近20年来重庆市主城区地表热岛的时空变化

为了揭示快速城市化地区热岛的时空变化特点,以重庆市主城区为例,利用1988─2009年共5个时期的TMETM+影像反演地表温度,分析了地表热岛和相对热岛强度的空间格局及其变化趋势.结果表明:近20年来地表热岛的空间格局经历了集聚→较集聚→集聚的演变过程,热岛逐渐由重庆市老城区向外围城市组团转移;最大的相对热岛强度总体呈先增大后减小的变化趋势;老城区的相对热岛强度明显减弱,外围新兴城市组团相对热岛强度显著增加,沿长江和嘉陵江的开发建设导致滨江带相对热岛强度明显增强;相对热岛强度增强幅度与减弱幅度基本相当,大部分地区的相对热岛强度变化较平缓.相对热岛强度及其时空变化与重庆市扩张十分吻合,具有显著的城市组团式特点.     

中国84个主要城市大气热岛效应的时空变化特征及影响因子

日益加剧的城市化致使我国城市热岛效应日趋严重,进而严重影响区域环境和人类健康.目前有关我国城市热岛效应的研究多基于卫星遥感获取的辐射温度,有关大气热岛效应时空变化格局的认识相对薄弱.本文选取84个代表性城市,基于1960~2017年逐日气温观测数据,分析了我国大气城市热岛的地理分布特征及其昼夜、年内和年际变化趋势.结果表明,所有城市平均热岛强度为（0.9±1.1）℃,不同地区热岛强度差异明显,北部地区明显高于南部地区,华北地区最大,年均强度达（1.4±1.4）℃;不同时间和季节热岛强度差异大,尤其东北和西北地区,整体表现为夜晚[（1.2±1.1）℃]明显高于白天[（0.5±1.2）℃],白天夏季高于冬季,夜晚冬季高于夏季;从年际变化来看,大部分城市年平均热岛强度呈明显增加态势,平均增长速率达到0.040℃·（10 a）^-1,但在2009年后出现明显减弱趋势;通过分析热岛强度与局地气候和不透水面的关系,结果发现大气热岛强度空间分布受气候背景和气象站点位置影响较大,而长期变化受不透水面比例影响较大.本研究将深化对我国大气热岛效应变化规律的认识,为制定缓解高温热浪的城市土地利用策略提供参考.     

快速城市化对上海地区植被和土壤碳储量时空变化的影响研究

利用1987年和2007年两期遥感影像提取了上海市快速城市化地区的土地利用变化数据,根据IPCC-LULUCF温室气体计量方法,计算了上海市快速城市化地区植被和土壤的碳储量,并采用圈层同心圆和线性拟合等方法定量的研究快速城市化对上海地区植被和土壤碳储量时空变化的影响.研究结果表明:(1)上海市总的碳库储量呈现减少趋势;(2)上海市城市建设用地面积比重从城市中心向郊区递减;(3)对上海市各采样单元的城市化水平和碳储量数据进行拟合研究表明两者具有良好的线性关系.     

填海造地对港湾湿地环境影响研究的新视角

选择具有重要典型意义的沿海高度城市化及快速城市扩张地区港湾湿地为例,采取多学科方法交叉集成(环境科学、海岸海洋科学、景观生态学及地理信息科学)的研究途径,探索填海造地对港湾湿地景观格局及沉积环境的影响,即尝试从宏观尺度上研究填海造地影响下典型港湾湿地景观格局现状与时空演变,微观尺度上高分辨率提取填海造地影响下典型港湾湿地沉积物环境要素的时空变异信息,进而构建"填海造地环境行为驱动～港湾湿地环境响应"模型定量研究填海造地、港湾湿地景观格局及沉积环境要素三者之间的非线性时序关系及作用机制,为港湾地区科学填海、合理用海的有效管理提供科学依据.     

多维视角下新型城市化对中国二氧化碳排放影响的时空变化特征

城市化和碳排放之间关系密切,现有研究多从单一维度来衡量城市化,而忽略了城市化的多维性.本文从人口、经济、社会、空间和生态5个维度建立了新型城市化的评价体系,利用中国30个省、自治区和直辖市2004—2016年的面板数据,基于熵值法和地理加权回归（GWR）模型,从多维视角下研究了新型城市化对中国二氧化碳排放影响的时空变化特征,结果表明：①北京的新型城市化水平最高,东部沿海地区的新型城市化水平高于西部、西南和东北地区.②新型城市化对碳排放有显著促进作用.人口城市化、社会城市化和生态城市化对碳排放的影响存在明显的区域差异,在不同地区分别表现出促进作用和抑制作用,经济城市化和空间城市化对碳排放有显著促进作用.③人口城市化对碳排放影响的空间集聚性呈现出从西南、南部及东部地区往北部、东北部转移的特征.经济城市化对碳排放影响的空间集聚性呈现出从南部往东部沿海及东北地区逆时针转移的特征.社会城市化对碳排放影响的空间集聚性呈现出从南部、西南地区往西部及东北部顺时针转移的特征.空间城市化对碳排放影响的空间集聚性呈现出从北部、东北部地区往西部、西南地区逆时针转移的特征.生态城市化对碳排放影响的空间集聚性呈现出从东部往中西部转移的特征.     

2000～2020年中国典型经济区PM2.5时空变化及其与植被景观格局的关系

探究典型经济区PM_2.5时空变化特征及其与植被景观格局的关系,对区域PM_2.5污染治理和大气环境保护具有重要意义.基于PM_2.5数据和MODIS NDVI数据集,采用像元二分模型、 Getis-Ord G^*_i分析、 Theil-Sen Median趋势分析、 Mann-Kendall检验、皮尔逊相关分析和复相关分析等方法,探究中国三大经济区PM_2.5空间聚集性、时空变化特征及其与植被景观格局指数的相关性.结果表明,2000～2020年环渤海地区PM_2.5主要表现为热点区扩张,冷点区缩减;长江三角洲地区冷点区和热点区面积占比无显著变化;珠江三角洲地区冷点区和热点区均发生扩张.2000～2020年三大经济区PM_2.5整体表现为下降趋势,改善程度由高到低依次是：珠江三角洲地区、长江三角洲地区和环渤海地区.2000～2020年三大经济区不同植被覆盖度等级下PM_2.5均表现为下降趋势,三大经济区PM<...     

闽江河口湿地自然保护区及其周边景观动态变化及预测研究

在遥感和地理信息系统的支持下,通过解译2003年和2013年两个时期的遥感影像,获取闽江河口湿地自然保护区及周边区域的土地景观类型转化数据,确定相应的转移概率矩阵,应用马尔科夫模型模拟研究区域土地景观演变情况.并选取合适的景观格局指数,对闽江河口湿地自然保护区及周边区域的景观格局变化和驱动力进行研究和分析.结果表明:2003~2023年间,随着人类活动强度的增加,闽江河口湿地自然保护区内自然斑块减少,人工斑块增多,景观趋于破碎化、复杂化.海岸线侵蚀、城市扩张、政策导向等是闽江河口湿地及周边区域景观格局变化的主要驱动因素.     

上海市城市热岛景观格局演变特征研究

城市热岛空间格局特征及其内在驱动机制的研究可为缓解城市热岛效应、城市规划与产业布局提供科学依据,目前这方面研究还比较少,相关机制并没有得到完全的揭示。该研究以上海市为研究对象,采用1987、1996、2002和2010年4景Landsat TM/ETM+遥感影像,对城市地表温度进行了反演与分级。借助景观格局指数,分析了上海市城市热岛景观格局时空演变特征。结果表明:随着1987-2010年上海市不断城市化,各级热岛景观类型斑块数量持续增加,高等级的城市热岛景观类型面积也持续增加,整个城市热岛景观趋于破碎化。热岛景观总体聚集度下降,连通性下降,但是低等级热岛景观向高等级热岛景观转移的面积逐渐增加,景观类型之间面积差异逐渐减小,景观均匀度和多样性增加。城市化过程中,人口数量的增加和经济的快速发展对城市热岛景观格局的形成和演变具有重要的影响。研究结果揭示了城市热岛格局随城市化进程的时空演变特征,可以为制定有效的热岛效应缓解措施提供参考依据。     

快速工业化区域LUCC时空特征及其动力机制的区域对比研究——以广州市花都区和佛山市南海区为例

土地利用/覆盖变化（LUCC）已成为全球变化研究的核心领域和热点问题之一,其中快速工业化区域LUCC的比较研究意义尤为重大,有利于对不同类型和模式工业化区域LUCC机理的深入理解。广州市花都区与佛山市南海区地理位置相邻,自然条件与行政区划相似,同属快速工业化区域,却处于工业化发展不同阶段,工业化模式也存在明显差异,是比较研究的理想区域。论文利用两地普查、更新调查和逐年统计数据,结合卫星影像资料和实地调研,深入比较分析二者LUCC时空特征与动力机制,揭示出：①二者LUCC时空特征存在显著差异,南海区耕地非农化水平相对较高,建设用地特别是独立工矿用地扩张迅猛,但空间集中度不及花都;②工业化模式、人口增长与城市化模式、地域文化、制度以及管治模式等差异是导致二者LUCC差异的主要人文因素,工业化与城市化对花都区LUCC空间分异的贡献度相对较高;③快速工业化区域应根据区域发展实际,合理制定相应的工业化、城市化发展战略及模式,同时积极完善文化、制度与管治环境,促进建设用地扩张走合理集中布局、加强内部挖潜的可持续发展道路。     

城市化对水体非点源污染的影响

非点源污染现已成为世界上许多国家水体污染的重大污染源.长期以来,农业非点源污染受到高度重视,城市非点源污染的研究相对较少.而城市化是当今土地利用变化影响水质、流域的水文和其他物理特性以及发生潜在非点源污染的突出形式.城市化对水体非点源污染的影响,主要体现在使非点源污染的"源"、"过程"和"汇"发生了变化.本文从描述-预测评价-应用的角度总结了国际上城市化对城市水体非点源污染影响的研究.目前主要侧重于用模型来描述城市化对城市非点源污染过程的影响,模拟预测非点源污染物的负荷等.从景观生态学格局与过程的角度,探讨城市化和城市非点源污染之间的关系.城市化带来的城市景观格局的时空变化对城市非点源污染的综合影响研究是今后发展的一个方向.     

基于土地利用转型视角的“亚喀斯特”区域生态环境效应研究——以黔中部分地区为例

在遥感与GIS的支持下,以1995、2000、2005和2010年的TM影像及2015年的Landsat8 OLI遥感影像为数据源,从土地利用转型的角度,运用区域生态环境质量指数和土地利用转型类型的生态贡献率对亚喀斯特地区的土地利用/覆盖变化过程及生态环境效应进行了定量分析。结果表明,1995~2015年间,亚喀斯特地区土地利用/覆盖变化较为显著,其中生活用地和生态用地面积增加,而生产用地面积减少,主要表现为农业生产用地向城镇、农村生活用地及林地生态用地的转化。计算得到亚喀斯特区域5期的生态环境质量指数分别为0.540 2、0.539 7、0.552 3、0.558 1和0.561 5,生态环境质量总体维持稳定,呈一定的上升趋势。致使亚喀斯特区域生态环境质量改善的主要原因是农业生产用地向林地、草地和水域生态用地的转化;致使生态环境恶化的主要是农业生产用地向城镇、农村生活用地等的转化,但生态环境改善的趋势要大于恶化的趋势。     

城市化对城市森林组成和结构的影响——以上海“城-郊”样带为例

由于城市森林可改善人居环境并提高居民的生活环境质量而备受关注,而城市化进程的加剧使生态系统的结构也发生了很大变化。论文以快速城市化进程中上海“城-郊”样带为例,基于地理信息技术,采用景观格局分析和数理统计方法,有效量化“城-郊”样带;并借助植被功能分类的相关理论,以乔木组成和结构变化为载体,探讨城市化程度对城市森林的影响。结果表明：1）城区乔木丰富度指数（S）、Shannon-Wiener指数（H）和Simpson指数（D）高于郊区,二者存在显著性差异（P<0.05）;但城区和郊区乔木物种均匀度分别为0.448±0.043和0.394±0.038,不存在显著差异（P>0.05）。2）城区乔木的密度小于郊区,分别为248±25和472±57株/hm²;且二者间存在显著性差异（P<0.05）。3）城区和郊区的城市森林群落的生长潜能存在一定的差异,郊区具有较多数量的高生长潜能乔木,而城区中低生长潜能的常绿乔木密度比郊区高;4）城区、郊区中各胸径量级的乔木数量分布均呈倒J型曲线。通过该研究以期促进城市森林生态系统服务功能发挥的同时也为进行城市森林的管理提供科学依据。     

基于RS与GIS通海县土地利用／土地覆盖变化研究

以1992年TM和2006年ETM＋影像提取通海县土地利用信息,根据最佳指数因子（OIF）的最佳组合波段,在最佳组合波段下利用遥感图像处理软件ERDAS9．2选择监督分类方法,获取通海县1992～2010年土地利用／土地覆盖变化信息。结果表明：15a来该地区土地利用程度加强：耕地、建设用地显著增加,水域面积虽有萎缩,但变化不大;驱动土地利用变化的主要因素是人口增长、城镇化水平提高与经济的快速发展。     

武夷新区土地利用变化及景观格局研究

以2010年的LandsatTM遥感影像图和武夷新区总体规划中新区2030年土地利用规划图为基础数据,在RS和GIS技术支持下,结合马尔科夫模型和景观生态学方法分析了未来武夷新区的土地利用与案观格局变化。结果表明：在规划实施后,建设用地通过占用耕地和林地而大面积增加,使得林地和耕地相应减少,人类活动对景观的干扰强度增大,区域景观斑块形状趋于规则简单化,斑块总数有所减少,平均斑块面积增大,景观连接度增强,破碎化程度降低,景观多样性增加。     

渝宜高速(重庆段)对土地利用变化驱动及景观格局的响应

为深入认识道路对土地利用/土地覆被变化的作用过程和机制,确定道路的影响范围和强度,论文选取渝宜高速(重庆段)两侧15 km缓冲带为研究区,基于1986、2000、2007和2013年4期遥感影像数据,利用Arc GIS技术和景观生态学方法,从4个分段、3个尺度探讨了高速公路驱动下土地利用和景观格局演变的梯度差异及其对道路演变的响应。结果表明,1986—2013年,研究区土地利用变化规律正在由"点"往"轴"向格局转变;2013年西段低山丘陵区、中段低山宽谷区、中段中低山峡谷区道路的影响范围分别是10、7、5 km,东段中山峡谷区道路效应不明显;总体来看,公路沿线3 km范围内土地利用开发强度高,并且4个分段的土地利用综合程度自西向东逐步降低;在道路的驱动下,全区景观格局的变化局限在一定范围内,对于西段低山丘陵区和中段低山宽谷区的景观格局显著变化在5 km内,中段中低山峡谷区、东段中山峡谷区的变化主要集中在4和3 km内,影响域内景观破碎化程度加剧,景观稳定性降低,生态景观风险增加;各分段土地利用和景观格局变化空间差异与其通车时间存在正相关关系,同时受区域经济和地形因素以及环境政策的影响。研究结论有助于丰富对生态脆弱区道路效应的理解,为区域交通规划及土地资源持续利用提供科学依据。     

Remote sensing of the urban heat island and its changes in Xiamen City of SE China

World-wide urbanization has significantly modified the landscape, which has important climatic implications across all scales due to the simultaneous removal of natural land cover and introduction of urban materials. This resulted in a phenomenon known as an urban heat island(UHI). A study on the UHI in Xiamen of China was carried out using remote sensing technology. Satellite thermal infrared images were used to determine surface radiant temperatures. Thermal remote sensing data were obtained from band 6 of two Landsat TM/ETM^ images of 1989 and 2000 to observe the UHI changes over l l-year period. The thermal infrared bands were processed through several image enhancement technologies. This generated two 3-dimension-perspective images of Xiamen‘s urban heat island in 1989 and 2000, respectively, and revealed heat characteristics and spatial distribution features of the UHI. To find out the change of the UHI between 1989 and 2000, the two thermal images were first normalized and scaled to seven grades to reduce seasonal difference and then overlaid to produce a difference image by subtracting corresponding pixels. The difference image showed an evident development of the urban heat island in the 11 years. This change was due largely to the urban expansion with a consequent alteration in the ratio of sensible heat flux to latent heat flux. To quantitatively compare UHI, an index called Urban-Heat-Island Ratio Index(URI) was created. It can reveal the intensity of the UHI within the urban area. The calculation of the index was based on the ratio of UHI area to urban area. The greater the index, the more intense the UHI was. The calculation of the index for the Xiamen City indicated that the ratio of UHI area to urban area in 2000 was less than that in 1989. High temperatures in several areas in 1989 were reduced or just disappeared, such as those in old downtown area and Gulangyu lsland. For the potential mitigation of the UHI in Xiamen, a long-term heat island reduction strategy of planting shade trees and using light-colored, highly reflective roof and paving materials should be included in the plans of the city planers, environmental managers and other decision-makers to improve the overall urban environment in the future.     

上海市城市化进程中热环境响应的空间评价

利用Landsat TM/ETM+遥感数据解译与反演得到上海市1997~2009年的土地利用/覆盖类型图及热岛强度分布图,并分析其演变趋势,引入温度-植被指数(TVX)并采用TVX空间法定量研究了以建设用地扩张、生态用地减少为特点的城市化过程引起的热环境效应.研究表明,1997~2009年,上海市人口呈现从中心城至郊区的流动趋势;热岛强度分布与城市化建设密切相关,呈现"葫芦串-葡萄串-摊大饼型"的蔓延模式;以牺牲生态用地为代价的建设用地扩张造成研究区域地表温度的上升及植被覆盖度的下降,其中林地减少所引起的热环境效应最大.研究可为城市规划决策过程中不同城市化空间的拓展情景提供其可能的环境响应结果,从而完善气候变化适应性对策,推进城市生态系统的可持续发展.     

艾比湖湿地土地利用/覆被-景观格局和气候变化的生态环境效应研究

借助Arc GIS与ENVI软件,以1998年、2006年和2014年遥感影像Landsat TM/OLI为数据源,得到3期艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型图.在空间尺度上将研究区分为3个特定研究单元来分析土地利用/覆被变化特征,并从景观格局和气候变化两个方面来进行生态环境效应研究.通过计算土地利用/覆被类型生态风险指数,从而获得研究区生态安全指数,最终建立艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型与生态环境之间的数量关系,并对整体及局部地区进行生态环境质量动态分析.结果表明,水域和其他(裸地和戈壁)是研究区内的优势景观类型.水域的平均斑块面积最大,水域和其他(裸地和戈壁)的最大斑块指数较高,盐碱地和其他(裸地和戈壁)的分维度指数较高,水域和其他(裸地和戈壁)的聚集度指数较大,林草地空间分布离散,破碎化程度高,连通性差.1998—2014年期间多样性指数增加,说明各景观类型所占比例趋于均衡化,作为优势景观类型的湿地对整个景观的控制作用减小,景观异质性增加.1998—2014年间,艾比湖湿地自然保护区总体生态环境指数呈逐步升高趋势,但生态环境质量的改善与恶化同时存在,并在特定研究单元上出现明显的区域分异特征.盐碱地、其他(裸地和戈壁)向湿地及荒漠向其他(裸地和戈壁)的转化是环境改善的主导因素.湿地向水域和其他(裸地和戈壁)的转变是环境恶化的主导因素.据1998—2014年的气象资料,降水量呈下降趋势,降水减少使植物存活率降低,导致植被覆盖率下降,从而影响生态环境的健康发展.另外,在分析驱动机制的基础上,建立了优选多元线性回归方程,结果表明,在景观指数和年径流量中,艾比湖湿地自然保护区生态环境指数的变化与平均斑块面积和分维度指数均呈显著相关.该研究对艾比湖湿地自然保护区土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定有着非常重要的意义.     

基于土地利用/覆被变化的南通市生态系统服务价值研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。论文以南通市土地利用动态数据为基础,应用Costanza等提出的生态系统服务价值系数,分析了土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,2006年-2009年,南通市耕地面积大量减少,其它类型土地面积在增加;土地利用的变化导致了南通市生态服务价值从2006年的7.42×109元增加到2009年的8.76×109元,增加了1.34×109元,主要由于水域面积的扩大导致生态服务功能价值的增加。     

典型流域土地利用/覆被变化及其景观生态效应——以浙江省西苕溪流域为例

土地利用/覆被变化的环境效应是相关领域今后研究的重点。论文利用1985、1995和2000年的TM数据及调查资料,研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:流域内农田不断减少,居民及工矿用地持续扩大,林地前期减少、后期缓慢增加;林地和农田是流域内的主要景观类型,空间集中性及斑块碎化、形状规则化、景观同化是景观结构和景观异质性变化的主要表现;土地利用/覆被变化产生了生境质量下降、边缘效应增强、土地退化和生态系统成分单调等景观生态效应;恢复与建设西苕溪流域的景观生态系统需对景观尺度上的土地利用方式进行必要的调整。