结合1982-2015年归一化植被指数（NDVI）、植被类型和气象数据,分别利用一元线性回归和二阶偏相关分析方法,揭示了中国温带地区的生长季不同季节昼夜增温的时空格局以及昼夜增温的不对称性对各类型植被活动的影响。结果表明：① 近34年来中国温带大部分地区季节性昼夜气温都存在显著的上升趋势;生长季昼夜增温速率呈现出不对称性,春季、夏季白天气温上升速度略快于夜间,秋季夜间增温快于白天;② 不同季节的昼夜增温对植被活动的影响呈现出明显的分异特征,相对于夜间增温,白天增温对植被活动影响程度更大,影响区域更为广泛;相比夏季和秋季,春季昼夜增温对植被活动的影响范围更广;③ 不同类型植被对昼夜增温速率的不对称性产生了不同的响应,并且在不同季节上的响应程度存在差异。
随着全球气候变暖,极端降水的风险评估研究成为学界和各国政府广泛关注的热点问题,开展中国极端降水的风险评估研究可以为中国防灾减灾提供参考依据。本文从灾害风险评估视角,依据国际减灾战略（ISDR）的灾害风险评估模型,开展了中国极端降水的风险评估研究。首先,利用1951-2011年全国各站点逐日降水数据,采用Pearson-III方法,模拟不同重现期情景下极端降水量和频次分布,评估中国不同重现期下的极端降水危险性及空间分布;其次,基于人口和GDP指标,分析极端降水脆弱性及空间分布特征;在此基础上,评估了5年、10年、50年、100年一遇情景下中国极端降水风险及其空间分布特征。结果表明：① 中国极端降水危险性等级从东南沿海向西北内陆递减,5年一遇情景下,极端降水高危险区和低危险区的分界线大致与400 mm等降水线相同。② 中国极端降水脆弱性高的地区主要分布在人口稠密且经济发达的东部沿海大城市地区,特别是经济发达的长三角、珠三角和京津冀等城市群地区,以及中部地区的一些大城市。③ 不同情景下,中国极端降水风险等级均呈现由东南向西北方向降低。风险等级高和较高的地区主要位于黑河—腾冲线以东,中和低风险区位于该线以西,这与中国人口密度分布的胡焕庸线大体一致。
基于1992-2013年中国城市遥感模拟反演碳排放数据,采用空间自相关、空间马尔科夫矩阵和动态空间面板数据模型,在同时考虑碳排放的时空滞后效应和不同地理经济空间权重矩阵的条件下,对城市碳排放的演化路径和关键影响因素进行了定量识别和减排政策探讨。研究表明,中国城市能源消费碳排放的区域差异正逐步缩小,空间上呈现出明显的高排放俱乐部集聚特征,同时碳排放类型演化具有明显的路径依赖特征;面板数据模型估计结果表明经济增长与人均碳排放呈现显著的倒“U”型曲线关系,而绝大多数城市的人均碳排放处于随经济发展而增加的阶段,二产偏重的经济结构和投资的粗放增长共同正向作用于城市碳排放,而人口的集聚效应、技术水平的提升、对外开放度和公路运输强度的增加则共同抑制城市碳排放水平的提高。因此未来要抑制促增因素和发挥促降因素的作用才能有效降低城市碳排放;优化产业结构、精简粗放投资、增加研发强度以及提升公路通达性是未来实现中国城市节能减排的有效途径。
自2000年提出生态功能保护区的概念以来,历时17年不断探索和发展完善,中国已经形成了一批国家重点生态功能区和相关配套政策,成为生态保护红线划定的重要依据和主体功能区战略实施的主要组成,对保障国家生态安全和优化国土空间格局具有十分重要的意义。海南岛中部山区在2001年成为国家生态功能保护区试点,2010年被确定为国家重点生态功能区,是较早实施生态功能保护的重点管控区域之一。本文以海南岛中部山区热带雨林重点生态功能区为研究区域,综合利用多源卫星遥感数据和地面观测统计数据,集成地统计学和生态评估模型模拟方法,以生态系统格局、植被长势、服务功能为主要评估内容,通过时空尺度拓展和多维时空对比分析,探讨了该重点生态功能区生态系统变化和保护成效。结果发现：① 2013年功能区森林面积占比为84.5%,显著高于海南岛平均水平。1990-2013年功能区内建设用地逐渐增加。2010年功能区实施后,人类活动强度仍然呈现持续增加态势,面积比例从0.5%增加到0.8%,主要表现为城镇建设和耕地开垦。② 功能区水源涵养服务功能明显优于功能区外部,1990-2013年水源涵养服务功能总体上略有增加,但是不同时间段的波动变化明显,特别是1990-2000年和2000-2013年两个时间段内均表现为先减少后增加的变化特征。功能区单位面积的水源涵养量为51.78万m2/km2,明显高于功能区外部。③ 功能区土壤保持服务功能明显要优于功能区外部,1990-2013年表现出剧烈波动、稳定性较差。功能区单位面积的土壤保持量为1.95万t/km2,明显高于功能区外部。④ 功能区人类扰动指数明显小于功能区外部,生物多样性威胁程度明显偏小,有利于生物多样性的保护。功能区平均人类扰动指数为0.3664,比功能区外部低0.1152。1990-2013年功能区外部人类扰动指数变化幅度为0.0152,约为功能区内部变化幅度的5.31倍。特别是2010-2013年,功能区内部人类扰动指数增加幅度要明显小于功能区外部。
因区域间贸易而转移的碳排放对于全球各个国家或者地区的碳排放核算及其减排责任划分具有重要而深远的影响。通过构建多区域投入产出分析模型和基于扩展的STIRPAT模型,本文核算了全球39个主要国家基于消费责任制的碳排放,并在此基础上深入探讨了全球环境压力的影响因素问题。研究发现：首先,从以净流出为主的中国和俄罗斯来看,尽管贸易给这些地区带来了大量的资源,但随之会产生严重的区域生态环境问题。而对于美国和欧盟等地区来说,这些国家或者地区通过全球贸易规避了大量的碳减排责任。此外,在全球贸易中,区域净流出的贸易隐含碳排放越小,基于消费责任制核算的区域碳排放量就越大,故而在全球减排目标分配中承担的减排任务也需相应地增加。全球贸易隐含碳排放净流出量较大的地区主要位于亚洲和东欧等地,而净流出量最小的地区主要是以西欧和北美等高度发达的经济体为主。其次,就基于消费责任制核算下的全球环境压力而言,人口因素和富裕程度是导致全球环境压力不断增加的两个重要因素,而提高生产技术水平以及逐渐提高清洁能源在总能源消费中的比重是推动全球节能减排、缓解全球环境压力的有效途径。
为研究北京市甲型H1N1流感对气象因子的时空响应规律,本文结合地理探测器及空间自相关分析方法,分析北京市甲型H1N1流感的时空分布情况,基于地理加权回归（GWR）模型,建立北京市甲型H1N1流感与平均风速、降雨量、平均湿度以及平均温度之间的回归模型。结果表明,降雨量对流感传播的影响不显著,平均风速与流感的传播主要呈现正相关,平均相对湿度与平均温度与流感的传播主要呈现负相关,其中,平均相对湿度的影响更为复杂。时间上,在流感感染人数快速上升的阶段,各气象因子的影响程度较为显著,而在流感传播速度减慢的阶段,气象因子的影响减弱;空间上,各气象要素对流感传播的影响在北京市4大功能分区上存在空间分异性,这与地区地形、风带、局地气候等因素有关。
运用ArcGIS软件建立了长江中游地区9.0~4.0 ka BP文化遗址的空间数据库,采用叠加分析和统计学方法,对文化遗址的规模、海拔分布、坡度、距河流远近等特征进行了系统分析。结果表明：① 由新石器时代早期到晚期,遗址的数量、规模和分布范围等均呈现增长或扩大趋势,叠置型遗址个数增加;② 遗址一般具有低海拔、平缓地形和距河流较近的选址倾向,晚期的文化遗址大体保持该倾向,但对海拔、坡度及距河流远近等的选择开始出现分化。③ 新石器时代晚期不同规模的文化遗址在选址上存在一定分异。小型遗址多分布在坡度为6°~15°的缓坡地,中型及以上规模的遗址更倾向于坡度为2°~6°平缓地;中小型至大型遗址的海拔分布均以30~50 m为主,特大型遗址的海拔分布以50~100 m为主;特大型遗址在距河流1000 m以内的分布比例高于其他规模遗址;④ 新石器文化在早中期受气候、水源、地形等自然环境因素影响较大,晚期文化的适应能力有所增强。
土地流转是实现农业适度规模经营的必经之路,理解土地流转的空间差异及影响因素具有重要意义。基于2003-2013年农业部农村固定观察点系统的169511个住户样本,本文揭示了中国土地流转的区域差异,并采用Heckman两阶段模型识别土地流转区域差异的影响因素,旨在为促进土地流转提供科学参考。结果发现：① 2003-2013年间,土地流转率从17.09%上升到24.1%,年均增幅近0.7个百分点;南方土地流转较为活跃,比如福建等地流转率超过30%,而北方土地流转率较低;② 转入土地支付租金平均为283.74元/亩,55.05%的转入户并未支付租金;相反,转出土地获得租金为243.23元/亩,52.63%的农户转出土地未获得租金;目前中国土地的“零租金”流转率超过50%;③ 土地质量、地理区位、交易费用、家庭及村庄特征等对土地流转的区域差异具有显著影响;土地质量和地理区位在平原地区的边际效应较大,但在丘陵和山区,交易成本已成为影响土地流转的重要因素。土地“零租金”流转的实质是土地资源错配的一种表现,丘陵和山区边际化及交易费用偏高降低了土地资源的潜在价值。政府应努力降低土地流转中面临的各类交易费用,建立健全土地流转的补偿机制,同时关注丘陵和山区的土地资产贬值和撂荒现象。
山区土地开发及其导致的资源环境问题是农业社会人地关系紧张的体现,工业化、城镇化进程中劳动力转移减轻了山区农村土地的人为扰动,由此驱动土地利用发生转型,引发一系列自然和社会经济效应。按照“土地利用转型—驱动力—效应—响应”的分析框架,剖析中国山区农村土地利用转型的特征和规律,提出山区农村土地整治的响应措施。研究表明：① 山区农村土地利用转型体现出土地利用形态在长期变化过程中的趋势性转折,显性形态转型即由农业社会的耕地扩张和林地收缩演变为城镇化进程中的耕地收缩和林地恢复性增长,隐性形态转型即伴随上述过程发生的土地边际化及生态功能恢复;② 社会经济因素主导山区农村土地利用转型过程,劳动力转移引发土地人为扰动减轻是直接驱动力,务农机会成本上升、恶劣的生存环境等引发劳动力转移的因素是更为根本的驱动力;③ 山区农村土地利用转型降低了土地生态系统脆弱性并提高了其生态安全屏障功能,其社会经济效应应聚焦山区农村发展与农户生计安全层面,并亟需实证研究的支撑;④ 当前山区农村土地利用转型是自然恢复和生态优化的良性过程,有着经济社会发展的必然规律,山区农村土地整治要顺应其土地利用转型规律,目标导向从耕地数量增加转向生态环境保护与社会经济福祉协同提升。
本文以县域为基本研究单元,从经济、社会及生态三个维度构建了耕地功能评价指标体系,分析了黄淮海平原耕地功能演化的时空特征,利用耦合动态度模型探讨了耕地功能间耦合关系的演变。在此基础上,利用空间计量模型,对耕地功能演化的驱动机制进行了定量分析。研究结果表明：① 1990-2010年间,冀中南及豫东地区部分欠发达县市耕地经济功能明显增强,发达的城市群及其腹地受工业化及城镇化影响较大,耕地经济功能持续下降;60.29%的县域单元耕地的社会功能下降,增强区主要集聚于郑州北部、德州及沧州西部、烟台、威海等区域;生态功能变化在空间格局上基本形成了以豫北、山东中部山地丘陵区为核心的增长区以及以环京津、环济南地区为核心的持续下降区。② 黄淮海平原耕地经济、社会及生态功能的耦合度及协调度空间差异显著,且退耦化现象日渐突出;经济发达地区耕地的社会及生态功能演化速率普遍滞后于经济功能。③ 黄淮海平原耕地的功能演化是区域本底因素与外部驱动因素综合作用的结果;城镇化与工业化进程中人口、产业的转型对耕地经济、社会及生态功能演化的强度及方向起决定性作用。并指出：黄淮海平原应激活农业现代化、产业化发展动力,促进传统农业的转型升级,充分考虑耕地功能演化的区域分异特征,实行由发达城市地区到欠发达传统农区的差异化、多元化的耕地多功能利用与管理模式。
为缓解黄淮海平原区地下水水位的持续下降,国家提出耕地资源休养生息的战略,而实施耕地资源休养生息的关键,是确保水平衡下的耕地资源可持续生产能力。本文从可持续理论和水平衡的条件出发,将黄淮海划分成12个自然条件、社会经济条件相对均一的农业生态区,采用不同农业生态区代表实验站限水高产的产量和管理经验,以水定产并逐步修正,得到了黄淮海平原区耕地可持续生产能力,并与现实产量对比得到产量差。结果表明：① 水平衡条件下黄淮海平原区耕地的可持续粮食生产能力为1.16亿t/年;② 可持续总产产量差为-67.85万t/年,由于限水灌溉造成的粮食产能损失为小麦331.84万t/年,玉米不存在产能损失;③ 小麦主要压产地区为黑龙港地区、鲁西平原、豫东平原以及京津唐平原,而徐淮低平原、豫东平原以及胶西黄泛平原具有一定的提产潜力。通过测算,进一步认识了黄淮海平原区耕地可持续产能状况,为区域粮食生产的合理布局以及农业限水限产提供可靠依据。
定量重建历史时期城市土地利用规模、结构和城市化水平数据集有助于更好地模拟土地覆被变化的环境效应。根据日本侵华战争军事地形图资料,在ArcGIS平台定量重建民国时期江西省范围内县级以上城市用地规模和结构,取得了一套可用于历史时期土地利用模型的城垣周长、城市用地面积、城垣内非建设用地、城垣外建设用地情况的综合数据集,并在此基础上分析了县域尺度下的土地城市化水平。与更为详细的大比例尺地图的比较表明,本套数据集误差在±10%之内。有“城内田”现象的城市为20个,有“城外市”现象的城市为28个,分别占江西省全部城市数的25%和35%。城市用地重建结果表明,江西省80个县级及以上城市总建设用地面积为87.99 km2,约占全省总面积的0.053%。民国时期江西的整体城市化率为0.047%,最高的南昌为0.19%,最低的遂川县仅为0.007%,城市化水平与县域人口总量呈正相关（r = 0.457,P < 0.001）。空间格局分析表明,江西省县域城市化水平具有北高南低的特点。江西省民国时期城市用地和城市化水平数据集可以为相关全球环境变化模型提供直接的用地基础数据。
土地集约利用反映了土地利用的综合状态,是协调土地供需平衡的重要指标。运用系统动力学（SD）构建城市建设用地供需反馈关系回路以及指标变量函数,在此基础上,建立长株潭城市群建设用地供需系统模型,仿真模拟低土地集约利用度、中等土地集约利用度、高土地集约利用度三种不同状态条件下,2016-2030年区域的建设用地、工业用地和居住用地供需变化趋势。结果表明：① 研究区用地规模仍处于扩张状态,城市建设用地数量增长速度总体较快。但三种发展状态下用地增长规模、速度存有差异;② 在低集约度模式下,建设用地规模及供地数量大,易造成土地资源的浪费;高集约度模式下,建设用地供给紧缩,用地规模增长缓慢,总规模偏小,不利于城镇化的良性发展;中等集约度模式则在用地规模和供给量上均与社会经济发展相适应,能体现现代城市发展理念;③ 工业用地占建设用地比例保持在15%~21%之间,其中低集约度模式下比例逐年上升,中等和高集约度模式下呈缓慢下降并趋于稳定之势;居住用地占建设用地的比例维持在27%~35%之间,其中低集约度和中等集约度模式用地占比呈下降趋势,高集约度模式比例总体维持在较高水平。研究通过对三种发展模式的设定,确定了不同指标在三种模式下的变化趋势,可为土地供需决策优化、城市建设规划及土地供给侧结构性改革提供科学参考。
选取土地利用、城市体系、经济全球化、气候变化、社会文化地理5个研究议题,以1986-2017年所有相关的人文地理学国家自然科学基金资助项目为研究样本,对每个项目的研究主题、研究内容、研究队伍、主要成果进行梳理,分析国家自然科学基金对中国人文地理学发展的推动作用。分析认为,国家自然科学基金在推动中国人文地理学自由开展基础研究、服务国家战略需求,促进学科交叉和方法创新,培育学科新生长点以及培养和壮大专业人才队伍等方面发挥了重要的支持和引导作用。本文同时反映了30年来国家自然科学基金支持下人文地理研究取得的重要进展,有助于了解中国人文地理学学科发展的特征与态势。
