1990～2020年黄河流域典型生态区生态环境质量时空格局及驱动力分析

科学评估生态环境质量是实现区域生态可持续发展的前提.基于1990～2020年Landsat遥感影像,采用熵值法构建遥感生态指数(E-RSEI),结合Mann-Kendall趋势检验、Sen倾斜度、Hurst指数和稳定性分析,在多时空尺度下分析黄河流域典型生态区的生态环境质量时空变化格局,并利用地理探测器量化了环境和人为等8个因子对E-RSEI时空分布的影响.结果表明：(1) 31年间E-RSEI均值为67.5%,时间尺度上呈增加趋势,平均增幅为0.066·(10 a)^-1,空间尺度上呈东低西高、南高北低的分布特征;(2)研究区生态环境质量未来变化趋势将以持续性改善为主,但仍有9.33%的区域存在退化的潜在风险.(3)降水是影响该区域E-RSEI空间分布的关键环境因子,人为因子的影响力较低,同单因子相比,因子交互作用对生态环境质量的解释力更强,降水与其他因子的交互作用处于主导地位.研究结果可为黄河流域生态区生态环境质量的可持续发展提供科学参考.     

2018年中国长江三角洲地区气溶胶的垂直分布特征

利用主动式遥感卫星云-气溶胶激光雷达和红外探测者卫星观测(CALIPSO)提供的激光雷达资料,重点分析了2017-12～2018-11中国长江三角洲地区对流层大气中532 nm气溶胶消光系数,气溶胶退偏比,气溶胶色比以及各类型气溶胶的时空变化特征.对气溶胶的光学参数随高度变化的研究表明,与对流层高空相比,一般在对流层低空中气溶胶消光能力更强,气溶胶粒子更规则,气溶胶粒径更小.对气溶胶的光学参数随季节变化的研究表明,与冬春季相比,一般夏秋季在对流层高空中气溶胶消光能力更强,在2 km以下气溶胶粒子更规则,在对流层高空中气溶胶粒径的范围更大.长江三角洲地区全年中污染沙尘气溶胶出现的频率最高,为37. 481 6%,夏秋季烟尘、污染大陆与洁净海洋气溶胶出现的频率比冬春季高,而夏秋季沙漠沙尘气溶胶出现的频率相对较低.     

重金属污染全生命周期防治：挑战与机遇

重金属在生产和消费过程中进入环境,形成了复杂、动态、长链条的迁移体系,严重威胁着生态平衡和人体健康。以单一介质和因子为对象的传统防治理论体系,已难以满足当前重金属污染防治需求。因此,同步考虑多环境介质、多污染因子,建立系统性的重金属污染防治理论,成为发展新一代污染防治技术的核心。基于我国当前重金属污染特点和污染防治理论与技术现状,围绕全生命周期理念,提出构建重金属污染物“溯源-辨析-转化-回归”的全链条防治理论体系的思考。首先概括了目前重金属污染防治理论与技术面临的局限,进而点明了重金属污染防治技术创新所面临的五大挑战,最后围绕全生命周期理念的核心环节,探讨了应对上述挑战的可行途径,并对未来的发展方向作出展望。总体上,随着相关理论和方法的不断研究,关键技术的不断突破,重金属污染全生命周期防治模型与理论方法的构建将为我国重金属污染环境质量改善与管理技术创新提供重大理论支撑。     

基于卫星遥感的四川省XCO2高分辨率时空分布

为深入了解四川省碳源、碳汇情况,该研究基于XGBoost机器学习算法,对多源卫星(GOSAT、OCO-2和OCO-3)的CO₂干空气柱平均摩尔分数(XCO₂)数据进行融合填补,重构四川省2015-2021年1 km网格XCO₂逐日浓度时空分布。结果表明,XGBoost模型基于网格和天的留出验证R²分别为0.98和0.96,可实现XCO₂数据的高精度时空分布重构。四川省2015-2021年XCO₂年平均浓度为406.5×10^-6,年平均增长速率为2.50×10^-6,增长速率呈逐年下降趋势。多年XCO₂浓度在春季最高,秋季最低,季节差异为3.4×10^-6。XCO₂浓度在空间上呈现“东部高,西部低”的分布特征,四川盆地内的城市XCO₂浓度普遍较高。各个城市的XCO₂在空间上呈现不同的分布特征,与当地碳源、碳汇密...     

湿地水动力研究中无人机遥感技术的应用进展、机遇与挑战

水动力过程对湿地生态系统结构和功能具有重要调控作用,准确、高效地获取湿地水动力参数对于湿地研究和保护修复具有重要意义。无人机遥感技术具有操作简便、机动性强、成像高度低、受天气环境影响小的特点,近年来被广泛应用于非接触地进行湿地水动力监测。梳理了无人机在水位、水下地形（水深）和流速（流量）3种主要水动力参数监测中的应用现状,总结了当前方法的不足和发展前景,以期为未来水动力监测及其在湿地管理中的应用提供参考。针对当前存在问题,提出了面对复杂湿地环境和监测需求的高标准化、自动化监测是未来无人机水动力遥感监测的重点发展方向。如何应对未来智能化、信息化湿地保护与管理需求,提高无人机监测效率、数据传输效率,促进无人机与其他多平台监测数据融合技术的发展,推动数字孪生湿地建设应被重点关注。     

生态保护红线生态破坏问题主动发现与智慧监管

生态保护红线作为保障和维护国家和区域生态安全的底线和生命线,需要采取严格的管控措施,对生态保护红线内的开发性、建设性人类活动开展有效监管。国家生态保护红线监管平台是生态环境部开展生态保护红线监管的主要技术支撑平台。文章分析了我国生态保护红线监管现状、主动发现监管业务流程,梳理了当前在数据源、解译技术、工作机制等方面存在的问题和不足,给出通过深挖卫星遥感影像数据资源潜力,提升监测的精度和周期;提升机器学习算法对先验知识的使用能力,提高疑似生态破坏类型监测能力;扩大互联互通的数据源和接入能力,完善会商研判的数据资源的智慧监管实现路径。     

基于陆基遥感研究降雨过程对人民渠水质影响

利用监测频率为1min的陆基高光谱水质遥感监测仪于2021年9月24日～11月18日在四川德阳人民渠对浊度、悬浮物、总磷等关键水质参数开展连续监测,精细刻画了水质分钟级的动态变化特征,并结合逐时降水数据探究了不同雨强对人民渠水质的影响.结果显示:降雨量与浊度(r=0.82,P<0.001)、悬浮物(r=0.88,P<0.001)和总磷浓度(r=0.81,P<0.001)均存在极显著正相关,而降雨量与总氮浓度(r=0.39,P=0.07)存在正相关但相关性不显著.当小雨时,降雨量少,没有形成明显的地表径流,河流水质几乎不受影响;大雨及暴雨时,地表径流的形成造成浊度、悬浮物和总磷浓度显著增加,总氮浓度增长幅度则较为平缓.通过高频水质数据可以精细刻画从高强度降雨发生到引发流域氮磷污染物大通量、脉冲式输入再到水质短期剧烈变化这一关键流域污染过程,研究结果为高强度降雨频发地区和未来极端降雨增加情景下流域的污染物控制和综合治理措施提供科学依据.     

基于聚类深度网络模型的莱州湾近岸平原表层土壤有机质含量遥感估算北大核心CSCD

准确掌握土壤有机质(SOM)含量特征及分布状态是土地肥力管理和陆地生态环境保护的关键。选取莱州湾近岸平原为研究区,采集348个土壤样点并获取同期Sentinel-2多光谱影像,利用变量重要度投影算法提取SOM的敏感光谱特征作为自变量,测定的SOM含量为因变量,进一步将空间聚类模块引入深度神经网络学习法构建聚类深度网络遥感估算模型,最终完成SOM的含量估算与区域尺度上的数字制图。结果表明:1)在土地盐碱化作用下,近红外范围内波段对SOM的光谱响应最强,波段8的重要度最高,采用波段差值运算能够综合两波段光谱信息突出SOM的吸收信号;2)聚类深度神经网络模型的反演精度R^(2)(决定系数)和R(均方根误差)分别达到0.82和2.25,相对比深度神经网络模型准确度分别提升36.67%和52.23%,在引入空间聚类函数后模型过拟合问题会得到缓解且计算效率提升;3)SOM含量的高值热点和低值冷点区域在空间上呈现带块状分布趋势,田块尺度上SOM分异规律明显,受海水倒灌和微地貌的共同影响。研究采用的聚类深度神经网络模型可为利用多光谱遥感数据反演SOM和进行区域尺度上的土壤质量精细监测及管理提供有效的技术支持。     

城市规划中人口空间分布模拟方法研究

城市人口空间分布是影响社会经济活力、基础设施建设、公共服务配置以及城市交通、住宅、生态环境问题等方面的重要因素之一,是科学开展城市规划的基础与前提.传统的等值区域图法只能描述一个地区总体城市分布状况,难以准确反映城市内部人口的实际分布.本文通过综述国内外23篇研究成果,将城市人口分布空间模拟方法总结为城市人口密度模型、内插法空间分布模型、地理因子相关性模型(包括光谱估算法、土地利用密度法、居住单元估算法、夜间灯光强度估算法、硬化地表估算法)3大类7种,分析了它们各自的特点及改进措施.人口空间分布模拟在我国城市规划体系中有较大应用价值,重点讨论了在城镇体系规划、城市总体规划以及详细规划等不同规划层面人口空间分布适用模拟技术.最后指出为提高我国城市规划的科学性和预测精度,综合运用多种方法对城市人口空间分布进行估算模拟将成为该领域研究趋势,以期为城市规划管理提供技术参考.