基于灯光数据的京津冀城市多标度异速分析

城镇体系的时空演化是一个复杂的动力学过程,具有无尺度性,其特征可以采用异速标度指数定量描述。论文以京津冀为例,基于1992—2013年夜间灯光数据的校正结果,提取城镇夜间灯光信息,采用多标度异速分析方法,分析京津冀城镇体系的相对发展特征及其空间分异格局。研究发现：①京津冀大城市的增长空间局限日益显著。虽然大城市如京津唐的绝对发展水平高,但接近环境承载量的极限,22 a间增长快速的是大城市交接地带的小城市(如三河、迁安、廊坊等)。②相对增长速度快的城市从东北到西南呈现带状分布——政府选择发展的“雄安新区”就在这个轴带上。由此可以得出两个结论：其一,京津冀城市演化的趋势相对均衡化,空间结构异质性逐步减弱,整个城镇体系的发展趋于相对平衡状态;其二,大、小城市“两极”贯通或许是增强城镇体系功能的有效途径。京津冀的空间格局优化不能仅仅考虑主要的、规模大的中心城市,而应该基于等级结构协调整个城镇网络体系。     

北京百年地质调查的传承与发展——《北京市区域地质志》修编

北京是中国地质调查的"摇篮",1913年成立地质调查所。1916年开始北京西山地质调查,1920年出版第一部地质调查专著《北京西山地质志》,民国时期"燕山运动"的提出和"北京猿人"的发现为影响世界的地质调查成果。解放后,北京率先实现1∶5万区域地质调查的全覆盖,1991年出版《北京市区域地质志》。2013—2015年修编第二版《北京市区域地质志》,为了突出北京的城市地质特色,增加"城市地质"篇章和"北京市基岩地质图",为京津冀协同发展服务。今后,北京的地质调查将以天安门为中心部署展开,建立8个监测预警预报系统,实现从地质找矿为中心向地质环境调查为中心转变,从资源调查向多参数调查转变,从平面地质调查向三维地质调查转变。     

永定河中下游MIS7以来地层沉积演化及新石器时代以来气候变化

利用廊坊东A27钻孔岩心资料,样品微体生物、孢粉特征综合分析,结合AMS14C测年,对永定河中下游地区MIS7以来的地层进行分析,建立了MIS7以来的沉积地层格架,并对其进行了年代厘定,讨论了该地区大约MIS7阶段以来氧同位素分期气候下的地层及环境效应。结果表明,永定河中下游地区晚第四纪可划分为U1～U8共8个沉积单元,分别对应于MIS1～MIS7以及MIS8晚期的沉积地层,与海洋氧同位素分期有很好的对应关系。U1单元为MIS1形成的湖沼—河谷—泛滥平原沉积,U2单元为MIS2形成硬质黏土(第1硬土层)—下切河谷—湖沼沉积,U3单元为MIS3形成的湖沼—河谷—泛滥平原沉积,U4单元为MIS4形成的河间地块沉积(第2硬土层,暴露失水沉积),U5单元为MIS5形成的湖沼夹分支河道沉积,U6单元为MIS6形成的下切河谷夹短暂湖沼沉积,U7单元为MIS7形成的以湖沼为主沉积,U8单元为MIS8晚期形成的泛滥平原沉积,重塑了MIS7以来沉积环境模式,建立了本区晚第四纪精细年代地层框架。笔者认为永定河中下游在新石器时期以河湖共存为主,在其晚期为湖沼发育达到顶峰,出现泥炭层,直至商周时期后在气候变化影响下湖沼消退转变为泛滥平原面貌,为区域古地理环境及生态修复提供重要参考依据。     

京津冀地区地下流体数字化观测数据完整率及其地震前兆监测有效性的调查与分析

在北京、天津、河北二市一省部分地区抽样调查了13口井水位、11口井水温、5口井气氡、2口井气汞、2口井氦气数字化观测现状,统计分析了其数据完整率及观测断记次数与数据缺失量;在调查观测数据断记及其原因的基础上,进一步统计分析了数据缺失的主要原因,分析了连续完整的数据系列在地震前兆监测中的有效性。研究结果表明,除了氦气之外,水位、水温、气氡与气汞4大主要测项的运行,总体上是正常的;但多数井多数测项存在断记与数据缺失的问题,其主要原因是仪器故障与运行不正常,其次是停电、通信线路故障与雷击,此外还存在原因不明的断记与缺数的问题;以井统计,约有1/2的水位与水温观测井可在地震中期与短临前兆中发挥作用,而气氡、气汞等化学量观测只在地震短临前兆监测中,约有一半的井有可能发挥一定效能。     

京津冀城镇体系与水系结构的时空关系研究

京津冀地区人水关系矛盾突出,分形可以有效描述城镇体系和水系时空演化特征,从而揭示两者演化关系,为城市问题的解决提供一些理论和经验依据。论文采用分形理论中的网格维数和多分维谱,首先分别刻画了两者的时空演化特征,其次探讨了城镇体系和水系结构之间的时空关系,最后探究了水系结构退化的影响因素。主要结论有：① 1990—2010年,京津冀地区建设用地的网格维数升高、自相似性增强、从集聚向分散转变,意味着建设用地朝着空间填充程度增强、有序、分散的方向发展,而水系反之,证明两者具有不同的时空演化方向;② 21世纪10年代,京津冀的人水关系十分紧张,南水北调虽然缓和了京津冀用水问题,改善了大尺度上的水系结构,但在小尺度上改善有限;③ 越靠近城市中心,建设用地分形形态发育越成熟,结构越有序,越靠近外围越混乱无序;④ 京津冀地区水系退化,由自然和人为两方面因素造成,21世纪以后人为因素的影响较为显著。针对京津冀地区水系退化,提出如下政策建议：在城市建设过程中,一方面科学规划城市水系,重视低等级水系的保护;另一方面节约集约利用水资源,完善水资源管理机制。未来,需要进一步探索城市发展和水系的非线性关系,为城市可持续发展提供依据。     

京津冀城市用地形态的双分形特征及其演化

区域城乡一体化的标志之一是城镇体系结构的一体化,这个过程可以从标度的角度进行描述和评价。分形是标度分析的重要方法,地理空间无尺度分布特征的典型参数是分维。论文以京津冀城镇体系为例,利用遥感图像的解译数据和人口普查数据开展分形分析、位序-规模分布分析和异速标度分析,用以解释1995—2013年间京津冀城镇体系演化的过程。结果表明,京津冀城镇体系及其演化的特征有：①京津冀空间结构和位序-规模分布都表现为自仿射双分形结构;②京津冀区域的城市人口-城区面积异速标度退化为假线性关系;③随着城镇体系的演化,自仿射的双分形结构逐步向自相似分形结构演化。由此得出结论：其一,京津冀城镇体系存在结构性的不协调因素。其空间结构和等级结构具有二元化特征,但演化方向却呈现内在结构一体化的显著趋势。其二,大城市用地不够集约。城市边缘区的无序扩张导致土地利用铺张浪费。地方政府和规划专家可以有意识地利用城镇体系演化的这种特征和趋势制定管理措施和优化规划方案。     

京津冀地区农业生产效率的时空格局及收敛性研究

将京津冀地区146个典型县域划分为京津近郊农业区（I）、冀东北农业区（II）、冀中平原农业区（III）、太行山农业区（IV）、坝上农业区（V）五大农业区，测算了2000—2015年京津冀及五大农业区的农业生产效率，检验了京津冀及五大农业区农业生产效率的收敛性，揭示了京津冀地区农业生产效率的收敛机理。研究结果表明，京津冀地区农业生产效率变化趋势总体较为平稳，五大农业区农业生产效率由大到小依次为：V>II>IV>I>III，Malmquist指数呈显著波动趋势，技术进步对对农业生产效率提升的作用显著；在农业资源禀赋、地理区位等内源性因素与经济发展环境、技术进步与农业政策支持等外源性因素的共同作用下，京津冀地区优化重组农业生产要素，提升了农业生产效率，并通过要素流动与要素替代作用，缩小了不同农业区内部的农业生产效率差距，使不同经济发展水平的各农业区农业生产效率收敛于不同稳态水平；最后，从现代农业生产经营体系、财政转移支付机制、农业规模经营等角度提出了京津冀地区农业协同发展的具体路径。     

Multi-scale coupling analysis of urbanization and ecosystem services supply-demand budget in the Beijing-Tianjin-Hebei region,China

Journal of Geographical Sciences - Rapid economic development and human activities have severely affected ecosystem function. Analysis of the spatial distribution of areas of rapid urbanization is...     

京津冀地区光伏开发空间适宜性及减排效益评估

京津冀地区作为中国重要的能源消费基地,近年在产业转型与发展中对清洁能源的需求不断增加。光伏发电是中国“十四五”期间加速能源结构转型,早日实现碳中和目标的关键举措与重要抓手。本文以京津冀为研究区,通过构建“地形—气象—成本”光伏开发适宜性综合评价指标体系,计算了光伏开发适宜性指数,刻画出京津冀地区2018年光伏开发适宜性的空间格局特征,进而定量评估不同开发适宜性情景下光伏发电潜力与减排效益。研究表明：① 京津冀地区光伏开发适宜区占到区域总面积的22%,一般适宜区面积最广,“燕山—太行山”一线是适宜区与不适宜区的主要分界线,各类适宜区主要分布在承德、张家口和保定市3个市。 ② 京津冀地区光伏发电发展潜力巨大,开发非常适宜区和较适宜区的年发电潜力是2018年京津冀地区电力消耗的3倍。③ 光伏发电节能减排效果显著。在将非常适宜区和较适宜区全部开发情景下碳减排量为京津冀2018年排放量的47%。④ 土地利用限制、大型输电网络和储能系统是制约光伏发展的主要因素。总体来看,虽然大规模光伏开发仍存在一定的限制条件与技术瓶颈,但在全球气候变化加剧和社会经济发展进入“低碳脱碳”新常态的背景下,京津冀地区的大规模光伏开发仍是助力区域早日实现碳中和目标、优化能源结构和提升人民福祉的重要途径。     

1980年以来京津冀区域研究进展评论

1980年以来,因研究内容和空间治理重点不同,京津冀、京津唐、环渤海、大渤海等区域名称与区域范围多次变动。作为中国最早开展人文与经济地理学研究的对象区域,越来越受到经济贸易、生态环境、城乡规划等多学科关注。本文基于学术论文和专著、具有影响的科研项目,对1980年以来京津冀及相关区域研究进展进行了综述和评论。归纳起来,研究对象区域经历了“京津唐（塘）—大（环）渤海—京津冀”的变化过程。整体上可分为4个阶段：20世纪80年代面向京津唐地区,国土规划为主的经济地理学区域研究,研究规模有限;20世纪90年代拓展到大（环）渤海地区,面向东（北）亚区域经济一体化进程开展经济贸易科学与地理学交叉研究;21世纪前10年,回归京津冀区域,生态环境科学和城市规划科学大规模介入的融合研究;21世纪10年代京津冀协同发展的多学科区域综合研究。其间,中央政府在该区域开展的一系列重大规划,包括20世纪80年代京津唐国土规划和90年代环渤海经济协作区规划,21世纪前10年京津冀都市圈区域规划和21世纪10年代京津冀协同发展规划,与区域研究形成了良性互动关系,在显著增强空间规划和战略决策的科学性的同时,也有力地促进了人文与经济地理学科发展,推动了人和自然相互间强烈作用状态下区域复杂系统演化规律的研究进展。