从“东北现象”的新近表现,提出影响国土空间开发保护格局变化的3个稳定因素：资源环境承载能力、地缘关系、文化和体制机制。分别对3个稳定因素在东北地区的特征状况进行了解析,结果表明东北资源环境承载能力本底强,但开发利用效益不佳,突出表现在优化开发区和重点开发区面积过小、限制性开发区收益较低、资源环境承载力预警超载低;位于全球三大经济圈之一的东北亚核心区,地缘优势突出,但未能转换为经济优势,突出表现为外向型经济比重过小、对日韩贸易地位不凸显;文化和体制机制成为限制东北地区发展的核心障碍,突出表现在产业结构不合理、国有经济比重过高。以五大发展理念为指引,结合东北振兴的问题导向,着重对东北地区提高科技创新能力解决发展驱动力的转型、创新国有企业改革模式和促进多种所有制经济协调发展、围绕“一带一路”战略实现开放经济的转型以及腾出国内市场促进东北优势产业继续保持活力、以共享发展理念消除城市贫困增进东北地区民生福祉、采取经济社会生态效益相统一的原则实现东北地区按照主体功能定位进行发展等开展预判研究。
采用多种统计方法,解释1951~2010年中国年代际累积暴雨不断增加的现象。结果表明：快速城镇化因素极有可能是中国大面积暴雨增加的主因。在时间序列上,城镇化因素对中国年际暴雨雨量、雨日和雨强的方差解释分别为61.54%,58.48%,65.54%;自然因子方差解释分别为24.30%,26.23%,21.92%。在空间格局上,中国县级总人口密度和低能见度日数年均值的面板数据与中国年代际累积暴雨雨量、雨日和雨强显著相关,其空间相关系数随年代推移而不断增加,进一步表明快速城镇化因素可能触发了中国年代际大面积暴雨的显著增加。
以中国286个地级及以上行政单元为研究对象,基于2003~2013年的劳动力、企业等制度指标,采用空间插值等方法,探讨了中国城市制度转型水平及其效应机制。研究表明：① 空间上,制度转型结果及其效应总体上在2003~2013年都表现为从东部沿海向内陆地区的梯度衰减模式。时间上,制度转型及其引发的效应整体上表现为逐步强化,其中,制度转型效应表现为由2003年的“零星分布”向2008年“线状蔓延”进而向2013年“面状拓展”的空间演化特征。② 以城市群为核心的相关区域,其制度转型结果与效应大致呈现为圈层结构模式。③ 中西部地区（除成渝城市群外）的制度转型结果及其效应高值中心大都为单个城市。④ 制度转型对城市转型效应影响显著,且随着时间的推移明显增强。
从流动空间角度出发,建立基于关系测度的空间耦合模型,采用复杂网络分析方法和灰色关联分析方法深入探讨区域信息空间和人口空间的耦合格局。研究发现信息空间和人口空间的耦合网络呈现“核心-边缘”模式,北京、上海、广东、天津、新疆和甘肃等耦合核心省市在整个省市内占据主导地位,是其他省市耦合发展所依附的核心。全国省市信息空间和人口空间耦合分布的总体布局呈现“川”型特征,分为高耦合协调型、中耦合磨合型以及低耦合发展型。信息空间和人口空间的耦合主要分为高耦合协调型、中耦合磨合型以及低耦合发展型3种,其中空间的高耦合程度一方面响应了国家加快推进互联互通建设的发展战略,另一方面也是京津冀一体化以及建设丝绸之路经济带的必然结果。
竞争型公共设施竞争性、公益性并存,其区位决策相对更加复杂。首先提出了“竞争型公共设施”的概念,指出“兼顾效率与公平的空间均衡”是其选址的基本原则,并概括出具体选址要求：遵循供需双方的空间相互作用模式、限制至邻近设施的最大出行成本、追求总出行成本最小化、约束设施规模门槛、与低层级设施在出行成本上相区分等。其次构建了基于概率分配规则的重力P中值模型,通过纳入设施规模因子实现区位和规模同步求解,并对邻近设施最大出行成本和设施最小规模进行约束,以实现空间公平-效率、服务质量公平与规模效率等多重目标。最后经过实证检验,优化后的设施布局更为均衡合理。
构建基本公共服务质量评价指标体系,对河南省基本公共服务水平和空间格局特征进行了分析,最后采用空间杜宾模型研究了基本公共服务的空间溢出效应与影响因素。研究发现：① 2005~2014年河南省各市基本公共服务水平呈不同程度的上升趋势,但整体水平不高;空间格局上呈自西北向东南衰减的半环带圈层结构。② 基本公共服务在市际尺度上具有显著的全局与局部自相关特征,随时间呈现集聚-分散-集聚的演变模式;高高集聚与低低集聚的空间俱乐部趋同特征明显。③ 空间杜宾模型检验表明基本公共服务空间上存在溢出效应;城镇化水平、地方政府财政支出能力、地方经济发展活力对基本公共服务具有正向促进作用。
基于高精度遥感影像和实地调查数据,选择黔中高原的典型岩溶山地普定县后寨河流域,探讨了1963~2010年岩溶山地的聚落和人口变迁,建立了基于聚落规模等级发展变迁和人口密度空间分布的乡村聚落发展适宜性和聚落整治类型评价方法。研究区大聚落和较大聚落主要分布在耕地条件和交通条件较好的中部峰丛洼地区东、西两侧,人口密度高值中心对应的往往是大聚落等级。研究区聚落可划分为重点村镇型、优先发展型、有条件扩展型、限制扩展型和迁弃型5类。
构建乡村地域功能评价指标体系,借助BP神经网络模型揭示平谷区“生产-生活-生态”功能分异特征;运用Ward法划分功能区,服务于平谷区乡村转型发展和功能区布局。结果表明：① 在多项功能综合作用下,平谷区基本形成了“平原地区生产功能较强、镇中心及周边村域生活功能明显、山地区以生态功能为主”的功能分布格局。② 基于评价结果和空间属性,平谷区划分为西部平原生产区、东部山地生态生产区、中部平原城市生活区、中部近郊平原生活区、东部丘陵生态生活区和北部山地生态区。其中,西部平原生产区、中部平原城市生活区、北部山地生态区是平谷三生空间功能发展的优势区域,分布相对集中。按照“强功能重优化、中等功能重提升、弱功能重改善”的原则提升乡村地域功能,促进地区均衡发展。
在农户土地利用引起的环境问题日益严重的背景下,如果农户土地利用效率的测度只考虑“好”产出,而忽略“非意欲”的环境产出,可能造成测度结果不准确。因此,将“非意欲”产出引入农户土地利用效率评价模型,利用河南省粮食生产核心区农户抽样调查数据测度环境因素约束下的农户土地利用效率,并探讨其效率状况及影响因素。主要的结论如下：① 调查区域环境因素约束下的农户土地利用效率平均值仅为0.612,效率值总体不高,有较大的提升空间。不同规模农户的土地利用效率差异较大,二者呈现“U型”变化趋势。② 环境因素约束下的农户土地利用效率的影响因素来自多个方面。其中,农户生计方式兼业化在一定程度上降低了环境约束下的农户土地利用效率;种植结构调整虽然能够增加农户农业收入,但不利于环境因素约束下的农户土地利用效率的提升;农地经营规模扩大对环境约束下的农户土地利用效率产生正面影响,但现实中普遍存在的小规模化经营和土地细碎化消减了正面影响。土地产权的稳定性能够提升环境约束下的农户土地利用效率,但无论是集体土地产权还是承包经营权以及农户间非正式的土地流转产权关系稳定性较差,不利于环境约束下的农户土地利用效率的提高。
引导农村人口有序地向城镇转移,实现大中小城市和小城镇协调发展,是当前中国经济社会面临的重大问题。归纳总结了农村人口迁徙目的地的4个层次,提出了梯度城镇化的概念,并以福建省上杭县村庄问卷为基础,进行梯度城镇化的村庄解析,辨识不同梯度人口迁徙的影响因素。研究发现：① 村庄人口规模对村庄人口流出具有阻止作用;县城和乡镇吸引农村人口迁入存在明显距离衰减。② 老年人比重高降低了年轻人迁徙到县城的成本,有利于农村人口的县城集聚。较高的少儿抚养比可能会抑制农村人口进入县城居住和拥有住房。③ 教育驱动是县城城镇化的重要动力。高人力资本有流向地级市的趋势。
基于水环境保护与区域开发的相互关系,考虑水陆空间联系及水环境承载能力对区域产业布局的限制,构建由水环境容量和压力两方面要素为基础的水环境约束分区指标体系。以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的江苏省太湖流域为例,探索小流域评价单元划分、约束指标选择与空间叠置分析等技术。对区域水环境容量和压力的进行约束分区,划分为高压低容、低压低容、高压高容和低压高容等4种类型区。研究结果为发挥区域水环境质量和经济可持续发展的协同效应,制定差别化的产业准入政策提供科学依据。
以商洛市为例,利用InVEST产水量模型和多年平均涵养水量模型,以参数本地化、实地率定和结果验证,对该区水源涵养功能的空间格局分异规律及其影响因素进行分析。结果表明：① 商洛市水源涵养总量为27.48×108m3/a,水源涵养能力为324.85 mm。五大流域水源涵养功能依次为旬河>乾佑河>金钱河>丹江>洛河。② 气候因素对产水能力空间格局影响最大,10 a土地利用变化和下垫面植被、土壤因素则对水源涵养空间异质性影响显著。③ 子流域单元产水能力相关性强的因子为多年平均降水、实际蒸散发和植物可利用水,水源涵养功能关键驱动因子是潜在蒸散量、土壤饱和导水率与森林覆盖率。
根据华北平原67个气象站点和14个辅助气象站点1960~2013年的日均温和日降水量数据,采用气候倾向率法、Mann-Kendall突变检测法和累积距平法等,对华北地区近54 a不同研究尺度下的气候变化趋势、突变情况以及其与太阳活动和大气环境变化的关系进行研究。结果表明：1960~2013年,华北平原年均温在11.86~14.33℃之间波动,整体呈现显著上升趋势,气候倾向率为0.23℃/10a。其中大气环境中浑浊度的升高,春季气温的抬升、是区域平均气温升高的诱因。气温的升高推动了>15℃等温线控制范围的扩张和年均温0℃等值线在华北平原的消失。华北平原年降水在617.96~1 060.30 mm之间波动,整体呈现显著减少趋势,气候倾向率为-1.75 mm/10,其中秋季降水量减少过快,400~600 mm降水等值线控制范围的扩大、600~800 mm和800~1 000 mm降水等值线的范围的缩小,共同造成区域降水量的减少。四季气候倾向率的特征变化敏感区域主要位于北纬35°~39°之间。1991~1994年为华北平原气候的突变时期,且这一突变受太阳活动的影响更多。太阳活动对最高气温的影响较大,浑浊度对最低气温的影响较大。大气环境因子中的日照百分比率、相对湿度、风速和浑浊度与气温整体变化平均相关系数为0.74。气候条件越好,气溶胶含量越低,太阳辐射与年均温的相关系数越高。气溶胶含量越高,浑浊度因子与年均温的相关系数也越高。人类活动导致的气溶胶含量的增加,是该区域气温升高的主要外因。
回顾了国内外土壤水盐运移模型的发展历程,根据土壤水盐运移模型构成的原理和发展趋势,将土壤水盐运移模型分为水盐平衡模型、物理模型和系统模型。借助国内外文献对已有模型的原理和应用进行了介绍,并对存在的问题进行了分析;展望了新形势下土壤水盐运移模型的未来发展趋势和研究重点,旨在为今后土壤水盐运移模型研究提供新的思路。
选取1951~2013年韶关市分月降雨量数据,采用月降雨侵蚀力模型计算降雨侵蚀力,分析ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）对韶关市降雨侵蚀力的影响。研究表明：① 韶关市降雨侵蚀力年际变化和年内变化较大,总体呈现波动上升趋势;② 降雨侵蚀力与赤道太平洋SST距平值呈现极显著相关,降雨侵蚀力随SST距平值增加呈现先增加后递减的趋势。ENSO冷暖事件发生时降雨侵蚀力较小,在其它土壤侵蚀因素不变的条件下,此时期的土壤侵蚀相对较轻;③ 降雨侵蚀力与SOI存在显著相关,降雨侵蚀力随着SOI增加而减小;④ 降雨侵蚀力与MEI呈现极显著的正相关关系。
利用国产静止气象卫星FY2E数据建立白天海雾监测算法,利用VIS通道反射率实现海面与云雾区分离,利用IR1通道估算云高实现中高云与低层云雾的分离,利用VIS、IR1、IR4波段构建雾判识指数初步实现海雾与低云的分离,利用平滑稳定度指数进一步实现海雾与低云的分离,最终得到的海雾监测小时产品。根据2014年1~5月份广东沿海13个海雾监站点的实测数据,对本算法所得海雾产品进行精度检验,计算得到检测率POD为92.7%,检率FAR为29.4%,总体精度为64.7%。个例分析可知,静止卫星资料因其具备较高的时间分辨率,可较好实现对海雾过程的连续、动态监测。
利用离散元法和图形处理器（GPU）并行计算手段建立泥石流运动堆积模型,以自然界沟道泥石流汇流后运动堆积特征及危险范围作为模拟参照,利用所构建的泥石流流通槽完成沟道泥石流不同交汇角汇流模拟试验和堆积危险范围预测,实现了泥石流沟道汇流的可视化模拟和数值模拟。试验结果表明,可视化模拟能够模拟出自然界中泥石流自流通区运动汇流后产生堆积的运动特征;数值模拟实现了锐角条件下仅考虑单因素即沟道交汇角对泥石流堆积危险范围影响的模拟试验。此外,利用GPU并行计算的优势可用于模拟大规模泥石流汇流现象,模型的可扩展性为泥石流汇流堆积危险范围分析向更为复杂的地理环境模拟奠定基础。
对黑河中游酒东盆地大洼井（DWJ）和新开九队（XKJD）两个钻孔以及现代黑河干流和支流进行重矿物采集与分析。分析结果发现：DWJ钻孔下部（140~69.7 m）沉积物重矿物特征同摆浪河与马营河的相似性较高;DWJ钻孔上部(69.7~0 m)和XKJD钻孔(65.6~0 m)的沉积物重矿物特征与现代黑河干流、梨园河和山丹河两个支流比较吻合。重矿物组合特征的变化指示了沉积物的源区发生明显变化。DWJ钻孔上部与下部的岩性和沉积相均发生明显变化,重矿物组合特征所反映的源区变化指示了黑河中游水系发生重要调整。对比钻孔岩芯和走廊区第四系岩相剖面特征,推测此次黑河中游沉积环境与水系格局发生变化的时间大致为早-中更新世之交。
