地理科学

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作为CAS的复杂城市地理系统的SOC性质

刘继生, 陈彦光

2007, 27(2): 129-135. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.129

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将城市作为复杂适应性系统(CAS)研究其自组织临界性(SOC)具有重要的理论意义和实践价值,这方面的探索工作刚刚开始。本文从城市的地理空间角度出发,论证城市是一种复杂适应性系统。城市在本质上是不可还原的,我们可以根据积木的机制将城市分解,但分解的结果对解释城市的复杂行为丝毫没有帮助。由于城市和城市体系都具有分形结构、服从Z ipf定律,且具有1/f噪声的特征,由此判断城市地理系统具有自组织临界性质。自组织临界性与复杂性适应性立论的视角不同,但可以统一于“混沌的边缘”这一概念。

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地域主体功能区划理论与方法的初步研究

朱传耿, 仇方道, 马晓冬, 王振波, 李志江, 孟召宜, 闫庆武

2007, 27(2): 136-141. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.136

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在对地域主体功能区划的理论依据与原则等进行深入分析的基础上,提出通过生态敏感性等级分区与经济社会发展综合潜力等级分区的空间叠置与地域聚类分析,进行地域主体功能区划的理论方法。并以江苏省新沂市为案例,进行地域主体功能区划实证研究,验证了所提出的地域主体功能区划理论方法的可行性。

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改革开放以来中国城市化的时空演变及其影响因素分析

陈洋, 李郇, 许学强

2007, 27(2): 142-148. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.142

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改革开放以来,中国城市化进程进入稳定快速发展时期,国家的经济宏观调控政策以及区域发展战略在时间和空间上均对中国的城市化产生了巨大的影响。在此影响下,中国城市化水平的区域空间格局也由北南差异转变为东中西差异,同时,中国省级城市化水平的差距正在逐渐缩小。在影响中国城市化省际差异的因素方面,传统的农业发展水平对城市化的影响正逐渐减弱,乡镇企业及外商直接投资成为20世纪90年代后期中国城市化发展的重要影响因素。

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中国省区循环经济预评估及区域差异研究

白露, 白永秀, 薛耀文, 陈芳

2007, 27(2): 149-155. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.149

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以省(区)为基本空间单元,构建了区域循环经济预评估指标体系,建立循环经济预评估的数学模型,并对中国大陆31个省(区)进行循环经济的事前评估,为不同省(区)开展循环经济的动态评估奠定了基础,同时对不同省(区)探索差异化的循环经济发展策略起到了基础性的探索作用。评估结果显示不同省(区)发展循环经济前的状况和特点存在明显的地区差异,因此,不同的省份在推行循环经济的发展过程中应实行差别化的策略。

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环境污染与经济增长之间关联性的理论分析和计量检验

宋涛, 郑挺国, 佟连军

2007, 27(2): 156-162. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.156

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基于环境-经济的简单理论模型利用跨期消费选择问题最优化求解和稳态方法分析了环境污染与经济增长之间的长期关系和短期关系。这将为环境污染与经济增长之间长期和短期关系的经验研究提供理论依据和技术支持。基于EKC假设,我们对中国1960~2000年人均CO₂排放量与人均GDP之间的长期关系和短期关系进行实证研究,结果表明人均CO₂排放量与人均GDP之间存在长期协整关系,呈现倒U型的环境库兹涅茨曲线关系,而在短期上,人均GDP单向正向Granger影响人均CO₂排放量,反过来未发现人均CO₂排放量对人均GDP有明显的影响关系。

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绿色国民经济核算基本问题研究

李昕, 董德明, 沈万斌, 邱惠哲

2007, 27(2): 163-166. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.163

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绿色国民经济核算为自然资源存量价值与耗竭价值核算、环境污染损失价值核算及环境质量恢复与改善价值核算;绿色国民经济核算理论应依据马克思主义的经济理论、价值补偿理论、效用价值理论和可持续发展理论;自然资源存量和耗竭价值核算可采用支付意愿和供求定价模型法;环境污染造成的生产和固定资产损失价值核算可采用市场法;环境污染对人体健康造成的损失价值核算可采用人力资本法;绿色国民经济核算指标体系包括自然资源核算指标和环境保护核算指标;系统讨论绿色国民经济核算内涵、基本理论和方法以及指标体系以促进绿色国民经济核算的深入研究。

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吉林省玉米产业发展可持续能力评价研究

龙振永, 汤洁, 曹孟

2007, 27(2): 167-172. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.167

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基于地理信息系统(GIS)及空间分析模型,从玉米生产与加工两个方面构建玉米产业可持续能力评价(sustainabliality Assessment SA)指标体系,对吉林省玉米产业发展可持续能力进行评价,并对吉林省玉米产业布局现状和规划的合理性进行分析。结果表明:长春市辖区由于地理条件优越、交通便捷以及丰富的玉米资源,是玉米产业发展的最优区域。吉林市辖区、四平市辖区、公主岭市、梨树县、农安县、扶余县地理条件相对优越、交通便捷以及丰富的玉米资源,是玉米产业发展的良好区域。松原市辖区、前郭县、德惠市、榆树市、辽源市辖区、东丰县是玉米产业发展的一般区域。大安市、乾安县、长岭县、舒兰市、永吉县、双辽市发展玉米产业条件相对较差。

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沙漠化地区可持续发展的概念模型

包慧娟, 李振山, 王涛

2007, 27(2): 173-176. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.173

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就沙漠化地区可持续发展概念模型进行了分析,并进一步对比了沙漠化地区可持续发展与沙漠化防治实现途径之间的关系。提出,可持续发展与沙漠化防治尽管目标不同,可内容一致、手段相同,就沙漠化地区而言,其可持续发展的过程就是对沙漠化土地的治理过程、是消除沙漠化发生隐患的过程,也是确保区域发展不受沙漠化困扰、可以持续稳定发展的过程。

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流域可持续评价的最大熵原理——投影寻踪耦合模型

张明, 金菊良, 张礼兵

2007, 27(2): 177-181. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.177

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在传统投影寻踪方法的基础上,综合考虑投影向量优化中的不确定性,提出基于最大熵原理的多准则投影寻踪方法,利用加速遗传算法对多准则目标函数进行优化求解。根据投影值与标准等级值的散点图趋势关系,建立了三次趋势曲线评价模型。淮河流域可持续性评价的实例结果表明了该模型在求解评价问题中的有效性。该模型同样适用于其它领域的综合评价问题。

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景观生态质量评价研究——以吴江市为例

朱永恒, 濮励杰, 赵春雨

2007, 27(2): 182-187. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.182

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从土地生态学的角度探讨景观生态质量的评价理论和方法。景观生态质量(LsEQ)是景观生态系统维持自身结构与功能稳定性的能力,因此,景观生态质量的衡量标准是景观生态系统的稳定性,其稳定性取决于景观生态系统的自身稳定程度与外部生态学干扰程度的对比。以吴江市为例进行实证研究,结果表明,吴江市景观生态质量等级呈西南高、东北低的空间分布态势,评价结果与实际情况吻合,表明该评价方法有一定可行性。

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贵州省猫跳河流域耕地空间分布格局模拟

王秀春, 黄秋昊, 蔡运龙, 彭建

2007, 27(2): 188-192. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.188

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选取贵州省猫跳河流域1995年度海拔高度、坡度、人口密度、人均GDP等栅格数据,通过随机空间采样,建立1995年耕地空间分布概率多元Logistic回归方程。运用GIS技术,结合2000年相关数据,模拟2000年该流域的耕地空间分布格局,并与实际的2000年耕地空间分布格局进行验证,结果较为理想,为土地利用变化的空间分布格局模拟提供一种新方法。

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克拜东部黑土区侵蚀沟遥感分类与空间格局分析

闫业超, 张树文, 岳书平

2007, 27(2): 193-199. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.193

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近百年来,东北黑土区侵蚀沟的大量发育带来了一系列严重的社会经济问题,弄清侵蚀沟的类型、数量及分布情况是进行水土流失治理和生态环境建设的前提条件。以黑龙江省克拜东部黑土区作为典型研究区,采用2005年SPOT-5高分辨率卫星影象,结合野外调查,根据侵蚀沟的活跃程度,将黑土区的侵蚀沟分为活跃性、半活跃性和稳定性三种类型,阐述了不同类型侵蚀沟的影象特征和遥感分类方法,为利用遥感手段在区域尺度上对侵蚀沟进行快速调查提供了一种新途径。在对侵蚀沟进行信息提取和空间插值后,形成研究区不同类型侵蚀沟密度图,探讨了克拜东部黑土区侵蚀沟分布的空间格局特征及其影响因素,认为地貌发育过程中的“分水岭迁移”现象是造成该地区侵蚀沟密度东西差异的重要原因。

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林冠对降雨截留能力的研究

范世香, 高雁, 程银才, 白清俊

2007, 27(2): 200-204. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.200

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林冠截留能力是指在理想条件下林冠枝叶对任意降雨量的最大吸附量,随降雨量的增加而增加。当降雨量足够大时,林冠截留能力就等于林冠截留容量。所以,林冠截留容量是林冠截留能力的最大值。借鉴水文学中蓄满产流理论,构建林冠截留降雨能力模型。此外,结合一个具体林分的实测资料,介绍了林冠截留能力的近似确定方法,并与模型的模拟结果进行了比较。结果表明,两者非常吻合,表明文章建立的林冠截留能力模型是有效的,可以用于评判和比较不同林分对降雨截留作用的大小。

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中国北方几种灌丛群落表土花粉与植被关系研究

李月丛, 许清海, 肖举乐, 阳小兰, 郑振华

2007, 27(2): 205-210. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.205

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中国北方20个典型灌丛群落主要花粉类型的百分比与植被盖度关系表明:除蒿及沙棘外,其它灌丛群落中,优势植物种的花粉百分比多低于20%。灌木花粉对植被的指示性研究表明:皂荚花粉为适中代表性类型,对植被指示明显。苦豆子、霸王柴、荆条、四合木、锦鸡儿、鼠李、绣线菊、虎榛子、榛、白刺、柽柳、柳等为低代表性类型(R值低于0.3),对植被有一定的指示意义;沙棘、蒿属、藜科花粉为超代表性类型(R值高于1或O值高于0.5),对植被也只有一定的指示意义。虎耳草科、豆科花粉对植被指示意义不明显。

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长江上游重点产沙区产沙量对人类活动的响应

许炯心, 孙季

2007, 27(2): 211-218. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.211

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对金沙江屏山站、嘉陵江北碚站、宜昌站20世纪50年代以来的输沙量和含沙量进行分析。结果表明,在年径流量相同的情况下,由于大规模矿山、钢铁工业、交通建设增加水土流失,屏山站1976~1996年年产沙量要高于1954~1976年。与此相反,由于修筑水库、塘坝拦沙,修建梯田、恢复植被减少侵蚀,北碚站1983~1996年年产沙量要大大低于1954~1982年;宜昌站1985~1996年年产沙量也低于1954~1984年。北碚、宜昌两站都存在一个使水利、水土保持减沙量为0的年径流量临界值,北碚站和宜昌站这一临界值分别为1142×10⁸m³和4800×10⁸m³。

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塔里木河源流区气候变化和年径流量关系初探

徐海量, 叶茂, 宋郁东

2007, 27(2): 219-224. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.219

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基于1957~2003年塔里木河流域源流区长期监测资料,分析塔里木河流域源流区的主要河流年径流量和相应气温、降水变化的特点,探讨流域内气候变化与水资源量变化的关系。利用非参数检验的方法,分析温度、降水变化与径流量变化的关联性和一致性。结果显示:在塔里木河流域源流区,温度在0.05水平上呈现单调递增的趋势,降水则表现为不显著增加的走势,而径流量基本均出现了递增现象;从参数检验和非参数分析的结果看,温度升高与径流量增加的关联趋势更明显。

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西安高陵渭河近120年来的洪水演变

赵景波, 蔡晓薇, 王长燕

2007, 27(2): 225-230. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.225

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西安高陵渭河漫滩沉积剖面发育,能较好地指示渭河洪水变化。沉积物以粗粉砂、细粉砂、极细砂及粘粒为主。粒度较粗层位指示较强的水动力条件和短暂的湿润气候或一定地区的暴雨增加,粒度较细的层位则代表较弱的水动力条件和短暂的湿润程度略低的气候,而在各洪水沉积层之间无洪水发生的阶段则是正常的气候阶段或偏干的气候阶段。高陵渭河近120年来的河漫滩沉积剖面可分为16层,代表了16个大的洪水阶段。高陵渭河近120年来的河漫滩沉积粒度成分比更早期的河漫滩沉积粒度偏细,反映出近120年来渭河洪水深度与规模在变小,这主要是气候变干造成的。

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松花江流域非点源污染负荷估算与评价

岳勇, 程红光, 杨胜天, 郝芳华

2007, 27(2): 231-236. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.231

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结合RS和G IS技术,利用二元结构模型对2000年松花江流域非点源污染负荷进行计算与结果验证,并对流域内非点源污染状况做出评价。结果表明:4种非点源污染类型(农田、农村居民点、畜禽养殖和城市径流)中,农田TN、TP和NH₄⁺-N非点源污染负荷量最高;畜禽养殖COD非点源污染比重最大。流域TN、TP的非点源污染负荷大于点源的污染负荷,其中TP的非点源污染负荷远远超过点源;而NH₄⁺-N和COD的点源污染负荷则大于非点源污染。4种污染类型的不同污染指标(COD、TN、TP、NH₄⁺-N)在时间(2000年内)和空间上呈现出一定的分布规律。

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太湖流域磷排放对区域城市化过程的响应——以宜兴市为例

戴科伟, 高超, 朱继业, 钱谊

2007, 27(2): 237-242. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.237

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在系统分析基础上,利用系统动力学方法,以宜兴市为典型区,模拟城市化过程对磷发生量的影响,建立二者间的定量响应关系。结果表明,不论是在何种城市化发展速度下,磷的发生总量都会有较大幅度的增加,而目前规划的污水处理水平只能小幅度削减流域内磷的排放量,不足以从根本上扭转太湖水质持续恶化的趋势。在推进太湖流域城市化的进程中,必须加大投入,进一步加强环境基础设施建设,更大幅度地削减磷等营养物质的排放。

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城市土地利用类型及格局的热环境效应研究——以上海市中心城区为例

岳文泽, 徐丽华

2007, 27(2): 243-248. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.243

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以上海市中心城区为例,首先采用SPOT影象,人工解译出城市土地利用的类型,同时利用Landsat7卫星,ETM+影象的热红外波段反演每个像元内的陆地表面温度,分析陆地表面温度在不同土地利用类型之间的差异,进一步分析不同土地空间分布格局与地面温度之间的关系。研究结果显示:上海市地表温度具有明显中心城区高、郊区低的热岛效应存在;在城市不同土地利用类型上的表面温度具有显著性差异,两两之间的比较揭示,城市地面温度在大多数土地利用类型之间的差异是显著的。城市内部不同土地类型所产生的热环境效应不同;城市土地类型在空间布局上越复杂,其产生的热岛效应越明显。

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基于社区居民调查的海岸带湿地环境质量评价——以海南东寨港红树林自然保护区为例

王计平, 邹欣庆, 左平

2007, 27(2): 249-255. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.249

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从影响红树林湿地环境质量评价因素间相互作用的复杂性和不同社区居民感官的差异性出发,利用模糊数学的理论与方法,建立了各评价指标的隶属函数和多级模糊综合评判的数学模型,并以海南东寨港红树林自然保护区为例,对其湿地环境质量进行了定量的综合评价。评价结果表明:东寨港红树林湿地环境总体较好,但仍存在一些问题。文章提出了东寨港环境管理的具体建议与对策,以期为东寨港湿地环境可持续发展提供决策依据。

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树木年轮指示的柴达木东北缘近千年夏季气温变化

朱西德, 王振宇, 李林, 秦宁生, 汪青春

2007, 27(2): 256-260. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.256

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依据采自青海海西德令哈、乌兰的树木年轮资料序列与柴达木东北缘1961~2001年夏季(6~8)平均气温资料序列之间较好的同期相关特征,重建了柴达木东北缘夏季(6~8)平均气温千年历史资料序列。运用乘积平均值、误差缩减值等方法对重建方程进行了检验,证明重建序列可信。通过分析发现,在重建的1098年中,有7个主要的冷期和6个主要的暖期,重建的气温序列存在15个主要突变时段。周期分析表明柴达木东北缘夏季气温存在46、52、61、73、91、183年和366年左右的长周期以及6.8年和2~3年的短周期。

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基于¹³⁷Cs计年法估算滇池沉积物重金属负荷

张燕, 邓西海, 陈捷

2007, 27(2): 261-267. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.261

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根据滇池流域地貌、湖盆形态、物源供给等,用GIS方法将滇池外海分作7个区域,以¹³⁷Cs计年法确定各区域上部沉积物3个沉积时段为1954~1963、1963~1986、1986~2003年,测算不同时段各区域的泥沙年均沉积通量和年均蓄积量,与当地实情及他人用其它方法研究对照,结果可以吻合。在此基础上,结合实验室测量,估算各区域的Cu、Cr、Cd、Pb、Hg、Zn在各时段的年均沉积通量,得到1963~2003年期间滇池沉积物几种重金属负荷分别达到1040.8、1054.0、11.2、824.7、2.5、2465.6 t。故应十分重视滇池沉积物中重金属,采用减少重金属和泥沙入湖量并举的措施控制沉积物重金属负荷的进一步增长。

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高填方加筋黄土路堤稳定性的有限元分析

王家鼎, 谢婉丽, 骆凤涛

2007, 27(2): 268-272. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.268

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采用有限元法对国内最高(62 m)的山西北张沟加筋黄土高填路堤稳定性进行了数值模拟,对其最大主应力、最小主应力、剪应力和塑性破坏区及其变形进行了计算,然后将其计算结果与未加筋路堤相比较,得出高填方加筋黄土路堤及地基变形特性和应力特性的变化规律。结果表明,由于加筋的作用,降低了黄土高路堤的变形,提高了其稳定性。这与现场沉降观测结果基本一致。

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长沙城市形态与用地类型的时空演化特征

陈群元, 尹长林, 陈光辉

2007, 27(2): 273-280. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.273

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运用GIS技术与高级编程方法提取了长沙市1979、1996年、2003年的城市用地现状图的数据信息,借助最小二乘技术,通过幂指数拟合,计算出了各年份的城市形态与用地结构的分维数,并探讨了长沙城市分形演化的机理和城市形态演化的信息熵。通过对分维数的时空变化所包括信息的分析,发现长沙城市形态及各职能类用地存在明显的分形特征,且各类职能用地的分维小于城市形态的整体分维,符合理论上推断的城市分维包容原理,整个城市形态朝着混沌向有序渐趋优化演化,但同时也存在绿化用地与对外交通用地发展不够完善的问题。

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GIS支持的广东地名景观EOF模型分析

王彬, 岳辉

2007, 27(2): 281-288. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.281

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将广东全省划分为86个行政单元,并选取64个典型地名的通名,运用EOF模型进行运算;选取累积方差超过70%的前三项做主成分分析,并借助G IS技术输出其各自的空间分布图。研究发现:64个通名在空间分布上明显地表现为不均衡性,即普遍分布和相对集中同时并存。以塘、坑、山、水等反映地貌特征的通名分布较为普遍,而以沥、厝、屋、板、六、都等民族或族群的方言通名分布则较为集中,其中以涌(冲、埇)、朗(塱)、沙、排、寮、塘、潭、沥、滘、基等通名主要分布在粤方言的珠江三角洲水网密集区,以坪、背、坑、岭、屋、畲(輋)、磜、溪等通名主要分布在粤东北和粤北及其它客家人分布区,以厝、洋、垄(垅)、田、寨、华、美(尾)等通名主要分布在粤东潮汕和粤西南雷州半岛福佬人分布区,以洞(垌、峒)、罗、六(箓、菉、弄)、板(曼、迈、麻)、那(纳)、古(过)、都(多)、云、栏(兰)等通名则主要分布在与广西交界的粤西和粤西南地区。

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