“交通—产业”耦合背景下的京津冀城市群空间发育特征

中国城市群从区域向空间网络的转变,成为城乡统筹发展功能的主体地域单元。基于“交通—产业”的耦合视角,以京津冀城市群为研究区域,选取北京、天津、石家庄、唐山作为城市群发育的辐射中心,结合空间网络分析、引力模型、多层次空间结构MSS-Tree算法,测度识别京津冀城市群空间结构及现状发育范围。结果发现：①京津冀城市群还不成熟,辐射中心周边的辐射发育区“岛、洞”现象明显,表现为连片分布的大城市阴影区;其中北京市周边缺乏成熟副中心,天津市受到北京极化作用影响,辐射区大幅萎缩;石家庄、唐山辐射区发育不足,需首先加强自身经济建设;②交通、产业辐射发育范围重合度较低,交通的先导作用加速了中小城镇生产要素流失,形成环京津贫困带。据此提出了自下而上整合、由内向外扩展的地区发展策略建议。     

东北地区“五化”协调发展的格局演变及影响机制

“五化协调”是经济新常态背景下,国家现代化建设的必然选择。利用多指标综合指数法、耦合协调度模型、个体效应与时点效应模型,从新型工业化、信息化、新型城镇化、农业现代化、绿色化角度选取指标（以下简称“五化”）,构建“五化”协调发展评价指标体系,探究东北振兴前后20年间（1993-2013年）东北地区40个地市单元“五化”协调发展变化情况。结果表明：东北地区“五化”协调发展水平较低,仍处于失调阶段,但增长趋势显著,具有明显的时间阶段性与区域差异性。时间上可划分为1993-2002年波动期、2003-2008年增长期、2009-2013年平稳期三个阶段。区域上可划分沿哈大线形成的轻度失调区,黑龙江中部与西部、吉林西部、辽宁大部为主的中度失调区,黑龙江西北部、东部与蒙东地区为主的严重失调区三个类型。“五化”协调内部各子系统空间表现各异,分异程度依次为：农业现代化>信息化>绿色化>新型城镇化>新型工业化。从影响机制来看,教育投入、技术投入、农业投入对“五化”协调发展产生正向影响;工业水平、开发程度对“五化”协调发展产生负相影响,开放程度、资本投入、治理投入未对协调造成明显影响。     

城镇化与资源环境的耦合过程与解耦分析——以北京为例

探索城镇化与资源环境之间的相互作用与复杂关系具有重要意义。从可持续城镇化视角,构建城镇化发展指数和资源环境压力指数,分析评估了2003-2015年北京市城镇化发展对资源环境压力的影响,借鉴解耦模型进一步研究了北京市城镇化与资源环境压力的耦合关系。结果表明：① 北京城镇化进入了后期成熟阶段,人口、经济和社会城镇化均呈现出较高水平且增速放缓的特征,人口城镇化率从79.05%上升到86.51%。② 资源消耗总量仍在不断增加,而环境污染的治理效果相对较为明显,工业废水、工业固体废物等污染物排放量趋于降低,城镇化发展的资源环境压力总体处于中等水平且呈波动性逐步上升趋势。③ 12年间,北京市城镇化发展与资源环境压力呈现由弱解耦—强解耦—弱解耦—扩张性耦合—扩张性负解耦—强解耦—弱解耦—强解耦的演变轨迹,耦合与解耦关系反复,这种反复体现了城镇化发展与资源环境之间复杂关系及其动态演化特征。资源环境可持续性将是北京建设国际一流的和谐宜居之都的关键瓶颈因素之一。     

辽宁省区域碳排放-经济发展-环境保护耦合协调分析

基于三阶段DEA模型测算2004~2015年辽宁省14市的碳排放效率,将碳排放效率分解成技术效率、纯技术效率和规模效率,并将3种效率作为碳排放系统的评价指标,继而构建区域碳排放-经济发展-环境保护（3E系统）耦合协调评价体系。结果显示：辽宁省三大系统耦合协调度处于较低水平,空间上呈“递进式”进步规律,表现为沈阳、大连领先;鞍山、抚顺、丹东、锦州、营口、辽阳、盘锦、阜新、铁岭、葫芦岛处于中等水平;本溪、朝阳最低的空间分布规律。最后通过灰色GM(1.1)预测模型得到2016~2020年辽宁省3E系统耦合协调度有所提升。研究发现,将碳排放效率作为碳排放系统的评价指标适用于三元系统耦合协调研究,结果与辽宁省实际情况相符。     

1990~2013年河南省县域人口、经济和粮食生产重心的迁移轨迹与耦合特征——兼议与社会剥夺的关系

基于社会剥夺理论,利用重心计算及空间耦合分析模型,研究了1990~2013年河南省县域人口重心、经济重心、粮食生产重心动态迁移及其空间耦合,并探讨其与社会发展水平之间的关系。结果表明：23 a来河南省经济、人口及粮食生产重心均在省域几何重心北部变动,空间错位格局日趋显著,变动一致性波动剧烈;2000年前人口重心与粮食重心耦合度较高,2000年后粮食重心与经济重心明显呈东南-西北路径背向偏离,粮食生产对经济重心迁移的影响持续下降,而人口重心与经济重心耦合度逐步提升;传统农区社会发展严重滞后于经济增长水平,粮食主产县区的“粮食与民生倒挂”特征显著。     

基于FLUS模型和SD模型耦合的中巴经济走廊土地利用变化多情景模拟

中巴经济走廊的规划和建设离不开对走廊沿线土地资源、生态环境空间格局及变化过程的科学认识。未来土地利用变化模拟研究,可为区域土地资源管理、生态环境可持续性和潜在风险评估等研究提供可靠的预测数据。本文通过耦合系统动力学模型（SD）和未来用地模拟模型（FLUS）,并结合中巴经济走廊建设和区域的生态环境政策等设置多种情景对中巴经济走廊进行土地利用模拟,充分发挥2个模型在宏观土地需求模拟以及微观土地分配上的优势。首先根据2009—2015年的历史数据构建并验证了区域土地利用SD-FLUS模型,然后模拟了2016—2030年中巴经济走廊区域惯性发展、投资优先以及和谐发展3种不同情景下的土地利用变化。结果表明：① 历年的总量模拟相对误差均小于9.00%,2015年喀什和巴基斯坦模拟的总体精度均达到90.00%以上、Kappa系数达到0.90以上,说明SD和FLUS耦合模型能有效模拟中巴经济走廊土地利用变化格局,适用于其土地利用变化的情景模拟;② 到2030年,不同情景之间的土地利用存在明显的差异。在3种情景下建设用地均扩张,和谐发展情景扩张速度居中,该情景下喀什建设用地增加了235.17 km²,巴基斯坦增加了4942.80 km²,而扩张最快的投资优先情景下,喀什建设用地增加了265.23 km²（惯性发展情景仅增加163.71 km²）,巴基斯坦建设用地增加了5918.91 km²（惯性发展情景仅增加2861.84 km²）;巴基斯坦和谐情景下的耕地增量（4768.60 km²）不到增长最多的惯性发展情景的一半,喀什耕地在和谐发展情景增加了604.44 km²,不到投资优先情景的3/4;3种情景中只有和谐发展情景下的林地得到了有效的恢复。总体而言,和谐发展情景兼顾了社会经济发展和生态环境保护,是3种情景中最理想的情景。模型模拟结果可为中巴经济走廊的可持续性研究和生态环境评估等提供一定的数据和方法支撑。     

辅助模型辨识方法(4):基本思想与梯度辨识

辅助模型辨识思想是针对系统存在一些不可测变量的辨识问题提出的,它是研究含有未知变量的线性系统、非线性系统辨识的重要手段.本文阐述了辅助模型辨识思想,针对白噪声干扰的输入非线性有限脉冲响应系统,研究辅助模型梯度辨识方法、辅助模型多新息梯度辨识方法、变递推间隔辅助模型多新息梯度辨识方法,以及派生的变递推间隔辅助模型梯度辨识方法、等递推间隔辅助模型梯度辨识方法和等递推间隔辅助模型多新息梯度辨识方法.     

海洋电场采集电极极差自动补偿方法设计

针对海洋电磁勘探的低频、微弱电场信号采集中电极与放大采集电路的耦合问题,提出了一种支持直流耦合的电极极差自动补偿放大采集电路设计方法,给出了系统设计实现,详细介绍了电极极差自动补偿放大采集电路和自动补偿控制算法.测试结果表明,所设计的电极极差自动补偿方法可将0.1～0.7 mV的电极极差自动补偿至0.043～0.074 mV,均控制在0.1 mV以内,满足了海洋电场采集直流耦合的需求,降低了电场采集电路对不极化Ag/AgC1电极的极差设计要求,可有效应用于海洋低频电场信号采集.     

Assessing trophic adaptability is critical for understanding the response of predatory fishes to climate change: a case study of Pomatomus saltatrix in a global hotspot

There is a growing need to incorporate biotic interactions, particularly those between predators and their prey, when predicting climate-driven shifts in marine fishes. Predators dependent on a narrow range of prey species should respond rapidly to shifts in the distribution of their prey, whereas those with broad trophic adaptability may respond to shifts in their prey by altering their diet. Small pelagic fishes are an extremely important component of the diet of many marine predators. However, their populations are expected to shift in distribution and fluctuate in abundance as the climate changes. We conducted a comparative study of the seasonal diet of adult Pomatomus saltatrix over two periods (June–December 2006 and 2012) and examined the available data on small pelagic fishes biomass in a global hotspot (the coastal region of southern Angola, southern Africa) to gain an understanding of the tropic adaptability of the species. Despite a drop (630 000 t to 353 000 t) in the abundance of their dominant prey (Sardinella aurita) in the region, it remained the most important prey item during both study periods (Period 1 = 99.3% RI, Period 2 = 85.3% RI, where %RI is a ranking index of relative importance). However, the diet during Period 2 was supplemented with prey typically associated with the nearshore zone. The seasonal data showed that P. saltatrix were capable not only of switching their diet from S. aurita to other prey items, but also of switching their trophic habitat from the pelagic to the nearshore zone. These findings suggest that P. saltatrix will not necessarily co-migrate if there is a climate-driven shift in the distribution of small pelagic fishes (their dominant prey). Accordingly, understanding the trophic adaptability of predators is critical for understanding their response to the impacts of climate change.     

Ocean robotics in support of fisheries research and management

South Africa’s small-pelagic fishery is a socio-economically important component of the country’s commercial fisheries sector, second in value only to the demersal trawl fishery. Management of this sector relies on infrequent hydro-acoustic surveys, which provide measures of anchovy Engraulis encrasicolus and sardine Sardinops sagax biomass used in the assessments of stock status and in the development of management plans for the sustainable utilisation of these resources. We demonstrate how technological capabilities in ocean robotics at the Council for Scientific and Industrial Research (CSIR) could augment the current resource-intensive hydro-acoustic ship-based survey programme and create opportunities for expanding its spatial and temporal resolution. We successfully implement and demonstrate an autonomous wave glider, fitted with a hydro-acoustic sensor and compare the data to a collocated ‘traditional’ ship-based acoustics survey. In the future these autonomous systems approaches could be seen as a means to lessen the cost burden of the ship-based survey, while at the same time with the added advantage of continuous collection over much wider spatial and temporal domains. This could enable a more reflexive stock management approach taking into account the seasonal characteristics of the fishery and its ecosystem. Gliders thus have potential to increase dramatically the quantity of information available to fisheries managers, thereby reducing uncertainty and contributing to improved management of valuable fish resources. They are likely to contribute to improved knowledge of the ecology of small pelagic fish species off the coast of South Africa in a changing climate and should potentially also permit the collection of biomass data for other marine resources currently not routinely monitored.