基于生态过程模型和森林清查数据的森林生长量估算对比研究

利用遥感驱动的生态过程模型-Boreal Ecosystem Productivity Simulator （BEPS）、2001-2006年国家森林资源连续清查数据（一类清查-样地尺度）和2003-2009年森林资源规划设计调查数据（二类调查-区域尺度）,分别计算江西省吉安市的森林生态系统生长量,从不同空间尺度和森林类型对3种数据源估算的森林生长量进行了分析。结果表明,样点尺度上,BEPS模型模拟的森林生长量（4.18 Mg·hm^-2·a^-1）低于群落生长量（5.86 Mg·hm^-2·a^-1）,与乔木层生长量（4.29 Mg·hm^-2·a^-1）基本一致,模型模拟结果与两者的拟合R2分别为0.48和0.43。区域尺度上,BEPS模型模拟、二类调查数据计算的群落及乔木层生长量分别为4.65、4.36和3.34 Mg·hm^-2·a^-1,BEPS模型估算的吉安市各县森林总生长量与二类调查数据计算的群落、乔木层生长总量拟合R2分别达0.84和0.83。一类清查数据计算结果高于二类清查数据计算结果,BEPS模型模拟森林生长量分别与基于一类清查数据计算的乔木层生长量及二类调查数据群落生长量较为一致。从研究区两种主要森林类型来看,常绿阔叶林年平均生长量高于常绿针叶林,常绿针叶林与模型估算结果差异小于常绿阔叶林。最后利用模型估算了研究区2001-2010年平均生长量,为认识研究区的森林生长空间分布差异及更新森林生物量提供支持。     

城市扩展下大气污染物浓度的空间格局变化趋势研究--以乌鲁木齐市为例

城市环境污染是由于人类的生产和生活活动造成,而不断的城市扩展势必导致环境污染物浓度的空间变化。乌鲁木齐市作为中国西部的内陆城市,由于特殊的地理位置和能源结构,在发展经济的同时也造成了严重的大气环境污染,也给人们的生产生活带来了严重的影响。为了治理污染当地政府采取了一系列措施。分析了2004-2009年城市3个不同区域（市南区、市中区和市北区）大气环境质量监测点位的数据,研究了在城市不断扩展的前提下,污染物浓度在空间上的迁徙变化趋势。结果表明,PM10、SO2和NO2污染最严重的时段均出现在冬季采暖期（12月至来年1月）,主要是因为采暖消耗大量原煤和高逆温频率所致。其峰值分别达到0.379、0.510、0.120 mg·m-3。随着城市空间结构的不断北扩,PM10和SO2的浓度呈现出向北迁徙的趋势,原本污染最严重的市南区浓度逐步下降,而市北区呈现出不断增加的态势。NO2浓度则表现出不断南迁的趋势,即原本 NO2浓度高的市北区变化不大,而市南区和市中区则呈现出快速增加的态势。说明大气环境中的污染物浓度随着城市空间结构的调整和人类活动频率的不断增加,正发生着空间上迁徙变化。由于污染排放源的差异性,导致大气污染物浓度在空间上的不同。通过分析得出,乌鲁木齐市的大气环境污染主要是“煤烟型”污染,随着产业的空间分布和城市的扩展,污染物浓度在空间上呈现出了不同的迁徙变化特征,是今后城市发展和环境治理值得关注的问题。     

近35 a叶尔羌河中下游流域土地利用/覆被时空动态演变特征

基于叶尔羌河中下游流域1982、1990、2000、2010和2017年5期遥感影像数据,利用GIS技术,对该地区近35 a土地利用/覆被变化进行分析。结果表明:1982—2017年研究区耕地和建设用地面积占比不断增加,分别由占研究区总面积的4.92%和0.33%增加到13.06%和0.67%;林地、草地和未利用地面积则分别减少8.43×10~4、4.48×10~4和2.81×10~5 hm~2;湿地和水域面积变化波动较小,但总体上呈减少趋势,减少面积分别占流域总面积的0.08%和0.14%。各土地利用类型中耕地变化速率最大,达4.73%,建设用地次之。林地、草地、湿地和水域面积的减少主要受到年均气温上升,相对湿度下降和蒸发量增大等自然因素的影响;耕地和建设用地面积的增加以及未利用地面积的减少主要受到人口、第一产业生产总值和GDP急剧增长等人文因素的影响。除此以外,政策因素调整也对研究区土地利用/覆被变化产生显著影响。     

基于地理加权回归模型的葡萄园土壤砷含量高光谱反演

以吐鲁番盆地葡萄园土壤中砷（As）为研究对象,分析15种光谱变换下的土壤光谱反射率数据与土壤As含量的相关性,构建土壤As含量预测的偏最小二乘回归（PLSR）模型和地理加权回归（GWR）模型。结果表明：葡萄园土壤原始光谱率（R）经一阶微分（FD）、平方根一阶微分（SRFD）、平方根二阶微分（SRSD）、倒数二阶微分（RTSD）、对数一阶微分（LTFD）、倒对数一阶微分（ATFD）变换对As光谱特征的增强作用最突出。模型预测结果表明,采用基于LTFD变换的GWR模型可有效提高葡萄园土壤As含量的预测精度。     

我国城市形态对空气质量影响的研究进展

近年来城市形态对空气质量的影响研究引起了国内学者的广泛关注,获得了大量研究成果,但仍然缺乏系统梳理。作者以中国期刊全文数据库（CNKI）和美国科学情报研究所Web of Science核心合集为数据源,采用文献归纳法和CiteSpace软件,对2000至2022年发表的我国城市形态对空气质量影响的文献进行了系统分析。研究发现：年度发文量整体呈上升趋势,2017年后英文文献发文量高于中文文献量,中英文研究机构重合度较低,缺少合作研究;研究主要以区域尺度和局地尺度为主,微观尺度街谷和西部的研究偏少;研究方法以统计分析、遥感和GIS的融合应用为主,数值模拟方法应用较少;城市规划与环境保护、空气污染与影响是研究热点,城市形态测度指标、城市形态对空气质量影响因素、相关性分析是主要的研究内容;土地审批、交通排放、人口分布、城市设计、植被覆盖是缓解空气污染的重要途径。     

新疆焉耆盆地农田土壤重金属污染及健康风险评价

为研究新疆焉耆盆地绿洲农田土壤重金属的污染及潜在健康风险,选取194个样点采集土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn共7种重金属元素含量。利用地质累积指数(I_(geo))评价农田土壤污染水平,采用US EPA健康风险评价模型,对农田土壤重金属污染的潜在健康风险进行评估。结果表明,研究区农田土壤7种重金属平均含量均未超出《食用农产品产地环境质量评价标准》中的限值,但Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.67、1.41、1.30、3.01和6.78倍。农田土壤中Zn呈现轻度污染,Cd与Pb呈现轻微污染,As、Cr、Cu与Ni呈现无污染态势。健康风险评估结果表明,经手-口摄入是研究区农田土壤重金属日均暴露量及健康风险主要途径。农田土壤7种重金属通过3种暴露途径的非致癌风险商(HQ)与非致癌风险指数(HI),单项致癌风险指数(CR)与总致癌风险指数(TCR)均小于安全阈值,属于可接受风险水平。研究区农田土壤重金属对儿童的非致癌风险低于成人,致癌风险高于成人。研究区农田土壤中As与Pb是最主要的非致癌风险因子,As是最主要的致癌风险因子,研究区农田土壤中As对人体的健康风险应当引起重视。     

渭-库绿洲耕层土壤砷含量高光谱估测研究

以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲耕层土壤为研究对象,通过对原始光谱反射率(R)、包络线去除(CR)和一阶微分(R′)变换光谱数据结合连续小波变换生成小波系数,筛选出与砷含量具有极显著相关性的特征波段(P<0.001),运用偏最小二乘回归、BP神经网络、随机森林回归及支持向量机回归分析方法建立耕层土壤砷含量的高光谱估测模型。结果表明,经一阶微分结合连续小波变换处理后,光谱数据与砷含量之间的相关性提升尤为明显。综合考虑各模型估测精度及稳定性,认为R′-CWT-2⁶-SVMR模型可作为研究区耕层土壤砷含量的最佳估算模型,其训练集和验证集的决定系数(R²)分别为0.753和0.740,均方根误差(RMSE)分别为1.350 mg/kg和1.819 mg/kg,相对分析误差(RPD)分别为2.03和2.00。     

新疆绿洲城市夏季农田区对流层NO_2垂直柱浓度特征分析

2014年夏季6~8月利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX DOAS)在新疆绿洲城市乌鲁木齐市三道坝镇、库尔勒市西尼尔镇及博乐市84团农田区观测的NO_2垂直柱浓度(VCD)数据,结合同期的气象数据分析了NO_2VCD的变化特征。研究表明:1NO_2气体的日变化规律在乌鲁木齐市和库尔勒市农田区呈波浪式多峰特征,博乐市农田区呈明显的双峰形式,且峰值除了库尔勒市在午后外,乌鲁木齐市和博乐市均出现在早晚时段;2新疆绿洲城市农田区在夏季6月(3.327×1015molec/cm~2)的NO_2VCD最高,其次是7月(2.002×1015molec/cm~2),最低是8月(1.656×1015molec/cm2);3NO_2VCD与气温、水汽压气象要素密切相关;由于城市间地势、格局的差异,库尔勒市的NO_2浓度与风速呈显著正相关,乌鲁木齐市、博乐市的NO_2浓度与风速相关性不显著。     

典型石油城市道路积尘重金属污染及健康风险评价

从新疆典型石油城市克拉玛依市采集52个道路积尘样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Hg 6种重金属元素的含量,采用地质累积指数法与美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型,分析了道路积尘重金属污染及潜在健康风险。结果表明,克拉玛依市道路积尘中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg的平均值分别为新疆土壤背景值的1.62、1.75、0.99、1.50、1.24、2.94倍,道路积尘中6种重金属元素的地质累积指数(I_(geo))平均值排序为HgAsCuPbCrCd。其中,Hg处于轻度污染,其他5种元素均处于无污染水平。总体上,As、Cu、Hg的I_(geo)从西北向东南呈减小趋势;Cd的I_(geo)空间分布较为离散,出现两个同心圆状分布格局;Pb、Cr的I_(geo)呈现均匀分布格局。健康风险评价结果表明,克拉玛依市道路积尘中重金属元素的非致癌风险及致癌风险均处于安全范围内,主要暴露途径为手-口摄入,儿童受到的健康风险高于成人,As是克拉玛依市道路积尘中最主要健康风险元素。