干旱区典型城市下垫面特征及其与地表热环境的关系研究

基于2011年8月11日Landsat TM遥感影像,利用混合光谱线性分解模型提取乌鲁木齐市建成区下垫面不透水面丰度和植被覆盖度信息,利用单窗算法定量反演建成区地表温度,并通过分级方法分析两个要素的空间分布特征;在此基础上,利用回归模型对乌鲁木齐市建成区不透水面丰度、植被覆盖度与地表热环境之间的关系进行相关性分析。结果表明:(1)利用混合光谱线性分解方法,基于中等分辨率TM影像提取干旱区城市乌鲁木齐建成区不透水面,成本低,精度高(精度检验总体均方根RMS为0.003,远小于精度规定值0.02),且该方法可较好地区分光谱特性相似的城市建设用地和裸地,对干旱区城市用地信息提取具有一定的借鉴意义;(2)乌鲁木齐市建成区不透水面丰度与地表温度呈线性正相关,R~2为0.69,植被盖度与地表温度呈线性负相关,R~2为0.74;(3)裸地因具有极高的地表温度,形成局部的热岛中心,对干旱区城市地表热环境具有重要影响,因此减少和改变裸地对于缓解干旱区城市热岛效应,改善城市热环境具有重要意义。     

基于TM影像的北京市热环境及其与不透水面的关系研究

城市化进程将自然景观转换为以不透水面为主体的人工景观,改变了地表与大气间的水分和能量交换过程,导致了城市热岛效应。城市热岛效应对区域气候、生态环境等产生了一系列影响,其空间分布特征以及影响因素分析已经成为城市气候与环境研究的重要内容。基于2011年7月26日的Landsat/TM卫星影像运用单通道算法反演了北京市的地表温度来表征城市热环境,运用线性光谱分解及VIS模型提取了北京市不透水面盖度来,在此基础上对北京城市热环境的空间分布特征及其与不透水面盖度之间的关系进行了分析讨论。研究表明:北京主城区的地表温度明显高于郊区,城市热岛效应非常显著,其空间分布呈现单核特征,且南部城区的热岛效应要强于北部城区。北京市高温热岛区域和不透水面盖度较高的区域基本重合,两者在空间分布上具有显著的一致性。地表温度随着不透水面盖度的增加而升高,并且其变化速率依赖于不透水面盖度。当不透水面盖度低于40%时,地表温度随着不透水面盖度增加呈指数关系迅速上升,而当不透水面盖度高于40%时,地表温度呈线性缓慢上升。研究结果揭示了不透水面与地表温度的关系,表明不透水面盖度可以作为城市热环境的一个重要指示因子,为城市规划建设及环境评价等提供了科学参考。     

基于环境星数据的长株潭植被覆盖度动态监测

利用2010年10月与2015年10月两个不同时相的环境星CCD数据,以长沙市、株洲市、湘潭市为核心的长株潭城市群作为研究区域,采用像元二分模型对长株潭地区的植被覆盖情况进行动态分析,通过建立转移矩阵分析该区的植被退化或改善情况,并根据标准偏差的数值分析NDVI的变化情况.利用HJ1B/IRS特有的热红外数据反演地表温度,分析不同植被覆盖度下与温度分布的关系,为长株潭地区生态文明城市的建设提供参考.     

基于Landsat TM的澳门城市热场影响因素分析

利用2004年10月19日Landsat TM数据提取澳门城区城市用地类型信息,反演城市地表温度,在此基础上通过主成分回归方法分析澳门城市热场的影响因素.结果表明,澳门城市热场受到硬化地表指数的影响较大,其次为植被比例.地表温度与硬化地表指数、道路密度呈显著正相关(P＜0.05),与归一化植被指数、植被比例及水体比例呈显著负相关(P＜0.05).     

基于遥感的北京市体感温度指数反演研究

体感温度指数综合考虑了温度和湿度对人体的影响,可有效表征人体舒适度,对于研究城市热岛效应对人体健康的影响具有重要意义。基于2017年7月10日的Landsat 8卫星影像运用单通道算法反演北京市的地表温度,结合NDVI、MNDWI、海拔及水汽含量等环境因子,构建随机森林模型估算近地表气温;基于同一天的MODIS水汽产品提取大气可降水量,运用逐步回归方法建立近地表水汽含量与大气可降水量、地表温度及海拔之间的关系来估算近地表露点温度,在此基础上计算Humidex指数来表征北京市体感温度的空间分布。结果表明,模型估算的体感温度平均绝对误差(MAE)为1.40℃,均方根误差(RMSE)为1.71℃。北京市7月10日的体感温度范围为24~42℃,具有东南高西北低的分布特征。主城区和近郊区的体感温度显著高于远郊区,并向四周呈递减趋势;受空气湿度的影响,平谷南部、密云河谷一带、延怀盆地以及房山东南部等部分远郊地区的体感温度也比较高。就城市内部的体感温度而言,不同功能区的分布使得体感温度在相邻区域上存在空间差异性,东城区和西城区体感温度最高,平均值达到了39.79℃,丰台区、海淀区、石景山区和朝阳区的平均体感温度也达到了34.29℃。体感温度与气温在空间分布上具有一致性,但整体上高于气温,在主城区和各区中心区域,体感温度比气温高5℃以上。该研究尝试通过遥感手段反演北京地区体感温度指数,获取了北京市体感温度的详细空间分布信息,为城市人居环境和城市热岛效应研究提供了科学参考。     

江门市区冬季地表热环境与土地覆盖类型关系的研究

应用美国陆地资源卫星Landsat ETM＋影像资料,反演了江门市区的地表温度（LST）,并提取研究区的NDVI、NDBI和MNDWI指数。分析了江门市区冬季LST的空间分布特征及城市地表热环境与土地覆盖类型之间的关系。结果表明：江门市区LST分布具有空间差异性,不同土地覆盖类型有较大差异,存在城市热岛效应;LST与3种归一化指数存在相关性,其中LST与NDVI存在非线性相关、与NDBI存在线性正相关、与MNDWI存在线性负相关。     

城市热力景观格局季节变化特征分析及其应用

热岛效应是城市发展过程中所产生的特有的环境问题,已经成为一种城市环境公害,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。热力景观是分析城市热岛空间格局的一种新方法。以厦门为研究对象,利用2002年1、2、3、8、12月的Landsat ETM＋影像数据进行地表温度反演,在此基础上使用景观格局指数分析厦门城市热力景观格局的季节变化特征。结果表明：厦门城市热岛在夏季（8月）最强,春秋次之,冬季（1月）最弱。该变化特征是城市地表吸收太阳辐射和人为废热排放随季节变化的共同结果。应用该方法对2002年厦门热污染源进行调查,发现当年共有热污染源26个,其中工业热污染源18个。该研究可为环保、能源等部门乃至于整个城市的规划管理提供有力的决策依据。     

中国城镇生态环境遥感监测现状及发展趋势

城镇生态环境是国家生态文明和美丽中国建设的重要组成部分,而目前中国城镇化快速发展过程中出现了重污染天气、黑臭水体、土壤污染、城市热岛效应等突出生态环境问题。环境监测是掌握城镇生态环境质量状况、环境管理和环境执法的基础,遥感技术在城镇生态环境监测中发挥着重要作用。文章主要从通常关注的空气质量、水体水质、土壤污染和生态资源4个方面,从遥感数据源、遥感监测模型方法、存在问题等方面概述目前中国城镇生态环境遥感监测的总体现状,指出目前存在城镇复杂地表高反射噪声与气溶胶多次散射引起污染气体反演的不确定性、现有算法无法适用于高浑浊的城镇黑臭水体和高清洁的饮用水源地这两类特殊光谱特征水体、城镇土壤污染难监测、城镇地表温度与生态要素高精度反演等技术瓶颈,以及时空分辨率低、监测精度不高、技术体系缺乏、专题产品少、业务应用程度低等问题与不足,提出中国城镇生态环境综合监测亟需攻克的系列监测要素精度提升关键技术、业务应用模式、服务模式等发展趋势,为中国新时期生态环境保护、打好污染防治攻坚战、城镇化建设等重要工作提供支持。     

城市热环境季相变异及与非渗透地表的定量关系分析——以广州市中心区为例

基于遥感卫星影像的热环境时空格局及与地表特征相关性分析是目前城市热环境研究的主要内容,但此类研究针对季相变异特征的分析较为缺乏。以广州市中心区2005年下半年3期不同季相的Landsat TM影像为数据源,提出一种面向对象分割的方法提取城市热岛/冷岛分布,并利用重心模型定量其季相变化移动轨迹;采用回归树模型构建地表温度(Land surface temperature,LST)与非渗透地表的关系方程,旨在揭示城市热环境季相变异性规律。结果表明:(1)随夏季到深秋,热岛呈现从中心区退出的态势,南部冷岛大面积消失,7月18日至10月22日热岛重心向东移动2.5 km,冷岛重心向西北移动3.4 km。10月22日至11月23日冷岛重心向西北移动9 km,热岛重心向东南移动8 km;(2)随季相变化,地表温度与非渗透地表的正相关关系趋于复杂,二者相关性从7月18日的0.994 1降至11月23日的0.869 1,对于11月23日数据,使用二次多项式方程更能表达二者的关系;(3)与传统的线性回归模型相比,回归树模型能更好地模拟地表温度的空间异质性,非渗透地表的增温作用存在非线性趋势,并且二者的关系模型存在明显的空间异质性。     

广州城市绿色空间与地表温度的格局关系研究

城市景观和生态组分的重要性已随着城市化进程加快而日益凸显,城市热环境则是城市化过程的重要环境问题之一,探讨绿色空间与热环境的关系是可持续发展的迫切需求。基于2014年10月Landsat8_OIL遥感影像,提取城市绿色空间信息并进行地表温度反演,分析广州市绿色空间的结构、热环境空间分异和二者之间的空间分布一致性关系。研究结果表明:绿色空间的景观呈以小面积型和特小面积型斑块为主导的破碎化分布格局,接近总绿色空间面积的95%,绿色空间破碎化严重;绿色空间面积及其斑块大小结构显示,从化、增城和黄埔等3个行政区内自然生态环境状况较好,较差的是南沙和番禺两区。地表温度反演结果显示,研究区域地表温度主要在18~33℃之间,占总面积的96.22%;地表温度空间上存在明显的高温和低温区域。绿地斑块面积越大,对应的地表温度越低;绿地斑块面积越少,对应地表高温区域的面积比例则越大,表明绿色空间减缓了太阳对地表的升温作用;不一致性指数结果表明,研究区大于60%的绿色空间都起到了这种减缓作用,其余的绿地斑块的减缓升温作用较小或不起作用;中心城区范围内绿色空间与地表温度也呈现出类似的规律。研究揭示广州未来智慧城市与可持续发展规划必须足够重视绿色空间斑块规模,以发挥绿色空间的最佳服务效果。     

农田土壤温室气体产生机制及影响因素研究进展

农田土壤通过微生物呼吸、植物根系呼吸和土壤动物呼吸,释放大量温室气体,成为大气中主要温室气体(CO2、CH4和N2O)的重要来源.文章在阐述土壤温室气体产生机制的基础上,着重从土壤生物、土壤理化性质(主要包括温湿度、有机质、pH、Eh、土壤质地等)、水肥管理及耕作措施等角度对农田土壤温室气体释放的影响进行了综述,对土壤温室气体的减排措施进行了总结,并就今后农田土壤温室气体的研究重点和方向进行了展望.     

红壤坡地茶园蒸腾及其影响因子研究

用整株容器法研究了红壤坡地茶园的蒸腾作用 ,结果显示 :(1)茶园蒸腾速率具有明显的早晚低、中午高的日变化特征 ,但在不同的日期蒸腾速率日变化曲线存在一定差异。 (2 )蒸腾速率受诸多田间小气候因子的影响 ,相关分析及多元逐步回归分析表明 ,气温与净辐射是影响茶园蒸腾作用的 2个主要气象因子。 (3)蒸腾速率与叶片气孔导度关系密切 ,且随着气孔导度的增加 ,蒸腾速率增大。最后探讨了植物蒸腾驱动力及其抑制的可能性及气孔行为的调节与水分利用。     

Evaluating the short-term effect of ambient temperature on non-fatal outdoor falls and road traffic injuries among children and adolescents in China: a time-stratified case-crossover study

● A study assessing the temperature-injury relationship was conducted among students. ● The maximum risks of injury appeared at moderate temperatures. ● The temperature effect on outdoor falls was greater in older students. Although studies have suggested that non-optimal temperatures may increase the risk of injury, epidemiological studies focusing on the association between temperature and non-fatal injury among children and adolescents are limited. Therefore, we investigated the short-term effect of ambient temperature on non-fatal falls and road traffic injuries (RTIs) among students across Jiangsu Province, China. Meteorological data and records of non-fatal outdoor injuries due to falls and RTIs among students aged 6–17 were collected during 2018–2020. We performed a time-stratified case-crossover analysis with a distributed lag nonlinear model to examine the effect of ambient temperature on the risk of injury. Individual meteorological exposure was estimated based on the address of the selected school. We also performed stratified analyses by sex, age, and area. A total of 57322 and 5455 cases of falls and RTIs were collected, respectively. We observed inverted U-shaped curves for temperature-injury associations, with maximum risk temperatures at 18 °C (48th of daily mean temperature distribution) for falls and 22 °C (67th of daily mean temperature distribution) for RTIs. The corresponding odds ratios (95% confidence intervals) were 2.193 (2.011, 2.391) and 3.038 (1.988, 4.644) for falls and RTIs, respectively. Notably, there was a significant age-dependent trend in which the temperature effect on falls was greater in older students (P-trend < 0.05). This study suggests a significant association between ambient temperature and students’ outdoor falls and RTIs. Our findings may help advance tailored strategies to reduce the incidence of outdoor falls and RTIs in children and adolescents.     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对斑马鱼血浆和组织匀浆中卵黄蛋白原含量的影响

为了研究低剂量的全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)对水生生物的内分泌干扰效应和作用机制,考察了PFOS对斑马鱼(Brachydanio rerio)血浆和组织匀浆中卵黄蛋白原(vitellogenin,VTG)含量的影响。将雄性和雌性斑马鱼分别暴露于0.1、1、10和100μg·L-1的PFOS中进行21d毒性实验,染毒结束后分别检测雄鱼和雌鱼的血浆、头尾组织匀浆液和全鱼匀浆液中的VTG含量。结果显示:(1)PFOS暴露可引起斑马鱼血浆、全鱼和头尾匀浆液中VTG含量的升高,VTG含量的排序为雌鱼(血浆>>全鱼匀浆>头尾匀浆)>>雄鱼(血浆>全鱼匀浆>>头尾匀浆);(2)PFOS暴露所引起的雄鱼血浆和头尾匀浆中VTG含量的升高与剂量呈负相关关系,暴露浓度为0.1μg·L-1时与对照组相比有显著性差异(p<0.05);(3)雌鱼血浆和头尾匀浆中VTG含量的升高与剂量呈倒U型曲线关系,暴露浓度为10μg·L-1时与对照组相比有显著性差异(p<0.05);(4)雄鱼和雌鱼的全鱼匀浆液中的VTG含量与对照组相比均无显著性差异。研究结果表明,PFOS暴露对斑马鱼的内分泌干扰作用明显,其毒性作用机制可能是类雌激素效应,血液和头尾匀浆液中VTG含量能够作为PFOS内分泌干扰效应评价的敏感生物标志物,但响应曲线可能因性别和组织部位的不同有所差异。     

Re-creating missing population baselines for Pacific reef sharks

Sharks and other large predators are scarce on most coral reefs, but studies of their historical ecology provide qualitative evidence that predators were once numerous in these ecosystems. Quantifying density of sharks in the absence of humans (baseline) is, however, hindered by a paucity of pertinent time-series data. Recently researchers have used underwater visual surveys, primarily of limited spatial extent or nonstandard design, to infer negative associations between reef shark abundance and human populations. We analyzed data from 1607 towed-diver surveys (>1 ha transects surveyed by observers towed behind a boat) conducted at 46 reefs in the central-western Pacific Ocean, reefs that included some of the world's most pristine coral reefs. Estimates of shark density from towed-diver surveys were substantially lower (<10%) than published estimates from surveys along small transects (<0.02 ha), which is not consistent with inverted biomass pyramids (predator biomass greater than prey biomass) reported by other researchers for pristine reefs. We examined the relation between the density of reef sharks observed in towed-diver surveys and human population in models that accounted for the influence of oceanic primary productivity, sea surface temperature, reef area, and reef physical complexity. We used these models to estimate the density of sharks in the absence of humans. Densities of gray reef sharks (Carcharhinus amblyrhynchos), whitetip reef sharks (Triaenodon obesus), and the group "all reef sharks" increased substantially as human population decreased and as primary productivity and minimum sea surface temperature (or reef area, which was highly correlated with temperature) increased. Simulated baseline densities of reef sharks under the absence of humans were 1.1-2.4/ha for the main Hawaiian Islands, 1.2-2.4/ha for inhabited islands of American Samoa, and 0.9-2.1/ha for inhabited islands in the Mariana Archipelago, which suggests that density of reef sharks has declined to 3-10% of baseline levels in these areas.     

煤热解过程中含硫气体的释放特征

利用热解炉-高分辨飞行时间质谱联用仪和热解炉-同步辐射光电离飞行时间质谱仪检测不同含硫量的煤IBC105和C22650在热解过程中释放的8种含硫气体,并对这8种含硫气体的释放规律进行了分析.实验结果表明,在200℃—400℃的热解区间内含硫气体释放相对较多,表明硫元素大部分是以有机态的形式在煤中赋存,而且芳香硫相对于脂肪硫含量较多;同时含硫量较高的煤IBC105中噻吩硫的热解释放量,较煤C22650多;由于煤中芳香性有机物的裂解多以苄基的形式出现,因此在两种煤中二苄基硫醚释放量都较噻吩或者苯并噻吩多.     

丛枝菌根真菌对柑橘组培苗生长和抗氧化酶的影响

在温室条件下以枳〔Poncirus trifoliata(L.)Raf.〕组培苗为试材,研究了接种Glomus versiforme和G.mosseae对其生长、碳水化合物和抗氧化酶的影响.结果表明,接种G.versiforme的组培苗和接种G.mosseae的组培苗分别在第二级侧根和第一级侧根中观察到最高的菌根侵染率、泡囊数、丛枝数和侵入点.两种丛枝菌根真菌都显著提高了茎粗、叶面积、叶片数、根系体积、地上部干重、地下部干重、叶绿素和类胡萝卜素含量.两种丛枝菌根真菌显著促进了叶片和根系可溶性糖以及总的非结构碳水化合物含量.丛枝菌根真菌也提高了叶片和根系中SOD、POD和CAT活性,但显著抑制了叶片和根系中可溶性蛋白含量.G.versiforme对柑橘组培苗生长和碳水化合物的促进效果较好;G.mosseae对组培苗抗氧化酶的促进效果较好.表4参26     

Neural network modeling of dissolved oxygen in the Gru?a reservoir, Serbia

The objective of this study is to develop a feedforward neural network (FNN) model to predict the dissolved oxygen in the Gru?a Reservoir, Serbia. The neural network model was developed using experimental data which are collected during a three years. The input variables of the neural network are: water pH, water temperature, chloride, total phosphate, nitrites, nitrates, ammonia, iron, manganese and electrical conductivity. Sensitivity analysis is used to determine the influence of input variables on the dependent variable. The most effective inputs are determined as pH and temperature, while nitrates, chloride and total phosphate are found to be least effective parameters. The Levenberg-Marquardt algorithm is used to train the FNN. The optimal FNN architecture was determined. The FNN architecture having 15 hidden neurons gives the best choice. Results of FNN models have been compared with the measured data on the basis of correlation coefficient (r), mean absolute error (MAE) and mean square error (MSE). Comparing the modelled values by FNN with the experimental data indicates that neural network model provides accurate results.     

中亚热带森林土壤呼吸日变化及其与土壤温湿度的关系

森林土壤呼吸是陆地生态系统土壤呼吸的重要组成部分,其动态变化对全球碳平衡有着重要的影响。目前对中亚热带森林土壤呼吸的研究还比较薄弱。本次研究采用Li-8100采集土壤呼吸速率,同时测定土壤0-10 cm土壤含水量和15 cm处的土壤温度。通过分析所测数据研究井冈山国家级自然保护区中亚热带森林生态系统主要森林类型生长季土壤呼吸速率的日变化特征,并分析土壤温湿度与土壤呼吸的相关关系。结果表明,①各个森林类型的土壤呼吸作用在白天比较活跃,夜晚波动很小。峰值一般出现在10：00到14：00之间。日土壤呼吸强度曲线基本遵循倒U型。②阔叶林（优势种：甜槠Castanopsis eyrei（Champ.）Tutch）、针叶林（优势种：台湾松Pinus taiwanensis）、混交林（优势种：银木荷Schima argenteaPritz.和杉木Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook）和竹林（优势种：毛竹Phyllostachys heterocycla cv.Pubescens）的土壤呼吸范围依次为：2.1~5.3、2.19~4.02、1.27~4.23、1.8~6.35μmol·m-2·s-1。混交林的平均土壤呼吸值远小于其他三种林,但其土壤温度相对较低,土壤温湿度的浮动范围较小。竹林和阔叶林虽然土壤呼吸均值较高,但其浮动范围较大,受环境影响较大,土壤温湿度变化较低。③用Excel和Sigmaplot软件统计分析4种林型的土壤呼吸数据,研究结果表明,阔叶林土壤呼吸和土壤温度相关性不显著;针叶林林型土壤体积含水量为25.02%是影响土壤呼吸速率的分界点;混交林林型土壤呼吸和温度存在倒U关系,会随着土壤体积含水量升高而降低;竹林的土壤呼吸速率也随着土壤体积含水量的增加而降低。总而言之,可能由于降雨量过大造成土壤孔隙度变小,进而影响了土壤呼吸作用的活跃度导致各个森林类型的土壤呼吸作用与土壤温湿度的相关性不大。     

没食子酸丙酯对K562细胞的增殖抑制和诱导凋亡作用

观察没食子酸丙酯(Propyl gallate,PG)对人慢性髓系白血病K562细胞株的增殖抑制及诱导凋亡作用.采用倒置显微镜观察细胞形态及数目的变化,乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)释放检测细胞活性,流式细胞术PI染色法及DNA倍体分析检测细胞凋亡作用.结果表明,没食子酸丙酯能有效地抑制K562细胞增殖,药物处理24 h时细胞形态发生变化,细胞数目减少;细胞培养液中LDH活性分析显示,20~300μg/mL没食子酸丙酯处理24 h对细胞毒性作用不明显;但处理时间达48 h时,没食子酸丙酯对细胞毒性明显增加;亚二倍体峰(凋亡峰)的出现及DNA片段化分析表明,200μg/mL PG处理细胞24 h时,能引起K562细胞凋亡.结果表明,PG具有明显的体外抗肿瘤活性,其抗癌活性与其抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡有关.图5参18