基于RSEI模型的祁连山自然保护区生态环境质量评价

基于1988-2018年祁连山国家自然保护区的Landsat系列遥感影像,利用绿度、湿度、热度和干度指标计算获得遥感生态指数(RSEI),并应用RSEI对保护区近30年的生态环境质量作评价.结果表明:近30年来该保护区生态环境质量整体呈好转趋势,RSEI上升0.016,可1998-2018年生态环境质量有所下降;生态环...     

基于耦合模型的安徽经济与环境协调发展分析

构建了经济发展与生态环境评价指标体系，选用耦合协调度模型计算2010—2019年安徽省不同区域经济发展与生态环境的耦合协调度，并采用灰色关联度法计算评价指标与耦合协调度的关联系数。研究结果表明：全省经济发展与生态环境的耦合协调度整体呈改善趋势，耦合协调度集中分布在0.393~0.765，基本处于良好协调或低水平协调阶段。全省不同区域的生态环境指数均大于经济发展指数。省会城市、沿江江南地区耦合协调度高于江淮之间和淮河以北地区。工业"三废"排放量、环境质量、环境污染治理力度是影响经济发展与生态环境耦合协调度的重要因素，建议通过改善这些方面进一步提升经济与环境的耦合协调度水平。     

区域污染治理能力与排污规模的协调性评价

为分析区域排污规模与污染治理的协调性,构建了排污规模与污染治理协调度模型,并以2006、2013年的数据对模型进行实证分析。结果表明,制约排污规模和污染治理协调性的主要矛盾是污染治理能力的落后,全国70%以上地区污染治理能力均滞后于污染物产生规模;国内治理能力在研究期间不断提高,区域差异在不断缩小,治理能力过度滞后的省份由14个减少到2个;除江苏外2013年其余各地区均有1项或多项污染物的治理能力滞后,其中生活废水治理能力滞后的区域最多;经济发展水平是影响协调性的重要因素,2013年协调度与地区人均GDP基本呈线性关系。模型实证计算结果与主观判断也较为吻合,具有一定的推广应用价值。     

升钟湖水体叶绿素a动态特征及其影响因子分析

2011—2015年每月监测升钟湖湖区的4个代表性断面的水质指标,分析水体中叶绿素a时空分布特征、变化规律及影响水体水质状况的其他要素。结果表明:升钟湖的叶绿素a具有显著性的年际差异,表现为夏季高、冬季低且呈现逐年下降的变化趋势,总磷、总氮、氨氮、溶解氧、透明度监测指标同样表现为夏季高、冬季低的变化趋势,除溶解氧和透明度的监测指标逐年上升外,其他监测指标均逐年下降。构建了叶绿素a与总氮、总磷的多元回归方程模型,该模型可根据水体营养盐状态准确预测升钟湖叶绿素a的变化趋势。     

基于随机森林与神经网络的高光谱土壤重金属Zn含量反演

在河北省保定市白洋淀区域采集115个土壤样品进行重金属含量分析和室内光谱测量,分别将BP神经网络、随机森林、决策树、多元线性回归、K近邻回归、AdaBoost回归和偏最小二乘回归法应用于全部原始波谱数据和基于双层随机森林选择后的波段数据。结果表明,基于原始波谱数据的土壤重金属Zn元素含量的反演模型精度较低,而通过双层随机森林选择出光谱数据中与土壤重金属Zn信息相关的波段,减轻了网络模型的过拟合问题,提高了模型预测精度;与其他模型比较,结合双层随机森林和BP神经网络构建的反演模型对研究区土壤重金属Zn含量预测效果最佳。     

线性回归分析方法的不确定度计算

化学分析方法如何进行不确定度计算,并以其为指标控制检测质量,似乎还没有满意的统一方法.本文根据对最常用的线性回归方法的分析,拟从这方面进行探讨.1 回归模型不确定度带宽参数的计算回归处理后得到的是一种平均化的数学模型.尽管平均值并不能完全消除随机误差,显然比之原始测量数据的不确定度带要窄得多.对于(?)=a+bx这样的模型,当x=(?)时,(?)=(?),此点(叫模型的重心点)的不确定度仅取决于(?)的误差,其标准偏差应为     

江苏省经济与环境协调发展的时空格局分析

以江苏省2010—2019年具有代表性的经济发展和环境质量的相关数据为依据,采用熵值法、空间插值法和耦合协调度评价模型等方法对经济与环境协调发展的时空格局进行探索。结果表明：2010—2019年江苏省经济水平几乎实现了翻倍增长,经济水平“南高北低”的空间格局稳固;2010—2019年江苏省环境水平以较高的速度增长,其增长速度高于经济水平,呈现中间区域（盐城、镇江、泰州、扬州和淮安）较高,北部和南部区域较低的空间格局;全省经济与环境的协调度指数总体呈现波动上升趋势,经济发展与环境效应协调度逐渐由失调转变为协调,并呈现出中部区域＞南部区域＞北部区域的整体趋势。     

有机污染物环境逸度模型构建及软件化

目前研究人员已经可以通过建立模型来评估有机物的环境风险并研究其在多介质环境中的迁移与转化。针对多介质逸度模型中的参数繁多,不利于研究人员模拟有机污染物的归趋状况的问题,现基于Ⅲ级多介质环境逸度模型,采用Python编程语言进行软件设计,完成有机物在环境各介质中的分布模拟功能,并在此基础上集成参数灵敏度和模型不确定度分析功能,且对用户提供了友好的图形界面。以北京地区地表水环境中的药物和个人护理品（PPCPs）为例,研究结果表明该软件得到的模拟值与实测值有较好的吻合度,可为有机物的区域环境污染和风险评估提供参考。     

区域环境噪声标准适用区域划分的定量化

根据国家环保局关于区域环境噪声环境划分的规定，提出了区域环境噪声标准定量化划分的模型，该模型综合了自然因素和噪声污染因素，模型在南通市区域环境噪声标准划分中得到了验证。     

区域地下水环境监测指标值的趋势面分析

本文介绍用趋势面分析方法,把区域地下水环境指标监测值分解为以下三个部份:1.环境指标的本底含量;2.大区域人为影响因素和随机影响因素形成的含量值;3.局部严重污染(原生和次生)形成的异常峰值。对地下水各环境指标本底值的确定等提供科学依据。     

基于多时相遥感数据的典型区生态格局变化分析

利用1985、2000、2013年遥感影像提取的土地覆盖数据,通过景观格局指数、动态度计算、转移矩阵等,分析1985—2013年我国典型地区各类型生态系统景观格局及其动态变化特征、生态系统相互转化时空变化特征等,揭示1985—2013年生态环境格局变化的特点和规律:一级分类生态系统综合变化率,赣江、闽江、白龙江和岷江上游流域分别为4.7%、3.9%、3.3%和1.7%,生态系统变化强度1985—2000年较缓,2000—2013年更剧烈。1985—2013年典型区生态系统的主要转化方向具有持续性和双向性特征,岷江、白龙江和赣江上游流域退耕还林还草政策效果明显,出现较高比例的耕地转为森林和草地;面积占67.4%生态系统类型变化与耕地生态系统和人工表面生态系统变化有关;生态系统变化具有明显的区域差异,生态变化主要表现为沿主要河流谷地的线状延伸,主要城镇居民点附近生态系统类型变化较为突出,人类活动是典型地区生态系统类型格局变化的主要驱动力;典型区尤其是敏感区应加大退耕还林还草政策,减少人类经济活动,降低洪水泥石流灾害发生的概率和程度。     

基于遥感数据的京津冀地区PM2.5时空分布特征

基于MODIS AOD遥感数据,采用多元线性回归模型对PM2.5地面监测数据进行模拟估算,同时加入降水量、相对湿度等气象因子以提高模型精度,结合GIS空间分析技术,得到2015—2016年京津冀地区空间连续的PM2.5浓度分布。结果表明:利用多元线性回归模型反演PM2.5浓度效果较好,R 2均在0.59~0.84之间。在时间上,京津冀地区PM2.5浓度呈现出夏季最低、秋季稍高、冬春两季最高的变化趋势;在空间上,2015年和2016年京津冀地区PM2.5浓度有明显的区域差异,均呈现出西北低、东南高的分布格局,大致与燕山山脉和太行山脉走向一致。     

Assessing regional environmental quality by integrated use of remote sensing,GIS, and spatial multi-criteria evaluation for prioritization of environmental restoration

This study was an attempt to analyse the regional environmental quality with the application of remote sensing, geographical information system, and spatial multiple criteria decision analysis and, to project a quantitative method applicable to identify the status of the regional environment of the study area. Using spatial multi-criteria evaluation (SMCE) approach with expert knowledge in this study, an integrated regional environmental quality index (REQI) was computed and classified into five levels of regional environment quality viz. worse, poor, moderate, good, and very good. During the process, a set of spatial criteria were selected (here, 15 criterions) together with the degree of importance of criteria in sustainability of the regional environment. Integrated remote sensing and GIS technique and models were applied to generate the necessary factors (criterions) maps for the SMCE approach. The ranking, along with expected value method, was used to standardize the factors and on the other hand, an analytical hierarchy process (AHP) was applied for calculating factor weights. The entire process was executed in the integrated land and water information system (ILWIS) software tool that supports SMCE. The analysis showed that the overall regional environmental quality of the area was at moderate level and was partly determined by elevation. Areas under worse and poor quality of environment indicated that the regional environmental status showed decline in these parts of the county. The study also revealed that the human activities, vegetation condition, soil erosion, topography, climate, and soil conditions have serious influence on the regional environment condition of the area. Considering the regional characteristics of environmental quality, priority, and practical needs for environmental restoration, the study area was further regionalized into four priority areas which may serve as base areas of decision making for the recovery, rebuilding, and protection of the environment.     

面向水源保护与污染监控的广东地下水环境监测网研究

通过系统整理分析自然资源、水利、生态环境等部门已有地下水监测网,针对广东地下水监测存在的问题和未来地下水环境管理需求,提出较大空间尺度和水质监控的地下水环境监测网建设框架及广东省"三层七级"共237个网点的层级化地下水环境监测网建设方案,并与水文地质单元、浅层地下水功能区划进行了空间叠加分析。结果表明,广东省三大部门监测网在空间上分布总体较为分散,相互补充性好,提出的监测网方案总体上与广东省地下水本底条件、地下水资源开发利用现状、地下水环境功能分区、重点污染源空间分布特征等相匹配,契合地下水饮用水源保护和重点污染源监控两大管理需求,构建的地下水环境监测网框架可为其他地区提供参考,提出的地下水环境监测网建设方案可为广东省地下水环境管理和污染防控提供决策支持。     

区域环境质量综合评价指标体系的构建及实证研究

以社会经济系统与环境系统的可持续发展为核心思想,运用层次分析法,建立以人类与环境之间压力—状态—响应关系为框架的,综合环境监测各要素的,反映区域可持续发展水平的区域环境质量综合评价体系。运用全国10年的时间序列数据和2010年31个省(市、区)的截面数据进行了实证检验,得出了全国环境质量2001—2010年的发展趋势与变化规律,同时将2010年31个省(市、区)的综合评价结果进行聚类分析,将其划分为6个大类、8个小类,并深入分析了各类地区的环境质量现状、环境压力和环境管理方面的区域差异和特征。实证表明区域环境质量综合评价体系的评价指标具备合理性、科学性和可比性,可为环境管理和决策提供科学依据,具有较好的推广性和实用性。     

Effects of the Conservation Reserve Program on northern bobwhite and grassland birds

The Conservation Reserve Program (CRP) has converted just over 36 million acres of cropland into potential wildlife habitat, primarily grassland. Thus, the CRP should benefit grassland songbirds, a group of species that is declining across the United States and is of conservation concern. Additionally, the CRP is an important part of multi-agency, regional efforts to restore northern bobwhite populations. However, comprehensive assessments of the wildlife benefits of CRP at regional scales are lacking. We used Breeding Bird Survey and National Resources Inventory data to assess the potential for the CRP to benefit northern bobwhite and other grassland birds with overlapping ranges and similar habitat associations. We built regression models for 15 species in seven different ecological regions. Forty-nine of 108 total models contained significant CRP effects (P < 0.05), and 48 of the 49 contained positive effects. Responses to CRP varied across ecological regions. Only eastern meadowlark was positively-related to CRP in all the ecological regions, and western meadowlark was the only species never related to CRP. CRP was a strong predictor of bird abundance compared to other land cover types. The potential for CRP habitat as a regional conservation tool to benefit declining grassland bird populations should continue to be assessed at a variety of spatial scales. We caution that bird-CRP relations varied from region to region and among species. Because the NRI provides relatively coarse resolution information on CRP, more detailed information about CRP habitats (spatial arrangement, age of the habitat (time since planting), specific conservation practices used) should be included in future assessments to fully understand where and to what extent CRP can benefit grassland birds.     

Influence of spatial resolution on assessing channelization impacts on fish and macroinvertebrate communities in a warmwater stream in the southeastern United States

The choice of spatial and temporal scale used in environmental assessments may influence the observed results. One method of assessing the impact of stream habitat alterations involves the comparison of response variables among treatment categories (i.e., impacted and unimpacted sites). The influence of spatial resolution on patterns of response variables among treatment categories in assessments of stream channelization and other types of habitat alterations has not been evaluated. We examined how patterns of 10 community response variables among channel types and our interpretations of channelization impacts on fish and macroinvertebrate communities differed among three spatial resolutions in a warmwater stream in Mississippi and Alabama. Four fish and three macroinvertebrate community response variables exhibited different patterns among channel types at different spatial resolutions. Our interpretations of the impacts of channelization on fish and macroinvertebrate communities differed among spatial resolutions. Channelization had a negative influence on fish communities either with or without evidence of potential community recovery in one channel type. Channelization impacts on macroinvertebrate communities ranged from a negative influence to no effect. Our results suggest that spatial resolution can influence the observed results and interpretations derived from assessments of stream habitat alterations.     

基于RS和GIS的生态环境状况时空变化研究--以河南省为例

生态环境状况评价是资源合理利用、制定社会经济发展规划及生态环境保护对策的重要依据。现以河南省行政区为研究区域,基于遥感影像、水资源及环境统计数据,采用生态环境状况指数(EI)和空间格局分析方法,综合对比分析河南省2014—2018年生态环境状况时空变化及其冷热点空间分布。研究结果表明:(1)2014—2018年河南省EI值变化范围为60.6~63.5,生态环境状况整体呈现稳中趋好态势,除开封市和济源市外,16个省辖市的EI值均有所增加,位于西部山区丘陵地带的三门峡、洛阳和平顶山市EI值增加明显。(2)2014—2018年河南省生态环境的G*i指数的高值区域位于西部地区的三门峡市和洛阳市,且5年内没有发生变化,较为稳定。G*i指数的高、低值区域与EI值的高值和低值区表现出较高的一致性。     

空间关联随机森林模型结合Sentinel-2影像估算潍北地区裸土期土壤盐分

土壤盐分含量(SSC)是评价土地退化和肥力水平的重要指标,实现SSC状态和空间分异的快速准确监测对区域环境的优化管理极为关键。选取潍北平原为研究区,野外采集233处土壤样品并获取同时相Sentinel-2多光谱影像,进一步将特征光谱波段和构建的最优光谱指数作为输入自变量,测试得到的SSC实测值为因变量,最后将空间关联函数引入到随机森林中去建立基于空间关联随机森林算法的SSC遥感估算模型,完成区域尺度上的SSC反演估算与空间制图。结果表明：影像的B3、B8和B11是SSC的特征波段,通过波段比值变换能够增强卫星光谱信号对SSC的吸收响应,筛选得到的最优光谱指数分别为RI₃₄(波段3和波段4的反射率比值)、RI₇₁₁(波段7和波段11的反射率比值)、ND₆₁₁(波段6和波段11的反射率归一化值)和D₄₅(波段4和波段5的反射率差值);仅用特征波段或最优光谱指数来构建模型不能取得满意的SSC估算精度,空间关联随机森林模型的SSC估算精度要高于随机森林模型;在将上述特征波段和最优光谱指数共同输入空间关联随机...     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。