洞庭湖区史前聚落规模及聚落群时空演变

以洞庭湖区史前聚落遗址为研究对象,运用ArcGIS空间分析、位序-规模法则和聚类分析方法对洞庭湖区史前聚落遗址规模及聚落群时空演变进行研究。结果表明：(1)各时期以中小型和大型规模聚落为主,不同规模类型聚落随时间推移不断增长,特大型聚落多具有城址的性质,且逐步演变为区域中心,各规模类型聚落向南迁移趋势明显;(2)随着人口总量不断增加,平均生存面积减少,生存压力增大,新石器中晚期聚落之间分布的均衡性逐渐下降;(3)古人倾向于生活在澧水区域和洞庭湖区域,大型城址主要分布在主体聚落群内,聚落群总体由西向东再向南迁移,演变方向呈倒“L”型,澧水区域的聚落群在各时期得到了继承和演变,而其他区域的聚落群在大溪至石家河文化时期得到了继承和发展。     

南宋以来江苏海岸带历史海岸线时空演变研究

历史海岸线变迁研究是海岸带研究的一个重要方面,对于海岸带的利用、开发与保护有重要的意义。以江苏海岸带为研究对象,结合数字海岸线分析系统分区段建立有效的海岸线分析断面,并计算各个区段的海岸线历史变化,对南宋至今约1 000 a来的历史海岸线变迁进行定量和定性分析,揭示海岸线时空变迁背后的驱动力。结果表明:废黄河口地区变化剧烈,最大淤涨速率和侵蚀速率分别达250、600 m/a,塑造其剧烈变化的动因是公元1128年的黄河夺淮与公元1855年的黄河北归;此外,近代废灶兴垦等人类活动也导致了辐射沙洲北部及南部变化明显。     

晚更新世以来青海北部的人类活动与湖泊演变

作为高海拔生态环境的青海北部是青藏高原的重要组成部分。晚更新世晚期以来 ,青海北部气候环境一直处于冷暖、干湿波动过程之中 ,湖泊水域也发生了相应的扩张和收缩 ,成为高原人类迁移和发展的自然背景。约 3 0kaB .P .,在晚期智人出现和迁徙的关键时期 ,青海北部开始有了最早的人类活动 ;更新世末—全新世初 ,气候转暖 ,古人类再次来到青海北部 ;进入全新世中期 ,气候暖湿 ,湖水位回升 ,细石器技术变得十分普通 ,青海北部的人类活动渐趋频繁。     

1996年以来苏锡常地区土地利用结构时空演变研究

以1996-2007年苏锡常地区土地利用数据为基础,选取土地利用变化幅度、动态度、变化强度、相对变化率及景观生态学指标,对该地区的土地利用变化状况进行分析.结果表明:1996年以来,苏锡常地区土地利用结构中,耕地比例锐减,居民点及工矿用地、交通用地所占比例则逐年上升,交通用地的变化幅度及动态度最大;各用地类型的变化强度在此期间呈一定波动,除牧草地外,交通用地历年的变化强度之和最大,期间以2004年各用地类型的变化强度之和最大;土地利用结构的多样化指数、多样性指数以及均衡度指数呈上升趋势,而优势度指数则呈下降趋势;各市耕地、居民点及工矿用地、其他农用地的变化幅度及相对变化率差别不大,而园地、林地、牧草地、交通用地、水利设施用地及未利用地的变化幅度及相对变化率区域差异较大.     

关中平原全新世以来人地关系地域系统时空演变分析

人地关系地域系统演变是人与自然交织作用的过程,对其进行深入解析,可归纳为"人"、"地"、"人对地的作用"和"地对人的反馈"4个方面.以渭河流域关中平原为实证区域,利用野外考古材料,文化遗产等证据并结合已有考古研究成果,挑选代表人地关系4个方面的六组要素进行系统梳理,以此为基础,详细探讨了全新世以来关中平原人地系统的耦合关系及演变过程,揭示人地关系地域系统演变的内在机理和历史规律,以期为协调现代人地关系提供一定的历史科学依据.     

洞庭湖区土地生态系统的服务价值时空变化

采用5期遥感影像数据,在ArcGIS等软件支撑下,运用当量因子法、空间自相关分析法,估算洞庭湖区土地生态系统服务价值,探究其时空变化。结果表明：① 1995—2015年洞庭湖区林地面积持续减少,未利用地面积稳步增加,林地与未利用地面积的增减主导着区域土地利用变化。② 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务总价值经历1995—2000年的陡增后不断下降,近20年来累计减少21.64亿元,减少幅度为1.06%,林地面积减少是洞庭湖区土地生态系统服务总价值减少的根本原因。③ 从土地生态系统服务价值结构变化来看,1995—2015年洞庭湖区除废物处理价值有小幅增加外,其他各项生态服务价值均有不同程度的下降,但生态环境保育始终是洞庭湖区土地生态系统的主要功能。④ 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务价值分布的空间自相关性较为显著,格局变化较明显,高值区、低值区趋于集中,高-高类型区在西部的沅江流域常德段有所减少,向东部的汨罗江流域快速扩展,低-低类型区集中在北部、南部、西部的城镇相对密集区并沿城镇发展轴逐步扩张凝结成带片状。     

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区1986-2013年湖泊演变

湖泊变化敏感地记录着气候变化的信息。以科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区为研究区,利用多时相TM/ETM+遥感影像,基于遥感和GIS技术提取研究区1986-2013年湖泊个数与面积信息,分析其变化规律及空间分异特征。在此基础上,联系降水量、蒸发量等气候要素和以人类活动影响为主的时间因子t,采用多元统计分析方法对研究区湖泊面积进行了模拟分析。结果表明:(1)研究区小型湖泊近30年间面积和个数均发生了不同程度的变化,其变化趋势与降水量呈现很强的正相关,与蒸发量呈较强的负相关,人类活动对小型湖泊面积的影响不太显著,随着时间的推移,研究区湖泊面积趋于萎缩,这种萎缩主要归因于气候的干化;(2)研究区t年湖泊面积A_t与前一年湖泊面积A_t-1、t年降水量P_t和蒸发量E_t存在较强的相关关系;(3)1986-2013年研究区典型湖泊--王巴哈嘎湖泊总体上呈萎缩状态,但不同方向上既有萎缩也有扩张,Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ区域(以北向为0°,顺时针每45°一个区域,并顺序标记为Ⅰ~Ⅷ区域)萎缩,其他区域扩张,其中以Ⅱ、Ⅲ、Ⅷ、Ⅳ区域为主导变异方向,Ⅵ方向次之,其他方向变化缓滞。研究成果不仅为科尔沁沙地生态系统的健康维持提供技术支撑,对其他同类地区湖泊环境的研究也具有指导作用。     

改革开放以来中国城市化的时空演变及其影响因素分析

改革开放以来,中国城市化进程进入稳定快速发展时期,国家的经济宏观调控政策以及区域发展战略在时间和空间上均对中国的城市化产生了巨大的影响。在此影响下,中国城市化水平的区域空间格局也由北南差异转变为东中西差异,同时,中国省级城市化水平的差距正在逐渐缩小。在影响中国城市化省际差异的因素方面,传统的农业发展水平对城市化的影响正逐渐减弱,乡镇企业及外商直接投资成为20世纪90年代后期中国城市化发展的重要影响因素。     

中国湖泊与环境演变研究的回顾与展望

我国70～80年代中期,湖泊沉积研究受油田开发的带动而得以兴起;80年代中期之后,科研力量不断壮大,研究的内容侧重气候变化,研究区域不断扩大,方法不断完善,测年手段更趋精确;近几年来又特别注重研究云贵高原和青藏高原的湖泊,强化短时间尺度研究,注重人为因素对湖泊沉积环境的影响。今后该领域研究应注意加强环境指标的综合运用与定量化研究,强化分析环境演变中人为因素的影响,尽快建立中国第四纪湖泊数据库,积极开展极地地区湖泊的相关研究。     

2000年以来东北地区城市化空间分异的时空演变分析

以东北地区34个地级市为研究对象,以四维一体为研究视角,综合构建了东北地区城市化测度指标体系,基于时序分析、面板分析以及空间分析等方法,分4个时期对2000年以来东北地区城市化空间分异的时空演变特征进行研究,结果表明：① 投资与消费是影响东北地区城市化发展的主要因素,其城市化兼有“自上而下”与“自下而上”双重性质;② 东北地区城市化尚处于低水平阶段,属于粗放式、低效益型的城市化发展模式;③ 东北地区城市化整体分异与子系统分异特征明显,2000~2008年阶段综合城市化水平由北向南递增,2008~2012年阶段则向南递减,与人口城市化具有一致性的变化特征。而经济城市化、社会城市化、空间城市化则逐年向南递增;④ 东北地区城市化水平东中西分异与沿海内陆分异特征显著,均具有时序性特点。基于研究成果,提出自然条件的基础作用、产业结构优化升级的内部驱动、交通条件的空间导向以及政策和体制的调控约束是东北地区城市化空间分异的整体机制,而东北地区南北城市化分异程度不断缩小主要由于区域发展阶段演进周期理论。     

The spatial-temporal changes of the land use/cover in the Dongting Lake area during the last decade

The research on the land use/cover change is one of the frontiers and the hot spots in the global change research. Based on the Chinese resource and environment spatial-temporal database, and using the Landsat TM and ETM data of 1990 and 2000 respectively, we analyzed the spatial-temporal characteristics of land use/cover changes in the Dongting Lake area during the last decade. The result shows that during the last ten years there were three land-use types that had changed remarkably. The cultivated land decreased by 0.57% of the total cultivated land. The built-up land and water area expanded, with an increase of 8.97% and 0.43% respectively. The conversion between land use types mostly happened among these three land-use types, especially frequently between cultivated land and water area. The land-use change speed of land-use type is different. Three cities experienced the greatest degree of land-use change among all the administrative districts, which means that the land use in these cities changed much quickly. The following changed area was the west and south of the Dongting Lake area. The slowest changed area is the north and east area.     

1980年以来5个时期洞庭湖区国际重要湿地景观动态研究

国际重要湿地是中国乃至全球湿地保护体系的重要组成部分,研究国际重要湿地景观动态对于湿地保护和管理具有重要意义。以洞庭湖区3处国际重要湿地为研究对象,利用1980年、1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,采用面向对象的遥感影像分类方法,解译出5个时期洞庭湖区3处国际重要湿地的土地覆被信息,提取各处国际湿地的土地覆被类型分布信息;结合景观指数和人为干扰度指数,探讨5个时期洞庭湖区湿地面积动态及其景观格局动态特征。研究结果表明,从1980年到2015年,洞庭湖湿地总面积减少了232.60 km^2;南洞庭湖面积减少的最多,湿地面积减少了218.54 km^2,损失率高达20.30%;3处重要湿地中的湿地斑块数量增多,湿地趋于破碎化,景观间连通度降低;西洞庭湖景观破碎化程度最高,湿地景观连通度差,聚集度指数(CONTAG)相对最小;洞庭湖区湿地仍然受到强度较高的人类活动干扰,其中,耕地扩张是造成湿地损失的主要原因。     

土地利用变化对洪水调蓄能力的影响--以洞庭湖区为例

本文在中国资源与环境时空数据库的支持下,利用20世纪70年代末期、90年代末期获取的陆地资源卫星图像和GIS分析方法,对洞庭湖区近20年的土地利用/覆盖变化进行了遥感调查,进而以水域与其他土地利用类型之间的转移变化为基础,对区域洪水调蓄能力的变化进行了估算.结果表明,变化比较显著的地类有3类:耕地减少了1.97%,各类建设用地总计增加了14.88%,水域面积增加的幅度为8.77%.因土地利用变化导致的区域洪水调蓄能力增加估计为6.23亿m3,由此增加的湖泊容积,最大为13.01亿m3.     

东洞庭湿地植被格局变化及其影响因素

东洞庭湖(也称东洞庭)湿地植被格局的变化特征及其影响因素的分析是该地区湿地植被保护与恢复策略制定的基础。基于美国陆地资源卫星Landsat TM/ETM+数据,应用决策树分类法分别提取东洞庭湖1999年、2002年、2006年三个时期湿地景观信息,通过转移矩阵法和质心迁移法对植被的时空演变分析。结果表明:(1)1993～2002年东洞庭湖芦苇、林地、苔草滩地面积均有所增加,芦苇增长速度最快,年均增长面积为28.93km²;2002～2006年林地面积迅速增加,年均增长面积为29.655km²,苔草面积有所减少,芦苇面积保持基本稳定;(2)东洞庭湖湿地植被质心呈现从林地—芦苇—苔草逐层靠近湖心的分布特点,1993～2006年三种植被类型的质心均不断向湖心迁移,其中以林地与芦苇的变迁更为显著。     

基于逐级递减法的洞庭湖区晚稻生产潜力模拟与预测

洞庭湖区是中国的重要商品粮基地,也是长江流域重要的农产品产业区。本文利用2003~2007年气象数据及全国第二次土壤普查相关资料,按照光、温、水、土逐级递减的过程,采用逐级递减法,对水稻生产力不同预测方法进行了对比研究。结果显示:2003~2007年实际产量均值为5904 kg/hm²,逐级计算光温潜力法所得的均值为7808.072 kg/hm²;而基于FAO-AEZ方法计算的晚稻生产力5年均值仅为5687.45 kg/hm²,小于实测产量。基于逐级计算光温潜力的预测模型比较适合洞庭湖区域的晚稻生产潜力预测。晚稻生产力空间分布研究结果表明,洞庭湖区晚稻生产潜力呈现由西北向东南递减的过渡趋势,中高产区主要集中于常德市所属的澧县、安乡、汉寿和临澧一带,低产区则多分布于长沙市、益阳市和岳阳市等几个区域所属县市;洞庭湖区整体的水稻生产潜力偏低,低产潜力区域达到45%,通过各种耕作措施进一步增产的空间较大。     

Analysis of vegetation response to rainfall with satellite images in Dongting Lake

We analyzed the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from satellite images and precipitation data from meteorological stations from 1998 to 2007 in the Dongting Lake wetland watershed to better understand the eco-hydrological effect of atmospheric precipitation and its relationship with vegetation. First, we analyzed its general spatio-temporal distribution using its mean, standard deviation and linear trend. Then, we used the Empirical Orthogonal Functions (EOF) method to decompose the NDVI and precipitation data into spatial and temporal modes. We selected four leading modes based on North and Scree test rules and analyzed the synchronous seasonal and inter-annual variability between the vegetation index and precipitation, distinguishing time-lagged correlations between EOF modes with the correlative degree analysis method. According to our detailed analyses, the vegetation index and precipitation exhibit a prominent correlation in spatial distribution and seasonal variation. At the 90% confidence level, the time lag is around 110 to 140 days, which matches well with the seasonal variation.     

洞庭湖植被对降水的响应

We analyzed the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from satellite images and precipitation data from meteorological stations from 1998 to 2007 in the Dongting Lake wetland watershed to better understand the eco-hydrological effect of atmospheric precipitation and its relationship with vegetation. First,we analyzed its general spatio-temporal distribution using its mean,standard deviation and linear trend. Then,we used the Empirical Orthogonal Functions (EOF) method to decompose the NDVI and precipitation data into spatial and temporal modes. We selected four leading modes based on North and Scree test rules and analyzed the synchronous seasonal and inter-annual variability between the vegetation index and precipitation,distinguishing time-lagged correlations between EOF modes with the correlative degree analysis method. According to our detailed analyses,the vegetation index and precipitation exhibit a prominent correlation in spatial distribution and seasonal variation. At the 90% confidence level,the time lag is around 110 to 140 days,which matches well with the seasonal variation.     

基于多源遥感影像的洞庭湖地形提取方法

湖底地形数据是湖泊流域规划与治理、湖区冲淤变化研究、水资源利用和生态环境保护的重要基础。但传统的大型湖泊湖底地形数据获取手段耗时长、投入大,因此,有必要研究一种基于遥感影像快速获取湖底地形数据的方法。本文以洞庭湖为研究对象,采用Landsat和MODIS系列遥感影像提取湖区边界,基于趋势面分析法和克里金插值法,反演湖区边界各点对应的水位,将带有水位信息的边界点作为高程点实现湖底地形反演,进一步用实测湖底地形验证反演方法的可靠性。研究结果表明,克里金插值法水位反演效果较好,交叉验证的误差标准平均值在0.2 m以内,水位样本点分布较多处,基于克里金法的地形反演绝对误差在1 m以内。本文利用湖泊淹没区域变化的特点快速获取湖底地形,对湖区演变分析、综合治理与保护等具有重要意义。     

Eco-compensation effects of the wetland recovery in Dongting Lake area

Eco-compensation is an environmental economic instrument for internalization of external cost. Returning farmland to lake is one of the important parts of restoring wetland ecosystem function in the Yangtze River Valley of China. Whether the project of lake recovery can be successful depends on the compensation to the farmers who have lost their original benefits and contributed to the wetland ecosystem recovery by returning farmland to lake. Aiming at the wetland recovery of the Dongting Lake, the practical implementation of programs of the lake recovery and flood control in this area has been challenged by the heavy task of population resettlement, so it is an ideal area for case studies to reach the academic objectives proposed as the above. Based on field survey and experimentation, this research evaluated the benefit losses of the resettled farmers and the increased values of ecosystem service functions caused by wetland recovery, and furthermore, the value of eco-compensation for relocated farmers was calculated by considering the combination of the farmers’ compensation appeal. The value of eco-compensation for relocated farmers in the Dongting Lake area was 6084.5 yuan per household by synthetic analysis of the effects on wetland ecosystem restoration. Moreover, this article took Dongting Lake area as a case to study and explore the basic issues of the eco-compensation by returning farmland to lake, that was who should pay, who should be paid, how much the payment was and what the payment means was, which sought the mechanisms of wetland restoration eco-compensation and prompted the people’s enthusiasms for ecological restoration.     

洞庭湖区旅游城镇化系统耦合协调性时空格局及影响因素

基于旅游产业、城镇化和生态环境耦合协调作用机理,运用耦合协调模型分析洞庭湖区2000—2018年17个县域旅游城镇化系统耦合协调性的时空格局及影响因素。结果表明:①时序特征上,近20 a来耦合度和协调度呈现同步上升态势,两者均出现"一波三折"过程变化特点。耦合度增强的同时,协调度也随之增强,但滞后于耦合度的变化,协调水平有待提升。②空间格局上,协调度与耦合度均呈现出"中部低、四周高"的分布特点。17个县域2个典型年份的耦合度和协调度出现了不同类型的转变,高层次耦合类型和协调类型的县域集中分布在洞庭湖外围地区,低层次的县域则集中分布在洞庭湖中部地区。③耦合协调类型的空间组合差异明显,由低层次向高层次转变的县域达到9个,组合类型的空间分布格局与耦合度和协调度的分异特征基本相似。④相关分析表明,协调度与表征旅游产业发展水平、城镇化发展水平和生态环境治理水平因子的较强相关性是形成这种时空分异格局的主要影响因素。