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为进一步探明坡面流水力学特性,通过室内定床放水冲刷试验,研究了不同流量和坡度下不同粗糙度(0.2~0.6 mm、0.6~1 mm、1~1.4 mm、1.4~2 mm、2~3 mm粒径和光滑对照组)下垫面的坡面流水力学特性。结果表明:下垫面粗糙度的增加减缓了坡面流流速,增大了水深,且流速和水深均与流量、坡度和粗糙度因子呈良好幂函数关系;雷诺数在对照组达最大值,粗糙度的增加使流型趋于缓流;阻力系数随粗糙度呈正势变化,其与流量、坡度、粗糙度因子的幂函数回归关系较好;计算径流剪应力与实测径流剪应力在对照组下垫面的关系良好,粗糙度增加对实测径流剪应力的增加有一定影响。研究成果对深入认识土壤侵蚀机理和坡面侵蚀防治具有重要意义。
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基于模拟降雨试验探讨坡面土壤侵蚀坡度效应的作用机制,通过多元线性回归控制协变量分析黄土高原典型区域坡度对径流深和侵蚀模数的影响。结果表明:(1)土壤侵蚀坡度效应与土壤质地、坡面侵蚀方式密切相关。砂质壤土坡面,土壤入渗量和坡面径流均受坡度的影响,入渗量最小值与径流速率最大值出现在15°坡面处;砂质黏壤土坡面,25°和15°坡面土壤入渗量较大、径流量较小,20°和10°坡面土壤入渗量较小、径流量较大;黏壤土坡面,20°和25°坡面入渗量较大、径流量较小,10°和15°坡面入渗量较低、径流量较高;壤质黏土坡面,不同坡度下土壤入渗量与径流速率近似一致,土壤入渗量几乎不受坡度的影响。(2)坡度与侵蚀动力参数之间具有很好的线性关系。砂质壤土坡面,临界径流剪切力和功率随坡度的增加而增加;砂质黏壤土坡面,临界径流剪切力和功率最大值出现在20°坡面;黏壤土坡面,临界径流剪切力和功率随坡度的增加而增加;壤质黏土坡面,临界径流剪切力和功率在15°~25°坡面随坡度的增加而降低。
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在黄土高原六道沟小流域选择7条代表性切沟,以激光扫描法(laser scanning,LS)和实时动态差分(real-time kinematic,RTK)GPS的测量结果为基准,评估运动恢复结构(structure from motion,SfM)摄影测量法对切沟及切沟侵蚀的测量精度。与LS和RTK GPS相比,SfM摄影测量法所测各切沟DEM总体差异不大,平均高程差值为-0.162~0.436 m;SfM摄影测量法对切沟长度、表面宽度、周长和面积的测量精度较高,相对误差基本不超过±7%;所测深度和体积的相对误差较大,介于-37.4%~18.0%。与RTK GPS所测切沟侵蚀相比,SfM摄影测量法测得的切沟侵蚀空间分布和形态参数变化均十分接近。研究结果证实,SfM摄影测量法可作为一种高精度测量方法应用于黄土高原的切沟和切沟侵蚀监测。
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随着黄土高原生态文明建设的持续开展,极缓坡耕地成为当地受生产活动影响最显著的区域,其土壤侵蚀规律应得到关注。基于此,采用室内模拟降雨试验,在90 mm/h雨强、两种坡度(2.5°和5°)和两种坡长(5 m和10 m)情况下,对两种土壤(安塞土和绥德土)的片状侵蚀特征及水动力学参数的变化规律进行了研究。结果表明:与安塞土相比,绥德土的产流和径流增加速度快,有较高径流率和含沙量,且易发生细沟。安塞土在径流稳定前的平均径流率和含沙量的变化范围分别为2.76~8.61 L/min和0.80~9.26 g/L,径流稳定后两者的变化范围分别为3.76~11.69 L/min和0.46~2.88 g/L;绥德土径流稳定前后平均径流率和含沙量的范围分别为3.94~12.75 L/min、2.13~10.64 g/L和4.51~15.02 L/min、1.20~4.51 g/L。两种土壤的含沙量与径流率的关系可以用线性递减函数和含沙量作为常数两种线性关系进行表征。雷诺数和径流功率与径流率呈明显稳定的线性递增函数关系;径流流速和弗劳德数随径流率增加有较明显的增加趋势,但波动性较大;径流剪切力随径流率变化表现出很大的离散性。总体上对于片蚀,雷诺数和径流功率是最能用以表征土壤侵蚀的水动力学参数,其次是径流流速和弗劳德数,再者是径流剪切力。研究结果可为优化土壤侵蚀模型参数提供理论参考。
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泥沙连通性是表征泥沙在地貌单元间物理级联关系的重要参数,探讨其对土地利用变化的响应,对揭示流域内部水沙动态以及不同土地利用类型的水土保持效应具有重要意义。基于延河流域1990—2019年土地利用与径流输沙量等数据资料,结合连通性指数(index of connectivity, IC)分析土地利用变化对泥沙连通性时空分布的影响及与径流输沙量的关系。结果表明:1)近30年来,延河流域土地利用变化以退耕还林还草为主,加之少量的建设用地扩张。2)1990—2019年,延河流域IC整体呈下降趋势,截至2019年降低17.85%。退耕还林还草和建设用地扩张可有效降低泥沙连通程度,且退耕还林还草具有长期生态效益。3)IC存在明显的空间分异规律,呈现由南向北、由东向西的增加趋势。流域中部是主要退耕还林还草区和建设用地扩张区,也是泥沙连通性明显下降区;流域西北部泥沙连通性较高,且随土地利用变化降幅较小;流域南部泥沙连通性低。4)IC与输沙量之间存在显著正相关关系(P<0.05),适用于流域输沙预测。研究成果可为深入理解流域泥沙输移过程提供科学依据,并为布局和优化土地利用提供参考。
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从时空交互层面分析2005—2020年长江中游城市群环境规制与生态韧性的演进特征,并利用空间计量模型厘清环境规制对城市生态韧性的影响效应。结果表明:1)长江中游城市群环境规制强度从2005年的0.167增长到2020年的0.903,生态韧性由0.227增长至0.747,两者呈波动上升趋势;各城市环境规制强度的局部空间结构较为稳定,其生态韧性在空间演化方向上的依赖性较强,并呈现一定程度的时空竞争。2)环境规制强度与城市生态韧性间的倒U型关系显著,环境规制的实施对周边地市虽有正向溢出效应,但对本地区生态韧性的提高作用更为明显。3)子城市群环境规制对本地生态韧性提升具有正向直接效应,对周边区域的影响各有差异;武汉城市圈环境规制呈负向空间溢出效应,环鄱阳湖城市群间接效应为正,环长株潭城市群环境规制对周边区域的影响并不显著。
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基于长三角城市群26个城市2010—2020年的面板数据,运用耦合协调、空间自相关、地理探测器等模型对城市韧性与土地利用效益的耦合协调水平、空间集聚特征及驱动因素进行分析。结果表明:长三角城市群城市韧性与土地利用效益均呈逐年上升的变化趋势,但在空间分布上存在明显差异。两个系统的耦合协调水平逐年攀升,多处良性耦合阶段,协调类型以轻度失调、濒临失调、初级协调和中级协调为主;耦合协调度在东西方向上一直呈现“东高西低”的空间分布特征,南北方向上则由“中部突出、南北部塌陷”向“中部高、南部次之、北部最低”的空间分异格局演变。耦合协调度的空间集聚效应不强,且局部区域的空间异质性随时间的变化程度不大;经济发展水平、政府调控能力和劳动力要素是影响两个系统协调发展的主要驱动因素,其中政府调控能力同其他因素的交互作用力最强。城市韧性与土地利用效益的关联性研究有助于为长三角城市群统筹抓好风险防控和土地集约利用工作提供参考依据,并为中国其他地区的可持续发展提供相关经验。
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加快资源型城市转型步伐是实现经济高质量发展的必然要求。结合我国“一煤独大”的能源消费结构,选取15座煤炭资源枯竭型城市为研究对象,构建经济发展、社会福利与生态环境三维指标体系,运用熵值法、聚类分析和障碍因子模型定量评估了《全国资源型城市可持续发展规划(2013—2020年)》(以下简称为《规划》)规划期内15座城市的转型绩效,解析了影响城市转型的障碍因子。结果表明:1)转型绩效存在显著的时空分异。空间上,15座城市整体绩效普遍不及全国和省份均值,且转型前后地域差异明显,早期西部和东北地区较高,期末中东部地区较高;时间上,整体绩效呈缓慢增长趋势,但经济发展维度普遍负增长,而社会福利与生态环境维度普遍正增长。2)转型过程可分为经济主导型、均衡发展型、社会福利主导型和生态环境主导型4类。3)4类城市转型的障碍因子各有异同,六大显著障碍因子均覆盖三大维度,生态环境是转型发展的最大痛点。研究表明,《规划》取得显著成效,但煤炭资源枯竭型城市转型尚未彻底完成,仍需后续政策的支持。
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推进文旅产业融合发展有利于提高国家软实力和满足人民日益增长的精神文化需求。运用耦合协调模型、旅游发展优先度模型及探索性空间数据分析,研判长江经济带11个省市2008—2022年文化产业和旅游产业融合水平的时空演化格局,并采用分位数回归探析耦合协调指数的影响因素。结果表明:1)2008—2022年长江经济带文旅产业发展水平均值表现出以2012年、2013年、2019年、2020年为节点划分的上升-下降循环进行的5个阶段;空间上,文旅产业发展水平整体呈现东部>中部>西部的分布特征。2) 2008—2022年文旅产业协调度均值整体呈波动上升趋势;整体协调度等级较低,但等级结构在波动中渐进优化;协调度数值省际差异较大,高低值间的差距逐渐缩小。3)各省市文旅产业融合发展的空间聚类类型不一,H-H集聚区主要为以沪、浙为代表的东部地区,其正向溢出效应明显不足;L-L集聚区主要为以贵州为代表的西部地区,需进一步打破“马太效应”僵局。4)基础设施、人力资本、产业结构和科技创新均在不同分位点上对长江经济带文旅产业融合水平产生正向影响,而市场供给产生抑制效应,政策制度未通过显著性检验。
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企业网络为认知文旅产业经济空间联系演化的深层次机理和多样化趋势提供了创新性视角。关联交易网络作为企业间业务往来的重要表征形式,兼具横向企业间联系与纵向子母公司间联系的双重特征属性。采用2000—2021年文化类和旅游类上市企业的关联交易数据,揭示文旅企业关联交易网络的空间结构及其演化特征,并对网络节点的地位和角色进行识别。研究发现:2000—2021年文旅上市企业关联交易额总体呈波动增长态势,参与文化旅游业的行业不断丰富,租赁和商务服务业为首要关联方;随着关联交易量提升,网络的空间覆盖范围扩大,跨地区的长距离联系不断增加,整体网络由简单的“放射状”向复杂的“网络”结构演化,少数中心度高的节点在网络中起“枢纽”作用;节点转变中心性和转变控制力水平不断提升并服从高-高、低-低一维分布规律,北京和上海一直是网络的领导核心城市,杭州、沈阳和长沙在不同时期承担中心集约或权力门户角色,大量中西部节点在网络中为裙带边缘角色。
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大数据有助于细致揭示目的地区域内旅游者的迁移模式与空间特征。基于在线订购平台获取的游线大数据,采用社会网络分析方法研究西北地区旅游者流动和目的地间联系的网络及空间特征,挖掘区域社群结构,分析游线流量影响因素。结果表明:西北地区旅游流网络整体上松散且不均衡,具有明显的核心区和边缘区,边缘区主要集中在新疆西部、陕西大部分地区和甘南地区,核心区主要分布在河西走廊;西北地区内部由少部分节点掌握绝对网络权力,节点层级分明,各级节点对核心节点兰州、西安、乌鲁木齐的网络依赖性较高;西北旅游网络围绕着核心节点形成3个二级社群和8个三级社群,社群内部表现出较强的地域邻近性和行政地域性;西北地区旅游流受到目的地旅游资源禀赋、旅游接待能力、地区经济水平、交通基础设施等多方面的影响。最后,结合西北地区旅游流网络结构特征及影响因素,提出旅游升级及区域发展的相关建议。