广西西江流域贫困特征及致贫因子的地理探测

为了解广西西江流域贫困空间特征及致贫因子,以广西西江流域为研究对象,运用贫困发生率、空间基尼系数、空间自相关等方法分析流域贫困空间分布格局,选取自然因子和人文因子指标,采用地理探测器模型对流域致贫因子进行探测。研究结果表明:广西西江流域东北部贫困村较少,西北部较多,东南部最集中。河池贫困户最多而梧州最少;市区附近贫困户较少,喀斯特地区较多。贫困发生率莫兰指数(Moran's I)为0.566,存在显著的空间自相关。贫困发生率热冷点呈现西北部热,中南部冷的格局。流域贫困发生率高-高集聚区位于大化县,低-低集聚区分布在恭城县等。在地理因子交互作用中,海拔∩土壤、地区生产总值(GDP)∩降水的贡献率较大;海拔、土壤类型、工业等是影响流域贫困发生的主要地理因子。广西西江流域贫困是自然因子和人文因子综合作用的结果。     

近30年千岛湖流域产水量时空变化及其影响因子分析

【目的】千岛湖流域是长江三角洲重要的水源地和生态屏障区，研究其水源供给服务对长江三角洲生态保护和社会经济高质量可持续发展有着重要的意义。【方法】基于InVEST模型对千岛湖流域近30年的产水量进行量化，并通过情景分析法和地理探测器探究其时空变化特征以及空间分异的主要影响因子。【结果】1995—2019年，千岛湖流域产水量与降水量的年际变化具有一致性，表现为前期大幅度减小后明显增大再略微减小的波动变化趋势，空间分布格局变化不大，产水高值区主要集中在流域西部，低值区则集中在流域东部湖区范围内；不同土地利用类型中，建筑用地的平均产水量最高，草地次之，林地和水体的平均产水量最低；气候变化对产水量的影响较为显著，土地利用变化对产水量的影响较低；实际蒸散量是产水量空间分布格局的主要驱动因子，土地利用类型次之，实际蒸散量与降水的交互作用最为显著。【结论】流域产水量是气候、土地利用类型等多种因子共同作用的结果，在未来的生态建设和环境保护中，需要综合考虑地形、气候和人类活动的变化对千岛湖流域产水服务的影响。     

漓江流域土地石漠化空间分布及驱动因子分析

土地石漠化是我国西南地区最严重的生态问题,威胁和制约着区域的可持续发展。以典型的岩溶地貌——漓江流域为研究区域,综合6个自然环境因子和3个社会环境因子,基于GIS手段和地理探测器方法,分析漓江流域土地石漠化空间分布及关键驱动因子。结果表明:漓江流域石漠化总面积为1 547.6 km~2,占漓江流域土地总面积的8.9%,轻、中、重度石漠化占石漠化总面积比例依次是50.0%、34.2%、15.8%;在空间上,阳朔县、七星区石漠化分布最广,占各自行政区域土地总面积的比例均超过18%,漓江中下游地区明显比上游地区石漠化面积大;自然环境因子对石漠化的贡献量大于社会环境因子,各环境因子影响从大到小依次为岩性、地貌、NDVI(植被归一化指数)、高程、道路距离、人口密度、年均降水、坡度、GDP;岩性(0.34)和地貌(0.28)是石漠化的关键驱动因子,它们对石漠化的交互作用解释力达到了0.45。     

石羊河流域近50 ａ来水资源变化的定量分析

利用主成分回归分析法,选取石羊河流域的5个影响因素进行定量分析,得到3个主成分,其累计方差贡献率达92.786%.根据3个主成分各自对应的特征向量特点,分别解释为人为因子、温度因子和降水因子并进行回归分析.根据回归方程,近50 a来人为因子在水资源变化过程中起主导负作用,其影响力占总影响力的-58.48%,大大超过了降水因子22.35%的正作用;而温度因子虽其影响力不是很大,只占总影响力的-19.17%,却加剧了水资源进一步减少的趋势.     

基于空间信息平台的土地利用方式变化径流响应模拟

以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于研究区域3期(20世纪80年代、20世纪90年代、2000年以后)土地利用图模拟分析土地利用变化对流域产水的影响.利用流域附近8个气象站1980～2005年的资料,内插得到流域内的气象资料,应用P-M法耦合植物生长模型(EPIC)计算流域潜在蒸散发;利用息县以上集水区域1980～2005年63个雨量站资料及尺度为1:200 000土壤类型图,选用SWAT模型模拟流域的径流过程,并分析了产水特性参数时空变化.结果表明:降雨量的大小弱化了流域下垫面条件对产水的影响;在降雨和土壤质地相同的情况下,产水能力旱地大于水田大于草地大于林地;旱地增加后流域产水量也会增加,林地不易于流域的产流.     

基于地理探测器的长株潭“绿心”植被演变及 影响因素分析

为研究绿心地区的植被变化和影响因素,对长株潭绿心地区2000年—2020年归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)的最大值进行数据处理、等级划分和面积统计,结合 Theil Sen Median和Mann Kendall研究绿心地区植被长时间序列NDVI的变化趋势,使用地理探测器探究NDVI的影响因素、影响过程和影响机制.研究结果表明:(1)NDVI总体呈上升趋势,各年份NDVI呈现分级镶嵌分布,高等级在研究区中部,低等级聚集在河流附近,其他等级分散分布;(2)人口密度是影响NDVI变化的主要因素,解释力高达40%,其次是高程、降水和最低气温;(3)对NDVI变化的影响不是单个因子独立作用的结果,而是人文因子和自然因子之间交互作用的结果,且交互作用影响较大的因子组合对NDVI的空间分布均存在显著性差异.研究结果可为长株潭绿心地区的规划建设及生态环境监测提供决策参考,为该区域生态环境的保护与可持续发展提供理论与方法依据.     

基于地理探测器的岷江上游泥石流影响因子相对重要性分析

结合GIS和RS技术,应用地理探测器方法定量分析岷江上游土壤类型、坡度、年降雨量、植被密度、地层岩性等9个影响因子在泥石流活动中的作用及相互作用关系.结果表明:泥石流具有空间异质性,对泥石流贡献率大于10%的主要影响因子有年降雨量、坡度、距断裂带距离、植被密度和土地利用类型.交互作用探测表明9个影响因子间的交互作用主要是非线性增强,其中年降雨量、距断裂带距离和坡向3种影响因子对泥石流的交互作用较强.     

因子回归和交互联合探索河南省土地利用程度空间差异及驱动机制

土地利用变化演变与探测归因对改善土地资源优化配置以及生态环境的可持续发展具有重要意义.利用Landsat数据获取河南省土地利用信息,引入土地利用程度指数,分析河南省土地利用程度空间分异特征,综合自然因素、人文因素联合因子回归与交互作用探索因素和人文因素对河南省土地利用的影响.结果表明：(1)总体上对河南省土地利用空间分布的影响因素表现为自然环境因素>人类活动因素;(2)地形是限制河南省地区土地利用的主要驱动因子,高程解释度值为0.64;(3)因子交互发现：驱动解释力呈现双因子增强,且不同区域范围内各因子的驱动解释力具有明显的空间分异性,表明从因子驱动角度分析河南省土地利用呈多因子协同作用,其中高程与其他因子交互作用最强;(4)随着区域、因子间相互作用等,各因子对不同区域内土地利用影响力具有明显空间分异性.     

长江流域鱼类多样性与流域特性关系分析

鱼类多样性是反映流域水生态系统的关键指标。该文基于鱼类多样性分析了影响长江流域水生态系统的主要因素。采用相关分析和灰色关联分析识别了影响鱼类多样性的主要因素。进一步通过多元线性回归建立了鱼类多样性与流域特性之间的定量关系。结果表明:影响长江上游干支流鱼类多样性的主要因素是海拔和流域面积等自然因素,除了通天河、金沙江上段、雅砻江等海拔3 500m以上的流域之外,其他上游干支流的主要影响因素是径流量。中下游鱼类多样性的主要影响因素从自然因素转变为土地利用类型,反映出人类活动对水生态系统的影响逐渐增强。     

基于地理探测器的沼泽湿地变化驱动因子定量分析——以小三江平原为例

以湿地变化较为剧烈的小三江平原为研究区域,结合GIS和RS技术,利用地理探测器方法定量分析了沼泽湿地变化的驱动力,揭示了各驱动因子在沼泽湿地变化中的作用及相互关系.结果表明:1986—2010年小三江平原沼泽湿地丧失严重,湿地丧失较多的地区主要位于研究区中部及东北部的草甸土和沼泽土土壤类型、低河漫滩地貌类型、海拔51~55m及1°~3°坡度处;1986—2010年间,小三江平原沼泽湿地丧失的主要驱动因子按贡献率大小排列依次为土壤类型、坡度、地貌、与河流距离、年降水量和海拔;各驱动因子之间的交互作用大部分是非线性增强,其中与保护区距离、与居民点距离和行政区的交互作用均呈非线性增强作用,坡度、土壤类型、地貌、与河流距离等自然因子之间的交互作用是相互减弱的;自然因子虽然对小三江平原湿地面积丧失的贡献率较大,但它们必须在人为因子的作用下,是与人为因子的相互作用,共同造成小三江平原沼泽湿地的大面积丧失.     

影响滦河流域降水空间分布的多元环境因子作用机制

为定量评估环境因子对降水空间分布的影响,实现统计降尺度环境因子的科学选取,针对现有方法存在无法避免线性假设、无法保证多自变量共线性免疫和无法有效探索因子间交互作用对降水分布影响的问题,采用地理探测器的定量分析方法,以滦河流域为研究对象,从因子探测、交互探测和生态探测3个方面探究了环境因子及其交互作用对降水空间分布的影响。结果表明：因子探测中,在年、季、月和旬时间尺度上,经度、纬度、坡度、坡向、NDVI、高程的影响力均超过1%,能够直接影响降水的分布,其中纬度、经度和高程对降水分布的影响最为显著;交互探测中,除2月高程-坡度及7月上旬NDVI-经度外,其余交互作用均达到增强的效果,且所有因子交互结果的影响力均超过10%,相较于单因子有较大幅度的提升;生态探测中,不同环境因子对降水分布的影响差异显著。     

黑河上中游流域植被时空演变规律及其对水热条件的响应特征分析

基于黑河上中游流域1999—2010年SPOT NDVI旬数据及气温、降水旬数据,采用趋势分析和时滞互相关法,对研究区内植被的时空变化规律及其对水热条件的响应特征进行了分析.结果表明:1)1999—2010年,黑河流域上游植被覆盖状况优于中游,中游除张掖市及酒泉市存在人工植被外,其他区域基本不存在人工植被;2)在1999—2010年间黑河上游流域大部分地区的植被均表现出明显退化趋势,中游流域的植被整体表现为轻度退化;3)黑河上中游流域的植被受气温的影响大于降水,而对降水的响应更为迅速.不同类型的植被对气温、降水的响应速度不一.     

1973-2015年年楚河上游流域径流变化趋势及驱动因素分析

青藏高原是对全球气候变化响应敏感且不确定性最大的地区。本文选取青藏高原雅鲁藏布江年楚河上游流域为研究区,基于流域两气象站(江孜和帕里站)1973—2015年逐日气温、降水数据,以及江孜水文站月流量数据,采用Mann Kendall检验、线性趋势法等多种趋势分析方法,分析了气温、降水、径流的年际和年内变化特征,并探讨了影响径流变化的主要因素。结果表明:1)年楚河上游流域气温呈显著上升趋势,增加速率为0.02℃·a~(-1),降水呈不显著下降趋势,减少速率为0.39mm·a~(-1);2)流域径流量年内分配极不均匀,主要集中在5—10月,年均径流量整体呈减少趋势,但在1973—2000年表现为增加趋势,2000年之后呈减少趋势;3)流域内冰川和积雪面积在2006年后呈明显减小趋势,但降水变化仍是流域径流量变化的主要驱动因素。全球变暖引起年楚河上游流域气温升高,降水减少,径流出现先增加后减少的趋势,这将进一步加剧流域水资源短缺,影响流域水资源开发利用、合理配置和区域可持续发展。     

南水北调中线工程水源地土壤有机碳密度空间分异及驱动因素研究

【目的】通过分析中国南水北调中线工程水源地较大空间尺度土壤有机碳密度(SOCD)的空间分布及驱动因素,为该区域的土地资源合理利用及土壤有机碳(SOC)管理提供科学依据。【方法】在考虑海拔、土壤类型、土地利用等空间因素的基础上布设样地,通过野外取样和室内分析,借助GIS研究区域土壤有机碳密度空间分布格局,利用地理探测器模型分析各影响因子对土壤有机碳密度的解释力及各因子之间相互作用程度的差异,判定影响研究区SOCD空间分布的主要驱动因子,揭示其空间差异及随海拔、土壤类型、土地利用及森林类型的变化规律。【结果】①南水北调中线工程水源地0~20 cm与≥20~40 cm土层的SOCD分别为4.18和2.67 kg/m²,其中0~20 cm土层SOCD比全国平均水平(2.67 kg/m²)高出56.55%。②SOCD呈现南北林区高、中间农田和草地低的格局,SOCD大于10 kg/m²的集中在海拔≥1 000~2 000 m的林地,小于1 kg/m²的集中在海拔<500 m的草地。在海拔上,SOCD随海拔梯度升高先增大后减小,0~20 cm与≥20~40 cm土层SOCD均在海拔≥1 500~2 000 m出现峰值(7.32 kg/m²,4.94 kg/m²);在土壤类型上,SOCD最大的是石灰(岩)土,最小的是褐土,黄棕壤和棕壤在0~20 cm土层SOC储量最高,分别为2.005 Pg和0.815 Pg,二者占总储量的72.83%;在土地利用类型上,林地和农田是主要的土地利用方式,0~20 cm与≥20~40 cm林地土层SOCD分别为4.87 kg/m²和3.05 kg/m²,农田分别为2.75 kg/m²和2.00 kg/m²(比林地分别下降77.09%和52.50%);林地碳储量占87.48%,农田占12.02%。③对SOCD空间分布解释力较大的是海拔(0.25)和土地利用(0.20),其次是土壤黏粒(0.11)。不同驱动因子在交互作用下的解释力明显高于单因素的解释力。【结论】海拔和土地利用是影响南水北调中线工程水源地SOCD空间格局的主导因子,不同驱动因子交互后呈现双因子协同增强效应。农田SOCD明显低于林地,因此,应加强生态工程建设,进行林地保护和植被恢复,提高该区域土壤碳固存能力。     

玛纳斯河流域草地覆盖度动态变化及影响因素研究

玛纳斯河流域草地覆盖度及其空间异质性的研究，有助于及时掌握干旱半干旱流域草地现状，对进行草地保护、生态恢复及建设具有重要意义。基于流域9类天然草地类型数据，利用2001—2020年MODIS NDVI数据，采用像元二分法模型和趋势分析法分析不同草地类型覆盖度及其动态变化趋势；基于气候、地形、土壤数据，利用地理加权回归模型分析草地覆盖度与自然环境因子的空间异质性。结果表明：(1)近20 a,流域草地覆盖度呈显著增加趋势，年均值为28.78%,增速为0.003 2/20 a,高值集中于43.5°N左右的南部山地区，低值集中于北部荒漠区；其中山地草甸覆盖度最高为67.13%,温性荒漠覆盖度最低为23.33%。(2)草地覆盖度提升面积和下降面积分别占流域草地总面积的75.39%与24.31%,其中流域西部的温性荒漠提升面积最广，山地草甸退化最为严重。(3)年平均降水、土壤有机碳含量对草地覆盖度主要为正向影响，年平均气温、海拔变幅、土壤酸碱度、土壤含沙量主要为负向影响。各因子与草地覆盖度的互作表现出明显的空间差异性，在流域北部草地覆盖度受降水和海拔变幅控制作用较为显著，中部主要受气温、降水影响，...     

拉萨河流域河岸带湿地土壤CO2排放对变温的响应

通过对26份青藏高原拉萨河流域湿地土壤样品的分析,发现土壤有机碳和总氮呈现中游西部流域低东部流域高,汇入雅鲁藏布江口较低,源头彭措较高;土壤中CO₂排放速率随着培养温度的升高而增加,下游各位点CO₂平均排放速率显著高于中游和上游.土壤呼吸温度敏感性(Q₁₀)在流域内汇入口和下游左侧流域(堆龙曲)表现与排放速率相似的特征,更好地突出了在下游右侧流域(墨竹工卡流域)和上游流域(麦地藏布流域)的土壤温度敏感性较低的特征.通过地理探测器探寻气象、植被、地理、双评价、生化、人口经济6个圈层对Q₁₀值的不同影响,结果表明：气象(降雨、太阳辐射)、地理(流域、海拔)、生化、人口经济等因素对Q₁₀有较强影响,其中降雨(80.76%)和太阳辐射(74.68%)在气候因素中占主要影响;流域(88.95%)分布的q值在地理因素中起到重要作用;生化因子中,各检测指标对Q₁₀的影响排序为OC(88.16%)> MBC/OC(78.72%)> MBN/TN(77.30%)...     

基于PS-InSAR和GeoDetector的兰州主城区地表变形监测与驱动力分析

采用PS-InSAR技术,基于2014年12月-2017年1月的32幅Sentinel-1A卫星TOPS模式影像,获得兰州主城区地表的形变速率和时间序列形变量信息,利用GeoDetector对建成区、道路网密度、降水、气温、土地覆盖类型以及地质类型进行单因素和多因素交互的驱动力分析.结果表明,兰州市主城区地表形变速率介于-53.17～37.66 mm/a,总体较为稳定,多数区域(95.25%)的形变速率介于-5～5 mm/a.主城区地表变形是各影响因素的交互驱动,而不是单一因素的驱动,建成区∩道路网密度是主城区地表形变的主要影响因素.将GeoDetector方法应用于各驱动力对城市地表形变的解释力,为研究城市地表形变影响因素分析提供了新的思路.     

岷江流域植被变化特征及其成因解析

本文使用1998-2018年的连续时间序列的SPOT/VEGETA-TION NDVI卫星遥感数据,分析岷江流域地区的植被时空变化,并利用趋势性分析、相关分析、归因分析方法量化植被变化对主要气候因子（年均降水、年均气温）和人为因子（城市化、人工造林、粮食产量、灌溉面积等）的响应关系, 该研究为岷江流域植被保护和生态建设,以及岷江流域土地的合理利用提供了理论支持。研究结果表明：近20年来岷江流域的NDVI整体呈现出增加趋势,其变化率为0.043/10a,耕地,草地、林地和荒丛的NDVI的变化率分别为0.032/10a、0.016/10a、0.054/10a和0.044/10a。岷江流域约有71.30%的区域NDVI指数呈现显著增加的趋势,这些地区主要分布在岷江下游和马尔康县、玛沁县的大部分区域。其中,降水、气温和人为因子对NDVI变化的贡献量分别为：0.004/10a、0.012/10a和0.027/10a,气候因子和人为因子对NDVI变化的贡献率分别为37.21%和62.79%,人类活动在岷江流域地区的植被恢复过程中起到了明显的作用。 关键词: 岷江流域;植被变化;气候变化;人类活动;归因分析     

滹沱河上游流域径流变化归因分析

以滹沱河上游流域为研究对象,采用4种基于Budyko假设的弹性系数法和SWAT模型,量化气候变化和人类活动对径流变化的贡献率．结果表明:1961—2016年,滹沱河上游流域年降水、年径流分别呈下降、显著下降趋势,而潜在蒸散发呈显著上升趋势,流域的干旱化趋势明显．基于弹性系数法的计算结果显示,气候变化对径流减少的贡献率为49.62%~61.67%,人类活动的贡献率则为38.33%~50.38%．而SWAT模拟结果却表明:气候变化的贡献率高达84.42%,而人类活动贡献率仅为15.58%．这种差异性主要源于Budyko方程中的下垫面参数反映的不仅是人类活动,还包括气候变化的影响．因此,气候变化是滹沱河上游径流减少的主要因素,但人类活动对径流的影响正日益增强．使得滹沱河上游径流减少的具体人类活动并非是土地利用类型的改变,而是经济、人口的增长所导致的水资源的过度开发利用．      

气候变暖背景下黄河源区白河和黑河流域径流变化归因分析

使用Mann Kendall检验和STARS法对黄河源区白河和黑河流域1985-2016年水文气象序列进行趋势分析和突变点诊断,利用基于Budyko假设的傅抱璞公式定量评估气候变化(包括降水和潜在蒸散发)和人类活动对流域径流变化的影响程度.结果显示,两个流域气温上升趋势显著,年径流都呈减少趋势,降水和潜在蒸散发都增加,潜在蒸散发变化幅度大于降水.白河流域径流与降水均未发生突变,径流主要受气候变化影响.黑河流域径流发生两次突变,分别为1994和2012年.弹性系数计算结果显示,黑河径流的降水、潜在蒸散发以及下垫面弹性系数分别为3.82,-2.82,-0.74,表明与人类活动相比,黑河径流对气候变化更加敏感,降水比潜在蒸散发发挥的作用更大.归因分析表明,降水、潜在蒸散发和人类活动对两次黑河径流突变的相对贡献分别为-18.34%、30.12%、88.22%以及74.47%、-40.51%、66.04%,人类活动是导致黑河流域径流变化的主要原因.