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关键词： 生态系统服务功能   InVEST模型   FLUS模型   功能分区   安阳市  

摘要： 生态服务功能的可持续发展对区域的生态安全以及生态文明建设至关重要。南水北调工程自通水以来,其经过的受水区水资源压力得到缓解的同时生态环境得到改善。论文以南水北调中线受水区安阳市为研究对象,利用Markov-FLUS模型与InVEST模型对研究区的土地利用变化、景观格局变化、生境质量与产水量进行研究。研究分析了2000-2020年安阳市的土地利用及景观格局变化特征、生态系统服务功能的演变特征,预测不同情景下的土地利用变化、生态系统服务功能变化特点。研究对安阳市的生态环境保护、国土空间规划以及区域的高质量发展具有重要理论意义与参考价值。 论文基于安阳市2000、2005、2010、2015、2020年的遥感影像数据,使用ENVI监督分类获取安阳市五个水平年的土地利用分布数据,结果表明:安阳市土地利用结构中,以耕地为主,其次为林地与建设用地。利用土地利用转移矩阵和景观格局指数研究2000-2020年安阳市土地利用时空变化特征,结果表明:安阳市的土地转移以耕地向建设用地的转移为主,其次为林地与草地之间的互相转移,景观格局指数的变化表明,研究期间,耕地对于安阳市整体景观的控制力下降,安阳市的空间破碎化程度增加,整体的景观格局向不规则形状发展,复杂度有所增加。基于InVEST模型生境质量与年产水量模块,评估2000-2020年安阳市的生境质量与产水量,并分析其时空变化特征,结果表明:安阳市整体的生境质量较差,时间变化上,2000-2015年,安阳市生境质量下降,2015-2020年,安阳市生境质量有所改善;空间分布上,生境质量较高的区域主要分布在安阳市西部的林州市,安阳市东部以及东南部因其分布着大量耕地生境质量等级较低;安阳市的年产水量在时间上呈现先减少后增加的变化趋势,研究期内总产水量增加,由2000年的15.33亿m3增加至2020年的15.97亿m3;产水量空间格局基本保持稳定,整体上呈现出西高东低的分布特征,产水量的高值区主要分布在林州市,较高值区以各县市的建设用地为主,低值区的景观类型主要为耕地。将生境质量与产水量在空间上进行叠加,对安阳市生态服务功能进行综合分区,分为优等、良好、一般三类,结果表明:在空间分布上,良好、优等区域分布以林州市为主,其余各县市的生态服务功能分区以一般为主;时间变化上,2000-2010年安阳市生态服务功能下降,在2010-2020年则开始改善,但2020年安阳市的生态系统服务功能较2000年仍较差一些。基于Markov-FLUS模型,预测生态优先、经济优先、综合发展三种情景下2030年安阳市的土地利用分布,对2030年安阳市的生境质量与产水量进行预测研究,结果表明:三种发展情景下,2030年,生态保护情景下安阳市的生境质量最好,惯性发展情景次之,经济发展情景最差;三种发展情景下,2030年安阳市的年产水量在空间分布趋势上基本一致,均为西部林州市产水量高,东部各县市产水量低;总产水量与产水深度上,均为生态保护情景>惯性发展情景>经济发展情景。

摘要： 因为早晨要送儿子去上学，所以长久以来也就养成了早起的习惯。其实，某种习惯一旦养成，便真的很难再改变。假期，我故意关掉所有闹钟，可还是会在凌晨那个时间准时醒来。习惯也是一种力量，它会用自己独特的方式，在固定的时间把力量展现出来。每天早晨起来后，我习惯性地走进厨房，开始忙碌着做早餐，也开启了忙碌的一天。有一天，我突然听到厨房后的阳台上隐约有小奶猫的叫声，弱弱的，连续不断。我好奇地趴在窗前向外张望，果然是猫！

关键词： 生态系统服务   时空演变   功能分区   优化调控   山地岩溶区  

摘要： 生态系统服务是人类生存与发展的基础。由于人类对自然资源的不合理利用,加剧了生态系统服务功能的退化,严重制约了人类可持续发展。山地岩溶区独特的立体生态环境及其丰富的生境类型为区域提供更加多元化的生态系统服务,但其特殊的地形地貌与地质条件,导致其生态系统极为脆弱,在社会经济亟待发展的现实压力下,其生态环境更易遭到破坏。因此,探讨山地岩溶区生态系统服务时空变化及各项服务功能之间的相互关系,能够加深对典型区域生态系统服务的理解,有助于厘清山地岩溶区生态系统服务各项功能之间相互关系背后形成的机理,对西南山地岩溶区的石漠化综合治理、预防规模性返贫以及保护和提升区域生态系统功能具有重要的现实意义。 本文综合土地利用、海拔、坡度、归一化植被指数、气象、土壤等多源数据,借助CASA模型、In VEST模型、Global Moran’s I指数、MGWR模型、Spearman系数、K-means聚类、Geo SOS-FLUS耦合模型等,采用地理空间分析和数理统计学方法对贵州省生态系统服务功能时空演变开展长时序研究,具体工作如下:（1）对贵州省2000年、2005年、2010年、2015年和2020年生态系统服务功能开展物质量评估,分析其空间异质性特征;基于土地利用、海拔、坡度多视角探讨贵州省WY、SDR、CSS、HQ及ESI的时空差异及演变特点;（2）探讨不同视角下贵州省2000年、2005年、2010年、2015年和2020年WY、SDR、CSS、HQ之间权衡与协同关系、约束关系;（3）基于贵州省2035年土地利用变化模拟数据,预测2035年贵州省WY、SDR、CSS、HQ及ESI,并模拟2035年贵州省生态系统服务功能之间的权衡与协同关系、约束关系;（4）开展贵州省空间识别工作。通过对贵州省生态系统服务冷热点区、重点区域及生态系统服务簇的识别,提出贵州省功能分区建议。（5）结合前述研究结果,明确贵州省生态系统服务空间优化目标、优化原则、优化模式和优化框架,并提出优化策略。 主要研究结果如下: （1）2000-2020年,贵州省生态系统服务在不同视角下具有明显的时空异质性,WY、SDR、CSS、HQ及ESI在不同时空具有明显的差别。 在土地利用视角下,贵州省生态系统服务功能变化特点为:2000-2020年,贵州省不同土地利用类型的WY存在明显差异,其中建设用地的WY总量增长,而其它类型的土地WY总量普遍下降。裸地单位面积WY最高,其次是建设用地单位面积WY。贵州省林地的SDR最高。林地CSS总量和单位面积CSS均为最高。林地的HQ显著高于其它土地利用类型,裸地、建设用地和水域的生物多样性维持能力则较弱。林地、草地和耕地的ESI较高,而湿地、裸地、水域和建设用地的ESI较低。 从海拔视角看,2000年、2005年、2010年、2015年和2020年贵州省单位面积WY最高均在海拔梯度3的区域,低值主要出现在海拔梯度6的区域;单位面积SDR最高点均在海拔梯度1级区域,最低值均分布在海拔梯度5级区域;单位面积CSS的高值区位于海拔梯度6级的范围,低值区位于海拔梯度4级范围。HQ随海拔升高均呈现出V型分布特征,其中最高值均出现在海拔梯度6级的区域,最低值均出现在海拔梯度4级的区域。ESI在海拔梯度1级与海拔梯度6级表现出高值,在海拔梯度4表现出低值。 从坡度视角看,2000年、2005年、2010年、2015年和2020年贵州省单位面积WY高值出现在坡度等级1,低值出现在坡度等级2;单位面积SDR高值出现在坡度等级5,低值出现在坡度等级2;单位面积CSS高值出现在坡度等级3,低值出现在坡度等级1;HQ高值出现在坡度等级5,低值出现在坡度等级2;ESI高值出现在坡度等级5,低值出现在坡度等级1。 （2）贵州省生态系统服务功能之间相互关系在土地利用、海拔和坡度多视角下并非一成不变,相同的生态系统服务功能在不同视角下关系存在差异,在同一视角下不同年份也存在差异。 权衡与协同关系方面:相同的两组生态系统服务功能之间的权衡与协同关系在不同视角下能够相互转化,在同一视角下不同年份之间也能够相互转化。土地利用视角下,2000-2020年贵州省耕地生态系统服务两两功能之间权衡关系数减少;林地生态系统服务功能之间权衡关系数没有发生变化;草地生态系统服务两两功能之间权衡关系数减少。海拔视角下,除1级海拔梯度生态系统服务功能权衡关系增加外,2-6级海拔梯度生态系统服务功能权衡关系均表现为不变或减少。坡度视角下,贵州省2000-2020年1级和2级坡度生态系统服务功能之间权衡关系数不变均为三组,3-5级生态系统服务功能之间权衡关系均减少。 约束关系方面:贵州省生态系统服务功能之间以单调非线性约束关系和非单调约束关系为主。不同视角下相同的两组功能的约束关系存在差

关键词： 土地利用多功能   权衡与协同   影响机制   功能分区   京津冀地区  

摘要： 随着区域生态保护和粮食安全日益重要,土地利用需求多元化导致土地承载的空间需要提供更多功能与服务,加剧了土地利用多功能的竞争与权衡,使国土空间的可持续协调发展面临挑战。这在人口和产业高度集中的城市群中尤为明显。厘清土地利用多功能相互关系及其影响机理对实现土地资源可持续利用与管理具有重要意义。因此,本文以京津冀地区为研究对象,在构建土地利用多功能评价指标体系的基础上,基于多源数据和指标空间化模型定量评价1990-2020年京津冀地区粮食生产功能、城镇生活功能和生态维持功能等3个一级功能和7个二级功能指数,分析土地利用多功能的时空分布特征,揭示土地利用多功能之间的权衡协同效应以及时空演变特征,进一步探析土地利用多功能权衡的影响机理,最后划分土地利用多功能区,提出差异化的土地利用管理策略,为区域土地利用可持续管理与协调发展提供科学依据。研究结果表明: (1)京津冀地区1990-2020年土地利用多功能呈现出不同的时空分异特征。从动态变化上看,粮食生产功能和城镇生活功能均呈上升趋势,生态维持功能呈轻微退化态势。各二级功能呈现出不同的变化特征。从空间分布上看,京津冀地区粮食生产功能总体上呈现“东南高,西北低”的空间格局,城镇生活功能值由中心城市向周围递减,生态维持功能呈“西北高,东南低”的空间分布格局。 (2)京津冀地区粮食生产与城镇生活功能之间呈协同关系,粮食生产与生态维持功能之间呈权衡关系,城镇生活与生态维持功能呈权衡关系。从空间分布来看,农产品主产区粮食生产与生态维持功能之间的权衡关系显著,占研究区总面积的69%。重点生态功能区、优化开发区和重点开发区城镇生活与生态维持功能间的权衡关系显著,分别占研究区总面积的42%、64%和60%。从权衡强度来看,粮食生产与城镇生活功能之间权衡强度随时间变化呈上升趋势,邯郸、邢台和衡水等城市权衡强度增长迅速。粮食生产与生态维持功能之间、城镇生活功能与生态维持功能之间的权衡强度轻微减弱,在空间上均呈现出“东南部平原地区低,西北部山区高”的特点,其中承德、秦皇岛和北京市权衡强度值较高。 (3)京津冀地区粮食生产与城镇生活功能权衡强度受土地利用强度、人口密度和GDP影响程度高,影响度均值分别为0.771、0.699和0.667。坡度、土地利用强度和温度对粮食生产与生态维持功能权衡强度产生重要影响,影响度均值分别为0.795、0.741和0.608。土地利用强度、香浓多样性指数和坡度对城镇生活与生态维持功能权衡强度影响较大,影响度均值分别为0.812、0.491和0.479。 (4)在土地利用多功能分类量化与相互关系研究的基础上将京津冀地区划分为生态功能区、生态农业区、复合功能区、农业生产区和城镇生活区五类功能区,并针对各功能区提出差别化管理建议。

关键词： 基坑分隔墙   空间效应   邻近桩基   深基坑工程  

摘要： 在明挖隧道工程中往往需要开挖条状基坑,这类基坑常通过设置分隔墙,将原基坑分为几个长度较小的基坑进行分区施工。由于分隔墙对围护墙的支撑作用,其端部与围护墙相交处存在与基坑角部类似的空间效应,使围护墙在靠近分隔墙处变形较小,远离分隔墙处变形较大,将这种现象称之为分隔墙端部空间效应。当分隔墙端部附近存在桩基时,其性状也会受到空间效应的影响。目前对分隔墙端部空间效应的研究较少,本文对此开展研究。 本文依托235国道杭州老余杭至五常段改建工程EPC第2标段明挖隧道深基坑工程,对该条状基坑分隔墙附近区域开展现场监测,将监测数据与有限元分析结果相结合,研究了分隔墙端部空间效应下基坑变形特性及影响范围。以工程案例模型为基础,通过正交数值分析试验探讨了基坑深度、围护墙厚度、围护墙插入比对分隔墙端部空间效应的影响,运用单因素分析法对分隔墙端部空间效应影响下邻近桩基的性状响应进行了研究,取得以下成果: (1)基于现场监测和有限元分析,条状基坑分隔墙端部存在显著的空间效应。具体表现为三方面,一是分隔墙拆除前,分隔墙近处的围护墙变形小于远处;二是分隔墙拆除会导致围护墙变形增大,增长量随与分隔墙距离的增大而减小,三是空间效应在分隔墙拆除后仍存在。 (2)分隔墙端部空间效应的影响范围为沿围护墙方向上2倍的基坑深度,其中0～0.65倍的基坑深度为主影响区,0.65～1.36倍的基坑深度为次影响区,1.36～2倍的基坑深度为稳定影响区。 (3)基于三因素四水平下的正交数值分析试验,得到三个因素对分隔墙端部空间效应的影响性顺序为:基坑深度>围护墙插入比>围护墙厚度。其中基坑深度为主要影响因素,对于PSR及地表沉降角部与中部比值均有显著影响;围护墙插入比对后者具有显著影响;围护墙厚度对于两者的影响均不显著。实际工程中可以考虑增大围护墙插入比,从而利用分隔墙端部空间效应来减小基坑开挖的邻近影响。 (4)分隔墙端部空间效应对邻近桩基性状影响显著。分隔墙拆除前、后两个工况中,分隔墙近处的桩基位移和弯矩均小于远处。分隔墙拆除会导致桩基位移和弯矩增大,该影响随着与分隔墙距离的增大而减小,当距离超过1.1倍基坑深度后,桩基性状的响应较小,此时的桩基位于分隔墙端部空间效应的次影响区内。增大围护墙刚度可以减小分隔墙拆除对邻近桩基的影响。建议实际工程中可将分隔墙设置在靠近桩基的基坑断面,并适当增加分隔墙端部处的围护墙刚度,以减小开挖对桩基的影响。

摘要： 面对当今气候变化带来的严峻挑战，公园在城市中不仅要承担休闲、娱乐、运动等人性化活动空间职能，还需要满足绿色生态建设、雨水调节、城市景观美育等多重功能需要。由俞孔坚带领北京大学和土人设计团队设计的西安雁南公园获2024年美国景观设计师协会城市设计类荣誉奖。设计师通过“海绵系统”的构建，将雁南公园打造成一个几乎“零维护”的再野化公园，为当地提供了集功能性、生态性和美学价值于一体的“城市阳台”。

关键词： CIM   建筑物   空间编码   分类编码   建模  

摘要： 城市信息模型(CIM)是应用建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(Io T)等技术方法对城市对象进行数字化描述和表达,并融合城市业务、社会实体及监测感知等信息,构建城市信息有机综合体的过程和结果。随着住房和城乡建设部《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》(修订版)的发布,CIM在智慧城市和人工智能等领域受到广泛关注。在“十四五”住房和城乡建设科技发展规划中,明确指出需重点研究CIM的数据资源体系与要素编码技术。建筑物,作为CIM中重要的数据资源,其建筑物这一层级的编码已在《房屋建筑统一编码与基本属性数据标准》(JGJ/T496-2022)中予以明确,但针对建筑物内部要素层级的编码则多限于BIM领域,很难适用于CIM的分级分类体系及相应的应用场景。基于此,围绕面向CIM构建的建筑物及其要素编码,本文的主要工作和研究成果如下: (1)空间编码研究:结合现行房屋编码标准,参考全球网格编码系统设计理念,通过多级网格剖分、子空间划分、楼层编码等方法,设计精简的适用于建筑物及其内部要素的空间网格编码,明确了建筑物内部要素亚米级精度表达和相对位置关系。 (2)分类编码研究:首先全面梳理了CIM建筑物所涵盖的各类要素信息,构建了CIM建筑物分级分类体系。其次,在充分考虑CIM建设资源、建设过程、建设成果、城市管理数据四阶段的基础上,结合CIM现有标准及BIM分类体系,设计了建筑物及其要素的七张分类编码表,并详细编制了其中的四张表,包括按功能分建筑物构件表、CIM建筑物空间结构表、CIM技术加工标准的要素构成表以及建筑物管理数据表。这些分类编码表为多场景、多层次、多角度、规范化的CIM建筑物模型构建及应用提供了有力支撑。 (3)CIM编码案例应用:以空间编码为主键,将建筑模型的编码与建筑物的档案、审批、经济、人口等相关数据进行关联,实现了建筑物模型数据资源的有效整合与管理。同时,通过制作建筑物内部要素的二维码,进一步提升了数据信息的可读性、便捷性,并可与CIM平台关联。最后,为验证编码的有效性,本文尝试利用多函数结合的参数化建模方法构建CIM建筑模型,并将本文的编码方法融入对应的模型单元中。 本研究的编码成果不仅体现了BIM中的分类体系、建筑全生命周期的各阶段、建筑模型构建理念,还融合了GIS中的地理信息空间表达技术以及Io T中的万物互联思想,同时顾及不同级别CIM模型数据的特性与需求,在参考多项行业标准的基础上,设计了面向CIM构建的建筑物及其要素空间与分类编码。本研究成果对CIM建筑模型及其他要素编码行业标准的研制提供方法上的参考和技术上的支撑。

关键词： 潮汕地区   传统生土建筑   生土墙体   类型与特征  

摘要： 生土建筑在我国拥有数千年的悠久历史,其主要发源于中西部地区以及黄河中上游地区。在不同地域环境、资源条件、气候影响、文化体系下,逐渐发展出丰富多样的生土建筑类型,是地域文化多样性的体现,具有丰富的历史文化价值。在新时代背景下,生土建筑因其良好生态效益、节能性能而备受关注,极具研究价值和生态应用潜力。 然而,传统生土建筑受限于材料缺陷和社会变迁,其保护利用与现代发展面临挑战。目前,关于生土建筑的研究主要聚焦于西北地区,南方地区的研究相对不足,资料匮乏,为相关实践带来困难。 潮汕地区位于广东东南端,热带与亚热带之间,属南亚热带季风气候。为适应当地湿热多雨、台风频繁的自然条件,潮汕地区传统生土建筑在墙体材料、墙体构造以及结构形式上采取地域性做法,在南方地区具有一定的代表性。 因此,本研究以潮汕地区传统生土建筑墙体为研究对象,进行了详细的实地调研及地方古籍资料研究工作,从生土材料特性的角度,对潮汕地区传统生土建筑墙体的材料组成、构造做法以及墙体与结构形式三个方面进行系统性的研究与梳理。旨在丰富南方地区传统生土建筑相关的学术研究,为保护发展和后续深化研究提供基础资料。 本研究的内容主要分为四部分: 第一部分为相关背景与概况。对潮汕地区地理气候条件、经济产业、地域文化等相关概况以及移民文化、海洋文化等多元背景进行介绍,同时对潮汕地区的聚落民居文化分区及传统生土建筑概况进行梳理。综合自然地理、历史文化、民系组成、行政区划等多种因素,选择具有代表性和研究价值的村落及古寨进行调研。 第二部分为潮汕地区传统生土建筑墙体的材料组成。对生土建筑墙体所使用的主要材料及次要材料进行研究与分析,侧重展开研究特殊地域性材料——贝灰,从材料类型、来源、优劣势以及用途等角度进行研究和梳理。同时,从材料的混合配比、用量的相互制约、骨料的粒径大小等方面,对夯土墙和土埆墙两种生土墙体所使用的材料进行归纳和总结。 第三部分为潮汕地区传统生土建筑墙体的构造做法。侧重关注墙身、基础、门窗洞口、厝角头等多个主要墙体部位,对生土墙体的细部构造类型和特征进行研究与梳理,并绘制示意图配以实景照片进行阐释。同时,关注屋顶和楼板等木构件与生土墙体连接处的构造方式。 第四部分为潮汕地区传统生土建筑墙体与结构形式。因夯土墙与土埆墙的承载能力和营造成本不同,工匠根据建筑平面的格局、建筑主人的财力、村落所在地自然资源等多种因素,合理搭配不同类型的生土墙体以构成理想的承重形式。在系统性梳理潮汕地区生土建筑结构类型的基础上,探究和分析不同承重结构中生土墙体的具体做法以及平面组合方式。

关键词： 耕地多功能   权衡协同关系   功能分区   陕西省  

摘要： 耕地是人类生存和发展所需的重要资源,也是区域可持续发展的核心要素。耕地的自然、社会、经济属性决定了耕地具有多功能性,社会经济环境的变化和人类需求的发展使得耕地的功能不断发生着改变且呈现多元化,为耕地保护和有效利用提出了新要求,探究耕地多功能间的关系对平衡人地关系和促进耕地可持续发展具有现实意义。 在对文献资料进行梳理与总结的基础上,结合陕西省的实际情况,本文将耕地多功能划分为农业生产、社会保障、经济贡献、生态安全和景观美学5项功能,选取2005、2010、2015、2020年为研究时点,对耕地多功能进行评价并揭示其权衡协同关系。首先,构建耕地多功能评价指标体系,采用综合指数模型进行评价,并从省域、市域、县域三个尺度揭示其时空演变特征;其次,运用Spearman相关分析法测算耕地各功能之间的相关系数,比较其相互作用的性质和强度,利用空间自相关分析法,探究耕地多功能的空间关联性,采用耦合协调模型分析耕地多功能之间的耦合协调程度;最后,通过空间聚类法进行分区,根据不同的功能分区提出对策建议。主要结论如下: (1)2005-2020年,陕西省耕地多功能水平逐渐提高,总体来看,耕地经济贡献功能最强,耕地农业生产功能居于第二,耕地生态安全和景观美学功能相差不大,居于第三和第四,耕地社会保障功能最弱。 (2)从时间变化趋势来看,耕地社会保障和经济贡献功能总体呈现上升趋势,其他三项功能呈现总体下降趋势。从空间总体分布变化来看,耕地各项功能空间分异明显,变化较大,每个时段都呈现出不同的空间格局。 (3)陕西省耕地农业生产、社会保障、经济功能、生态安全和景观美学等5项功能在空间上均呈现正相关关系,且协同区的数量均明显大于权衡区,但空间聚类程度不高。耕地农业生产与社会保障、经济贡献功能,社会保障与经济贡献、生态安全功能,生态安全与景观美学功能存在两两协同关系;农业生产与生态安全功能,经济贡献功能与生态安全功能存在两两权衡关系;农业生产、社会保障、经济贡献、生态安全功能均与耕地景观美学功能相关程度不明显。陕西省耕地各项功能总体均处于中度失调-中级协调阶段,区域分异明显。 (4)依据耕地多功能指数及权衡协同关系将陕西省划分为6个分区,分别为:以经济贡献为主导功能的高效农业示范区、以景观美学为主导功能都市农业休闲区、以农业生产为主导功能农业生产主导区、以社会保障和生态安全为主导功能特色农业发展区、主导功能不明显但协同发展的功能协同发展区、主导功能不明显且权衡发展的功能潜力提升区,根据不同分区提出优化对策。