森林是陆地生态系统的主体, 在全球碳循环中起着十分重要的作用。本文利用20 世纪70 年代以来的六次森林清查资料, 结合森林生物量实测数据, 采用分树种、分龄组的生物量—蓄积 拟合关系, 估算了中国20 世纪70 年代以来森林植被碳储量的动态变化。结果表明: 我国六次森 林资源清查中森林的植被总碳储量分别为3.8488PgC、3.6960PgC、3.759PgC、4.1138PgC、 4.6563PgC 和5.5064PgC, 虽然存在一定的波动现象, 但总体增长趋势明显, 尤其是80 年代以来, 植被碳储量净增加1.8104PgC, 平均每年以0.0823PgC 的速率增加, 这表明80 年代以来我国森林 植被一直起着明显的CO2 汇的作用。从碳密度的变化看, 70 年代以来我国森林植被平均碳密度 增长了3.001Mgha -1, 其中幼龄林与中龄林碳密度分别增长5.2871Mgha -1 和0.6022 Mgha -1<,sup>, 而成 熟林碳密度却降低了0.7581Mgha -1, 可见中国森林植被的碳汇功能主要来自于人工林的贡献, 而 且随着幼龄林、中龄林碳储量和碳密度的增长, 中国森林植被的碳汇功能将进一步增强。我国森 林植被碳储量和碳密度空间差异显著, 森林植被碳库主要集中于东北和西南地区, 平均碳密度以 西南、东北以及西北地区为大, 中国森林植被碳储量和碳密度的这种空间分布规律与人类活动对 森林的干扰强度密切相关。
目前土壤侵蚀已经成为全球普遍关注的环境问题, 土壤侵蚀治理范式是近年水土保持研 究中的一个热点。本文探讨了“范式”在科学研究中的变迁过程以及对土壤侵蚀防治的重要意义, 并且讨论了土壤侵蚀防治范式与生态学范式之间的耦合关系, 指出生态学思想对土壤侵蚀科学 的发展有重要的借鉴作用, 强调在进行土壤侵蚀研究过程中必须考虑生态因子。土壤侵蚀过程和 生态过程是相互渗透在一起, 它们之间所表现的是相辅相成的耦合关系, 生态学中的自然均衡思 想、系统非平衡态理论、等级缀块动态理论都深刻的影响着土壤侵蚀科学的发展并且都得到不同 程度的应用。在土壤侵蚀研究过程中必须重视生态环境平衡思想。
分析了天津地区不同环境功能区7 条土壤剖面中饱和烃含量、组成及部分地球化学参数 的变化规律, 比较了不同土壤剖面饱和烃在纵向上的变化特征。结果表明, 市区( 南开区) 及近郊 区( 武清区, 北辰区和宁河县交界处) 表层土饱和烃含量最高, 其他剖面含量较低; 随深度增大, 饱 和烃含量均有所降低, 但不同剖面变化幅度不同, 表层含量较高的剖面随深度增大, 饱和烃含量 降低幅度较大, 反之则较小。根据部分典型地球化学参数的纵向变化特征, 推测表层土壤饱和烃 主要为石油源和植物源的混合源, 且市区和郊区主要受石油源控制。不同土壤剖面表层土污染源 存在差别。同一剖面表层土壤( <30cm) 不同层次的样品的饱和烃污染源较为接近; 剖面深部( > 30cm) 不同层次样品中正构烷烃不同于表层, 且成因复杂, 既受来源于土壤中有机质降解产物的 影响, 又受表层土中饱和烃纵向迁移作用的影响。对于甾、萜类化合物, 表层土壤中饱和烃含量较 高的剖面, 深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物迁移作用的影响; 表层土壤中饱和烃含量较低的 剖面, 深层土壤受表层土壤甾、萜类污染物影响较小。
黄土高原普遍发生的植被作用下的土壤干化现象, 从一个独特角度恰当反映了环境对植 被的限制作用。由于人工林草植被不同于天然植被, 其负反馈调节机制脆弱, 这种植物生长用水 与环境供水之间的矛盾表现, 使人工林草植被生长滞缓, 稳定性下降, 甚至导致其衰亡, 并对后续 深根性植物的生长发育一般起到显著的抑制作用。但是, 后续天然植被或者浅根性植物却仍然能 够继续良好发育。显然, 植被作用下的土壤干化, 对追求一定的经济目标来说有其不利性, 但对于 防止土壤侵蚀并不一定就产生负面影响。需要根据经营目标区别对待人工林草植被的稳定性。人 工林草植被的自然化过程研究是有关生态恢复的一个有意义的命题。
为了分析2006 年四川重庆地区夏季干旱对该地区植被生长的影响, 选取该地区多年中分 辨率成像光谱仪(MODIS)增强植被指数( EVI) 时间序列数据进行研究, 利用时间序列谐波分析 (HANTS) 算法对EVI 数据进行去云处理, 并根据处理后的结果( 重构的EVI 数据以及HANTS 分 析得到相应频率对应的振幅和相位) , 分析干旱对该地区的影响, 同时结合地面气象数据加以补 充说明。将干旱年份和正常年份对比分析, 结果表明, 处理后的EVI 时间序列数据能较好地反映 干旱对地表植被的影响, 振幅和相位的空间分布特征能够很好地反映干旱的影响范围。
绿洲城市化与生态环境互动作用关系研究经历了萌芽、发展和多元化研究三个阶段。近年 来, 国内外学者继承了绿洲城市化与自然环境变迁关系的历史学分析, 多角度探讨了绿洲古城国 产生、繁荣和衰落过程中的自然因素和人为因素作用; 十分重视水资源约束下的流域绿洲城市化 研究, 基本确立水资源约束和上、中、下游协调发展为研究切入点; 非常注重绿洲城市化与生态环 境相互作用机理探究, 从中、长时间尺度分析了绿洲城市化与生态环境的耦合关系及其阶段性特 征; 广泛采用空间技术、复杂系统分析和数学分析等定量方法评估了城市化与生态环境的响应过 程; 普遍关注绿洲城市化对生态环境正负效应的辨析; 逐步加强对可持续绿洲城市化模式和对策 的探索, 并总结了绿洲城市化与生态环境协调发展的经验与教训。从研究趋势来看, 今后在研究 的可控性与对实践的指导性、多学科交叉研究和系统动态性研究等方面将得到加强。
区域经济发展水平的提高客观上要求生产要素和产业格局在空间上合理配置, 以形成高 效的空间组织形态。面对国内外竞争, 如何构建高效的空间结构, 使之形成富有活力的组织体系, 是“中部崛起战略”的热点问题和亟待解决的重大课题。本研究结合中部地区的社会经济基础及 发展潜力, 指出在现有人口- 产业集聚区基础上构建多层次、高效运转的都市经济区空间组织体 系是增强中部地区竞争能力的关键。文章在城市中心性和交通运输联系分析的基础上, 提出武汉 大都市经济区, 长沙、郑州中等都市区, 太原、合肥、南昌基本都市区的等级体系与划分方案。
我国“‘十一五’规划纲要”提出的按照主体功能区的划分对国土的开发和利用进行规划的 空间发展观对我国社会经济发展空间组织的影响将是深远的。本研究基于对东北地区空间发展 的总体情况的概观, 结合利用GIS 数据库分析所获的区域开发综合评价结果, 遵循一定的区划原 则, 获得了东北地区未来振兴的主体功能区划分的初步方案, 对于东北地区振兴规划的编制, 尤 其是空间总体布局的确立提供了重要的科学支撑, 同时本研究所遵循的“全局判断———分区评 价———方案确定”的基本框架对于其他区域主体功能区的划分具有借鉴意义。
本文基于北京市公共服务设施的地理空间信息数据, 采用最短距离指标定量分析了商品 住房对教育、医疗、体育、文化、商业、绿地公园等6 大类公共服务设施的空间可达性( 以下简称 “可达性”) , 并通过Hedonic 特征价格模型定量分析可达性对商品住房价格的影响。研究结果表 明: 1) 按照“最短距离”可达性比较, 商品住房对绿地公园、医院和健身场所可达性最好, 而对大型 商场、文化设施、体育场馆的可达性较差; 2) 按照商品住房的区位和价格比较, 城市四环以内和高 价商品住房组别对公共服务设施的可达性明显优于其它组别; 3) 特征价格模型的定量分析表明, 重点高中、球类场馆、文化设施和绿地公园这4 种公共服务设施的可达性越好, 则商品住房价格 越高, 即目前北京市公共服务设施的规划布局在一定程度上被资本化入商品住房价格。
从经济联系强度的角度出发, 运用分形理论对乌鲁木齐都市圈的空间结构进行研究, 计算 了都市圈内城市间经济联系强度。对比分形的自相似特征, 分析了都市圈经济联系强度的空间分 布情况, 指出都市圈存在中心城市辐射力不足、对其他城市发展带动力弱等问题。结合产业的相 似度, 探讨了提高中心城市经济辐射力的优化方案, 结果表明乌鲁木齐、米泉市、昌吉市作为一个 经济区统一规划, 经济联系强度分维值是以乌鲁木齐市为中心的近2 倍, 都市圈空间结构明显优 化。在对优化方案进行深入分析的基础上, 发现乌鲁木齐都市圈经济联系强度扩散的空间特征: ( 1) 中心城市的经济辐射能力以及周边地区对中心城市经济辐射力的接受能力, 随距离增加呈现 出按指数函数衰减; ( 2) 梯度扩散与城市的等级规模有关, 城市等级规模小, 对经济辐射的接受能 力弱, 可能出现跃迁现象。在经济扩散过程中, 两种特征同时并存, 前者占主导地位。
空间- 距离- 通达性已经成为城市区域一体化联系与发展的先决条件。当前都市圈城际联 系发展与交通网络建设存在明显的不同步现象, 矛盾解决的关键是优化其路网通达性空间格局。 以武汉都市圈为实证对象, 构建最短距离矩阵, 引入时间、空间通达性模型, 建立高等级路网发育 评价指标体系, 从节点体系与网络体系两个角度, 定量分析武汉都市圈城际通达性变化及其空间 格局, 揭示出: 圈域城镇( 节点) 体系通达性空间差异明显, 与城市自身交通区位、经济发展水平密 切相关, 其空间格局与城镇等级规模呈共轭协同关系, 不同空间等级节点形成以武汉为中心的同 心圈层与“轴—辐”网络空间格局; 快速交通干道网络( 高速公路、铁路等) 是城市通达性空间演变 的重要推动力, 使其空间收敛减速, 形成显著的带状分异格局, 初步形成沪蓉东西向、京珠南北向 的两大城市经济联系交通走廊; 圈域城际交通干网发育程度偏低, 处于回路网络水平, 高等级路 网扩展潜力巨大。
作为旅游度假区与旅游影响效应研究的交叉领域, 旅游度假区的孤岛效应问题不仅关系 着度假区的可持续发展, 也关系着旅游影响效应研究的广度和深度。本文在对国内外核心期刊上 公开发表的相关文献, 以及对国家自然科学基金项目结题报告进行梳理的基础上, 对度假区的孤 岛效应研究进行了回顾和综合分析, 总结出度假区飞地带来的五大负面影响效应, 即正规旅游企 业对旅游摊点的排挤、经济漏损、当地社区居民与游客沟通联系受限、当地社区居民就业机会少 和就业层次低、外来资本取代社区对旅游发展的控制权, 得出纵向时序与比较分析法是研究旅游 度假区孤岛效应的主要方法。本文通过对国内外旅游度假区孤岛效应研究进展的分析和把握, 旨 在为我国度假区孤岛效应问题的解决提供途径和指导, 从而实现旅游度假区的永续发展。
随着空间数据获取技术的进步, 空间数据量日益增大, 已超出人们的分析能力。传统的空 间数据分析方法只能进行简单的数据分析, 无法满足人们获取知识的需要。空间关联规则是空间 数据挖掘一个基本的任务, 是从具有海量、多维、多尺度、不确定性边界等特性的空间数据中进行 知识发现的重要方法。本文从基本概念、分类、挖掘过程、挖掘方法、目前研究成果等方面对其进 行综述, 重点阐述了空间关联规则挖掘效率的改进策略、基于不确定空间信息的挖掘方法、挖掘 过程及结果的可视化、弱空间关联规则的挖掘方法等。通过对现有空间关联规则研究成果和存在 问题的深入剖析, 指出了其未来主要的发展方向。
城市建成区规模受社会、经济、城市环境等诸多因素影响, 传统统计方法难以准确预测城 市建成区的面积。人工神经网络具有良好的非线性映射逼近性能, 在各类预测研究中得到了广泛 的应用, 尤其是BP 神经网络。主成分分析可以在有效保留数据信息前提下对数据进行降维, 它 与BP 神经网络的结合主要在数据输入端, 通过减少输入层神经元个数, 增强网络性能, 提高预 测精度。本文以北京市为例, 综合运用主成分分析和BP 神经网络方法建立预测模型, 以1986~ 2003 年数据为学习样本, 以2004 年数据为检验样本, 对2005 年北京市城市建成区面积进行模 拟预测。预测结果表明, 基于主成分分析的BP 神经网络预测结果与实际值的相对误差为2.8%, 比传统BP 神经网络预测精度提高1.8 个百分点, 网络训练收敛速度也更快, 其预测精度和效率 都有不同程度的改善。
