中原城市群水生态空间演变时空特征及其驱动机制——基于时空立方体与可解释机器学习分析.pdfVIP

第４５卷第１０期生态学报Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１０

２０２５年５月ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｙ，２０２５

ＤＯＩ：１０．２０１０３／ｊ．ｓｔｘｂ．２０２４１１１８２８２８

张轲，尹力，赵浪，魏伟，薄立明．中原城市群水生态空间演变时空特征及其驱动机制———基于时空立方体与可解释机器学习分析．生态学报，

２０２５，４５（１０）：４６９７⁃４７１５．

ＺｈａｎｇＫ，ＹｉｎＬ，ＺｈａｏＬ，ＷｅｉＷ，ＢｏＬＭ．Ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｈｙｄｒｏ⁃ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｐａｃｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎＺｈｏｎｇｙｕａｎＵｒｂａｎ

Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ：ａｎａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎａｓｐａｃｅ⁃ｔｉｍｅｃｕｂｅａｎｄｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｂｌｅｍａｃｈｉｎｅｌｅａｒｎｉｎｇ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２５，４５（１０）：４６９７⁃４７１５．

中原城市群水生态空间演变时空特征及其驱动机制

———基于时空立方体与可解释机器学习分析

１２２２，３３，∗

张轲，尹力，赵浪，魏伟，薄立明

１黄淮学院建筑工程学院，驻马店４６３０００

２武汉大学城市设计学院，武汉４３００７２

３武汉大学中国发展战略与规划研究院，武汉４３００７２

摘要：中原城市群是推动黄河流域高质量发展的核心空间载体，科学认知其水生态空间演变的时空特征及形成机制，对黄河下

游地区水生态空间管制和国土空间规划具有重要支撑作用。采用时空立方体刻画２０００—２０２３年长时序中原城市群水生态空

间年际演变动态及典型模式，从规模⁃位置２个维度综合分析空间结构转型特征，进而利用Ｍａｎｔｅｌｔｅｓｔ矩阵分析水生态空间结构

转型与驱动因素的相关性关系，在此基础上运用ＸＧＢｏｏｓｔ模型和可解释机器学习ＶＩＶＩ⁃ＰＤＰ框架从驱动因素重要程度、交互作

２

用强度和非线性依赖关系分析演变机制。结果表明：①近２３年中原城市群水生态空间增加８０５．５３ｋｍ，增幅高达３３．５２％，整体

呈现“上升—平稳—上升—平稳”的动态变化趋势，在稳定的基础上逐步提升；②“农业空间⁃水生态空间”的动态转换现象尤为

显著，且在城市群的六大功能分区中差异明显，其中高效生态示范区的水生态空间转型最为活跃，核心发展区与跨区域协同发

展区相对活跃，而转型创新发展区和承接产业转移区转换度较低；水生态空间动态转换的高⁃高聚类区，即水生态空间的转入和

转出均较为频繁的区域，主要集中于水资源丰富的西部、南部与东部地区，低⁃低聚类区则多位于北部和中部地区，其水生态空

间的转入和转出均较为有限；③自然地理基础与交通区位条件是中原城市群水生态空间动态转型过程中的主导因素，然而，在

水生态空间向农业空间的转出和城镇空间向水生态空间的转入过程中，社会经济因素作用逐渐凸显，自然与人文因素的交织作

用使得转型过程呈现出多重因素交织、区域差异显著的驱动机制。

关键词：水生态空间；时序遥感；分异格局；驱动因素；水生态保护；中原城市群

Ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｈｙｄｒｏ⁃ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｐａｃｅ

ｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎＺｈｏｎｇｙｕａｎＵｒｂａｎＡｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ：ａｎａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎａｓｐａｃｅ⁃ｔｉｍｅ

ｃｕｂｅａｎｄｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｂｌｅｍａｃｈｉｎｅｌｅａｒｎｉｎｇ

１２２２，３３，∗

ＺＨＡＮＧＫｅ，ＹＩＮＬｉ，ＺＨＡＯＬａｎｇ，ＷＥＩＷｅｉ，ＢＯＬｉｍｉｎｇ

１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｎｇｈｕａｉ