当前耕地撂荒已成为一种日益普遍的土地利用变化现象,对粮食安全和生态环境具有重要影响。为揭示1992-2017年中国耕地撂荒的时空特征及驱动机制,采用集成分析的思路,对县（市）域尺度撂荒的研究成果进行了汇总梳理,从中提取撂荒时间、位置、规模（程度）、成因等信息,并进行了荟萃分析。结果发现：1992-2017年全国范围内有撂荒记录的县（市）共165个,主要分布于南方,集中分布区呈逆时针旋转90°的“T”字型,纵轴自北至南贯穿甘肃东南部、四川东部、重庆境内,直至贵州西部和云南北部;横轴位于长江中下游地区,自西向东贯穿湖北、湖南、安徽、江西。其中,湖南、四川、安徽有撂荒记录的县（市）数量较多,分别为24个、23个、21个,其次是湖北、重庆、福建、甘肃、云南,均超过10个。“T”字型结构的形成经历两个阶段,大致以2010年为界,此前有撂荒记录的县（市）为102个,集中分布于沿长江中下游的东西向带状区域,形成横轴;此后新增63个县（市）,集中分布于自甘肃东南部至贵州西部和云南北部地区的南北向带状区域,形成纵轴。撂荒格局的形成过程与区域经济发展和产业结构调整背景下的农业劳动力析出基本同步。农业收益低和劳动力不足分别是86%和78%的县（市）撂荒形成的共性因素。
传统的生态风险评价主要依据是点源性威胁、区域景观格局变化等生态实体特征指标,忽略了与实体功能属性密切相关的人类福祉因素。将生态系统服务纳入生态风险评价体系是一个新的研究思路。本文运用GIS和遥感技术重构了中国陆地生态系统服务的空间图谱,采用生态风险分析模型给出了基于生态系统服务的中国陆地生态风险格局的定量描述和空间分布,划定了不同置信水平下的生态风险管控优先区。结果表明：① 2000-2010年中国陆地生态系统年均总生态系统服务指数取值在0~2.17之间,年际间呈现小幅波动趋势,年平均总指数在0.30~0.57之间变化,其中24.7%的区域显著增加,主要分布在台湾、云贵高原及新疆西北内陆区,37.1%的区域显著减少,主要分布在东北、青藏高原及中东部地区;② 不同置信水平下的中国陆地生态系统服务存在的风险损失不尽相同。如当置信水平为90%时,总生态系统服务指数的可能损失比例为24.19%,生态风险指数为0.253。比较置信水平和生态风险指数间的关系,发现当置信水平较高时,生态系统服务蒙受风险的概率相应降低,但此时出现风险时所承受的损失也对应增加;③ 以90%置信水平为例,中国生态地理区划的风险特征表现为：平均生态系统服务风险指数居前列的六位依次为内蒙古高原生态区、华北平原生态区、黄土高原生态区、东北平原生态区、横断山生态区、青藏高原生态区,极重度风险所占区域面积比例依次为55.89%、26.63%、24.35%、20.62%、18.70%、25.12%。
传统的土地利用覆被/变化驱动力研究在很大程度上并未充分考虑远距离相互作用的影响,对全球化世界中由远距离相互作用驱动的土地利用/覆被变化日益缺乏解释力。鉴于此,本文旨在将远程耦合（Telecoupling）理论框架引入到土地利用/覆被变化的动力机制研究中来。在概述土地利用/覆被变化驱动力研究的基础上,从驱动力背景的变化出发,切入远程耦合框架的介绍,并基于此给出远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的经验证据;认为远程连接、全球化和城市化是远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的3种主要形式;进而提出建立“时—空—事”三位一体的土地利用/覆被变化解析路径、土地利用/覆被变化的近远程驱动力分解和基于网络的跨系统综合研究是土地利用覆被/变化驱动力研究中应用远程耦合框架的重点内容。
地图是人类日常生活中不可或缺的工具。地图认知作为研究人对地图的感知、学习、记忆、推理和决策的科学,一直以来是地图学基础理论的重要内容。作为地图认知研究的核心,近年来地图视觉认知在相关学科（如心理学、认知科学和计算机视觉）和新的研究手段（如眼动跟踪、脑电和核磁）的促进下取得了一系列新的研究成果。尤其是眼动跟踪方法作为地图视觉认知研究的重要手段之一,越来越受到研究者的关注,为地图视觉认知研究的定量化、实用化提供了有力支撑。本文系统地梳理了2008年以来眼动跟踪方法在地图视觉认知研究中取得的新进展,并将其归纳为6个发展趋势,分别包括：① 刺激材料：从静态地图到动态交互地图;② 研究范围：从地图认知到地图空间认知;③ 实验环境：从实验室环境到真实环境;④ 地图维度：从二维地图到三维地图;⑤ 个体差异：从单一维度到多维度;⑥ 研究目的：从规律探究到实践应用。本文最后总结了未来研究面临的挑战、难点和可能的解决方法,期望能在地图视觉认知研究中起到抛砖引玉的作用。
针对地理大数据的内在本质以及地理大数据挖掘对于地理学研究的意义,本文解释了地理大数据的含义,并在大数据“5V”特征的基础上提出了粒度、广度、密度、偏度和精度等“5度”的特征,揭示了地理大数据的本质特点。在此基础上,从地理大数据的表达方式、地理大数据挖掘的目标、地理模式的叠加与尺度性、地理大数据挖掘与地理学的关系等4个方面阐述了地理大数据挖掘的本质与作用,并从挖掘目标的角度对地理大数据挖掘方法进行分类。未来地理大数据挖掘的研究将面临地理大数据的聚合、挖掘结果的有效性评价以及发现有价值的知识而非常识等几方面的挑战。
城镇化与生态环境耦合系统是人地关系地域系统的重要一环,面对新时代全球尺度的远程联系、时空压缩与社会经济重构,传统的研究框架急需转型和升级。借鉴人地关系地域系统、远程耦合和星球城市化等理论,从复杂性科学视角出发,首先解析了城镇化与生态环境耦合系统的内涵,进而从空间、时间、表象和组织四个维度,提出了一个解释城镇化与生态环境耦合机理的分析框架——“耦合魔方（CHNC）”,并论述了其概念、内涵、演化规律和分析框架：魔方中的系统与系统、系统与要素、要素与要素间通过各种“耦合线”相互联系与作用,形成一个彼此嵌套、相互联系、对立统一的有机整体;魔方的旋转代表了不同地域间城镇化与生态环境的时空非线性耦合作用,系统通过不断能量交换,产生临界相变与整体涌现性,长期处于有序与无序之间的中间状态;“耦合魔方”包括近远程耦合、近远期耦合、组内间耦合和显隐性耦合,共四个维度,八种类型。重点剖析了远程、远期、组间和隐性耦合的科学内涵、研究方法与典型案例,并形成更具普遍意义的人地关系耦合矩阵。“耦合魔方”为揭示城镇化与生态环境耦合系统的演化和机理提供一个更加全面系统的跨学科研究范式,拓展了人地系统耦合研究的分析维度,为面向人类福祉的区域可持续发展政策制定提供科学支撑。
美丽中国建设是关系中华民族永续发展的根本大计,也是落实到2030年联合国可持续发展议程的中国实践。党和国家针对“五位一体”的总体布局对建设美丽中国做出了战略部署,国家主席习近平在全国生态环境保护大会上进一步提出了美丽中国建设的“时间表”和“路线图”。但目前对美丽中国建设的理论基础、评估指标体系、评估标准及建设成效等问题并不清晰。本文从广义和狭义视角提出了美丽中国建设的基本内涵,将人地和谐共生论、五维一体美丽论作为美丽中国建设的核心理论基础,进一步构建了包括生态环境、绿色发展、社会和谐、体制完善、文化传承等5个维度的美丽中国建设评估指标体系,运用联合国人类发展指数（HDI）测评方法,对2016年中国341个地级市（州）的美丽中国建设成效进行了科学评估。结果显示,美丽中国建设的综合美丽指数（中科美丽指数）平均值为0.28,总体处于偏低水平,生态环境美丽指数、绿色发展美丽指数、社会和谐美丽指数、体制完善美丽指数和文化传承美丽指数分别为0.6、0.22、0.29、0.22和0.07,分项指数值均较低,且地域发展差异较大,说明美丽中国建设进程总体缓慢且不平衡。为了高质量、高标准地贯彻落实美丽中国建设的“时间表”和“路线图”,建议构建并发布通用的美丽中国建设进程评估体系,对美丽中国建设进程开展动态监测与阶段性综合评估,编制并发布美丽中国建设评估技术标准,做好美丽中国建设综合区划,分区域因地制宜地开展美丽中国样板区建设试点,并把美丽中国建设成效纳入各级政府考核指标。
人地关系是地理学研究的经典问题,也是中国人文—经济地理学在国际地理学研究中具有突出贡献的命题。人地关系在动态演变过程中不断出现新的时代内涵,如何科学表征中国现代人地关系的状态,是精准认知现代人地关系进而寻求协调人地矛盾路径的基础。基于人地关系地域系统理论,在梳理中国现代人地关系时代特征的基础上,构建人地关系综合评价的理论框架,从人类活动的施压强度、核心资源要素的承压能力、生态环境系统的约束力度以及人—地系统的开放程度4个层面选取表征指标,秉承分级评价、逐级修正的思想,以县级单元为基础对全国层面的人地关系状态进行综合评价。结果发现：中国的人类活动强度具有明显的东西分异性及依托核心城市群布局的特征,而核心资源要素的综合支撑能力空间布局较为分散,且土地、水、核心能矿资源以及人类活动强度四者之间的空间错配度较高,在一定程度上增加了区域人地关系的紧张状态。生态环境系统的约束紧密区多集中在胡焕庸线两侧及青藏高原西南部,全国层面上人—地系统的开放程度不高,开放程度较高的区域主要集中在中国经济发达地区。综合评价结果显示,全国大约85.56%的区域人地关系状态以宽松为主,但是局部地区尤其是东南沿海地区人地矛盾突出,西部地区人地关系相对宽松,但人地系统演进的等级也相对较低。
网络空间作为人类活动新的空间形态,是人和信息的共同载体,网络空间安全是国家安全的重要基础。对网络空间的科学刻画,是网络事件分析、网络空间治理、网络安全保障的重要基石,也是信息化时代地理学研究拓展的新领域。在全球网络空间激烈竞争的背景下,亟需加强地理学与网络空间安全等学科的交叉融合,在传统地理学的基础上进行理论创新和方法创新,创建网络空间地理学。网络空间地理学是地理学研究内容从现实空间向虚拟空间的延伸,理论基础是从传统地理学的人地关系理论演变为人地网关系理论;研究内容包括构建网络空间、现实空间的映射关系,在网络空间重新定义传统地理学关于距离、区域等基本概念,构建网络空间可视化表达的语言、模型、方法体系,绘制网络空间地图,探究网络空间结构和行为的演变规律等;技术路径包括网络空间要素数据采集与融合、网络空间可视化表达、网络空间态势与行为智能认知等,其中智能认知涵盖了网络空间态势现状评估、网络热点事件传播与溯源分析、网络事件态势模拟与风险预测等。网络空间地理学的创建将为网络空间的科学认知、地理学与网络空间安全等学科建设以及国家网络安全防控和全球网络空间命运共同体的构建提供新视角。
区划和类型是地貌学研究的两大核心内容。中国地貌区划已有诸多划分方案,比较而言,各种方案存在遴选指标不一、确定等级较少、反映特征各异、划分结果不同、成图尺度较小等不足。应中国地理国情普查等国家专项任务的需求,对较大尺度、多级地貌区划研究提出了新的要求。在梳理中国地貌区划的理论,包括板块构造与地貌圈特征、地貌形态与内外营力体系、地貌形态的类型组合与区域分异的基础上,基于2013年提出的中国地貌二级区划的新方案,归纳了全国多级地貌区划分的原则,提出了基于“大区—地区—区—亚区—小区”的全国五级地貌等级分区方案,建立了“大地构造控制下的地势阶梯特征—>区域宏观形态类型组合—>内外营力及基本形态类型组合—>区域内形态类型组合—>区域微地貌形态组合”的五级地貌分区指标体系,提出了五级地貌区划体系的命名规则和编码方式,构建了基于多源数据进行多级地貌区划单元精确定位的技术与方法,完成了全国1:25万尺度五级地貌区的划分,包括6个一级大区、36个二级地区、136个三级区、331个四级亚区、1500多个五级小区,并建立了全国地貌区划数据库。该研究对于促进中国区域地貌学的发展、基于地貌区划的应用研究等具有重要的指导意义。
城市新区是城镇化和经济发展的重要空间载体。改革开放后，新区在区域发展中发挥着重要作用，近些年则呈现爆发式增长，具有典型的空间生产特征。从空间的生产理论视角切入，聚焦中国城镇化过程中极具代表性的空间组织形式——新区的时空演化，发现新区的设立与发展是一个快速的三元辩证的空间生产过程：新区的“空间的表征”主要由自上而下的政府权力意志主导，“空间的实践”集中体现为类型与格局、距离与面积等空间要素的规模等级差异和区域分异，“表征的空间”则体现为政府权力与城市权利之间的紧张关系与策应机制。新区的空间生产与再生产具有时空序列下的统一性和连续性，但政府主导的空间组织模式也面临着行政区管理协调难度大和区域发展不平衡加剧等一系列挑战。批判地反思新区发展路径是新时代实现区域平衡充分发展与新型城镇化战略的基础和关键。
1978年改革开放以来,中国交通地理格局发生了历史性变化,理解其演变特征与规律对未来的交通建设与国土开发具有重要的启示意义。在系统梳理中国交通建设与发展历程的基础上,利用大数据和GIS等分析方法,探讨了国家交通地理格局的演变特征与空间效应,并从演进阶段、空间结构与秩序等视角系统归纳了中国交通地理格局演化的基本规律。研究发现,当前中国的交通建设已开始进入以质量提升为目标的新阶段,建设模式由早期资本驱动的“规模扩张型”过渡为创新驱动的“质量提升型”,发展方向从优先发展向综合协调发展转变;交通网络的快速建设和扩展改变了时间与空间的关系,其所营造的空间收敛与空间优势格局,与经济社会空间布局形成了耦合效应,持续推动经济社会空间结构演进,传统以发展轴线为中心的国土开发结构将逐渐转变为以大都市和城市群为中心的网络化国土开发结构;交通地理格局的演化具有显著的阶段性规律,中国当前处于系统结构完善阶段向级联秩序分异阶段过渡的时期,经济社会空间形态从轴线结构向轴—辐结构转变,初步形成了级序有致的网络体系;随着交通网络的不断成熟,宏观尺度上的各类功效空间结构与级联秩序将逐步趋向成熟与稳定,最终达到相对平衡的状态。
区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×107 t和141.9 t/hm2,自2005年以来分别下降0.07×107 t和2.89 t/hm2。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×107 t和143.26 t/hm2,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。
地缘关系研究作为地理学中一个重要研究领域越来越受到学者关注,开展基于大数据的地缘关系的定量研究,是对传统地缘关系研究的重要补充。利用新闻媒体大数据GDELT从全球性的视角将中国及其周边国家间地缘关系综合表达为合作与冲突关系,通过有序聚类方法识别中国及其周边国家合作与冲突的阶段划分,并对不同阶段国家间的合作与冲突关系进行社会网络分析,利用社区探索等工具对合作与冲突网络进一步剖析和解译,最后对不同时段内突出的双边关系进行对应分析,以及以中国为中心的均衡度分析。结果发现：1979-2017年中国及其周边国家间合作与冲突关系在时间上表现出明显的3个阶段,中国逐渐成为网络的中心,形成了以中国为中心,以俄、日、韩为支撑的广泛合作格局;中越、中日、中俄、朝韩等各阶段突出的双边关系表现出各异的发展态势和驱动因素;伴随着中国和平崛起的进程,中国与周边国家的合作越来越均衡,与此同时中国与周边国家的冲突范围不断扩大。
基于MODIS-NDVI和气温、降水数据,使用基于变异系数的人为影响模型定量计算了2001-2015年中国植被覆盖人为影响,辅以趋势分析、Hurst指数等方法探讨了中国植被覆盖人为影响的时空变化特征及未来演变趋势。研究发现：① 2001-2015年,中国植被覆盖人为影响由南向北空间分异愈发明显,年均值为-0.0102,植被覆盖在人类活动影响下轻微减少,负影响面积占51.59%,略大于正影响面积。② 中国植被覆盖人为影响年际变化特征明显,整体呈负影响波动减少趋势,降速为0.5%/10a,其中正影响、负影响均呈增大趋势,正影响增速（0.3%/10a）远大于负影响（0.02%/10a）。③ 2001-2015年间,中国植被覆盖人为正影响重心向东北方向移动,负影响重心向西南方向移动,东北部植被覆盖在人为影响下不断改善,西南部人类活动对植被破坏程度不断增大。④ 中国植被覆盖人为影响主要呈负影响减少和正影响增大趋势,面积占比分别为28.14%和25.21%,生态环境趋于改善。⑤ Hurst指数分析表明,中国植被覆盖人为影响未来演变趋势的反向特征强于正向特征,主要呈人为负影响先减少后增大趋势,面积占比15.59%。
城市格局对产业布局有深刻影响,山地城市尤甚。餐饮业是城市商业的重要“引流业态”,其布局与城市居住、交通、公共服务等空间功能密切相关,山地城市格局对餐饮业布局影响的空间异质性尤为明显和特殊。以典型山地城市重庆主城区为研究对象,基于多源兴趣点（POI）数据,运用核密度、空间自相关、地理加权回归等空间分析工具,探究山地城市格局对餐饮业区位选择影响的空间异质性。结果表明：① 重庆主城区餐饮业空间布局形态呈凝聚多中心特征,形成“一主两副四次级”的多中心空间结构,是重庆主城区“多中心,组团式”城市格局的缩影。② 餐饮业发育成熟度与山地城市扩展时序密切相关,且空间分布方向与城市扩展方向一致。③ 同一类城市空间因子对不同城市组团的餐饮业分布具有不同甚至相反的影响力,相较圈层式单中心城市空间因子作用模式的空间异质性更为显著,其本质原因在于山水自然分割和城市扩展的特殊性导致的中心组团和外围组团资源要素配置不均。④ 不同城市空间因子对餐饮业布局的作用力也具有空间异质性,城市居住、商业、交通、公共服务、休闲空间等5类因子在不同区域对餐饮业区位选择均有不同程度正向促进作用,其中城市商业空间因子对餐饮业区位选择影响最大。
黄河流域与黄河所经地区在国家发展中具有极为重要的战略地位。2019年9月习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上发表了重要讲话,具有重大战略意义。本文对黄河流域的综合治理与可持续发展形成了初步认识,指出新时代黄河流域全面深刻转型发展的任务仍然艰巨,需转变理念,持续推进能源清洁高效利用,因地制宜重点推进产业发展,不搞粗放式大开发,搞好资源耕地保护等方面应是推进黄河流域综合治理及保障可持续发展的重要举措,认为“黄河经济带”在全国经济层面上不存在,目前不适宜将“黄河三角洲”确定为国家战略。
中蒙俄高铁建设是促进中蒙俄交通基础设施互联互通、打造国际陆上交通走廊的重要举措,是中蒙俄经济走廊建设的重要突破口。科学合理地布局中蒙俄高铁线路、规避高铁建设面临的不利影响和风险,急需理清高铁建设的影响因子,揭示其作用机理和空间分布格局,制定针对性强的防控对策。本文分析了中蒙俄高铁建设的主要影响因子,阐明了各类因子对高铁建设的影响机理,通过构建一种综合集成的影响指数评估模型（IIIEM）,量化评估了不同地区各类影响因子的影响指数,揭示了其空间分布格局,并据此制定了消除影响的中蒙俄高铁东线和西线的线路布局建议方案。提出通过“高铁换资源、高铁换市场”等互利共赢创新合作模式,消除经济影响;加强沟通和技术展示,降低社会影响;通过设置缓冲区及高科技手段,规避生态风险;构建中蒙俄跨境地区三大生态风险跨国联合防控体系,加强政策对接,促进中蒙俄经济一体化等防控对策及保障措施。本研究将为中蒙俄高铁建设线路科学合理布局、风险防控提供科技支撑和决策参考。
改革开放以来,中国快速城镇化既推动经济社会大发展,也面临巨大挑战。跨学科视野下,围绕城镇化问题的争论和持续研究对国家新型城镇化规划产生重要影响,也标志着中国城镇化方向的重大调整。但对中国特色新型城镇化的科学认知和理论挖掘仍不充分。本文归纳了中国城镇化发展的简要历程,指出半城镇化、特殊国情、复杂因素及治理体系交织的中国城镇化特征,阐明了中国城镇化对世界的巨大贡献,论述作为最显著的人文空间过程的城镇化对人文与经济地理学的学科意义,并解读了新型城镇化认知与建构的4个方面理论内涵：人本性、协同性、包容性和可持续性。伴随结构主义向人本主义发展理念的转变,新型城镇化应逐步实现从“人口城镇化”到“人的城镇化”的转变,其中有6个关键议题：人的城镇化与基本公共服务均等化、城镇化城乡综合过程与协同研究、资源环境承载与气候变化适应下的城镇化、多样化区域模式、城镇化人文社会空间效应及机制、大数据与技术方法创新。本文尝试构建中国特色的新型城镇化理论内涵的认知框架,以期为新型城镇化理论研究和政策实践提供借鉴。
在乡镇尺度下厘清人口分布格局及其影响因素与区域差异,对在生态脆弱区制定可持续发展政策具有重大指导意义。基于2010年西藏自治区的乡镇尺度人口普查数据,提取人口密度和空间因子,利用空间统计方法分析了人口分布的疏密特征和集聚特征,对比运用多元线性回归方法和随机森林回归方法探索该地区人口分布的影响因素及其区域差异。结果表明：① 西藏乡镇人口密度在空间上表现出极强的非均衡性,其总体趋势是东南高西北低,高密度区与大江大河及主要交通干线具有较强的空间耦合性;② 大致以波绒乡（聂拉木县）—岗尼乡（安多县）为西藏的人口分界线,人口集聚的“核心—边缘”特征明显;③ 多元线性回归方法中,人造地表指数对人口分布的影响程度最大,随后依次为夜间灯光指数和路网密度;④ 利用随机森林方法进行的人口密度预测比多元线性回归方法精度高,可以用来对影响因子的重要性进行排序;排序在前六位的影响因子由高到低依次为夜间灯光指数、人造地表指数、路网密度、工业总产值、GDP和多年平均气温,它们与人口密度均呈正相关关系;地形地貌要素中以海拔和坡度的贡献率最大且与人口密度均呈负相关关系;⑤ 西藏人口分布格局的影响因素及其相互作用呈现出明显的区域差异特征,河谷是西藏地区人口的集聚区,主要分布在拉萨河谷、年楚河谷以及三江河谷;⑥ 通过随机森林回归分析,可以利用概念模型来表达人口分布影响因素,将主导因素概括为土地利用结构、道路通达度及城镇化水平。
城镇化与生态环境耦合是当前研究热点,而其动态模拟将是未来的重要方向。基于系统科学与跨尺度耦合理论揭示城镇化与生态环境耦合系统的本质,即一个非线性的、具有高低阶多重反馈的开放的复杂巨系统。通过综述城镇化与生态环境耦合动态模拟的理论、方法与应用的研究进展,可知：① 动态模拟成为趋势,相关理论与机理解析不断完善;② 动态模拟技术趋向多元化、精细化、智能化和集成化;③ 应用研究基于多类型案例区、多要素以及近远程与跨区域3个方面。当前研究不足包括：① 理论发展与整合不足;② 方法集成与数据共享力度滞后;③ 耦合关系链条和主控要素的动态特征未被完整揭示,远程耦合模拟缺乏定量表达、系统性整合以及与区域联动层面的应用衔接。今后,应以理论为根基,推动多科学交叉融合;以方法为支撑,推动动态模拟技术整合与数据共享;以应用为导向,揭示城市群等重点地区的近远程关系链条与主控要素的动态演化模式,为区域可持续城镇化提供决策支持。
慢性病是全球最主要的死亡原因,在所有慢性病风险因素中,不健康饮食因素居于首位,也是影响最广泛的风险因素。尽管已有许多关于饮食行为的研究,但在饮食口味与慢性病关联方面尚缺乏定量研究。鉴于此,利用众源网络菜谱数据,提取菜系中多维口味信息,结合不同地区分类的餐饮类兴趣地点（POI）数据,定量分析不同地区人群口味偏好;使用地理探测器方法,从空间分异性角度建立7种口味与出血性卒中、胰腺癌、上呼吸道感染3种慢性病的关联,得到饮食口味对慢性病空间分布的解释能力度量值。结果表明：在7种口味中,过咸是出血性卒中的首要口味风险因子;一定程度的甜是胰腺癌的首要口味风险因子,且甜的程度与胰腺癌风险并非呈简单线性关系;过辛是上呼吸道感染的首要口味风险因子,三者在统计上均表现显著。本文首次提出了基于众源数据挖掘的潜在健康风险因素定量研究方法,可以应用于病因的探索性分析,并有助于公共卫生部门制定相应的干预措施。
为研究气候变化与植被活动之间的复杂关系,采用1982-2013年GIMMS NDVI与气象站点温度与水分的监测资料,应用基于像元的地理加权回归方法,探究了中国植被NDVI及其动态特征对气候变化响应的空间格局。中国植被NDVI与地表温度呈空间非平稳关系,在空间上的负相关关系主要集中在东北、西北及东南部分地区,空间正相关则更为集中和连片;针对不同气候指标的标准化系数对比可知,植被NDVI受水分控制作用较为显著的区域主要集中在北方地区以及青藏高原,温度的主导作用区域则分布在华东、华中及西南地区,其中年均最高气温对NDVI的主导区域范围最广;植被NDVI动态与气候变率的回归结果表明,增温速率的升高会通过加剧干旱等机制对植被活动产生抑制作用,水分变率对植被活动的强弱起到了重要的调节作用。
利用2003-2017年MODIS地表温度数据,分别从数量、形状和结构角度揭示北京市不同季相和昼夜间地表热力景观时空分异特征,并进一步通过热力等级变化图谱及质心迁移轨迹揭示城市热力景观空间演变规律,探究热力景观等级转换生态过程。结论如下：① 城市地表热力景观季节和昼夜空间特征差异显著;② 中温区在城市热环境中占主导地位。白天中温区是最不稳定的热力景观等级;夜间次低温区和次高温区不稳定性增加;③ 地表热力景观等级变化以稳定型占主,反复变化型和前期变化型次之。地表热力景观等级通常呈现逐级递增或递减规律,山区呈现逐级降温趋势,北部城郊—山地交错地带表现出次低温和中温的反复转向,南部地区有一定的升温趋势;④ 2003-2017年高温区面积增大且质心向城市中心集中,低温区质心向城市外围扩散。生态涵养发展区对北京市地表热力景观质心迁移贡献率最高。热力景观时空分异特征及演变规律可为有效缓解城市热岛效应提供管理决策支持。
土壤水分是地表和大气连接的纽带,在水文循环中扮演着重要角色。青藏高原作为“第三极”和“亚洲水塔”,其土壤水分对周边地区的气候如亚洲季风的形成和维持产生重要影响,也深刻影响着亚洲水资源的可利用量。基于分布在青藏高原3个气候区的100个站点的实测土壤水数据,对ECV、ERA、MERRA、Noah数据集进行评价,选择对土壤水分评估效果最好的数据集,分析各种气象要素对土壤水分时空格局的影响,并预估未来100年内青藏高原土壤水变化,探讨可能气候成因。结果表明：① Noah数据集对青藏高原历史时期土壤水分评估效果最好,相对其他地区,各数据集对那曲地区土壤水分评估效果最优;② 在各种气象因子中,降水是影响大部分地区土壤水分时空变化的最主要因子,但在喜马拉雅山脉地带,尤其山脉北坡,温度和太阳辐射有较高的影响;③ 1948-1970年土壤水分有明显的下降趋势,1970-1990年土壤水分呈波动变化,无明显趋势,1990-2005年土壤水分有一定的上升趋势,2005年后至今土壤水分有明显快速下降趋势：④ 不同未来情景,土壤水分有下降趋势,其中在CRP 8.5情景下,土壤水分下降最为明显,在2080年之后有更加显著的下降趋势;⑤ 未来降水和温度均呈上升趋势,其中干旱指数变化在RCP 8.5情景下呈下降趋势,在RCP 2.6和RCP 4.5情景下无明显变化,干旱指数在一定程度上能解释未来土壤水分的变化格局。
借助连锁网络模型和复杂网络理论,基于2014年中国装备制造业企业的地理分布情况,分析城市空间组织关系。研究发现,全国各地城市呈现一种枢纽—网络结构。全国范围来看,北京为全国性枢纽城市,上海、深圳、重庆等城市为地区性枢纽城市,且枢纽城市之间以北京与深圳的城际连接最为密切,西北地区和西南地区的大部分城市在网络中连接程度相对较低。基于行业的子网络进行比较发现,不同行业在网络规模、枢纽城市和网络密度等方面都存在显著的差异,证实了城市空间组织的枢纽—网络结构具有多中心性和多样性的特点。运用复杂网络理论进行蓄意攻击实验发现,删除枢纽城市的腹地城市后其网络连通度基本不受影响,但删除其非腹地城市后网络联通度下降非常明显,说明空间距离对枢纽与节点连通的限制越来越弱,这与中心—腹地结构中的情形有着明显的区别。
空间交互模型被广泛应用于地理要素关系强度的模拟,然而目前大量研究或建立在模型参数标定理想化、模式化的假设条件下,或是在暗箱中完成,由此导致模拟结果与实际的偏差却被严重低估。基于2015年中国春运期间人口省际流动的城市间O-D数据,在逐日、分市的研究精度下,实证推算人口流动重力模型变量的回归系数,探究模型代理变量影响效应的空间异质性,并评估重力模型在人口流动模拟上的误差。结果显示：① 重力模型参数标定的复杂性体现在交互对象代理变量影响程度的非对称性,和变量回归系数的空间异质性随研究精度加深显著加剧两个方面,因此模型参数标定的模式化将导致估算结果空间差异的趋势收敛;② 2015年春运期间中国人口省际流动距离衰减系数为1.970,在地级行政单元视角下,人口流出地距离衰减系数值域为0.712（驻马店）~7.699（乌鲁木齐）,人口流入地系数值域为0.792（三亚）~8.223（乌鲁木齐）;③ 应用重力模型模拟人口流动结果与实测流（百度迁徙数据）存在显著误差。就加权绝对平均误差而言,拟合总误差为85.54%,其中空间相互作用效应造成了86.09%的实测流与模拟流的最大误差,相对流出力、相对吸引力分别造成57.73%、49.34%的模型误差。因此,空间交互效应仍然是当前最难以模式化的因素。
空间关联是区域相互作用和影响的纽带,以人口流动为载体的城镇化空间关联影响并不断调整着中国区域经济社会发展格局。根据省际人口流动数据,构建城镇化空间关联模型,通过分析1990-2015年中国省域城镇化空间关联强度与关联网络结构变化,揭示城镇化空间关联特征及形成机制。结果发现：① 中国省域城镇化空间关联强度演变过程可以解析出7种类型,其中主导类型与全国的吻合程度最高,并决定着全国城镇化空间关联强度演变过程;非主导类型的城镇化空间关联强度演变特征以2005年为界,之前增长缓慢甚至为负,之后与主导类型共同推动全国城镇化空间关联强度持续增长。② 对城镇化空间关联进行不同尺度的结构分析,全国城镇化空间关联网络结构日趋复杂,关联路径由集中转向分散,不同属性的地域子群间关联密度差异开始缩小,高等级节点由东部向中西部扩散。③ 采用面板向量自回归和面板分位数回归检验城镇化空间关联强度与关联网络中心度的互动机制,并解释了居民收入水平和区域产业结构对城镇化空间关联特征的影响方式。城镇化空间关联不仅深化了城镇化的研究,也为中国人口城镇化发展和产业空间转移调控提供理论依据。
乡村重构是实施推进乡村振兴战略的重要手段,一个完整的乡村重构过程通常由初始期、发展期、趋稳期、稳成期等不同阶段组成。本文在构建乡村重构过程分析的理论框架基础上,探索引入乡村发展指数、乡村重构强度指数和乡村重构贡献率的概念,选取大都市郊区和平原农区典型村域开展乡村重构过程的定量研究和驱动因素的对比分析。研究表明：① 20世纪90年代以来,伴随产业结构由传统农业向工业采矿业、旅游服务业转型,黄山店村社会经济形态和地域空间结构发生了剧烈重构,乡村重构过程依次经历了初始阶段、发展阶段,目前处于趋稳阶段;杨桥村产业发展经历了传统农业主导、农业兼业化生产阶段,自2000年以来开始出现社会经济重构迹象,近年来在地方政府推动下生活空间发生重构,但经济形态尚未发生明显改观,目前村域整体上仍处于低水平发展阶段。② 黄山店村快速的乡村重构是市场需求牵引、政府宏观政策引导等外源性因素及资源环境、区位条件、行为主体、经济基础、文化特质等内源性因素综合作用的结果;杨桥村的重构历程主要受城镇化、工业化、技术进步等社会经济发展进程以及“新农村建设”“增减挂钩”等外源性政策因素主导,缺乏内生发展动力是导致其重构速度相对缓慢的根源。
采用核密度估计、空间自相关、空间马尔科夫链和面板分位数回归等方法对1992-2013年全国283个城市碳排放强度的空间溢出效应和驱动因素进行了分析。① 核密度估计结果表明,中国城市碳排放强度总体均值下降,差异在逐步缩小。② 空间自相关Moran's I指数表明城市碳排放强度存在显著的空间集聚性且空间集聚性在逐渐增强,但空间集聚水平的变化逐年缩小。③ 空间马尔科夫链分析结果表明：第一,中国城市碳排放强度存在马太效应,低强度与高强度的城市在相邻年份转移过程中呈现维持初始状态的特征。第二,城市碳排放“空间溢出”效应明显,且不同区域背景下溢出效应存在异质性,即若与碳排放强度低的城市为邻,该城市的碳强度能够增加向上转移的概率,反之亦然。④ 面板分位数结果显示：在碳排放强度低的城市,经济增长、技术进步、适当的人口密度起到减排作用;外商投资强度与交通排放是使碳强度增大的主要因素。在碳排放强度高的城市,人口密度是重要的减排因素,技术进步暂时没起减排作用;工业排放、粗放式的资本投资以及城市土地蔓延则是碳强度上升的主要因素。
