基于开源GIS的长江流域晴日辐射反演

以开源GIS软件GRASS为平台，首次通过辐射过程模型r.sun和编程语言Shell实现长江流域500 m分辨率的晴日辐射反演（包括直接辐射、散射辐射和反射辐射），为了解长江流域辐射时空分布规律和相关宏观气候、生态建模奠定基础。结论如下：（1）精度验证表明，晴日辐射反演结果较理想；相关晴日指数的误差指标MPE、MAPE和RMSE分别为37%、75%和64%，r.sun模型可进一步用于中国其它区域；（2）长江流域晴日辐射年均日值为2424±245 MJ/(m2·d)，其各组分差异显著，直接、散射、反射辐射分别占总辐射的842%、156%和02%；（3）晴日辐射空间分布梯度明显，沿三级地形阶梯向东辐射值及变异逐渐减小，海拔变化引起的大气衰减因素在决定晴日辐射分布时起重要作用；（4）晴日辐射季节分布不对称，月际变化总体呈倒“U”形分布；直接辐射和散射辐射变化趋势基本一致，但二者比例随大气浑浊度的变化波动剧烈。     

湖北省农地资源正外部性价值量估算——基于对农地社会与生态之功能和价值分类的分析

农地资源的正外部性直接或间接对人类福利产生影响，但由于市场机制的自身缺陷导致人们对其价值缺乏定量认识，致使农地资源得不到应有的保护，造成向城市的过度流转。以湖北省为例，在将农地资源正外部性划分为提供社会保障、保证粮食安全以及提供生态服务3个方面的基础上，以2006年为评估期日，尝试用市场价格评估的方法对其年价值和无限年期的总价值进行了估算。结果显示：2006年湖北省农地资源在提供社会保障方面的年价值及无限年期价值分别为87460元/hm2·a和34 70635元/hm2；粮食安全保障功能的年价值及无限年期价值分别为32209元/hm2·a和12 78135元/hm2；生态服务功能的年价值及无限年期价值分别为4 34855元/hm2·a和172 56151元/hm2。最终核算出湖北省正外部性的年价值总量及无限年期价值总量分别为5 54524元/hm2·a和220 04921元/hm2，这部分无法通过市场价格表现的价值大致与湖北省农地经济产出价值相当，甚至略高出5%~38%，无疑是农地价值中不容忽视的重要组成部分，应当引起土地管理者和社会决策者的充分重视。农地城市流转的失控和对农地保护的忽视实质上就是对农地正外部效用的抛弃和破坏，最终将阻碍社会经济的可持续发展。     

湖北省农地资源正外部性价值量估算——基于对农地社会与生态之功能和价值分类的分析

农地资源的正外部性直接或间接对人类福利产生影响，但由于市场机制的自身缺陷导致人们对其价值缺乏定量认识，致使农地资源得不到应有的保护，造成向城市的过度流转。以湖北省为例，在将农地资源正外部性划分为提供社会保障、保证粮食安全以及提供生态服务3个方面的基础上，以2006年为评估期日，尝试用市场价格评估的方法对其年价值和无限年期的总价值进行了估算。结果显示：2006年湖北省农地资源在提供社会保障方面的年价值及无限年期价值分别为87460元/hm2·a和34 70635元/hm2；粮食安全保障功能的年价值及无限年期价值分别为32209元/hm2·a和12 78135元/hm2；生态服务功能的年价值及无限年期价值分别为4 34855元/hm2·a和172 56151元/hm2。最终核算出湖北省正外部性的年价值总量及无限年期价值总量分别为5 54524元/hm2·a和220 04921元/hm2，这部分无法通过市场价格表现的价值大致与湖北省农地经济产出价值相当，甚至略高出5%~38%，无疑是农地价值中不容忽视的重要组成部分，应当引起土地管理者和社会决策者的充分重视。农地城市流转的失控和对农地保护的忽视实质上就是对农地正外部效用的抛弃和破坏，最终将阻碍社会经济的可持续发展。     

基于不同价值构成的耕地资源价值评估——以湖南省为例

正确认识和科学评估耕地资源的完全价值，对缓解征地补偿标准过低、土地收益分配不合理以及粮食安全和生态环境等问题具有一定指导意义。基于耕地的不同价值构成，选用相应的评估方法对湖南省不同等级耕地的总价值进行了评估，评估结果为：1~5等耕地资源单位面积的总价值分别为547 24813、481 61077、430 74534、385 86049和336 19093元/hm2；不同等级耕地上3种耕地价值的构成不一样，社会保障价值在所有不同等级耕地总价值中所占比重最大。这一研究结论对于显化耕地资源的完全价值以及抑制耕地资源的过度流失具有积极的作用     

长江流域湿地现状与变化遥感研究

湿地与湿地环境问题早已引起国际与国家层面的高度关注。基于多时相卫星遥感数据（MSS、TM/ETM、CBERS 02等），以ERDAS、ARCGIS、MAPGIS等软件为平台，在长江流域系统开展了1975、2000、2007年等不同时相湿地遥感信息提取、编图及以次级流域为单元的统计分析，全面掌握长江流域主要湿地类型、面积、结构、分布现状以及30余a的湿地变化规律，分析其自然及人类地质营力作用机制，研究其变化态势，为流域内国土资源的合理开发利用提供大区域基础资料。结果表明：长江流域湿地现状总面积为7931 9×104 km2，其中河流、湖泊、沼泽、人工湿地各占4233%、2093%、1853%、1821%；湿地类型发育齐全，空间分布广，但次级流域或局域湿地分布严重不匀且[JP2]类型结构不全；从1975~2007年的30余a，湖泊湿地总量消减889×102 km2，沼泽湿地消减591[JP]×102 km2，河流湿地增加350×102 km2，人工湿地增加了6302×103 km2，湿地总量累计增加了5172×103 km2；湿地变化方式主要是面积的增减和类型的转换，变化受制于自然与人类活动地质营力共同作用；湿地变化阶段性特征明显，2000年前为湿地不良变化期，2000年后为良性缓变期，长江流域湿地环境表现为总体趋好、局域问题较多态势     

基于能值生态足迹的浙江省可持续发展分析

应用能值分析和本地生态足迹对传统的生态足迹方法进行改进，将可更新资源和社会生产消费中的能量流换算成对应的生物生产性土地面积。对本地生态足迹的计算方法进行了优化，即对消费账户进行了贸易修正，更贴近实际。经过计算，得出浙江省2007年的人均生态承载力为1174 1 hm2，人均生态足迹为3946 2 hm2，人均生态赤字为2772 1 hm2，万元GDP生态足迹为1063 2 hm2。根据计算出2000～2008年的各项指标，〖JP+1〗进行时间上的纵向比较，分析其变化趋势。又以2007年为基准，与部分区域的相关指标进行横向比较，进而分析了浙江省的可持续发展状况。最后，结合浙江省实际，提出了发展雨水收集、潮汐能开发等新的资源能源利用模式，鼓励节约能源，大力发展林木及林产品加工产业、水产品养殖及加工产业，并对浙江省较高的资源利用效率进行了评价     

耕地资源变化的空间计量及其驱动力分析——以江苏省为例

采用1998~2008年江苏省13个地级市的耕地数据，分析了近10 a来耕地数量变化的基本过程及空间差异。然后运用Moran I指数验证了耕地资源分布空间相关性的存在，并利用空间计量模型研究了江苏省耕地数量变化的驱动机制。结果表明：（1）1998~2008年，江苏省耕地面积净减少2969×104 hm2，平均每年减少270×104 hm2。耕地数量变化存在明显的空间差异，无锡、苏州、常州、南京和镇江5个地区耕地资源减少最为严重；（2）全省耕地资源空间分布存在明显的空间相关性，1998~2008年，耕地面积Moran I值由0400 3增加至0452 4，呈逐步增强的趋势；（3）人口、经济增长和粮经作物比是江苏省耕地数量变化的主要驱动因子，其弹性系数分别为-0803、-0070、0069；（4）相邻地区各因素的空间扩散效应对耕地数量变化存在显著的影响，其弹性系数为0779，因此，未来在制定耕地保护政策，应考虑区域耕地资源分布的空间相关性，推进跨区域耕地保护机制的形成，建立一体化的区域耕地保护政策。     

江苏省耕地资源动态变化及驱动力研究

根据江苏省不同来源耕地数据差异，适当修正得到1949~2006年耕地数据序列，引入耕地变化率、耕地分布重心等指标，研究江苏省近60年来耕地资源动态变化的基本过程及其空间差异，然后运用相关分析和因子分析初步探讨了耕地数量变化的主要驱动力，并建立耕地数量变化的多元回归模型。研究表明，江苏省耕地面积经历了由增加→急剧减少→缓慢减少→快速减少的变化过程；苏北滨海平原区、中部里下河浅洼平原区及宁镇扬低山丘岗区耕地有所增加，而苏南长江三角洲平原区耕地则急剧减少，耕地重心呈现向后备资源丰富、人地矛盾较为缓和的地区移动的趋势；人口增长与农业科技进步、经济发展和农业结构调整是耕地面积变化的主要驱动因子；预测2020年江苏省耕地总量45449×104 hm2，人均耕地0053 hm2；要保护有限的耕地资源，江苏省必须转变土地利用方式，并实行严格的耕地保护政策。     

江苏省耕地资源动态变化及驱动力研究

根据江苏省不同来源耕地数据差异，适当修正得到1949~2006年耕地数据序列，引入耕地变化率、耕地分布重心等指标，研究江苏省近60年来耕地资源动态变化的基本过程及其空间差异，然后运用相关分析和因子分析初步探讨了耕地数量变化的主要驱动力，并建立耕地数量变化的多元回归模型。研究表明，江苏省耕地面积经历了由增加→急剧减少→缓慢减少→快速减少的变化过程；苏北滨海平原区、中部里下河浅洼平原区及宁镇扬低山丘岗区耕地有所增加，而苏南长江三角洲平原区耕地则急剧减少，耕地重心呈现向后备资源丰富、人地矛盾较为缓和的地区移动的趋势；人口增长与农业科技进步、经济发展和农业结构调整是耕地面积变化的主要驱动因子；预测2020年江苏省耕地总量45449×104 hm2，人均耕地0053 hm2；要保护有限的耕地资源，江苏省必须转变土地利用方式，并实行严格的耕地保护政策。     

养殖密度对中华鲟行为、免疫力和养殖环境水质的影响

以北京海洋馆驯养的野生和子一代中华鲟为对象,研究了养殖密度对中华鲟行为、免疫力和养殖环境水质的影响。结果表明：在养殖密度分别为27、24、20 kg/m3的循环水环境中，中华鲟的泳层分布改变，体型小的中华鲟变化最大。3种密度环境对中华鲟食欲未有明显影响，对野生中华鲟和F1 1998的泳速和呼吸频率也未有明显影响。27 kg/m3的密度下，F1 1998的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活力、超氧化物歧化酶/丙二醛值下降，而丙二醛水平上升。在养殖密度为27和24 kg/m3的水环境时,水体悬浮总细菌数量持续大于8 000 cfu/100 mL，年龄大的中华鲟，包括野生中华鲟和F1 1998中华鲟细菌感染。同期对水质监测结果表明，氨/铵、亚硝酸盐和浊度稳定，硝酸盐、磷酸盐和总细菌随养殖密度下降而降低，溶解氧、酸碱度上升，各密度组间存在显著性差异(〖WTBX〗p〖WTBZ〗＜005)，硝酸盐、磷酸盐、总细菌与养殖密度存在着显著的正相关。实验表明，使用循环水养殖中华鲟，环境负荷对水体微生物和养殖鱼免疫力的影响是极为显著的。推荐最佳养殖密度为20 kg/m³      

长江中游城市群太阳辐射长期变化特征及其与气象要素的关系研究

基于长江中游5个气象辐射站点1961年以来的每日太阳辐射成分及其他气象观测数据,应用线性回归、相关分析、Pettitt突变检验等方法,探讨了近半世纪以来长江中游城市群太阳辐射的变化特征,指明地面接收太阳辐射的突变年份,并分析了太阳辐射与相关气象要素的关系。结果表明:近53年来长江中游地面接收太阳总辐射呈现先下降("变暗")、后上升("变亮")的趋势,该区域的辐射变化与全球范围内的"变暗"及"变亮"的变化趋势是一致的。日照时数与太阳辐射呈现较为显著的正相关性,相关系数r为0.63;而降水量则与太阳辐射呈现负相关性,相关系数r为–0.41。太阳辐射的这种突变变化也直接导致了气温的变化,在"变暗"阶段,太阳辐射与最高气温、气温日较差呈现出显著的正相关性,相关系数分别达到0.61和0.82,但其与最低气温、平均气温的相关性则不显著;在"变亮"阶段,太阳辐射与最高气温、气温日较差、平均气温呈现出正相关性,相关系数分别为0.56、0.62以及0.46,但其与最低气温的相关性则不显著。     

南水北调中线工程水源区蒸散发计算方法比较及影响因素分析

以南水北调中线工程水源区为研究区域，采用1961~2007年9个气象站点气象观测数据和黄家港水文站实测径流资料，以FAO彭曼蒙特斯公式和水文模拟法为标准分别对多种潜在蒸散发计算方法和实际蒸散发计算方法进行比较研究，并分析了陆面蒸散发的影响因素。研究表明：南水北调中线工程水源区存在“蒸发悖论”现象，Priestley Taylor公式计算结果偏大，但与FAO 彭曼蒙特斯公式存在良好的相关关系，在气象资料较少时可以考虑建立相关方程进行推求。傅抱璞公式与水文模拟法计算结果较为接近，相关关系最优。潜在蒸散发与平均温度、气温日较差、实际水汽压、降雨量、风速、净太阳辐射、日照时数呈正相关，而实际蒸散发与平均温度、气温日较差、实际水汽压、降雨量、净太阳辐射、日照时数呈正相关，与风速呈负相关。净太阳辐射是影响陆面蒸散发的核心因素     

淡水养殖水体溶解氧含量诊断分析及浮头泛塘气象预报

通过实时监测荆州农试站养殖塘各种水质要素，结合2011~2012年养殖塘发生的25个鱼泛塘实例，探讨了养殖水体溶解氧含量与气象要素之间的联系。分析表明:养殖水体溶解氧含量与6 h变温、总辐射量、气压值正相关，与水温、空气相对湿度值负相关。从平时的调查记录来看，鱼泛塘事件主要发生在5~10月间，湿度大、气温低、气压下降、日照强度弱等都会引起溶解氧含量低，严重的会诱发鱼泛塘。根据25个鱼泛塘实例，结合气象要素的特点，提出了急剧降温降压型、寡照型、高温高热型3种鱼泛塘发生条件的概念模型，分别以实例进行了验证，并初步总结出根据气象要素观测资料进行浮头泛塘预报的方法和流程     

近50年来云贵高原太阳辐射变化特征及影响

到达地面的太阳辐射变化会对气候和生态环境产生较大影响。用云贵高原1961～2009年日射站辐射和气象观测资料，对多年来到达地面太阳总辐的年和季节变化趋势，及辐射变化对气候要素的影响进行了分析。结果表明：1961~1988年，总辐射呈明显下降趋势，之后发生逆转，1988~1994年总辐射呈显著上升趋势，1994年后其变化趋于缓和。总体呈现变暗－变亮－变缓的趋势。各季节总辐射变化的趋势为，秋季变化趋势极显著，春季变化的趋势显著，夏季变化的趋势较显著，冬季变化不明显。高原日照时数变化趋势与总辐射经历的变暗－变亮－变缓在时间上基本一致。总辐射变化对该地区的最高气温影响显著，但对蒸发量的影响不太明显。影响年辐射变化的各因子中，云量是影响高原总辐射变化的主要因素，相对湿度和能见度则影响较小     

基于客流结构的高铁经济辐射效应研究——以武汉市为例

立足对高铁经济辐射理论模式的认识,运用行为地理学的微观分析方法,以实地调查问卷为主要数据来源,以武汉市为案例,通过客流结构的系统解析透视高铁经济的辐射效应。研究表明:高铁经济的辐射效应与城市经济结构高度相关。在空间上,呈现出中心城区较强、外围城区较弱的总体态势,倾向于强化武昌、江汉和东湖高新区等核心地区的空间增长;在产业上,呈现以促进第三产业发展为主,有利于推动现代服务业和高新技术产业等主导部门的优化发展。研究结论能够为类似城市的高铁经济发展和武汉市的经济结构调整提供借鉴和启示。     

淮北平原太阳总辐射的估算及时空特征分析

利用合肥、固始辐射站太阳总辐射资料和淮北平原境内6个气象站气象观测资料，基于ngstrm模型推算出淮北平原1959~2015年太阳总辐射。应用线性倾向率和Kriging空间插值法分析地区57 a来太阳总辐射趋势变化及空间分布特征，综合采用累计距平、Mann-Kendall检验以及滑动T检验法以准确判断太阳总辐射突变年份，同时结合Morlet小波进行太阳总辐射的周期变化分析。结果表明：全年与四季，淮北平原太阳总辐射均呈现出北部辐射强，南部弱的分布差异，年太阳总辐射变化范围为 4 600~5 020 MJ·m-2，南北间年辐射平均差值为200~400 MJ·m-2；趋势与突变呈现东西分布差异，淮北平原西部太阳总辐射57 a来的减少趋势明显，均通过0.01水平的显著性检验，夏季辐射减少幅度最大。太阳总辐射的减少突变主要集中在平原西部于1980年前后发生，且突变均至少通过0.05水平的显著性检验；平原东部辐射变化幅度较小，只有夏季辐射呈显著减少趋势，其他时间段变化不显著，东部代表区域宿州在全年和四季均无突变发生；淮北平原全区存在29 a的第一主周期以及17 a的第二主周期，西部地区以27～30 a的长周期振荡为主，东部地区以9~17 a 中长周期振荡为主，西部周期振荡强度高于东部。总体淮北平原北部地区太阳总辐射资源丰富且稳定。分析表明，日照百分率的下降是导致太阳总辐射减少的主要气象因素，日照百分率还随着风速的降低而减少。 关键词： 太阳总辐射; 趋势系数; 突变点；小波分析；淮北平原     

雷达定量估测降水技术在三峡流域面雨量估算中的应用

利用完全覆盖三峡流域的3部多普勒天气雷达探测资料，并结合三峡流域周边水文自动站实时观测资料，集成多种定量降水估算方法，对三峡流域进行面雨量估算。结果表明：这种方法在一定程度上弥补了传统利用自动站观测资料采用插值方法计算流域面雨量中由于自动站观测资料时空分辨率不足的缺点，提高了流域面雨量的估算精度，从而更好的为三峡水资源利用和洪峰预报提供重要参考     

屋顶可用太阳能资源评估研究——以2000年江苏省数据为例

传统的太阳能资源评估方法是直接评估太阳能的理论储量，极少考虑太阳能使用的具体情景。基于防范传统能源使用风险的需要，根据长期观测得到的太阳辐射数据，结合太阳辐射的地理分布特征和利用太阳能的具体情形，选用技术比较成熟且易于并网使用的屋顶光伏系统作为评价依据，借助于GIS的空间分析功能，把太阳能的自然属性和社会属性结合起来，〖JP2〗建立了屋顶可用太阳能资源评估方法模型，并以江苏省为例对当地可用的太阳能资源进行了评估验证。通过分析发现，与单纯的评估太阳能理论储量相比，用屋顶可用太阳能资源评估方法得出的结果真实可信，更加符合太阳能使用的实际情形，可以直接为当地防范传统能源风险及制定能源发展规划所用     

近50年安徽省气候生产潜力演变及粮食安全气候承载力评估

安徽省是重要的粮食产区,在保障我国粮食安全中发挥着重要作用,研究该省气候生产潜力的演变特征,面向粮食安全分析其气候承载力具有显著的现实意义。本文从粮食生产与光温水等气候因子的关系出发,采用逐级订正的方法计算了安徽省的气候生产潜力及其变化特征,并根据不同生活水平下的粮食需求指标,分析了安徽省的气候承载力和剩余空间。结果表明,安徽省气候生产潜力的地理分异特征显著,其中北部高于南部、平原高于山区,高值区主要集中在沿淮及淮北地区,与耕种条件配合较好,有利于生产潜力的发挥。1961~2013年全省气候生产潜力基本呈一致下降趋势,近50年平均减少了约10%。安徽省目前粮食消费水平和结构属温饱型向小康型过渡阶段,在充分发挥气候生产潜力的前提下,全省气候资源所能承载的粮食产量均显著超过不同生活水平下的总需求量。小康水平下,气候承载力的相对剩余率总体呈东北向西南递减的趋势,除部分城市地区和山区外,全省大部地区气候承载力的剩余空间仍较富裕,能够较好的保障粮食需求。总的来看,由于安徽省光温水以及耕地等条件配合较好,气候承载力较高;虽然受太阳辐射影响,近年来气候生产潜力下降,但在保障未来小康社会的粮食安全方面,安徽省仍具有较好的气候承载力,粮食生产还有较大的提升空间。     

长江口溯河鳗苗开发率估算

利用长江口南支上段东风西沙调查站位(121°15′45′′E;31°40′18′′N)2015年度鳗苗捕捞数据,通过CPUE波动趋势分析,确定当年日本鳗鲡鳗苗溯河汛期特征;进而采用Leslie和Delury两种方法估算东风西沙站位鳗苗资源指标。结果显示,2015年度东风西沙站位出现6个明显的鳗苗补充汛期,两种方法估算的汛期波动规律一致。各汛期捕捞持续时间5~27 d,平均为10.17 d。Leslie法估算的各汛期捕捞开发率43.38%~96.30%,平均77.14%;Delury法估算结果为43.36%~105.37%,平均81.43%;均为较高水平。高开发率表明东风西沙水域樯张网作业方式致使溯河迁移鳗苗处于高度开发状态,减少溯河鳗苗数量,影响长江流域成鳗资源。Leslie法估算日捕捞死亡系数和日捕捞死亡率平均值分别为0.23和20.02%,均分别低于De Lury法估算平均值0.27和22.79%;捕捞死亡系数将为采用年渔获量估算鳗苗资源量提供基础数据。