本文回顾了京津冀大城市群内部各组成部分的经济联系与利益矛盾。阐述了改革开放以来,京津两市和河北省的经济发展特点及已形成的优势。根据各自的特点、优势和符合国家战略利益的原则,提出了京津冀大城市群中北京、天津、河北省的功能定位。
区域是地理学理论建构的核心论题。在地理学发展进程中,对区域的论争主要围绕地域空间、网络空间和空间的生产展开,并呈现出由单一维度向多维度转变的趋势。城市群空间是一种新的区域空间,具有地域空间、网络空间、空间的生产与建构等多重属性。空间具有社会性和历史建构性,对空间的关注正从空间中的生产向空间本身的生产转变。空间生产离不开权力运作,空间是话语建构的产物。中国对城市群概念的认知和范围界定的争议源于区域概念的多重属性。以中原城市群的构建过程为实证案例,提出了中原城市群构建过程中存在的问题,围绕“城市群究竟是什么?”这一核心论题,透视了城市群空间的多重性质。最后,针对单一维度的局限性,提出了认知和界定城市群的多维度框架,包括领土(Territory)、地方(Place)、尺度(Scale)、网络(Network)和功能(Function)五个方面,并指出了今后进行城市群研究需要关注的理论重点。
合理界定城市群的边界是认识和研究城市群的必然要求,也是通过空间规划落实区域功能空间布局和发展指向的基础条件。然而,社会各界对城市群的概念尚未达成统一的认识,对城市群空间范围的理解更是莫衷一是。为此,本文从经济地理学的“点—轴系统”理论出发,对城市群的概念进行了梳理,并提出判别城市群边界的4个步骤：一是分析对象区域是否存在若干发育良好的中心城市;二是分析这个区域的城市体系是否健全,是否具有较好的资源和环境条件;三是分析城市之间是否具有较强的社会经济联系,使之具有一体化发展的社会经济基础;四是通过对城市群实际生长边界的判别,对“点—轴系统”的发育程度进行评估,从而对该区域是否已经形成城市群进行判断。较之以往的学术研究,强调城市群的发育程度也应该作为城市群判别的重要条件,同时,也通过POI数据的Densi-Graph分析提出了判别城市群发育程度的方法。基于此,对京津冀及全国主要地区城市群的形成和发育进行了分析。结果表明,长三角城市群和珠三角城市群发展较为成熟,京津冀城市群一体化程度较之偏低,长江中游城市群和成渝城市群则尚处于形成阶段。这些结论对于客观认识城市群以及制定城市群未来发展的目标和战略具有重要意义,可为多层次的空间规划和管理政策提供参考。
城市群是中国新型城镇化战略的重要载体,也是国家参与全球竞争和国际劳动分工的新型地域单元。目前,中国区域空间治理模式正在发生重大转变,由原来的行政区分割管理开始转向类型区空间治理。本文基于城市群的重要外延特征,采用“先分等、后划类”的综合分类思想对中国23个城市群进行定量类型划分和空间分异分析,为中国城市群实施因地制宜的空间格局优化和分类管理的规划引导提供科学依据。首先,参考世界成熟城市群的规模大小和集聚程度,中国城市群分为国家级、区域级、次区域级和地区级4个等级,呈现“3-5-6-9”的金字塔型等级结构;其次,基于城市群的五大特征,构建由10个因子和22个指标构成的指标体系,运用Q型聚类分析法将中国城市群定量划分为成熟外向型、双核赶超型、环境友好型、单核辐射型和内陆粗放型等5种类型;最后,综合等级划分与定量聚类结果,进一步细分为国家级成熟外向型、国家级双核赶超型、区域级双核赶超型、次区域级环境友好型、地区级环境友好型、区域级单核辐射型、地区级单核辐射型、区域级内陆粗放型和地区级内陆粗放型共9个亚类。
近年来,国内外经济形势发生显著变化,以传统制造业为主的珠三角城市群面临新的挑战,珠三角下一步如何发展成为必须解决的新问题。现状,将其与国内外城市群对比,提出了珠三角发展战略思路。研究结果表明：2000-2013年期间,珠三角城市群经济发展速度有所降低,区域经济发展差距逐渐缩小;人口红利面临枯竭;产业结构向高级化转变,经济全球化程度下降等;珠三角城市群发展水平和竞争力与国外世界级城市群相比差距较大;与国内长三角、京津冀城市群相比,总体发展势头下降。在此背景下,应将产业技术创新、土地节约集约利用、人口政策创新、区域合作与人文引领作为新时期珠三角城市群发展战略的主要方向。
城市群既是城市区域化的重要表现形式, 也是区域工业化和城镇化发展到高级阶段的标志性产物。本文基于城市群多元化的概念演进历程,以城市群识别的技术方法和手段为主线,详细梳理了国内外学者对城市群发育范围划分和界定的研究历程,认为“概念本质的认识、界定标准的设定、最小分析单元的选用和识别方法的选择”是学术界对城市群空间范围识别难以共识的主要原因;理清了城市群空间发育范围识别和界定的研究脉络：以美国都市区划分为代表的传统社会经济指标法影响深远,奠定了西方国家关于城市群发育范围识别和界定的研究基调;采用引力模型对中心城市辐射范围划分成为当前中国城市群发育范围划分的主流;在明确识别对象的基础上,以GIS空间分析技术为手段,综合指标和模型多种方法为一身的集成模拟法,代表了城市群空间发育范围识别和界定研究的未来趋势。
地理分布的数学建模是空间分析的基本途径之一,但空间维度建模素为科学研究的难题。由于数学新方法的发展和复杂性研究的兴起,地理空间建模的一些传统困难有望解决。本文通过两类地理分布的对比分析,论述地理建模的关键在于简单分布的特征尺度和复杂分布的标度。地理分布包括空间分布和规模分布,其本质均为概率分布和广义的数学空间分布,而概率分布可以分为简单分布和复杂分布。简单分布具有特征尺度,平均值有效,概率结构清楚;复杂分布没有特征尺度,平均值无效,概率结构不明确。对于简单分布,应该采用有尺度分布函数开展尺度分析;对于复杂分布,理当采用无尺度分布函数开展标度分析。分形几何学、异速生长理论和无尺度网络理论都是复杂系统分析的定量方法,这些方法的综合集成,可望为地理分布建模和地理系统的空间分析提供有效的数理工具。
撞击坑是月球表面分布广泛的地貌单元,是研究月球的最直接窗口。本文以嫦娥一号卫星获取的遥感影像和DEM,以及国际天文学联合会(IAU)公布的撞击坑名录为基础数据源,以全月球表面撞击坑为研究对象,采用遥感图像处理与专家知识融合的目视解译法确定撞击坑的边界,识别出全月球表面直径大于500 m的撞击坑共计106030个,采用累积频率和与IAU公布撞击坑对比两种方法对目视解译的撞击坑进行精度评价,其识别的总体误差率为10.97%;按照形态特征指标,将全月球撞击坑分为六大类,对比分析了不同类的撞击坑影像及形貌差异性;对全月球撞击坑分类进行统计分析,得出了不同类型撞击坑在月球表面的数量与密度特征及空间分布情况。
大气水汽氢氧稳定同位素是认识大气环流和水循环的重要信息指标,本文从影响水汽稳定同位素含量的物理过程入手,即源区蒸发、传输及凝结等方面,系统介绍了影响水汽氢氧稳定同位素的平衡分馏和动力分馏的理论基础;回顾了传统观测方法、近期发展的激光光谱仪及卫星遥感红外光谱仪等大气水汽同位素观测新手段,重点分析了光谱仪及遥感观测方法的优势及应用,表明实时观测和遥感监测成为目前水汽同位素研究的主要手段;总结了目前大气水汽同位素观测研究在同位素基础理论、地表过程等方面的主要进展,汇总分析了大气水汽同位素环流模型的发展和应用,表明同位素环流模型在全球及区域气候过程、古气候恢复以及环境信息重建方面具有独特的优势,将会成为今后气候系统研究的新方法;最后提出水汽同位素研究的新焦点即高时空分辨率的实时观测、氢氧同位素的新指标如过量17O以及同位素气候模型的发展完善及应用。
基于秦岭—淮河南北气象站点逐日降水数据和全国0.5°×0.5°逐月降水格网数据,选取16个极端降水指数,辅以趋势分析、Mann-Kendall检验和相关分析等气候诊断方法,分析了1960-2013年秦岭—淮河南北极端降水时空变化特征,探讨了极端降水变化与ENSO事件的关系。结果表明：①1960-2013年秦岭—淮河南北除长江下游降水呈增加趋势外,其他区域降水均呈下降趋势;②极端降水变化主要表现为：降水日数减少,降水强度上升,突发性强降水事件增多,连续性干旱事件增多;在空间上,秦巴山地、长江下游和黄河下游以极端降水强度上升为主,关中平原、巫山山区和四川盆地以极端干旱强度上升为主;③在影响因素方面,秦岭—淮河南北极端降水与ENSO事件关系密切。在厄尔尼诺年,秦岭—淮河南北春季极端降水偏多,夏季和全年偏少;在拉尼娜年,春季极端降水偏少,秋季和全年偏多。就各个区域而言,在厄尔尼诺年,黄河下游、关中平原、秦巴山地和四川盆地极端降水呈下降趋势,淮河平原极端降水呈上升趋势,长江下游和巫山山区响应并不明显。
阿姆河是中亚最大的一条河流,其径流主要来源于西天山和帕米尔高原的积雪、冰川融水,由于地处高山区,数据获取困难,对其产流的具体组成与季节分布特征认识不足。本文利用分布式水文模型模拟阿姆河1951-2005年的产流过程,分析雪、冰融水年内分布和年际变化特征以及气候变化的影响。结果表明：
采用熵权法确定亚洲—太平洋地区水安全评价指标体系中各指标的权重,评估亚洲—太平洋47个国家的水安全状况。国家综合水安全包括生活水安全、经济水安全、城市水安全、环境水安全和水灾害抗御力五个方面,权重比值约为34:19:14:22:11。其中,生活水安全的国家间差异最大,水灾害抗御力的国家间差异最小;经济水安全的区域整体状况最好,而水灾害抗御力的整体水平较不理想。综合水安全的评估结果显示,在国家层面,澳大利亚、新西兰、马来西亚和新加坡的水安全状况最佳,基里巴斯的水安全状况最令人担忧;在区域层面,东亚及太平洋地区的水安全状况较之南亚、东南亚和中西亚为佳;整体而言,亚洲—太平洋地区的整体水安全状况亟待改善。
受到水库拦蓄、抽水灌溉等人类活动的影响,白洋淀流域平原区河流断流,非承压含水层逐渐被疏干。下游的白洋淀无法得到河流和地下水的补给,时刻面临干涸。鉴于白洋淀对区域生态环境和气候有重要的影响,多次实施调水补淀工程。然而,白洋淀渗漏严重,调水补淀的效果不理想。为了保护白洋淀,亟需恢复地下水的可持续性,这首先需要查明地下水的更新能力。2009年,对白洋淀流域平原区地下水进行实地调查,并采集采集地表水和地下水水样共36个,分析其氚含量。利用线性插值法、吴秉钧法和连炎清法恢复了该地区降水氚含量的历史数据,结合数学物理模型估算了非承压地下水的更新能力。结果表明,氚含量较高的白洋淀水渗漏使得周边地下水氚含量增高。总体上,沿山区到淀区的方向非承压地下水更新速率逐渐由15.0%/a降低至4.0%/a。山前平原冲洪积扇区域是非承压地下水的主要补给区,平均更新速率达9.8%/a。冲积平原区域非承压地下水的平均更新速率仅为4.4%/a。为此,需要限制在冲积平原区域开采非承压地下水,以逐步恢复其更新速率,使其重新补给白洋淀。地下水的恢复过程可能较慢,但可从根本上解决调水补淀无法解决的干淀问题。
土壤水是地球表层系统的重要组成,是水文循环的核心,控制着最基本的陆地生态系统格局与过程,是陆地生态系统健康运行的关键。土壤水分动态是研究水文过程和陆地生态系统过程相互作用及反馈必不可少的一环,是一系列水文、气候和生态过程非线性动态作用的结果。因此,土壤水分动态表现为脉动、无规律和随机的过程,对其研究需要随机方法。本文综述了基于土壤水分平衡的土壤水分动态随机模拟的研究进展,主要关注土壤水分动态随机模型的分类比较和适用性。希望能为国内生态水文学的定量研究提供一些参考,促进对水文循环与陆地生态系统之间相互作用更好的理解,最终有助于水资源和生态系统的可持续管理。
