地理科学进展

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基于因果网络的黄河流域植被变化归因分析

兰志洋, 梁伟, 傅伯杰, 吕一河, 严建武, 纪秋磊

地理科学进展, 2022, 41(12): 2342-2355. DOI: 10.18306/dlkxjz.2022.12.012

节点	因果强度	节点	因果强度
土壤温度	0.31	水果产量	0.53
风速	0.18	城镇化率	0.54
饱和水汽压差	0.30	农业机械总动力	0.54
径流	0.31	化肥用量	0.59
土壤水	0.34	农业用地	0.35
气温	0.32	果园和梯田	0.44
降水量	0.29	草地	0.68
农业生产总值	0.51	城镇建设用地	0.53
粮食产量	0.57	林地	0.55

表3 节点因果强度统计

本文的其它图/表

图1 研究区概况
图2 图模型下的因果连接
注：X代表不同的地球系统科学数据，它们可以是线性的，也可以是非线性的；黑色实线表示变量间实际的因果连接(例如：X₃←X₂→X₁)；连线上的数字代表时间延迟(例如：X₂是X₁时间延迟为1的因果父母，即原因节点)；灰色虚线代表变量间虚假的因果关系，即强相关但无因果的现象(改自文献[24])。
图3 节点强度计算示意图
图4 网络构建过程
图5 1990—2018年黄河流域LAI时空变化特征
图6 泾源县LAI复杂因果网络
注：连线代表因果关系，由原因节点指向结果节点；连边上的数字代表时间滞后表现和因果关系强度，若连边未标记数字则没有时间延迟；由于土地利用和社会经济数据为年尺度，与其相连的连边时间延迟为年，其余为月； (2, 0.13)中2为时间滞后表现(月或年)，0.13表示因果关系强度，其余类推。
表1 节点度量信息
表2 主要节点信息
图7 黄河流域LAI变化的主导要素和联合主导要素的空间分布
注：联合主导要素共分为7类，即受自然要素主导的区县(NEC)，受社会经济要素主导的区县(SEC)，受土地利用要素主导的区县(LEC)，受自然和土地利用要素共同主导的区县(NLEC)，受自然和社会经济要素共同主导的区县(NSEC)，受土地利用和社会经济要素主导的区县(LSEC)，受自然、土地利用和社会经济要素三者共同主导的区县(NLSEC)以及未识别(UN)区县。
图8 LAI与自然—社会系统多要素互馈网络
注：连边的粗细代表两节点间因果关系的频次，频次越大，连边越粗；连边颜色代表因果关系指向，连边颜色与结果节点一致。
图9 黄河流域多层互馈网络分析框架

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