中国部分城市空气环境铅含量及分布研究

为描述我国城市空气环境铅含量的水平和分布特征.通过计算机在CNKI、万方、维普、Science Direct、Google Scholar和PubMed等数据库检索和搜集2000~2012年间发表的关于空气颗粒物中重金属含量的文献,剔除重复后,按照拟定的标准进行筛选,共有69篇文献纳入分析研究,涉及30个省/市共42个城市,有效样本数大于5489个.空气环境铅含量均以PM10的监测结果计(以下同,包括我国环境空气质量标准限值),其加权平均值为(256.5±192.0)ng/m3,其中,18个城市(占42.96%)空气中的铅含量超过我国环境空气质量标准(GB3095-2012)的年均限值(272.5ng/m3),其平均值为(551.0±350.3)ng/m3;湖南长沙、广东韶关、辽宁沈阳、江西永修、陕西西安和辽宁葫芦岛6个城市(占14.3%)的空气环境铅含量超过季均限值(545.0ng/m3),其铅含量分别为554.4,637.0,638.8,764.1,1018.6,1721.2ng/m3.我国经济较发达的京津唐、环渤海圈以及珠江三角洲地区的空气环境铅含量较高;我国北方城市空气环境铅含量在冬春季相对较高,是夏秋季节的1.2~1.9倍,东南沿海城市空气环境铅含量的季节性变化不明显;广州、上海、北京和成都的数据分析显示自2003年以来,空气中的铅含量呈明显的下降趋势.上述分析结果表明,我国空气环境铅含量较高,总体呈现下降趋势.     

湖南水府庙水库流域景观格局与水质特征关系分析

以湖南水府庙水库流域为例,在土地利用类型遥感解译结果以及水质监测数据基础上,选用景观和斑块类型2个水平上的景观指数,采用Pearson相关分析法、典范式对应分析法等方法分析了该流域内景观格局特征,并探讨了景观格局与河流水质指标特征之间的关系。结果表明:1)研究区土地利用类型与河流水质指标显著相关,其中,林地面积所占比例与多数污染指标呈显著负相关;耕地、建设用地面积所占比例与各污染指标呈正相关。2)景观格局在景观和斑块类型水平上对水质的影响表现出差异性,其中斑块破碎度在2个水平上对水质的影响均较大;斑块形状的复杂程度与水质指标无明确相关性。3)景观格局在流域尺度上对水质影响的异质性表现在土地利用类型的空间分布以及各种景观类型的空间格局特征对河流中污染物源、汇的贡献和迁移转化影响的差异性。     

全球二氧化碳浓度非均匀分布条件下碳排放与升温关系的统计分析

为定量评估全球二氧化碳浓度非均匀分布条件下碳排放与升温的关系,采用空间自相关分析与空间联立方程组模型,基于1度、2度与3度空间分辨率的全球二氧化碳浓度,碳排放与近地面气温等格点数据,揭示了2003—2015年全球二氧化碳浓度的空间分布聚集特征并估计了碳排放对升温的影响系数。结果发现：二氧化碳浓度在空间上表现为北半球高浓度值聚集与南半球低浓度值聚集的分布型。利用二氧化碳浓度非均匀分布的参数条件对碳排放与升温影响的估计结果表明,代入二氧化碳浓度非均匀分布这一参数会小幅拉低碳排放对升温影响的估计结果。研究表明,全球二氧化碳浓度非均匀分布是当前评估碳排放升温影响亟待引入的参数;同时由于估计结果的空间尺度效应的存在,相关参数的空间范围与分辨率的选择也需要关注。     

东北地区工业污染时空格局演变研究

基于东北地区2003—2015年地市层面工业废水、工业SO2排放数据,采用标准差椭圆、地理集中度指数,从宏观及微观两个角度分析东北地区工业污染时空格局演变特征,并对工业发展与工业污染演变协同关系展开研究.结果表明,2003—2015年间东北地区两种工业污染排放量及占全国比重均有所提升,工业污染尤其是工业SO2污染对生态环境胁迫逐渐增大;标准差椭圆结果显示,工业污染在空间上均呈南(偏西)-北(偏东)方向分布,工业污染重心轨迹迁移存在相似性,工业SO2污染空间集聚程度高于工业废水;工业污染地理集中度显示,地市层面工业污染集聚情况呈南高北低的空间分布特征,研究期内工业污染集中度高值区分布范围明显收缩,空间特征得到强化;东北地区工业发展与工业污染空间形态演变存在相似性,空间形态上的差异逐渐减弱.分地区看,东北地区中部工业环境绩效最高,而工业污染集中度较低的北部工业环境绩效偏低,局部上表现出工业发展与工业污染变化不一致的特点.最后分析了工业及工业污染空间格局演变趋势及北部地区工业发展与工业污染变化不一致的原因.     

县域尺度的京津冀都市圈CO2排放时空演变特征

二氧化碳排放具有阶段性空间分布特征,研究其区域特征和格局演变可为减排提供重要的依据和方向.利用1990~2009年京津冀都市圈128个县级区域的二氧化碳排放量数据,运用比较统计地图和空间自相关分析方法对都市圈的二氧化碳排放的空间格局和空间依赖性进行研究.结果表明,京津冀都市圈二氧化碳排放量逐年增加,2002年之后的平均增速是2002年之前的1.8倍.各市二氧化碳排放增长趋势不一,呈三类变化趋势.都市圈二氧化碳排放格局呈现较明显的分层聚集现象,全局Moran指数先由1.44降低至1998年的0.09后缓慢回升至0.10,二氧化碳排放高值区域空间分布由"双中心"发展至"四中心",低值区域变化较小.局部空间自相关性则呈现了4种类型的变化:大部分区域基本保持不变或减弱,唐山等地增强,天津部分区域和宣化县转变.高值中心和低值区域的空间自相关演变过程并不相同,在制定减排规划时需要因地制宜,适当考虑周边区域的相互作用.空间格局和空间自相关关系的探讨对于认识京津冀都市圈二氧化碳排放的空间规律和制定减排战略规划具有重要意义,也为都市圈低碳发展研究提供了基础.     

基于地统计武汉市的土壤铅含量与道路网相关性

道路交通是土壤重金属铅的重要来源之一,准确分析其与土壤铅含量的关系有利于进行科学的土壤铅污染风险评估和管理。以武汉市主城区为研究区,实地采样得到300份土壤铅含量,基于地统计分析其与道路网的关联性,研究发现武汉市主城区铅含量存在空间集聚性,Moran's I指数为0.23。不同类型道路周边土壤铅含量存在较大差异,铁路附近铅含量最高,主干道次之,然后是次干道,高速公路附近铅含量最低。铅含量与道路网密度表现出较高的相关性,相关系数R~2为0.51;Moran's I指数为0.27,表明武汉市道路网与铅含量存在空间自相关性。     

中国三大海洋经济圈海洋经济发展区域差异与分布动态及影响因素

考察中国海洋三大经济圈海洋经济发展区域差异,探究其分布动态演进规律,识别其空间非均衡的影响因素及空间溢出效应,为“十四五”期间优化海洋经济发展空间布局、推动区域海洋经济协同均衡发展提供决策参考。利用Dagum基尼系数及其分解方法考察三大海洋经济圈海洋经济发展区域相对差异的程度、来源及演变态势,在此基础上,进一步应用Kernel密度估计方法刻画其绝对差异的分布动态演进过程,并将空间效应纳入研究框架,应用空间计量分析方法识别海洋经济发展空间非均衡的影响因素及空间溢出效应。研究发现：三大海洋经济圈海洋经济发展均呈现稳定上升态势,但三者之间存在显著的分级现象;三大海洋经济圈空间非均衡程度显著,超变密度是造成三大海洋经济圈整体区域差异的主要来源;三大海洋经济圈海洋经济发展水平“极化效应”显著,呈现不同极化特征和分布延展性;三大海洋经济圈海洋经济发展存在显著的空间依赖性,总体表现为空间正相关。     

西南喀斯特流域水化学空间变异性分析

本文以后寨河流域为研究对象,基于地统计学分析方法,研究喀斯特地区含量较高的四种离子(HCO_3~-、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、Mg~(2+))的空间变异特征。结果表明:选取的离子都呈正空间自相关性,其中SO_4~(2-)和Ca~(2+)的空间集聚作用更显著。由于离子来源和影响因素的不同,离子的自相关程度和变程范围有所不同,由C0/(C0+C)比值判断,HCO_3~-、Ca~(2+)和SO_4~(2-)为中等强度空间相关,Mg~(2+)表现为强相关且变程较小,结构性因素对Mg~(2+)作用更为显著。离子在一定的距离内都表现为各向同性,超出该距离,受到岩性、构造、人类活动等因素的影响,则表现出了明显的各向异性特征。     

长江三角洲城市群工业污染时空演化及其驱动因素

基于2003~2015年长江三角洲（以下简称长三角）城市群26个城市工业废水和工业SO₂排放数据,采用标准差椭圆、地理集中指数、工业环境绩效指数、空间形态差异指数等方法从宏观和微观视角对长三角城市群工业污染时空演化进行分析,同时采用对数平均迪氏分解（LMDI）模型对其工业污染排放主要驱动因素进行分解.研究发现：2003~2015年工业废水和工业SO₂排放量分别下降了16.97%和28.79%,但占全国比重仍然较高,尤其是工业废水对生态环境胁迫较大.2种工业污染空间形态均呈现出北（偏西）-南（偏东）的空间分布形态,而2种工业污染重心移动轨迹并不一致,工业废水重心总体上朝向东（偏南）方向迁移了12.85km,而工业SO₂重心总体上朝向西（偏北）方向迁移了26.89km.此外,2种工业污染主要集中分布于长江沿岸城市且污染集中度指数由高到低大致呈半圈层状向周围递减.工业发展与工业污染空间形态演变具有一致性,工业废水重心和工业SO₂重心与工业发展重心距离均在逐渐缩小,而2种工业污染-环境绩效空间分布格局并不完全一致.驱动因素方面,环境规制引起的技术改善效应是工业污染排放量减少的主要原因,而由环境规制引起的产业结构效应对工业污染排放量的影响则取决于区域发展政策,经济发展效应是工业污染排放量增加的主要原因,人口规模效应对工业污染排放量的影响较小.     

安徽省地质灾害空间分布的分形研究

分形分维是度量不规则系统自相似性程度大小的参数,以往对安徽省地质灾害的研究一直都限于对其定性的描述。本文采用分形理论对安徽省地质灾害空间分布特征进行了定量的计算,结果表明:安徽省地质灾害空间分布分维值为1. 4847,崩塌与滑坡、地面塌陷和泥石流的空间分布分维值依次为1. 3756、1. 1074和1. 0902,相关性系数R~2均大于0. 98,分维相关性强,自相似性明显;降雨量、海拔、地貌和地层影响着地质灾害空间分布的分形特征,而水系和断裂空间分布分维值(1. 5825、1. 5111)与安徽省地质灾害空间分布分维值接近,表明两者是影响地质灾害空间分布的主要因素;分维值图显示安徽省地质灾害空间分布分维值由北向南逐渐增大,西南部和南部分维值较高,与实际该区域的地质灾害发育程度较强烈、灾害数量多、密度大相吻合,且其地质灾害空间分布分维值与安徽省地质灾害空间分布分维值接近,存在较好的自相似性,具有明显的分形特征。故利用分形理论研究地质灾害分布成因以及对地质灾害区划和防治具有重要的意义。     

哑铃湾网箱养殖自身污染状况

根据2002年4月、7月、10月和2003年1月对哑铃湾海域网箱养殖区的调查数据，分析该海域网箱养殖自身污染情况。结果表明，网箱养殖增加了水体中N、P的含量，改变了养殖水体中一些化学因子的垂直分布，加速了哑铃湾海域的有机污染和富营养化。随着养殖年限的增加，哑铃湾网箱养殖自身污染日趋严重。     

上海市大气气溶胶中铅污染的综合研究

采用质子激发X荧光分析(PIXE)、质子微探针、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)和扩展X-射线吸收精细结构谱(EXAFS)等分析手段研究上海市大气气溶胶PM₁₀中铅的浓度、化学种态和铅的源解析.研究发现2002年冬天和2003年上海地区大气气溶胶PM₁₀中铅的平均浓度分别为369ng/m³和224ng/m³,铅的化学种态主要是PbCl₂、PbSO₄和PbO,燃煤烟尘、钢铁烟尘和汽车尾气是主要排放源,它们对气溶胶中铅的贡献率分别为50%、35%和15%.     

2003~2018年四川盆地气溶胶光学厚度空间分异及驱动因子

为揭示四川盆地气溶胶光学厚度（AOD）的空间分布格局并定量评估影响其时空分异的驱动因子,基于2003~2018年（16a） MODIS气溶胶产品数据,采用Mann-Kendall突变检验法,空间自相关,空间热点探测分析和地理探测器等地统计方法分析研究.结果表明：2003~2018年四川盆地AOD总体呈现下降趋势,且突变年为2015年,并依据趋势变化将2003~2018年分为6个时段.四川盆地气溶胶区域性污染特征明显,AOD高值区主要聚集在盆地中部低海拔地区,而AOD低值区则多聚集在盆地边缘高海拔地区.AOD空间分布具有显著的聚集性规律（空间正相关,Moran's I指数>0）,自2012年以来高-高值聚集区面积不断减小,且不同时段聚集区AOD年际变化与AOD值分布变化态势一致.利用主成分分析法优选出8个因子,经地理探测器分析表明,16a来盆地区域AOD时空分异主要是由于城市化和工业化发展水平不均衡引起的.2014~2015年所有驱动因子的驱动力较之前时间段出现11.2%~59.2%的减小,且社会经济因子尤为明显,与2015年为突变年的结论相一致.     

大连市海域使用结构演变模拟及预测研究

本文基于CA-Markov模型与多目标线性规划模型,从空间分布和数量控制的角度,研究了大连市海域使用结构的发展趋势,模拟其演变规律,并进行了预测。其中,通过遥感解译获得1992年、2002年和2012年大连海域使用现状及海域使用结构多时序变化趋势;基于多目标线性规划模型,建立生态、经济、社会效益的目标方程,求解海域使用结构中各用海类型的最优配置方案;利用CA-Markov模型对大连市海域使用结构的空间布局进行预测。研究结果表明:（1）1992－2002年和2002－2012年两个时期,渔业用海面积占比具有绝对优势,为70%～80%,但是一直呈负增长态势;旅游娱乐用海、交通运输用海、保护用海、造地工程用海均持续增长,而工业用海面积则先下降后增长。（2）CA-Markov模型和多目标线性规划模型相结合,可发挥各模型优势,对于从数量结构和空间布局两方面模拟、预测海域使用结构及其空间布局具有较高应用价值。（3）研究结果有助于研判海域使用结构的演变规律和发展趋势,可为海洋开发和保护程度的评价、海洋空间规划的调整等提供借鉴,为更加科学地管理和利用海洋空间资源提供重要参考。     

基于GIS的黄土高原小流域土壤水分时空分布模拟——以定西安家沟为例

土壤水是黄土高原生态环境的主控因素,进行土壤水时空分布的模拟对黄土丘陵区农业生产、植被恢复和土地合理利用及配置具有重要的指导意义。从水量平衡的角度出发,采用GIS软件Arc/Info的GRID数据结构,对定西县安家沟小流域影响土壤水分时空分布的要素:降雨、径流和蒸散(发)进行了空间分布的模拟,并利用实测土壤水分数据进行检验,合格率达到83.146%。结果表明,利用水量平衡原理并对参数进行一定的化简进行黄土高原土壤水分的模拟是可行的。     

电脑散热风扇灰尘中多溴二苯醚的污染特征和环境健康风险评价

不同模型对土壤污染物空间分布预测精度具有重要影响,针对现有方法不能较好模拟土壤污染物较强的空间变异特征以及缺乏对影响污染物空间分布的关键环境因子识别,本研究基于随机森林（RF）模型,通过融合多源环境要素,开展了某冶炼厂周边农田土壤砷含量空间分布预测研究,并与反距离加权（IDW）和逐步线性回归模型（STEPREG）相比较.结果表明,研究区农田土壤砷污染范围较广,污染严重区域主要分布在研究区南部,3种模型模拟的砷污染空间分布虽总体趋势相似,但局部区域差异明显,IDW和STEPREG模型不能很好地反映研究区土壤污染的强空间变异特征,RF模型模拟结果较好的表达局部高污染区域的细部变化.不同环境要素对农田土壤砷含量空间分布影响的重要性不同,研究区环境变量和地形变量是影响土壤砷含量空间分布的关键环境因子.交叉验证结果表明,RF模型相对IDW和STEPREG模型具有最小的均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）、平均误差（ME）和最大的R²,RF模型的RMSE、MAE、ME较IDW模型分别降低了10.8%、5.5%和88.1%,较STEPREG模型分别降低了17.8%、18.4%和94.7%,表明采用RF模型对研究区农田土壤砷含量预测精度最高,取得了最优的预测效果.本研究结果能够为土壤重金属污染空间分布制图提供方法学参考.     

基于MODIS数据的内蒙古草地光能利用率时空变化分析

光能利用率(常以ε表示)直接影响草地植被的能量分配和光合速率,是影响NPP形成的重要参数之一。论文以MODIS数据及地面气象数据为数据源,在GIS和RS的支持下,研究了2003年内蒙古地区生长季草地的光能利用率(ε)及时空变化。结果表明,内蒙古地区生长季草地光能利用率(ε)在0～0·292 9 gC·MJ-1之间,平均值为0·220 4 gC·MJ-1。该地区草地生长季光能利用率空间分布规律明显,总体上呈由高纬度的东北部地区向低纬度的西南部地区逐渐降低的趋势,与该地区降雨空间分布相同。内蒙古地区生长季所有草地类型的平均光能利用率(ε)季节变化呈明显的单峰变化,其增长速率从5月开始为单调递减。     

三江平原露水资源研究

研究了三江平原露日的变化特征,并对沼泽地毛果苔草(Carexlasiocarpa)群落和大豆地中露水的凝结进行了实地观测。结果表明:三江平原露水出现频率较高的季节是夏秋季(6～9月),露水凝结量最多的月份是9月;近12年来,年露日在66～108d,平均为95.42d;7～9月大豆地地面的露水凝结量明显高于沼泽地地面,而5～6、10月低于沼泽地地面;沼泽地中冠层的露水凝结量最多,地面上的露水量略低于顶层,而大豆地中露水凝结量的垂直差异不明显;2003年沼泽地、大豆地单位土地面积上实际凝结的露水量为20.68、19.46mm,分别占同期降雨量的5.05%、4.75%。露水在一定程度上弥补了干季降雨的不足,是影响水量平衡的重要因子。     

福建省红树林分布时空变化与驱动因素分析

为了研究福建省红树林分布时空变化,应用多种规则相结合的专家系统方法,对福建省沿海地区的3个时相(1989年、1993年和2001年)的TM/ETM+影像进行分类,提取3个时相TM/ETM+影像中的红树林信息,同时,借助2003年SPOT影像以及辅助资料通过分辨率粗化后对影像进行目视判读,提取红树林信息,将两种方法得到的红树林数据用于分析1989年～2003年福建省红树林分布变化。结果表明,从1989年～2003年福建省红树林的整体面积呈现先减少后增长的趋势,从1989年的134.52hm2减少到1993年的128.14hm2,而到2001年增加到199.20hm2,到2003年面积达213.2hm2,但其中增加的面积是人工林,原生的红树林破坏严重,红树林资源质量呈现退化的趋势。通过收集历史资料与相关研究文献总结影响福建省红树林分布的主要因素,并针对福建省红树林资源面临的问题提出相应的解决对策与建议。     

渤海滩涂沉积物中石油污染物的迁移-转化规律研究

采用紫外分光光度法对2003年夏季渤海滩涂表层沉积物和海水中石油烃含量进行了分析,探讨了海水中可溶油在滩涂沉积物中的迁移转化特征及其影响因素。结果表明,沉积物中石油烃含量在(55.8~2563.4)×10-6,平均值为555.82×10-6,与海洋沉积物质量(GB18668-2002)500×10-6相比,超标率为50%,超标倍数为1.05~5.13倍;受潮流作用和沉积环境的影响,石油烃含量自岸向海呈由低到高的分布特征;研究区是典型的淤泥质海岸带,由于其沉积物颗粒细,有机质含量高,很容易吸附石油烃;沉积物中石油烃是难生物降解的多环芳烃类。