科学理解中国自然与人文地理环境变迁的历史逻辑、基本规律和发展趋势,有助于找准历史方位,确立国土空间开发保护格局优化方向,推进“美丽中国”建设与经济社会可持续发展。本文集成现有研究成果,梳理了两千年来中国自然与人文地理环境变迁过程,总结了主要要素的变迁特点,探讨了这些历史变迁对“美丽中国”建设的启示。研究表明,两千年来中国自然地理环境变化主要表现为气候的多尺度准周期波动、黄土高原破碎化、北方地区沙漠化土地扩张、河口三角洲海岸在泥沙沉积作用下逐步外移、黄河和长江中下游湖泊萎缩、森林和温带草原面积下降。人文地理环境变迁突出表现在人口增长和格局变化、经济中心向东南迁移、耕地向外围扩张、交通网络由道路网和运河网向立体化综合交通网转变。依据上述变化的历史逻辑,未来基本自然地理格局和地理界线仍将长期存在,长江和黄河中下游星罗棋布的湖泊水系已难再现,南粮北运成为历史,但森林覆盖率仍有较大提升空间,交通网络建设仍需进一步推进,同时还要加强沿海城市应对气候变化威胁的防控体系建设。
人地关系演变的历史、规律和机制是地理学研究的重要科学问题。在人类社会演化的不同阶段,人与环境相互作用的模式存在显著差异,揭示人地关系在时间维度上的演变轨迹和机制可为有效衔接古今人地关系研究提供重要依据。基于对过去人地关系研究案例的分析和总结,我们提出“支点”概念模型尝试解释人地关系演变的规律和机制。当特定区域人口数量增长到一定程度时,自然生态系统和人类社会系统达到平衡状态,随后的气候环境变化和人类活动变化都有可能打破其平衡状态。人类社会系统在面对生存环境变化压力时可能出现两种不同方式的响应:① 通过人口数量的调节适应生存环境变化而达到新的平衡,其特点是人与环境相互作用的模式(人类社会与自然生态系统平衡“支点”位置)不变;② 通过人类社会组织结构或技术革新方式使社会适应生存环境变化的“韧性”增强,体现为人与环境相互作用模式发生改变。随着时间的推移,社会韧性呈增强趋势,人地关系演变的主导因素也整体呈现由自然因素向人为因素的偏移。最后,以河南、山西和陕西三省仰韶文化时期(约公元前5000—公元前3000年)至周代(公元前1046—公元前256年)的人地关系研究为例,运用“支点”概念模型分析了其演变机制。
国家科技基础资源调查专项“中国南北过渡带综合科学考察”将秦岭—大巴山定义为中国南北过渡带的主体,秦巴山地植被南北变化研究,对于揭示中国南北过渡带地域结构的过渡性、多样性和复杂性具有重要意义。基于植物群落实地调查数据,本文将中国南北过渡带东段分为:东秦岭北麓(EQMN)、东秦岭南麓(EQMS)、东大巴山北麓(EBMN)和东大巴山南麓(EBMS)4个地理单元,从植物物种、群落结构和物种多样性三个层面,对区域气候分界问题进行研究。结果表明:① 植物种类层面,EQMN主要为北方植物,EQMS出现常绿树种且北方植物减少,东大巴山以喜湿喜热的南方植物为主。② 群落结构层面,EQMN群系有4个(北方群系3个,南方群系0个,广布群系1个)、EQMS有6个(北方群系3个,南方群系1个,广布群系2个)、EBMN群系有4个(北方群系0个,南方群系2个,广布群系2个)、EBMS群系3个(北方群系0个,南方群系3个,广布群系0个),只有EQMS群系出现南北性质混合;③ 丰富度层面,随着纬度增加,科、属、种3个分类群物种多样性均减小,但南北方植物混合现象开始在EQMS出现。本文对植被变化序列的研究增加了对东秦巴山地南北分界线判断的科学性,东秦岭南麓更适合作为暖温带—北亚热带的分界线。
秦岭位于暖温带与亚热带交界处,也是中国南北地理分界线,秦岭南北坡植被对干湿变化响应敏感性,可以折射出暖温带、亚热带地区主要植被类型对干湿变化的响应规律和机制特征,对深入理解不同气候带植被变化规律具有重要意义。本文利用秦岭山地32个气象站点的气象数据和MODIS NDVI时间序列数据集,探讨了2000—2018年秦岭南北坡NDVI和SPEI时空变化特征,揭示了南北坡植被对干湿变化响应敏感性及其空间差异。结果表明:① 2000—2018年秦岭植被覆盖情况整体显著改善,但秦岭南坡NDVI上升幅度和面积占比均高于北坡,南坡植被比北坡改善情况好。秦岭湿润化趋势不显著,但秦岭北坡湿润化速率和面积占比均大于南坡。② 秦岭北坡植被比南坡植被更易受干湿变化影响,秦岭北坡植被对3—6月总体干湿变化最为敏感,南坡植被对3—5月(春季)干湿变化最为敏感。秦岭南北坡植被主要受3~7个月尺度干湿变化影响,对11~12个月尺度的干湿变化响应较弱。③ 秦岭有90.34%的区域NDVI与SPEI呈正相关,大部分地区春季湿润化能促进全年植被生长;随海拔上升,植被对干湿变化响应敏感性先上升再下降,海拔800~1200 m是植被响应最敏感的海拔段,海拔1200~3000 m随海拔上升植被响应敏感性下降;南北坡草丛均是对干湿变化响应最为敏感的植被类型,但秦岭北坡多数植被类型对干湿变化响应比南坡敏感。
新疆是对全球变化响应最敏感地区之一,分析全球变暖背景下新疆干湿气候变化及其影响,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义。基于气象水文观测资料,对新疆区域干湿气候变化及其影响评估进行了探讨。结果表明:① 20世纪80年代中后期以来新疆气温升高,降水量增加,呈“暖湿化”特征;但1997年之后,干旱变化趋势、干旱频率、干旱发生月份等均有明显增加,导致70%以上的区域变干,新疆气候出现了从“暖湿化”向“暖干化”转折的强烈信号,即发生了“湿干转折”;② 新疆气候转折对区域生态和水资源造成明显的影响,归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)经历了先增后减的变化过程,1982—1997年植被趋于“变绿”,但1997年之后植被长势迟滞,土壤水分明显下降,生态逆转,生态负效应凸显;③ 新疆河流径流变化出现明显的区域差异,对干湿气候转折响应复杂,受冰雪融水对径流补给比例的影响,发源于天山的河流径流对区域干湿变化有正响应,但发源于昆仑山的河流径流响应不明显。研究结果表明气候“湿干转折”和极端气候事件加剧背景下新疆干旱化急剧增加,水循环系统和生态系统不稳定性加剧,相关成果可为区域干旱灾害防灾减灾和风险管理提供有价值的决策参考。
基于“致灾因子—孕灾环境—承灾体”3个维度,利用空间主成分分析法(SPCA)开展新疆南部地区风沙扩散风险评价,然后借助最小累积阻力模型(MCR)优化关键景观格局组分,构建多层次生态网络。结果表明:① 区域致灾因子危险性较高,孕灾环境较为脆弱;和静县、阿合奇县生态本底较好,而盆地及其南部各县易于风沙扩散,尤其是和田地区、且末县及若羌县;绿洲人口和农业生产高度聚集,易损性较大。② 46.53%的区域沙源丰富,立地条件差,风沙扩散风险较高。区域下垫面植被覆盖度和土壤类型是影响风沙扩散的最主要因素,风场强度是区域沙源扩散的主要诱因。③ 基于MCR模型,构建20条生态廊道连通生态源地,包括5条河流型、9条道路型和6条绿带型廊道;其中,1号和4号廊道纵贯塔克拉玛干沙漠,其余廊道沿塔里木盆地外缘呈圆环形分布;同时,判别出30个生态节点,包括A类生态节点7个,B类生态节点23个,主要分布在和田地区和巴州,可以通过建设防护林带、提高地表植被覆盖等措施降低风沙扩散风险。研究结果为中国北方干旱、半干旱地区风沙扩散风险防控与景观格局优化提供了技术支撑。
冻融侵蚀是青藏高原草甸覆盖区的主要侵蚀方式,以气候条件一致的藏东地区斜坡表层土壤侵蚀为对象,基于区域地质条件和土体赋存特征,分析了土壤剥蚀输移的力学过程,探索了缓变的隐性因子和灾变的显性因子对冻融侵蚀的作用机制。结果表明:① 地表冻融侵蚀是自基岩风化和土壤演化起始,经历冻融拉裂破坏与沙土输移,到重新裸露基岩的一个循环演化过程;② 冻融侵蚀输移驱动力为受全因素控制的重力和径流动水压力,抗侵蚀力则由土壤二元结构特征和植被根系锚固力控制,多因素耦合作用下,冻融侵蚀演化具有“多因素,同表观”的特征;③ 基于土体极限平衡状态的破坏机制,冻融侵蚀分为牵引式的逐级崩解型和牵引—推移复合式的多级崩解型,两者在侵蚀强度和触发因素上均存在显著区别;④ 引入冻融侵蚀强度特征参数并建立其与构造、地形、植被、岩性等因子之间的关系式,提出基于小流域土壤侵蚀观测的冻融侵蚀强度估算公式。基于力学过程和土体破裂机制建立的侵蚀强度多因素估算方法,可有效减小区域适宜性产生的误差,并且为制定精细化的不同工况下的冻融侵蚀防治对策提供理论基础。
水库运行改变了坝下游水沙输移条件,在河道冲刷的同时,引起水位过程出现适应性调整。本文以长江中游荆江河段为对象,采用多项式拟合法,对比分析1991—2016年间分级流量—水位变化特征,采用基于河流动力学原理的分离变量法,识别河道冲淤、下游控制水位及河床综合糙率等变化对分级流量—水位变化的影响程度。研究表明:1991—2016年间,长江中游荆江河段同流量—枯水位呈下降趋势,2009年以来降幅增大;河道冲刷是引起同流量—枯水位下降的主控因素,河床综合糙率增加抑制了同流量—枯水位下降起到积极作用。1991—2016年间,荆江河段同流量—洪水位经历了先减小后增大的“凹”线型变化,2003年以前洪水特征为“高洪水流量—高水位”,2009年以来逐渐演化为“中大洪水流量—高水位”,同流量—洪水位特性发生转变;河床综合糙率增大是同流量—洪水位抬升的主控因素,河道冲刷抑制了同流量—洪水位的抬升态势。在航道条件及防洪情势上,应重点防控近坝段沙质河段冲刷引起的水位下降溯源传递作用,其洪水流量—水位特性的转变,不利于减缓荆江河段的防洪压力。
重庆主城区河段河道泥沙冲淤事关防洪、航运及码头作业等,是三峡水库泥沙问题的重点内容之一。本文依据原型观测资料,以三峡水库175 m试验性蓄水前后河段的泥沙冲淤规律为基础,结合河床组成分析和一维数学模型,计算提出河段悬移质泥沙走沙基本条件,并应用于减淤调度实践中。结果表明:① 三峡水库175 m试验性蓄水后至2012年重庆主城区河段河床冲刷强度下降,主走沙期推迟至汛前消落期,2013年后上游来沙减少使得河床冲刷强度再次增大;② 当寸滩站流量大于4000 m 3/s、坝前水位低于167 m时,河段开始走沙;当寸滩站流量增大至超过5000 m 3/s、坝前水位下降至163 m时,河段走沙能力增强;加大水库自163 m水位的消落速度,能够避免库尾河段产生累积性淤积。
提高黄河下游游荡段的输沙能力是河道治理的主要任务,而河道输沙效率(排沙比)受到来水来沙条件和河床边界条件的共同影响。本文基于1971—2016年花园口—高村河段(简称花高段)的实测水沙及地形资料,计算了花高段的平均河相系数及水沙条件(来沙系数和水流冲刷强度),从汛期和场次洪水2个时间尺度,定量分析了排沙比与水沙条件及前一年汛后主槽形态之间的响应关系。分析结果表明:① 汛期和场次洪水排沙比与来沙系数呈负相关,与水流冲刷强度呈正相关,临界的汛期不淤来沙系数为0.012 kg?s/m 6,场次洪水排沙比与来沙系数及水量比的决定系数为0.76;② 游荡段排沙比与河相系数呈负相关,当河相系数大于15 /m 0.5时,河段排沙比基本小于1;③ 以来沙系数与河相系数为自变量的汛期排沙比计算式的决定系数为0.82,计算精度较高,对于场次洪水排沙比而言,断面形态的影响权重大于来沙系数。这些排沙比计算公式能够反映游荡段的输沙特点,有助于定量掌握断面形态及水沙条件对河道输沙能力的影响。
2002年开始的黄河调水调沙改变了进入黄河口的水沙条件,必然引起尾闾河道地貌的显著调整。根据黄河尾闾河道利津以下的断面实测高程数据,建立基于正交曲线网格的河道DEM,结合河床形态与水沙条件变化,综合研究黄河尾闾河道冲淤的时空演变及其影响因素。结果表明,调水调沙以来尾闾河道冲刷明显,2002—2017年累计冲刷6240万m 3,根据冲淤速率可以分为3个阶段:快速冲刷阶段(2002—2005年)冲刷速率为1443万m 3/a;冲刷减慢阶段(2006—2014年)冲刷速率为139万m 3/a;以及淤积阶段(2015—2017年),淤积速率为263万m 3/a。其中,调水调沙初始4年尾闾河道的冲刷量占总冲刷量的80%,2006年以后冲刷强度逐渐减弱,甚至转为淤积。从季节上看,主要表现为汛期冲刷,非汛期淤积;从空间上看,越往口门方向,冲刷强度越小。调水调沙改变了入海水沙的年内分配,造成了尾闾河道的持续冲刷,入海流路也发生多次调整。但经过多年冲刷,河床整体下切,加上河口淤积延伸影响,调水调沙对尾闾河道的冲刷效率在持续降低。受河口海域淤积影响,近口门段在经历冲刷后转为淤积,河道纵比降减缓,增加了尾闾的不稳定性。
发达国家的经验表明,基于低影响开发的雨洪管理措施可以有效缓解城市雨洪灾害。聚焦中国海绵城市建设过程中新旧城区的关联性问题,提出“现状评估—低影响开发指标分解—建设效果模拟验证”的雨洪管控路径。以湖南省凤凰县为例,基于城市内涝模型,对新旧城区进行雨洪风险性评估与改造可行性评估,在现状评估基础上,构建低影响开发控制指标分解体系,实现低影响开发理念和技术从宏观控制策略到详细规划过程中的落实,最后通过内涝节点的滞水量计算验证雨洪管控效果。结果表明:凤凰县旧城区所面临的雨洪淹没风险高于新城区;旧城区现状年径流总量控制率明显低于新城区,且旧城区改造可行性较低。在新旧城区协调统筹的整体性视角下,构建“城区—街区—地块”的三级指标分解体系可以实现径流总量与峰值的消减,但在暴雨情境下,单独依靠低影响开发措施缓解内涝较为困难,基于滞水量完善灰色基础设施可以有效控制短时强降雨导致的雨洪灾害。
作为主要的气候强迫因子,CO2与人类活动密切相关,但很多研究往往忽视了陆地生态系统碳汇对人为排放CO2增温的消减作用。俄罗斯、加拿大、中国和美国是世界上地域面积最大、且社会经济处于不同发展阶段的4个国家,将短时期内CO2排放所引起的辐射强迫进行量化分析,对于评估人为和自然因素对气候的影响非常重要。本文基于CO2同化数据,利用“碳—气候”参数化方案,在分析人为碳排放及其气候效应的同时,考虑陆地生态系统碳汇的气候效应,进而得到4个国家的全球辐射强迫。结果显示:① 2000—2016年,4个国家人为排放的CO2均呈明显增加趋势(0.125 Pg C a -1),但陆地生态系统的碳汇作用也不断增强(0.003 Pg C a -1);其中,中美两国总的人为碳排放占了4个国家的87.19%,而俄罗斯陆地生态系统的吸收碳能力最强,总量达14.69 Pg C。② 截至2016年,陆地生态系统的降温效应达-0.013 W m -2,可消减人为碳排放增温效应的45.06%。充分说明若不考虑陆地生态系统,将会明显高估人为碳排放的增温效应。③ 整体上,相对于2000年和工业革命前的CO2浓度水平,4个国家总的人为碳排放分别贡献了0.32 W m -2和0.42 W m -2的全球辐射强迫。本文还进一步探讨了温度与辐射强迫的线性关系,相对于单一的人为或者自然因素而言,综合两者的辐射强迫,与相应时段的气温变化可解释度最高,达30.3%。
冰川为干旱区人类福祉和社会经济发展提供必不可少的资源与服务,开展冰川服务价值评估及时空特征研究对于区域社会经济可持续发展和环境保护具有重要意义。基于祁连山第一次和第二次冰川编目数据,通过构建冰川服务价值评估体系,并结合单位面积服务价格法、价值当量因子法和冰川服务价值变化指数等方法,评估祁连山冰川服务价值及时空变化。结果表明:① 2016年祁连山冰川服务价值为243.54亿元,气候调节和径流调节构成该地区冰川最主要的服务,其次是淡水资源供给和水力发电,四者分别占总价值的60.58%、33.14%、3.47%和1.75%,其他类型服务价值约为2.59亿元。② 在祁连山各水系中,疏勒河流域冰川服务价值最高(77.71亿元,占31.91%),其次为哈尔腾河流域(43.21亿元,占17.74%)和北大河流域(32.81亿元,占13.47%)。在行政区划上,青海省的祁连山冰川服务价值高于甘肃省11.38亿元,其中海西蒙古族藏族自治州和酒泉市境内的冰川服务价值较高,分别为111.24亿元(占45.68%)和77.58亿元(占31.86%)。③ 1956—2010年期间,祁连山冰川服务价值量损失4.35亿元,且冰川服务价值变化呈现经向地带性分异规律,价值损失自西向东呈加快趋势。
细颗粒物(PM2.5)个体暴露水平是健康效应研究中的关键问题,然而历史数据缺失和地面监测点覆盖范围小阻碍了相关研究。基于美国国家航空航天局遥感数据提供的气溶胶光学厚度(AOD),融合地面监测、气象等多源数据进行建模来估算近地面PM2.5浓度,所得结果的空间覆盖范围广、时间连续性强、方法成本低。本文基于2018年京津冀鲁地区,引入气象、NDVI、时间节点、空间标识等50个特征分析AOD-PM2.5关系。鉴于传统插补方法单一所造成的信息损失,运用时空多视图插补方法来提高插补的精度和广度。考虑到特征的滞后作用、特征间相关性与偏相关性所导致的复杂关系,运用分布式感知深度神经网络模型来分别捕捉多源特征间的高阶特性。结果表明:① 时空多视图插补方法的相对误差为27.5%,数据平均缺失52.1%降至4.84%。② 分布式感知深度神经网络模型在时间预测上平均绝对误差、相对误差、均方误差、均方根误差分别为17.7 μg/m 3、46.8%、766.2 μg 2/m 6、26.9 μg/m 3,空间上,为16.6 μg/m 3、41.8%、691.5 μg 2/m 6、26.6 μg/m 3,从精度、稳健性、泛化能力和耗时方面综合来看,结果优于线性统计模型和常见深度学习架构。
利用DMSP-OLS夜间灯光数据和碳排放统计数据,构建碳排放面板数据模型,模拟了2000—2013年中国的碳排放量。运用探索性时空数据分析(ESTDA)框架体系,从时空交互视角分析2001—2013年碳足迹的空间格局和时空依赖动态演化;利用改进的Tapio脱钩模型对3个时间段336个地级单元环境碳负荷与经济增长之间的脱钩效应进行综合分析。研究表明:① 2000—2013年,中国的碳排放在时空演变上既表现出稳中有进的总体特征,也存在快速增长的阶段特征。② 碳足迹和碳赤字均呈逐年增长趋势,年均增长率分别为4.82%和5.72%;碳足迹和碳赤字整体北方大于南方,不同的行政单元尺度下碳足迹和碳赤字空间异质性特征明显。各地级单元碳足迹变异系数逐步增大,存在极为显著的空间自相关特征。③ LISA时间路径相对长度北方大于南方,且呈由沿海地区向中西部地区递增的趋势;LISA时间路径弯曲度整体上则由沿海地区向内陆地区递减。④ 综合脱钩指数整体以弱脱钩型为主,但弱脱钩型城市数量持续减少,扩张连接、扩张负脱钩区域数量逐渐增多且向中西部及东北地区聚集分布;全国平均脱钩弹性值逐步增长,变异系数持续下降。
在优化森林结构的同时保障其木材生产功能和生态功能,实现森林可持续经营,如何采取科学、合理的森林管理措施越来越受到人们的关注。本文选取采伐年龄、采伐斑块大小、采伐频率、采伐面积比例作为变量,以江西省泰和县为研究区,设定多种强度和方式的森林管理方案,耦合生态过程模型(PnET-II)和景观模型(LANDIS-II)模拟初始年(2009年)起,未来100年森林面积和生物量的动态变化情况。研究发现:① 森林对不同采伐变量的响应差异明显,采伐年龄对森林面积影响较小,采伐斑块面积仅对生物量有影响,采伐频率对面积和生物量均有较大影响,采伐面积比例是采伐变量中对森林影响最大的变量; ② 每10 a以20%的采伐面积比例,5 hm 2的采伐斑块,采伐21 a以上的杉木、26 a以上的松林、41 a以上的阔叶树种的采伐情景能够保证有林地的生物量较初始年有所增加,有效地保障红壤丘陵区人工林在木材生产的同时保持一定的生态功能。
张其昀是中国近代科学地理学的创建者之一,为中国近代的地理学教育、人文地理学、政治地理学、历史地理学、区域地理学等的发展做出了卓越贡献。在区域地理学方面,他较早地将西方近代区域地理学作品介绍到国内,将“Regional Geography”翻译为“方志学”,引入并阐释了西方区域地理学的概念、研究内容、研究方法等,并积极地将这些理论和方法运用到自己的研究中,创作出《本国地理》等经典著述,对中国近代区域地理学的发展具有开创之功。张其昀的区域地理学思想主要源于法国近代地理学家Blache的人地关系或然论、综合的区域研究等理论和方法,他研究区域地理学重视区域划分和实地考察,强调地图的运用和区域内人地关系的阐释,具有明显的“维达尔传统”特征。
早期地理学关于人地关系的研究多基于本土思维,秉持“一方水土养育一方人”的理念。在严重依赖自然资源的传统农业社会,这一理念及其指导下的区域地理研究和区域管理实践,对于促进人与自然的协调发展起到积极作用。随着系统开放程度的增加,规模不等、层级不同的地域系统形成了一个相互依赖、相互耦合的地理网络。每个地域都是这个网络上的节点,地域问题的产生与解决与网络上其他节点有密切关联、与地域系统内外因素紧密相关,地域外因素有时甚至起主导作用。虚拟水、生态足迹、贸易隐含碳排放、资源纽带关系及人地关系远程耦合等概念和方法的提出,标志着人地关系研究范式从本土思维向全球网络化思维转型。依照新的理念和研究范式,传统的本土思维范式及建立在此范式上的相关研究主题(如区域承载力)应该受到重新审视。
受城市化、地域功能分化、生产要素优化配置和交通网络快速扩展等因素影响,区域之间资源要素的流动已成为区域可持续发展的内在需求。在这种背景下,人类与地理环境互动模式的网络化就要求地理学研究采取全程耦合范式,即将区域内部、区域与周边区域、以及非邻接区域之间的人地互动同时纳入考虑。食物系统作为衔接乡村与城市、以及产地与全球消费市场的产业链和价值链,是开展人地系统近远程耦合研究的重要切入点。基于这种认识,本文在论证理论研究内在依据及外在条件的基础上,将食物系统的构成要素与远程耦合框架相结合,建立“城市化驱动下食物系统近远程耦合的理论框架”并论述该理论框架的具体内涵。以拓展理论框架中的前沿领域为基本导向并结合国家重大战略需求,本文进一步明确了食物系统耦合研究的基本问题和4个亟待突破的优先研究方向。其中,基本问题是食物域的格局特征、时空演化及其动力机制。4个优先方向则包括:耦合社会经济文化变迁与生物地球化学循环的供应链网络人地互动研究;食物系统近远程耦合效应及其调控策略研究;基于食物系统的城乡融合与长效脱贫机制研究;以及面向公共卫生安全的食物系统跨区域、多层次治理研究。本文最后设计了食物系统耦合研究的一般技术路径,研究结果可为进一步的案例实证提供理论支撑和研究思路参考。
旅游现象与活动中的人地关系是旅游研究中的跨学科议题,但目前微观心理与行为视角下的旅游情境人地关系研究尚有不足。本文检视了旅游情境人地关系研究的特殊性和多元性,探究了微观视角下旅游情境人地关系研究的经验化路径,以旅游者行为意愿为例对人—地二元环境刺激促成人—地交互及行为反应的可能机制进行了理论推导和实证检验,并分析了上述理论与经验探讨对于旅游情境人地关系研究的启示。研究表明:① 旅游情境人地关系研究具有多元对象、层次、范式及方法论,存在4种主要情形和2种典型范式。② 心理—行为范式是拓展人地关系研究的重要方向,提炼具体问题和聚焦具体变量是微观视角下旅游情境人地关系研究经验化及本体论化的关键环节。③ 认知和情感形象、地方依恋、行为意愿等构成的经验模型是对人—地二元到人—地交互理论逻辑的一种刻画,为旅游者行为提供了一个可能的人地关系解释。④ 微观视角下旅游者行为意愿的形成经历了地的功能与人的情感两个向度环境刺激、地方依恋人地联结有机体、行为反应之间的传导过程。⑤ 微观视角下旅游情境人地关系研究需把握人地关系主题与旅游现象特性、完善多元尺度和范式、推进理论的经验化、注重方法的问题导向和理论意义。
在探讨“美丽冰冻圈”内涵的基础上,从自然属性与社会经济两个层面、致利与致害两条线,分析了“美丽冰冻圈”与区域可持续发展的关系,“美丽冰冻圈”、区域社会经济发展、人类福祉构成冰冻圈—人类社会经济复合命运共同体。基于中国冰冻圈要素及其变化影响的区域差异性,选取祁连山—河西地区、青藏高原三江源地区、横断山大香格里拉地区,分别代表冰冻圈水资源影响区、冰冻圈灾害影响区、冰冻圈旅游经济区,围绕冰冻圈水资源服务与绿洲经济、雪灾害风险与畜牧业经济、冰雪旅游与区域经济等核心问题,从冰冻圈资源服务与灾害风险视角,详细阐述了冰冻圈融入不同区域发展的途径与模式。在干旱半干旱内陆地区,冰冻圈主要以水源涵养、水量供给与径流调节服务,融入绿洲社会经济发展,是一种冰冻圈水资源支撑型区域发展模式;在青藏高原高寒区,冰冻圈生态环境决定了畜牧业经济的脆弱性,冰冻圈灾害负向影响畜牧业经济,是一种冰冻圈生态支撑+灾害影响型区域发展模式;在冰冻圈旅游经济区,直接依托冰雪资源发展冰雪旅游业,是一种基于冰冻圈资源的旅游经济驱动型区域发展模式。
用地更新潜力分析是践行集约利用空间与城市更新、可持续性城市建设的重要基础,对认识城市土地利用、居住空间转型与治理意义重大,包括面积更新潜力与集约利用潜力。从社区土地面积、空间集约利用和两者关联性3个维度出发,采用企业社区兴趣点、兴趣面数据与建筑基底数据,以及景观格局指数、区位熵、重要性—绩效分析等方法,构建城市企业社区用地更新潜力分析框架,探究用地更新潜力特征,以西安市为案例进行验证。结果表明:① 企业社区总更新潜力933.56 hm2,平均面积1.63 hm2。小型企业社区(0.07~1.18 hm2)居多(62.87%),面积更新潜力较小(19.42%),相对集聚于内部市区,桃园路、土门、长乐中路等街道。面积大的数量少,分散在外围市区,洪庆、纺织城、鱼化寨等街道;② 绝大多数企业社区(93.01%)在立体空间上有集约利用潜力,整体呈东西两头稍高、内城中间低的略“U”型分异,以及南部向中北部地区近线性增加趋势;③ 集约利用潜力大的企业社区(A型)占20.63%,平均楼层高度3.31层,以土门、桃园路、纺织城、韩森寨等街道为主。集约利用潜力较大的企业社区(B型)占55.94%,平均5.24层,小集聚、大分散,长乐中路、纺织城、电子城、桃园路等街道分布多;④ 面积更新潜力与集约利用潜力大的高—高型企业社区占13.46%(77个),主要在中心城区外围,纺织城、电子城、枣园、韩森寨等街道;面积更新潜力小集约利用潜力大的低—高型企业社区占30.07%(172个),土门、纺织城、桃园路、电子城等街道为主;需要重点关注高—高型和低—高型企业社区更新改造与未来发展建设。应用过程与分析框架匹配,结果与现实较吻合,体现方法架构的逻辑性。研究有助于深化内城居住空间演替理论、新城市主义与城市更新理论。
中国的减贫实践证明,地理学在服务国民经济建设和支撑减贫瞄准与扶贫决策中发挥着重要学科价值。然而,由于基本概念模糊、基础理论滞后、学科体系不健全,“理论贫困”成为制约贫困地理学创新发展的最大短板。本文在解析贫困核心概念的基础上,系统剖析了贫困地理学作为一门分支学科的学科性质、基础理论、研究对象、研究内容与框架,提出了未来贫困地理研究中的前沿领域。结果表明:① 贫困是指与一定标准相比,人们所享受的各种福利处于劣势、缺少或不足的状态,具有多维性、区域性和动态性特征。在测量标准上,绝对贫困强调“极小值”,相对贫困强调“平均值”。在瞄准对象上,个体贫困关注个人福利或能力的缺失与不足,区域贫困则是从空间视角关注个体福利背后的“区域福利”。② 贫困地理学是一门研究贫困地区的形成、分布、地理特征及其与环境的关系和反贫困措施的学科,以贫困地域系统为研究对象,以“贫困—环境”关系为研究核心,具有综合性、交叉性和区域性特点。贫困地理学的基础性理论包括空间贫困理论、区域贫困理论和多维贫困理论,其研究内容与框架包括3个维度、2大要素、2类对象、2大标准。③ 贫困地理学需要进一步强化贫困地域系统演化、区域贫困测度、相对贫困瞄准、贫困监测模拟、减贫效应评估、区域可持续发展模式等方面的基础研究。
将贫困视为一个动态现象与过程逐渐成为学术界共识。尽管国内外相关成果丰硕,但迄今鲜有对贫困动态研究进行系统梳理。本文立足于现有文献,开展贫困动态研究的回顾与展望。首先,解析了贫困动态的内涵及类型;其次,分别从单维和多维角度归纳了贫困动态测度方法的原理、优缺点及数据来源;第三,从持续时间、家庭生命周期变化、代际传递和时空演变四方面系统梳理了贫困动态研究脉络;第四,基于经济学、社会学和地理学视角,分别从经济、发展和空间层面对贫困动态发生机制进行了解析。在对以上内容进行简要评述的基础上,展望了未来值得进一步探究的若干贫困动态议题,希望能够为贫困动态研究提供有益借鉴,并为巩固扶贫成果、完善扶贫政策提供理论支撑。
资源环境承载力是衡量城市国土空间发展状况的晴雨表,深入揭示资源环境承载力系统要素的相互作用机理对城市国土空间格局优化具有重大意义。本文在双评价指南的基础上引入夜光/大气遥感、兴趣点、交通态势、社交媒体等多源时空数据,建立了基于隐性—韧性—显性的城市资源环境承载力空间特征分析理论框架,提出了空间自相关和分形几何相结合的承载力空间特征挖掘方法。以武汉市为例开展研究,结果表明:① 武汉市资源环境承载力呈显著空间异质性,隐性承载力指数高值区分布于城市外围生态环境优越的区域,韧性承载力指数高值区集中于综合风险应对能力较强的中心城区,显性承载力指数高值区位于各项基础功能均较为健全的城市次中心一带;② 武汉市资源环境承载力存在正向空间聚集性,并呈显著半径向心分形特征,隐性承载力指数高值区呈放射状向四周扩散,韧性承载力指数高值区呈向心状聚集在城市核心圈层,显性承载力指数高值区分布于则介于二者之间。本文构建的城市资源环境承载力空间特征分析与挖掘方法体系,通过引入多源时空数据弥补了传统数据现势性的不足,完善了城市资源环境承载力研究的理论和技术范式,可为新时期城市资源环境承载力研究提供一种新思路。
城市居住分异具有社会群体与住宅空间的社会—空间双重属性,已有研究多关注社会经济属性,采用非空间分异指数开展单个城市和较大尺度的实证分析,较难有效反映中国当前城市内部日趋复杂多变、异质破碎的居住分异景观。基于住宅空间视角,采用多群体分异指数、空间分异曲线、指数分解模型与地理探测器等方法,以南京、杭州为案例城市,从街道、街区与网格3个尺度,分析宁杭2009—2018年居住空间分异及其影响因素。研究表明:空间分异指数因考虑到住宅空间位置和邻域环境,可作为对非空间分异指数的一种改进;南京不同住宅类型空间分异程度高于杭州,主要是由城市空间结构差异造成的;居住空间分异是城市社会空间资源非均衡配置的结果,其中“中心位势”和“教育配套”等因素对城市居住空间分异的影响最为显著;宁杭城市居住空间分异的共性与特性并存,揭示出城市比较研究的可行性与必要性。通过创新性探索,为中国城市居住分异研究提供新视角、新方法和新思维。
收缩城市是快速城市化过程中不可忽视的一类城市,按照城市人口变化格局,开展收缩城市分类研究,是发现城市人口“空洞”及变化特征的重要一环。国际上将收缩城市主要分为穿孔型、圈饼型和边缘型,中国的收缩城市究竟包括哪些类型?尚缺少研究证实。本文以中国实体城市为分析单位,利用百度慧眼2016年11月─2018年11月200 m格网的常住人口数据,发现常住人口减少的实体城市共1506座,占实体城市总量(3022座)的49.8%。选取人口较为密集且在研究时段内出现严重收缩现象的126座收缩城市为研究样本,探讨中国收缩城市分类问题。分析表明:126座收缩城市样本多分布在秦岭淮河一线以北地区,包括穿孔型、全局型、局部型、圈饼型、边缘型等5种类型。其中,穿孔型收缩城市最多,共47座(37.3%),为中国收缩城市的主导类型,主要分布于黑龙江、内蒙古、甘肃;全局型收缩城市有33座(26.2%),主要分布于甘肃、陕西;局部型收缩城市有25座(19.8%),主要分布在黑龙江、内蒙古;圈饼型收缩城市有18座(14.3%),主要分布在内蒙古;边缘型收缩城市有3座。“重速度、轻质量”的前半程城镇化,以“增长”为主导的城市规划执念,资源枯竭或经济转型导致传统工业企业衰落解体,政府主动调整下的产业转移等是产生穿孔型收缩城市的主因。研究为政府精细调整城市发展重心、优化土地利用结构、提高城市宜居性、开展收缩语境下的城市规划与设计,提供了科学依据。
促进资源型城市转型升级与高质量发展,是中国全面实现高质量发展的难点和重点。对资源型城市高质量发展水平进行综合评估并分析其影响机理既能丰富相关理论研究,也具有重要的实践意义。基于马克思主义政治经济学,梳理和分析了新时代高质量发展的理论框架,系统构建了资源型城市高质量发展的指标体系,在此基础上综合测算了中国117个资源型城市的高质量发展水平,并深入分析了其影响机理。结果表明:① 2005—2017年资源型城市高质量发展水平持续增长,整体呈现显著的“东部相对较高、西部相对较低”的分布格局。② 高质量发展水平较高和较低的城市具有明显的区域集聚特征,但高质量发展水平局部不平衡性加剧,空间极化现象持续扩大。③ 不同成长阶段的城市高质量发展水平存在较大差别,其中,再生型城市高质量发展水平最高,而衰退型城市高质量发展水平最低。④ 资源型城市与省会城市或直辖市的距离、区位和海拔、城市的开放时间等均对资源型城市高质量发展水平有重要影响。
在“生态优先、绿色发展”战略背景下,针对旅游经济绿色产业外部性及其空间溢出的科学认识缺乏,论证中国旅游经济能否促进绿色发展并揭示其空间溢出特征具有理论和现实意义。选取绿色全要素生产率(GTFP)作为城市绿色发展水平评价指标;融合多源数据并利用EBM-GML模型测算并分解中国284个地级以上城市2005—2016年GTFP;利用空间分析方法刻画地市尺度下GTFP时空格局及聚类情况;依托空间杜宾模型揭示旅游经济对绿色发展的影响及空间溢出效应。结果表明:① 东部、中部、西部、东北城市GTFP年度均值呈现总体上升态势,但“中部塌陷”特征明显;地市尺度中国GTFP格局与经济版图存在空间错位。② 旅游经济具有良好的绿色发展效应,能够同时促进绿色技术效率和绿色技术进步,进而驱动目的地本地GTFP增长。③ 旅游经济对GTFP存在不显著的正向空间溢出,但对绿色技术效率具有显著正向空间溢出。④ 政策上应加强区域内旅游经济联动发展,构建旅游目的地创新溢出机制,推动旅游目的地与邻地产业分工协同发展,打造旅游业深度参与的区域产业生态圈和综合体等,以期强化中国旅游经济对绿色技术进步的空间溢出。
元胞自动机(CA)作为城市时空动态模拟应用最广泛的模型,可以有效模拟填充式和边缘式城市扩张过程,但是在飞地式扩张模拟方面稍显不足。本文提出一种改进CA模型—APCA,在传统CA基础上利用近邻传播聚类(AP)搜寻城市扩散增长的“种子点”,实现城市增长扩散过程和聚合过程的同步模拟。以武汉市为研究区域,使用APCA模拟其在2005—2025年间城市扩张的时空过程。结果显示:① APCA在设置“种子点”数量为1~8个时模拟总体精度均高于Logistics-CA,当“种子点”数量为6时,模拟新增部分精度最高,达到0.5217;② 2015—2025年武汉市飞地型增长面积约为8.67 km2,占新增城市用地总面积比例为6.30%;③ 武汉市1995—2025年间“先扩散后聚合”的城市扩张过程符合城市增长相位理论。APCA在一定程度上了完善了传统二维平面CA框架,将城市扩张模拟维度由面维扩展到点维,为准确展现城市用地空间扩展规律提供参考。
跨境并购是企业实施全球化战略的重要途径,对世界经济地理格局演化具有重大影响。本文基于2001—2017年全球跨境并购交易记录数据建构网络,借助复杂网络分析、GIS空间技术以及引力模型等方法,对全球跨境并购网络的空间格局演化及其形成机制进行探讨。研究发现:① 全球跨境并购网络的规模、密度、范围均有小幅度增长,并存有去中心化趋势。② 全球跨境并购方和标的方的空间分布重心出现由西(欧美)向东(亚太)转移的迹象,其首要推动者为中国,但中国跨境并购联系的出入口依赖于中国香港、英属维京群岛、开曼群岛等地区。③ 全球跨境并购网络社团的空间组织范围总体与世界大区的范围保持吻合,其中全球最大的社团由英美主导但其凝聚范围出现收缩,中国主导的亚太社团凝聚范围得到扩大,德法主导的社团对欧洲进一步整合。④ 研究期内国家(地区)科技发展水平和离岸金融中心等属性要素,以及国家(地区)间地理、语言以及历史的邻近性要素始终是驱动网络形成的重要动力,而自然资源禀赋、经济市场规模指标在2009—2017年对跨境并购联系的形成只产生了单向(接收或发出)影响,经济邻近性作用失效。
儿童是社会发展的未来,相对于具有劳动能力的成年人,儿童群体更易陷入严重的多维贫困状态,因此探讨儿童多维贫困的时空动态变化及其影响因素具有重要的理论价值和实践意义。以中国25个省、市、自治区为研究区,使用A-F法从住房、照料、教育、健康、营养维度对2010—2016年中国儿童多维贫困进行测度,并结合空间自相关、地理探测器等方法对其时空格局及影响因素进行研究。结果表明:① 2010—2016年中国东中西部儿童多维贫困指数均呈下降趋势,儿童多维贫困在住房、照料、教育、健康、营养各维度均得到有效改善;② 2010—2016年中国儿童多维贫困、各维度贫困存在空间分布差异,呈现“东—中—西”部儿童多维贫困指数阶梯式递增的空间特征;③ 2010—2016年中国城市、农村儿童多维贫困情况均得到改善,空间分布向着“东—中—西”贫困指数阶梯式递增的格局转变,但农村儿童多维贫困指数始终远高于城市;④ 家庭情况、城镇化水平是影响儿童多维贫困空间分异的重要因素,抚养能力、经济水平、教育环境是影响儿童多维贫困的次要因素。综合来看,各影响因素的交互作用对儿童多维贫困空间分异的影响远超过单因素,教育环境与抚养能力、城镇化水平与医疗资源、家庭情况与抚养能力为影响儿童多维贫困的主导交互因素。
精准扶贫方略作为“一揽子工程”,为贫困乡村带来了强烈的外部冲击,驱动贫困乡村的经济、社会和空间加速重构。在对精准扶贫驱动贫困乡村重构的内涵、特征及过程与机制进行理论解析的同时,以精准扶贫首倡地十八洞村的实践加以实证,发现:① 精准扶贫驱动贫困乡村重构是一个政府主导、多方参与,“自上而下”与“自下而上”有机结合的多维、全面、快速重构过程;② 在精准扶贫驱动贫困乡村重构过程中,行政势能、精英下沉、市场链接驱动,要素整合、动力激发、规划引导、能力培育、制度保障机制协同,推动贫困乡村由“低水平贫困均衡”走向“良性发展均衡”;③ 精准扶贫以来,十八洞村经历了经济系统从“二元经济”向“多元经济”转变;社会形态由纯粹的熟人社会向熟人逻辑与契约精神混合的半熟人社会转变;空间形态从生产、生活空间高度重合,但与生态空间隔离的两大传统农业区组团向生产、生活、生态空间有机融合的多元有序组团转变。十八洞村的实践为理解精准扶贫驱动贫困乡村重构的过程与机制提供了鲜活的样本,也是其“可复制可推广”经验最本质的体现。
玉米市场空间关联是反映玉米市场运行效率的关键指标,价格支持政策的实施及改革对玉米市场空间关联产生重要影响。本文基于中国省际玉米市场价格数据,分析了价格支持政策改革背景下玉米市场空间关联及其时变情况,并运用社会网络分析法刻画了玉米市场空间关联网络特征,最后,通过QAP分析考察了影响玉米市场空间关联的主要因素。研究发现:① 中国玉米市场总体空间关联程度较高,且近年来整体呈上升趋势,玉米临时收储政策的实施并未改变其上升趋势,但导致政策实施省份玉米市场与其他地区玉米市场间关联程度下降。② 玉米市场空间关联呈现多线程、复杂的网络结构形态,网络结构较为紧密、整体关联性强且较为稳定;中东部地区玉米消费量较大的省份在玉米市场空间关联网络中处于中心位置,在网络中扮演着中心行动者角色,而实施玉米支持政策的区域以及西部地区在玉米市场空间关联网络中影响力较小,处于边缘和弱势地位,扮演着边缘行动者角色。③ 地理位置邻接、市场距离、销区市场势力、信息传递效应以及实施临时收储政策是决定和影响玉米市场空间关联的主要因素,其中,销区市场势力及信息传递效应对玉米市场空间关联的影响不断上升。
相对于无人机技术及其应用的快速发展,承载无人机作业的低空空域资源的相关研究却相对滞后。本文从地理学的视角,对面向无人机应用的低空空域资源研究的相关关键问题进行了阐述。首先,从理论层面对低空空域的自然属性、社会属性和经济属性进行了界定,在国家自然资源开发利用体系中应加大关注;其次,分析了低空空域资源无人机应用的现状,对制约面向无人机应用的低空空域资源自然、社会两大方面的限制因素进行了归类分析,指出地理学的介入将加快其开发利用进程;最后,构建了由3大类9小类指标构成的低空空域资源量测度指标,提出了“资源非冲突、安全保障、效益优先、兼顾公平”的低空空域资源量测度4大基本原则,并由此形成了以国土范围(S)、真高(H)和时间(t)为基本三要素的低空空域资源量测度方法理论模型框架。从地理学的角度对低空空域资源研究进行的探索和思考,将在一定程度上促进地理学和航空学的交叉融合。
针对高分卫星遥感共性产品真实性检验对无人机数据的需求,本文以已有野外台站为依托,开展无人机空港布局研究。首先,综合考虑影响卫星产品空间变异的因素,构建了地理背景覆盖率的物理模型;其次,基于地理背景覆盖率改进覆盖模型提出最大地理背景覆盖模型,并利用简单随机抽样中的样本容量确定方法确定合理的空港数量,分别利用本文提出的最大地理背景覆盖模型和已有最大面积覆盖模型进行空港布局的研究;最后,对两种模型下的空港布局结果进行对比,并利用MODIS EVI数据产品对布局结果进行验证。结果表明,在空港数有限的条件下(n = 60),最大面积覆盖模型选择的空港,其服务范围内的地理背景覆盖率为26.66%,能代表70.37%的中国陆地区域,而最大地理背景覆盖模型选择的空港,其服务范围内的地理背景覆盖率为38.32%,能代表73.36%的中国陆地区域。最大地理背景覆盖模型比最大面积覆盖模型能获得更优的空港布局结果,可用于支撑中国区域面向高分卫星遥感共性产品真实性检验的无人机观测网络建设。