基于人居环境特征的青藏高原“无人区”空间界定

青藏高原独特的高寒环境与自然条件在一定程度上限制了人口的自然分布与有序发展,形成了中国面积大、分布广的“无人区”（UPAs）。然而,当前有关“无人区”面积、分布、特征与区域差异等研究尚无定论。客观、准确界定“无人区”的空间范围,对开展青藏高原资源环境承载力评价、国家公园与生态安全屏障建设等具有重要意义。基于青藏高原居民点分布信息,据其地形、气候、生态、土地利用等要素特征,本文综合表征了居民点的自然—生态—土地利用耦合关系,率定了居民点分布上限的各要素阈值,通过多要素空间叠加构建了“无人区”评价综合模型,并以居民点分布的自然极限、生态（含氧量）下限、土地利用规律为关键阈值界定了青藏高原“无人区”空间范围并分析了其地理分布特征。研究表明：① 以居民点分布累计比例< 0.1%计,确定“无人区”的地形阈值为海拔> 5665 m、相对高差> 2402 m、地形起伏度> 8.59,气候阈值为相对湿度< 76.2%、温湿指数< 33或 > 71。② 根据居民点分布及人体对含氧量耐受情况,确定“无人区”的生态阈值为气压< 500 hpa、大气含氧量< 40%。③ 青藏高原严格“无人区”面积达1912 km²,其中新疆699 km²、四川413 km²、西藏331 km²、青海291 km²、甘肃178 km²。空间上呈零星分散状,多分布在四川贡嘎山、珠穆朗玛峰附近等极高山地区、可可西里东部—罗布泊地区;以及少部分分布在青海柴达木盆地。     

地缘经济合作背景下的中国磨憨-老挝磨丁口岸地区建设用地扩张

20世纪90年代以来,在地缘经济合作机制的影响下,作为中南半岛唯一的内陆国家,老挝边境地区正在经历以建设用地扩张为主的土地利用与覆被变化（LUCC）。本文以中老磨憨-磨丁口岸为例,基于2016年2月-2018年11月10期Sentinel-2 A/B 10 m分辨率遥感影像,利用面向对象与分类后目视修改相结合方法提取2016-2018年磨憨-磨丁口岸15 km缓冲带的建设用地分布信息,并分析了建设用地的时空变化及国别差异。研究结果表明：① 中老磨憨-磨丁口岸地区经历了阶段性快速发展,由2016年年初的1098.8 hm ²激增到2018年年底的2238.8 hm ²,增加了1140.0 hm ²,其中50.8%的新增建设用地集中在海拔800~1000 m,80.9%在坡度20°以下;② 中国磨憨口岸侧建设用地占研究区建设用地的比重从63.3%递减至54.8%,但仍占规模优势,由695.4 hm ²猛增到1226.7 hm ²,平均增幅6.7%;③ 老挝磨丁口岸侧建设用地增加近1.5倍,从403.4 hm ²剧增到1012.1 hm ²,平均增幅11.1%,占比由36.7%递增到45.2%。可见,日益发展的地缘经济合作是推动中老两国边境地区（特别是口岸）土地利用变化的主要诱因。     

老挝VIIRS活跃火的主要自然地理要素特征

利用美国国家航空航天局火灾信息资源管理系统（FIRMS）VIIRS V1活跃火、先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型（ASTER GDEM）、MODIS NDVI/LSWI与土地覆被数据产品（FROM-GLC）,基于GIS定量分析老挝2012—2017年从分省到国家不同空间尺度活跃火频次的动态变化,并重点分析2015厄尔尼诺年活跃火频次及其与海拔、坡度、植被-水分（NDVI ^*、LSWI）指数、土地覆被等主要自然地理要素的相关特征。结果表明：① 老挝活跃火频次呈先增后减的趋势,峰值在2015厄尔尼诺年,主要集中在上、中寮,其中琅勃拉邦、沙耶武里与沙湾拿吉三省居前三位,而万象市、塞公和赛宋本则居后三位。② 老挝2012—2017年活跃火发生频次与地形因素（海拔、坡度）的关系基本相同,活跃火集中在海拔1000 m以下、坡度小于30°的低山-丘陵区。其中,上寮活跃火集中分布在500~1000 m、10~30°的斜陡坡山地,中、下寮集中在500 m以下、2~20°的缓斜坡丘陵。③ 活跃火高度集中在旱季,以3月、4月最多,并集中分布在NDVI为0.4~0.8和LSWI为0.2~0.6的中高覆盖度植被区。④ 老挝活跃火主要发生在森林这一土地覆被类型中,且以上寮最为集中,而中寮多以农田、草地和灌丛活跃火为主。综上,基于自然地理要素的活跃火特征分析可以有效识别其发生类型,即老挝活跃火主要由刀耕火种农业所引起。     

青藏高原地形起伏度及其地理意义

地形起伏度是区域人居环境适宜性与资源环境承载力的关键评价指标之一。当前有关其最佳评价窗口、及其与海拔—相对高差的相互关系仍缺乏深入研究,进而影响该指标对区域地形起伏的有效表征。客观认识青藏高原地形起伏度有助于促进其国家生态安全屏障建设与区域绿色发展。以先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型（ASTER GDEM, 30 m）地形数据（V2）为基础,本文利用均值变点分析法确定了青藏高原地形起伏度评价的最佳分析窗口,基于地形起伏度模型（RDLS）研制了青藏高原首套30 m地形起伏度专题图,据此分析了地形起伏度与海拔、相对高差的相互关系,并界定了地形起伏度对区域地形起伏状况的有效表征。主要结果/结论包括：① 基于GDEM的青藏高原地形起伏度评价最佳窗口为41×41个像元的矩形邻域,对应面积约为1.51 km²,均值变点分析表明区域地形起伏度评价最佳窗口有其唯一性。② 青藏高原地形起伏度均值约为5.06,超3/5区域地形起伏度介于4.5~5.7之间;整体上,青藏高原地形起伏程度由其东北部向西南部、西部递增,仅在柴达木盆地、藏南谷地以及河湟谷地出现低起伏地貌特征。且地表起伏在不同纬度剖面变化较为一致（沿山脉走向）,但不同经度剖面起伏层次错落（横切山脉走向）。③ 相关性分析表明不同地形起伏度分别对应不同平均海拔、不同相对高差的地貌单元。青藏高原地形起伏度经纬向剖面分析表明,该区由东部的低山稳步爬升,山体经历骤然爬升（即地表起伏特征剧烈）后形成以极高山为主的有序错落起伏（喜马拉雅山脉）。     

地缘经济背景下泰国及其毗邻国家边境农业扩张与集约化抵边特征

自泰国总理差猜1988年提出“变印支战场为市场”倡议以来,泰国与毗邻国家（缅、老和柬）的地缘关系由政治阻隔转向经济合作,并在其边境（尤其是口岸）引发不同程度的土地覆被/利用变化。利用美国国际开发署SERVIR-Mekong项目土地覆被产品,基于GIS空间分析对泰缅、泰老和泰柬边境地带（国界线两侧20 km缓冲区）1988、1998、2008、2018年的土地覆被现状及其时空变化、以及因农业扩张与集约化引起森林变化的抵边/离边、趋同/趋异特征进行了定量研究与国别对比。结果表明：① 森林、耕地和果园是3条边境主要土地覆被类型,土地占比超过96%,其中森林因农业扩张与集约化而持续减少。② 农业扩张与集约化引起的森林转换时空特征显著,即泰缅、泰老边境于1998—2008年在湄索（泰）-妙瓦底（缅）口岸、汶干（泰）-北汕（老）口岸附近及“金三角”地区较为剧烈,泰柬边境则在1988—1998年内于卡普曾（泰）-奥斯玛（柬）口岸周边较为突出,土地占比超七成。③ 边境地区农业扩张与集约化引起的森林变化具有明显的抵边/离边、趋同/趋异特征。农业扩张所致森林变化在泰老边境由同向变化转为反向趋异,在泰缅边境两侧由强抵边转为在缅一侧抵边更为明显,在泰柬边境主要表现为先抵边后离边再抵边。集约化生产所致森林变化在泰老边境表现为泰国一侧抵边更强,在泰缅缅甸一侧为离边到抵边,在泰柬边境两侧主要为反向抵边。④ 边境森林变化的抵边/离边、趋同/趋异特征分析表明,泰国对老挝的影响最大,柬埔寨次之,缅甸最次。本研究可为从地理学空间视角研究边境土地利用与地缘经济关系交叉互动提供启发。     

三种活跃火遥感产品（MODIS C6、VIIRS V1和VIIRS J1）一致性与差异性对比

MODIS C6、VIIRS V1和VIIRS J1是NASA火灾信息资源管理系统（FIRMS）2020年首次同步发布的三套全球活跃火遥感产品。鉴于卫星过赤道时间、空间分辨率、火情监测算法有别,分析MODIS和VIIRS不同活跃火产品监测结果一致性和差异性,对明确不同火产品的适用性至关重要。利用中南半岛同年活跃火矢量产品,通过GIS渔网（1 km）定量分析不同时间尺度（全年、旱/雨季和昼/夜）活跃火发生的频次与强度特征,横向对比了三套活跃火产品的一致性与差异。结果表明：① 中南半岛三套产品逐月发生频次一致性最高,逐日次之,逐时最低。全年“有火区”格网占比37.23%,其中VIIRS相应比重三倍于MODIS,且J1略高于V1。三套产品两两比较时,VIIRS V1/VIIRS J1组合总体一致性最高,VIIRS J1/MODIS C6组合一致性最低。② 三套产品旱季“有火区”占比、活跃火发生频次与强度均显著高于雨季,且VIIRS V1与J1活跃火发生强度空间分布一致性更高。旱季V1活跃火累积发生频次最高、发生强度更强;雨季J1相应频次最高,发生强度较强。③ 三套产品白天“有火区”占比、活跃火累积发生频次均高于夜间,发生强度空间分布一致性亦高于夜间,其中VIIRS V1与J1夜间一致性最高。且昼/夜V1活跃火累积发生频次和“有火区”占比均最高,但J1发生强度最强。④ VIIRS V1与J1监测精度更高,空间覆盖范围更广,且VIIRS V1更适用于旱季、白天和夜间活跃火相关研究,而VIIRS J1对雨季活跃火的探测水平更高,但MODIS C6的优势在于历史数据丰富。     

基于Landsat历史影像的中南半岛山区1988–2016年历年新开辟刀耕火种农业识别与制图（英文）

Swidden agriculture is by far the dominant land use system in the uplands of Southeast Asia(SEA), as well as other tropical regions, which plays an important role in the implementation of Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation(REDD) of United Nations. To our knowledge, the long-term inter-annual area of newly burned plots(NBP) of swidden agriculture in mainland Southeast Asia is still not available, let alone in the whole tropics. With the strengthening regional geo-economic cooperation in SEA, swidden agriculture has experienced and/or is still experiencing extensive and drastic transformations into other diverse market-oriented land use types since the 1990 s. In this study, high-level surface reflectance products of Landsat 4/5/7/8 family sensors including Thematic Mapper(TM), Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+) and Operational Land Imager(OLI) acquired in March, April and May of each year between 1988 and 2016 were firstly utilized to detect and monitor the extent and area of NBP of swidden agriculture with multiple thresholds of four commonly-used vegetation indices, namely the Normalized Difference Vegetation Index(NDVI), Normalized Difference Moisture Index(NDMI), Normalized Burn Ratio(NBR) and Soil Adjusted Vegetation Index(SAVI), in combination with local phenological features of swiddening and topographical data. The results showed that:(1) an annual average of 6.08×10~4 km~2 of NBP of swidden agriculture, or 3.15% of the total land area of MSEA, were estimated in the past nearly three decades.(2) Annual NBP were primarily distributed in four major geomorphic units including the Central Range of Hills, Northern Mountainous Region, Western Myanmar Hills, and Annamite Chain.(3) A decadal average analysis indicated that the NBP of swidden agriculture opened year by year declined as a whole, especially after 2010, merely with an average of 5.23×10~4 km~2.(4) The top ten provincial administrative units in Cambodia, Laos, Myanmar, Thailand and Vietnam, which consistently accounted for over 90% of the newly opened swiddens of each country, showed distinct fluctuations in using slash-and-burn practices in the last decades. The Landsat-based(30 m) reconstructed 29-year longitudinal updated maps(including extent and area) of the NBP of swidden agriculture may contribute to REDD and local livelihood related studies in Continental Southeast Asia. Our study further demonstrated that the multiple vegetative indices thresholds approach holds great potential in detecting swidden agriculture in tropical mountainous regions.     

1976年-2013年老挝主要农作物种植结构时空演变特征分析北大核心CSSCI

综合运用时序变化趋势、区域重心等方法,基于老挝1976年~2013年全国、省域层面农作物统计数据,从种植结构类型和种植比例变化趋势等方面分析了解放以来老挝种植结构的时空演变特征。结果表明:(1)1976年~2013年,老挝农业生产取得了一定的发展,近40年种植面积增加了1.1倍,总产量增加了6.5倍,但单产水平仍然偏低,不足3t/hm2;就省级层面而言,因自然条件、资源禀赋等存在绝对差异,各省主要农作物生产与布局波动幅度较大。(2)1976年~2013年,老挝主要农作物种植面积与产量重心呈现"南北徘徊,整体南移"的趋势,相较而言,下寮主要农作物生产更具优势,具有成为"老挝粮仓"的潜力。(3)近40年来老挝种植结构发生了较大调整,类型多样性增加了3.4倍,多样的种植结构逐渐替换简单的种植结构,但种植结构仍然较为单一,以粮食作物为主;就变化类型而言,由单一稻谷种植转变为以粮食与经济作物组合为主导的格局。     

中南半岛旱季VIIRS活跃火的空间特征与国别差异

热带是全球活跃火(active fire)的集中发生区,客观认识其空间特征、国别差异及其动态变化对评估区域生物质燃烧及其碳排放等具有重要意义。作为热带季风气候典型区,中南半岛旱季活跃火发生发展空间特征及其动态变化仍缺乏清晰认识。为此,论文利用可见光红外成像辐射仪(VIIRS) S-NPP 2012—2019年活跃火矢量数据,基于核密度与空间自相关评价了中南半岛及国别旱季尤其是其特征月份(2—4月)活跃火发生发展的密集程度、集聚特征及其动态变化。结果表明：① 中南半岛活跃火核密度低值区占比最大(79%),高值区最小(4%);柬埔寨、缅甸、老挝等经济落后国家的核密度均值明显高于泰国和越南;2012—2019年核密度高值区具有朝高海拔、向内陆与趋边境等分布特征,且柬埔寨东北部长居高值区。② 活跃火核密度中值区变化集中在1—4月,且多分布在低、高值区周围;高值区变化集中在2—4月,由柬埔寨东北部逐渐向缅甸东/西部、泰国西北部以及老挝北/南部转移。③ 半岛与5国活跃火核密度在旱季具有显著空间正相关性,空间集聚类型以“高—高”型和“低—低”型集聚为主,越南、柬埔寨等国局部自相关性强于泰国和老挝。     

2001—2018年印度尼西亚MODIS活跃火的发生特征与响应

基于印度尼西亚2001—2018年FIRMS MODIS活跃火（Active Fire）位置数据,通过GIS渔网（1 km×1 km）定量分析了该国活跃火的发生概率、强度及其对厄尔尼诺的响应。结果表明：① 印度尼西亚18年间至少发生过一次活跃火的区域（即“有火区”）占22.79%,五大岛屿“有火区”以加里曼丹岛最多,巴布亚岛最少。活跃火发生以低概率为主,集中在8—10月,加里曼丹岛和苏门答腊岛分布最多;中概率分布较少,苏门答腊岛东部低地平原和加里曼丹岛南部及西南沿岸最为集中;高概率零星分布,大部分集中在爪哇岛和苏拉威西岛。② 活跃火的发生强度以1级（1次/a）和2级（2~3次/a）为主,3级（4~7次/a）次之。1~5级（1~22次/a）活跃火主要集中在加里曼丹岛和苏门答腊岛,6级（23~165次/a）活跃火集中在爪哇岛、苏门答腊岛和苏拉威西岛,且强度从中心向四周递减。此外,不同概率组内活跃火的发生强度也不同,低、中、高概率活跃火分别以1次/a、1~3次/a、2~7次/a为主。③ 印度尼西亚8—10月活跃火对强、弱厄尔尼诺的敏感度不同,其响应表现在活跃火频次与影响面积显著增加,厄尔尼诺越强,活跃火响应程度越高。其中,苏门答腊岛响应程度最高,巴布亚岛最低。