植物属性地理的研究进展与展望

植物属性地理学是植物地理学的一个新兴研究方向,研究植物属性的地理分布规律。目前与植物属性地理相关的研究热点主要集中在植物属性的多尺度表达、植物属性的权衡关系和属性多样性与生态系统功能三个方面。比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量、种子质量、植物高度、茎密度是最受关注的植物属性。植物属性需要在植物个体水平上进行测量,然后基于群落内物种相对优势度的加权平均上推到群落水平。植物属性权衡关系主要包括叶片经济型谱及属性与环境因子之间的权衡关系研究。全球植物属性数据库的丰富与共享,推动着植物属性地理学的蓬勃发展。当前的植物属性空间连续分布主要利用全球属性数据库和空间统计建模方法实现,但借助激光扫描和成像光谱技术直接对区域植物功能属性进行空间制图正成为植物属性地理学空间计算的新方法。植物属性的空间格局分析是植物属性地理学的重要内容之一,不仅有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建等问题,而且为预测全球气候变化对植物的影响提供了依据。用植物属性代替物种可以更好地解释植物分布和植物对环境适应的生理机制,所以在全球植被模型研究中开始尝试将基于物种的植被动态模型发展为基于属性的植被动态模型,这将会给全球变化下碳循环过程的模拟和陆面模式带来新的机遇和挑战。展望未来,植物属性地理学仍然需要发展新的研究手段,深化全球植物属性的空间分异规律及其与环境因子之间的关系研究,以及完善全球和区域植物属性数据库建设。     

城市旅游综合体土地利用空间格局演变及驱动机制——以西安曲江为例

判识城市旅游综合体用地格局的演变规律及驱动机制,对于优化城市功能结构和构建城市现代服务体系具有重要意义。本文以西安曲江城市旅游综合体为例,采用土地利用变化指数模型和GIS分析技术,探究其用地分异过程及机制。结果显示,曲江由农业生产和村居功能为主导的乡镇聚落,转变为以旅游功能为核心、多元用地形态圈层布局的城市旅游综合体过程中,其用地形态共经历了均质无序、极化–扩散和均衡集约三个阶段。而这一演化过程,实则是在土地差异化增值形成级差地租的条件下,多元用地主体理性选择的结果。文章认为,保证城市旅游综合体合理的发展用地、有序实现土地增值及发挥地价杠杆的调节作用,是实现城市旅游综合体土地集约利用和功能协同发展的根本前提。     

浙江省土地景观格局演变及其生态服务价值效应分析

开展土地利用景观格局演变及其生态系统服务价值效应研究,可明晰区域生态环境功能状况并促进生态系统健康发展。基于土地利用遥感影像解译数据,分析浙江省1995～2015年土地景观格局演变及其生态系统服务价值效应,并探究景观格局指数与生态服务价值间的相关性。结果表明:(1)20年间浙江省土地景观变化剧烈,耕地和林地面积减少,城镇村用地、水域与草地面积增加。建设用地动态度增幅达8.21%,耕地和林地变化度为负。林地和耕地向建设用地单向转移量最大,其次是耕林地二者间的转化。(2)土地斑块分散、聚合和连通状况变化多样,景观格局时空演变复杂化。耕地和草地破碎度高,建设用地优势度上升,以林地和耕地为主导的景观格局逐渐向城市景观转变。(3)生态服务总价值呈先增后减趋势,共损失103.18亿元。空间上ESV极高值和高值区面积减小,中值与低值区逐渐蔓延,生境质量浙西南优于浙北与东南沿海区域。(4)生态服务总值与最大斑块数、结合度和聚合度呈强正相关,与斑块数、平均邻近距离和香农多样性呈强负相关。据此建议:未来土地规划应重视景观格局空间配置对生态服务功能的影响,增强生态系统对环境变化的适应力和稳定性,优化区域三生用地结构,以促进经济—社会—生态环境的协调发展。     

珠海市近20年土地利用及景观格局变化分析

在土地利用变化分析基础上引入景观格局指数,基于2000、2010和2020年三期土地利用覆盖数据分析珠海市2000—2020年土地利用和景观格局变化。结果表明：2000年以来珠海市不透水面用地面积增加显著,年均增速达6.85%,农田和林地为土地转出面积最多的用地类型;农田破碎程度进一步加大,不透水面空间分布呈集中趋势,整体景观格局趋于丰富。     

历史上冀中平原“塘泺”湖泊群的分布与水系结构

“塘泺”是北宋时期分布在冀中平原中部的巨大湖泊群,由大小数十个湖泊组成,东西绵延260 km,今天的白洋淀、文安洼、东淀、团泊洼、北大港,均属于“塘泺”的残余。本文在实地考察的基础上,综合集成历史文献记载、大比例尺地形图、ETM遥感数据、DEM数据、土壤调查数据、古地图数据,系统复原了北宋“塘泺”的空间分布范围与内部水系结构。研究表明,北宋“塘泺”的自然地理基础是分布在冀中凹陷带上以白洋淀、文安洼、团泊洼为代表的三大洼地,以及分布在这些洼地内的天然湖泊和河流。北宋朝廷出于军事防御目的,利用这些洼地和湖泊,开挖渠道,修筑堤坝,开辟水口,导引水源,调控水位,把位于今大清河以南的各条河流几乎全部导入了各区湖泊,把原有湖泊的水面尽量扩大,并将其串联成为相互连通的湖泊水面,从而形成了历史上冀中平原上最大的湖泊系统。     

基于空间自相关的河南省城镇化水平空间格局研究

城镇化水平是衡量一个地区经济发展状况的重要指标。本文基于空间自相关分析方法,利用2007年河南省各市城镇化数据,分析了城镇化水平的空间分布规律。结果表明,河南省城镇化水平全局Moran’sI指数为0.299,达到显著正相关,呈现明显的全局空间集聚现象;其次,河南省城镇化水平分布的局部空间集聚现象亦十分显著。总体上,城镇化水平分布呈正关联的地市数量明显高于呈负关联的数量。根据计算结果,提出了促进河南省城镇化水平快速全面发展的对策和建议。     

基于网格化模型的黑河流域中游历史时期耕地分布模拟

黑河流域悠久的农业开发史和历史文献为研究历史时期耕地空间分布格局变化提供了有利条件.根据黑河流域历史时期土地开发利用的特点,深入分析了海拔、坡度、土壤、人口等自然及人文主导因子与耕地分布的关系,遴选出对耕地分布具有明显作用且易量化的影响因子,并以此为依据设计了一套历史耕地数据网格化模型,模拟了黑河流域历史时期耕地分布趋势.采用人均耕地面积与粮食单产2种途径,估算了明代以前黑河中游耕地面积总量.基于该模型并结合古遗址、遥感影像判别的结果,重建了黑河流域中游地区明代以前耕地的空间分布.     

长江中游四湖流域湖泊变迁与湖区土壤空间格局的关联分析

分析了20世纪20年代以来长江中游四湖流域湖泊阶段性变化特征,并结合湖区土壤空间分布数据,重点探讨现代土壤空间格局与湖泊的阶段性变化是否存在关联。研究结果表明,从20世纪20年代至今,江汉平原四湖流域湖泊经历了由扩大到缩小至稳定的阶段性变化过程;通过湖泊变迁序列与湖区土壤格局的综合分析,发现四湖流域湖泊变化范围内的土壤空间分异与20世纪20年代以来湖泊变化历程具有密切关系。20世纪20年代以来,四湖流域湖泊变化范围集中分布了全流域67%以上的潜育型水稻土和沼泽型水稻土;在四湖流域自20世纪40年代起的湖泊萎缩阶段,湖泊变化时间距今愈近,相应湖泊变化范围中沼泽型水稻土和潜育型水稻土面积比例愈大,淹育型水稻土和潴育型水稻土面积比例则愈小。在湖泊变化不同时间组合所对应的空间范围中,各类型水稻土所占面积比例随时间变化而表现的规律性,在一定程度表现出人为耕作及土壤性质改良对土壤性质转变的影响作用;而根据沼泽型水稻土转变速率的空间差异性,可推测湖区脱沼泽过程与地形地貌分异相关。     

中国省域二氧化碳排放的时空格局及影响因素

通过测算全国30个省域2000—2015年的二氧化碳排放量,采用自然段点法,分别对2000年、2005年、2010年和2015年各省碳排放量进行分类,分析其空间分异化特征。采用空间自相关分析法揭示了相邻各省份碳排放量的空间关联性。在此基础上,运用对数均值迪氏分解法,从能源结构、能源强度、经济发展和人口规模等角度,对碳排放影响因素进行无残差分解。结果表明：1）时间上,我国碳排放总量整体呈上升趋势,在2014—2015年仅下降2%。除北京市外,其余各省份的碳排放量呈增长趋势;空间上,高值碳排放由环渤海及东部沿海省份逐步蔓延至中西部个别省份;2）各省域碳排放主要呈现高高集聚和低高集聚的特征,高高集聚稳定集中在辽宁、河北、山东、山西和江苏省,北京市和天津市与高碳排放的省份形成一个低高集聚区域;3）东、中部比西部省份更易受能源结构、能源强度、经济发展和人口规模等因素的影响。经济发展对碳排放是驱动作用,能源强度对碳排放是抑制作用,能源结构对各省份碳排放的影响有正向驱动和负向抑制作用,除贵州省外,其余省份人口规模对碳排放均是正向驱动作用。     

西南喀斯特山区峰丛洼地农业生产活动的生态景观效应探讨

西南喀斯特山区峰丛洼地特殊的地形地貌特征,造成了物质能量循环及环境的封闭性,生态环境脆弱性强,加之区域社会经济发展落后,农村经济主要以传统种植业为主,农业生产活动对区域生态环境及景观有重要的影响作用。对农业生产活动及其生态效应进行探讨,以揭示其对喀斯特峰丛洼地自然景观格局演化的影响作用,有助于喀斯特峰丛洼地区生态环境的恢复与重建。通过野外实地考察及相关文献整理,尝试从农业生产活动对喀斯特峰丛洼地系统中的水文系统、植被系统、土壤系统的影响效应入手,探讨农业生产活动对喀斯特峰丛洼地自然景观格局分布的影响。结果表明,峰丛洼地农业生产活动与喀斯特峰丛洼地景观变化具有显著的相关性联系,农业生产活动对峰丛洼地景观格局的作用机制,主要是通过原始植被的破坏阻断了峰丛洼地表层岩溶水循环路径及改变了表层岩溶带的产流模式造成的,最终导致峰丛洼地地表植被系统的稳定性弱化,损坏了景观的系统性,造成景观破碎化,使景观均值性减弱,稳定性下降进而造成景观的逆向演替甚至石漠化。