中国自然景观综合信息图谱研究

地学图谱是用可视化形式 ,有规律的图形来表现空间信息 ,地学信息图谱是计算机化的地学图谱 ,是地图可视化的一种新形式。中国自然景观综合信息图谱是地学信息图谱研究的一个重要内容。本文首先介绍了自然景观信息图谱的基本概念 ;然后探讨中国自然景观综合信息图谱设计与提炼的技术路线 ,以及中国自然景观综合信息图谱与自然景观单要素信息图谱的提炼方法 ,并给出具体实例 ;最后简要介绍了中国自然景观综合信息图谱信息系统的研制。通过对中国自然景观综合信息图谱的设计与提炼 ,探讨了地学信息图谱的研究思路和技术路线 ,为地学信息图谱的进一步研究 ,提供了可借鉴的方法。     

区域生态环境综合信息图谱的分类与案例分析——以福建省为例

生态环境图谱类型的划分是自然资源合理开发利用和治理及地学信息图谱研究的基础。该文采用系统分析的思路,在总结对比分析前人对土地利用/土地覆被、植被、地貌、景观以及生态环境等的分类研究的基础上,依据地学信息图谱的方法论,借助遥感和地理信息系统等技术,构建生态环境综合信息图谱分类的系统,并以福建省为例,提出福建省生态环境图谱的分类系统。     

陕西省城镇与交通信息图谱的建立与分析

地学信息图谱是伴随地学信息知识的创新而产生的,建立地学信息图谱的过程就是对地学研究对象的认知过程。本文通过对陕西省城镇和交通信息图谱的建立与分析,指出陕西城市具有格状对称分布的规律;陕西交通布局具有线形对称分布的特征。通过以延安为中心的我国大城市靶形图谱分析,建议把延安发展成大城市,以带动陕北和周边地区的经济发展。结论是应在城镇与交通信息图谱的指导下,制定出陕西城镇与交通发展的科学规划。     

Eco-environmental spatial characteristics of Fildes Peninsula based on TuPu models

This study applies a TuPu analysis to investigate ecological and environmental aspects of an Antarctic ice-free area, using Fildes Peninsula as an example. The TuPu unit was determined using a vector-grid mixed data model. Information from the eco-environment elements was effectively extracted, and was generalized into different classes by means of data mining technol- ogy. A series of single-factor thematic information TuPu models, such as topography, soil, animal and vegetation, and human activities for Fildes Peninsula were built in this study. The topography TuPu model contained information on elevation and slope. The soil TuPu model involved soil development stages and soil thickness information. The animal and vegetation TuPu model contained the distribution of animals, plant types, lichen cover and lichen height. The human activities TuPu model included popu- lation density and human disturbance index information. The landscape comprehensive information TuPu model of Fildes Penin- sula also was established, and contains twenty-nine landscape units and twelve types of combined environments. The study quan- titatively revealed the spatial morphology and correlation of the regional eco-environment based on the analysis of these TuPu models. From these models, we can draw the conclusion that there is a regular differentiation of eco-environment from the coastal bands to the central hills in Fildes Peninsula, and that the eco-environment condition of the eastern coasts is different from that of the western coasts. The eco-environmental spatial variation also differs greatly from north to south. Based on analysis of spatial correlation, the vegetation in Fildes Peninsula has the greatest correlation with human activity, and has a certain correlation with topography and soil. This research may provide a new technical approach and scientific basis for the in-depth study of Antarctic eco-environments.     

基于层次分析法的拉市海高原湿地生态系统健康评估

 本文以云南省丽江市拉市海高原湿地生态系统核心区为研究区域,利用区域生态系统功能监测指标和自然环境及人文活动因素指标,对拉市海高原湿地生态系统的健康状况进行空间综合评估分析。首先,根据当前生态系统的状况和高原湿地生态系统的特征,结合湿地保护区开展的系列生态系统功能监测项目及其指标,并充分考虑评估模型的系统性、科学性和实际操作的可行性,构建了拉市海高原湿地生态系统健康评价的指标和指标体系。然后,采用层次分析方法(AHP),融合自然综合指标、人文因素指标在内的生态系统健康综合评价模型,确定6级的生态系统健康评估标准;最后,根据空间评价模型和数据资源,对各个指标权重进行分析计算,得出拉市海高原湿地生态系统的健康状况的空间分布。研究结果表明,拉市海高原湿地的生态系统健康状况良好。按照划定的6级标准,其中,稳定区和较稳定区面积9 358.93hm²,占研究区域总面积的61%,脆弱区和较脆弱区面积为6 058.46hm²,占总面积的39%。整个研究区域内不存在很稳定区和极稳定区,这为高原湿地生态系统的综合管理及发展规划提供了依据。     

知识社会的城市生态系统复杂性探讨

以信息技术广泛应用、知识经济诞生为标志的第三次城市革命的来临，正对城市发展和人类社会产生重大的影响。本文用生态学、复杂性科学的研究思想、方法，围绕具有生命特征的城市及城市生态系统进行相关问题研究，着重分析了知识社会的城市生态系统复杂性，并进一步探讨了知识社会城市生态环境下的城市管理变革。     

新疆农业景观格局演变对其生态系统服务价值的影响

结合遥感、地理信息系统、景观生态学和空间分析等理论,分析了新疆地区2000~2015年农业景观格局的时空动态变化特征,测算了农业生态系统服务价值,通过相关分析进一步研究了农业景观格局与生态系统服务价值的关联,为促进区域土地资源合理利用和生态农业发展提供科学依据。结果表明,新疆农业生态系统正朝着多样化、稳定化的方向发展;农业生态系统服务价值显著增长,但区域间的价值差异较大,呈现北疆高南疆低的分布格局;景观面积、斑块数和景观形状对新疆地区农业生态系统服务价值影响较大且均呈现明显正相关关系。     

基于贝叶斯机器学习的生态模型参数优化方法研究

参数优化方法是准确估计生态模型参数、降低其不确定性的有效手段。本文提出一种基于贝叶斯机器学习的No-U-Turn Sampler（NUTS）生态模型参数优化方法。NUTS是一种高效的参数优化方法,每次取样中利用递归算法生成候选参数集（二叉树）推断参数的后验信息,如果满足约束条件“非U型回转”,不断构建子树更新参数;否则,记录本次抽样的“最优”参数集,并开始下一次取样,直到获取足够样本。该算法在每次取样中充分优化参数,避免因随机游走行为产生冗余抽样,提高了参数优化效率。本文以千烟洲亚热带人工针叶林碳通量模拟为例,基于Pymc3框架利用NUTS参数优化方法实现了碳通量（Net Ecosystem Exchange,NEE）模型参数反演,并与Metropolis-Hastings（MH）方法进行对比。结果表明,本文算法的参数值达到稳定波动时的抽样次数减少了85%左右,参数优化效率提升3倍左右。参数优化后,2种NEE模型中7个参数不确定性降低10%~53%。此外,NEE模拟效果明显提升,模拟值与实测值的R²分别提高23%和17%,RMSE分别降低3%和4%。综上所述,本文提出的参数优化方法对生态领域的参数估计或数据同化工作具有一定的借鉴意义。     

兰州市生态系统健康评价及协调性分析

进行区域生态系统健康评价,可以为当地制定生态系统保护政策和措施、生态系统协调和可持续发展提供科学依据。受数据源获取困难等因素制约,从乡（镇、街道）尺度开展的生态系统健康研究尚不多见。本文通过压力-状态-响应模型,选取15个指标因子构建了适宜于乡（镇、街道）尺度的评价指标体系,然后以第一次地理国情普查成果、统计年鉴数据和Landsat8、HJ-CCD、OMI遥感影像为主要数据源,对部分指标使用统计降尺度处理的基础上,以乡（镇、街道）为评价单元,运用熵值法综合评价兰州市生态系统健康状况,并对压力-状态-响应协调度进行分析。研究结果表明：① 生态系统健康整体表现出由城市中心区较差向城市外围区较好的过渡和替换趋势,从乡镇（街道）尺度来看,属于“不健康”、“亚健康”、“健康”、“很健康”的分别有13.5%、28.8%、51.3%、6.2%;② 就协调度而言,有59%的乡（镇、街道）为中度协调区,主要连片分布在城市郊区,其余分布在安宁区的街道,剩余的41%街道为高度协调区和低度协调区,占国土面积的25%,主要分布在城区的街道,零星分布在城市郊区的一些乡镇。     

1980s-2005年内蒙古地区生态系统服务功能价值的时空变化分析

近几十年,内蒙古地区实施了诸多生态修复与保育工程。为了评估这些工程的实施成效,本文以土地利用/覆被变化(LUCC)为切入点,借助价值存量、价值增量、价值空间强度等参量,在全区和盟市尺度上,估算并分析了内蒙古地区陆地生态系统服务功能价值变化的时空特征及驱动因素。研究结果表明：(1)2000年以来,全区价值存量小幅度增加了0.24%,但价值增量的减少速度加快了32.9%,且中东部的变化大于西部;(2)在经济发展和人口增长的双重压力下,中东部平原耕作区、森林保育区深受国家宏观政策的影响,2000年后生态系统服务功能价值存量分别增加了4.52%、4.23%,价值增量分别增加了5.91亿元、8.88亿元;中西部山区草原荒漠化治理区受制于降水不显著的波动减少态势,2000年后生态系统服务功能价值存量增加了3.51%,但价值增量减少了4.22亿元;(3)2000年以来,中东部地区人类活动正向胁迫的影响力,由前期的45.8%增强到后期的76%,但中西部地区仍然面临着艰巨的生态治理压力。研究结果为科学合理划分生态功能区、规划实施生态修复与保育工程、建立生态补偿机制提供了参照。