全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 21 期摇 摇 2011 年 11 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
基于景观格局理论和理想风水模式的藏族乡土聚落景观空间解析———以甘肃省迭部县扎尕那村落为例
史利莎,严力蛟,黄摇 璐,等 (6305)
……
……………………………………………………………………………
武夷山风景名胜区景观生态安全度时空分异规律 游巍斌,何东进,巫丽芸,等 (6317)…………………………
旅游地道路生态持续性评价———以云南省玉龙县为例 蒋依依 (6328)…………………………………………
城市空间形态紧凑度模型构建方法研究 赵景柱,宋摇 瑜,石龙宇,等 (6338)……………………………………
丹顶鹤多尺度生境选择机制———以黄河三角洲自然保护区为例 曹铭昌,刘高焕,徐海根 (6344)……………
西南喀斯特区域水土流失敏感性评价及其空间分异特征 凡非得,王克林,熊摇 鹰,等 (6353)…………………
流域尺度海量生态环境数据建库关键技术———以塔里木河流域为例 高摇 凡,闫正龙,黄摇 强 (6363)………
雌雄异株植物鼠李的生殖分配 王摇 娟,张春雨,赵秀海,等 (6371)………………………………………………
长白山北坡不同年龄红松年表及其对气候的响应 王晓明,赵秀海,高露双,等 (6378)…………………………
不同高寒退化草地阿尔泰针茅种群的小尺度点格局 赵成章,任摇 珩,盛亚萍,等 (6388)………………………
残存银杏群落的结构及种群更新特征 杨永川,穆建平,TANG Cindy Q,等 (6396)……………………………
濒危植物安徽羽叶报春两种花型的繁育特性及其适应进化 邵剑文,张文娟,张小平 (6410)…………………
神农架海拔梯度上 4 种典型森林的乔木叶片功能性状特征 罗摇 璐,申国珍,谢宗强,等 (6420)………………
不同植被恢复模式下煤矸石山复垦土壤性质及煤矸石风化物的变化特征
王丽艳,韩有志,张成梁,等 (6429)
………………………………………
……………………………………………………………………………
火烧对黔中喀斯特山地马尾松林分的影响 张摇 喜,崔迎春,朱摇 军,等 (6442)…………………………………
内蒙古高原锦鸡儿属植物的形态和生理生态适应性 马成仓,高玉葆,李清芳,等 (6451)………………………
古尔班通古特沙漠西部梭梭种群退化原因的对比分析 司朗明,刘摇 彤,刘摇 斌,等 (6460)……………………
白石砬子国家级自然保护区天然林的自然稀疏 周永斌,殷摇 有,殷鸣放,等 (6469)……………………………
黑龙江省东完达山地区东北虎猎物种群现状及动态趋势 张常智,张明海 (6481)………………………………
基于 GIS的马铃薯甲虫扩散与河流关系研究———以新疆沙湾县为例 李摇 超,张摇 智,郭文超,等 (6488)……
2010 年广西兴安地区稻纵卷叶螟发生动态及迁飞轨迹分析 蒋春先,齐会会,孙明阳,等 (6495)……………
B型烟粉虱对寄主转换的适应性 周福才,李传明,顾爱祥,等 (6505)……………………………………………
利用 PCR鄄DGGE方法分析不同鸡群的盲肠微生物菌群结构变化 李永洙,Yongquan Cui (6513)………………
鸡粪改良铜尾矿对 3 种豆科植物生长及基质微生物量和酶活性的影响
张摇 宏,沈章军,阳贵德,等 (6522)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
铜绿微囊藻对紫外辐射的生理代谢响应 汪摇 燕,李珊珊,李建宏,等 (6532)……………………………………
10 种常见甲藻细胞体积与细胞碳、氮含量的关系 王摇 燕,李瑞香,董双林,等 (6540)…………………………
冬季太湖表层底泥产毒蓝藻群落结构和种群丰度 李大命,孔繁翔,于摇 洋,等 (6551)…………………………
城市机动车道颗粒污染物扩散对绿化隔离带空间结构的响应 蔺银鼎,武小刚,郝兴宇,等 (6561)……………
新疆城镇化与土地资源产出效益的空间分异及其协调性 杨摇 宇,刘摇 毅,董摇 雯,等 (6568)…………………
山东潍坊地下水硝酸盐污染现状及 啄15N溯源 徐春英,李玉中,李巧珍,等 (6579)……………………………
增温对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响 肖国举,张摇 强,张峰举,等 (6588)……………………………………
一种估测小麦冠层氮含量的新高光谱指数 梁摇 亮,杨敏华,邓凯东,等 (6594)…………………………………
黄河上游灌区稻田 N2O排放特征 张摇 惠,杨正礼,罗良国,等 (6606)…………………………………………
专论与综述
植物源挥发性有机物对氮沉降响应研究展望 黄摇 娟,莫江明,孔国辉,等 (6616)………………………………
植物种群更新限制———从种子生产到幼树建成 李摇 宁,白摇 冰,鲁长虎 (6624)………………………………
研究简报
遮荫对两个基因型玉米叶片解剖结构及光合特性的影响 杜成凤,李潮海,刘天学,等 (6633)…………………
学术信息与动态
科学、系统与可持续性———第六届工业生态学国际大会述评 石海佳,梁摇 赛,王摇 震,等 (6641)……………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*340*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄11
封面图说: 鹤立———丹顶鹤是世界 15 种鹤数量极小的一种,主要栖息在沼泽、浅滩、芦苇塘等湿地,以捕食小鱼虾、昆虫、蛙蚧、
软体动物为主,也吃植物的根茎、种子、嫩芽。 善于奔驰飞翔,喜欢结群生活。 丹顶鹤属迁徙鸟类,主要在我国的黑
龙江、吉林,俄罗斯西伯利亚东部、朝鲜北部以及日本等地繁殖。 在长江下游一带越冬。 在中国文化中有“仙鹤冶之
说。 被列为中国国家一级重点保护野生动物名录,濒危野生动植物种国际贸易公约绝对保护的 CITES 附录一物种
名录。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 21 期
2011 年 11 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 21
Nov. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:中国科学院“西部之光冶人才培养计划项目(XBBS200805);国家自然科学基金资助项目(40901092)
收稿日期:2011鄄06鄄13; 摇 摇 修订日期:2011鄄09鄄01
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: liuy@ igsnrr. ac. cn
杨宇, 刘毅, 董雯, 李莉.新疆城镇化与土地资源产出效益的空间分异及其协调性.生态学报,2011,31(21):6568鄄6578.
Yang Y, Liu Y, Dong W, Li L. Spatio鄄temporal variation analysis of urbanization and land use benefit of oasis urban areas in Xinjiang. Acta Ecologica
Sinica,2011,31(21):6568鄄6578.
新疆城镇化与土地资源产出效益的
空间分异及其协调性
杨摇 宇1,2, 刘摇 毅1,*, 董摇 雯3, 李摇 莉1
(1. 中国科学院地理科学与资源研究所,北京摇 100101; 2. 中国科学院研究生院,北京摇 100039;
3. 中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐摇 830011)
摘要:通过探索性空间分析以及协调发展度函数对 1995—2008 年新疆城镇化水平和土地资源产出效益的空间效应及两者之间
的协调发展程度进行了系统分析,得出结论:(1)新疆各县市城镇化水平和土地资源产出效益在空间上均呈现明显的空间集
聚。 总体而言天山北坡和南疆铁路沿线是城镇化和土地资源产出效益热点相对集中的区域。 (2)从协调发展度来看,整体上
呈现纺锤体结构,“弱者恒弱冶的马太效应难以打破,南北疆城镇呈现不同的演变轨迹。 (3)将新疆所有城镇分为同步协调型、
城镇化滞后型、土地效益滞后型、逐步磨合型、低级协调型五种类型,其中同步协调型城镇较少,其他类型的城镇数量较为均等。
关键词:ESDA;土地资源产出效益;城镇化水平;协调发展度
Spatio鄄temporal variation analysis of urbanization and land use benefit of oasis
urban areas in Xinjiang
YANG Yu1,2, LIU Yi1,*, DONG Wen3, LI Li1
1 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China
Abstract: An oasis city is the area of arid land most sensitive to the effects of human activities. Land resources are the
crucial factors in the regional development of the oasis area. The man鄄land relationship is more complex during the process
of urbanization because of the limitation and vulnerability of oasis land resources. Whether the land use benefit constantly
improves with the urban development is one of the key problems in the urbanization of arid areas. This paper examines the
spatial patterns of land use benefits and urbanization and their interactions in Xinjiang Province in China. In order to do so,
we draw on data associated with efficiency of land use and urbanization for the years 1995, 2000, 2005 and 2008. The
paper investigates the extent to which the agglomeration of population and economic activities varies geographically and
interplays with spatial patterns of resource efficiency through computation of Global Moran忆s I index, Getis鄄Ord Gi* index
and a coordinated development model. The method used provides clear evidence that urbanization and land resource
efficiency have uneven spatial patterns due to oasis distribution and the initial phase of urban development. More
specifically, the paper concludes firstly that the urbanization and land resource efficiency of counties in Xinjiang appear to
show spatial agglomeration. Two hot spots were concentrated mainly on the northern slope of the Tianshan Mountain and the
counties along the southern Xinjiang railway. The levels of social and economic development and city construction in
Xinjiang are highest in these two areas. The scale of oasis cities is generally small and based on oasis agriculture. The
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dominant patterns of regional city development in states in Xinjiang are currently either cities with a central hub or those
developed along the traffic routes. The irregular patterns of regional development influence the agglomeration of urbanization
and land use. The second conclusion is that oasis cities are obviously restricted in external contact with other cities owing to
the closed nature of the oasis system. Once the center鄄peripheral mode of urbanization and land use has been formed, it is
difficult to change it in the short term. Coordination between urbanization and land resource efficiency showed a “spindle冶
structure as a whole, suggesting a relatively stable Matthew Effect in which the strong get stronger and the weak get weaker.
Areas in the northern and southern parts of Xinjiang have demonstrated different trajectories of development. The third
conclusion is that by classifying the counties of Xinjiang into five categories of coordination between urbanization and land
efficiency (areas with simultaneous coordination, urbanization鄄lagging, land efficiency鄄lagging, gradual adjusting and low
level of coordination), very few of the urban areas in the study have shown simultaneous coordination, whereas there are
relatively similar numbers of urban areas with other types of coordination.
Key Words: ESDA; land use benefit; urbanization; coordination degree
土地资源产出效益是指在土地利用过程中,单位面积土地投入与消耗在区域发展的社会、经济、生态与环
境等方面所实现的物质产出或有效成果[1]。 土地资源的产出效益一定程度上反映了城镇化进程中国民经济
产出的空间分配效应,是衡量城镇化水平的一个重要因素。 中国正经历着人类历史上前所未有的城镇化进
程[2],土地资源利用问题引起了学者们的广泛关注。 针对土地资源的产出效益,学者们从不同的角度采用投
入产出比、人口密度、容积率等单一指标方法和数据包络分析、层次分析法等建立综合评价指标体系和模型进
行了大量研究[3鄄6]。 关于城镇化与土地效益,学者们主要从城镇化发展与土地资源供给[7]、城镇化进程中土
地利用变化及耦合关系[8鄄10]、土地利用结构和空间形态及其区域差异[11鄄13]、土地利用的多功能性度量[14鄄15]、
城镇化过程中的土地空间扩张[16鄄17]、城镇化进程中的水土资源配置[18]以及中国快速城镇化与土地资源有效
利用等角度[19]进行了深入的理论探讨,并选取典型区进行了实证研究。 综合已有研究,土地资源产出效益评
价主要集中在基于时间序列的某个区域的评价或者对不同地区土地利用效益差异的评价,城镇化与土地资源
的研究主要集中在土地利用结构和空间扩张等方面,而关于不同区域的土地资源产出效益的空间扩散与集聚
效应和城镇化水平的高低与土地产出效益之间是否协调的研究较少。
绿洲城市是干旱区受人类影响最深刻的地域。 绿洲土地资源的有限性和脆弱性决定了其城镇化过程中
人地关系更具复杂性。 关于绿洲土地利用的研究主要集中在干旱区绿洲土地利用类型以及景观格局变
化[20鄄23],土地资源产出效益的研究较少。 近年来伴随干旱区绿洲大规模的水土开发,城镇化水平得到了明显
提高,但同时也给有限的土地资源带来了巨大的压力。 新疆城镇人口从 2000 年淤的 624. 81 万人增加到 2008
年的 844. 65 万人,城镇化水平从 33. 75%增加到 39. 64% ,年均增加 0. 73% ,处于城市化初级阶段向加速阶段
过渡的时期,城镇化的空间格局差异较大,2008 年天山北坡城镇化率达到 64% ,而南疆部分县市城镇化水平
尚不足 10% 。 2010 年中央援疆经济工作会议的召开,各省市的援疆建设将进一步加大新疆土地资源开发的
力度。 在此背景下探讨新疆土地资源产出效益的空间差异和空间效应、分析土地利用效益与城镇化的耦合发
展状态,不仅可以丰富土地资源产出效益研究在我国不同区域的研究成果,而且对促进绿洲城镇与土地资源
产出效益的协调发展具有重要的理论与现实意义。
1摇 研究方法
采用地均国内生产总值分析土地资源产出效益,考虑新疆自然地理条件的特殊性及统计资料的缺失,此
9656摇 21 期 摇 摇 摇 杨宇摇 等:新疆城镇化与土地资源产出效益的空间分异及其协调性 摇
淤 2000 年及以后新疆城镇人口和乡村人口按“五普冶城乡划分口径,本文涉及的 1995 年份的统计口径为公安年报口径;统计口径稍有不同,但
不影响冷热点格局的演化分析。
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处面积为实际利用的土地面积,即农用地和建设用地的总和。
1. 1摇 Global Moran忆s I
全局 Moran忆s I(Global Moran忆 s I,GMI)指数是对观测值空间模式的整体定量描述,主要探索某一属性数
据在区域中的整体分布状况,判断该现象在空间上是否存在集聚,从而分析整个研究区的空间关联结构模式。
GMI =
移
n
i = 1
移
n
j = 1
Wij(X i - 軈X)(X j - 軈X)
S2移
n
i = 1
移
n
j = 1
Wij
(1)
式中, S2 = 1n移
n
i = 1
(X i - 軈X) 2 , 軈X =
1
n移
n
i = 1
X i ,n为新疆行政单元数量,X i和 X j分别为属性特征 X在空间单元 i和 j
上的观测值, Wij为采用临近标准构建的空间权重矩阵。 GMI 的取值范围为(-1,1),通过 GMI 可以直接判断
研究区的集聚水平,在给定显著性水平时,GMI显著为正,表明研究区观测值具有明显的集聚态势;若 GMI 显
著为负,表明研究区的观测值具有明显的空间差异;若 GMI为 0,表明研究区内各单元观测值呈现无规律的随
机分布现象。
1. 2摇 Getis鄄Ord Gi*
Getis鄄Ord Gi*指数通过对子区域中的信息进行分别分析,探索各区域信息变化,判断区域内部空间的异
质性,可以识别不同区域热点区与冷点区的空间分布,能很好的反映某一区域与临近区域单元属性值的关联
程度。
G*i (d) 2 =移
n
j = 1
Wij(d)X j 移
n
j = 1
X j (2)
为便于解释和比较,对 G*i (d) 进行标准化处理。 Z (G*i ) 2 = G*i - E(G*i ) / Var(G*i ) ,其中 Wij为空间权
重矩阵,空间相邻为 1,不相邻为 0。 E(G*i )和 Var(G*i )分别为 G*i 的数学期望和变异数;其中,如果 Z(G*i )为
正且显著,表明位置 i周围的值相对较高(高于均值),属高值空间集聚(热点区);反之,如果 Z(G*i )为负且显
著,则表明位置 i周围的值相对较低(低于均值),属低值空间集聚(冷点区)。
1. 3摇 协调发展水平分析
设土地资源产出效益和城镇化水平在时间点 t的发展水平的度量函数分别为 f( t,x)和 g( t,y),其中 x,y
分别为 f(x)、g(y)的特征向量。 f( t,x)和 g( t,y)的相对离差系数越小则两者之间的协调性越高,两者的协调
发展度评价函数为:
D = C 伊 T (3)
T=af(x)+ bg(y) (4)
C = f(x) 伊 g(y) f(x) + g(y)[ ]2 }{
2 2
(5)
式中,D为土地资源产出效益与城镇化的协调发展水平;C 为协调度,T 为发展度,a 和 b 是权重系数,因考虑
两个系统之间的协调关系,此处均取值为 0. 5。
2摇 数据来源
选取 1995、2000、2005 和 2008 年为研究时段。 研究数据来源于《新疆统计年鉴》 (1996、2001、2006 和
2009 年)和《新疆土地利用调查汇总数据表》(1995、2000、2005 和 2008 年)。 2007 年 8 月米泉市撤并入乌鲁
木齐,为保证研究的完整性,本文自 1995 年起将其与乌鲁木齐合并论述。
3摇 绿洲城镇化与土地资源效益的空间分异
3. 1摇 土地资源产出效益的空间格局及演化
根据土地资源效益的 Global Moran忆s I 的值和相关指标的计算,4 个年份的 Global Moran忆s I 估计值全部
为正(表 1),且各年份能够在 0. 01 的置信区间上通过检验,检验结果显著。 Global Moran忆s I均大于 0. 1,说明
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表 1摇 新疆各县市土地资源产出效益的Moran忆s I估计值
Table 1摇 Estimation of Moran忆s I for land use benefit of Xinjiang
指标
Index
年份 Year
1995 2000 2005 2008
Moran忆s I 0. 16 0. 17 0. 11 0. 19
E(I) 0. 15 0. 15 0. 15 0. 15
Z(I) 3. 05 3. 16 0. 86 2. 99
Sig. 0. 00 0. 00 0. 01 0. 00
在 1%的置信区间上,土地资源产出效益在空间上显
著正相关,表明土地资源利用效益相似的县市呈现较
为明显的空间集聚。 Global Moran忆s I 的的值自 1995
年后呈上升趋势,说明随着时间的推移,研究区土地
资源产出效益较高和较低的区域集聚的趋势不断增
强。 Global Moran忆s I 的的值在 2005 年有所下降,原
因可能在于小城镇的发展对土地资源产出效益的影
响,新疆的小城镇散落在绿洲之上,其发展提高了土
地资源产出效益,使土地资源产出效益的空间集聚状态有所下降。 目前,天山北坡和南疆铁路沿线这两个新
疆城镇集中分布的区域的发展仍以集聚为主要趋势,这决定了土地资源产出效益也以集聚为主,并且随着两
条城镇带的进一步建设和发展,2008 年土地资源产出效益的集聚态势进一步增强。 从建设用地看,这两条城
镇带集中了乌鲁木齐、石河子、克拉玛依、库尔勒等中心城市和次级中心城市,建设用地相对于其他城市集约
程度高,单位面积的土地效益也高于其他城市。 从农用地看,这两条城镇带是新疆的粮食、棉花和特色农产品
加工基地的集中分布区,绿洲农业现代化水平较高,农用地产出水平相应较高。 总体上,城镇空间分布和产业
布局的特征决定了新疆土地资源产出效益整体上呈集聚状态。
冷点区域 次冷区域 次热区域 热点区域
-2.082—-0.787
-0.787—-0.536
-0.536—1.4501.450—4.146
-0.332—-0.299
-0.299—-0.108
-0.108—0.7910.791—7.139
-0.338—-0.258
-0.258—-0.102
-0.102—1.1991.199—7.915
-0.398—-0.323
-0.323—-0.114
-0.114—1.3421.342—5.857
土地资源效益 (1995年)
土地资源效益 (2005年) 土地资源效益 (2008年)
土地资源效益 (2000年)
图 1摇 新疆土地资源产出效益的热点区演化
Fig. 1摇 Evolvement of spatial pattern of land use benefit of hot spots area
本文绘制图件地图来源为中国地图出版社 2008 年 8 月出版的《新疆维吾尔自治区地图册》
从冷热点演化格局看(图 1),1995 年以来新疆土地资源产出效益热点区域呈空间集聚趋势。 热点区域
以天山北坡和南疆铁路沿线为主呈带状分布,说明这两个区域是新疆土地资源产出效益最高的区域,并且始
1756摇 21 期 摇 摇 摇 杨宇摇 等:新疆城镇化与土地资源产出效益的空间分异及其协调性 摇
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终表现为不断集聚的状态,是土地资源相对集约利用和产出较高的区域。 原因在于这两个区域是新疆城镇发
展水平和建设程度最高的区域,以绿洲农业为基础的绿洲城镇沿交通线呈串珠状分布。 而环塔里木盆地南缘
和环准噶尔盆地北缘的城镇经济发展程度较低,土地利用方式粗放,土地效益低下,大部分县市长期处在冷点
区域。
各类型区域的数量变化呈现不同的态势。 热点区域的数量总体稳定,略有波动,4 时段的热点区域较为
集中,波动幅度较小。 次热点区域波动较大,降幅明显,从 1995 年的 37. 65%下降到 2008 年的 5. 88% (表 2)。
冷点和次冷点区域的比重不断增大,呈现持续上升的状态。 主要原因在于绿洲城镇“大分散、小集中冶的特性
使得区域中心城镇的集聚作用明显,绿洲城镇的发展仍以集聚为主,。 区域中心城镇是第二、三产业的集中
地,城镇建设用地的土地效益高,区域中心城镇周围的农业用地方式较其他区域更为集约。 新疆的粮食基地、
特色农产品基地、设施农业建设也都围绕着二级中心城镇展开,导致了土地资源产出效益也呈现出与城镇空
间分布大致相同的空间格局。 冷点区域在城镇建设滞后、产业发展缓慢、农业现代化水平低等多重作用下呈
现出“弱者恒弱冶的马太效应。
表 2摇 各类型区域行政单元数目及比重
Table 2摇 Account and proportion of different type
区域类型
Spots
1995
数量
Amount
比重 / %
Proportion
2000
数量
Amount
比重 / %
Proportion
2005
数量
Amount
比重 / %
Proportion
2008
数量
Amount
比重 / %
Proportion
热点区域 Hot spot 5 5. 88 6 7. 06 6 7. 06 6 7. 06
次热区域 Sub鄄hot spot 32 37. 65 15 17. 65 8 9. 41 5 5. 88
次冷区域 Sub鄄cold spot 30 35. 29 25 29. 41 41 48. 24 32 37. 65
冷点区域 Cold spot 18 21. 18 39 45. 88 30 35. 29 44 51. 76
从冷热点区域的演化过程看,热点区域主要集中在乌鲁木齐、石河子、库尔勒、克拉玛依、伊宁、喀什等中
心和次中心城镇。 这些城镇经济发达,多以城郊型农业为主,始终是土地资源效益的热点区域。 次热点区域
变化明显,1995 年次热点区域较多,主要集中在天山北坡、阿克苏、喀什和伊犁地区,大分散、小集中的空间分
布格局尤为明显。 2000 年次热点区域从 32 个减少为 15 个,2005 年减为 8 个,2008 年减为 5 个,数量明显减
少,零星分布在各地州的中心地区。 冷热点区域的演化呈金字塔式结构,中心城镇的极化作用不断增强,土地
资源产出效益不平衡的态势不断加剧。
表 3摇 新疆城镇化水平的Moran忆s I估计值
Table 3摇 Estimation of Moran忆s I for urbanization level of Xinjiang
指标
Index
年份 Year
1995 2000 2005 2008
Moran忆s I 0. 21 0. 15 0. 47 0. 51
E(I) 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34
Z(I) 5. 61 3. 85 11. 54 12. 4
Sig. 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00
3. 2摇 城镇化水平的空间格局及演化
本文选取城镇人口占总人口的比重对城镇化水
平进行评价。 Global Moran忆s I 的值和相关指标的计
算表明 4 个年份的 Global Moran忆s I 估计值全部为正
(表 3),且各年份能够在 0. 01 的置信区间上通过检
验,检验结果显著。 说明在 1%的置信区间上,新疆的
城镇化水平在空间上正相关,但是从数值来看,各年
份的相关程度不同。 1995 和 2000 年 Moran忆s I 的值
为 0. 21 和 0. 15,略大于 0,相邻地区存在较弱的正相关,呈现弱集聚格局。 2005 和 2008 年的 Moran忆s I 值较
大,分别为 0. 47 和 0. 51,说明相邻区域的城镇化水平在空间上呈现较强的空间集聚状态。 随着时间的推移
新疆城镇化水平的格局呈现稳步集聚的态势,这与新疆绿洲城镇的特点以及城镇发展的阶段相一致。 目前,
新疆绿洲城镇的总体发展水平均较低,除乌鲁木齐外呈现出以较大规模绿洲的中心城镇为极核的空间发展
格局。
从冷热点空间格局看,1995 年以来新疆各县市城镇化水平的热点区域的空间分布相对稳定,呈现由北向
南、由密到疏逐步扩散的空间分布特点,北疆城镇化水平的热点区域显著多于南疆(图 2)。 天山北坡是热点
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区域最集中的地带,基本形成了以乌鲁木齐、克拉玛依、昌吉和石河子等为核心的连续面状发展带。 以南疆铁
路为发展轴线的城镇带初具规模,零星的分布着喀什、阿克苏、库尔勒等热点和次热点区域。 和田、喀什和阿
克苏城镇化水平较低,始终是冷点区域集聚最明显的区域。 其重要原因在于南疆城镇自身规模较小、经济发
展水平低,缺乏能够带动区域发展的核心,城镇化水平与其他区域相比有逐渐扩大的趋势。
新疆城镇发展受自然地理和交通条件的影响明显。 自然地理条件决定了城镇间的联系主要靠铁路、公路
等交通干线,北疆地区的交通道路网较为密集,城镇热点区域演化明显。 随着乌鲁木齐等中心城镇的发展,城
镇扩散作用趋于明显,城镇的次热点区域呼图壁、玛纳斯等逐步演变为热点区域,并带动一批次冷区域向热点
区域演化,形成连片发展态势,热点和次热点区域覆盖了天山北坡及塔城、伊宁和阿勒泰地区的大部分城镇,
向西发展的开放型城镇格局逐步形成,口岸城镇的发展将进一步加快北疆城镇化热点演化的态势。 与北疆相
比,南疆城镇之间联系程度较弱,巴州、阿克苏、和田和喀什地区的城镇间以廊道联系为主,空间联系格局相对
松散,只在南疆铁路沿线零星分布着库尔勒、喀什和阿克苏等热点和次热点区域。 自 1995 年以来除巴州部分
县市成为次热点区域外,其他区域变化不明显,形成了环塔里木盆地的城镇化冷点区域,尤其是塔里木盆地南
缘的和田地区,这种冷点区域集中态势多年来未曾打破,仍然处在以绿洲为基础的封闭式的城镇发展过程中,
南疆和北疆城镇化发展的不平衡性进一步加剧。
冷点区域 次冷区域 次热区域 热点区域
-1.668—-0.724
-0.724—0.8190.819—1.1531.153—3.605
-1.680—-0.818
-0.818—0.8130.813—0.8860.887—3.002
-1.719—-0.763
-0.763—-0.907
-0.907—0.9910.991—3.145
-1.233—-0.660
-0.660—0.0740.074—1.1721.172—4.099
城镇化水平 (1995年)
城镇化水平 (2005年)
城镇化水平 (2000年)
城镇化水平 (2008年)
图 2摇 新疆城镇化水平的热点区演化
Fig. 2摇 Evolvement of spatial pattern of urbanization level of hot spots area
4摇 城镇化水平与土地资源产出效益的协调性分析与类型划分
4. 1摇 城镇化水平与土地资源产出效益的协调性评价
摇 摇 城镇化水平与土地资源产出效益的协调发展是指在区域发展中两者彼此和谐一致,是一种状态,也是一
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个过程。 为便于城镇化水平和土地资源产出效益协调性的评价,消除量纲影响,对土地资源产出效益进行标
准化归到(0,1)的开区间,通过协调发展度函数对两者的关系进行度量,将各时间段两者的发展状态分为协
调发展度高、较高、一般、较低和低五种类型(图 3)。
从图 3 可以看出,协调发展度高的区域主要集中在天山北坡,协调发展度较高的区域集中在天山北坡及
其周边区域,南疆地区零星分布。 协调发展度一般的区域分布相对集中,主要分布在天山北坡及其周边区域
和南疆的巴州。 协调发展度低和较低的区域主要集中在环塔里木盆地的南疆三地州,其中和田和喀什地区是
协调发展度低的集中分布区域。 这与新疆目前城镇发展的格局相吻合。
天山北坡是新疆城镇最为集中的区域,城镇化水平较高,随着天山北坡的建设,其城镇用地面积将进一步
扩大,土地产出效益将不断增大。 同时,天山北坡农业较为发达,如玛纳斯、呼图壁、石河子等地基本实现农田
的产业化、规模化和集约化利用,农业土地效益较高。 而南疆三地州的大部分区域城镇规模小,农业人口比例
高、城镇化水平低,第二、三产业发展滞后,农业用地利用方式粗犷、产出效益非常低,协调发展度较低,“弱者
恒弱冶的马太效应难以打破。
协调发展度低 协调发展度较低 协调发展度一般 协调发展度较度 协调发展度高
0—0.1000.100—0.2100.210—0.2800.280—0.5100.510—1.000
0—0.0700.070—0.1700.170—0.2800.280—0.5300.530—1.000
0—0.1300.130—0.2500.250—0.3600.360—0.5500.550—1.000
0—0.1300.130—0.2500.250—0.3800.380—0.5500.550—1.000
协调发展度 (1995年)
协调发展度 (2005年) 协调发展度 (2008年)
协调发展度 (2000年)
图 3摇 新疆城镇化水平和土地资源产出效益协调发展度空间格局
Fig. 3摇 Spatial pattern of coordinated development degree between urbanization level and land use benefit
从各类型区域协调发展度的数量变化来看,协调发展度高和低的区域所占比例较低,而协调发展度一般
和较低的区域占主导地位。 协调发展度高的区域 4 时段分别占到区域总数的 10. 59% 、8. 24% 、10. 59% 、
9郾 41% ,波动较小。 而协调发展度较高的区域呈现出明显的波动,1995 年共有 19 个城镇,占区域总数的
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22郾 35% ,2000 年下降到 15. 29% ,2005 年进而下降到 7. 06% ,2008 年稍有上升(14. 12% )。 协调发展度一般
和较低的城镇始终占区域发展的主体,4 时段这两种类型分别占总数的 58. 82% 、60% 、65. 88% 、63. 53% 。 而
协调发展度低的区域 1995 年仅占到 8. 24% ,2000 和 2005 年有所上升,占总数的 16. 47% ,2008 年稍有下降
(表 4)。
这种变化的主要原因在于新疆城镇发展水平较低,呈现以区域中心城镇集聚的发展状态。 协调发展度较
高的区域进入了次级中心集聚发展阶段,呈现出明显的收敛状态,并且次级中心有减少的趋势。 其他城镇规
模较小,以绿洲农业为基础的城镇开放性较低,长远来看大部分城镇的发展不会有明显改变,尤其是沙漠周边
的部分城镇由于自然条件恶劣,始终处于协调发展度低的状态,这些因素决定了纺锤结构的形成和延续。
表 4摇 新疆城镇化水平和土地资源产出效益协调发展度分级表
Table 4摇 Classification of coordinated development degree between urbanization level and land use benefit
发展度
Development degree
1995
数量
Amount
比重 / %
Proportion
2000
数量
Amount
比重 / %
Proportion
2005
数量
Amount
比重 / %
Proportion
2008
数量
Amount
比重 / %
Proportion
协调发展度高
High level 9 10. 59 7 8. 24 9 10. 59 8 9. 41
协调发展度较高
Higher level 19 22. 35 13 15. 29 6 7. 06 12 14. 12
协调发展度一般
Normal level 25 29. 41 33 38. 82 30 35. 29 26 30. 59
协调发展度较低
Lower level 25 29. 41 18 21. 18 26 30. 59 28 32. 94
协调发展度低
Low level 7 8. 24 14 16. 47 14 16. 47 11 12. 94
从各类型区域城镇协调发展度的演变看,各类型区域的演变轨迹并不相同。 整体而言,乌鲁木齐、喀什、
克拉玛依、石河子、伊宁、库尔勒等始终协调发展度高。 协调度较高的城镇演化相对剧烈,在城镇化快速发展
的进程中,土地资源产出效益并没有得到有效的提高,导致两者的协调发展度降低,主要表现在区域中心城镇
和一些经济社会发展水平较高的县市,如玛纳斯、呼图壁、鄯善、阿勒泰等。 如阿勒泰市 2005 和 2008 年的城
镇化水平分别为 64. 13%和 64. 98% ,但是土地资源产出效益仅为 61. 18 万元 / km2和 27. 34 万元 / km2,增速较
慢甚至出现土地资源效益下降的现象,两者发展的一致性较差,协调发展度仅为 0. 42 和 0. 45。
协调发展度低的城镇总体来说相对稳定,但其内部也呈现出不稳定的现象。 绿洲农业是小城镇发展的重
要支撑,以农业为主的县市,农业规模化和产业化效益明显,农用地效益较高,同时以农副产品加工业为主的
园区建设等拉动了经济的增长,提高了土地的产出效益,但农业发展和涉农工业的发展并没有提高城镇化水
平。 如伽师县自 1995 年以来土地资源产出效益分别为 28. 39 万元 / km2、35. 60 万元 / km2、62. 29 万元 / km2、
101. 83 万元 / km2,按照自然断裂点分类,1995 和 2000 年分别是土地利用效益次热区域,且 2000 年和 2008 年
土地利用效益在新疆居于中上水平,但 4 时段伽师县的城镇化水平分别为 7. 90% 、7. 51% 、11. 40% 和
11郾 46% ,导致其协调发展度分别为 0. 06、0. 02、0. 07 和 0. 06,协调发展度始终较低。
4. 2摇 城镇化水平与土地资源效益的协调性类型划分
根据 4 时段城镇化水平和土地产出效益的标准化水平,结合其城镇化水平和土地资源产出效益的热点区
演化分析以及两者的协调发展度评价,将新疆城镇的城镇化水平和土地资源产出效益协调性归纳为以下 5 种
类型:
(1)同步协调型摇 城镇化水平高,土地效益产出也较高,两者呈协调发展状态,城镇化不仅带动城镇建设
用地的扩张和第二、三产业的发展,同时带动周边区域的农业产业结构调整,提高农业用地的效益,主要包括
乌鲁木齐、克拉玛依、石河子、奎屯和库尔勒等协调发展度较高的 8 个县市。
(2)土地效益滞后型摇 城镇化水平高,但并没有带动土地效益的提高,一方面,快速城镇化导致城镇土地
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盲目扩张,土地没有得到集约利用;另一方面城镇的发展没有有效带动农业的发展和农业土地利用效益的提
高,如哈密、阿勒泰、福海和布尔津等 23 个县市。
Y
X城镇化水平Urbanization level
土地
利用
效益
Land
use
bene
fit
逐步磨合型
低级磨合型 土地效益滞后型
城镇化滞后型 同步协调型
图 4摇 城镇化水平和土地资源产出效益的协调性类型
摇 Fig. 4 摇 Sketch map of coordination types between urbanization
level and land use benefit
(3)城镇化滞后型摇 新疆绿洲农业发展,尤其是新
疆生产建设兵团的大农业的发展,带动了新疆农业的规
模化、产业化、集约化,农业土地利用效益较高。 同时城
镇的农副产品加工业等轻工业的发展和轻工业园区的
发展提高了绿洲城镇建设用地的效益,但是这些涉农产
业的发展并没有有效带动城镇人口的增加,对城镇化水
平贡献不大,两者协调发展能力较低,如巴楚、伽师和莎
车等 16 个县市。
(4)逐步磨合型摇 在城镇发展过程中,城镇化和土
地资源产出效益并非完全同步,城镇化水平的提高可能
导致城镇土地扩张、土地效益下降等现象,但随着城镇
进一步发展,这些问题会得到一定程度的解决,在磨合
的过程中,两者状态不断趋于协调,如博乐、阿克苏、吐
鲁番和库车等 20 个县市。
(5)低级协调型摇 农业在国民经济中占据主导地位,农业人口多,城镇化水平较低,经济发展缓慢,城镇
规模较小、土地效益较低。 传统的绿洲农业耕作方式没有发生改变,土地利用方式粗放,土地产出效益低,城
镇化水平和土地效益均很低,发展度低,如于田、皮山和策勒等 18 个县市。
5摇 结论与讨论
在绿洲自然地理格局下发育起来的城市,空间上具有明显的“大分散、小集中冶且沿绿洲串珠状分布的状
态,这决定了单体城市的发展对土地资源具有严格的依赖,受水土资源约束和绿洲农业承载力的限制,城镇规
模较小,城镇间距离遥远,土地资源开发仍处在相对独立的阶段。 在自然地理条件以及城镇的空间分布、城镇
发展的阶段以及产业的布局等各方面因素的影响下,城镇化和土地资源产出效益空间分异表现出不尽相同的
状态。
(1)新疆各县市土地资源产出效益相似的地区在空间上呈现明显的集聚分布。 土地资源产出效益的热
点区域主要集中在天山北坡和南疆铁路沿线城镇带,冷点区域主要分布在环塔里木盆地南缘和环准噶尔盆地
北缘。 冷热点区域数量呈现金字塔式的结构,集聚发展态势明显。
(2)城镇化水平的空间分布呈稳定集聚态势。 冷热点区域的格局相对稳定,热点区域主要集中在天山北
坡,冷点区域主要集中在南疆的和田地区和喀什地区,冷点区域集中的态势多年未曾打破。
(3)从城镇化水平和土地资源效益的协调发展来看,整体上呈现出纺锤体的结构,“弱者横弱冶的马太效
应难以打破,协调发展度较高的区域波动明显,呈现出明显的收敛状态。 受不同条件的影响南北疆呈不同的
演变轨迹。
(4)将新疆所有的城镇分为同步协调型,城镇化滞后型、土地效益滞后型、逐步磨合型、低级协调型五种,
其中同步协调型城镇较少,均为协调发展度较高的中心和次中心城镇,其他类型城镇数量分布相对均匀。
但需要注意的是:(1)本文对城镇化水平和土地资源产出效益均选择了单一指标进行度量,在指标选取
上虽然有效了避免了其他因素的干扰,作为一个复杂系统,单一指标的选取对城镇化和土地资源产出效益的
度量面不够广,但考虑新疆自然地理条件的特殊性,土地资源指标的选取具有较大的限制。 干旱区绿洲背景
下的城镇发展的规模较小,建设用地散落在绿洲上,建设用地一定程度可以反映建成区的城镇化水平;同时现
代农业作为绿洲城镇化的重要方面,农业用地及其产出效率是其重要的表现,为此认为包含农用地的产出效
益的实际利用土地单位面积 GDP不仅兼顾小城镇而且兼顾了城乡统筹和综合性的城镇化发展的土地效益,
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是行之有效的分析工具。 尽管如此,在指标的选取上,仍需进一步探索更合理的系统性指标体系。 (2)绿洲
背景下的城镇化水平和土地资源之间的敏感性的机理研究是进一步研究的方向,如何构建更为科学的评价框
架和系统的研究体系是研究的难点。 (3)受数据的影响,研究选择了 1995、2000、2005 和 2008 年四个时间点
进行分析,尽管考虑了时间序列上城镇化与土地资源空间效益的动态变化以及协调发展度的时空演变过程,
但是针对更长时间序列、更丰富的测度指标以及更微观区域的新疆绿洲城镇发展和土地资源产出效益空间格
局的研究有待进一步深入。 借助 GIS和 RS对主要年份的城镇化过程中的建设用地、耕地的解译和分析是未
来可以考虑的研究手段,以突破统计资料缺失的限制。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 21 November,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Landscape spatial analysis of a traditional tibetan settlement based on landscape pattern theory and feng鄄shui theory:the case of
Zhagana, Diebu, Gansu Province SHI Lisha, YAN Lijiao, HUANG Lu, et al (6305)……………………………………………
Temporal鄄spatial differentiation and its change in the landscape ecological security of Wuyishan Scenery District
YOU Weibin,HE Dongjin,WU Liyun,et al (6317)
……………………
…………………………………………………………………………………
Evaluation of eco鄄sustainability of roads in a tourism area: a case study within Yulong County JIANG Yiyi (6328)…………………
Study on the compactness assessment model of urban spatial form ZHAO Jingzhu, SONG Yu, SHI Longyu, et al (6338)……………
A multi鄄scale analysis of red鄄crowned crane忆s habitat selection at the Yellow River Delta Nature Reserve, Shandong, China
CAO Mingchang, LIU Gaohuan, XU Haigen (6344)
…………
………………………………………………………………………………
Assessment and spatial distribution of water and soil loss in karst regions, southwest China
FAN Feide,WANG Kelin,XIONG Ying,et al (6353)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Construction of an eco鄄environmental database for watershed鄄scale data: an example from the Tarim River Basin
GAO Fan, YAN Zhenglong, HUANG Qiang (6363)
……………………
………………………………………………………………………………
Reproductive allocation in dioecious shrub, Rhamnus davurica WANG Juan, ZHANG Chunyu, ZHAO Xiuhai, et al (6371)………
Age鄄dependent growth responses of Pinus koraiensis to climate in the north slope of Changbai Mountain, North鄄Eastern China
WANG Xiaoming, ZHAO Xiuhai, GAO Lushuang, et al (6378)
………
…………………………………………………………………
Fine鄄scale spatial point patterns of Stipa krylovii population in different alpine degraded grasslands
ZHAO Chengzhang, REN Heng, SHENG Yaping, et al (6388)
……………………………………
……………………………………………………………………
Community structure and population regeneration in remnant Ginkgo biloba stands
YANG Yongchuan, MU Jianping, TANG Cindy Q. ,et al (6396)
……………………………………………………
…………………………………………………………………
Reproductive characteristics and adaptive evolution of pin and thrum flowers in endangered species, Primula merrilliana
SHAO Jianwen, ZHANG Wenjuan, ZHANG Xiaoping (6410)
……………
………………………………………………………………………
Leaf functional traits of four typical forests along the altitudinal gradients in Mt. Shennongjia
LUO Lu, SHEN Guozhen, XIE Zongqiang,et al (6420)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Reclaimed soil properties and weathered gangue change characteristics under various vegetation types on gangue pile
WANG Liyan, HAN Youzhi, ZHANG Chengliang, et al (6429)
…………………
……………………………………………………………………
Influence of fire on stands of Pinus massoniana in a karst mountain area of central Guizhou province
ZHANG Xi, CHUI Yingchun, ZHU Jun, et al (6442)
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Morphological and physiological adaptation of Caragana species in the Inner Mongolia Plateau
MA Chengcang, GAO Yubao, LI Qingfang, et al (6451)
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A comparative study on reasons of degenerated of Haloxylon ammodendron population in the western part of Gurbantunggut desert
SI Langming,LIU Tong,LIU Bin,et al (6460)
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Self鄄thinning of natural broadleaved forests in Baishilazi Nature Reserve ZHOU Yongbin, YIN You, YIN Mingfang, et al (6469)…
Population status and dynamic trends of Amur tiger忆s prey in Eastern Wandashan Mountain, Heilongjiang Province
ZHANG Changzhi, ZHANG Minghai (6481)
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The relationship between the occurrence of Colorado Potato Beetle, Leptinotarsa decemlineata, and rivers based on GIS: a case
study of Shawan Country LI Chao, ZHANG Zhi, GUO Wenchao, et al (6488)…………………………………………………
Occurrence dynamics and trajectory analysis of Cnaphalocrocis medinalis Guen佴e in Xing忆an Guangxi Municipality in 2010
JIANG Chunxian, QI Huihui, SUN Mingyang, et al (6495)
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Adaptability of B鄄biotype Bemisia tabaci (Gennadius) to Host Shift ZHOU Fucai, LI Chuanming, GU Aixiang, et al (6505)………
Structural change analysis of cecal bacterial flora in different poultry breeds using PCR鄄DGGE LI Yongzhu,Yongquan Cui (6513)…
Effect of chicken manure鄄amended copper mine tailings on growth of three leguminous species, soil microbial biomass and enzyme
activities ZHANG Hong, SHEN Zhangjun, YANG Guide, et al (6522)…………………………………………………………
Physiological response of Microcystis to solar UV radiation WANG Yan, LI Shanshan, LI Jianhong, et al (6532)……………………
Relationship between cell volume and cell carbon and cell nitrogen for ten common dinoflagellates
WANG Yan,LI Ruixiang,DONG Shuanglin,et al (6540)
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The community structure and abundance of microcystin鄄producing cyanobacteria in surface sediment of Lake Taihu in winter
LI Daming, KONG Fanxiang,YU Yang, et al (6551)
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Influence of green belt structure on the dispersion of particle pollutants in street canyons
LIN Yinding, WU Xiaogang, HAO Xingyu, et al (6561)
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Spatio鄄temporal variation analysis of urbanization and land use benefit of oasis urban areas in Xinjiang
YANG Yu, LIU Yi, DONG Wen, et al (6568)
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Nitrate contamination and source tracing from NO-3 鄄啄15N in groundwater in Weifang, Shandong Province
XU Chunying, LI Yuzhong, LI Qiaozhen, et al (6579)
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The impact of rising temperature on spring wheat production in the Yellow River irrigation region of Ningxia
XIAO Guoju, ZHANG Qiang, ZHANG Fengju, et al (6588)
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A new hyperspectral index for the estimation of nitrogen contents of wheat canopy
LIANG Liang, YANG Minhua, DENG Kaidong, et al (6594)
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The feature of N2O emission from a paddy field in irrigation area of the Yellow River
ZHANG Hui,YANG Zhengli,LUO Liangguo, et al (6606)
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Review and Monograph
Research perspective for the effects of nitrogen deposition on biogenic volatile organic compounds
HUANG Juan, MO Jiangming, KONG Guohui, et al (6616)
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Recruitment limitation of plant population: from seed production to sapling establishment
LI Ning, BAI Bing, LU Changhu (6624)
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Scientific Note
Response of anatomical structure and photosynthetic characteristics to low light stress in leaves of different maize genotypes
DU Chengfeng, LI Chaohai, LIU Tianxue, et al (6633)
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2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 21 期摇 (2011 年 11 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 21摇 2011
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