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组合光学和微波遥感的耕地土壤含盐量反演

干旱区地理 2024年第3期47卷 433-444页

作者：刘瑞亮贾科利李小雨陈睿华王怡婧张俊华宁夏大学地理科学与规划学院宁夏银川750021 宁夏大学生态学院宁夏银川750021

耕地保护关系到国家粮食安全和经济社会可持续发展,对生态环境保护具有重要作用,快速精准的获取耕地土壤盐分含量及空间分布信息是耕地保护的必然要求。以宁夏平罗县为研究区,利用Landsat 9 OLI和Sentinel-1遥感影像,提取光谱指数和雷... 详细信息

耕地保护关系到国家粮食安全和经济社会可持续发展,对生态环境保护具有重要作用,快速精准的获取耕地土壤盐分含量及空间分布信息是耕地保护的必然要求。以宁夏平罗县为研究区,利用Landsat 9 OLI和Sentinel-1遥感影像,提取光谱指数和雷达极化组合指数,基于变量投影重要性法与灰度关联法筛选特征变量,然后运用反向传播神经网络、支持向量机和随机森林3种机器学习算法构建模型,并用最佳模型反演耕地土壤含盐量空间分布情况。结果表明:(1)利用变量投影重要性法筛选变量建立的模型验证集决定系数(R2)大于灰度关联法筛选变量建立的模型。(2)利用随机森林算法,组合光谱指数和雷达极化组合指数协同反演模型效果最佳,建模集R2为0.791,均方根误差(RMSE)为1.016,R2较单一数据源模型分别提高0.065和0.085,RMSE分别降低0.147和0.189;验证集R2为0.780,RMSE为1.132,R2较单一数据源模型分别提高0.091和0.237,RMSE分别降低0.175和0.377。(3)平罗县耕地轻度盐渍化和中度盐渍化土壤分布范围广,占比分别为23.77%和33.54%,重度盐渍化达15.37%。研究结果发现,组合多源遥感数据建模能够有效提高土壤含盐量反演精度,可为干旱区耕地土壤含盐量的反演和当地农业可持续发展提供有效的技术参考。

关键词：光学和微波遥感机器学习耕地土壤含盐量反演

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“人文地理学”课程教学的适应性对策探讨——以宁夏大学人文地理与城乡规划本科专业为例

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黑龙江教育（理论与实践） 2024年第7期 70-72页

作者：郑芳侯迎宁夏大学地理科学与规划学院宁夏银川750021

在学科发展、社会转型、技术变迁等新时代需求下,人文地理与城乡规划本科专业的“人文地理学”课程教学迫切需要变革。文章基于“人文地理学”课程教学中的发现及思考,指出教学中存在的问题并针对问题提出适应性对策。对策主要包括“重... 详细信息

在学科发展、社会转型、技术变迁等新时代需求下,人文地理与城乡规划本科专业的“人文地理学”课程教学迫切需要变革。文章基于“人文地理学”课程教学中的发现及思考,指出教学中存在的问题并针对问题提出适应性对策。对策主要包括“重构授课内容体系,做足深度与广度”“紧扣讲授对象特点,有效衔接后序课程”“合理配置教师队伍,优化教学方法与手段”“紧扣社会发展与学科发展需求,加强实践能力培养”等方面。

关键词： “人文地理学”课程适应性对策人文地理与城乡规划专业

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旱区资源型城市碳流时空格局及情景模拟

环境科学 2024年

作者：王潇敏卜晓燕杜玲娜洪知常王佳蕊宁夏大学地理科学与规划学院

开展土地利用变化下旱区资源型城市碳储存与碳排放研究，为旱区资源型城市低碳发展提供科学依据。以旱区资源型城市石嘴山市为例，集成站点观测、样地样品检测、遥感监测和统计数据等多源数据，耦合Invest和Plus-Markov模型，分析过去1... 详细信息

开展土地利用变化下旱区资源型城市碳储存与碳排放研究，为旱区资源型城市低碳发展提供科学依据。以旱区资源型城市石嘴山市为例，集成站点观测、样地样品检测、遥感监测和统计数据等多源数据，耦合Invest和Plus-Markov模型，分析过去15年及未来自然发展、耕地保护、生态保护和经济发展这4种情景下石嘴山市土地利用格局、碳排放量、碳储量及碳流量时空演变规律，并利用地理探测器识别碳流的驱动因子。结果表明：①2005～2020年，石嘴山市土地利用的变化造成碳排放量增加，碳储量减少，净碳流量为负值，碳排放、碳储量以及碳流量的变化与土地利用的空间特征相似。②2005～2035年，石嘴山市4种情景下的净碳流量均为负值，生态保护情景对抑制净碳流量下降更加明显。③坡度、DEM、到公路的距离、年平均气温和年均降水量是影响碳流空间分异的主要因子，年平均气温与坡度、坡度与DEM的交互作用显著。研究结果为黄河“几字弯”资源型城市绿色低碳转型与可持续发展提供借鉴，可为旱区资源型地区低碳城市建设提供科学支撑。

关键词：土地利用和土地覆盖碳排放碳储存碳流情景模拟

中国省域城乡融合与乡村旅游耦合协调关系时空格局及驱动机制研究

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中国农业资源与区划 2024年

作者：常家玲张杉苗红郑芳王倩宁夏大学地理科学与规划学院

［目的］探究城乡融合与乡村旅游的耦合协调关系有助于促进乡村旅游高质量发展、推进农业农村现代化，对地区发展决策的提出和实现城乡融合具有重大意义。［方法］文章以2011—2021年我国各省域城乡融合与乡村旅游面板数据为基础，通过... 详细信息

［目的］探究城乡融合与乡村旅游的耦合协调关系有助于促进乡村旅游高质量发展、推进农业农村现代化，对地区发展决策的提出和实现城乡融合具有重大意义。［方法］文章以2011—2021年我国各省域城乡融合与乡村旅游面板数据为基础，通过构建两者的耦合协调综合评价指标体系，利用耦合协调度模型和地理探测器等方法，定量探究了我国各省域2011—2021年间城乡融合与乡村旅游的综合发展指数与耦合协调度的时空格局及其驱动机制。［结果］（1）研究期城乡融合指数在小范围内波动，乡村旅游指数波动范围广，增长速度快；两系统耦合协调度呈现逐年增长趋势，整体由基本协调转化为优质协调，在空间上呈现“东高西低，南高北低”的发展态势，且各省份两系统耦合协调关系在2015年后变化最为显著；（2）两系统耦合协调度存在空间自相关，且空间聚集程度逐年增强，研究期高—高聚集省域个数明显增加，主要集中于东南沿海地区、黑龙江和青海等地；（3）双因子之间的交互作用均大于单因子的独立作用，且呈双因子线性增强或非线性增强，数字经济发展指数、农村家庭人均耕地面积、研究与试验发展（R&D）经费支出和5A级旅游景区数量为影响我国省域城乡融合与乡村旅游耦合协调发展的主要驱动因子。［结论］当前全国各省域城乡融合与乡村旅游处于良好协调状态，但是各地区应采取因地制宜的政策措施，推进城乡融合与乡村旅游耦合协调优质发展。

关键词：城乡融合乡村旅游耦合协调度地理探测器驱动机制

黄河流域典型绿洲城市扩张模拟及其生态韧性响应研究

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干旱区地理 2024年

作者：刘园园马彩虹马丽娅宁夏大学地理科学与规划学院

建立良好的生态网络是提升城市生态韧性的重要途径。以黄河流域典型绿洲城市——银川市中心城区为例，基于PLUS模型模拟分析不透水面扩张下城市生态网络变化及其韧性响应特征。结果表明：（1）银川市中心城区不透水面发生快速扩张。202... 详细信息

建立良好的生态网络是提升城市生态韧性的重要途径。以黄河流域典型绿洲城市——银川市中心城区为例，基于PLUS模型模拟分析不透水面扩张下城市生态网络变化及其韧性响应特征。结果表明：（1）银川市中心城区不透水面发生快速扩张。2020年不透水面面积扩张为2000年的2.61倍，2030年不透水面面积将是2000年的3.24倍；不透水面空间格局由东西纵向“一”字形格局发展为向右倾倒的“T”字形格局，2030年这种横卧“T”字形格局得到进一步加强。（2）伴随着不透水面的扩张，银川市中心城区生态网络格局发生明显变化。2000年围绕中心城区边缘地带形成的单环状生态网络，2020年外环向西扩张，内环整体向北移动，在东北片区形成较为复杂的回路。模拟发现，2030年银川市中心城区生态网络将形成“川”字型结构。（3）生态网络结构韧性与功能韧性均有所提升。2000—2020年α、β、γ指数分别提升0.09、0.17、0.06，网络传播性和多样性分别提升0.08、0.29。到2030年，生态网络结构韧性和功能韧性将进一步提升，但整体水平仍然偏低。

关键词：绿洲城市生态网络韧性 PLUS模型黄河流域

黄河流域县域水源涵养与人类活动时空耦合及其空间关联

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环境科学 2024年

作者：贾天朝文琦施琳娜吴昕燕丁金梅申彩婷郝智娟万媛媛宁夏大学民族与历史学院宁夏大学建筑学院宁夏大学地理科学与规划学院宁夏大学乡村振兴研究院乡村治理中心宁夏大学工程与地理学部宁夏大学经济管理学院

定量评估水源涵养与人类活动的耦合协调及空间关联关系，对缓解黄河流域人水矛盾与推动社会-生态系统协调发展具有重要意义。运用InVEST模型和人类活动强度（HAI），对黄河流域水源涵养与人类活动进行了定量评估，结合耦合协调度和双变... 详细信息

定量评估水源涵养与人类活动的耦合协调及空间关联关系，对缓解黄河流域人水矛盾与推动社会-生态系统协调发展具有重要意义。运用InVEST模型和人类活动强度（HAI），对黄河流域水源涵养与人类活动进行了定量评估，结合耦合协调度和双变量空间自相关分析了黄河流域县域水源涵养与人类活动的时空耦合及空间关联关系。结果表明：1980—2020年黄河流域水源涵养量呈波动上升趋势，多年平均水源涵养量为58.2314亿m3，表现为上下游区域较高，中游较低的空间分布格局。1980—2020年黄河流域人类活动强度呈逐步上升趋势，HAI值由1980年的0.1434上升到2020年的0.1855，县域尺度下人类活动强度整体上呈东高西低的空间分布格局。1980—2020年黄河流域县域水源涵养与人类活动耦合协调水平上升但仍处于失调状态，呈现“中度失调为主体，极度、严重失调减少，轻度、濒临失调增加”的动态演化特征和东高西低的空间分布格局。④1980—2020年黄河流域县域水源涵养与人类活动之间呈现空间负相关关系，且负向效应加剧，最主要的关系类型和县域数量减少最多的均为低-低聚类。

关键词：水源涵养人类活动强度(HAI) 耦合协调度双变量空间自相关黄河流域

基于SA-RSEI模型的盐池县生态质量演变研究

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干旱区研究 2024年第6期41卷 1045-1058页

作者：侯嘉烨李建华王佳蓉马海涛强泽楷樊新刚宁夏大学地理科学与规划学院宁夏银川750021 宁夏大学地理信息现代产业学院宁夏银川750021 宁夏回族自治区核地质调查院宁夏银川750021 宁夏大学经济管理学院宁夏银川750021

为探究盐池县生态环境时空动态变化特征和驱动因素,基于2000—2020年5期Landsat遥感数据,利用改进遥感指数(SA-RSEI),结合Sen+Mann-Kendall、Hurst指数分析盐池县生态环境质量时空变化格局及变化趋势,并利用地理探测器探究盐池县生态环... 详细信息

为探究盐池县生态环境时空动态变化特征和驱动因素,基于2000—2020年5期Landsat遥感数据,利用改进遥感指数(SA-RSEI),结合Sen+Mann-Kendall、Hurst指数分析盐池县生态环境质量时空变化格局及变化趋势,并利用地理探测器探究盐池县生态环境质量的驱动因子。结果表明:(1)2000—2020年盐池县SA-RSEI呈先下降后上升的趋势;(2)盐池县生态环境质量在21 a间呈先退化、后恢复的演变过程,空间分布格局由南部较差,北部良好逐渐转变为东南部良好,西北部较差;(3)21 a间盐池县生态环境质量总体呈缓慢退化趋势,但退化程度逐渐降低,生态环境改善程度在2020年后会逐渐增大。(4)沙度指数、降水、高程,以及GDP是区域生态环境质量空间分异的主要影响因子。(5)所有因子间的交互作用均为增强效应,沙度指数、气温、降水以及高程与其他探测因子的交互作用起主导作用,且经济因素对SA-RSEI的影响力逐渐增大。

关键词：生态质量评价改进生态指数地理探测器 Hurst指数盐池县

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基于地面高光谱的宁夏银北地区农田不同土层盐碱化信息反演

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应用生态学报 2024年

作者：黄华雨丁启东张俊华潘鑫周跃辉贾科利宁夏大学生态环境学院宁夏大学地理科学与规划学院

土壤盐碱化严重制约着农业的可持续发展，及时掌握土壤含盐量（SSC）和pH信息对盐碱农田的改良及合理利用至关重要。本研究以宁夏银北地区石嘴山市平罗县为研究对象，以野外高光谱信息和表层（0～20 cm）、亚表层（20～40 cm）土壤盐碱... 详细信息

土壤盐碱化严重制约着农业的可持续发展，及时掌握土壤含盐量（SSC）和pH信息对盐碱农田的改良及合理利用至关重要。本研究以宁夏银北地区石嘴山市平罗县为研究对象，以野外高光谱信息和表层（0～20 cm）、亚表层（20～40 cm）土壤盐碱指标实测值为数据源，对原始光谱反射率经Savitzky-Golay（SG）平滑后进行0～2阶（间隔0.25）分数阶微分（FOD）变换，并构建9种光谱指数，根据各指数与盐碱指标间的相关性筛选特征参量，然后基于偏最小二乘回归（PLSR）、随机森林（RF）和极端随机树（ERT）3种机器学习算法建立SSC和pH的反演模型。结果表明：1)表层光谱反射率始终与亚表层成倍数关系，FOD变换可以有效消除光谱曲线的基线漂移，突出光谱细微信息。2)表层和亚表层SSC均与差值指数（DI）、最优光谱指数（OSI）和土壤调节光谱指数（SASI）的相关性最强，最优变换阶次分别为1.5和0.75阶，pH则与比值指数（RI）、广义指数（GDI）和归一化指数（NDI）的相关性最强，最优阶次分别为0.5和0.25阶。3)不同土层盐碱指标均以ERT模型表现最佳。表层SSC反演精度高于亚表层，而pH则相反。表层SSC-1.5阶-ERT模型的验证集决定系数(Rp2)、均方根误差（RMSE）和相对分析误差（RPD）分别为0.980、0.547和5.229，亚表层pH-0.25阶-ERT模型的Rp2、RMSE和RPD分别为0.958、0.111和4.685，精度较高。本研究可为农田盐碱信息的快速获取、反演制图提供技术支撑。

关键词：盐碱化土层光谱指数分数阶微分机器学习克里金插值

气候变化和人类活动对毛乌素沙地NDVI变化的量化分析

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干旱区地理 2024年

作者：常文静丛士翔王融融丁旭东余海龙黄菊莹宁夏大学地理科学与规划学院宁夏大学生态环境学院

气候变化和人类活动是驱动植被动态变化的两大关键影响因子。归一化植被指数(NDVI)是评估植被动态变化的有效指标，能够合理地评价生态系统变化及其可持续性。基于SPOT/VEGETATION NDVI时间序列数据、气象数据和地表覆盖数据，借助GIS... 详细信息

气候变化和人类活动是驱动植被动态变化的两大关键影响因子。归一化植被指数(NDVI)是评估植被动态变化的有效指标，能够合理地评价生态系统变化及其可持续性。基于SPOT/VEGETATION NDVI时间序列数据、气象数据和地表覆盖数据，借助GIS空间分析、相关性分析及残差分析等方法，探讨了1998—2019年毛乌素沙地NDVI时空演变特征及其驱动机制，厘定了气候变化和人类活动两大驱动因素对毛乌素沙地NDVI变化的相对贡献率。结果表明：(1)1998—2019年毛乌素沙地NDVI整体以0.0067·a-1的速率增长，空间分布上表现为由西北向东南逐渐递增分布趋势。但NDVI增长整体持续性不强，未来可能出现波动。(2)气候变化与人类活动共同驱动了毛乌素沙地NDVI的增长。其中，NDVI变化与降水呈显著正相关，而与温度的相关性则较弱。大型生态工程的实施与气候要素的耦合驱动了毛乌素沙地86.30%的植被改善，和已有生态建设工程成效研究结论相符。(3)归因分析结果表明，人类活动促进了毛乌素沙地83.20%的NDVI增长，而降水量驱动了毛乌素沙地73.14%的NDVI增长，降水量与人类活动的耦合作用对NDVI的影响更为显著。

关键词：毛乌素沙地植被NDVI 气候变化人类活动相对贡献率