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生态学报 2019年第14期39卷 5138-5148页

作者：聂艳马泽玥周逍峰于雷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武汉430079 湖北大学资源环境学院武汉430062

以新疆阿克苏河流域为研究区,以GF-1 WFV和Landsat8 OLI两种高分辨率遥感影像为数据源,结合102个不同深度层的土壤湿度实测数据,选择垂直干旱指数(PDI)、改进型垂直干旱指数(MPDI)和植被调整垂直干旱指数(VAPDI),对土壤湿度指数反演的... 详细信息

以新疆阿克苏河流域为研究区,以GF-1 WFV和Landsat8 OLI两种高分辨率遥感影像为数据源,结合102个不同深度层的土壤湿度实测数据,选择垂直干旱指数(PDI)、改进型垂直干旱指数(MPDI)和植被调整垂直干旱指数(VAPDI),对土壤湿度指数反演的效果进行比较和验证。结果表明,两种数据源下的PDI、MPDI、VAPDI与土壤湿度实测含水量的决定系数较高,尤其是0-10 cm的相关性最强,平均决定系数达到0.68,说明基于光学遥感影像近红外和红光波段反射率构建的反演指数对近地表层土壤湿度信息更敏感,但对地下较深层次的土壤湿度反演精度略低;MPDI和VAPDI能够在一定程度上克服混合像元对土壤湿度光谱信息的影响,反演的精度要比PDI高,尤其是高植被覆盖度区,采用垂直植被指数(PVI)修正的VAPDI反演精度最佳;基于两种遥感数据源的土壤湿度空间异质性基本一致,但空间分辨率较高的GF-1 WFV模拟的土壤湿度空间分异更加精细和明显。研究结果可为"一带一路"背景下干旱半干旱地区大范围和动态监测土壤湿度、开展定量节水灌溉等提供理论基础和实践参考。

关键词：土壤湿度反演模型高分辨率遥感影像阿克苏河流域

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1980~2018年湖北省土地生态风险时空演变分析

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长江流域资源与环境 2022年第10期31卷 2246-2258页

作者：胡海周勇徐涛华中师范大学城市与环境科学学院湖北武汉430079 地理过程分析与模拟湖北省重点实验室湖北武汉430079

研究区域土地生态风险对于指导土地合理利用,促进生态文明建设有重要意义。以湖北省1980、2000、2018年三期土地利用/覆被数据为基础,通过构建综合土地生态风险指数,采用普通克里金插值法,模拟并分析了近40 a间湖北省土地生态风险的时... 详细信息

研究区域土地生态风险对于指导土地合理利用,促进生态文明建设有重要意义。以湖北省1980、2000、2018年三期土地利用/覆被数据为基础,通过构建综合土地生态风险指数,采用普通克里金插值法,模拟并分析了近40 a间湖北省土地生态风险的时空演化。结果表明:(1)研究期间湖北省土地生态风险的平均水平由0.434 9下降到0.434 1,再上升到了0.441 0,表现出先减后增的变化特征;(2)在10 km×10 km尺度下,空间自相关结构是湖北省土地生态风险空间分异的主导因素,在1980、2000年表现为各向异性,2018年表现为各向同性。(3)研究期间,风险等级提高的概率远高于下降,且转化几乎仅在相邻等级间发生,出现跳跃性改变的可能性极低;高风险地区增加了7 785 km^(2),其余等级均呈减少趋势,低风险区、较低风险区、中风险区、较高风险区面积分别减少了283、6 539、339、625 km^(2)。(4)湖北省土地生态风险的分布格局整体呈东高西低,低风险核心区位于神农架林区,高风险核心在江汉平原及武汉片区,此外襄阳市北部也存在一个稍小的高风险区域,并逐渐沿枣阳-荆门和随州中部-孝感两条线路往江汉平原方向蔓延。

关键词：土地利用景观生态生态风险评价土地生态风险湖北省

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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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城镇增长下的收缩:以武汉为例

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热带地理 2019年第1期39卷 29-36页

作者：高喆尹宁玮童馨仪李东欣顾江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

首先从人口、经济、用地3个维度综合考察武汉市增长与收缩的全貌,并采用县区及街道2个尺度的数据定量描述了武汉市增长与收缩的特征与空间格局,发现武汉市下辖青山区、硚口区、汉阳区和蔡甸区存在局部较严重的收缩现象,空间上形成集聚,... 详细信息

首先从人口、经济、用地3个维度综合考察武汉市增长与收缩的全貌,并采用县区及街道2个尺度的数据定量描述了武汉市增长与收缩的特征与空间格局,发现武汉市下辖青山区、硚口区、汉阳区和蔡甸区存在局部较严重的收缩现象,空间上形成集聚,形态上呈"穿孔式"。进一步以青山区为案例,着重从资本视角探讨发生局部收缩的内在机制,发现其存在老龄化、少子化趋势,但局部收缩的主因是资本从产业部门的"逃逸"。

关键词：武汉城镇收缩潜在收缩人口结构资本循环

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基于RUSLE和地理探测器的鄂西北土壤侵蚀时空分异与归因

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热带地理 2023年第11期43卷 2216-2228页

作者：田培贾婷惠平耀东许盈王哲刘目兴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

揭示鄂西北土壤侵蚀时空分异特征及成因可为该区域的水土保持工作提供借鉴。基于RUSLE模型定量分析2005—2020年鄂西北土壤侵蚀时空分异特征,利用地理探测器进行土壤侵蚀时空格局的主导因素和多因子间度量交互耦合程度的定量归因研究。... 详细信息

揭示鄂西北土壤侵蚀时空分异特征及成因可为该区域的水土保持工作提供借鉴。基于RUSLE模型定量分析2005—2020年鄂西北土壤侵蚀时空分异特征,利用地理探测器进行土壤侵蚀时空格局的主导因素和多因子间度量交互耦合程度的定量归因研究。结果表明:1)鄂西北2005—2020年土壤侵蚀强度整体持续下降,15年间平均土壤侵蚀模数下降了16.3 t/(km^(2)·a);整体以微度和轻度侵蚀为主(占总侵蚀面积的93%)。2)不同坡度下土壤侵蚀强度不同,8°~25°地区以中度、强烈和极强烈侵蚀为主(侵蚀占比为55.4%);>25°地区,65.6%的面积受到强烈及以上等级的高强度侵蚀。3)坡度和主要土地利用类型是土壤侵蚀的主导因子,二者共同作用对土壤侵蚀的解释力(q=0.479)均优于单因子。4)坡度>35°、高程在500~800 m、年降雨侵蚀力在4950.55~6378.09 MJ·mm/(hm^(2)·h·a)且以耕地为主要土地利用类型的区域均被识别为高风险侵蚀区。

关键词：土壤侵蚀时空分异 RUSLE 地理探测器定量归因鄂西北

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消费升级视角下城市生活服务空间的演变及影响因素研究——以武汉菜市场为例

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地理科学进展 2022年第1期41卷 118-130页

作者：甘依霖朱媛媛罗静高喆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

消费升级时代孕育了生活性服务新业态,改变了生活服务业的城市空间格局。论文以菜市场作为生活服务空间的代表,选取武汉市这一中国城市消费升级样本及城市疫后复苏“风向标”作为典型案例区,结合GIS空间计量和STATA统计分析,探讨菜市场... 详细信息

消费升级时代孕育了生活性服务新业态,改变了生活服务业的城市空间格局。论文以菜市场作为生活服务空间的代表,选取武汉市这一中国城市消费升级样本及城市疫后复苏“风向标”作为典型案例区,结合GIS空间计量和STATA统计分析,探讨菜市场综合体系的形成过程、类型差异和影响因素。研究发现:①武汉市菜市场经历了传统农贸市场主导—零售新业态扩张—社区尺度回落的历程,形成以大卖场生鲜部、农贸市场、生鲜超市及社区菜场为主的复合型生活服务空间,并在疫后展现出一定韧性;②武汉市菜市场整体上由双核心向多核心转变,由城市中心向外围延伸,且呈现出农贸市场“团簇状”、生鲜超市“条型”、大卖场“点状”、社区菜场“蝶形”的分类型差异化格局;③全业态菜市场布局受社会、经济、区位和发展基础影响显著,传统业态受市场和区位要素影响显著,零售新业态受经济要素和前期菜市场集聚程度的影响显著,且消费升级态势下新建菜市场选址更加偏好购物中心代表的体验式消费场所。研究结果对于丰富现代菜市场体系的类型研究,拓展城市生活服务空间研究的学科视域具有一定理论意义,同时对于优化城市生活服务空间结构以满足居民日益增长的美好生活需要和服务品质追求具有一定现实价值。

关键词：生活服务空间菜市场消费升级美好生活需求武汉市

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高光谱估算土壤有机质含量的波长变量筛选方法

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农业工程学报 2016年第13期32卷 95-102页

作者：于雷洪永胜周勇朱强徐良李冀云聂艳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 华中师范大学湖北经济与社会发展研究院武汉430079

土壤高光谱数据量大、波段维数高,存在光谱信息无效、冗余和重叠现象,导致基于全波段构建的土壤有机质含量反演模型不稳定、精度难以提升。因此,探寻筛选关键波长变量的方法,通过滤除干扰、冗余、共线信息,提高模型预测性能,是目前土壤... 详细信息

土壤高光谱数据量大、波段维数高,存在光谱信息无效、冗余和重叠现象,导致基于全波段构建的土壤有机质含量反演模型不稳定、精度难以提升。因此,探寻筛选关键波长变量的方法,通过滤除干扰、冗余、共线信息,提高模型预测性能,是目前土壤高光谱研究的热点之一。该文对江汉平原公安县的土壤样本进行室内理化分析、光谱测量与处理等工作获取了实证数据,采用无信息变量消除法(uninformative variables elimination,UVE)剔除无效变量,利用竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)滤除冗余变量,运用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)消除共线变量,并尝试将不同类型的筛选方法进行耦合筛选关键波长变量,应用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分别建立土壤有机质含量估算模型,对比各种变量筛选方法的优缺点,最终,构建筛选土壤高光谱数据关键变量的方法体系。研究结果表明,除SPA方法的模型精度低于全波段外,其他6种变量筛选方法的建模效果均优于全波段;在3种单个变量筛选方法中,CARS方法优于UVE、SPA变量筛选方法,能有效地筛选出重要波长变量,其预测集相对分析误差RPD值为2.84;综合比较各种变量筛选方法,发现CARS-SPA方法从全波段2 001个波长中筛选出37个特征波长建立的土壤有机质含量的PLSR模型效果最好,其模型预测集的决定系数R2和相对分析误差RPD值分别为0.92、3.60,所选波段仅为全波段的1.85%。CARS-SPA-PLSR模型简单、预测效果好,可作为该区域土壤有机质含量估测的重要方法,对今后土壤近地传感器设备的开发具有一定的指导作用。

关键词：土壤有机质模型波长高光谱江汉平原

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三峡库区不同植被覆盖坡地的土壤优先流运动特征研究

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土壤学报 2022年第5期59卷 1321-1335页

作者：刘目兴宋兴敏卢世国张海林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

研究土壤优先流运动特征与植被覆盖、坡位及土壤结构的关系,既能丰富山坡水文学的研究内容,还能进一步揭示森林涵养水源、保持水土的机制。以三峡库首大老岭林区常绿林、林灌混合落叶林和弃耕草地覆盖的坡地为研究对象,运用染色示踪和... 详细信息

研究土壤优先流运动特征与植被覆盖、坡位及土壤结构的关系,既能丰富山坡水文学的研究内容,还能进一步揭示森林涵养水源、保持水土的机制。以三峡库首大老岭林区常绿林、林灌混合落叶林和弃耕草地覆盖的坡地为研究对象,运用染色示踪和图像处理的方法,定量分析了3种植被覆盖的坡上和坡下位置优先流染色特征,阐明了植被覆盖和坡位对土壤优先流运动和坡面水分入渗特征的影响。结果表明:(1)各样地染色面积比(SAR)和染色路径数(SPN)均呈现浅层高、深层低的特征。不同植被覆盖下,0~60 cm土层的SAR表现为落叶林坡地(44.2%)>弃耕坡地(36.1%)>常绿林坡地(35.3%),SPN表现为落叶林坡地(43条)>常绿林坡地(19条)>弃耕坡地(15条)。不同坡位下,0~60 cm土层的SAR表现为坡上(41.5%)>坡下(35.6%),SPN表现为坡上(23条)<坡下(28条)。落叶林坡地土壤染色深度最大,60~110 cm深度土层仍有很多狭长的水流路径延伸,而其他样地较少出现;(2)各样地的染色路径宽度(SPW)以1~10 cm和>10 cm为主,二者之和占剖面总染色面积的84.2%。除弃耕地坡上位点缺少均质流与非均质指流外,其他样点0~30 cm土层以均质流和非均质指流为主,30 cm以下为不同类型大孔隙流的混合分布;(3)弃耕坡地的侧向流最为明显,染色剂延伸到染液喷洒区外50 cm处,常绿林地和落叶林地仅延伸至10~20 cm。植被覆盖类型与坡位的耦合作用影响了土壤理化性质,从而影响优先流路径的形成与水分的入渗过程。常绿林与落叶林的水源涵养能力强于弃耕坡地,耕作形成的犁底层限制了弃耕坡地的水分垂直入渗,增加了侧向入渗与地表径流的风险,需要通过破除犁底层或种植根系发达的乔灌木以增加降雨蓄存能力。

关键词：优先流染色示踪染色面积比侧向流三峡库区

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基于人工神经网络多源数据融合的子像元冬油菜提取——以两湖平原为例

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自然资源学报 2019年第5期34卷 1079-1092页

作者：刘文斌陶建斌徐猛陈瑞卿郭洋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武汉430079

油菜是我国第五大农作物和重要的油料作物。获取油菜的种植分布信息对食用油市场的发展和粮食安全具有重要意义。两湖平原泛指包括湖北江汉平原和湖南洞庭湖平原在内的广大平原区域,是我国重要的粮棉油生产基地,"湖广熟,天下足&qu... 详细信息

油菜是我国第五大农作物和重要的油料作物。获取油菜的种植分布信息对食用油市场的发展和粮食安全具有重要意义。两湖平原泛指包括湖北江汉平原和湖南洞庭湖平原在内的广大平原区域,是我国重要的粮棉油生产基地,"湖广熟,天下足"指的就是这一地区。由于耕地破碎,种植结构复杂,两湖平原轮作和间作的现象非常普遍,传统的遥感监测方法难以准确地获取冬油菜的空间分布。本文提出了一种基于人工神经网络ANN的子像元冬油菜提取方法,将时间序列MODIS-EVI和GF-1数据结合以提取两湖平原的冬油菜丰度信息。首先采用顺序前向选择SFS算法从时间序列MODIS-EVI数据集中进行物候特征优选;然后构建融合多源数据的ANN模型估算两湖平原的冬油菜丰度。结果表明:基于ANN方法获取的冬油菜分布具有较高的精度(ANN估算结果与GF-1和统计数据的验证精度分别为91.54%和74.70%),在利用中分辨率影像进行大尺度冬油菜精细制图方面显示出巨大潜力,可为我国冬油菜的空间分布制图和时空格局分析提供技术方法。

关键词：人工神经网络冬油菜子像元时间序列MODIS 两湖平原

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长江中游城市群“文—旅”产业融合发展的空间效应及驱动机制研究

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地理科学进展 2022年第5期41卷 785-796页

作者：朱媛媛周笑琦顾江陈京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

“文—旅”产业融合发展为产业结构高质量转型、空间统筹优化和区域经济韧性提升赋能。在由“宏观—中观—微观”三维尺度复合而成的城市群“文—旅”产业融合发展理论基础上,论文构建了城市群“文—旅”产业融合发展评价指标体系,以长... 详细信息

“文—旅”产业融合发展为产业结构高质量转型、空间统筹优化和区域经济韧性提升赋能。在由“宏观—中观—微观”三维尺度复合而成的城市群“文—旅”产业融合发展理论基础上,论文构建了城市群“文—旅”产业融合发展评价指标体系,以长江中游城市群为研究对象,借助耦合协调模型和极化指数模型对2010—2019年区域“文—旅”产业融合发展水平进行测算并分析其空间效应,并探究该区域“文—旅”产业融合发展的驱动机制。结果显示:(1)长江中游城市群“文—旅”产业融合发展的各子系统间具有较强的互动关系,但多数城市暂未达到良性发展状态;(2)研究期内,长江中游城市群“文—旅”产业融合发展的空间效应表现出“极化效应”显著、“回程效应”与“扩散效应”微弱的特征;(3)长江中游城市群“文—旅”产业融合发展在空间上呈现以“武汉—长沙—南昌”为核心的“核心—边缘”结构;(4)长江中游城市群“文—旅”产业融合发展是在资源禀赋基础力、居民消费需求力、基础设施保障力、规模效益催动力、人力资源潜在力、经济发展拉动力“六力”共同驱动下形成的。最后,根据长江中游城市群“文—旅”产业融合发展现状,提出强化区域联动、瞄准核心驱动力等针对性建议,推动长江中游城市群区域一体化建设和地方经济高质量发展。

关键词： “文—旅”产业融合耦合协调空间效应驱动机制长江中游城市群

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