东北黑土区承担着国家粮食安全“稳压器”的重要责任。然而，由于长期超负荷开发利用导致黑土日益退化，黑土资源的永续利用受到严重制约。理论与实践证明，保护性耕作是保护黑土地、推动黑土耕地质量和耕作效益绿色增长的发展模式。综述了保护性耕作的基本内涵及其在东北黑土区的发展现状与技术概况，从保护性耕作在土壤保持、保墒效益、结构改善、固碳培肥和土壤生物多样性增加、节本增效等方面系统评估了东北黑土区实施保护性耕作后的生态与经济效益，提出黑土区实施保护性耕作存在的问题与未来发展方向，以促进黑土地保护与利用协调发展、推动保护性耕作高质量跨越式发展。
以东北典型黑土区耕地为研究区，以Sentinel-2A（全球环境与安全监测计划的第二颗卫星，于2015年6月23日发射）影像作为数据源，构建光谱指数，分别采用多元逐步线性回归（Multiple Stepwise Linear Regression, MSLR）和随机森林（Random Forest, RF）算法建立土壤有机质（SOM）和土壤全氮（STN）预测模型，并采用十折交叉验证方法评估模型的性能。研究对比分析了不同气候、土壤类型和地形下土壤有机质和全氮的空间分布差异。研究表明：① 海伦示范区的SOM和STN含量最高，其年均温最低，高程最高，年降水量多，SOM含量升高，其年均温最低，年降水量多，STN含量升高；② 与基于多元逐步线性回归算法建立的SOM和STN预测模型相比，随机森林算法建立的SOM和STN预测模型，有着更高的精度和稳定性；③ 运用RF算法建立的SOM反演模型的R2为0.96，均方根误差为5.49 g/kg，STN反演模型的R2为0.95，均方根误差为0.27 g/kg； ④ 不同示范区统一建立SOM和STN预测模型，有助于提高预测精度，实现跨区域建模与制图。
为提升对土地资源的质的了解程度，优化资源利用方式和方向，实现黑土地保护目标和“藏粮于地、藏粮于技”战略要求，以黑龙江省作为典型研究区域，考虑黑土地保护与利用需求，并借鉴地球关键带理念，从气候影响、地貌条件、地质条件、土壤特性、水文分布5个维度构建三级分类，基于GIS平台采用空间叠置法对主导因素中级分类进行叠加和综合，进行省级尺度土地类型划分。结果表明，黑龙江省共划分为39个土地类，2 121个土地型和4 945个土地组。黑龙江省土地类型单元较丰富，类型单元面积分布不均衡，低级单元相比高级单元属性更丰富，黑土区的土地类型单元呈现出不同的数量特征和空间分布特征。类型单元可反映区域的自然地理规律。空间组合结构上主要有对称式空间组合结构、重复式空间组合结构、镶嵌式空间组合结构3种结构形式。土地类型数量和结构呈现的规律性分布可为黑土地的农业生产布局优化奠定基础。
保护性耕作是攻克黑土地保护和利用的核心技术之一。研究立足中国科学院黑土区农业生态重点试验室保护性耕作长期定位试验基地，系统梳理总结了农田黑土土壤生物多样性对保护性耕作的响应特征。与传统耕作相比，保护性耕作显著增加各生物类群（微生物、线虫、跳虫、螨类及蚯蚓）的物种丰富度（1%~8%）、数量（25%~57%）和生物量（30%~50%），提高食物网网状结构的复杂性及各营养级间的连通性（14%~32%），促进土壤生物在固土蓄水、土壤碳固存、氮素高效利用以及稳定作物产量四方面生态功能的可持续性发挥。研究结果表明，实施保护性耕作可有效利用土壤生物的功能潜力，实现东北黑土区农田生态系统的健康发展、服务国家粮食安全产业带建设和现代农业发展。
基于中国数字创意上市企业、新三板挂牌企业数据，运用核密度估计、标准差椭圆、基尼系数、负二项回归模型等方法探究其空间分布特征及影响因素。研究发现：① 数字创意上市挂牌企业总体呈“东密西疏”的空间结构特征，集聚与扩张共存并以集聚为主，且始终保持京津冀、长三角、珠三角等多核心空间集聚形态，空间分布高度不均衡且区域重心北向迁移显著。② 数字创意上市挂牌企业空间分布具有行业异质性，其集聚区域、集聚强度因产业特性和所有制性质不同而存在差异。③ 数字创意上市挂牌企业的空间分异受到集聚经济、基础设施、正式制度、非正式制度因素中的文化活跃度与企业家创新精神、宏观经济环境因素中的全球连通性、金融集聚水平等因素影响，具有明显“高等级城市偏好”。企业空间分异影响因素因产业特性和所有制不同存在差异。
基于2016年中国流动人口动态监测数据，运用多尺度地理加权回归模型对流动人口流入地购房意愿影响因素的空间异质性进行分析。研究发现：① 中国流动人口在流入地城市的购房意愿整体偏低，尤其在流动人口聚集的东南沿海地区，流动人口购房意愿最低。② 多尺度地理加权回归（multi-scale geographically weighted regression，MGWR）模型能识别出不同因素对购房意愿的影响具有空间尺度差异，其中户口类型、流动范围、流动次数等显著变量对不同区域流动人口购房意愿的影响存在明显的区域差异。③ 各影响因素呈现显著的空间分异格局，其中婚姻状况、户口类型、职业类型、房价、公共服务等因素对东南地区购房意愿的影响较大，收入、流动次数、已购住房、随迁子女等因素对东北地区购房意愿的影响更大，西北地区平均受教育年限和拥有住房公积金对流动人口购房意愿的正向促进作用显著，而跨省流动的负向影响由西北向中部地区梯度递减。
以上海市主城区住宿业为研究对象，采用Arc GIS10.3、GeoDa分析软件，通过绘制等价格圈，研究房价空间分异规律及其影响因素。结果表明：① 上海市住宿业客房等价格圈圈层结构明显，在迪士尼度假区和南京东路–陆家嘴区域形成价格峰值，以此为中心，客房等价圈呈现中心–外围的渐次梯度分布特征。② 一级等价圈围绕市中心、副中心、一级商业中心、主题街区、核心景区、高校科技园区等圈层分布；二级等价圈主要沿城市核心交通枢纽、交通干道，以及区级行政中心周围分布；三级等价圈主要沿主城区边界向外围扩展分布，在传统工业区、物流园区等形成“价格洼地”。③ 在中心城区、迪士尼度假区、虹桥商务区、闵行环高校科创带等典型区域形成“多中心”“单中心”“带状”“组团式”相对价格高值区。④ 房价与企业到旅游吸引物、交通枢纽、商业中心、行政中心、高校园区、会展中心距离呈显著负相关，此外还受到企业规模、网络评分、经营周期等内部因素的综合影响。
利用2015年大连市初中学校多维数据，在分析社会群体间分异状况及其空间表现的基础上，概括了学校的基本类型及其空间分布特征，总结了义务教育校际分异的空间模式。在市域范围内存在4类学校，即成绩较好的城市综合社会群体子女学校；成绩一般的产业工人及一般技术人员子女学校；成绩优异的教师、政府和企事业单位管理者及专业技术人员子女学校；成绩落后但生均教育资源充沛的农村地区学校。4类学校在市域范围内分异明显，形成了从内向外的5个教育圈，即城市中心教育圈、城市郊区教育圈、城市新区教育圈、外围城镇教育圈和外围乡村教育圈。教育资源在教育圈之间呈高低相间分布的特点，教学成绩和学生家庭社会经济地位呈现出从中心向外围逐步降低的特征。
以北京市出租车运量生成机制研究为例，探索时间基本单元大小对交通时段划分及运量生成机制的影响。基于北京市出租车轨迹数据，按10 min步长，采用10 min至60 min共6种时间基本单元对全天数据在交通小区尺度进行划分得到切片数据，应用系统聚类法将切片聚合得到时段划分，得到6种时段划分结果，进而对具有交集的时段采用边界时刻进行一致性判别。在时段划分基础上，应用地理加权回归模型比较分析了不同时间基本单元在上班时段的出租车运量影响因子的差异。结果显示，时间基本单元小于40 min时，上班时段的起始时刻不具有一致性；如果考虑所有时段的起始和结束时刻，则小于50 min时不具有一致性。上班时段的运量生成机制模型结果与时刻一致性判别类似，当时间基本单元在50 min及以上时，回归得到的解释变量具有一致性，小于50 min后则会有所变化。这些结果说明，基本时间单元的大小会影响交通运量时段划分和生成机制研究的结果；考虑到结果一致性和整点划分习惯，推荐采用60 min为基本划分单元。提出的边界时刻一致性判别方法也可以用到其它交通模式和其他相似的大数据研究。
以传统社会经济指标为主导的贫困识别依赖于详尽的普查抽查数据，收集和处理不同质量和数量的普查抽查数据来研究区域贫困需要耗费大量的人力物力和时间，难以快速动态地监测贫困状态。然而时间分辨率高且客观易获取的夜间灯光数据可以在一定程度上弥补统计数据的劣势，即时地反映地表社会经济现象。机器学习算法能够从这些数据中学习出规律和模式，从中挖掘出潜在信息来识别贫困地区。基于陕西省NPP-VIIRS夜间灯光数据，通过构造多维统计变量，利用逻辑回归、支持向量机、K近邻、随机森林、决策树和梯度提升树6种监督分类算法识别贫困地区。结果表明从夜间灯光数据提取的多维特征能够更好的应用于贫困地区的识别，6种算法都能够准确的识别贫困地区，分类结果在空间上具有相似性，且表现出一定的地域性，分类准确度达到76.82%~83.20%。根据混淆矩阵进一步对比各个算法的特点，认为随机森林算法在误差偏移和分类精度等方面综合表现最佳。
在快速推进城镇化的背景下，以湖南省怀化市皇都村为例，基于乡村多功能理论，探究乡村聚落景观风貌演化过程和驱动机制。采用参与式农村评估方法，以Google Earth高清影像数据为基础，通过影像纠正拼接，结合实地调研数据，探究景观风貌的演变特征。研究显示：① 乡村多功能变化与聚落景观风貌变化是相互联系的，具有紧密的相关性；② 皇都村景观风貌演化阶段可分为缓慢且稳定的乡村传统功能型、无组织有方向的乡村生产功能型、矛盾到趋于协同的乡村现代功能型；③ 聚落的生活居住功能、生产保障功能、生态保育功能、商业服务功能、文化传承功能等多功能发展特征明显，多功能协调发展对景观风貌保护和演化具有积极意义；④ 皇都村景观风貌演变是一个动态的持续的过程，是内生驱动力、外源驱动力以及自然驱动力共同作用的外在表现，皇都村从单一的农业生产功能逐步向多功能路径转变，实现了景观风貌的多样性。
以2014年、2017年、2020年对应的140、560、1216个美丽乡村为研究对象，运用GIS空间分析方法研究美丽乡村空间格局演变特征，采用地理探测器和多尺度地理加权回归探究美丽乡村空间格局的影响因素及其在空间上的分异。研究表明：① 美丽乡村空间分布的集聚性增强，主要集聚区呈现“带状-网状-面状”分布的演变趋势，热点区由沿海地带向内扩散。② 美丽乡村的空间分异是多因素共同作用的结果，但各影响因素对美丽乡村空间分异的解释度呈显著差异，其中非物质文化遗产、5A级景区、人口密度对美丽乡村空间分布的解释力最大。③ 主要影响因素对美丽乡村空间分布的影响作用存在空间差异，且局部不平衡性显著，正相关和负相关分析单元具有呈块状与带状的聚集特征。
基于长三角地区1663个3A级旅游景区数据，采用GIS空间分析技术与地理探测器方法，对长三角旅游吸引的城乡空间分异特征及影响因素进行了探究。结果表明：① 长三角旅游吸引物空间分布不均衡性显著，表现出“整体分散，核心集聚”的空间分布特征，“单核、多中心、层级化”的格局特征显著，集聚形态上呈现出明显的“核心-边缘”结构；② 城区吸引物集聚程度高于乡村地区，省域间城乡吸引物分布各有侧重，根据景区丰度指数可将长三角41市划分为“城乡双高型”“城区集聚型”“乡村集聚型”和“城乡双低型”4类旅游地；③ 长三角旅游吸引物城乡分异特征主要是由自然、经济、社会三大因素互相交织、共同作用的结果，但城乡吸引物的空间格局影响因素存在显著差异。
为了研究信息技术影响下城市的商业空间分布规律，通过爬取多家主流网站中福州餐饮店相关数据，探究外卖O2O（Online To Offline，线上到线下）与传统餐饮业空间分布差异及其影响因素。研究发现：① 从分布区位来看，外卖O2O餐饮业空间在一定程度上与传统餐饮业具有一致性，但也具有新的特征，外卖O2O餐饮店呈现多核心散落分布，且更易在商贸综合区、高校文教区和写字楼周边地区形成集聚。② 从空间服务范围来看，外卖O2O主要面向广大中低档次消费者，为快速便捷地运送餐饮商品，空间分布更为分散；外卖O2O对网络口碑更加敏感，且以中口碑为主，其集聚规模和集聚中心数量均大于传统中口碑餐饮店。③ 人口分布对二者空间格局具有重要影响，但接近消费者市场才是外卖O2O餐饮店空间区位选择的决定因素；信息技术在一定程度上减少了外卖O2O餐饮店空间分布对交通区位的依赖，为此，其空间服务范围扩大，商家选址更灵活。
全球地方化背景下如何通过旅游治理发挥要素优势成为实现乡村可持续发展的关键问题。以四川省竹艺村为例，从发展要素视角探析从LOT（Lease-Operation Tourism）模式到LOT-CBT（Community-Based Tourism）融合模式转变中乡村旅游发展要素的互动机制。研究发现：① 旅游治理模式决定了发展要素的互动关系，要素的互动关系亦推进了旅游治理模式的转变，两者之间呈现循环往复的作用路径；② 不同主体对发展要素的利用与整合能力存在差异导致其从旅游业中获益程度不同；③ 不同旅游治理模式融合下竹艺村形成了竹艺村-乡村企业-农户家庭层层嵌套的3层旅游发展层级；④ 社工的进驻推进了模式融合和发展要素的层级间流动，实现了2种模式优势叠加。
新冠肺炎疫情重创全球旅游业、饭店业，但不同城市旅游业、饭店业应对和适应扰动的能力不同，即韧性存在差异。以中国41个旅游城市的星级饭店为研究对象，构建基于累积损失的韧性评估模型，运用SARIMA、随机森林等方法，探讨新冠肺炎疫情干扰下2020年旅游城市星级饭店韧性的时空分异特征及影响因素。研究发现：①在中国疫情防控成效逐渐趋好的态势下，中国旅游城市星级饭店韧性不断增强，但韧性演变存在差异。②中国旅游城市星级饭店韧性空间分异明显，存在交通廊道效应和地理邻近效应。③影响旅游城市星级饭店韧性水平的主要因素依次为：客房平均出租率增长率、餐饮与客房收入比、人均公园绿地面积、国内旅游收入增长率、空气质量优良率、城镇居民人均可支配收入等，它们对旅游城市星级饭店韧性水平的影响呈现出非线性的复杂作用。对指导新冠肺炎疫情干扰下旅游城市星级饭店韧性增强具有重要的参考价值。
研究利用MODIS地表温度数据产品，引入概率阈值算法提升城市热岛斑块空间识别精度。在此基础上，构建城市热岛扩张指数将城市热岛斑块时空变化过程分解为飞地型、边缘型、填充型扩张模式和缩减型模式。基于土地利用变化过程，开展城市热岛斑块空间扩张模式的路径分析，准确识别城市热岛斑块空间扩张路径的来源和归趋。研究表明：2020年北京市夏季昼夜城市热岛斑块总面积分别为3932 km2和2 266 km2，占北京市总面积比例23.96%和13.81%。2005―2020年夏季昼夜城市热岛斑块面积比例分别增加43.40%和24.44%。增长型城市热岛斑块面积大于缩减型城市热岛斑块面积。边缘型扩张模式是增长型城市热岛斑块最主要的模式。耕地、城市建设用地、农村居民点是增长型城市热岛斑块主要的空间扩张路径。研究结果为揭示城市热环境形成过程和精细化管理提供理论依据和数据支撑。
基于亚热带季风区湖口降水稳定同位素进行高频监测，利用HYSPLIT模型、潜在源贡献因子算法和质量浓度权重轨迹等方法对湖口区降水水汽来源进行分析，研究结果表明：① 湖口地区大气降水同位素组成呈夏季低、春冬季高变化趋势，湖口地区大气降水线斜率（8.19）和截距（12.5）与全球大气水线较为接近，说明整体上该研究区气候环境相对湿润。② 湖口降水同位素组成与降水量、湿度和温度均成显著负相关关系，这表明其具有显著的降水量效应、湿度效应和反温度效应。③ 湖口地区水汽来源主要受东南沿海内陆地区、南海和孟加拉湾源区水汽影响显著，其造成降水同位素值也明显偏小，尤其在夏季和秋季。④ 湖口地区降水同位素组成变化还受锋面天气系统（准静止锋和冷锋）和台风影响，台风降水的水汽来源主要来自中国南海和东海地区，此水汽往内陆输送过程中不断形成降水，此过程中降水重同位素（18O和2H）不断被冲刷造成其值逐渐变小；受准静止锋面系统影响降水δ18O值为极小值，这与锋面系统中冷、暖气团相遇造成强烈空气对流活动密切相关；而在冷锋面系统影响下，湖口地区降水δ18O值和d-excess较大，这与中国南方内陆局地再循环水汽补充有关，该研究结果将为鄱阳湖流域大气环流和水循环过程研究提供科学依据和数据支撑。
