基于高分影像的城市水体遥感综合分级方法

城市水体是城市生态系统中的重要组成部分,为此,针对城市水体提出了一种基于国产高分影像的水环境遥感综合评价方法.在2017~2019年间的南京、无锡、常州和扬州市等城市多次水体采样工作的基础上,分析了城市水体光谱特征与水质参数的相应关系.基于国际标准的色度转换模型和FUI（forel-ule index）水色指数,构建了基于高分二号（GF-2）影像的适用于城市水体的U-FUI（urban forel-ule index）水色指数,实现了城市水体的遥感分级,独立的验证数据表明分级模型的识别正确率可达72%.结果表明,根据U-FUI水色指数可以将城市水体有效地分为U-FUI Ⅰ~U-FUI Ⅵ共6级水体,依次分别代表水色呈蓝色、浅绿色、深绿色、黄色、黄棕色以及灰黑色的水体.其中,U-FUI的Ⅰ级水体水质较好而在城市水体中少有分布,U-FUI的Ⅱ和Ⅲ级水体具有较高的叶绿素a浓度,U-FUI的Ⅳ和Ⅴ级水体的总悬浮物浓度和无机悬浮物浓度相对较高,U-FUI的Ⅵ级水体水质较差且水质参数与各级水体均有较大差异.同时,将该方法成功地应用于2018年4月9日南京市GF-2影像,结果显示南京市水体以U-FUI Ⅱ~U-FUI Ⅳ级水体为主,U-FUI的Ⅰ级、Ⅴ级和Ⅵ级水体在城市中的分布相对较少,空间分布特征与同期原位采样结果一致.     

蓝藻衰亡过程中上覆水溶解性有机物变化特征

为探究蓝藻水华衰亡过程中溶解性有机物（DOM）的迁移转化机制,本文对蓝藻衰亡过程进行室内模拟实验,基于紫外-可见光谱（UV-vis）和三维荧光光谱（EEMs）表征上覆水溶解性有机物的光谱特征,同时分析水质理化指标及溶解性有机碳（DOC）、溶解性无机碳（DIC）含量变化.结果表明,蓝藻衰亡初期阶段释放出大量有机质,溶解氧（DO）急剧降低,随着反应时间延长,DOC逐渐转变为DIC,改变了水体氧化还原环境和酸碱环境;UV-vis光谱显示蓝藻衰亡释放出大量芳香性很高、腐殖化程度高的DOM,并且DOM随反应时间被逐渐降解.通过三维荧光光谱平行因子分析（EEM-PARAFAC）,解析出3种荧光组分,分别为难降解的类腐殖质（C1）,藻类产生的类蛋白质色氨酸（C2）,以及与微生物活动有关的类腐殖质富里酸（C3）.蓝藻衰亡产生的类蛋白质大部分被微生物降解成类富里酸,异养型微生物促进了藻源性DOM的生成,同时也加快了对新生DOM的降解.蓝藻衰亡产生的DOM最终大部分转化为较难降解类腐殖质.对水质参数、UV-vis光谱和EEMs光谱参数进行相关性分析可知,ORP与DO呈显著正相关（P<0.05）,pH与DOC呈显著负相关（P<0.05）,与DOC向DIC转变趋势相吻合;C1与Fn₃₅₅有显著正相关关系（P<0.05）,C2与DOC和Fn₂₈₀都有显著正相关关系（P<0.05）,C3与FI、BIX以及β∶α呈显著正相关（P<0.05）,这些光谱参数的变化趋势与DOM组分变化一致.综上所述,通过对蓝藻水华衰亡过程中上覆水DOM的水质特征和光谱特征的探究,为分析湖泊DOM的动态迁移转化和碳循环的变化提供技术支持.     

农村多水塘系统景观结构对非点源污染中氮截留效应的影响

多水塘系统在滞留和降解农业面源污染中发挥着巨大作用.不同景观结构特征的多水塘系统对农业面源污染的截留率也存在差异.本文针对多水塘系统的功能及特点,选择4个不同景观结构的小流域作为研究区域,分析降雨前后多水塘系统水环境的变化特征及其对氮元素的截留情况,并揭示其截留率与水塘系统景观结构之间的关系.结果表明:(1)雨前水塘水体中总氮(TN)浓度的变化范围在1. 32～6. 32 mg·L~(-1)之间,雨后TN质量浓度增加到2. 8～16. 99 mg·L~(-1)之间,其中,硝氮(NO_3~--N)占TN的质量分数为20%～74%;(2)多水塘系统对TN、NO_3~--N和氨氮(NH_4~+-N)的平均截留率分别为50. 09%、48. 71%和52. 75%;(3)小流域1中的水塘系统对氮的截留率最低,平均次降水过程中小流域2中的水塘系统对氮的截留量最低,仅为56. 10kg,远低于小流域4中水塘系统对氮的截留量324. 43kg;(4)多水塘系统对氮的截留率受到水塘个数、面积及水塘与水塘之间沟渠密度的影响,其中沟渠密度对氮截留率的影响最大.本研究结果可为农村多水塘系统的管理及规划提供科学依据.     

抚仙湖沉积物有机碳埋藏特征及来源解析

为探讨近百年来抚仙湖不同湖区沉积物中有机碳埋藏及其来源变化特征,以抚仙湖南北部沉积柱为研究对象,分析有机碳埋藏速率时空变化特征,利用正构烷烃及其分布特征对埋藏在沉积物中的有机碳来源进行解析.结果显示,抚仙湖沉积物中有机碳含量为1.79~29.39mg/g,有机碳埋藏速率为3.07~27.71g/（m²·a）,两者均随时间的增加呈现整体上升的趋势,1980年以来增长速度明显加快;沉积物中有机碳含量北部（8.70mg/g）小于南部（12.59mg/g）,但有机碳埋藏速率北部（13.54g/（m²·a））大于南部（8.29g/（m²·a））,这与抚仙湖南北部有机质来源类型及人类活动的加剧造成的流域环境变化有关;抚仙湖沉积物中正构烷烃碳数范围为C₁₂~C₃₃,整体以高碳数组分为主,奇偶优势明显,表明沉积物中有机质主要来源于高等植物,Paq指示水生植物中以沉水植物占主导优势,2C₃₁/（C₂₇+C₂₉）与ACL_27~33指示陆生高等植物来源中,草本植物与木本植物的贡献相当,水生植物在北部湖区贡献大于南部,陆生高等植物在南部湖区的贡献大于北部.     

基于地貌类型单元的京津冀近10a土地覆被变化研究

基于资源与环境信息系统国家重点实验室提供的2000、2005、2010年京津冀土地覆被数据和1:100万数字地貌数据,研究2000—2010年间京津冀不同地貌类型单元下土地覆被的时空分异特征,挖掘土地覆被变化主导程度、叠合度、动态度在不同地貌类型单元下的变化规律,进一步探讨不同地貌类型单元下的土地覆被变化。结果表明:京津冀以耕地转变为城镇用地为主,平原、台地和丘陵城镇扩张加剧,耕地缩减明显;不同地貌类型单元的土地覆被总体变化差异较大,平原、丘陵和小起伏山地的变化较剧烈;林地和草地初期不断扩张,以平原、大起伏山地和丘陵最为典型,后期变化不明显。最后讨论了基于地貌类型单元研究京津冀地区土地覆被变化的意义,并提出探究地貌与土地覆被变化内在联系的建议。     

21世纪以来苏南乡村工业用地演变特征研究——以江阴市为例

苏南地区乡村工业用地的演化过程是剖析区域乡村转型发展的核心内容。该文聚焦于苏南地区经济发达且乡村工业发达的江阴市,研究新世纪以来乡村工业用地的时空分布及其演化特征。结果表明:(1)2000～2016年,江阴市乡村工业用地面积大幅度增加,净增加2 543.28 hm~2;全市乡村工业用地分布特征集聚程度不断增加且地域差异显著;主要交通干道对乡村工业用地的布局引导作用逐渐加强,河流与乡镇驻地对乡村工业用地布局的指向性在下降。(2)乡村工业用地扩张强度在乡镇尺度上表现为北高南低,2000～2016年,各乡镇乡村工业用地均出现了不同程度的扩张,年均扩张指数在0.46%～1.12%之间,扩张最强的乡镇(璜土镇)年均扩张指数达到1.12%。(3)2000～2016年,乡村工业用地扩张以蔓延式为主,收缩式、填充式为辅,同时伴随着部分飞地式扩张。乡村工业用地扩张强度会影响扩张模式的分布,蔓延式、填充式扩张面积随着扩张强度的减弱而增加,以扩张强度D级为节点,飞地式扩张面积呈现先减少后增加的趋势。     

基于PDI指数的湖北省县域经济差异的方向及成因

以人均GDP为测度区域经济差异的变量指标,利用尺度方差、总体差异测度指数、区域特定方向差异指数对2000~2014年期间湖北省区域经济差异表现的最佳尺度、方向性及原因进行分析。研究表明:1县级尺度方差最大,市级次之,区级最小,即尺度越小,尺度方差越大,县级尺度的区域经济差异对湖北省区域经济总体差异的贡献率最大;22000~2007年,湖北省区域经济总体空间分异程度不断增大,2007年以后逐渐缩小;3湖北省县级尺度水平经济差异的主要方向是中心与外围之间,中心与外围的差异以2007年为分界点呈先增大后缩小的趋势,沿江轴带与内陆的差异总体上趋于缩小,核心与边缘的差异趋势与中心与外围基本相同;4历史基础、经济区位是湖北省区域经济差异产生和扩大的重要直接驱动力,经济全球化水平是重要的外在推手,区域发展策略的调整有助于缩小区域差异,促进区域协调发展。     

环鄱阳湖旅游圈旅游经济联系与区域发展策略

旅游圈是推进区域旅游发展的有效载体,对区域内各地区间旅游经济关系产生重要影响。以资源主导型的环鄱阳湖区域为例,根据该区域旅游经济现状,以该研究区5个地级市所属的国家3A级及以上67个旅游景区为研究对象,从景区景观质量引力指数、旅游规模和交通可达性对传统引力模型进行修正,测度2003~2015年各地区间旅游经济联系强度及其演变情况,揭示环鄱阳湖区域旅游经济联系总量呈现出快速增长且联系紧密、区域差异较明显、交通作用逐渐增强等特征。在此基础上,提出构建环鄱阳湖旅游圈区域旅游发展的基本模式,以及圈内各地旅游经济联系的思路,形成多极核的网络化结构旅游圈层格局,并演进为区域旅游圈的一般结构模式,为推进区域旅游可持续发展提供借鉴。