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    第三次新疆综合科学考察
  • 第三次新疆综合科学考察
    黄思源, 周书航, 董晔
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    城市群城市韧性建设已成为城市风险治理研究的热点话题。选取2010—2022年天山北坡城市群15个城市面板数据,基于DPSR模型从动态视角出发,从“驱动力-压力-状态-响应”4个维度,构建城市韧性评价指标体系,利用熵值法、核密度分析城市韧性的时空演化特征、借助地理探测器探索主要影响因子、运用灰色预测模型预测未来发展趋势。结果表明:(1) 2010—2022年天山北坡城市群城市韧性有明显提升,当前形成以乌鲁木齐市西部地区为高韧性区、城市群边缘为低韧性区的“核心-边缘”空间格局。(2) 扰动响应能力对城市韧性影响最为显著,随着时间推移,环境管制和生态污染方面影响力开始逐渐增强。(3) 2023—2027年天山北坡城市群城市韧性“核心-边缘”的空间分布格局将会进一步得到巩固,地区间不平衡发展将会进一步加剧。研究结果可为天山北坡城市群发展规划、城市群韧性提升提供理论参考,从而增强城市在面对各种扰动时的适应能力、恢复能力和持续发展的能力。

  • 第三次新疆综合科学考察
    李炳坤, 张晓克, 骆占斌, 马静, 杨永均, 陈浮
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    水、能源、粮食是生态系统服务的重要组分,对供需平衡和区域高质量发展具有重要意义。利用InVEST模型、供需匹配度(SDMD)、Pearson相关性分析等方法量化2000—2020年天山北坡城市群产水、固碳、土壤保持和粮食生产4种生态系统服务的时空特征,探究不同尺度下供需匹配的空间异质性。结果表明:(1) 研究区粮食生产服务供给总体呈上升趋势,产水、固碳与土壤保持服务供给则呈下降趋势。产水、固碳、土壤保持和粮食生产服务需求均呈上升趋势。(2) 研究区产水和粮食生产服务供给呈西高东低,但需求与人口密集区重叠呈点状分布。固碳服务供给呈西南及中部高、东北部低,土壤保持服务供给与需求呈点状高值分布于天山山脉,供需空间分布大致相同。(3) 土壤保持和粮食生产服务的SDMD上升,产水和固碳服务的SDMD呈下降。不同尺度下SDMD具有空间异质性,格网尺度下最为显著。(4) 不同生态系统服务空间分异明显,分区控制-分类优化-分级治理是有效综合管控策略,可为天山北坡城市群经济社会高质量发展、生态环境保护和恢复提供科学支撑。

  • 第三次新疆综合科学考察
    闫晓梅, 王宏卫, 罗魁, 董康宁, 郭瑞杰, 郑旭东
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    生态安全是人类安全乃至人类生存的重要保障,近年来生物栖息地不断减少,生态问题愈发凸显,构建生态安全格局是保护生物多样性的有效途径。选取新疆布尔津县作为研究区,通过InVEST模型与PLUS模型分析并预测布尔津县2000—2030年的生境质量时空演变特征并识别生态源地,利用电路理论确定生态廊道的空间范围和生物多样性保护的关键区域,针对不同优先级的生态保护区选取最适生态廊道宽度,提出差异化保护策略。结果表明:(1) 2000—2020年布尔津县生境质量处于中等水平,平均生境质量指数为0.4978,总体呈先下降后略微上升趋势;2020—2030年布尔津县生境质量指数持续上升。(2) 研究识别出布尔津县生态源地1059.83 km2,建设源地684.26 km2,69条生态廊道以及42处生态夹点;根据两类源地扩张时耗费阻力突变点将研究区划分为不同的生态保护区并确定其保护时的优先次序,并利用新疆重要生态保护地数据对其进行修正。(3) 基于不同分区内野生动物种类分别选取宽度最适的生态廊道并确定其空间范围,最终提出立体生态差异化保护策略,为县域层面的生态保护与区域发展提供参考。

  • 第三次新疆综合科学考察
    陈世泷, 孟庆凯, 戴勇, 杨立强, 吴晗
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    为探究未来近期气候变化对伊犁河流域地质灾害影响,选用第六次国际耦合模式比较计划(Coupled model intercomparison project phase 6,CMIP6)不同情景气候数据,分析2021—2040年未来气候变化特征,采用加权信息量-随机森林模型,开展崩滑、泥石流等地质灾害危险性评估预测。结果表明:(1) 崩滑灾害高、极高危险区主要分布在伊宁县北部低山丘陵区及尼勒克县南部、新源县北部中山丘陵区等,泥石流灾害高、极高危险区主要分布在霍城县科古琴山北部、昭苏县南部、和静县及尼勒克县东部中高山区。(2) 2021—2040年伊犁河流域将呈现气温升高、降水增加趋势,年均气温上升最大约1.53 ℃,降水量增幅约19.3 mm。(3) 未来不同共享社会经济路径SSP126、SSP245、SSP370、SSP585情景下地质灾害高危险区面积扩大,伊宁县南部、新源县北部及尼勒克县西南区域的崩滑灾害,霍尔果斯市北部、伊宁县的泥石流灾害危险程度进一步加剧,最大增幅分别为17.31%、8.77%。该研究结果为科学应对未来气候变化下伊犁河流域防灾减灾提供重要参考。

  • 气候与水文
  • 气候与水文
    王志春, 王彦平, 徐震宇, 薛文超
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    分析不同干湿区潜在蒸散发时空变化及其对气象因子的敏感性,有助于优化农牧林业用水管理及水资源规划和配置,及预测气候变化对水资源的影响。鉴于内蒙古干湿状况和气候条件多样,且为气候变化显著区,基于FAO Penman-Monteith公式计算了内蒙古76个气象站1961—2023年潜在蒸散发ET0及其对气温、风速、水汽压和日照时数的敏感系数,探讨了气候变化下内蒙古不同干湿区ET0变化的主导因子及ET0对气候变化的定量响应。结果表明:(1) 空间上ET0大体表现为经向由西向东、纬向由南向北递减的趋势,干旱区和半干旱区的ET0变化趋势不明显,半湿润区ET0呈增加趋势。(2) 各干湿区ET0对气象因子的敏感性表现为对最高气温最敏感,其次是水汽压、风速、最低气温,对日照时数最不敏感。(3) 不同干湿区各气象因子敏感系数的变化趋势均一致,气温敏感系数和水汽压敏感系数呈减小的态势,风速敏感系数和日照敏感系数呈增加态势,水汽压敏感系数和风速敏感系数变化显著。(4) 最高气温、最低气温变化对ET0变化为正贡献,风速、水汽压、日照变化对ET0变化为负贡献,日照在各干湿区对ET0变化贡献都最小,干旱区和半干旱区风速为ET0变化的主导因子,半湿润区最高气温为ET0变化的主导因子。

  • 气候与水文
    魏疆, 赵彩欣, 王国华, 赵丽莉
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    为研究乌鲁木齐市大气环境中主要污染物PM2.5的水溶性离子组分及其来源,2023年在城市中部布置采样点,通过膜采样的方式采集样品164个,按照相关测试标准测定PM2.5的质量浓度及各水溶性离子组分浓度,并分析其来源。结果表明:(1) 采暖期PM2.5质量浓度及各离子组分浓度均大于非采暖期。(2) 采暖期的离子总浓度是非采暖期的15.7倍,采(非)暖期离子总浓度分别占PM2.5浓度的73.84%和26.26%,阴阳离子的比值(AE/CE)分别为0.914和0.600,说明PM2.5化学性质呈碱性。(3) 硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的年均值分别为0.43±0.30和0.15±0.13,说明采暖期气态前体物SO2和NO2在外部气象条件影响下二次转化的几率较大;$\mathrm{NH}_4^{+}$在采暖期主要以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在,在非采暖期则以NH4NO3的形式存在。(4) 主成分分析结果显示,采暖期污染物的主要来源于二次污染、工业生产和机动车尾气污染,其次为矿物粉尘和燃煤污染,累计贡献率达80.24%;非采暖期主要来源为扬尘和工业生产,其次为二次污染,最后为燃煤产生的污染,累计贡献率为86.34%。可以看出,不同时期PM2.5中水溶性离子的来源存在较大的差异。

  • 气候与水文
    赵国蓉, 李万志, 刘冰, 祁门紫仪
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    降雨型滑坡是青海省发生次数最多、影响最大的地质灾害,但关于诱发滑坡的降雨雨量特征仍缺少相关研究。通过对2016—2023年发生的339次降雨型滑坡事件发生当日及前1~10 d降水条件进行分析,以理清降雨型滑坡灾害特征及其致灾的降水条件。研究表明:(1) 降雨型滑坡呈东多西少分布,西宁市和海东市发生次数最多,西宁市辖区、湟中区、民和县、乐都区为高发县。(2) 降雨型滑坡发生次数与汛期降水量具有较好的一致性,并与前期降水累计量关系密切。(3) 滑坡发生具有滞后性,滑坡有效降水在10 d以内存在3 d和7 d 2个有效降水期,当10 d累计降水量大于40 mm时发生滑坡的概率较大。(4) 在滑坡发生的过程中,小雨、中雨是基础,大雨、大雨以上量级降水是诱因。

  • 气候与水文
    杨雪梅, 王让会, 刘春伟
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    为了客观且科学地评价和管理新疆柯柯牙生态工程区的水资源脆弱性,基于自然、人为及社会经济3方面构建水资源脆弱性评价指标体系,设置现状发展型、经济导向型、资源节约型及绿色协调型4种情景,应用综合模糊评价法、熵权法以及系统动力学模型对区域水资源脆弱性进行评价及预测。结果表明:(1) 2010—2020年研究区水资源脆弱性总体得分为0.466,属中等脆弱。(2) 现状发展型、经济导向型、资源节约型和绿色协调型4种发展情景下的水资源脆弱性均呈现上升趋势,到2035年4种情景下的水资源脆弱值分别为0.512、0.574、0.549、0.511,表明在未来区内水资源供需问题日益严峻,其中资源节约型对缓解水资源供需不平衡的效果最优。该研究探寻柯柯牙工程实施前后水资源的变化特征,提供设置不同发展情景分析了未来水资源脆弱性变化规律,对干旱区绿化工程的实施提供相关理论参考,同时也对当地的水资源可持续发展具有一定的现实意义。

  • 生态与环境
  • 生态与环境
    侯迎, 刘雯惠, 褚阳, 马小娟, 姚诗雨, 倪同欣
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    在被誉为“塞上江南”的贺兰山东麓绿洲,土壤水分是影响生态保护和社会经济高质量发展的重要限制因素。基于10层土壤水分数据(0~100 cm),利用时空趋势分析、偏回归分析等方法,对贺兰山东麓绿洲土壤水分亏缺的时空分布、演变特征及其影响因素进行多维分析,有助于深入理解该区不同深度土层水分变化的关联性及交互影响。结果表明:近20 a该区各层土壤水分的亏缺程度呈加剧趋势。随着土层深度增加,北部和南部绿洲各层土壤水分分别呈现亏→盈→亏→盈→亏和亏→盈→亏的多维空间分布特征,以及湿润化→干旱化→湿润化和湿润化→干旱化的多维时空演变趋势;降水量(PRE)和大气饱和水汽压差(VPD)对各层土壤水分的影响逐渐减弱,气温(TMP)的影响先增强后减弱,归一化植被指数(NDVI)的影响逐渐增强。综合而言,该区不同深度土层水分及其影响因素呈现规律性、多维时空变化特征,0~10 cm土层水分受PRE强烈的正向影响,10~30 cm和30~100 cm土层水分分别受TMP和NDVI较强的负向影响。

  • 生态与环境
    费兵强, 吴波, 殷婕, 董春媛, 马慧榕, 修晓敏, 贾晓红, 庞营军, 张平
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    毛乌素沙地位于我国北方农牧交错带,生态环境非常脆弱。基于长时序多源遥感数据,分析了1964—2020年毛乌素沙地新垦耕地与弃耕地的空间格局变化及其对荒漠化的影响。结果显示:(1) 1964—2020年毛乌素沙地新垦耕地和弃耕地面积变化可分为3个阶段。1964—1986年新垦耕地和弃耕地面积均较大,年均弃耕地面积是1986—2020年的2.89倍;1986—2007年新垦耕地和弃耕地面积均较小并且相对稳定;2007—2020年新垦耕地面积增长迅速,年均新垦耕地面积是1964—2007年的3.24倍。(2) 新垦耕地和弃耕地表现出明显的空间分布差异。1964—1986年新垦耕地集中分布于沙地中部和西部,以及南部部分区域;1971—2010年新垦耕地只在沙地南部和东部区域局部出现;2010—2020年沙地南部和东部区域新垦耕地大幅度增加,2015年以来开垦强度有所降低。1964—1971年弃耕地集中分布于沙地东北部以及中部和南部部分区域,1971—1986年弃耕地在沙地南部分布比较集中,同时也散布于沙地东北部以及中部和西部部分区域;1986—2020年弃耕地面积大幅度减少,仅在沙地南缘和东部部分区域出现。(3) 1964—1986年毛乌素沙地的耕地弃耕使弃耕地及其周边区域发生了强烈的荒漠化;2010—2020年新垦耕地周边区域荒漠化土地并未出现扩张现象,但荒漠化程度存在加重趋势。耕地开垦和弃耕主要受政策因素驱动。近年来毛乌素沙地的大规模耕地开垦对其荒漠化的长期影响需要持续关注。

  • 生态与环境
    邢梦祥, 郑江华, 李刚勇, 彭建, 凯撒·米吉提, 刘亮, 张建立, 马丽莎, 陆建涛
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    塔城地区作为重要农牧区,深入研究草地健康对草地保护及放牧管理具有重要意义,但关于该地区不同草地类型在长时间序列下健康时空动态及其驱动力仍有待探究。选取15个指标构建“压力-状态-响应”模型,采用空间主成分分析、变异系数、Hurst指数、空间自相关和地理探测器方法评价2001—2020年塔城地区草地健康时空动态及其驱动力。结果表明:(1) 时间上,塔城地区草地健康值呈波动下降趋势。草地的警戒和崩溃等级的变化趋势相反,亚健康和健康等级趋势基本稳定。(2) 空间上,塔城地区草地多年平均健康等级空间分布自西向东由亚健康等级逐渐转为警戒和崩溃状态。不同草地类型健康等级多为亚健康状态。(3) 未来变化趋势上,塔城地区草地健康以持续减少为主,主要分布在塔城市、额敏县南部、和布克赛尔蒙古自治县北部。(4) 驱动因素上,植被因子能够更好地反映出塔城地区草地健康状况,而因子交互作用比单因子更能产生明显的增强效应。研究结果可为塔城地区未来草地的规划和管理提供理论依据和参考价值。

  • 生态与环境
    王希, 李微, 朱涛, 金文哲, 孙建富
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    艾比湖作为典型的干旱区湖泊,其保护与研究对于应对生态退化以及维护生态平衡具有重要意义。遥感技术以其能够提供大范围、多尺度和多时相连续观测数据的特点,在监测干旱区湖泊的生态环境变化方面显示出巨大的优势。运用CiteSpace软件对1990—2023年中国知网(CNKI)和Web of Science(WOS)数据库中有关艾比湖区域遥感技术研究的340篇文章进行文献可视化分析,综合分析了该领域文献的发文量、研究力量和研究热点,揭示了相关研究的演进历程、研究焦点及其演变趋势。结果表明:该领域的研究始于1990年,经历了萌芽期、快速增长期以及近年来的发展减缓期;核心作者群体和研究机构已经形成,但在跨学科合作方面还存在提升空间;研究热点包括艾比湖、艾比湖湿地和艾比湖流域的相关主题,从早期的湖面变化和荒漠化监测分析,逐步转向生态系统服务价值、土地利用及景观格局变化等多元化方向。为理解艾比湖区域遥感技术研究的发展态势提供了科学依据,并对未来的研究方向提出了建议。

  • 区域发展
  • 区域发展
    邓光耀, 沈迎辰
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    基于熵权-TOPSIS法测算2008—2022年全国生态韧性,采用修正的引力模型、社会网络分析和指数随机图模型探究生态韧性网络关联特征及其影响因子。研究表明:(1) 样本期内全国生态韧性整体表现为上升趋势,展现出不断优化的态势。(2) 2008—2022年全国生态韧性关联强度显著提升,展现出较复杂、多线程的空间网络结构。(3) 网络中的“中心行动者”包括北京、上海、江苏、浙江和广东。西北、东北、黄河中下游以及中部平原是网络中的“边缘行动者”。(4) 净受益板块包括京津和长三角;经纪人板块由浙江和珠三角地区组成;净溢出板块集中在东北、黄河中下游和部分西部地区;双向溢出板块主要包括长江中下游以及西南地区。(5) 指数随机图模型(ERGM)估计结果显示:经济水平、科技创新以及水源条件对网络存在一定程度的影响,并且网络受到地理邻近效应的影响显著。研究成果可为提升生态韧性空间关联网络的联系及稳定性提供科学依据。

  • 区域发展
    侯彩霞, 张宇宙, 杨建平
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    关中平原城市群作为我国西北缺水地区最大的城市群,探讨水资源、社会经济、生态系统的协调关系对实现地区水治理和区域可持续发展意义重大。以关中平原城市群11个地级市为研究对象,通过建立水资源、社会经济、生态系统发展水平测度指标体系,计算2006—2020年三系统发展水平得分,利用耦合协调模型测算分析耦合协调性,并运用障碍度函数探测耦合协调度的主要制约因素。结果表明:(1) 2006—2020年关中平原城市群各地级市水资源、社会经济、生态系统发展水平均呈递增趋势且表现出明显的空间分级。(2) 城市群的耦合协调度由2006年的轻度失调状态提升至2020年的基本协调状态,在空间上耦合协调度表现为“核心城市>周边城市>外围城市”的发展格局。(3) 关中平原城市群11个地级市耦合协调度的主要障碍因子表现出明显差异,根据障碍因子结果水资源-社会经济-生态系统协调发展模式可分为水源限制下的综合发展模式(核心城市)、生态环境落后模式(周边城市)和社会经济落后模式(外围城市)3种类型。

  • 区域发展
    李维露, 张明斗
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    科学评估黄河流域城市人口集聚与土地生态韧性协同发展水平对于推进流域生态保护与高质量发展至关重要。基于“抵抗力-适应力-恢复力”三维框架构建土地生态韧性评价体系,运用耦合协调度模型、莫兰指数和空间杜宾面板Tobit模型考察了2000—2023年黄河流域城市人口集聚与土地生态韧性协同发展水平的时空演化规律、空间集聚特征以及影响因素。结果表明:(1) 城市人口集聚水平与土地生态韧性水平均呈下降趋势,年均下降率分别为0.98%、0.26%;城市人口集聚水平呈“上游>中游>下游”的阶梯状分布格局;土地生态韧性水平呈“下游>上游>中游”的分布格局。(2) 城市人口集聚与土地生态韧性协同发展水平表现出下降趋势,且呈“下游>上游>中游”的分布格局;高值城市主要出现在下游地区和省会城市,处于初级协调阶段,低值城市多为资源型城市,处于濒临失调阶段。(3) 城市人口集聚与土地生态韧性协同发展水平存在空间正相关性。“高-高”集聚区主要分布在下游地区和四川省;“低-低”集聚区主要出现在宁夏沿黄城市群、兰州-西宁城市群和呼包鄂榆城市群。(4) 经济发展水平、工业化水平、科技创新水平和政府干预是影响城市人口集聚与土地生态韧性协同发展的重要因素,且经济发展水平和工业化水平存在空间溢出效应。

  • 区域发展
    李松芮, 林秋平, 杨上广
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    发改委《十四五现代流通体系建设规划》强调“完善区域物流服务网络”,国务院《中国(新疆)自由贸易试验区总体方案》提出“建设联通欧亚的综合物流枢纽”。因此,研究新疆物流企业空间布局对完善区域物流服务网络和建设新疆自贸试验区具有重要战略意义。基于1992—2022年新疆物流企业的地理坐标数据,分析物流企业空间分布在不同尺度下的演变特征后,深入研究县域和网格尺度下物流企业空间布局形成机制与影响因素的空间异质性。结果表明:(1) 新疆物流企业呈现集聚发展状态,整体上发展成“单轴、单主核、多副核”的空间格局,局部上发展成“一主核、多副核”的空间格局。(2) 县域尺度下,新疆物流企业空间分布的热点区和次热点区始终分布在北疆地区,没有突破天山北坡的地理约束,但在较小的网格尺度下,次热点区最终突破天山北坡的地理约束。(3) 电商园区、综合保税区和人口密度是不同尺度下影响物流企业空间布局的重要因素,自然环境因素会与其他影响因素产生非线性增强的交互作用,需给予重视。(4) 新疆应重视物流园区建设、完善口岸功能性建设与经济发展,针对电商、工业园区、口岸、综合保税区等局部影响因素,因地制宜制定物流规划。研究深化了企业区位理论,为新疆欧亚物流枢纽及丝绸之路经济带核心区提供了理论支撑与实践指导。