黄河流域作为中国人口与产业集聚区,其水资源短缺、生态退化、环境污染等问题严重,研究该区域的人地关系对于推进生态保护和高质量发展国家战略具有重要意义.然而面向国土空间规划、生态环境网格化治理等现实需求,目前黄河流域人地关系还缺乏精细栅格尺度研究.使用人类足迹(HF)和生态系统质量指数(EQI)作为人地系统的代理变量,基于Sen+MK趋势检验识别了 2000-2020年1km×1km栅格尺度下黄河流域人类活动和生态系统质量时空演化特征,运用四象限图解法量化了两者协调与冲突关系,基于多种回归模型解析了黄河流域人类活动对生态系统质量的影响程度和时空异质性.结果表明,2000-2020年黄河流域EQI和HF整体均呈上升趋势,其中显著上升区域前者占比64.2％,后者占比49.2％.黄河流域人地关系整体呈现协调演化态势,人地协调演化区主要分布在黄土高原、太行山西麓和宁夏沿黄等地区;人地冲突区域仅占7.7％,主要分布在城镇化快速推进地区和上游生态脆弱区.在控制了气温、降水、日照、海拔等自然因子后,HF对EQI仍有显著负向影响,整体看HF每增加1％,EQI将下降0.067％.但这种影响存在时空异质性,人类活动对黄河流域中下游EQI的负向影响更加显著,20年间整个流域的HF对EQI的负向影响呈现缓慢增加态势.为栅格尺度的人地关系研究提供了新的方法论,研究结果为黄河流域人与自然和谐共生的政策制定提供决策支持.

近几十年来,随着工业化、城市化的加速推进,人类活动对自然生境的干扰越来越频繁,导致生境破碎化与生境质量下降.在流域尺度上科学模拟生境破碎化过程及其对生境质量的影响,对于提升生物多样性和生态系统功能具有重要意义.以鄱阳湖流域为研究区域,基于InVEST模型分析区域生境质量的演变特征;从生境面积、生境边缘和生境隔离三个特征维度模拟生境破碎化过程;采用广义加性模型和地理探测器探究不同生境破碎化过程对生境质量变化的影响与交互作用.研究结果表明:(1)鄱阳湖流域生境质量呈下降趋势,从2000年的0.7862下降到2010年的0.7807,再下降到2020年的0.7715,但总体生境质量较好.生境质量较优的区域主要分布在流域南部、东北部以及西部地区,生境质量较差的区域主要分布在各个子流域的交界处.(2)2000-2010年,鄱阳湖流域生境面积占比下降、生境边缘增加和生境隔离增加三个生境破碎化过程分别占总研究区网格数的34.70％、30.15％和4.50％;2010-2020年分别占总研究区网格数的34.80％、30.69％和4.40％;2000-2020年分别占总研究区网格数的40.82％、37.50％和5.46％.生境面积减少的网格主要集中在鄱阳湖流域的中北部地区;生境边缘增加的网格分布和生境面积减少的网格分布相似;相比之下,生境隔离增加的网格较少,主要分布在各城市的中心城区范围.(3)生境破碎化过程对生境质量具有显著影响,两者呈非线性负相关关系;三个生境破碎化过程两两之间交互作用对生境质量的影响呈现双因子增强趋势.研究结果可为鄱阳湖流域生态格局优化与生境质量提升提供科学参考.

目的 在 5 km×5 km的空间网格尺度上探讨西安市手足口病发病与环境、社会经济因素等的关系,为区域防控措施的制定提供依据.方法 收集 2019 年西安市手足口病报告发病率数据,应用空间自相关分析手足口病空间分布特征;基于多尺度地理加权回归(multiscale geographically weighted regression,MGWR)模型分析环境与社会经济因素对手足口病发病的影响,并与普通最小二乘(ordinary least squares,OLS)回归模型以及地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型结果进行对比.结果 2019 年西安市手足口病年报告发病率为157.99/10 万,在空间分布上存在正相关性(全局Moran's I=0.349,P<0.001).MGWR模型拟合度优于GWR模型和OLS模型(MGWR:R2=0.530;GWR:R2=0.473;OLS:R2=0.327).各影响因素的作用尺度存在一定差异,GDP、土地城镇化水平、平均气温等作用尺度较大,归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)作用尺度较小.GDP与手足口病报告发病率呈显著负相关,土地城镇化水平、平均气温与报告发病率呈显著正相关,NDVI在西安部分地区对手足口发病有显著负向影响.结论 环境与社会经济因素对手足口病发病有显著影响,且各影响因素的作用存在空间差异,研究结果可为不同地区制定针对性的预防措施提供依据.

目的:构建基于网格尺度的模型评估广州市突发公共卫生事件应急系统脆弱性,为城市突发公共卫生事件应对管理提供参考.方法:整合2019 年广州城市兴趣点(point of interest,POI)数据与人口和经济空间分布数据,以1km×1km的网格作为基本研究单元,构建城市突发公共卫生事件应急系统脆弱性评估模型,使用核密度分析工具测算医疗卫生服务类场所空间分布,采用主导要素法识别广州市不同网格的突发公共卫生事件应急系统脆弱性类型.结果:广州市突发公共卫生事件应急系统脆弱性等级从中心城区向外围逐渐降低;中度及以上脆弱等级的网格仅占0.33%,主要分布在荔湾区、越秀区、海珠区3 个传统老城区;广州市突发公共卫生事件应急系统的脆弱性类型主要为"暴露-适应性脆弱型",网格占比达 41.74%.结论:广州市突发公共卫生事件应急系统整体脆弱性较低,但城市内部的空间差异显著,主要脆弱类型为"暴露-适应性脆弱型".建议未来进一步加强城市公共卫生治理和服务能力,定期开展风险评估与预测,优化城市空间规划,以提升应对突发公共卫生事件的能力.

林分结构可以表征森林群落光的可利用性和光环境的异质性,对群落物种组成的变异具有重要驱动作用.然而,目前还鲜有研究将林分结构用于解释群落物种组成的变异.本研究以哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶林20 ha森林动态监测样地及其周边区域按公里网格设置的19个1 ha森林动态样地为研究对象,将林分结构参数、环境因子和空间结构变量共同作为解释变量,采用基于冗余分析的变差分解和层次分割方法,在局域和区域尺度上同时解析群落物种组成变异的驱动因素.结果表明,在局域和区域尺度上,纳入林分结构后均提高了对物种组成变异的解释率.在局域尺度上,加入林分结构作为解释变量后,单纯的空间结构的解释率明显下降,林分结构与环境因子累计贡献了41.0％的解释率.在区域尺度上,林分结构与环境因子累计贡献了23.0％的解释率.从局域到区域尺度,环境过滤的相对作用明显增强.林分结构指示的光的可利用性对林冠下方的树种组成具有较强的塑造作用,今后的研究应进一步探讨林分结构对亚热带常绿阔叶林物种组成变异的驱动机制.

生态系统服务指人类从自然生态系统中获得的惠益,不同生态系统服务由社会生态驱动因素组合产生,并且跨尺度展现不同的空间模式.目前,对不同空间尺度生态系统服务间复杂关系及其驱动机制的研究较少.本研究以广东省韶关市为例,分析了 4种生态系统服务及其权衡/协同(TOSs)的空间格局与相互关系,并在千米网格尺度和子流域尺度量化了它们对7个社会生态驱动因素的响应,由此提出跨尺度可持续发展的区域生态管理和规划策略.结果表明:韶关市生态系统服务的空间分布存在聚集性和跨尺度差异,其中,生境质量、水质净化和碳储量的空间分布格局较为一致,高供给主要分布于东部、北部、西部和南部的山区,低供给分布在中部、西北、南部和东北部的平原区域,随尺度扩大,空间聚集性增强;研究区生态系统服务在两个空间尺度上均为协同关系,随尺度变化,协同强度发生变化;生态系统服务在两个空间尺度上的主要驱动因素为归一化植被指数和数字高程模型,TOSs在千米网格尺度的主要驱动因素为年均温,而在子流域尺度为年均蒸散发;综合各生态系统服务供给强度,研究区划分出山地生态均衡区、森林生态保育区、城市森林保持区、生态敏感区和生态风险区5类生态系统服务簇,其分布存在空间异质性和跨尺度差异.本研究将韶关市4种代表性生态系统服务及其复杂的相互作用和驱动机制的跨尺度变化规律整合到空间规划中,以支持跨尺度的可持续生态系统管理,对其他地区的生态文明建设具有重要的参考意义.

理解城市鸟类多样性与景观特征的关系对城市生物多样性保护和可持续发展具有重要意义.通过爬取中国观鸟记录中心网站2020年福州主城区436份观鸟报告数据计算鸟类丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Simpson多样性指数(D);基于谷歌地球引擎和高分辨率Worldview影像量化景观特征因子;在此基础上,采用Mann-Whitney U检验了两个网格尺度(300 m和1000 m)下S、H和D指数的差异性;运用广义线性模型探究了两个尺度下影响鸟类多样性指数的关键景观因子及其重要性.结果表明:(1)2020年研究区内共观测到242种鸟类,隶属19目59科,雀形目鸟类为优势种;数量占比从高到低依次为留鸟、冬候鸟、旅鸟和夏候鸟,分别为63.53％、25.83％、6.71％和3.93％;(2)两个尺度下鸟类多样性指数差异明显,1000 m尺度下S和H指数均显著高于300 m尺度(0.05＜P＜0.1);(3)两个尺度中仅在1000 m尺度上检测到显著影响鸟类多样性的景观因子的作用(P＜0.05).城市道路面积占比RD(负效应)、建筑高度HT(负效应)、城市绿地总面积占比GA(正效应)和建筑体积BV(正效应)等二维和三维结构特征共同影响鸟类多样性;其中GA是唯一对3个多样性指数均起促进作用的因子.(4)城市鸟类多样性与景观特征关系分析具有尺度依赖性,1000 m网格尺度适合开展此类研究.保留城市较大绿地空间且更加紧凑的城市结构的生态功能值得关注.

目的 为医生介入手术训练时提供更加直观的位置参考信息,设计了一种快速检测导丝位置的方法.方法 以YOLO算法为基本框架,将视频帧中的导丝头端建模为单一检测目标,通过优化网格划分尺度来实现准确的导丝实时检测.本研究基于体外介入模拟操作平台共采集50 个视频序列,从40 个视频中随机收集8000 张独立帧作为训练样本,基于 10 个完整视频序列收集的 1 960 张独立帧进行算法测试,以预测框与真实框交并比为检测精度评价指标,并进一步分析非YOLO和YOLO方法在 4个不同主动脉解剖区域的检测鲁棒性.结果 在 12×20 网格尺度和交并比大于 0.5 为预测准确的条件下,YOLO算法的导丝检测的准确率达到了 0.995 4,检测帧率为 333 fps.由于血管遮挡的干扰,非YOLO和YOLO方法在腹主动脉区域检测精度有所下降,但基于YOLO的检测方法能够有效降低血管遮挡的影响.结论 基于YOLO算法能够实现更加精准的导丝检测,且在不同主动脉区域均表现出具有良好的鲁棒性,能够为医生介入手术训练过程提供实时有效的视觉辅助.

基于坝子(喀斯特山区受人类活动影响最明显的特殊地貌)尺度较小的特征,运用系统网格法,结合半方差变异函数修正模型,分析贵州省境内3种类型共15个坝子2005、2010、2015年土地利用强度的空间演变特征,揭示贵州岩溶山区典型坝子土地利用强度空间演变的一般规律及其与坝子内部景观格局变化的相互关系.结果表明:贵州坝子土地利用强度空间动态演变和景观格局响应模式展现出明显的类型差异.总体上,土地利用强度随坝子经济水平由高到低呈梯度递减.微观演变上,市县中心坝子的土地利用强度围绕坝地中心外围呈同心带状先减后增,空间演变趋势为稳定-扩张型;市县周围坝子的土地利用强度以单一“极-轴”为高强度中心,变化兼具增减,演变趋势为波动型;偏远地区坝子的土地利用强度基本稳定不变,甚至小幅减弱,演变趋势为稳定-衰弱型;坝子景观格局与土地利用强度变化因坝区主导功能差异存在5种不同的响应关系模式.研究期间,3种类型坝子土地利用强度的空间演变受自然和人文因子双重控制,各因子之间相互作用形成其空间演变的典型特征.

选取南四潮湿地1985、2000年Landsat 5 TM及2015年Landsat 8 OLI遥感影像为数据源,利用敏感度指数和适应度指数构建景观脆弱度指数,结合半变异函数和空间自相关等空间统计学方法,探究南四湖湿地景观格局脆弱度的适宜研究尺度及该尺度下脆弱度的时空分异特征.结果表明:1 km×1 km等间距网格能消除随机因素对各景观指数值的影响,为适宜研究尺度.1985-2015年,南四湖湿地整体景观格局脆弱度呈恶化趋势,较高、高脆弱度范围随时间显著扩张.脆弱度空间异质性上升,受非结构性因素的影响增强,由空间自相关引起的空间变异略有减弱.脆弱度全局空间正相关性较强,呈空间集聚模式,且集聚现象日趋明显;局域自相关以空间局部聚集为主,高-高区的显著性水平最强,低-低区的显著性随时间增强.气温、降水等自然因素影响湖区景观格局脆弱度的空间分布,社会经济活动、政策体制等人为因素是脆弱度恶化的主要原因.