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“空中大通道”航空流网络结构化解析——以京昆、广兰和沪兰大通道为例

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地理科学 2024年第4期44卷 619-629页

作者：冯富晶路紫张一诺杜晓辉河北师范大学地理科学学院/河北省环境演变与生态建设实验室河北石家庄050024

拟搭建一个航空流网络结构化解析的方法论框架并应用于京昆、广兰和沪兰大通道,旨在查找航空流运行关键制约因素。研究发现:①“空中大通道”途中航空流延误吸收明显,这主要源于飞行路径分化和航空流调整。②“空中大通道”建设使以往... 详细信息

拟搭建一个航空流网络结构化解析的方法论框架并应用于京昆、广兰和沪兰大通道,旨在查找航空流运行关键制约因素。研究发现:①“空中大通道”途中航空流延误吸收明显,这主要源于飞行路径分化和航空流调整。②“空中大通道”建设使以往共享航段/活动范围设置发生较大改变,空中过流能力得到显著加强,途中航空流已具有灵活空域使用特性。但是不同大通道整体航空流运行性能也呈现个性化差异。③广兰大通道具有最为典型的空域均衡使用特征,京昆大通道日内高密度空域位置及范围较为固定而广兰和沪兰大通道则分别呈现范围多变和范围递减特征,在有限空域容量条件下即造成拥堵时段和持续时间的差异,航空流参与量及其稳定性、上/下行飞行路径汇聚等在其中共同发挥重要作用。

关键词： "空中大通道" 航空流网络京昆广兰沪兰

太行山7种药用植物性状特征及其对土壤因子的响应

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环境工程技术学报 2024年第2期14卷 612-621页

作者：郭文芳陈艳梅高飞王佳乐河北师范大学地理科学学院河北省环境变化遥感识别技术创新中心河北省环境演变与生态建设重点实验室

为深入了解植物在适应环境的过程中逐渐形成的性状差异及其影响因素,选择太行山地区常见的7种药用植物挂金灯(Alkekengi officinarum)、蕺菜(Houttuynia cordata)、艾(Artemisia argyi)、活血丹(Glechoma longituba)、枸杞(Lycium chinense)、忍冬(Lonicera japonica)和薄荷(Mentha canadensis)为研究对象,通过测定植物光合、结构性状及土壤理化性质,分析不同植物性状差异及其对土壤因子的响应。结果表明:太行山7种药用植物中,薄荷和枸杞表现出较优的性状组合,其光合速率与叶干物质含量较高,蒸腾速率与比叶面积较低,且枸杞的根冠比显著高于其他植物。Spearman相关性分析表明,叶片蒸腾速率、气孔导度与叶干物质含量、植物单株生物量呈显著负相关,胞间CO_(2)浓度与叶片相对含水率呈显著正相关,水分利用效率与比叶面积呈显著负相关。太行山坡地7种药用植物性状变化主要来源于种间变异,光合和结构性状种间变异系数为11.08%~164.42%,除植物单株生物量和根冠比表现为强变异外,其他性状均表现为中等变异;不同性状种内变异系数平均为28.75%,处于较低水平。植物性状与土壤因子的RDA分析结果表明,土壤pH、黏粒含量对植物性状变异的解释率之和达72.30%,是影响7种药用植物性状特征的主要土壤因子,且电导率与土壤pH、黏粒含量间呈显著正相关;通过因子分析得出,有机碳、全氮、碳氮比与挂金灯、薄荷、艾、枸杞性状变化的相关性较大,土壤含水量与活血丹性状变化相关性较大。综上,太行山地区7种药用植物性状差异明显,可以通过土壤pH、土壤颗粒组成及电导率等影响植物性状,应针对特定的植物品种,进行有差别的土壤改良。

关键词：药用植物性状差异适应策略土壤因子太行山

结合地基PM观测资料构建京津冀MODIS AOD完整数据集

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环境科学学报 2024年

作者：魏强宋春杰李梦诗段继福李夫星韩芳李伟妙王卫河北师范大学地理科学学院河北省环境演变与生态建设实验室河北省环境变化遥感技术识别创新中心

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题，本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS＿MYD\MOD04＿L2日值数据和地基PM2.5浓度观测日值数据，经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM2.... 详细信息

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题，本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS＿MYD\MOD04＿L2日值数据和地基PM2.5浓度观测日值数据，经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM2.5浓度数据的嵌套式时空混合效应模型转换融合和基于上述两种融合产品的时空克里金插值融合等方法集成，建立了研究区完整的AOD日值数据集.结果显示：经AERONET AOD数据验证，双星MODIS AOD融合结果 R2为0.87,RMSE为0.27；混合效应模型转换融合结果 R2为0.82,RMSE为0.31；时空克里金插值融合结果 R2为0.83,RMSE为0.28. AOD数据年平均每日空间覆盖率从MODIS原始数据的58.36%提高到时空克里金插值融合后的98.00%. MODIS AOD多算法多星数据融合的作用是增强与PM2.5浓度日均值数据在时间尺度上的匹配度.地基PM2.5浓度转换融合的作用一是补充区域内分布较均匀的局域AOD相对高值数据，保障了后续时空克里金插值的整体精度；二是能改善大片区域原始AOD数据缺失问题，可明显提高插值的时空覆盖率.所设计的数据融合方法体系，具有方法较简便、精度较高、数据集完整性好的特点.

关键词： MODIS AOD 地基PM 观测数据逆方差加权嵌套式时空混合效应模型时空克里金插值京津冀

结合地基PM_(2.5)观测资料构建京津冀MODIS AOD完整数据集

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环境科学学报 2024年第5期44卷 368-383页

作者：魏强宋春杰李梦诗段继福李夫星韩芳李伟妙王卫河北师范大学地理科学学院石家庄050024 河北省环境演变与生态建设实验室石家庄050024 河北省环境变化遥感技术识别创新中心石家庄050024

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题,本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS_MYDMOD04_L2日值数据和地基PM_(2.5)浓度观测日值数据,经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM_(2... 详细信息

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题,本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS_MYDMOD04_L2日值数据和地基PM_(2.5)浓度观测日值数据,经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM_(2.5)浓度数据的嵌套式时空混合效应模型转换融合和基于上述两种融合产品的时空克里金插值融合等方法集成,建立了研究区完整的AOD日值数据集.结果显示:经AERONET AOD数据验证,双星MODIS AOD融合结果R^(2)为0.87,RMSE为0.27;混合效应模型转换融合结果R^(2)为0.82,RMSE为0.31;时空克里金插值融合结果R^(2)为0.83,RMSE为0.28.AOD数据年平均每日空间覆盖率从MODIS原始数据的58.36%提高到时空克里金插值融合后的98.00%.MODIS AOD多算法多星数据融合的作用是增强与PM_(2.5)浓度日均值数据在时间尺度上的匹配度.地基PM_(2.5)浓度转换融合的作用一是补充区域内分布较均匀的局域AOD相对高值数据,保障了后续时空克里金插值的整体精度;二是能改善大片区域原始AOD数据缺失问题,可明显提高插值的时空覆盖率.所设计的数据融合方法体系,具有方法较简便、精度较高、数据集完整性好的特点.

关键词： MODIS AOD 地基PM_(2.5)观测数据逆方差加权嵌套式时空混合效应模型时空克里金插值京津冀

滹沱河流域植被NPP时空演变及其影响因子分析

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长江科学院院报 2024年

作者：袁金国杨紫妍李卓琳王文超河北师范大学地理科学学院河北省环境变化遥感识别技术创新中心河北省环境演变与生态建设省级重点实验室

探究滹沱河流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity，NPP)的时空演变规律对于认知和改善周边生态环境具有重要意义。利用MOD17A3 NPP数据，采用一元线性回归分析及变异系数等方法对滹沱河流域2003—2022年的植被NPP时空演变进... 详细信息

探究滹沱河流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity，NPP)的时空演变规律对于认知和改善周边生态环境具有重要意义。利用MOD17A3 NPP数据，采用一元线性回归分析及变异系数等方法对滹沱河流域2003—2022年的植被NPP时空演变进行分析，并将植被NPP与土地覆盖类型及地形因子结合进行了分区统计。结果表明：2003—2022年滹沱河流域植被NPP均值集中在300gC/(m2·a)～400gC/(m·a)；植被NPP最大值与平均值的峰值分别出现在2020年和2022年，具体数值为828gC/(m·a)与424.33gC/(m·a)。2003—2022年滹沱河流域植被NPP呈线性增长区域占研究区的96.46%，植被NPP相对年际变化率主要在20%～40%之间，且多年植被NPP的稳定性以较低波动为主。2003—2022年滹沱河流域植被NPP均值最低的植被覆盖类型为农用地，为331.92gC/(m·a)；最高的为草地，为384.40gC/(m·a)；随着高程、坡度的增加，植被NPP增加，从坡向看，平面的植被NPP最低。

关键词：净初级生产力(NPP) 滹沱河流域时空演变变异系数分区统计

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基于聚落的人口统计数据空间分解算法

地理科学 2024年

作者：李艳成温佩璋刘劲松河北师范大学地理科学学院河北省环境变化遥感识别技术创新中心河北师范大学地理计算与规划研究中心河北省环境演变与生态建设重点实验室

利用人口密度随机森林模型探讨人口密度与影响因子之间的非线性关系，是当前人口分布研究的前沿，但人口统计数据在空间分解过程中非正规约束下的最优输运问题尚未妥善解决。本文基于面积加权法，以矢量格式的村人口数据集为起点，以矢... 详细信息

利用人口密度随机森林模型探讨人口密度与影响因子之间的非线性关系，是当前人口分布研究的前沿，但人口统计数据在空间分解过程中非正规约束下的最优输运问题尚未妥善解决。本文基于面积加权法，以矢量格式的村人口数据集为起点，以矢量格式的聚落和公顷网格数据集为约束，设计了一套顾及聚落分布的人口统计数据空间分解算法。通过将村常住人口数据依次分解至聚落和公顷网格之中，获得了栅格人口密度数据集（SJZ＿RK）。分析表明，SJZ＿RK数据集的人口总数为1 039.60万人，仅产生0.04%的误差，说明本文提出的人口统计数据空间分解算法具有较高准确度。经测算，SJZ＿RK数据集的人口分布基尼系数（0.890 9）>GHS＿POP(0.854 8)>SJZ＿CUN＿RK(0.589 8)>GPWv4(0.5897)，说明顾及聚落分布状况的SJZ＿RK数据集很好地刻画了人口分布的空间集聚和异质性特征，为构建人口密度随机森林模型等监督类机器学习模型训练样本提供了高质量的人口密度标签数据。在刻画非聚落区、城市聚落区、值域范围等方面，SJZ＿RK数据集更接近实际情况，其在前两方面优于GHS＿POP数据集，其在这3个方面均显著优于SJZ＿CUN＿RK和GPWv4两个数据集。本文算法破解了2个难题：(1)优化了获取高精度栅格人口密度数据集的计算程序，实现了相对准确的人口分布离散化表达；(2)统一了人口密度标签数据和影响因子数据的粒度，从而为人口密度随机森林模型训练样本摆脱MAUP的困扰，为克服人口密度随机森林模型的区群谬误问题，创造了必要条件。

关键词：人口密度面积加权分解算法聚落

植被覆盖度对生态脆弱性动态演变的影响——以河北省张家口为例

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水土保持研究 2024年第2期31卷 310-320页

作者：武帅田冰顾世杰杨洛祺胡引翠河北师范大学地理科学学院石家庄050024 河北省环境变化遥感识别技术创新中心石家庄050024 河北省环境演变与生态建设实验室石家庄050024

[目的]研究区域植被覆盖度变化对生态脆弱性时空格局演变的影响可为地区生态保护、资源合理开发利用、土地格局优化和可持续发展提供科学依据和有益借鉴。[方法]以张家口地区为例,首先采用序关系法、CRITIC法和博弈论组合赋权法等方法... 详细信息

[目的]研究区域植被覆盖度变化对生态脆弱性时空格局演变的影响可为地区生态保护、资源合理开发利用、土地格局优化和可持续发展提供科学依据和有益借鉴。[方法]以张家口地区为例,首先采用序关系法、CRITIC法和博弈论组合赋权法等方法探究张家口地区生态脆弱性时空演变特征,然后在此基础上探求了植被覆盖度变化对生态脆弱性动态演变的影响。[结果]2010—2019年,张家口地区生态脆弱性先升后降,脆弱性较高地区集中在北部坝上和中西部地区,脆弱性较低地区分布在东部和南部地区,且空间集聚效应明显。9年间植被覆盖度由低向高转变,植被改善区面积增加了7807.77 km^(2),恶化区面积减少了3433.14 km^(2)。植被恶化区主要分布在张家口中部城区和东部区域,其余大部分地区均为植被改善区。植被改善区、恶化区与生态脆弱性升高、降低区域的变化趋势和空间分布格局基本一致。[结论]张家口地区植被覆盖度与生态脆弱性关系密切,二者之间呈现负相关关系,区域植被覆盖度的增加能够降低其生态脆弱性。

关键词：生态脆弱性张家口地区博弈论组合赋权法植被覆盖度土地利用类型

泥河湾盆地旧石器时代人类活动与环境关系的研究进展

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人类学学报 2024年第1期43卷 184-198页

作者：张振王莹李月丛河北地质大学地球科学学院石家庄050031 河北省战略性关键矿产资源重点实验室石家庄050031 河北师范大学地理科学学院石家庄050024 河北省环境演变与生态建设重点实验室石家庄050024

泥河湾盆地是中国北方旧石器时代古人类遗存数量最多、分布最密集、年代序列最为完整的区域。本文根据已公开发表的泥河湾盆地阳原和蔚县地区65处旧石器遗址的相关数据和信息,探讨了更新世不同时期泥河湾盆地古人类活动与环境变化之间... 详细信息

泥河湾盆地是中国北方旧石器时代古人类遗存数量最多、分布最密集、年代序列最为完整的区域。本文根据已公开发表的泥河湾盆地阳原和蔚县地区65处旧石器遗址的相关数据和信息,探讨了更新世不同时期泥河湾盆地古人类活动与环境变化之间的关系。研究结果显示:1)早更新世时期遗址主要分布在岑家湾台地北部边缘区,年代在1.8-1.0 MaBP;中更新世之后,遗址分布范围明显扩大,晚更新世时期,遗址分布模式改为集中分布于河流两岸阶地。2)在早-中更新世,80%以上遗址处在低地球轨道偏心率期,70%以上处在温暖的间冰期。3)遗址的植被多为以蒿属、藜科占优的草原或森林草原。4)晚更新世时期,随着古人类环境适应能力的提高、石器技术的进步和火的使用,在寒冷的冰期时段,古人类也可以在泥河湾盆地很好地生存。

关键词：泥河湾盆地旧石器时代人类活动环境特征

长江流域城镇化对生境质量的影响梯度差异研究

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生态学报 2024年第10期44卷 4038-4050页

作者：杨立言陈万旭曾杰王官政原晋涛中国地质大学(武汉)区域生态过程与环境演变湖北省重点实验室武汉430074

作为我国最大的流域,长江流域城镇化对生境质量的影响呈现出明显的沿江梯度差异。揭示城镇化对生境质量影响的梯度差异对长江大保护以及生境修复差异化管控措施的制定具有重要意义。然而,城镇化对生境质量影响的沿江梯度差异规律仍然不... 详细信息

作为我国最大的流域,长江流域城镇化对生境质量的影响呈现出明显的沿江梯度差异。揭示城镇化对生境质量影响的梯度差异对长江大保护以及生境修复差异化管控措施的制定具有重要意义。然而,城镇化对生境质量影响的沿江梯度差异规律仍然不清楚。基于此,沿长江建立了三个缓冲梯度,并基于多源数据,借助一系列动态分布和空间回归分析方法分析了2000年、2010年和2020年城镇化对生境质量影响的梯度差异规律。结果表明:(1)长江流域的生境质量沿缓冲梯度先减少后增加,且在不同梯度区间内均随时间发生恶化,而城镇化水平沿缓冲梯度不断降低,但在不同梯度区间随时间发生了剧烈增长;(2)不同梯度区间生境质量的区域内差异以及区域间差异均不断增加,超变密度是区域差异的主要来源,且不同梯度区间生境质量的转移趋势也具有较大差异;(3)城镇化水平与生境质量以负相关为主,且城镇化对生境质量的负向影响沿着缓冲梯度不断增强,但随时间均有所减弱。针对长江流域地区的生境治理,应当充分考虑生境质量及其影响因素的梯度差异,以支持差异化生境保护政策与措施的制定与实施。

关键词：生境质量城镇化梯度差异空间分析动态分布长江流域