Characteristics, controlling factors and importance of deep gullies under cropland on loess-derived soils

Several studies describe the formation and importance of shallow ephemeral gullies under cropland (depth<0.8 m). Some of these gullies may develop into channels with a depth of more than 0.8 m (up to 4 m). Despite their spectacular nature, these deep gullies have not yet been studied in detail. Therefore, the objectives of this study are to analyze the characteristics and the controlling factors of these deep gullies, as well as their importance in terms of sediment production.Comparison of a dataset with 28 deep gullies, formed in the period 1985–2003 and 123 shallow ephemeral gullies formed in the period 1994–1999 in central Belgium indicates that the deep gullies have clearly different morphological characteristics compared to shallow ephemeral gullies. Several factors were analyzed to understand the formation of deep gullies. Plotting runoff contributing area versus slope of the soil surface at the gully head indicates that the topographical threshold for deep gully formation is significantly larger compared to ephemeral gully formation. Deep gullies form on short, steep valley sides and their position is strongly affected by the presence of linear landscape elements. All deep gullies incised on landscape positions with a very erodible soil horizon at shallow depth. Analysis of causative rainfall showed no significant differences in incision thresholds between rills and shallow ephemeral gullies on the one hand and deep gullies on the other hand.The relation between area-specific sediment yield in central Belgium and drainage area, indicates that the development of deep gullies contributes significantly to the sediment output of small rural catchments and causes peaks in the mean area-specific sediment yield that are up to a factor of three higher compared with catchments where shallow ephemeral gullying occurs.     

Assessment of sidewall erosion in large gullies using multi-temporal DEMs and logistic regression analysis

Although in the last decades gully erosion has been a thriving research field, few studies have specifically addressed the contribution and location of sidewall erosion processes in gullies. In this paper, sidewall erosion in some large gullies in a Mediterranean area (Anoia-Penedès, NE Spain) is mapped and assessed for two time intervals (1975–1995 and 1995–2002), using detailed digital elevation models derived from aerial photographs at a scale of 1:5000 to 1:7000. Logistic regression analysis is applied to compute the probability of occurrence of gully sidewall erosion from terrain variables. The results confirm the complex nature of sidewall processes, whose intensity is most probably related to rainfall characteristics. Prolonged wet soil conditions in the period 1995–2002, together with the large and high-intensity rainfall of an extreme event occurred on 10th June 2000, help to explain the different sediment production rates: 16±0.4 Mg ha⁻¹ year⁻¹ in 1975–1995 and 83±6.3 Mg ha⁻¹ year⁻¹ in 1995–2002. The logistic regression analysis revealed that gully-wall slope angle was the main factor controlling gully sidewall failure. In gully walls with high slope angles, tension crack development is the main process promoting wall collapse. The application of the logistic regression model showed a high overall accuracy (87%) but over 50% of commission and omission errors for the class of interest (sidewall erosion), in agreement with the variance explained by the model.     

黄土丘陵沟壑区村域生态系统服务簇的时空分异及其地形梯度分析

探究村域生态系统服务簇对于厘清黄土丘陵沟壑区农业生态系统复杂特征、从多重服务供给角度提高服务的福祉贡献具有重要意义。论文以黄土丘陵沟壑区米脂县为例,基于高斯混合模型识别2009年和2019年村域生态系统服务簇并分析其时空分布,同时,结合地形分布指数探究服务簇在地形梯度上的分布模式。结果如下： ① 各类服务空间分异明显,且服务之间空间分布差异较大;近10 a间各类服务水平均有不同程度提高,其中调节服务有较大改善,而食物供给与文化服务增幅较小;各类服务空间变化格局存在较大差异,这与土地利用的空间演变关系密切。② 利用高斯混合模型识别4类服务簇,包括农业生产簇、农业美学簇、生态保育簇与城镇休闲簇;各类服务簇空间分异明显,且研究期间存在明显数量和空间转移变化;农业美学簇与生态保育簇是当地主导服务簇,且主导性增强,而农业生产簇与城镇休闲簇比重下降。③ 地形起伏度与服务簇的空间关联密切。随起伏度上升,农业生产簇与农业美学簇呈倒U型,生态保育簇优势分布增加,城镇休闲簇优势分布减弱;研究期间农业生产簇与城镇休闲簇向低起伏度的转移趋势明显,而农业美学簇与生态保育簇趋向于向高起伏度转移。     

民间信仰载体的地域格局及其影响因素——以兰州市榆中县祠庙文化为例

以祠庙祭祀为主体且祠庙保存良好的民间信仰是甘肃陇中地区民间文化的重要组成。甘肃陇中地区的民间信仰具有很强的趋同性,本文以陇中地区的榆中县为例,以各村的祠庙为民间文化载体,通过核密度分析、Logistic回归等方法探讨榆中县民间文化载体的空间分布及其影响因素对于探讨陇中地区人地关系,保护和弘扬民俗文化有着重要意义。研究结果表明：（1）根据已有研究将榆中县民间信仰归纳为山神信仰、水神信仰、天地信仰、女性信仰、英雄崇拜和祖先崇拜,祖先崇拜的祠庙数量占有重要地位;（2）榆中县祠庙主要分布在西北黄河南岸、中部陇海铁路沿线及南部风景名胜集聚区,村级层面空间差异不显著、乡镇空间差异相对较大。通过核密度分析,不同类别民间信仰空间分布热点各有不同;（3）榆中县民间信仰空间分布受到区位条件限制,民间信仰的祠庙多位于海拔高度较低、人口密度较大、交通可达性较好的地区,坡度和到水源的距离成为山神信仰和水神信仰祠庙空间分布显著的影响因子,榆中县祠庙呈现出山神信仰类祠庙“依山”,水神信仰类祠庙“傍水”的空间特点。     

地形和遥感图像融合技术在冲沟参数提取中的应用——以栖霞市庵里水库东缘流域为例

受图像的空间分辨率和反立体现象等因素的影响,单纯基于二维遥感图像提取冲沟参数精度较低。以山东省栖霞市庵里水库东岸流域为研究区,建立一种地形和遥感图像融合技术,并用于提取沟沿线、坡底线等冲沟参数,以期为沟蚀参数的大量、快速提取提供一种新方法。结果表明：① 基于HSV变换,高斯标准化地表粗糙度作为地形图像融合的权重,建立了地形与遥感图像融合方法,增强和丰富了图像中的地形信息。② 基于融合数据,结合沟沿线和沟底线坡度阈值处理,在研究区内提取了144条冲沟,总面积为1.699 km²,占流域总面积的29.89%,为强烈侵蚀。③ 选择张家沟—北丁家沟流域作为检验区,以RTK-GPS实测数据为参照,地形融合法提取冲沟的准确率和沟头平均偏移量分别为98.413%和4.12 m,其精度明显高于传统的遥感图像目视解译法（73.016%和9.61 m）。     

中国高技术产业创新空间分布及其影响因素——基于面板数据的空间计量分析

本文基于2003-2012年省域面板数据,采用地统计方法分析中国高技术产业创新的空间分布,并运用空间计量模型对其影响因素进行探讨。研究发现：中国高技术产业创新存在明显的空间差异,其中东部地区的创新水平明显高于中部和西部地区;2003-2012年间,高技术产业创新整体空间差异表现出先扩大后缩小的趋势,空间分布呈现出先集聚后扩散的变化特征;相邻省域间的创新水平存在明显溢出现象,研发资金投入、研发人员投入、高校研发水平、企业规模和市场开放度均对高技术产业创新起到促进作用,且研发人员投入和市场开放度还能进一步促进相邻地区的创新发展,而企业规模则对相邻地区的创新存在负面影响。因此,加大对中西部地区研发资金和研发人员投入,重视高校在创新发展中的作用,破除区域壁垒促进技术流动以及加大市场开放度,都有利于提高整体创新水平和缩小创新空间差异。     

The cooperative and conflictual interactions between the United States,Russia, and China: A quantitative analysis of event data

The United States, Russia and China are militarily and economically among the most powerful countries in the post-Cold War period, and the interactions between the three powers heavily influence the international system. However, different conclusions about this question are generally made by researchers through qualitative analysis, and it is necessary to objectively and quantitatively investigate their interactions. Monthly-aggregated event data from the Global Data on Events, Location and Tone(GDELT) to measure cooperative and conflictual interactions between the three powers, and the complementary cumulative distribution function(CCDF) and the vector autoregression(VAR) method are utilized to investigate their interactions in two periods: January, 1991 to September, 2001, and October, 2001 to December, 2016. The results of frequencies and strengths analysis showed that: the frequencies and strengths of USA-China interactions slightly exceeded those of USA-Russia interactions and became the dominant interactions in the second period. Although that cooperation prevailed in the three dyads in two periods, the conflictual interactions between the USA and Russia tended to be more intense in the second period, mainly related to the strategic contradiction between the USA and Russia, especially in Georgia, Ukraine and Syria. The results of CCDF indicated that similar probabilities in the cooperative behaviors between the three dyads, but the differences in the probabilities of conflictual behaviors in the USA-Russia dyad showed complicated characteristic, and those between Russia and China indicated that Russia had been consistently giving China a hard time in both periods when dealing with conflict. The USA was always an essential factor in affecting the interactions between Russia and China in both periods, but China's behavior only played a limited role in influencing the interactions between the USA-Russia dyad. Our study provides quantitative insight into the direct cooperative and conflictual interactions between the three dyads since the end of the Cold War and helps to understand their interactions better.     

基于随机森林模型的“生产-生活-生态”空间识别及时空演变分析——以郑州市为例

基于2007年和2017年郑州市POI数据,采用随机森林模型和样方比例法识别其城市内部的“生产-生活-生态”空间,并利用核密度等方法分析研究区“生产-生活-生态”空间的时空演变格局。结果表明：① 随机森林作为新兴的机器学习算法,能够识别“生产-生活-生态”空间且具有较高的精度。② 郑州市“生产-生活-生态”空间分布格局与城市功能分区相匹配,生产空间集聚分布在产业集聚区,生活空间在城市中心城区内呈面状分布,生态空间整体呈点状分布。③ 随着郑州市城镇化建设和基础设施的完善,10年间郑州市“生产-生活-生态”空间的空间分布格局更加合理,生产空间向产业集聚区集聚,生活空间逐渐分散,生态空间分布更加均衡。基于POI数据,利用随机森林模型对城市“生产-生活-生态”空间的识别方法更加有效,识别结果更加精准,能够在更小的尺度上为国土空间规划提供数据与方法支撑。     

气候变化背景下森林动态模拟研究综述

在全球气候变化背景下,森林的地理分布与生态过程研究受到越来越多的关注.森林对气候变化的响应是一个复杂的过程,在已有模拟方法中,林窗模型和全球植被动态模型由于考虑了气候作用下植被的演替与更新等机理,能较为合理地模拟气候变化背景下森林的瞬态响应,是目前气候变化研究的热点之一.全球植被动态模型以植物功能类型(PFTs)表示区域森林植被组成,通过模拟PFTs比例的变化来反映森林地理分布格局的动态变化.通过回顾上述两类模型的发展历程,梳理了模型在模拟研究森林地理分布及生态过程中,对过去和未来气候变化的潜在响应方面的应用,并针对模型中存在的不足,提出今后应在动态模型多尺度研究、加强模型对非气候因子的描述、模型间比较、多源遥感数据与模型同化等方面开展重点研究.     

新疆旅游经济网络特征的时空演变研究——基于修正的引力模型及社会网络分析

通过构建"旅游综合质量"评价指标,继而将引力模型进行修正以衡量各区域间旅游经济联系度并运用社会网络分析方法探究了2008—2017年新疆15个地州旅游经济的空间网络特征。结果表明:(1) 2008—2017年间,新疆旅游经济关联网络密度的均值仅为0.356、网络效率均值为0.718、网络等级度均值为0.367。(2) 10 a间,乌鲁木齐市、伊犁州直属、喀什地区、昌吉州、吐鲁番市等地属于度数中心度与中间中心度双高区域;阿勒泰地区、巴州等地属于度数中心度较高、中间中心度较低区域;克拉玛依市属于度数中心度较低,中间中心度较高区域;博州、和田地区、哈密地区、塔城地区、克州、阿克苏地区、石河子市等地属于度数中心度、中间中心度双低区域。(3)乌鲁木齐市、昌吉州、喀什地区、伊犁州直属、阿勒泰地区等地在研究时限内属于"双向溢出板块";石河子市、克拉玛依市、巴州、吐鲁番市属于"经纪人板块";博州、哈密地区、塔城地区属于"净受益板块";阿克苏地区、克州、和田地区属于"主受益板块"。本文旨在丰富旅游经济网络研究视角,同时为新疆各地州旅游经济发展与合作提供量化依据。     

转型期广州市居民职住模式的群体差异及其影响因素

职住关系是城市研究领域重要的议题之一。体制改革后中国社会分层结构特殊,检验不同阶层居民在职住地选择偏好的差异,有助于理解居民职住格局形成的内部机制。利用广州市入户问卷调查、建成环境和人口普查等数据,采用两步聚类和多项logistic回归,对广州市居民进行阶层划分,对比居民职住模式的群体差异及其影响因素。结果表明：职住决策时,体制外工薪阶层追求低生活成本,受职住地建成环境影响显著;体制内阶层习惯于传统单位制下社会关系密切的社区,受邻里环境影响显著,还受个人属性影响;无固定工作者决策自由和平衡程度高,受少量建成环境因素影响。研究有助于了解居民职住格局形成的制度性机制,为优化居民职住格局提供思路。     

干旱区水资源约束下的生态退耕空间优化及权衡分析——以奇台县为例

干旱区耕地大规模扩张导致水资源超载、生态问题频发,亟须退地还水。因此,探索水资源约束下的生态退耕空间优化方案,不仅有助于解决干旱区面临的问题,还可为土地利用规划和决策提供参考。目前对退耕方案多效益矛盾的研究尚量化不足,有鉴于此,本文建立生态退耕空间优化配置及权衡分析模型,以新疆奇台县为研究区进行模型应用,构建了水资源约束下的生态退耕方案群,并设计保有耕地优先和保护生态优先等两种情景,利用蚁群优化算法实现了生态退耕的空间配置模拟与优化。结果表明:耕地面积在保有耕地优先情景将减至9.94万hm2,保护生态优先情景则为6.96万hm2;在此退耕过程中,河道内生态用水占水资源总量的比例从10%增加到30%,防固沙量由713.22万t增加至816.59万t,经济效益则由34.86亿元下降至24.75亿元。通过比较单位经济效益的减少比例可产生的生态效益增加比例,确定耕地面积退至8.35万hm2时是权衡生态和经济效益下的生态退耕最优方案。退耕还草主要发生在奇台县耕地集中区的东北、西北及西南部边缘,将有利于北部的沙漠化防控和南部的水源保护。本研究实现了干旱区水资源约束下生态退耕方案空间模拟和优化,对农...     

城市住宅地价影响因素的定量识别与时空异质性——以武汉市为例

定量测度微观因素对住宅地价影响程度的时空分异特征是有效揭示住宅地价形成机制的重要条件。本文基于武汉市2007-2015年公开出让的住宅地价样点数据,采用广义可行最小二乘法(FGLS)修正的特征价格模型(Hedonic),测度微观影响因素对住宅地价影响程度的时空演变规律。结果显示,各要素对住宅地价影响程度的时序变化特征复杂,空间区域差异明显,具体而言：①2007-2015年间,武汉市住宅地价因素的影响程度从高到低依次为：容积率>医院>城市中心>城市副中心>地铁>公园。②在时序上,城市中心对住宅地价的影响程度呈增强趋势;城市副中心对住宅地价影响整体有所减弱;医院对住宅地价的作用程度呈指数式上涨;地铁对住宅地价增值作用主要发生在开通后;公园的影响持续下降;容积率的影响则在时序上先减后增,与住宅用地出让面积呈反向变动关系。③在空间上,在二环内中心区域,公园、容积率等对住宅地价影响程度较高;而在二环以外,与生活便利性相关的地铁、医院对住宅地价的作用更强;城市中心和副中心功能对住宅地价作用在空间上的互补效应明显。基于研究结果,强化景观用地等的宏观配置和保护力度,审慎确定容积率等是当前城市土地管理值得关注的问题。     

农牧交错带典型地段土地沙化主要因素分析——以河北坝上张北县为例

本文应用灰色关联模型 ,对农牧交错带典型地段河北省坝上张北县土地沙化因素进行了分析 :发现影响土壤风蚀和土地沙化的主要自然因素是冬季平均气温和降水量 ,而并非年降水量和年平均气温。人类活动只是在气候变化的背景上 ,加速或减缓土壤风蚀和土地沙化过程。根据冬季平均气温和降水量的变化 ,人类可适当调整农业生产结构和生产方式 ,以减轻土壤风蚀和土地沙化 ,实现农业的可持续发展