空间异质性是地理空间数据特殊性的重要体现,也是地理空间分析方法研究长期关注的核心议题。近年来大量细粒度地理空间数据的出现和人工智能技术的发展为空间异质性建模带来了新的机遇与挑战。从描述对象角度,空间异质性可分为属性异质性和过程异质性;从建模方式角度,空间异质性建模可分为连续建模和离散建模。依据上述分类方法,本文总结出空间异质性建模的主要任务为空间区域划分、局部空间回归、分区域空间回归,并综述了每种任务的代表性方法。本文进一步综述地理空间人工智能领域针对空间异质性发展的一系列方法,讨论了将空间异质性融入神经网络模型结构设计的方式。未来,方法体系相对成熟的空间区域划分、局部空间回归仍将保持生命力;而分区域空间回归、顾及空间异质性的人工智能方法尚有较大的探索空间,是后续研究值得关注的方向。
能源转型已成为当前及今后全球应对气候变化风险、推动高质量发展、实现能源供给安全的关键选择。但在多重目标约束下,能源转型的不确定性和挑战仍然较大。为此,本文从能源系统结构演化出发,对能源转型的基础概念、研究方法、问题挑战进行文献综述和探究分析,得到如下结论:① 碳中和背景下的能源转型已由“技术”驱动转向“问题”驱动,且不同地区和国家能源转型进程差异明显,政策调控、技术创新、市场机制与主观行为成为能源转型的关键驱动因素。② 针对能源转型的量化研究主要集中于能源转型程度的评价及其趋势预测,但由于涉及能源、经济、环境、社会等多系统的耦合联动,模拟预测的“黑箱”效应较为突出。③ 已有研究对能源转型的经济、安全与社会效益认识存在分歧,能源转型挑战与不确定性仍然较大。未来能源转型研究需兼顾气候变化与经济发展需要,采取多样化转型手段,注重供需协同、区域协同转型,持续加强多尺度建构—关联研究。本文旨在增进对能源转型认识论和方法论的理解,为地理学者开展能源转型研究提供学术参考。
随着土地废弃、环境恶化等“现代病”的出现,如何有效地进行土地管理和生态治理成为当今全球亟需关注的发展问题。再野化为以上困境提供了可供参考的破解路径。通过梳理和分析西方地理学领域再野化的相关文献,指出对再野化概念的理解需把握荒野与野性、自治与干预两组关系。并提出在关系本体论的指导下,再野化理论具有从全球到地方、从宏观到微观的理论逻辑。具体表现为:① 宏观层面的再野化作为生态和社会经济策略,为全球生态系统保护以及全球城乡发展作出贡献,但也存在区域、政治以及物种的边界争议;② 中观层面的再野化在审视异质和边界问题的基础上,通过探讨跨地方主体间不均衡的组织权力动态,强调地方性知识的回归和公众参与;③ 微观层面的再野化呈现宏观和中观关系下推后的地方经验,呼吁需关注宏大叙事下的微观群体表达,以推行更具在地性的再野化项目。最后,论文在归纳中国再野化研究的特点和现状的基础上,展望了未来中国再野化研究可进一步探索的理论和实践方向,以期为中国探索人与自然和谐共生的中国式现代化提供来自地理学的理论养分与实践参考。
健康是人类永恒的追求,健康可持续是社会可持续的基础。采用压力—状态—响应(PSR)模型,构建中国健康可持续指标体系,对2000—2020年中国健康可持续水平的时空特征、结构演化和提升路径进行分析,结果表明:① 中国健康可持续水平(HSI)稳步提升,健康可持续等级(HSL)不断提高,总体处于“可持续”状态;地带之间和省域之间的差异不断缩小,均衡化发展趋向明显;冷点区逐渐消失,热点区趋向弱化,分布重心自东南向西北迁移。② 中国健康可持续系统的结构不断优化,发展趋向良好,结构均衡度不断增长并趋近于1,结构协调性不断提高并向“高级协调”转变,结构主导性由健康压力主导型(HP)经健康状态主导型(HS)向健康发展均衡型(HB)转化。③ 中国健康可持续能力提升可分为3个一级区:Ⅰ优先提升区、Ⅱ重点提升区、Ⅲ巩固提升区,6个二级区:Ⅰ1(藏)、Ⅰ2(青、新、内蒙古)、Ⅱ1(黔、滇、渝)、Ⅱ2(浙、闽、赣、桂、琼、粤、台)、Ⅱ3(津、冀、辽、黑、吉、沪、苏、鲁、豫、鄂、湘、川、甘、宁、陕、皖、晋)、Ⅲ(京)。④ 未来中国健康可持续能力提升要重点提高卫生资源响应能力,降低社会经济压力带来的健康风险,提升道路安全水平和社会治安水平,改善国民社会健康状态。本研究构建的健康可持续指标体系为国家和区域健康可持续系统评价提供了理论框架和路径策略,对可持续社会和健康国家建设具有指导意义。
中药源于自然、承于历史、用于社会、兴于产业、惠于区域,中国古人很早就开始研究中药与产地的关系,这体现出中药与地理密切相关,也是中药形成的自然道法,但目前尚未形成中药与地理交叉融合的学科。本文基于本草、中药资源、中药产品、中药产业和中药事业的地理特征,解析中药地理学药地关系的研究框架,初步剖析其研究对象、科学问题、研究内容、研究方法。研究表明:① 中药地理学是研究中药时空分布特征和药地关系的科学,是以产地划分为基础、以道地药材为特色、以保证健康用药为目标,在地理空间层面研究中药的地域差异、空间格局、药地关系及可持续利用的一门学科。② 中药地理学在中医“因天之序”的基础上,基于中药“应地之异”特点,从药用、时间和空间3个方面,秉承“因地选药,因地承药,依地用药,因地制药,见地及药”的理念,研究药地关系。③ 中药地理学研究具有交叉性、综合性、区域性和动态性,融合了中医药学、地理学的研究成果和理论方法,开展中药资源的生态属性、中药(本草)的时间属性、中药产品的社会属性、中药产业的经济属性和中药事业的区域属性五个方面要素的地域分异、空间结构和演化规律的研究。④ 中药地理学将中药与地理交叉融合,利用产地识别、产区变迁和空间关系模型等技术方法,遵循微观与宏观结合、定性与定量结合的原则开展“药地关系”研究,以促进药理、医理、易理和地理相通,拓展中药学和地理学的研究内容。
黄河是中国北方重要的生态安全屏障,科学评价其干流生态健康状况,指出今后需解决的关键问题,对探究大型河流环境综合管理具有重要意义。根据生态系统类型确定干流分段断面,将其对应流域作为评价区,构建了包括水质、水文、生物和生境4个准则层的生态健康评价指标体系。探索解决了部分传统评价难点,包括:使用可变下渗容量模型(VIC)还原天然月径流量;采用体现区域特色的多标准水沙搭配评价;通过基于主坐标分析(PCoA)与模糊C聚类(FCM)的综合评价模型,将健康评级转化为样本分类问题,降低了主观影响。最终得到2021年黄河各评价区整体生态健康状况,结果表明:① 各评价区健康度空间异质性明显,自高到低依次为河源区、宁蒙区、小北干流区、下游区、兰州区和北干流区;从健康分类来看,河源区分类为良,宁蒙区、小北干流区、下游区、兰州区和北干流区分类为中。② 水质状况基本满足生态环境需要。③ 生态流量匮乏的时期集中在8月,较20世纪中叶,年内流量分配变化巨大。④ 人类活动造成了河岸带破碎度增加、纵向连通性降低和地表植被覆盖度提升等多方面影响。⑤ 鱼类多样性大幅降低,鱼类结构正在向耐受性演变。建议重点关注支流水污染、夏季生态流量保障两方面,并做好生物栖息地保护与修复工作。
贫困是人类社会经济发展进程中长期面临的世界性难题,非遗减贫是中国在精准扶贫和文化遗产保护实践中持续探索形成的一种特有发展模式。研究非遗减贫理论和实践经验,对文化强国和乡村全面振兴的推进具有重要意义。本文对基于贫困地域系统的非遗减贫理论依据进行了深入解析,在构建“能力—经济—环境”三维非遗减贫理论分析框架的基础上,对中国第一批乡村非遗减贫的成功案例贵州省高华村进行了深入的实证分析。研究发现:中国的非遗减贫实践远早于国家非遗减贫相应政策的出台。高华村经历了非遗减贫尝试(2008—2012年)、非遗精准扶贫(2013—2020年)、全面乡村振兴(2021年以来)3个阶段。宏观层面上,非遗助力乡村减贫是内生动力、外源动力、文化动力,以及各因素间相互作用的结果。政策引导下具有针对性的非遗精准扶贫发展路径,是促进乡村减贫与文化遗产保护的唯一选择。微观层面上,“人”的可行能力提升和“业”的经济结构优化缓解了乡村“贫”的根源,“地”的地理资本强化则缓解了乡村“困”的根源,“人”“业”“地”三者之间的耦合互动共同缓解了乡村的多维贫困。非遗减贫是中国少数民族聚居地区文化传承和经济发展的重要引擎,地理学以其特有的学科优势应在推动非遗减贫理论研究和实践进程中发挥重要作用,以此为全球减贫可持续发展提供重要参考。
冲积扇是山区河流(或沟谷)出口常见的扇形堆积地貌形态。发育成熟、稳定的冲积扇是山区生产生活的良好区域,但同时也是山洪、泥石流等灾害的潜在易发区。冲积扇研究有助于理解区域环境、地貌演变动态和规律,促进山洪、泥石流灾害合理防控,具有重要的科学价值和实践意义。尽管国内外对冲积扇已开展大量研究探索,但多侧重于地貌形态、沉积历史/特征及环境反演,而对其发育机制及地貌效应等的揭示总体上仍较为滞后。本文系统梳理和总结目前冲积扇动力过程、发育机制及地貌动态研究的主要进展,包括当前研究的主导技术路线(野外调查和模型实验),扇体发育的主要/次要过程、流路改道机制、支流—主河相互作用,以及冲积扇发育对泥沙产输和地貌过程的影响;并探讨未来研究应加强的若干方面。冲积扇发育动力过程的野外原型观测目前仍较为薄弱,作为野外调查和模型实验研究不可或缺的重要补充,这方面的工作亟待加强,以拓展和深化冲积扇发育机制研究,促进对区域河流泥沙动态和地貌过程的科学认识。
中国各省市资源禀赋、产业发展水平等多因素的空间差异使得各省市面临不同的水资源压力;同时各省市间的经济贸易实现了水资源的再分配,这使得水资源需求差也发生了相应的转移。水资源短缺是限制各地区发展的重要瓶颈,因此分析水资源压力分布现状及格局,并剖析由经济供需链造成的水资源压力转移的重要驱动因素,对地区的可持续发展和生态资源保护具有重要意义。本文聚焦于中国省际水资源压力转移及驱动因素时空变化,分析了2007—2017年中国30个省域(西藏、香港、澳门、台湾地区数据暂缺)的水资源压力转移过程中稀缺蓝水、稀缺灰水流动情况的时空动态,以及其分别对省际水资源压力转移的影响;进一步,本文将省域间水资源压力转移驱动因素分解为技术效应、水资源压力效应、第一至第三产业结构效应和城乡居民消费需求效应等,分析各影响因素对水资源压力的影响贡献。研究结果表明,在各省域最终需求驱动下,隐含在贸易流转中的水资源压力跨区域转移逐渐提高;西南和东南地区自身水资源压力较小,但向其他区域转移较高的水资源压力,这主要由于西南和东南地区进口来自北方水资源压力较大地区的产品,以满足其全产业链的需求;西北地区逐渐成为全国其他地区稀缺蓝水的输出方,中部地区省份由主要稀缺蓝水输出方向主要输入方转变。本文揭示了中国省际水资源压力转移的分布格局和驱动因素影响形式,有助于保障中国的水资源安全,并为中国各地区的可持续发展提供参考意义。
河岸带是影响河流水质的关键区域,不同空间尺度河岸带景观格局对水质的影响程度仍存在争议。量化河岸带景观格局对水质的空间尺度效应,确定不同空间尺度河岸带影响水质的关键景观指标,对有效改善河流水质至关重要。本文采用递归特征消除—随机森林算法和冗余分析对密云水库流域河流水质与不同空间尺度河岸带景观格局之间的响应关系进行了分析。研究结果表明,不同水质变量分布存在明显空间差异,总氮(TN)是影响密云水库流域河流水质的首要污染物。河岸带景观格局对TN、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(COD)和高锰酸盐指数(CODMn)影响最强的河岸带缓冲区尺度分别为100 m、800 m、200 m、25 m和400 m。TN、TP、NH3-N和COD的河岸带景观格局可解释性较强;CODMn的河岸带景观格局可解释性较弱。随着河岸带空间尺度增加,景观指标对河流水质总体解释度存在较大波动;25 m和100 m河岸带景观格局对河流水质总体的解释度较高,分别为64.8%和58.9%。林地景观比例、草地平均分维数和裸地斑块密度分别是25~100 m、200 m和400~800 m河岸带空间尺度下影响河流水质最重要的景观指标。本文有助于深入理解不同河岸带空间尺度下景观格局对水质的影响机制,为河流水质的有效保护提供科学依据。
河流阶地沉积序列是记录区域河流水系演变和环境变迁的重要信息载体。通过对青藏高原东北部若尔盖盆地开展广泛细致的野外调查,在盆地中心黄河第二级阶地上发现了层序清晰完整的沉积序列。在野外对娘伊曲(NYQ-A)剖面进行系统地层划分和样品采集的基础上,结合室内粒度、地球化学元素、古生物和光释光(OSL)/AMS14C测年等分析结果,揭示了剖面中不同成因类型沉积层的特征及其记录的环境信息,并探究了剖面中若尔盖古湖相沉积层所记录的湖泊水位变化及其成因。研究结果表明:① 该剖面沉积序列由下到上依次为若尔盖古深湖相A沉积层、若尔盖古浅湖相A沉积层、若尔盖古深湖相B沉积层、若尔盖古浅湖相B沉积层、黄河漫滩相古洪水泛滥沉积层、风成黄土层和现代草甸土层。② 古深湖相A沉积层记录的古深湖环境发育在(51.82±2.34) ka之前,处于深海氧同位素3c阶段(MIS 3c)暖湿期,因该时段气候温暖湿润,使得湖泊流域内降水和冰川积雪融水丰富,古湖水位较高。古浅湖相A沉积层记录的古浅湖环境发育在(51.01±2.19)~(39.54±1.72) ka,对应于MIS 3b冷干期,因该时段湖泊流域水热组合条件差,气候相对冷干,导致古湖水位降低。古深湖相B沉积层所记录的古深湖环境发育在(39.18±2.03)~(36.77±1.66) ka,对应于MIS 3a暖湿期,湖泊流域内因为气候温暖湿润,丰富的降水和冰川积雪融水又重新汇入盆地,导致古湖水位再次升高。③ 值得注意的是,古浅湖相B沉积层记录了若尔盖古湖在(36.77±1.66) ka(处于MIS 3a暖湿期),由古深湖环境向着浅水湖沼草地环境发生了突变。结合前人关于若尔盖古湖发展演变的研究成果,进一步有力地证实了在暖湿的气候背景和东昆仑大断裂东段强烈的构造运动影响下,使得古黄河溯源侵蚀和下切侵蚀作用加剧。在37 ka左右,古黄河袭夺了若尔盖古湖,造成湖水持续外泄而使得古湖逐渐变浅,向着温暖的浅水湖沼草地环境转变,从而为水生腹足类生物(萝卜螺属等)和众多哺乳动物(披毛犀、原始牛等)创造了有利的生活环境。相关研究成果有助于深刻理解若尔盖盆地河湖水系格局演变过程,丰富青藏高原区域环境变迁研究成果。
中国乡村绅士化研究偏重小微尺度的个案描述与质性分析,缺乏中宏尺度绅士化乡村的量化识别与类型研究。以南京534个乡村社区为研究对象,采用手机用户画像数据,结合定量评价聚类模型和典型案例比较方法,对东部经济发达地区绅士化乡村进行空间甄别、类型划分与特征刻画。根据绅士化乡村的空间区位、资源禀赋和主体行为属性,综合辨识出旅游文创型、企业带动型、舒适移民型和城郊通勤型4类绅士化乡村。旅游文创型乡村依托自然与文化资源,吸引资本商业开发、城市游客消费和村民自主经营,呈现旅游驱动的社区自我绅士化特征;企业带动型乡村依靠加工制造企业培育吸聚非农从业人口,体现出东部发达地区乡村绅士化特色;舒适移民型乡村凭借舒适康养资源,通过打造完整社区形成舒适移民与度假旅游的社区氛围,形塑“外源主动输入式”绅士化特征;城郊通勤型乡村依托区位与“租差”优势,招徕房地产资本投资,年轻白领群体往返于城乡“钟摆式”工作和生活,呈“外源整体植入式”绅士化特点。南京乡村绅士化主要遵从“区位—资源”规律,受“内生—外源”驱力交互作用。在“星球绅士化”语境下,可为中国特色乡村绅士化理论发展提供东部地区案例支撑,形成对都市区乡村振兴与城乡融合发展的政策启示。