A method for evaluating the longitudinal functional connectivity of a river–lake–marsh system and its application in China

The longitudinal functional connectivity of a river–lake–marsh system (RLMS) refers to the actual water-mediated transport of material from upstream to downstream areas along a spatial gradient and is fundamental to understand hydrological and biogeochemical cycles. However, due to a lack of consensus on appropriate data and methods, the quantification of connectivity is still a challenge, especially at the catchment scale. We developed a new method to evaluate longitudinal functional connectivity based on fluxes of materials (water, sediment, and chemicals) along a RLMS. The calculation of fluxes is based on the longitudinal pattern of terrain gradient, which influences transport efficiency, and on contributions from hillslopes, which set the initial spatial template of material loading to the RLMS. We evaluate the contributions from hillslopes to RLMS based on a new modified version of the index of sediment connectivity (IC) proposed by Borselli et al. (2008) and revised by Chartin et al. (2017).We applied this method to the Baiyangdian Basin covering an area of 3.4 × 10⁴ km² in China and quantified longitudinal functional connectivity during normal, wet, and dry periods(April, July and December) in year 2016. We found that areas with good structural connectivity exhibited poor functional connectivity during the normal and dry periods. Modelling testing with discharge data from hydrological stations and measured chemicals from Baiyangdian Lake was satisfactory in test periods. We conclude that public data and Digital Elevation Model-derived information can be used to reliably map the longitudinal functional connectivity of RLMSs. The proposed method provides a useful tool for monitoring and restoring the longitudinal functional connectivity of RLMSs and our results indicate that efforts aimed at restoring functional connectivity in RLMSs should take into account landscape patterns that can greatly influence fluxes in the watershed.     

城市职能特征及其形成机理研究进展与展望

城市职能是城市定位、制定发展战略的重要依据,城市职能具有阶段性、等级性、地域性等特征,论文通过对不同学者的相关研究成果进行归纳总结,以期把握城市职能特征及其形成机理的普遍性规律。结果表明：① 不同城市发展阶段的职能特征表现为城市主导职能不断更替,农业社会阶段主要是政治和商业职能,工业社会阶段主要是制造业、商贸和物流职能,后工业化阶段是服务业职能且以生产性服务业职能为主。② 不同城市规模等级的职能特征表现为城市等级越高,城市职能综合性越强,服务业职能越强。③ 不同空间层面城市职能特征表现为,全球层面,发达国家本土通过城市职能升级,全球产业转移,形成以服务业为主导职能,发展中国家通过承接制造业转移,加速工业化,形成工业职能为主导职能,服务业职能地位不断提升;全国层面,城市职能地带性差异较大,东部工业职能依然突出,西部矿业职能、科技职能、行政职能较明显;城市群层面,世界发育成熟的城市群,在区域中心城市与外围城市之间,以及外围城市之间已经形成紧密的联系和职能分工。中国的许多城市群在中心和外围城市之间也具有明确的职能分工,中心城市以服务业职能为主,但外围城市之间职能分工还不明确。④ 城市职能演变影响因素方面,自然条件、人口、交通、政府引导、区位等传统因素起基础作用,科技、全球化、信息化等新因素作用越来越大。城市职能演变还受区域分工、产业升级、产业转移、趋同发展等机制共同作用。⑤ 未来研究方面,研究时间上应补充完善长时间尺度和近期研究的城市职能研究,研究内容上应加深城市职能效应、城市职能演变机制和职能优化方面的研究,与国家战略进行融合;研究方法上除了统计分析,还可采用调研、问卷、访谈等方法进行补充。     

基于TM30的立式储油罐变形分析

通过对某一大型的石油储油罐进行实地观测,阐述了采用徕卡TM30对大型储油罐进行变形观测的工作原理及简单操作流程。用拟合的方法拟合出基准圆及其他每一圈板的圆心,编程实现观测数据的自动化处理,求解出需要的几何参数,节约了工作成本并提高了效率。最后对油罐的变形程度做出分析和评价。     

Computer Science and Programming Courses in Geography Departments in the United States

Geographic information systems (GIS) are fundamental information technologies. The capabilities and applications of GIS continue to rapidly expand, requiring practitioners to have new skills and competencies, especially in computer science. There is little research, however, about how best to prepare the next generation of GIScientists with adequate computer science skills. This article explores how U.S. geography departments are introducing and developing computer science and programming skills in their geography and GIS degree programs. We review the degree requirements in fifty-five geography departments and discover that forty-four of them offer some kind of GIS programming course. Of the 210 separate degree options identified, however, only 22 require one of these courses for a degree. There is little consistency or emphasis on computer science and programming skills in geography or GIS degrees, despite the immense importance of these components in geography and GIS careers. We propose future research along distinct investigative tracks to build a research-based understanding of the educational interactions among GIS, computer science, programming, and geography.     

农村宅基地功能转型分析——以江西省鄱阳县为例

农村宅基地是农村土地系统中极其重要的组成部分,是农村衰落、农村空心化等各种问题表征的重要载体。农村地区发生巨大变化的同时,农村宅基地也发生着深刻的转型。本研究在总结国内外对于农村宅基地多功能分类的基础上,根据实地调查问卷,从宅基地功能提升的角度划分并界定了宅基地的人口承载功能、资产以及居住功能。通过协调转型度模型对农村宅基地的功能及协调转型度进行了分析。结果表明:(1)2000–2017年鄱阳县农村宅基地功能转型度在整体上有了明显提升。(2)北部山地丘陵区及环鄱阳湖区主要分布着协调转型度的高值区,近县城的平原区主要分布着协调转型度的低值区。(3)区位条件与资源禀赋较好的区域,人口、资本等要素非农化的支撑条件也比较好,相应的非农化趋势也更为明显。应根据不同区域农村宅基地转型的差异化情况提出针对性的发展建议。     

基于“三生”视角的乡村功能分区及调控——以长株潭地区为例

随着城镇化的快速推进,中国社会经济发展进入转型期,乡村功能发展的多元化和空间分异特征日益明显。以长株潭地区23个县市区为研究地域单元,构建乡村功能评价指标体系及评价模型,揭示长株潭地区“生产—生活—生态”功能分异特征并进行功能分区与调控路径研究。结果表明：① 长株潭地区乡村“三生”功能空间分异特征明显,耕地资源丰富的醴陵市、浏阳市等地区生产功能较强,基础设施较为完善的荷塘区、岳塘区等地区生活功能较强,生态环境较好的茶陵县等地区生态功能较强。② 基于评价结果将研究区共划分为东部平原生产区、中部丘陵生活区、南部山地生态区、中部丘陵生态生活区和北部丘陵生态生产区5种类型功能区,其中东部平原生产区、中部丘陵生活区、南部山地生态区为长株潭地区的三生功能优势发展区,基于“优化主导优势功能、提升中等功能、改善弱势功能”的原则,提出各功能分区的调控路径与发展策略,从而为长株潭地区乡村功能转型发展与主导功能的识别及确定提供理论依据。     

甘肃省摩天岭北坡木本植物叶性状变异及关联

调查了摩天岭北坡以常绿阔叶林带与落叶阔叶混交林为主的低海拔区(700~1 500m)和针阔叶混交林与亚高山针叶林为主的高海拔区(2 100~3 400m)的21个木本植物群落组成,测定了104种植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶片全磷含量(TPC)、叶片全氮含量(TNC)、叶片全碳含量(TCC)以及叶片厚度(LT)等6个植物功能性状。采用相关性分析对6个植物功能性状的变异和关联进行分析。结果表明:(1)SLA、LT和TCC在高海拔区明显高于低海拔区,而LDMC和TNC表现出高海拔区低于低海拔区;(2)SLA均随海拔的升高表现出降低的趋势,而LDMC和LT都随海拔的升高呈现增加的趋势。低海拔区TCC和高海拔区TCC都随海拔的升高呈增加的趋势;低海拔区TNC和TPC随海拔的变化与高海拔区相反,TNC和TPC在低海拔区随着海拔的升高表现出增加的趋势,而在高海拔区随海拔的增加呈现降低的趋势。(3)在高、低海拔区,SLA与LDMC、LT和TCC均呈极显著的负相关关系(P<0.01),LDMC与LT和TCC呈极显著的正相关关系(P<0.01)。摩天岭北坡不同海拔区木本植物叶片功能性状与海拔的关系,反映了该区域木本植物的不同叶片功能性状对海拔决定的环境异质性的协同响应和适应。     

基于“多规合一”的市级国土空间优化方法——以烟台市为例

针对现阶段各规划边界交叉、空间重叠的问题,本文从提高空间价值、减少空间破碎度和协调各类空间的角度出发,在梳理现有空间优化模型及智能算法的基础上,改进多目标规划模型并适应性改造遗传算法,以此二者构建市级国土空间优化模型。以烟台市为例,设置3种情景为决策者提供方案集进行3类规划主导下的2020年国土空间优化研究,结果显示：①优化后烟台市农业、城镇和生态空间价值分别增加了23.24%、29.27%、6.30%;②不同情景下空间分布合理且较为集中,生态保护情景有利于国土空间集合连片,经济发展情景更适合于多空间协调发展。研究表明：该模型能有效地解决国土空间内容重叠问题,明显提高了国土空间价值,同时优化模型适应性强,为“多规合一”背景下市级国土空间优化提供技术支撑。     

Li2SO4溶液中离子间的缔合相互作用:基于密度泛函理论和分子动力学模拟的研究

基于密度泛函理论,使用B3LYP/aVDZ方法对[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇的结构和性质进行了系统地研究,并结合Car-Parrinello分子动力学(CPMD)模拟了不同浓度的Li_2SO_4溶液结构,目的在于理解在Li_2SO_4溶液中离子间缔合相互作用及可能存在的物种。研究发现,对于[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇,双配位单齿螯合接触离子对结构比双配位双齿螯合接触离子对结构更稳定,溶剂共享离子对结构最不稳定。同时,CPMD模拟结果表明,在3.09和3.17 mol/kg的Li_2SO_4溶液中,双配位单齿螯合接触离子对结构仍然是主要物种。以上结果表明在饱和的Li_2SO_4溶液(3.16 mol/kg)中,Li~+和SO_4~(2-)离子间的相互缔合作用主要以双配位单齿螯合接触离子对结构的物种存在,而具有双配位双齿螯合离子对结构的物种占少数,溶剂共享离子对结构几乎不存在。