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耦合风险概率与生态损失的襄十随神区域生态风险评价研究

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长江流域资源与环境 2024年第4期33卷 870-881页

作者：聂艳李怡敏李鑫张蕾陈朝霞于婧华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室湖北武汉430079 湖北省地图院湖北武汉430074 湖北大学资源环境学院区域开发与环境响应湖北省重点实验室湖北武汉430062

开展区域生态风险评价,是平衡生态环境和社会经济发展之间矛盾的必要措施。以“襄十随神”区域为研究对象,通过构建“风险=概率×损失度”评价模型对近20年来的生态风险时空演变特征进行了系统诊断。结果表明:(1)充分考虑研究区外部多... 详细信息

开展区域生态风险评价,是平衡生态环境和社会经济发展之间矛盾的必要措施。以“襄十随神”区域为研究对象,通过构建“风险=概率×损失度”评价模型对近20年来的生态风险时空演变特征进行了系统诊断。结果表明:(1)充分考虑研究区外部多源胁迫与内部系统损失,构建的14个因子的评价指标体系能够有效表征生态风险来源和生态系统损失;(2)研究区20年来生态风险概率增长8.65%,以Ⅰ级、Ⅱ级为主,生态风险概率较低但呈上升趋势;(3)研究区以低级生态系统损失区为主,20年来生态系统损失增长6.66%,尤其是中部及东部地区Ⅳ、Ⅴ级生态系统损失占比持续上升,分布面积逐渐增大;(4)耦合风险概率与生态损失的综合生态风险结果显示,研究区以低生态风险为主,20年来综合生态风险下降了1.90%,等级变化上呈现“以不变区为主,核心城区外围升高、边缘山区降低”的空间格局,等级变化面积达10006.36 km^(2),风险等级升高区不断扩张。研究结果对完善综合生态风险评价体系、防控区域生态风险等具有理论和实践价值。

关键词：时空分异生态风险概率生态系统损失风险评价

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水土保持措施识别与提取方法的研究进展

水土保持学报 2024年

作者：田培任益伶陈妍华中师范大学城市与环境科学学院地理过程分析与模拟湖北省重点实验室

[目的]水土保持措施类型及其配置模式复杂繁多,准确识别与精细化提取水土保持措施详细配置信息是获取水土保持措施因子值的基础。[方法]水土保持措施信息获取方式主要有传统的野外调查、卫星遥感影像和无人机近景摄影等,其识别与提取方... 详细信息

[目的]水土保持措施类型及其配置模式复杂繁多,准确识别与精细化提取水土保持措施详细配置信息是获取水土保持措施因子值的基础。[方法]水土保持措施信息获取方式主要有传统的野外调查、卫星遥感影像和无人机近景摄影等,其识别与提取方法主要包括目视解译、传统的机器学习、面向对象分类方法及深度学习模型。通过梳理国内外水土保持措施识别与提取方法的研究成果,总结存在的不足并提出研究展望。[结果]在语义分割中未来的特征融合与多模态学习、弱监督与半监督学习、集成学习和元学习等均可以运用到水土保持措施提取中。[结论]当前对于水土保持耕作措施识别与提取的成果鲜见报道,而农业实践中耕作措施较常见,后续应加强耕作措施识别提取的研究;人工智能结合大数据技术是未来水土保持措施信息高效精准识别与提取的发展方向,需要进一步研究采用半监督、弱监督学习方法,结合多模态学习、小样本标签等方法,获取高质量的标记样本数据,进行水土保持点、线状工程措施的提取;将多模态学习、实例分割方法等深度学习算法与面向对象分类方法相结合应用到水土保持植物措施的识别提取中,提高不同水土保持植物措施的分类提取精度,从而完善各类水土保持措施的信息提取方法,为准确获取水土保持措施因子值及核算水土保持碳汇能力提供支撑。

关键词：水土保持措施无人机遥感卫星遥感深度学习识别提取

1910—1911年东北大鼠疫传播的时空网络与死亡的区域分异

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地理研究 2024年第2期43卷 478-504页

作者：龚胜生刘晓峥华中师范大学城市与环境科学学院可持续发展研究中心武汉430079 地理过程与分析模拟湖北省重点实验室武汉430079

1910—1911年的东北大鼠疫是中国近代史上的大事。本文从历史医学地理学视角切入,采用历史计量分析、社会网络分析、地理空间分析等方法,对东北大鼠疫的传播网络与死亡分异进行研究,结果发现:①东北大鼠疫以满洲里为首发地,蔓延东三省... 详细信息

1910—1911年的东北大鼠疫是中国近代史上的大事。本文从历史医学地理学视角切入,采用历史计量分析、社会网络分析、地理空间分析等方法,对东北大鼠疫的传播网络与死亡分异进行研究,结果发现:①东北大鼠疫以满洲里为首发地,蔓延东三省、直隶、山东130个县厅,哈尔滨、沈阳、长春、大连、北京、保定、烟台、济南为鼠疫传播网络的主要节点;②东北大鼠疫流行期从1910年10月25日到1911年4月29日,历时197天,可分为萌芽期、扩张期、衰退期3个阶段,春节前后鼠疫流行最炽;③东北大鼠疫主要沿铁路和海路干线传播,传播方式以跨点跳跃式为主,以近邻浸染式为辅;④东北大鼠疫死亡6万多人,但死亡的空间分异显著,哈尔滨-长春-沈阳铁路沿线区域是鼠疫死亡的重灾区;⑤东北大鼠疫的死亡分异受地理环境因素制约,寒冷的气候环境、年关的人口流动、快捷的铁路交通都是其重要因素。东北大鼠疫激发了公共卫生意识和疫情防控机制的进步,本文研究结果对于世界历史鼠疫大流行和现代交通方式对疫情传播影响的研究具有重要参考价值。

关键词：东北大鼠疫传播时空网络传播节点传播方式死亡强度死亡区域分异

鄂北低丘岗地乡村三生空间功能耦合协调度时空变化研究——以湖北省广水市长岭镇为例

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长江流域资源与环境 2024年第6期33卷 1354-1368页

作者：杨政琨张雪松雷自耕彭宏杰杨福芳胡秀荣华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室湖北武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院湖北武汉430079

优化村域尺度下三生空间布局,揭示乡村三生空间功能耦合协调度时空变化,是实现乡村振兴与可持续发展的前提。基于村域尺度以地处鄂北低丘岗地的广水市长岭镇为研究区,通过土地利用转移矩阵测算了2000~2020年三生空间时空变化特征,利用... 详细信息

优化村域尺度下三生空间布局,揭示乡村三生空间功能耦合协调度时空变化,是实现乡村振兴与可持续发展的前提。基于村域尺度以地处鄂北低丘岗地的广水市长岭镇为研究区,通过土地利用转移矩阵测算了2000~2020年三生空间时空变化特征,利用耦合协调度模型分析了三生空间功能,并采用地理探测器研究了其主要驱动因素,对鄂北低丘岗地乡村三生空间功能耦合协调度时空变化进行研究,能为后续村域尺度下乡村可持续发展、国土空间治理以及生态环境保护提供更加有效的参考依据。结果表明:(1)2000~2020年广水市长岭镇的生活空间和生产空间呈现由西向北扩张的趋势;(2)2000~2020年广水市长岭镇三生空间耦合协调度处于一个较为稳定的趋势,整体处于中度失调状态;(3)从三生空间功能耦合协调度时空变化的主要驱动因素分析来看,土地利用强度是影响三生空间耦合协调度空间分异的最主要驱动因素,其次是耕地面积占比以及人口密度等次要驱动因素。总体而言,湖北省广水市长岭镇三生空间功能耦合协调度时空变化总体上受人类活动影响较大。

关键词：三生空间耦合协调度时空变化地理探测器长岭镇

砷污染治理背景下阳宗海浮游植物生物量的时空分布模式及驱动因子

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湖泊科学 2024年第1期36卷 34-42页

作者：郑昕陈丽仇菲张涛张昭阳尚丽白宁静陈小林赵帅营孔令阳陈光杰云南师范大学地理学部云南省高原地理过程与环境变化重点实验室昆明650500

在社会经济发展和流域开发持续的背景下,砷污染已成为我国部分水体面临的重要环境问题,目前对砷污染防控的生态效应与修复效果评价仍缺乏系统识别。湖泊生态系统中浮游植物是重要的生产者,砷等重金属污染可以直接影响浮游植物生长、物... 详细信息

在社会经济发展和流域开发持续的背景下,砷污染已成为我国部分水体面临的重要环境问题,目前对砷污染防控的生态效应与修复效果评价仍缺乏系统识别。湖泊生态系统中浮游植物是重要的生产者,砷等重金属污染可以直接影响浮游植物生长、物种演替和初级生产力水平,浮游植物已成为指示砷污染水平及其生态效应的敏感指标。本研究以长期受到砷污染胁迫并经历污染治理的阳宗海为研究对象,设置南、中、北3个调查位点,于2015年4月-2019年12月对浮游植物和水质因子开展季节调查和空间分析,通过识别浮游植物生物量的时空分布模式与驱动因子,评价了砷污染与治理下浮游植物生物量的变化机制和生态修复效果。调查结果显示,采样期间阳宗海浮游植物以蓝藻门为主,浮游植物的生物量范围为0.7~30.4 mg/L,平均生物量在2016年最低((3.0±1.8)mg/L)、在2017年最高((10.5±8.9)mg/L)。ANOVA分析结果显示,浮游植物生物量存在显著的季节差异而空间差异不明显。相关分析结果显示,阳宗海浮游植物生物量与砷浓度和透明度呈显著负相关,而与水体温度和p H呈显著正相关。多元线性回归分析进一步显示,砷和水温是驱动阳宗海浮游植物生物量变化的显著环境因子。由此可见,在重金属污染湖泊经过修复后,水体砷遗留物的毒性效应仍然对浮游植物生长产生了明显的抑制作用,表明了水体重金属污染物可能具有长期的沉积物释放作用与持久的生态毒理效应。

关键词：阳宗海浮游植物生物量砷污染污染治理

中国乡村社会空间重构过程再认知及展望——基于人口城乡逆流视角

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地理科学进展 2024年第2期43卷 374-386页

作者：朱媛媛罗源华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 湖北省发展和改革委员会/华中师范大学武汉城市圈研究院武汉430079

城乡人口流动是改变并形成新城乡关系的重要驱动力。伴随中国城乡融合的深度发展,中国城乡人口流动出现新动向,即人口城乡逆流,这一重要社会现象正推动着乡村社会联系与发展。人业互动作用下作为空间载体的乡村社会空间的演进与重构呈... 详细信息

城乡人口流动是改变并形成新城乡关系的重要驱动力。伴随中国城乡融合的深度发展,中国城乡人口流动出现新动向,即人口城乡逆流,这一重要社会现象正推动着乡村社会联系与发展。人业互动作用下作为空间载体的乡村社会空间的演进与重构呈现出新的时代特征,探讨中国乡村“人—地—业”格局复杂化背景下的人口城乡逆流对乡村社会空间的重构过程,对于理解目前“城乡中国”面临的困境与机遇具有重要的理论和现实意义。论文从城乡人口流动与乡村重构、乡村产业发展与乡村社会空间演变、乡村社会空间重构过程及效应等核心研究领域着手,利用VOSviewer工具对国内外相关文献进行梳理,凝练出当前研究重点关注主题取得的成效与亟需解决的瓶颈,进而从人口城乡逆流重构乡村社会空间的理论分析框架、过程规律、作用机理、地方效应等4个方向进行研究展望,旨在重新认知并诠释新时代中国人口城乡逆流现象,破解城乡融合深度发展的人口问题,为缩小城乡发展不平衡、实现城乡共同繁荣提供科学理论依据和支撑。

关键词：人口城乡逆流乡村产业发展乡村空间重构乡村社会空间

近江平原区土壤水力参数及相关理化性质空间分布与影响因素

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土壤 2024年第1期56卷 182-192页

作者：石常卿张海林韩雨蓉陈羽魏雅清王平谢璇刘济刘目兴易军地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079

为研究土壤水力参数的空间分布特征,并揭示相关影响因素,以江汉平原典型近江农业区为研究单元,采集不同类型农用地的浅层(0~40 cm)原状和扰动土样,测定其水力参数和相关理化性质,揭示各水力参数及相关理化性质的空间分布特征,比较不同... 详细信息

为研究土壤水力参数的空间分布特征,并揭示相关影响因素,以江汉平原典型近江农业区为研究单元,采集不同类型农用地的浅层(0~40 cm)原状和扰动土样,测定其水力参数和相关理化性质,揭示各水力参数及相关理化性质的空间分布特征,比较不同样地各参数和性质的差异,并分析相关影响因素。结果表明:研究区土壤各基本理化性质(土壤机械组成、有机质含量、容重、直径>0.1 mm和>0.3 mm大孔隙含量)和水力参数(饱和含水量(θ_(s))、残余含水量(θ_(r))、水分特征曲线拟合参数α和n、田间持水量(θ_(f))、凋萎系数(θ_(w))和最大有效水含量(θ_(AW)))均具有明显的空间异质性;近江区土壤机械组成、有机质含量、容重等部分理化性质与距江远近具有较强的空间相关性;直径>0.1 mm和>0.3 mm大孔隙含量,θs和θr,以及θf和θ_(AW)的空间分布特征相似。不同样地的有机质含量、容重和直径>0.3 mm大孔隙含量具有显著差异。土壤理化性质的差异显著影响了Ks和水分特征曲线参数(特别是θs和n)。不同农用地土壤的水力性质也存在差异,稻田和旱地的入渗性能较好,表现为最高的中位Ks(18.7 cm/h),其他样地的Ks差异较小(9.2~10.5 cm/h)。菜地的持水能力最强,表现为较高的θf(0.46 cm^(3)/cm^(3))、θw(0.07 cm^(3)/cm^(3))和θAW(0.39 cm^(3)/cm^(3)),其他样地的土壤水力参数差异较小。河流冲积物的分布显著影响了研究区农用地的土壤机械组成,对容重和有机质含量分布也有一些影响;而人类耕作活动可以显著改变土壤的有机质含量、大孔隙含量和容重,但对机械组成影响较小;自然要素和人为活动的共同作用影响了各水力参数的分布特征。在近江农业区开展土壤调查和农业生产规划时,需要考虑河流冲积物的分布特征。

关键词：土壤理化性质饱和导水率水分特征曲线水分常数空间异质性农用地

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鄂东北土壤侵蚀时空演变及其影响因子定量评价

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农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 61-71页

作者：平耀东田培任茜龚雨薇贾婷惠杨严攀虞悦华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079

为定量揭示鄂东北土壤侵蚀时空演变特征及其影响因子的贡献,基于RUSLE模型和2000—2020年遥感影像数据探究土壤侵蚀强度的时空变化,并结合地理探测器模型识别土壤侵蚀主导因子及其交互作用效应。结果表明:2000—2020年鄂东北土壤侵蚀模... 详细信息

为定量揭示鄂东北土壤侵蚀时空演变特征及其影响因子的贡献,基于RUSLE模型和2000—2020年遥感影像数据探究土壤侵蚀强度的时空变化,并结合地理探测器模型识别土壤侵蚀主导因子及其交互作用效应。结果表明:2000—2020年鄂东北土壤侵蚀模数呈波动减小趋势,2020年的土壤侵蚀模数较2000年下降62.82%;侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,二者面积之和占总侵蚀面积的82%以上;微度侵蚀面积占比上升,轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀面积占比呈波动下降趋势;中部和东北部土壤侵蚀明显改善,东北部土壤侵蚀模数仍较高;耕地是土壤侵蚀的主要地类,其土壤流失量占总流失量的74.82%~82.42%;15°~35°坡度区间分布着69.33%的极强烈侵蚀土壤和85.55%的剧烈侵蚀土壤;土壤侵蚀影响因子解释力(q值)表现为植被覆盖度>坡度>海拔>土地利用类型>降雨,植被覆盖度是影响鄂东北土壤侵蚀变化的主要因子,植被覆盖度和坡度之间的交互作用对土壤侵蚀强度的解释力最大(32.28%);植被覆盖度小于0.3和坡度大于35°的区域发生土壤侵蚀的风险最高。近20年间鄂东北土壤侵蚀明显改善,这主要得益于封山育林、退耕还林等水土保持措施的实施以及多因子协同治理。

关键词：鄂东北 RUSLE模型土壤侵蚀时空变化地理探测器

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一种曲线数据压缩的自编码器神经网络方法

测绘学报 2024年

作者：刘鹏程马宏然周洋邵子芹 1.华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 2.华中师范大学城市与环境科学学院华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室华中师范大学城市与环境科学学院

矢量空间数据的压缩是减少存储空间以及节省网络传输带宽最直接有效的途径。利用自编码器神经网络构建了一种面向矢量曲线数据的压缩和解压模型。该模型针对不同规模和复杂度的曲线数据，首先进行分段和重采样处理进而规范化输入向量，... 详细信息

矢量空间数据的压缩是减少存储空间以及节省网络传输带宽最直接有效的途径。利用自编码器神经网络构建了一种面向矢量曲线数据的压缩和解压模型。该模型针对不同规模和复杂度的曲线数据，首先进行分段和重采样处理进而规范化输入向量，通过优化自编码器结构和调整损失函数实现了高精度的压缩解码模块，最后通过弧段数据的坐标闭合差分配确保了数据的稳定性。对山西、湖南、江西三省的1:100万县级弧段进行了压缩和还原实验，分析发现：数据还原精度随压缩率变大而变大，而压缩率小于35%后，数据还原精度呈波动趋势，25%为满足精度要求的适宜压缩率。比较傅里叶级数以及贝塞尔曲线拟合方法发现本模型压缩精度和处理速度在一定的压缩率范围内存在优势，同时该模型说明了深度学习在提取空间要素几何特征方面有一定的潜力。

关键词：自编码器矢量空间数据压缩线要素化简地图综合