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基于PLSR模型的北京市中心城绿色空间演变驱动机制研究(1992—2016年)

李方正 解爽 李雄

李方正, 解爽, 李雄. 基于PLSR模型的北京市中心城绿色空间演变驱动机制研究(1992—2016年)[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(4): 116-126. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180250
引用本文: 李方正, 解爽, 李雄. 基于PLSR模型的北京市中心城绿色空间演变驱动机制研究(1992—2016年)[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(4): 116-126. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180250
Li Fangzheng, Xie Shuang, Li Xiong. Evolutionary driving mechanism of greenspace in central Beijing City based on the PLSR model[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(4): 116-126. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180250
Citation: Li Fangzheng, Xie Shuang, Li Xiong. Evolutionary driving mechanism of greenspace in central Beijing City based on the PLSR model[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(4): 116-126. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180250

基于PLSR模型的北京市中心城绿色空间演变驱动机制研究(1992—2016年)

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180250
基金项目: 北京市自然科学基金项目(8194071),教育部人文社科基金项目(19YJC760042),中国博士后科学基金项目(2018M641222),中央高校基本科研业务费专项(BLX201808)
详细信息
    作者简介:

    李方正,博士,讲师。主要研究方向:绿色空间生态系统服务及规划应用。Email:fangzhengli@bjfu.edu.cn 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    责任作者:

    李雄,教授,博士生导师。主要研究方向:风景园林规划与设计。Email:lixiong@bjfu.end.cn 地址:同上

  • 中图分类号: S731.2

Evolutionary driving mechanism of greenspace in central Beijing City based on the PLSR model

  • 摘要: 目的由城市绿地、农田、林地、湿地和水域构成的绿色空间对于保障社会和谐、经济高效、生态宜人和居住舒适,以及维护城市可持续发展具有重要意义。理清其景观动态的变化及其驱动机制对于指导北京市中心城绿色空间合理规划以提升其大生态环境具有重要意义。方法以北京市中心城为研究范围,选取1992、2000、2008、2016年4个时间节点进行绿色空间演变驱动机制研究,利用偏最小二乘回归分析法探究社会经济因素、自然因素对绿色空间演变的影响作用。结果社会经济因素与各地类面积演变的偏最小二乘回归分析结果显示:地区生产总值、人均GDP、常住人口、建设用地面积4项影响因子对各地类面积演变的变量投影重要性VIP值均大于1;自然因素中影响各地类斑块类型面积指数演变的变量投影重要性VIP值均小于1。结论社会经济是北京市中心城绿色空间演变的直接驱动力,人口规模的增加、地区经济的增长、产业结构的调整是导致绿色空间演变的重要因素,而自然因素对绿色空间演变的影响作用相对静态,且不如社会经济因素明显。本研究科学合理地阐明了影响绿色空间发展的关键因素,为制定合理科学的绿地发展、保护政策提供参考依据。

     

  • 图  1  北京市中心城范围

    Figure  1.  Scope of central Beijing City

    图  2  1992—2016年北京市中心城平均气温和降水空间分布

    Figure  2.  Spatial distribution map of average temperature and precipitation in central Beijing City in 1992−2016

    图  3  北京市中心城土壤质地和有机碳空间分布

              依据第二次全国土壤普查数据改绘Redrawn based on data from the second national soil census

    Figure  3.  Spatial distribution map of soil texture and organic carbon in central Beijing City

    图  4  2016年北京市中心城DEM空间分布

    依据中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台数据改绘Redrawn according to the geospatial data cloud platform of the computer network information center of the Chinese Academy of Sciences

    Figure  4.  Spatial distribution map of DEM in 2016 in central Beijing City

    图  5  不同年份绿色空间类型解译数据统计

    Figure  5.  Statistical table of greenspace interpretation data

    表  1  北京市中心城绿色空间演变的驱动因子

    Table  1.   Driving factors of greenspace evolution in central Beijing City

    分类 Classification影响因子 Impact factor单位 Unit数据来源 Data source
    自然因素
    Natural factor
    年平均气温
    Annual average temperature
    北京市各气象站数据
    Data of Beijing meteorological stations
    年降水量
    Annual precipitation
    mm北京市各气象站数据
    Data of Beijing meteorological stations
    土壤
    Soil
    第二次全国土壤普查数据
    Second national soil census data
    高程
    Elevation
    m中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台
    Geospatial data cloud platform of computer network information center of Chinese Academy of Sciences
    社会经济因素
    Socioeconomic factor
    地区生产总值
    Gross regional domestic product
    亿元
    Billion CNY
    北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    人均GDP
    Per catipa GDP
    万元/人
    104 CNY/
    person
    北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    第一产业产值比例
    Proportion of primary industry output value
    %北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    第二产业产值比例
    Proportion of the secondary industry output value
    %北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    第三产业产值比例
    Proportion of the tertiary industry output value
    %北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    农业总产值
    Total output value of agriculture
    亿元
    Billion CNY
    北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    林业投资完成值
    Completion value of forestry investment
    亿元
    Billion CNY
    北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    绿化投资额
    Green investment
    亿元
    Billion CNY
    北京园林绿化年鉴2000—2015、北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing landscape yearbook 2000−2015, Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    常住人口
    Permanent population
    万人
    Ten thousand people
    北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
    农村人口
    Rural population
    万人
    Ten thousand people
    北京统计年鉴1993—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016
    建设用地面积
    Construction area
    km2北京统计年鉴1993—2016、北京区域统计年鉴2002—2016
    Beijing statistical yearbook 1993−2016, Beijing regional statistical yearbook 2002−2016
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    表  2  绿色空间面积与社会经济因素指标的偏最小二乘回归结果

    Table  2.   Partial least-square regression results between greenspace area and socioecomic indices

    项目
    Item
    耕地
    Farmland
    林地
    Woodland
    草地
    Grassland
    湿地及水域
    Wetland and water area
    主成分数
    Principal component number
    2222
    模型解释能力
    Model interpretation ability (R2Y)
    0.6620.7710.8390.856
    交叉有效性
    Cross validation (Q2)
    0.3920.65 0.7260.736
    变量投影重要性和回归系数
    Variable projection importance (VIP) & regression coefficient (RC)
    VIPRCVIPRCVIPRCVIPRC
    绿化投资额
    Green investment
    1.00− 0.151.000.161.050.180.830.10
    地区生产总值
    Gross regional output
    1.19− 0.141.470.251.490.281.730.33
    人均GDP
    Per capita GDP
    1.08− 0.101.050.061.040.081.030.01
    第一产业产值比例
    Proportion of primary industry output value
    0.750.010.83− 0.020.82− 0.040.88− 0.05
    第二产业产值比例
    Proportion of the secondary industry output value
    0.93− 0.021.030.040.970.031.05− 0.02
    第三产业产值比例
    Proportion of the tertiary industry output value
    0.98− 0.021.08− 0.021.02− 0.011.110.00
    农业总产值
    Total output value of agriculture
    0.640.020.29− 0.060.17− 0.020.28− 0.05
    林业投资完成值
    Completion value of forestry investment
    0.240.010.640.030.240.030.210.02
    常住人口
    Permanent population
    1.59− 0.291.660.331.790.381.720.34
    农村人口
    Rural population
    0.530.060.520.000.480.040.54− 0.02
    建设用地面积
    Construction area
    2.04− 0.431.500.321.830.421.48− 0.32
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    表  3  绿色空间斑块类型面积与自然因素指标的偏最小二乘回归结果

    Table  3.   Partial least-square regression results between greenspace area and natural indices

    项目
    Item
    耕地
    Farmland
    林地
    Woodland
    草地
    Grassland
    湿地及水域
    Wetland and water area
    主成分数
    Principal component number
    2222
    模型解释能力
    Model interpretation ability (R2Y)
    0.6620.7710.8390.856
    交叉有效性
    Cross validation (Q2)
    0.3920.65 0.7260.736
    变量投影重要性和回归系数
    Variable projection importance (VIP) & Regression coefficient (RC)
    VIPRCVIPRCVIPRCVIPRC
    高程 Elevation0.53− 0.060.860.160.50− 0.010.62− 0.09
    土壤有机碳
    Soil organic carbon
    0.880.100.770.090.810.080.75− 0.06
    土壤质地
    Soil texture
    0.670.080.56− 0.080.65− 0.080.54− 0.05
    平均气温
    Average temperature
    0.990.040.920.110.96− 0.020.99− 0.04
    平均降水
    Mean precipitation
    0.800.170.660.140.440.090.590.12
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-03
  • 修回日期:  2019-01-23
  • 刊出日期:  2019-04-01

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