基于无人机遥感的黄河下游河南段河滩地植物群落多样性研究

周期性的农业活动和水沙变化已经显著改变了黄河下游河滩地的植物群落结构,快速、准确地获取河滩地的植物群落多样性信息,可以为黄河流域生态保护和恢复提供参考依据。以位于河南省新乡市原阳县朱贵村南部的黄河下游河滩地的植物群落为研究对象,采用最大似然、人工神经网络、面向对象和随机森林分类方法,利用无人机多光谱遥感影像数据,对河滩地上的植物进行分类,计算出各种植物的相对盖度、相对频度、重要值和植物群落的Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数。研究结果表明,利用无人机多光谱遥感影像数据,可以较为准确地获取黄河下游河滩地上无遮盖植物的物种信息,优选的遥感分类方法是人工神经网络分类方法,其分类结果的总体分类精度和Kappa系数分别为61.42%和0.52;其对河滩地上植物物种的分类结果与实地调查结果基本一致。无人机多光谱遥感方法是研究湿地中植物群落多样性的有效方法。     

长江经济带三大城市群城际客运联系网络结构对比分析

“流空间”是人文-经济地理学关注的重要议题。基于城际客运交通流数据,运用ArcGIS空间分析、城市联系强度模型等方法对长江经济带长三角、长江中游、成渝三大城市群城际客运联系网络结构特征进行刻画,结果表明：①长三角城市群城际客运联系网络以上海市为主核心,苏州、南京、杭州为次核心,通过核心城市向外延伸的交通轴线组成相互之间联系紧密的城市网络,西部与南部地区的联系相对较弱;长江中游城市群城际客运联系网络以武汉、长沙、南昌三个省会城市为核心节点,周边次中心城市与其省会交通联系紧密,但城市间跨省联系较弱,本省城市仅与另外两个省会城市存在突出的向心性联系;成渝城市群高等级联系网络大多指向成都、重庆主城区,次级区域中心城市发育不足,成渝城市主轴线在强交通联系推动下发育成型,但川渝接壤地区的城际客运联系存在“断层”。②长江经济带三大城市群在网络化演化进程中,具有城市群“等级-网络”的基本演化特征,其中成渝城市群、长江中游城市群仍处于“核心-边缘”的双核或三核结构,长三角城市群已出现多核网络化发展趋势。③高速铁路作为新兴要素流,对公路、普通铁路等传统要素流具有明显的替代效应,增强了三大城市群核心城市向外延伸的轴线联系,是驱动城市群城际客运联系网络结构演变的新动力。     

论乡村重构

快速城镇化进程驱动中国乡村地域发生巨大变化。乡村重构,即为适应乡村内部要素和外部调控的变化,通过优化配置和有效管理影响乡村发展的物质和非物质要素,重构乡村社会经济形态和优化地域空间格局,以实现乡村地域系统内部结构优化、功能提升以及城乡地域系统之间结构协调、功能互补的过程。本文在界定乡村重构的概念内涵,构建基于“要素—结构—功能”演变助推乡村重构的理论框架基础上,从空间重构、经济重构、社会重构视角探讨了乡村重构的实现路径,并着眼于服务当前国家重大战略需求和解决城乡转型发展进程中乡村地域系统面临的现实困境,提出了未来中国乡村重构研究需重点关注的内容。最后,就现有旨在促进乡村社会经济发展的重大引导性战略和政府干预性政策及其在实践操作中引发的一系列问题,展开批判性分析和讨论。     

农村宅基地功能转型分析——以江西省鄱阳县为例

农村宅基地是农村土地系统中极其重要的组成部分,是农村衰落、农村空心化等各种问题表征的重要载体。农村地区发生巨大变化的同时,农村宅基地也发生着深刻的转型。本研究在总结国内外对于农村宅基地多功能分类的基础上,根据实地调查问卷,从宅基地功能提升的角度划分并界定了宅基地的人口承载功能、资产以及居住功能。通过协调转型度模型对农村宅基地的功能及协调转型度进行了分析。结果表明:(1)2000–2017年鄱阳县农村宅基地功能转型度在整体上有了明显提升。(2)北部山地丘陵区及环鄱阳湖区主要分布着协调转型度的高值区,近县城的平原区主要分布着协调转型度的低值区。(3)区位条件与资源禀赋较好的区域,人口、资本等要素非农化的支撑条件也比较好,相应的非农化趋势也更为明显。应根据不同区域农村宅基地转型的差异化情况提出针对性的发展建议。     

利用建立坐标数据文件的方法计算土石方量

在土石方测量时,当测量面积较小、地形呈带状、不易用横断面法测量和计算,又没有原始地面数据的情况下,采用建立坐标数据文件的方法来计算土石方量。另外,在施工或设计平面中间有陡坎的情况下,通过追加坐标数据文件,可以提高计算土石方量的精度。     

基于影响因子动态更新的都市圈国土-人口协同模拟

都市圈作为典型的复杂巨系统,其国土、人口、交通等要素呈现出共同演化、协同发展的特征。现有基于元胞自动机的空间模拟方法通常分别进行国土或人口模拟,忽略了国土、人口之间的协同演化,从而限制了模拟性能。本文提出一种影响因子动态更新策略用以表征国土、人口两种要素间的相互作用,拓展经典元胞自动机模型构建协同模拟算法,实现了都市圈国土与人口空间分布态势的精准模拟。本文以深莞惠都市圈为例,对提出算法进行了实验验证。实验结果表明,本文提出协同模拟算法在深莞惠都市圈的国土模拟品质因素为0.274、人口模拟平均绝对百分比误差23.55%,分别优于传统基于随机森林的元胞自动机算法0.24和29.33%;相较于传统模型,在国土模拟中本模型在对于建设用地的模拟准确度提升了约3%,在人口模拟中本模型在对人口高密度的区域模拟误差降低了约6%。本文进一步预测了深莞惠都市圈2030年国土和人口发展空间态势。研究结果可为都市圈重大基础设施选址和发展情景推演提供技术支撑。     

三类边坡失稳判据的统一性

将热力学理论中材料破坏的能量机制引入边坡工程中,推导了强度折减过程中边坡的能量方程,利用FLAC3D二次开发了能量的计算程序,并应用于某经典边坡算例中。通过与Spencer法的计算结果对比发现：强度折减法中边坡的稳定性与能量变化关系紧密,由此提出了4种新的失稳判据--能量突变失稳判据,且4种能量突变失稳判据理论上是统一的。通过对比发现：动能突变判据与数值计算收敛性判据、重力势能降突变判据与特征点垂直位移突变判据、耗散能增量突变判据与塑性区贯通判据分别存在对应关系,证明了常见的3类失稳判据也是统一的。通过算例试算发现,3类判据判定结果不相等主要是由收敛标准和网格精度等人为因素造成的,本质上是因为数值计算是一种近似解。工程应用中,可通过3类失稳判据判定结果的一致性来自评安全系数的计算精度,一致性越好,精度越高。提高计算精度的根本办法是严格收敛标准和精细网格划分,但应同时兼顾数值计算的时长,从而实现计算效率最大化。     

天津滨海新区围填海工程对海洋生态系统服务功能价值的损失评估

利用市场价格法、影子工程法、替代成本法、成果参照法等构建了围填海对海洋生态系统服务功能价值损失评估模型,并对2012年天津滨海新区围填海造成的海洋生态系统服务功能价值损失进行了定量评估。结果表明,2012年天津滨海新区围填海造成的海洋生态系统服务功能价值损失总值为7 182.88万元,单位面积损失为447.25万元/(km~2·a)。其中供给服务功能价值损失最大,占价值损失总量的51.94%,其次为调节服务功能,占18.39%;支持服务功能价值损失位居第三,占14.87%;文化服务功能价值损失最小,占14.80%。研究结果与实际情况相差较小,可为围填海形成后的生态恢复和补偿经费提供依据。     

渤海表层沉积物中的生物硅

采用0.1 mol/L HCl和1%Na2CO3两步连续提取法,对103个渤海表层沉积物样品的生物硅含量进行了分析,结果表明,渤海表层沉积物中生物硅含量范围为7.3~54.7 g/kg,均值31.5 g/kg,高于其他相关调查,原因可能是由于采用0.1 mol/L HCl提取过程中,破坏了生物硅表面的金属氧化膜。对沉积物生物硅含量的空间分布表征显示,莱州湾是沉积物生物硅的低值区、而渤海湾与辽东湾之间的河北沿岸海域是相对高值区,初步认为是陆源营养物质的输入与黄河泥沙长期不断输入干扰沉积环境的稳定性,造成了该海域表层沉积物生物硅分布差异。主成分分析显示,生物硅含量与沉积物黏粒含量、细粉砂、有机氮、有机碳的含量均呈极显著正相关(P0.01),进一步证实沉积物粒度特征和营养环境对生物硅积累的影响。     

囊果碱蓬离子含量及分布特点

为研究真盐生植物矿质营养特征,以北疆荒漠囊果碱蓬群落为对象,通过土壤及植株调查,分析其矿质元素特征。结果显示：（1）囊果碱蓬的生长增加了0~30cm土壤的pH值、水分及盐份含量,并使盐分在土层重新分布。（2）根系相对于土壤,具有优先吸收K⁺、Mg²⁺ 养分离子的特点;叶片相对于根系,具有优先运输Cl^-、Na⁺、SO₄^2- 盐分离子的特点,同一离子在吸收和运输的选择不一致,与其在整株的功能相关。（3）Cl^-、Na⁺、SO₄^2- 积累于叶片,含量远大于K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺ ,Cl^- 和Na⁺ 可能相伴向上运输,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺ 在根、茎、叶保持基本不变的比例。（4）囊果碱蓬属于SO₄ -Cl 盐积累植物,而背景土壤为Cl-SO₄ 型盐土。