长江经济带建设用地扩张与经济增长关系及区域差异

基于长江经济带11个省份2002—2014年的面板数据,运用空间计量生产函数模型对建设用地扩张与经济增长的关系及区域差异进行研究。结果表明:长江经济带经济增长具有显著的空间正相关性,空间效应估计结果表明空间误差模型能够很好拟合样本数据的特征,传统回归模型存在局限;建设用地投入对经济增长具有促进作用,但贡献程度小于资本和劳动力,投资驱动仍然是目前经济增长的主要方式;分区域看,上游地区建设用地要素投入对经济增长的贡献最大,中游地区次之,下游地区最小,主要原因是各区域的经济发展水平不同。鉴于土地要素对经济增长的贡献差异,提出合理引导建设用地扩张和维持经济持续健康发展的差异化政策建议。     

春季长江冲淡水在口门外海域逐月变化及其影响因素分析

利用2015年4、5、6月在长江口外开展综合海洋调查获取的实测数据,分析春季口门外海域长江冲淡水（Changjiang diluted water,CDW）时空分布特征及扩散过程,并结合同期的多源环境观测数据,探讨各环境动力因素对春季长江冲淡水分布的影响,深化对冲淡水在口门外海域扩展及其动态变化的认识。观测结果显示,2015年春季长江冲淡水的扩散范围逐月增大,主体最远可到达123°E以东海域,其逐月变化主要受控于口外水文气象环境。长江径流量大小决定了冲淡水出口门后的分布范围以及表层水盐度,风向则控制冲淡水的扩展态势。在风场与径流的共同作用下,春季口门外海域长江冲淡水的扩散呈现三种模式：4月份的顺岸南下型（冬季型）、5月份的东北转向型（过渡型）和6月份的东南-东北双向分支型（夏季型）。春季台湾暖流深层水已到达长江口外海域,与表层冲淡水层相互作用较弱,但随着上升流的逐月增强,其与上层低盐冲淡水之间的跃层效应愈发显著,一方面抑制长江冲淡水的向下扩展,同时上升流的涌升也减薄了冲淡水的厚度。再悬浮泥沙向上扩散的厚度显示出春季潮混合过程难以影响至表层,但在大潮情况下,水位波动变化更为剧烈,使外海高盐海水向陆上溯更远,导致5月份12250E断面的水体盐度整体相对较高。     

Perfectly matched layer boundary conditions for the second-order acoustic wave equation solved by the rapid expansion method

We derive a governing second-order acoustic wave equation in the time domain with a perfectly matched layer absorbing boundary condition for general inhomogeneous media. Besides, a new scheme to solve the perfectly matched layer equation for absorbing reflections from the model boundaries based on the rapid expansion method is proposed. The suggested scheme can be easily applied to a wide class of wave equations and numerical methods for seismic modelling. The absorbing boundary condition method is formulated based on the split perfectly matched layer method and we employ the rapid expansion method to solve the derived new perfectly matched layer equation. The use of the rapid expansion method allows us to extrapolate wavefields with a time step larger than the ones commonly used by traditional finite-difference schemes in a stable way and free of dispersion noise. Furthermore, in order to demonstrate the efficiency and applicability of the proposed perfectly matched layer scheme, numerical modelling examples are also presented. The numerical results obtained with the put forward perfectly matched layer scheme are compared with results from traditional attenuation absorbing boundary conditions and enlarged models as well. The analysis of the numerical results indicates that the proposed perfectly matched layer scheme is significantly effective and more efficient in absorbing spurious reflections from the model boundaries.     

Damage sequence and safety margin assessment of expansion joints by shake table testing

The performance of nonstructural components has attracted attention, and previous large earthquakes have resulted in widespread damage to expansion joints. In contrast to the main structural components, for which ductility beyond the design tolerance is ensured, the safety margin of nonstructural components classified as the product of mechanical engineering, such as expansion joints, is uncertain. This paper investigates the damage sequence and safety margin of expansion joints through shake table testing. The expansion joints were installed to connect 2 rigid steel frames with short and long natural periods. Four commonly used types, high-performance and standard-performance floor and wall expansion joints, were tested. Seven damage patterns of the 4 expansion joints were observed, and most of the damage patterns were considered displacement dependent. The damage mechanisms and relative displacements at the moment of damage were identified by using strain gauges attached near collision and damage locations. The high-performance expansion joints showed only minor damage beyond the design motion range, whereas the standard-performance expansion joints exhibited minor damage below the design motion range and failure at the design motion range or slightly beyond. For each damage state, repair information was obtained through a questionnaire to an expansion joint manufacturer, and the sum of the initial cost and repair cost for high-performance and standard-performance expansion joints was compared. The results will be useful for the selection of expansion joints in the design process.     

基于多源数据的城市建设用地扩张时空特征分析——以佛山市顺德区为例

随着我国城市化进程的加快,城市建设用地规模进一步增加,同时带来交通拥堵、环境污染、绿地减少、城市热岛等城市问题。本文综合利用2015年地理国情普查数据、2011和2013年遥感数据,通过建立城市扩张强度指数,运用统计分析、空间聚类等方法,确定了顺德区建设用地在过去4年间年均增长率为1.8%,其中新城区的年均增长率超过14%;此外还发现主城区的扩展模式主要为填充式扩展,其中大良街道和勒流街道主要为工业园区的扩展,伦教街道主要为中央公园的扩展,容桂街道主要为物流园的扩展。     

1978-2014年唐山市中心建设用地扩展时空分析

针对城市的外延式扩展过程中存在的问题,该文基于多时相遥感数据,采用监督分类法初分、决策树分类法再分的解译方法高精度地提取了唐山市中心建设用地,定量分析其在1978—2014年的时空扩展特征。研究发现,唐山市城市建设用地在研究期间呈外延扩张态势,市中心以高速填充—中速填充—快速填充—快速外延式扩展为主要特点;受地质条件影响,唐山市城市扩张方向为地质条件较好的西北方向;城市扩展过程中仍存在土地利用率不高的问题,城市空间紧凑度日趋离散,但内部联系理论上相对紧密。该研究对于了解城市空间扩展形态、方向和规律提供了方法和数据参考,可为优化城市发展布局提供一定数据支撑。     

An assessment of the impact of urbanization and land use changes in the fast-growing cities of Saudi Arabia

Understanding rates, patterns and types of land use and land cover (LULC) changes are essential for various decision-making processes. This study quantified LULC changes and the effect of urban expansion in three Saudi Arabian cities: Riyadh, Jeddah and Makkah using Landsat images of 1985, 2000 and 2014. Seasonal change of vegetation cover was conducted using normalised difference vegetation index, and object-based image analysis was used to classify the LULC changes. The overall accuracies of the classified maps ranged from 84 to 95%, which indicated sufficiently robust results. Urban area was the most changed land cover, and most of the converted land to urban was from bare soil. The seasonal analysis showed that the change of vegetation cover was not constant due to climatic conditions in these areas. The agricultural lands were significantly decreased between 1985 and 2014, and most of these lands were changed to bare soil due to dwindling groundwater resources.     

地表温度扰动特性及其与建设用地扩张的关系

河口地区是人口密集、经济繁荣的区域之一,同时也是生态环境脆弱区,易受到人类活动带来的负面影响,其中热环境恶化问题尤其突出。本文基于多源遥感影像数据,结合遥感技术和统计学方法,研究城市化进程中闽江河口地区20年来的地表温度变化特性;利用Moran's I指数分析研究区表面温度的空间集聚特性及其产生的尺度效应,并定量分析表面温度与不同景观类型的相关性。结果表明：① 1993-2013年,闽江河口地区建设用地面积大幅增加,经历了由慢至快,而后稳中有升的过程;城市扩张是通过大量大规模的边缘式扩张实现的,东部、西部和南部是扩张的3个主要方向。② 地表温度空间格局变化明显,次高温区和高温区显著增加,次低温区和中温区减少,低温区变化不大;高温区扩散方向与建设用地扩张方向基本一致。③ 地表温度存在明显的扰动现象,表现为靠近主城区剧烈,城郊和郊区相对和缓的特性,同时地表温度空间格局具有显著的空间聚集性。④ 建设用地扩张是地表温度增强的重要原因,林/草地和水域能有效缓解区域高温;耕地并未表现出显著的降温效果,但随着耕地比重的增加,地表温度逐渐趋于稳定。研究结果可为改善城市热环境、促进区域可持续发展提供有益参考。     

粤港澳大湾区建设用地扩张与城市热岛扩张耦合态势研究

深入研究粤港澳大湾区建设用地扩张与城市热岛扩张的耦合态势,对改善大湾区生态环境、实现城市化的健康发展,具有重要的意义和科学价值。本文以粤港澳大湾区为研究区域,选取2000、2008和2016年的遥感影像数据和地表温度数据,提取大湾区的建设用地、划分城市热岛强度等级、识别城市热岛区域;在此基础上,使用总体耦合态势和空间耦合特征两种模型揭示大湾区在不同时期建设用地扩张和城市热岛扩张的耦合关系。结果表明：① 2000-2016年,粤港澳大湾区的建设用地扩张和城市热岛扩张趋势具有同步性;② 城市热岛区域面积不断增加,在珠江口两岸逐步形成了连接中山-佛山-广州-东莞-深圳-香港,大范围分布的倒“U”形城市热岛条带;③ 大湾区建设用地与城市热岛的总体耦合态势处于不断加强的过程,至2016年,两类指标的重心距离达到研究期内的最小距离,此时的总体耦合态势最强;④ 研究期内,大湾区未出现建设用地扩张和城市热岛扩张严重失调情况,建设用地扩张和城市热岛扩张耦合类型以耦合型、基本耦合型以及轻度不耦合型为主,空间耦合程度高。     

中国建设用地扩张对景观格局演化的影响

探索建设用地扩张对景观格局变化的影响机理是理解人类活动对生态系统功能、格局和过程变化影响机制的关键。但中国全国尺度建设用地扩张过程对景观格局演化的影响研究明显不足。基于此,突破传统行政区划单元的分析方法,以覆盖全国的10 km格网为基本单元,基于1975-2014年建成区比率数据来表征建设用地扩张水平,运用同期土地利用数据计算相应的景观指数,定量刻画了建设用地扩张及景观格局的时空演化过程,并运用空间计量经济模型定量解析了建设用地扩张过程对景观格局演化的影响效应。同时,基于全样本、不同时间点、不同规模城市和不同区域城市的对比揭示建设用地扩张过程对景观格局演化影响的时空差异性。研究结果表明：40年间建成区比率值增长了3倍,高于同期的人口城镇化增长水平,东、中和西部间呈现出显著的梯度差异性,而且差异程度逐步增加,大、中、小城市之间的差异也较为显著。1975-1990年、1990-2000年和2000-2014年3个时间段的年均增速分别为5.87%、2.32%和2.32%。景观格局总体上也经历了显著变化,优势景观类型的主导性逐步降低,景观格局趋于破碎化,复杂度增强,邻近度趋于离散,聚集度逐步降低,结合度渐高,景观多样性和均匀度均有所提高。随着建设用地扩张水平的提高,景观越来越趋于破碎化,人类活动对景观的干扰强度和频率也不断增强。例如,建设用地扩张水平每提高1%将导致景观斑块数量提高0.45%左右。但是建设用地扩张水平与景观复杂度的变化在空间上存在错位。建设用地扩张水平的提高在一定程度上使同类型斑块间的距离变近,景观聚集度出现降低趋势,景观越来越呈现多种要素的密集格局,斑块聚合和集群性增强,相应的结合度也越来越高,景观均衡化趋势和均匀分布越来越明显。同时发现,不同规模城市和不同区域的影响差异显著,除地理区位因素差异性不显著外,其他控制要素也对景观格局演化具有差别化的影响。