地理研究

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气候与全球变化

20世纪80年代以来西南喀斯特地区植被变化对气候变化的响应

蒙吉军, 王钧

2007, 26(5): 857-866. https://doi.org/10.11821/yj2007050001

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气候变化与植被变化的关系已经在全球和区域尺度上得到了研究证明。在前人研究的基础上,基于AVHRR GIMMS NDVI和AVHRR GloPEM NPP数据集,通过对逐个像元信息的提取和分析,研究了20世纪80年代以来,我国西南喀斯特地区植被变化对气候变化的响应。研究结果显示:(1)20世纪80年代以来,西南喀斯特地区植被覆盖度和净初级生产量总体均呈增加的趋势,但不显著。植被指数的年际变化存在着明显的区域差异;(2)植被指数年际变化与气候因子年际变化的相关系数区域分异比较明显;(3)不同的植被类型对气候变化有着不同的响应特征;在该研究区气温变化对植被变化的影响要高于降水量变化对其影响;(4)植被指数年际变化与气候因子年际变化的相关系数在不同气候条件下分布的规律性比较明显。本研究将会增进对影响喀斯特生态系统稳定性的自然过程的认识,同时也会为喀斯特生态系统的管理提供科学依据。

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气候与全球变化

内蒙古羊草草原优势物种生产力对气候变化响应的动态模拟

刘钦普, 林振山, 周勤

2007, 26(5): 866-876. https://doi.org/10.11821/yj2007050002

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气候变暖影响植物生产力,进而影响群落的结构和演化。本文提出在不同的温度年变化率条件下内蒙古锡林郭勒盟锡林河流域羊草草原主要物种演化的动力学模型,模拟了近几十年来4个主要物种羊草、大针茅、变蒿和西伯利亚羽茅的地上初级生产力对气候变暖的响应过程。模拟和预测结果表明,在气温升高幅度不大的情况下,这4个物种的优势顺序不会发生改变,当温度年变化率高于0.06℃时,竞争能力相近物种的优势顺序发生了转换,即第一、三奇数优势物种羊草和变蒿退化为第二、四偶数优势物种,原来的偶数优势物种第二、四大针茅和西伯利亚羽茅进化为第一、第三奇数优势物种,出现的物种优势顺序为大针茅、羊草、西伯利亚羽茅和变蒿。如果温度年变化率达到0.17℃,物种的强弱顺序将重新组合,变为大针茅、西伯利亚羽茅、羊草和变蒿。现有的观测资料初步验证了这种变化的可能性。研究结果为该区羊草草原群落动态预测和草原管理提供依据。

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气候与全球变化

南京市热岛效应变化时空特征及其与土地利用变化的关系

杨英宝, 苏伟忠, 江南, 甄峰

2007, 26(5): 877-887. https://doi.org/10.11821/yj2007050003

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利用遥感数据和气象统计数据分析自1985年以来南京市热岛效应变化的时空特征及其与土地利用变化的关系。结果表明:自1985年以来,南京市热岛效应强度和范围在增长。南京市的年均温逐年上升,与郊区六合县的温差呈上升趋势;南京市建成区内4级热岛效应面积增加了107.88km²。热岛效应增长在空间上存在差异,大厂>雨花台>市辖区>栖霞>浦口>江宁。南京市土地利用变化的结果使得热岛效应空间分布更广泛,城镇居民点及工矿用地利用强度变化最大的地方即城市热岛效应增加最多的地方,两者在空间上具有很好的吻合;而和城镇居民点及工矿用地的扩展规模没有很好的空间相关性。

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气候与全球变化

几种典型地表粗糙度计算方法的比较研究

周艳莲, 孙晓敏, 朱治林, 温学发, 田静, 张仁华

2007, 26(5): 887-896. https://doi.org/10.11821/yj2007050004

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本文分别利用最小二乘拟合迭代法、牛顿迭代法、TVM法和Martano法计算2003年长白山森林地表粗糙度。结果表明,Martano法计算结果偏小,其他三种方法结果基本一致。不确定性分析表明,Martano法的不确定性与参与计算的数据量有关。拟合迭代法和牛顿迭代法的不确定性在于,通常假设u_*不随观测高度而变化,而实际u_*随观测高度变化。若相邻两个观测高度之间的u_*变化1％,地表粗糙度计算误差8.3%。TVM法由于参数C₁的选取范围为0.9~1.05,引起地表粗糙度不确定性平均值为29.9%。经计算得到长白山森林在各种大气层结条件下的地表粗糙度,拟合迭代法得到的2003年稳定、中性和不稳定条件下的地表粗糙度年平均值分别为2.642、2.103和1.616m。

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地表过程研究

喀斯特石漠化小流域景观的空间因子分析——以贵州清镇王家寨小流域为例

周梦维, 王世杰, 李阳兵

2007, 26(5): 897-906. https://doi.org/10.11821/yj2007050005

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以贵州喀斯特地区的王家寨小流域为研究对象,基于多源信息,依托RS和GIS技术获取2005年该流域石漠化景观格局信息,以此为基础进行石漠化景观分布指数、石漠化综合指数、 -s平面分析模型以及三次曲线拟合等分析,旨在从小流域尺度上探讨石漠化景观在坡度、坡向、高程和与村庄距离等空间因子上的分布规律。结果表明:潜在、轻度石漠化景观受坡度影响最显著;其他类型石漠化景观受坡向影响最明显。石漠化程度先随坡度的增大而加重,27°后呈缓解趋势;各坡向中南、东南坡石漠化最严重;随高程增加石漠化加剧;距村庄越远石漠化越严重。初步推断各空间因子对石漠化程度的影响由强至弱的顺序为:坡度、坡向、高程、与村庄的距离。

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地表过程研究

地理环境因素对伊洛河流域森林景观的影响

丁圣彦, 梁国付

2007, 26(5): 906-915. https://doi.org/10.11821/yj2007050006

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地理环境因素是引起区域森林景观动态变化的主要原因。运用景观生态学的基本原理,借助于地理信息系统技术,分析了自1983年以来伊洛河流域洛宁县森林景观的动态变化。结果显示,森林景观类型总面积呈增加趋势,从1983年的960.34km²增加到1999年的1175.00km²。景观空间动态变化上,森林景观类型转化为非森林景观类型部分主要位于海拔500~1000m的低山区,海拔大于1000m的地区森林景观类型变化较小,而非森林景观类型转化为森林景观类型主要集中在海拔高度小于500m的塬陵区和川涧区。通过建立森林景观类型动态变化与相应高程、坡度、距离居民点中心的远近和与森林边缘距离之间的相互关系,分析了与上述地理环境因素之间的相关性,表明森林景观类型动态变化与上述地理环境因素之间有显著相关关系。

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地表过程研究

黄河下游游荡段河床萎缩的影响因素分析

杨吉山, 许炯心, 王兆印, 廖建华

2007, 26(5): 915-921. https://doi.org/10.11821/yj2007050007

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黄河下游河床萎缩典型地表现为平滩水位下河床断面面积的趋势性减小,本文根据黄河下游实测断面和水沙资料采用相关分析方法研究了游荡段河床萎缩的主要影响因素。1960~1997年游荡段河床平滩水位下断面面积经历了1960~1964年和1974~1985年的扩张时期及1965~1973年和1986~1997年的萎缩时期,这种变化是多种因素共同作用的结果。在来水来沙中,年径流量是主要因素,洪峰流量和年平均含沙量是较次要的因素;本文所讨论的其它4个因素中,花园口以上引水量影响最大,降雨量影响次之,兰州以上水库的调节作用对河床断面面积的变化也有较明显的影响;三门峡水库三种不同的使用方式对下游河床有不同的影响,采取"蓄清排浊"方式后对下游河床的影响较小。

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环境与生态

中国公路交通的重金属排放及其对土地污染的初步估算

郭广慧, 陈同斌, 宋波, 杨军, 黄泽春, 雷梅, 陈玉成

2007, 26(5): 922-930. https://doi.org/10.11821/yj2007050008

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本文研究了全国各省市机动车Pb、Cu、Zn、Cd排放总量和公路两侧土壤中Pb含量的分布及其面积。结果表明,东部发达省份机动车的重金属排放量较西部地区大。使用含铅汽油的1990~1996年期间,北京市公路两侧土壤中Pb的年输入量为2.48~3.17 mg/ (kg · a)、累积量为11.4 mg/kg;1997~2003年使用无铅汽油后,两者分别下降到0.26~0.29 mg/(kg · a)和1.30 mg/kg。公路两侧的土壤中Pb含量随垂直距离的外延呈指数形式下降。公路交通对道路两侧土壤产生严重和轻度Pb污染的范围分别为距公路0~10 m和10~65 m。2003年北京市和全国受公路交通Pb污染的土地面积为2310 km²和28900 km²。公路交通的重金属排放是导致我国土地污染的重要原因之一。

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环境与生态

江苏省工业废水排放与经济增长的动态关系

周静, 杨桂山

2007, 26(5): 931-939. https://doi.org/10.11821/yj2007050009

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本文研究了1980~2004年江苏省工业废水排放与经济增长的动态关系,结果表明1980年以来江苏省工业废水排放量在波动中平缓增长,排放强度不断下降,主要来源于制造业和能源生产部门,南京市、苏南三市和苏中苏北九市的排放量大致各占排放总量的1/3。采用环境库兹涅茨曲线模型模拟了1980~1996年和1997~2004年工业废水排放量和人均GDP之间的关系,结果显示未来江苏省工业废水排放趋向于在经历较短时间的上升后逐渐下降。采用分解分析方法分析了三种效应在工业废水排放变化中的贡献率,结果表明广义技术效应、规模效应是影响工业废水排放的重要因素,但广义技术效应起到决定性的作用。

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环境与生态

基于空间的生态足迹与生态承载力预测模型——以甘肃省河西走廊地区为例

常斌, 熊利亚, 侯西勇, 丁艺

2007, 26(5): 940-948. https://doi.org/10.11821/yj2007050010

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介绍了测度可持续发展的生态足迹分析的计算方法,在此基础上提出了生态足迹和生态承载力的预测模型:在生态足迹的预测方面采用消费预测模型和人口模型相结合的方法,在生态承载力的预测方面采用地理元胞自动机和地理信息系统技术相结合的方法。以甘肃省河西走廊地区为例,采用以上模型方法计算了1995、2000年的生态足迹和生态承载力,预测了2005年的生态足迹和生态承载力,结果表明:河西走廊地区的生态足迹在逐年上升,生态承载力前5年上升后5年下降。采用该模型方法计算与预测生态足迹和生态承载力,具有快速、准确、可操作性强的特点,但预测具有一定的局限性。

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水文与水资源

海河南系平原浅层地下水开采耗能及其空间分布

张士锋, 徐立升

2007, 26(5): 949-957. https://doi.org/10.11821/yj2007050011

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本文针对海河南系平原不同时期地下水水位变化引起的能耗增加问题,基于开采井与其影响半径区域内的地下水开采耗能等效的假设,首次推导了浅层地下水耗能计算公式。利用三个不同时期浅层地下水流场的演化特点,结合GIS技术方法,对典型年份 (1964、1984和2001年 )春季农业生产季节地下水开采耗能及其变化进行比较分析。研制了海河南系平原农业春产期浅层地下水耗能空间分布图,分析获得20世纪60年代以来该地区地下水位下降导致开采耗能大幅度增加的态势和空间分布格局,结果表明:从海积平原地区到太行山前平原地区,开采浅层地下水耗能以及耗能差值都呈递增趋势。研究结果对北方地区水价政策等的制订有重要的参考价值,为研究区南水北调后地下水水位回升的社会经济效益评价提供参考。

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水文与水资源

近50年来南四湖湿地水文特征及其生态系统的演化过程分析

张祖陆, 辛良杰, 梁春玲

2007, 26(5): 957-966. https://doi.org/10.11821/yj2007050012

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湿地资源十分丰富,具有重大的生产、生态效应,但由于自然和人类两方面原因,目前湿地普遍退化。文章基于长期的南四湖水文监测数据以及实地调查、实验数据,研究了南四湖湿地近50年来的水文特征及其生态系统的演化规律。结果表明,作为我国华北平原地区最大的淡水湖泊湿地生态系统之一,近50年来南四湖湿地的来水量呈明显减少的趋势,其减少速率为5.5×10⁸m³/10a,加之大量泥沙和水生植物体堆积,造成南四湖水体逐渐萎缩,呈现消亡的趋势;同时,周边城市、矿区和工业的污染,使得南四湖水环境严重恶化,已经严重威胁到南四湖的生态系统安全。南四湖生态系统退化,究其原因有多年来的气候干旱,但更主要的还在于人类对湖泊不合理的开发利用。

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水文与水资源

基于SD的水质型缺水区水系统的模拟分析——以上海杨浦区为例

高成康, 包存宽, 蒋大和, 董家华, 霍莉

2007, 26(5): 967-974. https://doi.org/10.11821/yj2007050013

PDF全文 ( 2250 )

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针对雨量丰富的南方地区出现水质型缺水问题,采用系统动力学方法,对其水系统做模拟分析。以上海杨浦区为分析实例,根据其特征设立模型,包括5个子系统、6个调控参数。通过调整调控参数,运行模型得到所需的3种不同方案。在此基础上,找出影响需水系统的主要因素为:水价、污水治理系数、节水意识、工艺改革。基于三种方案的作用参数和模拟结果,为解决水资源这一"瓶颈"问题,实现杨浦区水系统的供需平衡和区域的协调发展,提出具体的调整政策。其中,该政策的调控参考值 (对应年:1990/1995/2000/2005/2010/2015/2020)为:水价TPW=1.3/2.7/2.9/3.5/4.7/5.2/6.8;污水治理率TRWW=0.73/0.79/0.84/0.85/0.93/0.96/0.97;节水意识为INDEX1=2.5 (2005年后),INDEX2=1.021 (2005年前);工艺改革系数为TRT=1/1.1/1.28/1.35/1.5/1.65/1.66。在实施相应措施的基础上,采用协调发展方案,预测到2020年上海杨浦区总需水量约14.0×10⁹t,而预计工程供水能力可达到约13.9×10⁹t,基本达到水系统的供需平衡,实现区域水资源的协调发展。

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水文与水资源

地下水模型MODFLOW和GIS在华北平原地下水资源评价中的应用

王仕琴, 邵景力, 宋献方, 张永波, 周小元, 霍志彬

2007, 26(5): 975-983. https://doi.org/10.11821/yj2007050014

PDF全文 ( 2942 )

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从MODFLOW源程序的角度出发,根据地下水模型计算需要的输入输出数据格式和我国GIS类数据以MAPGIS为主的特点,建立了二者之间的集成关系,并将其应用于华北平原地下水资源评价中。根据华北平原特定的水文地质条件,建立了适合本区的三维非稳定流地下水模型,结合2003年12月的实际流场以及随时间变化的动态观测资料对模型的渗透系数、给水度和释水系数等参数进行了校正。同时进行了水均衡分析,结果表明华北平原地下水在2002年1月至2003年12月总补给量为493.74×10⁸m³,总排泄量为565.30×10⁸m³,均衡差为-71.56×10⁸m³,为负均衡。集成了该地下水模型的信息系统,可以通过更新源汇项数据库资料而对地下水资源进行实时评价,为华北平原水资源可持续利用和管理提供依据。

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经济与区域发展

区位通达性与在京外资企业的区位选择

张华, 贺灿飞

2007, 26(5): 984-994. https://doi.org/10.11821/yj2007050015

PDF全文 ( 2854 )

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利用北京市第二次基本单位普查资料,以邮政编码区为空间单元,采用泊松回归模型探讨了在京外资企业的城市内区位选择及其影响因素。研究涵盖了2001年全部的在京外资企业,模型估计中有效样本240个。外资企业具有显著的向中心城区集聚的分布态势,相对于制造业而言,服务业外资企业更为集中。分析结果表明,区位的通达性和城市结构对在京外资企业区位选择具有显著的影响。接近高速公路、高等院校、外国使馆以及工业园区等对外资企业具有显著吸引作用,离城市中心、火车站和机场距离过远则不利于吸引各类外资企业。研究也发现,制造业外资企业和服务业外资企业以及投资来源地不同的外资企业,在进行城市内部区位选择时存在显著的差异。

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经济与区域发展

内蒙古人口结构与区域经济耦合的关联分析

毕其格, 宝音, 李百岁

2007, 26(5): 995-1004. https://doi.org/10.11821/yj2007050016

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本文在建立耦合系统评价指标体系的基础上,运用灰色关联分析法,构建了人口结构与区域经济交互作用的关联度模型和耦合度模型,揭示了内蒙古人口结构与区域经济耦合的主要因素及耦合关系,并从时空角度对耦合度的演变规律进行了分析。研究发现,内蒙古人口结构与区域经济系统要素耦合的机制复杂,而且关系密切;耦合度空间分布呈现与人口规模相反的规律,全区可划分为协调、磨合、拮抗和低水平耦合等4种类型。总体而言,内蒙古人口结构与区域经济耦合的空间分布基本以拮抗类型为主、低水平耦合次之,与1990年相比,2000年的耦合度呈现出上升的趋势;耦合度时序变动表现出一定的阶段性和波动性。

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经济与区域发展

基于无尺度结构的苏南乡镇公路网分析

苏伟忠, 杨桂山, 甄峰

2007, 26(5): 1005-1012. https://doi.org/10.11821/yj2007050017

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从图论视角建立区域尺度乡镇公路网络图,并基于节点度D提出等级节点度D_r及规模节点度D_p。从无尺度结构视角,运用D、D_r、D_p指数及数理统计方法描述苏南乡镇公路网的异质结构,结果表明苏南乡镇公路网D并非无尺度结构,但其D_r和D_p符合无尺度结构。利用SPSS相关分析和GIS空间分析发现D_p与D相关性小,但与D_r相关性高且空间对应明显。乡镇D_p-D_r的互动机制空间显示为"核-带"式区域乡镇发展模式,这种开敞组团格局有利于区域发展与保护双赢,由此建议苏州、无锡和常武地区控制乡镇密集分布,集中合并乡镇,适当限制高级公路发展;南京、镇江及金坛、溧阳地区加强高级公路地"带"乡镇的发展力度。

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经济与区域发展

甘肃省农业资源开发优势度分析

郑海霞, 封志明

2007, 26(5): 1013-1020. https://doi.org/10.11821/yj2007050018

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农业资源的高效利用是粮食安全的关键因素,对农业资源优劣势现状的排序可以为有效地开发农业资源提供参考。本文提出了以农业资源开发潜力和利用效率为基础的农业资源开发优势度的概念和计算模型,并以甘肃省为例,分析计算了甘肃省各县市农业资源开发的优势序列。结果显示:农业资源开发优势度模型很好地拟合了甘肃省农业资源的现状和区域差异。作为农业资源综合开发优势度指标,陇南、陇东和陇中等雨养农业区以及甘南州光能资源优势区耕地资源开发优势度处于4~5级水平。河西绿洲灌溉农业区耕地生产力水平得到了很好的开发,耕地资源开发优势度处于1~2级水平,但是由于民勤、金昌两个地区生态系统的退化,耕地资源开发优势度处于3级 (中等)水平。

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城市与乡村

中国城市化水平的自回归与功率谱分析

陈彦光

2007, 26(5): 1021-1032. https://doi.org/10.11821/yj2007050019

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利用1949~2000年的城市人口比重数据,开展中国城市化过程的自相关和功率谱分析,建立了ARMA (1,q )模型。中国的城市化过程具有1阶自相关特征:上一年的一个变动直接影响下一年,间接影响则可达10年之久。ARMA (1,q)模型表明中国的城市化过程在趋势性上附加有丰富的随机性。对提取趋势之后的序列进行功率谱分析,发现趋势性和随机性的背后隐含一个长度为30年左右的周期波动。根据上述研究,将中国的城市化过程分解为三种变动:趋势性、周期性和随机性。研究结论对发展更为完善的城市化预测方法,以及对指导具有中国特色的城市化建设,都可能具有一定程度的启示意义。

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城市与乡村

基于居民通勤行为的私家车对居住空间影响研究——以大连市为例

李雪铭, 杜晶玉

2007, 26(5): 1033-1042. https://doi.org/10.11821/yj2007050020

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私家车的出现改变了交通结构,增强了空间可达性,从而影响居住空间的格局和规模。以大连市为例,基于居住—就业之间的通勤行为研究私家车对居住空间扩展的作用,通过居民的社会属性、通勤行为和心理偏好等信息,利用GIS技术进行模拟和分析。结果表明,居民购车情况与居住—就业空间分布情况有一定的相关性。由于城市扩展区居住—就业的不均衡性,通勤不便是城市边缘区居民的主要问题,私家车增强了通勤的便利性,在距城市中心5km以外,私家车随居住空间的扩展而增多,并通过循环与累计效应使城市的整体规模扩大。同时,通过计量模型计算,在1990~2004年,影响居住空间扩展的诸多因子中,私家车的贡献率平均达到2.14%。

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城市与乡村

广州市人口老龄化的空间分布及趋势

林琳, 马飞

2007, 26(5): 1043-1054. https://doi.org/10.11821/yj2007050021

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利用4个代表年份的数据,对广州市10区2市(县级)进行分析。选取6项人口老龄化指标,利用模糊聚类分析方法,得出广州市人口老龄化的空间分布呈三个圈层:中心区、内缘区和外缘区,其人口老龄化程度分别表现为老年型初期、老年型中期和老年型后期。利用GIS空间自相关模型进行分析预测,得出广州市不同圈层人口老龄化集聚扩散趋势,中心区呈扩散趋势,外缘区呈集聚趋势,内缘区介于两者之间。政策、经济、社会、文化等对人口老龄化产生重要影响,并通过人口的自然增长和人口迁移变化表现出来,不同圈层间人口迁移的快速变化,是广州市人口老龄化空间差异及变化的主要原因。

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城市与乡村

转型期广州市居住迁移影响因素于户籍之间的比较

刘望保, 闫小培

2007, 26(5): 1055-1066. https://doi.org/10.11821/yj2007050022

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住房制度改革以来,中国城市居住迁移率大规模增加,成为城市重构和社会空间分异的基础动力。利用生命历程理论,通过家庭问卷调查,本文使用事件史模型动态地模拟了居住迁移,并比较外来人口与本地人口居住迁移影响因素的差异。整体来看,1980年以来年均居住迁移率呈上升趋势,外来人口的年均居住迁移率要比本地人口高。住房性质、婚姻变化、工作变动、居住区位和年份等变量都显著影响居住迁移,反映了住房制度改革、住房市场和分配环境、家庭生命周期等因素对居住迁移的影响;但影响程度户籍间的差异明显,工作地区位的变动导致通勤成本的变化是外来人口居住迁移的最显著影响因子,而家庭生命周期和住房特征变量是本地人口居住迁移的最显著影响变量,反映了两者之间的本质差别。居住区位对本地人口的居住迁移影响显著,内圈层居民的迁移率相对较低,而居住区位变量对外来人口的影响相对较弱。

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