Better models are more effectively connected models

Water‐ and sediment‐transfer models are commonly used to explain or predict patterns in the landscape at scales different from those at which observations are available. These patterns are often the result of emergent properties that occur because processes of water and sediment transfer are connected in different ways. Recent advances in geomorphology suggest that it is important to consider, at a specific spatio‐temporal scale, the structural connectivity of system properties that control processes, and the functional connectivity resulting from the way those processes operate and evolve through time. We argue that a more careful consideration of how structural and functional connectivity are represented in models should lead to more robust models that are appropriate for the scale of application and provide results that can be upscaled. This approach is necessary because, notwithstanding the significant advances in computer power in recent years, many geomorphic models are still unable to represent the landscape in sufficient detail to allow all connectivity to emerge. It is important to go beyond the simple representation of structural connectivity elements and allow the dynamics of processes to be represented, for example by using a connectivity function. This commentary aims to show how a better representation of connectivity in models can be achieved, by considering the sorts of landscape features present, and whether these features can be represented explicitly in the model spatial structure, or must be represented implicitly at the subgrid scale. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

城市缓流水体生物膜群落与环境因子响应关系

以南京市秦淮河、石头城护城河、乌龙潭、玄武湖4个水体为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法对城市缓流水体生物膜群落特征进行分组研究.通过SPSS、CANOCO软件分析水体生物膜群落与环境因子的响应关系,结果表明:(1)温度及水体营养盐含量的降低会导致水体微生物新陈代谢缓慢,微生物大量死亡.静态水体生物膜中微生物量的变化范围是9.16×106~2.74×108cells/g,流动水体生物膜中为1.69×107~7.77×107cells/g,静态水体中生物量的下降趋势比流动水体中显著,可能是由于水体的流动加强了营养盐在固液相之间的质量传递,削弱了水体温度及营养盐含量变化对流动水体生物膜中微生物生长的影响程度.(2)功能菌群G-、G+、真菌是微生物菌群的主要成分,3者比重为:G-真菌G+.随温度的降低(T≥8.4℃),静态水体中主要功能菌群总含量变化波动较大,其波动范围为27.41%~66.20%,流动水体中主要功能菌群总含量的变化范围较小,为43.09%~68.25%,差异的主要贡献者是G-和真菌.(3)静态水体中环境因子温度、硝态氮、COD是功能菌群的主要影响因子,氮元素是流动水体中功能菌群的显著影响因子.     

太湖流域浮游植物功能类群分布特征及其与环境因子的关系

太湖流域地处长江下游,水系发达,是典型的平原水网地区,为明确空间和环境因子对太湖流域浮游植物功能类群分布的影响,本研究于2019年8—9月期间比较太湖流域包括河流、湖泊和水库的85个采样点的浮游植物、空间和环境特征. 首次利用“人工智能图像识别技术”,并结合传统人工镜检,共鉴定浮游植物250个分类单位,隶属于9门13纲28目57科110属,以绿藻门(45.6%)、硅藻门(19.2%)和蓝藻门(16.4%)为主. 共划分功能类群31个,包括M、D、J、S1、C、Y、F、P、MP、H1、SN、W1、G、K和TB共15个优势功能类群. 结果表明：1)太湖流域不同水体功能类群组成差异显著,差异主要来自M、J、S1、Y、P、H1类群;2)浮游植物功能类群分布具有一定的空间异质性,以太湖为中心向外形成3个聚类组,物种组成类型依次为蓝藻型、蓝藻-绿藻-硅藻型、绿藻-硅藻-蓝藻型,主要贡献类群依次为M、S1类群,M、S1、P、J类群,P、S1、J、D、C类群;3)在太湖流域,相对于环境因子而言,空间因子对浮游植物功能类群组成的影响更大. RDA分析表明,COD_Mn、NO₃^--N、TN、SD、pH值和DO与太湖流域浮游植物优势功能类群呈显著相关. 过去十年,以控源截污为主导的环境管理政策已在太湖流域取得显著成效,但是对于以M、S1类群水华为特征的夏季太湖流域而言,蓝藻水华防控仍是必须面对的难题,有机污染物和氮的控制仍是关注重点,不同水体类型和浮游植物功能类群因地制宜的管控模式仍是关键.     

基于城市功能格局的西安市文化产业空间集聚研究

针对以往文化产业区位特征研究中缺乏与城市功能格局有机联系的问题,以中国西部重要的文化产业集聚中心西安市为案例,采用土地利用区位商、标准差椭圆、热点分析和叠加分析等方法,分析其文化产业的空间集聚特征及与城市功能格局的耦合关系。结果表明,2016年西安市的文化产业布局具有较强的“空间+功能”依附性特征,其空间集聚以城市发展主轴为方向线,集中在以一类工业和科教功能为主、开发较为成熟的城市综合功能区。传统商贸业、物流业等要素集散枢纽对文化产业的空间集聚影响较为显著。面向生活服务的文化休闲娱乐服务业的空间分布相对均衡,而面向生产服务的文化创意和设计服务业则表现出较强的产业关联导向和环境氛围导向特征。     

粤港澳大湾区城市职能演变特征与影响因素

以粤港澳大湾区城市群为研究对象,将19个国民经济行业归并为11个城市职能类型,基于各个城市2003和2017年的分行业从业人员数据,运用区位商指数、城市基本服务规模测算法和纳尔逊城市职能分类法,从城市职能的专业化部门、职能强度和职能规模三要素角度,对2003—2017年粤港澳大湾区城市职能演变进行动态分析,并从经济、政治、社会等方面分析了职能演变的影响因素。结果表明：粤港澳大湾区城市职能演变表现出较为明显的空间异质性和行业差异性。从区域整体来看,粤港澳大湾区城市群的基本职能为制造业、商业、房地产业、租赁商务服务以及软件信息服务,2003—2017年服务业职能明显增强。从各城市来看,粤港澳大湾区的城市职能主要由香港、澳门、广州和深圳四大中心城市承担,中心城市与外围城市发展不均衡,表现为中心城市制造业职能地位下降,生产性服务业职能增长较快,专业化水平较高;而其他节点城市则以制造业职能为主导,服务业职能专业化水平较低。粤港澳地区城市职能演变主要受城市区位条件、经济发展水平、区域发展政策与定位、经济全球化及新一轮技术革命的影响。     

Functional zoning and space management of Three-River-Source National Park

Journal of Geographical Sciences - Functional zoning is a key step for the integrated planning and scientific management of a national park. Selecting the Three-River-Source National Park (TNP) as...     

Plant functional traits and microbes vary with position on striped periglacial patterned ground at Glacier National Park,Montana

The retreating snowfields and glaciers of Glacier National Park, Montana, USA, present alpine plants with changes in habitat and hydrology. The adjacent and relic periglacial patterned ground consists of solifluction terraces of green, vegetation-rich stripes alternating with sparsely vegetated brown stripes. We established georeferenced transects on striped periglacial patterned ground for long-term monitoring and data collection on species distribution and plant functional traits at Siyeh Pass and at Piegan Pass at Glacier National Park. We documented species distribution and calculated the relative percent cover (RPC) of qualitative functional traits and used 16S rRNA from soil samples to characterize microbial distribution on green and brown stripes. Plant species distribution varied significantly and there were key differences in microbial distribution between the green and brown stripes. The rare arctic-alpine plants Draba macounii, Papaver pygmaeum, and Sagina nivalis were restricted to brown stripes, where the RPC of xeromorphic taprooted species was significantly higher at the leading edge of the Siyeh Pass snowfield. Brown stripes had a higher percentage of the thermophilic bacteria Thermacetogenium and Thermoflavimicrobium. Green stripes were co-dominated by the adventitiously-rooted dwarf shrubs Salix arctica and the possibly N-fixing Dryas octopetala. Green stripes were inhabited by Krummholz and seedlings of Abies lasiocarpa and Pinus albicaulus. Prosthecobacter, a hydrophilic bacterial genus, was more abundant on the green stripes, which had 6,524 bacterial sequences in comparison to the 1,183 sequences from the brown stripes. While further research can determine which functional traits are critical for these plants, knowledge of the current distribution of plant species and their functional traits can be used in predictive models of the responses of alpine plants to disappearing snowfields and glaciers. This research is important in conservation of rare arctic-alpine species on periglacial patterned ground.

     

世界遗产地乡村聚落功能转型与空间重构——以汤口、寨西和山岔为例

作为新兴的重要发展力量,旅游业发展深刻地改变着社会经济形态和空间格局。一方面,世界遗产地乡村聚落承载传统功能（如居住功能、生产功能等）,另一方面,旅游消费给予乡村聚落新的发展活力,文化传承、休闲旅游等潜在功能逐步被挖掘。旅游发展进程中世界遗产地乡村聚落功能转型与人类适应性的科学研究,是亟待深入研究的重要前沿课题,对于指明世界遗产地乡村聚落转型发展方向和促进世界遗产地可持续发展具有重要指导价值。采取参与式农村评估方法、GIS空间分析和高清遥感影像相结合的方法,以黄山世界遗产地汤口、寨西和山岔3个聚落为案例研究对象,解析了3个聚落功能转型与空间重构的特征与模式,分析了聚落转型发展的影响因素与机制。3个聚落在功能转型与空间重构上,存在不同的特征与模式：汤口呈功能耗散式转型与空间破碎化分异、寨西呈功能模块化融合与空间协同性演替、山岔呈功能自组织适应与空间核域式集聚,并相应形成“原地生长型”“就地重建型”“景村共生型”三种转型发展模式。内外因素的相互作用、多元主体的能动性与旅游市场需求为世界遗产地3个聚落转型发展的支撑力、行动力与驱动力,推动着聚落的转型发展。     

基于可达性的中国城市群空间范围识别研究

作为指示区域间相互作用的重要度量,空间可达性是刻画城市及其腹地间空间关联格局的表达方式,已经成为城市与区域系统发挥集聚与扩散功能的显著表征。考虑空间异质性,本文综合集成自然地表要素和陆地交通网络,构建更为逼近真实场景的可达性分析方法,精确刻画中国城市空间可达性宏观格局,在此基础上,提取中国城市群空间范围。从空间可达性视角,都市区、都市圈、城市区域和城市群等不同尺度城市与区域系统格局凸显,多尺度城市功能地域系统逐步浮现。从空间连续性、关联性和紧凑性出发,基于城市等时圈,以省会城市或区域中心城市为抓手,最终共提取出15个城市群结构。与国家“十三五”规划纲要提出的19个城市群相比,本文共识别出15个城市群,既存在共性,也存在明显的差别。总体上,本文识别出的城市群空间范围要普遍小于国家或各级政府批复的城市群。科学认识“自然生长的”和“规划引导的”城市群之间的差别,对于更好地发挥城市群功能地域作用、推进城市群可持续发展具有重要价值。     

基于主体功能区规划的中国城市化地区生态功能评估

从县域尺度对中国主要城市化地区生态功能开展后评估研究,分析城市化地区生态功能指数与第三级指标的相关性,对生态功能明显衰退地区提出政策建议。结果表明：2009?2015年,“两横三纵”城市化战略格局生态功能中高水平区县占比从78.68%降低至68.13%;优化开发区域生态功能中高水平区县占比由53.85%减少至37.28%,明显降低区域主要分布于京津冀东南部、环渤海地区;重点开发区域生态功能中高水平区县占比由73.78%降低至69.21%,明显降低区域分布在中原城市群和东北地区。生态退化的城市化地区均伴随不同程度的生境质量指数降低、生态空间减少、开发强度以及人口密度增加现象。生态功能与第三级指标的相关性由大到小依次为生态空间占比＞生境质量指数＞开发强度＞人口密度。建议强调发展控制,加强生态保护,实施分区分类管控,健全不同主体功能区差异化协同发展长效机制。