贵州省猫跳河流域耕地空间分布格局模拟

选取贵州省猫跳河流域1995年度海拔高度、坡度、人口密度、人均GDP等栅格数据,通过随机空间采样,建立1995年耕地空间分布概率多元Logistic回归方程。运用GIS技术,结合2000年相关数据,模拟2000年该流域的耕地空间分布格局,并与实际的2000年耕地空间分布格局进行验证,结果较为理想,为土地利用变化的空间分布格局模拟提供一种新方法。     

猫跳河梯级开发流域土地利用与景观格局空间分异

通过1973—2010年4期遥感影像土地利用变化信息提取和景观格局指数计算,分析水电梯级开发背景下以流域主要干支流为轴线的不同缓冲区内土地利用和景观格局的空间分异动态。结果表明:各缓冲区内不同时期的综合土地利用变化动态度在0.13～0.39之间变动,由内向外综合土地利用变化动态度有增大的趋势;各缓冲区内各时间段的土地利用均达到理论可利用程度的60%以上,内圈开发利用更加活跃,处于土地利用发展时期的时间也更长;内圈受到的人为干扰最大,形状指数最小,斑块的几何形状最简单,外圈相反;各圈层的景观破碎度指数呈先减小后增大的趋势;内外圈分别由于人为活动和自然景观本身的复杂性而使得景观多样性指数偏大;外圈聚集度指数呈先增大后减小的趋势,内圈和中圈聚集度指数变化不明显。     

不同土地利用结构下的土壤侵蚀经济损失——以贵州省猫跳河流域为例

本文以贵州省猫跳河流域为例,运用环境经济学理论和方法,计算了流域不同时期不同土地利用结构下的土壤侵蚀经济损失,分析了流域土壤侵蚀经济损失现状结构、土壤侵蚀经济损失的动态变化及其与土地利用结构的关系.结果表明:①2007年流域土壤侵蚀经济损失37381.64x104元,其中氮、磷、钾、有机质养分损失33739.98x104元,占土壤侵蚀总损失的90.26%.旱地和灌草地土壤侵蚀经济损失最大,分别占年土壤侵蚀经济损失的47.08%和44.24%.流域北部下游地区土壤侵蚀单位面积经济损失较大.②近30年来,流域年土壤侵蚀经济损失经历了由趋向增加到减少的过程.1973-1990年,流域年土壤侵蚀总经济损失增加了3092.98x104元,增加了8.74%.1990-2007年,流域年土壤侵蚀总经济损失减少了11162.43x104元,减少了22.99%.究其原因,这主要与不同时期土地利用结构具有密切关系.旱地和灌草地是流域土壤侵蚀经济损失发生的主要土地利用类型,清镇、平坝、修文是流域土壤侵蚀防治和治理的重点区域.     

基于GIS和人工神经网络的区域贫困化空间模拟分析--以贵州省猫跳河流域为例

我国西南喀斯特地区山高坡陡, 地形破碎, 生境脆弱, 水土流失严重, 是我国典型的极贫困 代表区域之一。本文选择贵州省猫跳河流域作为研究区, 以乡镇为基本单元, 应用GIS 和ANN 技 术, 模拟区域自然致贫因子和消贫因子的空间分布, 计算各乡镇的贫困度, 揭示区域贫困的空间 分布格局, 以期为指导研究区早日脱贫及生态重建提供科学依据。结果表明, 地形、土壤侵蚀等自 然要素是主要的致贫因子, 而社会经济要素是缓解贫困的因子。贫困度较小的乡镇主要分布在研 究区的中部和东部, 贫困度较大的乡镇主要分布在研究区的南部和北部边缘。可见, 应用人工神 经网络模拟区域贫困化简便、实用, 避免了传统的单纯依靠统计数据进行贫困化研究的做法, 是 一种可行的方法与技术途径。     

流域尺度湿地可恢复性评价——以永定河上游流域为例

湿地具有独特的生态服务功能和很高的生态效益,因此恢复或重建退化湿地非常重要。针对目前湿地恢复的相关研究主要集中在恢复举措等宏观方面,缺乏在整体上考虑湿地之间的连通性及其空间结构的影响因素等问题,在流域为尺度上,对湿地的可恢复性进行评价,综合考虑湿地结构、湿地景观特征等自然因素以及人类建设活动干扰下流域下垫面等因素对整个流域内湿地恢复的影响,以永定河上游流域为例,建立一个基于GIS的多指标综合评价模型,对湿地的可恢复性进行评价。具体研究步骤包括指标信息提取、指标赋值及归一化和多指标综合。首先,选择河流等级、坡面流长、河流水质、饱和指数、水成土、土地利用/覆盖类型作为评价指标;然后,针对指标参量对湿地恢复的贡献度进行赋值,并做归一化处理以消除不同指标量纲对结果的影响;最后,利用层次分析法分析指标权重,计算加权值,根据加权值的正态分布对流域内湿地的可恢复性进行等级划分,并使用优序图法对评价结果进行佐证。研究结果表明,永定河上游流域研究区内可恢复湿地面积约979km2,占流域总面积的2.18%;其中,阳原县的可恢复湿地面积最大,约为131.6km2,其次为怀来县,为129.1km2;可恢复的湿地类型以水库/坝区型湿地和河流为主,分别占可恢复区域总面积的11.75%和11.33%。研究成果为湿地的管理和恢复工程选址的合理性提供了科学的理论参考,避免了依据单一生态环境要素或局部区域特征进行恢复对象选择的片面性。     

基于HASM方法对气候模式气温降水的降尺度研究——以黑河流域为例

基于空间平稳性分析,引入地理因素结合回归分析及高精度曲面建模方法（HASM）对黑河流域多年平均气温、降水给出了降尺度模拟。基于过去器测资料的验证,提出了CMIP5模式资料的合理降尺度方法。比较了降尺度结果与站点实测值的差异,同时比较了所给出的方法与经典插值方法的模拟精度。最后,基于历史时期T₁（1976—2005年）的降尺度方法结合RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5不同情景下未来时段T₂（2011—2040年）、T₃（2041—2070年）、T₄（2071—2100年） CMIP5模式结果,对降尺度方法进行了修正,给出了未来时段气温的降尺度模拟公式,并基于此对上述3种情景下多年平均气温的CMIP5模拟结果进行了降尺度模拟。结果表明：本文所提出的降尺度方法模拟结果与站点观测值具有较好的相关性,且精度高于其他经典插值方法。对未来时段的模拟结果表明,升温最快的是RCP8.5情景,在2071—2100年,除祁连山地区外,大部分地区年平均气温大于10℃。     

基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来最高和最低气温变化趋势分析

SDSM统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具,它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性,并对流域未来最高和最低气温的变化趋势进行了预测。以日最高气温和最低气温为预报量,选取合适的NCEP大气环流因子为预报因子,建立预报量与预报因子间的回归关系。使用1961-1990、1991-2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM模型进行率定和验证,效果较好。把HadCM3输出的A2、B2情景下的大气环流变量作为模型输入变量,模拟流域未来3个时期(21世纪20、50和90年代)的气温变化。结果显示,流域未来日最高气温和日最低气温都呈现明显上升趋势,升高幅度依次为:日最高气温日平均气温日最低气温,且A2情景下气温增幅略大于B2情景下的增幅;冬季气温增幅最小,夏季增幅最大。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

基于分布式模拟的流域水平衡分析研究——以海河流域为例

流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求.本文基于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法.并以海河流域为例,构建分布式SWAT模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策.     

中国气温未来情景的降尺度模拟

由于GCM模拟的气温数据分辨率不高,很难用于区域尺度上各种生态系统的模拟。本文基于长时间序列（1964～2007年）的全国气温观测数据,结合经纬度数据、以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均气温降尺度模型的基础上,运用高精度曲面建模（HASM）方法对HadCM3的A1Fi、A2a和B2...     

2001-2010年石羊河流域上游TRMM降水资料的降尺度研究

在地形比较复杂的石羊河流域上游,基于2001-2010年TRMM3B43降水数据和1 km空间分辨率DEM数据,采用回归方程+残差法的插值方法,对石羊河流域上游10年平均TRMM3B43和2001、2007年两个典型干、湿年份的TRMM3B43数据分别进行降尺度操作,将空间分辨率由原来的0.25°×0.25°提高为1 km×1 km。利用研究区34个雨量站的观测数据作为"真实值",对2001-2010年的TRMM3B43和降尺度结果进行精度检验,结果表明:TRMM3B43降水数据整体上具有一定的可信度,但比地面站点观测的降水量偏小;TRMM3B43经过降尺度之后,数据在空间分辨率和精度方面都有一定程度的提高,其中10年平均TRMM3B43降尺度结果的精度要高于2001年(干旱),而2001年的降尺度结果精度又高于2007年(湿润);就单个雨量站而言,位于西部高海拔区域的站点的降尺度结果精度较高,而位于东部低海拔区域的站点的降尺度结果精度较低。     

喀斯特高原盆地聚落空间演变——以贵州省红枫湖水系盆地为例

贵州是我国喀斯特分布最广的地区,喀斯特高原盆地是贵州主要的人口聚集地。充分认识高原盆地聚落的空间分布及其演化态势,对区域城镇规划、社会主义新农村建设及可持续发展有重要意义。以红枫湖水系盆地为例,基于GIS技术及相关软件,主要利用景观格局指数、Moran’s I系数以及居民点数据与等高线数据的空间叠置及转换技术,从水平和垂直两个维度对案例地区聚落空间分布的变化进行研究。研究表明:喀斯特高原盆地聚落的空间分布和演变具有强烈的喀斯特地域基因,在喀斯特地貌的限制下聚落总体分布分散;近年来聚落规模不断增加,在局部有一定小规模集聚并随地形限制而表现出不同的集聚形式和集聚程度;而随着数量的增多和规模的增大,聚落形态更为复杂且景观趋于破碎,空间分布更加复杂;喀斯特地貌的垂直空间特点在决定聚落的垂直分布及演变规律的同时也加剧了聚落空间分布的复杂性。     

中国人口密度数字模拟

运用基于格点生成法的人口密度空间分布模拟模型,通过运行净第一性生产力空间分布、数字高程、城市规模及其空间分布和交通基础设施空间分布等数据集,模拟了中国人口密度的空间分布规律。模拟结果表明,人口密度的最高值集中在北京、上海和郑州之间的三角区 (BSZ) 及珠江三角洲地区;同时,这个BSZ峰值三角区有发展为以上海-南京-杭州大都市密集区、武汉市、西安市、北京-天津-唐山大都市密集区和沈阳-大连大都市密集区为顶点的五角形峰值区的趋势,珠江三角洲峰值区也正在向外围地区扩展。     

贵州乌江流域人口与经济发展协调性研究

贵州乌江流域是典型的山地流域,流域自然生态环境恶劣,人口与经济发展矛盾突出,探究流域人口与经济协调发展关系对于推动流域人口与经济可持续发展具有重要意义。选取2001~2015年贵州乌江流域各区域相关数据,运用人口-经济弹性、地理集中度、耦合指数、空间自相关和重心分析等方法对流域人口与经济协调发展关系进行探究。结果表明：① 在总量规模上,流域人口增长与经济增长协调度较高,但流域内各区域却存在差异。② 人口、经济地理集中度在空间分布上存在区域差异,流域中部区域较高且由中部向四周逐渐降低。人口、经济地理集中度在全域空间上莫兰指数值逐渐变小,表明流域人口、经济地理集中度空间自相关性在减弱,人口、经济发展的空间独立性逐渐增强。③ 人口重心、经济重心逐渐向远离流域几何重心的西南方向移动,人口重心与经济重心发生偏离,贵州乌江流域存在区域发展非均衡性。     

准噶尔盆地西北缘梭梭种群结构和空间格局特征

 为了揭示准噶尔盆地西北缘梭梭种群的分布特点,结合径级结构、静态生命表和存活曲线,对准噶尔盆地西北缘两种典型生境条件下梭梭种群年龄结构和空间分布格局进行了研究。研究显示,在不同生境条件下,梭梭种群径级结构差异明显。山前戈壁梭梭种群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ径级个体数占所有径级个体总数的96.21%,大径级个体缺失,该种群发育时间较短,种群处于增长阶段;干涸湖底梭梭种群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ径级个体数占所有径级个体总数的63.38%,存在一定数量的大径级个体,该种群发育历史较长,种群处于稳定阶段。格局分析表明,在不同生境条件下,梭梭种群均呈聚集分布。在梭梭种群的不同发育阶段,随径级的增大,种群分布由聚集分布向随机分布或均匀分布发展。总体来看,不同生境条件下梭梭种群年龄结构和空间分布格局差异明显。这是种群发育历史、物种特性、环境、干扰等因素综合作用的结果。     

江苏省人口空间格局演化特征

以江苏省为例,选取人口数及人口密度为研究指标,以县域为研究单元,通过人口密度、空间自相关、不均衡指数、重心移动及偏移—分享分析,描述20 世纪90 年代以来江苏省人口空间格局及其演变趋势。结果表明:近20 年来,江苏省人口密度有“南高北低”的特征,该现象与经济发展水平相对应;江苏省人口分布存在一定的空间关联性,在长江中下游各县市形成空间人口密度高的集聚区域,在苏北平原形成空间人口密度低的集聚区域,随时间推移人口集聚趋势不断减弱;江苏省人口呈不均衡分布状态且不均衡趋势加强,人口重心逐渐向西北方向迁移;江苏省人口增长速度在变慢,集聚人口能力在3 大区域之间有明显差异,苏中相对不足,苏南不断增强而苏北不断减弱。     

基于空间统计分析与GIS的人口空间分布模式研究--以甘肃省天水市为例

该文将空间统计分析与GIS相结合,探讨天水市人口空间分布模式。研究表明,天水市人口空间分布呈现“西北-东南”模式,存在显著的空间集聚现象,四种类型的空间关联在空间分布上具有明显的规律性。利用空间统计分析方法能够扩展和加强GIS的空间分析功能,从而更深入地探索、分析、处理和解释人口分布的空间模式与空间关联,为进一步研究空间模式的发生尺度和塑造该模式的空间过程奠定基础。     

贵州省乡村贫困空间格局与形成机制分析

以贫困态势严峻、区域内部贫困差异大的贵州省为研究区,分析了贵州省区县层面乡村贫困的空间异质性和空间依赖性格局,定量测度了乡村贫困空间差异的影响因素和因素效应的空间差异性,进而归纳了贵州省乡村贫困的形成机制。结果发现,贵州省区县乡村贫困具有时空稳定性,呈现出东、南、西部高而中、北部低的“马蹄”形空间异质性格局。区县贫困存在较强的空间依赖性,“高-高”型贫困地域即空间贫困陷阱区域,集聚分布在贵州省的东南部、南部。定量模型发现,坡度、到所在市中心的距离、青少年人口占比、少数民族人口占比是导致贵州区县层面乡村贫困空间差异的显著因素,且这些因素的效应水平呈现出不同的空间模式。产业发展受限、劳动力流动性差、金融和人力资本积累不足是贵州贫困空间形成的主导机制。最后建议扶贫政策层面应将基于地方和基于人的政策相结合。     

城市人口空间分析及其GIS应用模型

城市作为大规模集中的人类非农性社会经济活动在二维平面上的投影点，相互之间存在着空间作用，这使得城市人口的变动不仅仅是其内在属性影响的结果，还是城市实体空间分布作为位置变量对城市人口内在属性综合作用的结果。文章通过实证进行了城市人口空间分析，并探讨了相关GIS应用模型特性和建立的诸多问题。