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1960-2020年黄河流域农业热量资源时空演变特征

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山西农业大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 119-130页

作者：张志高张秀丽贾梦薇陈河阳孙梓欣郝海姣李卓娅蔡茂堂安阳师范学院资源环境与旅游学院河南安阳455000 河南大学黄河文明与可持续发展研究中心河南开封475001 河南大学地理与环境学院河南开封475004 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

[目的]气候变暖将改变农业热量资源的时空分布,对黄河流域农业热量指标进行分析,可为区域合理利用农业气候资源提供依据。[方法]基于1960-2020年黄河流域89个气象站点逐日气象资料,运用线性趋势估计和Mann-Kendall突变检验等方法分析了... 详细信息

[目的]气候变暖将改变农业热量资源的时空分布,对黄河流域农业热量指标进行分析,可为区域合理利用农业气候资源提供依据。[方法]基于1960-2020年黄河流域89个气象站点逐日气象资料,运用线性趋势估计和Mann-Kendall突变检验等方法分析了黄河流域年平均气温,≥0℃和≥10℃的初终日、持续日数和有效积温的时空变化特征及其影响因素。[结果]近61 a黄河流域平均气温、≥0℃和≥10℃有效积温分别以0.29℃·(10 a)^(-1)、70.23℃·d·(10 a)^(-1)和34.50℃·d·(10 a)^(-1)的倾向率呈上升趋势,≥0℃和≥10℃持续日数呈增加趋势,倾向率分别为3.33 d·(10 a)^(-1)和2.78 d·(10 a)^(-1)。≥0℃和≥10℃初日呈提前趋势,倾向率分别为—2.16 d·(10 a)^(-1)和—2.14 d·(10 a)^(-1),≥0℃和≥10℃终日呈延迟趋势,倾向率分别为1.16 d·(10 a)^(-1)和0.63 d·(10 a)^(-1),≥0℃和≥10℃初日提前的幅度大于终日推迟的幅度,≥0℃初终日和持续日数变化幅度大于≥10℃相应指标变化幅度。近61 a黄河流域年平均气温、≥0℃和≥10℃有效积温分别于1996、2003和1997年发生突变。黄河流域上、中、下游地区各热量指标变化趋势与流域整体变化一致,上游地区变化幅度相对较大。从空间分布来看,由上游、中游到下游地区年平均气温逐渐增加,≥0℃和≥10℃有效积温逐渐增加,初日逐渐提前,终日逐渐推迟,持续日数逐渐延长。[结论]黄河流域农业热量资源呈增加趋势,热量指标主要受海拔高度和年平均气温影响。西太平洋副高强度指数、太平洋副高强度指数和东大西洋遥相关型指数是影响近61 a黄河流域农业热量指标变化的主要大气环流因子。

关键词：气温有效积温热量资源初终日数黄河流域

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黄土高原水蚀风蚀交错区固氮微生物群落多样性在生物结皮中的演变规律

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生态学报 2023年第23期43卷 9662-9673页

作者：焦冰洁徐琳李香真张丙昌山西师范大学地理科学学院太原030031 山西师范大学黄河中游生态环境研究中心太原030031 中国科学院成都生物研究所成都610041 四川农业大学生态林业研究所成都611100

生物土壤结皮在黄土高原的水土保持、养分补给等方面发挥着重要生态功能。固氮微生物是固氮过程的关键功能群,影响着土壤氮素平衡,然而黄土高原水蚀风蚀交错区严重的水土流失导致土壤养分大量损失,尤其是氮素。该区域生物结皮广泛发育,... 详细信息

生物土壤结皮在黄土高原的水土保持、养分补给等方面发挥着重要生态功能。固氮微生物是固氮过程的关键功能群,影响着土壤氮素平衡,然而黄土高原水蚀风蚀交错区严重的水土流失导致土壤养分大量损失,尤其是氮素。该区域生物结皮广泛发育,它们在干旱半干旱区土壤氮素积累过程中起着重要作用。但是该区域生物结皮不同发育阶段中的固氮潜力、固氮微生物群落多样性及其关键环境控制因子尚不清楚。以黄土高原水蚀风蚀交错区为研究区,三种生物结皮类型和裸地对照为研究对象,采用Illumina HiSeq平台对nifH基因扩增产物进行生物信息学分析,揭示了固氮潜力及微生物群落多样性的分布规律。结果表明,生物结皮演替显著影响固氮酶活性、nifH基因丰度和固氮微生物α-多样性,各值均在苔藓结皮最高,显著高于其它演替阶段,且生物结皮层高于结皮下层土壤。在固氮微生物群落组成上,裸地以变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目为主;而在藻结皮、地衣结皮和藓结皮阶段,均表现为蓝藻门的念珠藻目占绝对优势,是固氮微生物的关键类群,其中Trichormus、念珠藻属是优势固氮物种;与藻结皮、地衣结皮相比,藓结皮中念珠藻目的相对丰度显著降低,而变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目的丰度明显上升。除此之外,蓝杆藻属、鱼腥藻属、斯克尔曼氏菌属、瘤胃梭菌属在藻结皮、地衣结皮、藓结皮也占明显优势。念珠藻目以及Trichormus的丰度与固氮酶活性、nifH基因丰度呈显著正相关关系,而与红螺菌目、酸硫杆菌目、梭菌目、根瘤菌目呈显著负相关;Trichormus相关的物种在黄土高原生物结皮氮输入过程中可能发挥着关键作用。生物结皮演替通过改变土壤pH值、有机质、全氮、含水量等理化特征而影响了微生境,通过环境筛选和物种重排作用对固氮微生物群落进行综合调控,其中pH与土壤全氮(TN)发挥着关键作用。

关键词：黄土高原水蚀风蚀交错区生物结皮演替固氮微生物

黄河流域数字经济发展水平时空特征与影响因素

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资源开发与市场 2024年第4期40卷 558-567页

作者：延晓琦孙永胜关皓明郭付友东北师范大学地理科学学院吉林长春130024 河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心河南开封475001 东北师范大学长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室吉林长春130024 曲阜师范大学地理与旅游学院山东日照276826 曲阜师范大学黄河生态研究院山东日照276826

数字经济是中国未来长效发展的重点,研究黄河流域数字经济能够为其高质量发展提供新机遇。基于数字经济内涵,构建数字经济发展水平评价指标体系,以黄河流域为案例研究区域,采用Kernel核密度估计、Moran′s I、GTWR模型定量测度2011—201... 详细信息

数字经济是中国未来长效发展的重点,研究黄河流域数字经济能够为其高质量发展提供新机遇。基于数字经济内涵,构建数字经济发展水平评价指标体系,以黄河流域为案例研究区域,采用Kernel核密度估计、Moran′s I、GTWR模型定量测度2011—2019年黄河流域数字经济发展水平时空分异格局与影响因素。结果发现:①黄河流域三大地区数字经济发展水平不断提升,发展差异持续扩大,上中下游地区之间存在显著阶梯递增效应;②黄河上游数字经济发展存在“中心—外围”现象,中游地区呈现层级分化特征,下游地区地级市间发展差距有减小趋势;③黄河流域数字经济发展空间相关性显著,局部呈现HH集聚和LL集聚两极分化格局;④黄河流域生态环境、产业结构、信息化水平、政府干预程度及人力资本水平均对黄河流域的数字经济发展产生影响,且各影响因素存在显著的地区差异。

关键词：数字经济时空特征影响因素 GTWR模型黄河流域

黄河流域工业水资源效率与经济协调发展特征及时空演变

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环境科学研究 2024年第1期37卷 114-121页

作者：苗峻瑜张春英东北财经大学产业组织与企业组织研究中心辽宁大连116025

揭示工业水资源效率与工业经济发展的耦合协调特征及时空演变规律,是实现黄河流域生态保护和高质量发展的现实需求.利用考虑非期望产出的超效率EBM模型和基于熵权法的综合评价模型,分别测度黄河流域9省份以及上中下游的工业水资源效率... 详细信息

揭示工业水资源效率与工业经济发展的耦合协调特征及时空演变规律,是实现黄河流域生态保护和高质量发展的现实需求.利用考虑非期望产出的超效率EBM模型和基于熵权法的综合评价模型,分别测度黄河流域9省份以及上中下游的工业水资源效率及工业经济发展水平,然后运用耦合协调度模型探究两系统的耦合协调关系,最后通过莫兰指数进行空间自相关分析.结果表明:(1)2010-2019年黄河流域整体工业水资源效率高于工业经济发展水平,皆呈上游中游山西省,使得耦合协调发展水平呈现出“强者恒强”的空间集聚特征.研究显示,黄河流域各区域应发挥比较优势实施差异化、特色化发展策略,通过科技赋能与环境规制提高工业水资源效率和工业经济发展水平;发挥高耦合协调度地区的示范带动作用及空间溢出效应,以区域互联互通互补促进要素流通,多措并举提升流域工业水资源利用与经济发展的协调性.

关键词：工业用水效率经济发展耦合协调黄河流域

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黄河形成于何时？

地球科学 2024年第6期 2158-2185页

作者：林旭刘静刘海金尚敏三峡大学土木与建筑学院三峡大学三峡地区地质灾害与生态环境协同创新中心天津大学地球系统科学学院哈尔滨师范大学地理科学学院三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学)

河流是塑造地表地貌的重要地质营力之一.认识大河的发育历史有助于提高人类对大河利用的效率和生态保护，从而更好地促进人类社会的发展.黄河是中华民族的母亲河，百余年来国内外研究者对其开展了广泛的研究，但对黄河何时形成及其具体... 详细信息

河流是塑造地表地貌的重要地质营力之一.认识大河的发育历史有助于提高人类对大河利用的效率和生态保护，从而更好地促进人类社会的发展.黄河是中华民族的母亲河，百余年来国内外研究者对其开展了广泛的研究，但对黄河何时形成及其具体的演化过程等问题至今都没有清晰的答案.鉴于此，本文在前期已经取得的研究结果基础上，广泛搜集和整理国内外研究者已发表的资料，重建黄河在新生代的演化过程，结果表明：青藏高原东北段古近纪发育沿着高原边界纵向流动的原黄河；中新世祁连山东段发育相互平行的河流汇入沉积中心陇西盆地，在晋陕峡谷北部和南部出现流向不同的大型河流，渤海湾盆地和南黄海盆地此时还未出现黄河物质，黄河在中新世进入分段演化阶段；上新世黄河已经连通西宁盆地、兰州盆地、银川盆地和河套盆地，而贵德盆地和共和盆地依然存在内流水系，此时黄河上游还未深入青藏高原东北段更深的腹地.晋陕峡谷南北异向的黄河格局依然存在.三门峡盆地仍然被大型古湖占据，黄河物质未出现在渤海湾盆地和南黄海盆地.上新世是黄河完成最后连通的重要转折阶段；早更新世黄河完成上游、中游和下游的连通，类似现今串联青藏高原、黄土高原和华北平原，东流入海的黄河此时形成.在晚更新世，受气候变化的影响，黄河各段进入新一期演化过程，局部河道再次被古湖占据，在降水丰沛期完成各河道的再次连通.构造和气候的共同作用对黄河的发育具有重要影响.河流水系腹地高大地形的维持是水系发展的前提条件之一.尤其是中新世和上新世祁连山东段的隆升，塑造了黄河在青藏高原的河流基本形态.鄂尔多斯高原周围的贺兰山、阴山和秦岭的隆升，造就了银川、河套和渭河这些深大地堑，在气候干旱期成为限制黄河全线贯通的重要因素.第四纪是东亚气候变化频繁的时期，黄河的最终贯通与气候变化过程密切相关.反过来讲，对黄河的形成与演化过程的研究，可以有效揭示我国北方新生代的构造演化、气候变化过程.

关键词：黄河构造活动气候变化物源示踪阶地古近纪中新世上新世更新世第四纪地质环境地质

基于生态需水的黄河中游水平衡分析--以沁河流域为例

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水文地质工程地质 2024年第1期51卷 30-40页

作者：刘义史佩东刘淼许凯然张宁姜鹏中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心河北廊坊065000 河北省高校生态环境地质应用技术研发中心河北石家庄050031 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心北京100055

为推动黄河流域生态保护及高质量发展,解决地表水资源供需矛盾,亟需开展水平衡分析,建立水平衡模型,为水资源合理分配提供参考依据。作为黄河的重要支流,沁河流域位于黄河中游末端,由于近年来上游调水政策的施行以及流域内生活、生产用... 详细信息

为推动黄河流域生态保护及高质量发展,解决地表水资源供需矛盾,亟需开展水平衡分析,建立水平衡模型,为水资源合理分配提供参考依据。作为黄河的重要支流,沁河流域位于黄河中游末端,由于近年来上游调水政策的施行以及流域内生活、生产用水的增加,用水矛盾突出,出现了河道断流、入黄水量偏枯等问题。为保障河流生态环境健康,优化引沁入汾跨流域提水工程实施后的流域水资源供需平衡,以2021年为现状年,在“自然-人工”二元水循环研究理论的指导下,运用水平衡分析理论与方法,以河道内生态需水为保障基础,对沁河流域水资源需求、供水能力与供需平衡进行了分析与讨论。结果表明:(1)沁河流域水资源供给和需求在空间分布上具有分异性,上游山西省境内各河段河道内均能够保障适宜的生态需水量,下游河南省境内,仅可满足最小生态需水量;(2)沁河流域可供给水资源总量为10.04×10^(8)m^(3),河道外生产、生活及生态用水总量为8.89×10^(8)m^(3),剩余河道内水量仅为1.15×10^(8)m^(3),仅可满足河流最小生态需水;(3)推算至2030年,流域内工业生产及生活取用地表水量将达到6.98×10^(8)m^(3),河道外用水总量将达到9.81×10^(8)m^(3),剩余水量无法满足最小生态需水。建议采用降低工业用水量、提高农田灌溉用水利用率、推广使用高效节水技术,进一步增强水资源的有效利用,改善流域生态环境。研究结果可为合理规划沁河流域水资源调度提供参考,也可为黄河中游水平衡分析提供范例。

关键词：水资源生态需水供需平衡沁河需水预测黄河中游

基于遥感信息的黄河中游水土流失敏感区淤地坝坝地资源特征研究

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地球环境学报 2022年第4期13卷 357-368,379页

作者：张齐飞孙从建向燕芸李皎刘显梁家荣山西师范大学地理科学学院太原030031 山西财经大学公共管理学院太原030006 黄河中游生态环境研究中心太原030031 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011

淤地坝是黄河中游黄土高原区水土流失防治的有效工程措施之一,在拦泥淤地、建设农田、巩固退耕还林(草)、改善生态环境等方面发挥了重要作用。基于WorldView-2、Google Earth、Bing、Sentinel-2多源遥感影像并结合实地淤地坝监测资料、N... 详细信息

淤地坝是黄河中游黄土高原区水土流失防治的有效工程措施之一,在拦泥淤地、建设农田、巩固退耕还林(草)、改善生态环境等方面发挥了重要作用。基于WorldView-2、Google Earth、Bing、Sentinel-2多源遥感影像并结合实地淤地坝监测资料、NDVI和土地类型数据,本文完成了晋西南地区淤地坝坝地资源(数目、面积、位置、坝系、流域面积)的统计,并对其运行现状进行了评估。结果表明:截至2021年,晋西南地区淤地坝共计12167座,总面积达71.19 km^(2)。规模上该区主要以小型淤地坝(生态和经济服务功能明显下降,并存在一定的潜在风险,亟需地方流域管理部门重视并采取有效措施。

关键词：黄土高原晋西南淤地坝遥感水土流失

黄河流域旅游高质量发展的时空格局及形成机制

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黄河流域旅游高质量发展的时空格局及形成机制

作者：赵萍萍山西师范大学

学位级别：硕士

旅游高质量发展具有丰富多元的内涵维度,是不断增强人民旅游满意度和幸福感的必经之路,是实现旅游可持续发展的必由之路。黄河流域各类旅游资源丰富,其旅游发展在全国中的重要性愈来愈凸显。新发展格局时代背景下,面对发展环境的不确定... 详细信息

旅游高质量发展具有丰富多元的内涵维度,是不断增强人民旅游满意度和幸福感的必经之路,是实现旅游可持续发展的必由之路。黄河流域各类旅游资源丰富,其旅游发展在全国中的重要性愈来愈凸显。新发展格局时代背景下,面对发展环境的不确定性和自身发展长期存在的不平衡、不充分等问题,深化旅游高质量发展成为黄河流域旅游业在危机中寻觅生机,旅游发展突破现实难题的关键之一。文章基于“创新、协调、绿色、开放、共享、有效”六个维度分析2011-2020年黄河流域的73个地级市的旅游高质量发展水平。基于黄河流域旅游高质量发展评价指标体系的构建,运用熵权—TOPSIS模型测度旅游高质量发展水平,通过GIS可视化、全局空间自相关和局部自相关、重心模型和标准差椭圆探索黄河流域旅游发展的时序演变趋势和空间集聚特征,解释黄河流域旅游高质量发展现状的影响因素,进而归纳黄河流域旅游高质量发展水平的形成机制,最终为促进黄河流域高质量发展提出优化建议。文章主要研究结论如下:(1)从旅游高质量发展水平时序变化来看:黄河流域各市旅游高质量发展水平均值在0.36-4.93之间,整体上呈不断上升趋势,发展速度由快转慢但发展水平较低、地域差异显著,且受疫情影响严重。尤其在上、中、下游旅游发展上呈现出明显分级,各维度发展水平存在明显差异。表现为:旅游创新发展持续稳定增长;旅游协调发展整体增速较快;旅游绿色发展持续走低;开放维度发展水平相对较高;旅游共享发展增长最缓慢,有效发展水平提升空间较大。(2)从旅游高质量发展水平空间格局来看:黄河流域旅游高质量发展的空间正相关性和空间集聚特征显著。空间上从2011年上游地区面状分布和中下游地区点状分布逐渐转为上中游面状分布,下游点、轴分布格局,至2019年形成高低错落分布态势。六大分维度发展水平高低层次分明,分布格局空间差异显著,并且形成以青岛为中心的热点集聚区和以兰州为中心的冷点集聚区,冷热点区发展态势一致,均为先萎缩又扩张后萎缩的发展趋势。黄河流域旅游高质量发展的标准差椭圆大体呈现轻微的“东北—西南”走向,椭圆位置变化较小且重心活动始终在山西省内,迁移距离逐渐增大。对比疫情前后可知,上游地区受疫情影响较小,中下游地区受疫情影响较大。(3)进一步讨论旅游高质量发展水平的影响因素:旅游搜索量、人均GDP和旅游发明专利数对旅游高质量的作用程度较强,双因子交互作用均表现为双因子增强关系。可见黄河流域旅游高质量发展水平是多种因素相互作用的结果。总结旅游高质量发展水平的形成机制,确定了由经济发展水平、交通便捷程度及政府支持力度组成的旅游高质量发展的外在推动力和旅游创新能力、自然本底环境、资源关注程度组成的旅游高质量发展的内在吸引力。(4)提出黄河流域旅游高质量发展的优化建议:一、重视科技赋能,完善旅游创新发展体系;二、深化旅游融合,构建区域协调发展格局;三、打造宜居环境,探索绿色旅游发展模式;四、恢复旅游发展,加强区域之间互联互通;五、推进共建共享,顺应未来旅游发展潮流;六、优化资源组合,保障旅游运行持续有效。

关键词：旅游高质量发展空间演变影响因子黄河流域

黄河流域经济发展与生态环境协调关系的时空演变及影响因素研究

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黄河流域经济发展与生态环境协调关系的时空演变及影响因素研究

作者：畅田颖山西师范大学

学位级别：硕士

近年来我国经济发展正在由片面追求速度快慢,转而朝高质量发展阶段迈进,而高质量发展的基本要求是经济发展与生态环境的协调发展。我国目前正处于经济转型升级、产业结构转换以及各区域统筹协调发展的关键节点。各区域的生态环境资源与... 详细信息

近年来我国经济发展正在由片面追求速度快慢,转而朝高质量发展阶段迈进,而高质量发展的基本要求是经济发展与生态环境的协调发展。我国目前正处于经济转型升级、产业结构转换以及各区域统筹协调发展的关键节点。各区域的生态环境资源与城市经济发展联系紧密,经济发展侵占生态空间、工业扩张破坏生态场所、人口膨胀污染生态环境等现象屡见不鲜,这些问题受到了各级政府及相关学者越来越多的关注。黄河流域是中华民族的母亲河,也是中国经济重要中心和生态保护屏障,在中国各方面发展中都具有非常重大的意义。2019年9月,黄河流域生态保护和高质量发展被评定为国家级发展战略,2021年10月,国务院制定了关于黄河流域生态保护与高质量发展的规划政策,随后沿黄各省各市各县通过不同方式认真落实保护黄河流域生态、经济和文化的方案。定量评价黄河流域生态环境时空变化及其与经济的协调关系将为流域的可持续发展策略提供科学支撑。研究从区域主体功能角度出发,以黄河流域为研究对象,运用协调发展度模型、空间自相关分析、地理探测器等方法对1991年到2015年黄河流域二十五年间八省份642县生态环境与经济发展协调度及影响因素进行探测。结果表明:(1)1991年到2015年黄河八省生态价值水平波动上升,黄河流域经济发展水平也呈上升趋势,二者相关性显著。空间上黄河流域单位面积生态价值呈南高北低特征,生态价值呈东低西高趋势;经济发展水平存在南低北高、东高西低的特征。(2)2009年以前研究区生态环境与经济发展协调度呈上升-下降-上升-下降趋势,2009年到2015年两者的协调度有所上升,流域内经济有序科学发展,与生态环境的关系趋向和缓。(3)1991年流域内1.9%的生态经济协调发展,1.4%的生态经济弱协调发展,96.7%的生态经济失调发展;2015年区域内6.4%的生态经济协调发展,7.8%的生态经济弱协调发展,85.8%的生态经济失调。协调发展区域集中在以黄河流域各段城市群为核心的经济发展重心带;弱协调区域在各省均有分布,且非常零散;失调地区分布广泛,集中在上游区域的生态保护区和中游区域的重点能源矿产富集区。(4)黄河流域1991年到2015年生态经济协调发展度的全局自相关值在0.26—0.53之间,呈现显著的空间正相关性,随着时间的变化集聚程度日趋增强且平稳发展。高-高集聚区主要集聚在青岛、郑州、西安、西宁等核心城市周边以及内蒙古自治区的锡林郭勒盟,且集聚区域呈现逐渐扩大趋势;低-低集聚区主要集聚于黄河上游地区,分布于青海南部及陇东南区域。(5)通过地理探测器的因子探测得出25年间工业化程度、消费水平、产业发展水平和城镇化率一直是影响黄河流域及不同流段生态环境与经济水平协调发展的关键因子,黄河流域生态经济协调性主要受社会、经济、人文因素的制约,且黄河流域生态经济协调发展的时空差异形成是各种因子相互作用的结果。本研究有助于深入分析黄河流域上中下游生态经济协调性的差异性,为黄河流域不同区域的可持续发展提供参考依据。最后,基于上述内容提出相关对策建议:坚持生态优先、绿色发展道路,推动高质量发展;不同区域应遵循其主体功能,因地制宜的选择适宜生态经济协调推进路径;提升省内协调度的同时促进省际、流域段间协调度的提升;稳健科学的推进城镇化和工业化,从而推动经济生态协调发展。

关键词：生态经济协调度地理探测器影响因素黄河流域