基于LUR模型的中国PM2.5时空变化分析

土地利用回归(LUR)模型是模拟大气污染物浓度时空分异最主要、最体系化的方法之一,为了探索LUR模型在中国国家尺度空气污染物模拟的适应性,挖掘中国2015年空气细颗粒物(PM_(2.5))的时空变化特征及其与不同地理要素相关关系,以2015年国家控制监测站点PM_(2.5)数据为因变量,土地利用类型、地形地貌、人口、道路交通与气象要素等影响因素为自变量,构建基于地理加权的LUR模型,通过模型回归制图得到2015年全国月均与年均PM_(2.5)浓度分布图,以胡焕庸线为参考线分析中国2015年PM_(2.5)浓度的时空变化特征.结果表明,引入地理加权算法的LUR模型残差Moran'sⅠ显著降低,残差空间自相关性明显减弱,判别系数R2明显提高,更好地揭示出PM_(2.5)空间分布和各影响因子间的复杂关系;耕地、林地、草地和城镇居民工矿用地以及气象要素、主干道路对PM_(2.5)浓度的影响比较显著.不同地理要素的不同空间分布对PM_(2.5)影响作用不同;胡焕庸线两侧PM_(2.5)表现出明显的时空差异,人口规模大、工业化水平高的发达城市PM_(2.5)浓度较高; PM_(2.5)浓度在冬季月份较高,秋季、春季、夏季月份污染情况逐渐减弱.     

江苏省PM_(2.5)时空变化及土地利用影响研究

基于江苏省2013年12月-2014年11月期间71个监测点PM_(2.5)日数据以及2014年土地利用数据,以年、季为时间尺度,利用泰森多边形划分研究区域,在系统分析PM_(2.5)时空分异规律基础上,揭示PM_(2.5)浓度变化及其与土地利用的关系。结果表明:(1)PM_(2.5)浓度分布存在明显的时空变化趋势。时间上,冬季浓度最高,达109.72μg/m~3,春季次之,为70.13μg/m~3,秋季最低,仅53.20μg/m~3;空间上,从各监测点一年PM_(2.5)浓度看,南京、泰州和宿迁数个监测点是PM_(2.5)高浓度区域,浓度范围81~85μg/m~3。盐城开发区管委会浓度最低,仅49.75μg/m~3,全省呈现"内陆高,沿海低;内陆南高北低"的趋势。(2)土地利用类型及景观格局对PM_(2.5)浓度分布有一定影响。耕地、草地、水域和未利用地与PM_(2.5)呈负相关,林地和建设用地则呈正相关。景观面积、密度、破碎度和聚散性是影响PM_(2.5)的主要因素,冬夏季较为敏感。     

1995～2000年河西走廊土地利用变化研究

目前,人类面临的许多环境问题都与土地利用/覆被变化有关。利用1995和2000年两个时期的Landsat5的4、3、2(RGB)波段合成影像的解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶100000土地资源利用分类系统,基于GIS软件平台ArcInfo7.1中文版对河西走廊近5年来的土地利用变化进行了研究。结果表明,近5年来,河西走廊发生了大规模的土地利用变化:①土地利用类型斑块数量和总边缘长度基本呈增加之势,表明研究区内景观的破碎程度增加;②土地利用结构变化表现出耕地、林地和建设用地有明显增加,水域、草地和未利用地都呈减少趋势,反映出区域城镇化进程的加快和生态环境恶化的趋势;③土地利用变化的区域差异明显,表现为地处河西走廊西段的酒(泉)嘉(峪关)地区以耕地、林地、水域和建设用地增加,未利用地和草地减少为主要变化特点,走廊中段的张掖市以耕地、林地和建设用地增加,草地、水域和未利用地减少为主要变化特点,走廊东段的武(威)金(昌)地区以耕地和建设用地增加,草地和水域减少为主要变化特点。     

GAM的区域PM_(2.5)浓度影响因子识别及关联关系分析

区域PM_(2.5)浓度影响因子及显著程度对区域PM_(2.5)浓度模拟和污染控制具有重要意义。该研究应用广义加性模型(GAM)建立模型分析2013年京津冀区域PM_(2.5)浓度与AOD、气象因子(相对湿度、温度、降雨量、大气压、风速)和土地利用类型(水体、林地、耕地、建设用地、裸地)之间的相关关系。结果表明,温度、大气压、AOD、林地、建设用地和裸地显著的影响PM_(2.5)浓度;且温度、AOD、裸地、林地与PM_(2.5)存在复杂相关关系,大气压、建设用地与PM_(2.5)浓度存在线性相关关系。GAM模型R~2为0.952,拟合结果与实测结果的线性回归方程系数为0.959,模型交叉验证后得到R2为0.792。结果表明,利用GAM能有效的识别区域PM_(2.5)浓度的影响因子,根据影响因子进行PM_(2.5)浓度拟合并得到可靠的拟合结果。     

青南高原近20年土地利用/覆被动态变化研究

文章以青藏高原腹地的青南高原作为研究区,基于1990年、2000年和2010年3期研究区的LUCC数据,研究其土地利用/覆被变化过程。结果表明:研究区土地利用/覆被类型多样,其中,草地所占比例最大,未利用地次之;草地中低覆盖度草地所占比重高,高覆盖度草地较少。2个研究时段内,耕地、建设用地面积和未利用地面积有所增加,而水域和林地变化复杂,草地近20年趋于减少。草地、未利用地和水域的转化关系密切。变化趋势,1990-2000年耕地、建设用地和未利用地朝着规模扩大的方向发展,而草地和水域朝着规模减小的方向发展;转入贡献率中占优势的是未利用地、草地;转出贡献率占优势的主要是草地、未利用地和水域。2000-2010年水域、耕地、建设用地和未利用地朝着规模扩大的方向发展,而林地和草地朝着规模减小的方向发展;从转入贡献率来看,占优势的是未利用地、水域和草地;转出贡献率占优势的主要是草地和未利用地。     

长三角地区PM2.5浓度对土地利用/覆盖转换的空间异质性响应

长三角地区PM_2.5污染受区域空间效应的影响,其可持续治理方向仍不清晰.结合随机森林、空间计量模型和多尺度地理加权回归模型（MGWR）,探讨PM_2.5浓度对土地利用/覆盖转换的多尺度空间响应过程.结果表明：（1） 2000～2018年长三角地区PM_2.5浓度呈现出4类空间连续聚集的时空变化模式,区域性同步变化强烈;（2）土地转换对PM_2.5浓度的相对影响表现复杂,耕地与林地的源-汇效应显著.邻域分析表示周围聚集性土地利用/覆盖转换普遍比单一像元时作用更显著,空间效应明显;（3） PM_2.5浓度变化与林地、草地转换类型大多呈显著负相关,与耕地、建设用地和水体之间的转换类型呈显著正相关.随机森林模型重要性排序及相关系数强度表明：耕地-耕地（29.65%及0.650）、林地-林地（26.98%及0.726）、建设用地-耕地（22.57%及0.519）、耕地-林地（17.84%及0.602）和耕地-建设用地（16.34%及0.424）之间转换对PM_2.5浓度变化贡...     

近20年来黑河干流中游地区土地利用/覆被变化及驱动力定量研究

黑河干流水量统一调度实施后(即2000年以后),流域干流中游地区用水量在时空上进一步受到限制。为此,研究黑河干流中游地区土地利用/覆被变化过程及其驱动力,尤其是黑河水量统一调度以来的生态环境问题,对研究区可持续发展具有重要意义。研究表明:①研究区土地利用发生了较大变化,1985-2000年,耕地、林地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少,2000-2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、水域、未利用土地不断减少;②黑河流域干流水量统一调配以来,一方面研究区可用水量进一步减少,另一方面研究区耕地短时间增加较快,研究区生态环境有退化的迹象,草地、林地、水域面积呈现减少趋势,变化率分别为2.14%、7.36%和3.69%;③1985-2000年土地利用类型主要呈现耕地和城乡工矿居民用地、耕地和未利用土地之间的相互转换,草地转为耕地,2000-2005年,土地利用类型主要呈现未利用土地转为耕地,草地和耕地之间相互转换;④土地利用程度变化存在明显的区域差异,以甘州区变化最大;⑤研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为社会经济因子,包括人口增长、经济社会发展等,2000年黑河流域水量统一调配以后,中游可利用水量的约束直接影响着研究区的土地利用变化。     

基于土地利用/覆被动态变化的粤港澳大湾区碳储量评价与预测

土地利用/覆被变化会增加区域碳储量或引发碳损耗,进而影响全球气候.研究湾区土地利用与碳储量变化的影响机制,对区域生态系统保护及社会经济可持续发展具有重要意义.基于InVEST模型和PLUS模型,分析了粤港澳大湾区土地利用与碳储量的动态变化特征及影响机制,进一步模拟预测了2030年3种发展情景（自然趋势情景、建设用地优先情景和生态优先情景）下土地利用类型变化对碳储量的影响.结果表明：(1)2000～2020年粤港澳大湾区的耕地（减少5.38%）和建设用地（增加8.68%）变化最显著,其余用地类型的变化较小.林地作为大湾区的主要用地类型,同样也是重要的碳库,空间上集中分布于东、北、西三面的台地和丘陵地区,碳储存低值区集中于中部平原,以建设用地为主.(2)受不同用地类型相互转化的影响,粤港澳大湾区的碳损失了20.12×106 Mg.耕地和林地面积的减少以及建设用地面积的增加是碳损耗的主要原因.(3)模拟研究发现生态保护措施将有效提高区域碳储量.具体来说,当耕地、林地和草地向建设用地的转化减少20%,湿地和水体向建设用地的转化减少30%时（生态优先情景）,区域碳储量可增加2.58×106 Mg...     

北京市PM2.5时空分布特征及其与PM10关系的时空变异特征

PM_(2.5)时空分布特征及其与其它污染物的相关关系是PM_(2.5)时空统计分析的主要研究内容.然而,现有的方法直接从监测站点的角度对时空分布特征进行分析,难以有效地揭示PM_(2.5)浓度的聚集分布特征;同时,常用的地理加权回归在对PM_(2.5)与其它污染物间关系进行建模的过程中,缺乏同时考虑时间异质性与空间异质性,从而不能准确地描述依赖关系的时空变异特征.为此,首先借助于空间聚类分析技术,对北京市2014年PM_(2.5)浓度的聚集结构进行探测,在此基础上,通过聚集结构来分析PM_(2.5)季节性时空分布特征.然后,利用地理时空加权回归对北京市PM_(2.5)与PM_(10)季节平均浓度间关系进行建模,依据回归结果分析PM_(2.5)-PM_(10)间关系的时空变异特征.实验结果表明,春夏季节PM_(2.5)污染程度及空间变异程度均低于秋冬季节,各季节PM_(2.5)浓度均表现为北部浓度低、南部浓度高的空间分布特征;地理时空加权回归具有更好的拟合效果,由回归系数进一步可发现,春夏季PM_(2.5)-PM_(10)相关性低于秋冬季PM_(2.5)-PM_(10)相关性;各季节均表现为西北部PM_(2.5)-PM_(10)的相关性高于东南部PM_(2.5)-PM_(10)的相关性.     

土地利用及生态服务价值变化的图形信息特征分析——以松花江流域哈尔滨段为例

以遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱方法和Costanza的生态服务价值计算方法,在RS和GIS的支持下分析1996~2005年松花江流域哈尔滨段土地利用及其生态服务价值的时空变化特征。结果表明:土地利用转化过程以耕地-林地、草地-林地和未利用地-林地为主,其中耕地-林地相互转换最为剧烈,林地、水域和建设用地具有较高的保留率,草地、未利用地和耕地具有较高的转换率;1996~2005年研究区的生态系统服务价值总量增加314.543×107元,大面积的耕地、草地转化为生态价值系数较高的林地和水域是其主要原因;生态环境增值区域,耕地转化为水域的贡献率最大,为27.61%,生态环境减值区域,林地转化为耕地的贡献率最大,为3.761%。     

土地利用结构与土地生产力的关系研究

论文从流域土地利用结构变化的角度出发,提出采用土地利用结构特征指数研究土地利用结构变化特征与土地生产力之间关系的方法。以晋西黄土丘陵沟壑区典型小流域--王家沟流域为例,考虑了当年光照、温度、降水等相同自然条件下土地生产潜力的变化趋势,揭示了土地利用结构特征指数与土地生产潜力、土地生产力挖潜指数间的关系,提出了流域土地合理利用的方向。     

基于RS和GIS的西部干旱区生态环境调控研究

实现生态环境优化调控与科学管理，是保护生态环境、促进社会经济与环境协调发展、建立人与自然和谐关系的重要举措。尤其是对生态环境十分脆弱的西部干旱地区，各级政府和学术界给予高度的重视。在定量研究生态环境调控的理论方法和具体操作过程中，需要借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)以及它们的结合等技术手段，来实现时空变化信息的实时、动态监测以及信息的提取、分析和处理。本文针对西部干旱区生态环境调控问题。提出一种RS和GIS支持下的生态环境调控量化研究方法，包括基于RS和GIS的西部干旱区生态环境量化指标体系、生态环境调控管理模型、调控方案优选与实施。并介绍一个应用例子。     

1990-2015年朝鲜土地覆被变化及驱动力分析

基于Landsat TM/OLI遥感数据,采用面向对象的图像分析方法,提取1990年和2015年朝鲜土地覆被信息,定量描绘土地覆被变化。结果表明：25年间朝鲜土地覆被共变化1.1×10⁴ km²,林地和湿地分别减少4976.1 km²、203.3 km²,耕地和人工表面分别增加4821.5 km²、80 km²;耕地面积增加明显,94.6%的耕地来源于林地,两者的主要转化区在海拔为100~1000 m、坡度为 8°~35°的坡地;黄海北道的土地覆被变化最显著,其次是平安南道,两江道最不明显。人口增长、经济环境退化和宏观政策的调控等人为因素是推动朝鲜土地覆被变化的主要原因。本文弥补了朝鲜长时间尺度土地覆被变化研究的空白,同时为东北亚地区土地资源可持续利用和生态环境保护奠定了基础。     

基于AHP-DEA模型的土地整治项目规划方案比选

为了提高土地整治项目实施的综合效益,从众多规划方案中选择最优方案成为项目规划设计的关键。论文以甘肃省庆阳市西峰区肖金镇双桐村土地整治项目为例,从不同的角度设计出了4种项目工程建设方案,在此基础上根据建设工程内容和投资水平等资料,构建了带层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）约束锥的数据包络分析（Data Envelopment Analysis,DEA）模型,对4个可行方案的土地整治综合效益进行评价。结果显示：方案1~4的最优值依次为1.000 0、 0.864 5、 0.652 7、 0.963 8,方案1为最优,方案4次之。研究表明：AHP-DEA模型将传统DEA方法对输入输出数据的客观分析与决策者的主观偏好结合起来,评价结果客观准确,在土地整治项目规划方案比选中是一种理想的方法。     

旱季不同土地利用类型下岩溶碳汇效应差异

为研究不同土地利用类型下碳酸盐岩溶蚀对土壤CO2消耗量的差异,在2013年11月至2014年5月选取了柏树湾泉、兰花沟泉和后沟泉这3个岩溶泉进行水化学分析及野外监测.结果表明,在上覆植被为林地的柏树湾泉域,泉水的HCO-3浓度最高,草地与耕地下的兰花沟泉次之,耕地为主的后沟泉最低.柏树湾泉的HCO-3主要来自于碳酸对碳酸盐岩的溶蚀,Ca2++Mg2+与HCO-3的摩尔比接近0.5,而兰花沟泉和后沟泉的HCO-3则主要来源于硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀,Ca2++Mg2+与HCO-3的摩尔比远远大于0.5.柏树湾泉域由于凋落物的输入以及土壤透气性差,土壤CO2更容易溶于下渗水并与碳酸盐岩反应,而兰花沟泉和后沟泉的耕地由于土壤疏松,土壤CO2更容易以土壤呼吸的形式返回到大气中.因此,为准确评估岩溶碳汇作用,需要研究不同土地利用类型下碳酸盐岩对CO2消耗量的差异.     

区域农田当量供需能力分析及其政策启示——以浙江舟山市为例

“以粮为纲”的食物安全观,使中国在实施耕地占补平衡政策过程中,片面追求耕地占补的数量平衡对食物安全的保障作用,而忽视了耕地以外的用地类型对区域食物安全的作用,不仅导致补充耕地的质量与占用耕地的质量不可同日而语,而且由于盲目对草地、林地、滩涂湿地等进行开发而付出了沉重的生态环境代价。论文从食物安全的内涵出发,引入农田当量与食物当量概念,选取浙江省舟山市为研究区,对研究区农田当量的供需能力进行实证分析,并为耕地占补平衡政策的改进提出相应的政策启示。研究结果表明：1）采用农田当量与食物当量的计算方法,可以较好地统一粮食产量和养殖水产品产量的食物当量,进而统一耕地与养殖水面的农田当量供给。2）受耕地面积减少和耕地抛荒比例较高等因素影响,近年研究区来自耕地的农田当量下降了37.3%;与此同时,尽管研究区养殖水面面积也在不断缩减,但受标准养殖塘建设、养殖技术进步以及品种改进等因素的影响,来自养殖水面的总农田当量上升了18.3%。来自耕地和养殖水面的总农田当量的比例,由2009年的46:54变为2015年的31:69。3）在温饱、小康和富裕3个不同生活水准下,研究区本地耕地和养殖水面提供的农田当量,都难以满足常住人口的需求,但是,通过改善农田基础设施、提高耕地复种指数,建设高标准养殖塘、提高养殖水面单产等措施,可以提高耕地和养殖水面的农田当量至19 771.22 hm²,进而降低约35%的农田当量缺口。在此基础上,论文得到转变食物安全观念,重视耕地以外的用地类型的食物供给能力;推进高标准农田和高标准养殖塘建设,提高耕地和养殖塘的农田当量供给能力;加大耕地保护力度,探索耕地占补平衡的多样化实现形式等政策启示。     

土地利用及退耕对喀斯特山区土壤活性有机碳的影响

以西南喀斯特山区几种典型土地利用方式为对象,研究了土地利用及退耕对全土、团聚体活性有机碳及其恢复能力的影响.结果表明,随土壤深度的增加,土壤活性有机碳含量及其离散程度呈下降趋势,其中0~10 cm土壤活性有机碳含量与10~20 cm和20~30 cm两个剖面层次达极显著(P<0.01)差异水平;活性有机碳含量在0~10 cm范围内以<0.25 mm团聚体粒径最高,然而在10~20 cm和20~30 cm活性有机碳在各粒径中的分布并不明显;不同土地利用方式下,水田中无论全土还是团聚体中活性有机碳均表现出较高水平,灌从次之,而以退耕3 a草丛最低.组内-组间主成分分析表明,土地利用方式与土壤活性有机碳的累积特征表现为水田>灌丛>退耕15 a草丛≈旱地>退耕3 a草丛,其中退耕15 a草丛在0~10 cm深度下较旱地增加了20.3%,且达到灌丛土壤活性有机碳的80%,表明喀斯特山区土地退耕初期土壤有机碳恢复速度相对缓慢,而随退耕时间的推移,土壤碳汇效应逐步显现.     

LAS对人工快滤系统去除TP的影响

文章运用人工土柱模拟的方法来研究LAS对人工快滤系统去除TP的影响。研究结果表明,随着污水中LAS浓度(≤100mg/L)的增加,人工快滤系统对TP的去除率表现为逐渐下降。TP的去除率大小为处理Ⅰ>处理Ⅱ>处理Ⅲ>处理Ⅳ。在延长干化时间条件下,TP的去除率增大,并且LAS浓度越大效果越明显。LAS对人工快滤系统中TP的去除有着显著的影响;但合理地控制工艺参数能够实现LAS和TP的有效去除。     

矿区土地复垦与土地生态重建研究

矿区土地复垦是土地开发整理的重要内容之一.它涉及诸多领域的理论与方法,在对矿山土地损毁机理深入探讨的基础上,划分了矿业前、矿业中和矿业后3个阶段研究土地损毁类型,根据不同的损毁机理及类型,提出了矿山土地复垦所涉及的主要学科、理论及规划的原则,初步研究采空区、废石场、尾矿库等几种不同类型的复垦工艺和方法.     

建设用地生态适宜性分析在规划环评中的应用

选取工程地质及重要生态敏感点等多项评价因子,从国家(及地方和行业)规定的标准、背景和本底标准、类比标准以及科学研究已判定的生态效应等方面讨论了评价标准的建立过程。采用多边形法,以所有评价因子的图层叠加后形成的最小图斑作为评价单元,避免了网格法中规则网格的划分不易完全与土地的均质条件及各影响因素的实际分布相符合的缺点。利用层次分析法求得的因子权重对每个单元用于建设用地的生态适宜性进行综合评价。以北京市顺义区为例,将建设用地生态适宜性分析结果与区域建设用地规划作对比分析,从生态环境保护的角度评价其规划布局的合理性。结果表明:基于上述评价标准的生态适宜性分析能够很好地应用于规划环境影响评价(SEA)。