食主产区的化肥施用强度,而农业机械化投入对农业生态污染的影响存在一定的门槛效应,大中型农机跨区服务可能有利于减少主产区农业生产对生产环境的污染程度。上述结论意味着粮食安全与生态保护之间不存在不可调和的矛盾;未来在农业适度规模经营过程中应激发农业机械化抑制农业生态恶化的潜能;考虑到空间效应的影响,应建立邻近区域农业污染治理联动机制。     

2000—2018年克孜河流域生态系统脆弱性、服务功能价值及风险评价

在人类活动强度不断增加的情境下,掌握区域生态环境质量现状,可为区域生态风险防范提供科学支持。基于2000、2010、2018年遥感影像数据,采用主成分分析方法、生态系统服务功能价值及生态风险模型,探究克孜河流域生态脆弱性、服务功能价值及风险的时空分异特征。结果表明：（1）克孜河流域重度脆弱区面积明显增长,18年增长204.78%,空间分布由高到低分别为中游区域、下游区域及上游区域。（2）18年生态系统服务功能价值减少65.20%。其中作为生态服务主要贡献者的天然林草价值下降43.05%;生态系统服务功能价值空间分布呈现由西向东,由绿洲向荒漠递减的分布趋势。（3）生态风险空间分布由高到低分别为流域中游、下游及上游区域;流域高风险区面积18年增长112.48%,整体分布已由以低风险为主转变为低风险与中、高风险各占约50%,说明流域生态环境受损严重。