南水北调中线陕西水源区污染源排放时空变化特征

基于2008—2012年污染源环境统计数据,采用Spearman秩相关系数法等分析南水北调中线陕西水源区污废水及污染物年排放总量变化趋势,借助ArcGIS空间分析功能表征水源区污染源排放的空间分布特征。结果表明:2008—2012年水源区污废水和NH_3-N年排放总量呈显著上升趋势,COD、As、Pb、Cd、Cr和Hg年排放总量呈抛物线型变化,总体上COD、Pb、Cd年排放总量增加,As、Cr和Hg年排放总量降低。水源区污废水及污染物排放量空间差异明显,污废水、COD和NH_3-N排放涉及流域所有区县,其排放量从干流到流域边缘呈现较明显的梯度变化,即位于流域中心或地级市行政中心的区县排放量明显高于位于流域边缘的区县;As、Pb、Cd、Cr和Hg排放量呈现明显的区域分布,主要分布在勉县等8个区县。     

中国碳排放强度的时空演进及跃迁机制

面对气候变化所带来的生存危机以及环境治理的复杂状况,对中国碳排放强度时空演进的动态监测与预警治理的研究是实现碳排放强度下降目标的关键。文章测算1997—2015年中国大陆30个省区碳排放强度的空间面板数据,采用探索性时空数据分析(ESTDA)方法对中国碳排放强度的空间相关性、集聚特征及其时空跃迁进行空间统计分析,借助分位数回归与时空跃迁嵌套模型,揭示在时间和空间推移的双重作用下中国各省区碳排放强度的时空跃迁机制。研究结果表明:(1)中国30个省区的碳排放强度在时空分布上并不是完全随机状态,各个省区碳排放强度之间具有显著的空间相关性特征,碳排放强度的变动趋势会受到其相临近省区碳排放强度的影响,省域间的碳排放强度在空间分布上呈现"集聚"与"分异"并存的时空演进特征。(2)中国碳排放强度空间集聚趋势增强,具有高度的凝固性和较低的流动性,10个高碳排放强度省区碳排放强度的稳定性将成为制约中国碳排放强度整体跃迁的重点省区,相关省区的跃迁性将成为驱动中国碳排放强度整体跃迁的关键省区。(3)各省区的碳排放强度空间集聚过程中存在时空跃迁的驱动模式和制约模式,分位数回归模型能够很好地解释各驱动因素对碳排放强度时空跃迁的驱动机制,不同响应阶段的驱动因素的分位数与碳排放强度时空跃迁类型之间具有很强的嵌套性。(4)根据各省区碳排放强度时空演进及其跃迁机制的分析结果,进一步提出加强对关键省区碳排放强度的有效监测与治理,加大碳排放的约束力度等差异化的碳减排调控措施。     

基于卫星夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟

中国能源统计数据"横向不可比,纵向不可加"现象依然突出,尤其是分省能源消费统计千差万别,给分省碳排放评估带来了较大困难,如何利用卫星遥感数据科学合理地估算中国分省碳排放是当前亟须研究的问题。本文运用DMSP/OLS全球稳定夜间灯光数据,在通过相互校正、年内融合和年际间校正等系列处理得到中国分省稳定夜间灯光数据的基础上,首先分别构建中国分省稳定夜间灯光亮度DN值与人均碳排放和单位面积碳排放之间的时空地理加权回归模型,两个模型整体效果均较好,拟合优度分别高达96.74%和99.24%;其次运用稳定夜间灯光亮度DN值对分省人均碳排放和单位面积碳排放进行时空模拟;最后运用人口规模和土地面积对分省碳排放进行估算。估算结果显示:(1)整体来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际值6.3349×109t较为接近,两个模型的相对误差均在0.5%以内。(2)分年度来看,所有年份的相对误差均在5%以内,2006年分省加总碳排放模拟值与实际碳排放6.2036×109t最为接近,绝对误差和相对误差均较小,两个模型模拟值的相对误差均为0.04%。(3)分省域来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际碳排放均非常接近,除海南和宁夏外,其余28个省区市的相对误差均在1%以内。(4)分年度分省域来看,以2013年为例,40%省份的相对误差在2%以内,70%省份的相对误差在5%以内。从整体、分年度、分省域、分年度分省域的估算结果来看,基于稳定夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟效果良好。因此,运用卫星夜间灯光数据可以较为准确地对中国分省碳排放进行估算和预测,为卫星遥感影像数据服务分省碳排放监测和评估提供一种补充性参考。     

春季香溪河库湾CODMn时空分布及其影响因子初探

于2012年春季在香溪河库湾合理布置断面观测，分析水体高锰酸盐指数(CODMn)的时空分布特征，并对CODMn与水体中叶绿素a、溶解氧(DO)、水体垂向稳定系数、总氮(TN)和溶解性硅酸盐(D Si)进行相关分析，以期为香溪河流域有机污染的治理提供支持和指导。结果表明：春季香溪河库湾CODMn浓度变化范围为1.40～5.36 mg/L，4月CODMn均值明显高于3月和5月，为366 mg/L，整个春季CODMn浓度从下游至上游呈现明显增大的趋势。相关分析发现，春季水华暴发期间，CODMn与叶绿素a显著正相关(分别为072和074)，而在未暴发水华的3月二者的相关性不显著。浮游植物和水体稳定系数是影响CODMn变化的主要因素。倒灌异重流使得高含氮、低CODMn浓度的长江干流水体进入库湾下游并稀释CODMn浓度。CODMn与DO在3月和5月的弱相关关系为香溪河CODMn特殊的分布特征提供了其它合理的解释,其分布特征受多种因素的共同影响。春季库湾上游有机污染趋于恶化，限制支流特别是上游污染物的排放是改善有机污染现状的有效途径     

黄、渤海滨海带大气颗粒物时空分布与来源特征

PM10作为大气污染物监测的主要指标之一,探究大气PM10浓度对大气环境质量和人体健康评价具有重要意义。黄、渤海滨海带包括京、津和辽、冀、鲁、苏等工、农业大省,区域大气PM10污染的时空分布和来源特征具有复杂性和典型性。在锦州、北京、天津、烟台、青岛、连云港和盐城7个城市布设10个采样点,含7个城市点和3个农村点,开展为期一年的大气颗粒物的采样;同时,于冬季1月和夏季7月在锦州、天津和烟台进行合计60 d的加密采样,藉以确定研究区域大气PM10的时空分布和来源特征。结果表明,黄、渤海滨海带大气年均PM10总浓度为(129’18)"g·m~(-3),单月最低值出现在2015年7月盐城农村样点15"g·m~(-3),最高值为2015年3月北京城市点307"g·m~(-3)。盐城大气PM10浓度(城市点(85’27)"g·m~(-3)和农村点(66’35)"g·m~(-3))显著低于其他样点大气PM10浓度。渤海滨海带中西部的京(140’68"g·m~(-3))、津(169’60"g·m~(-3))两市大气PM10年均浓度显著高于东部的锦州(125’41"g·m~(-3))和烟台(109’31"g·m~(-3));而且黄海滨海带大气PM10年均浓度(114"g·m~(-3))显著低于渤海滨海带年均浓度(136"g·m~(-3)),总体上表现出西高东低、北高南低的特征。黄、渤海滨海带城市点和农村点年均浓度分别为(129’18)"g·m~(-3)和(112’30)"g·m~(-3);农村点春冬季大气PM10浓度和城市点浓度相当,无显著差异,夏秋季大气PM10浓度略低于城市浓度,表明农村地区大气颗粒物污染情况也较为严重,需受到关注。区域内PM10浓度季节变化整体表现为春冬高、夏秋低。利用多元回归分析初步判断黄、渤海滨海带PM10属于复合来源,大气PM10浓度约30%的变化与降水、人均能耗和沙尘天气相关。黄、渤海滨海带大气PM10浓度的昼夜变化不大,大气PM10浓度与气温呈现正相关,与风速和降水呈现负相关,表现为受各种气象因素综合作用的影响。     

长江经济带新型城镇化协调性的空间差异与时空演化

从城乡、产城、区域和城镇化与资源环境协调发展4个方面建立指标体系,衡量长江经济带105个地级及以上市新型城镇化的协调性,并运用泰尔系数和探索性空间分析考察协调性的空间差异和时空演化,结果发现:长江经济带新型城镇化协调性存在明显的反地势分布和"城市圈俱乐部"特征;东、中、西部城镇化协调性差异随时间越来越明显,东部城市主要体现在非省会城市之间的差异,中部主要体现在省会城市与非省会城市的组间差异,西部主要体现在省会城市之间以及省会城市和非省会城市之间的组间差异;长江经济带新型城镇化协调性表现出正的全局空间自相关,协调性高的区域开始集聚在一起,这种趋势随时间不断增强并且空间溢出效应明显。     

2000~2014年武汉市城市扩展时空特征分析

基于不同时相的高分辨率遥感影像，采用面向对象的解译方法提取了武汉市2000、2005、2010和2014年的土地覆被信息，从城市扩展强度指数，城市中心坐标迁移和分形维数等方面分析了武汉市2000～2014年城市扩展时空特征。结果表明：2000～2014年间，武汉市城市扩展强度指数为1.41，各主城区城市扩展强度不一，洪山区建设用地的增加对主城区城市扩展的贡献最大；在扩展过程中，武汉市城市分形维数增加，城市空间形态变复杂；其扩展呈现核心-放射扩展模式，并逐渐转向圈层式；自然条件、经济、人口、交通、政策和城市规划是武汉市城市扩展的主要驱动力，但随着交通的发展，自然条件和经济对武汉市城市扩展的驱动作用正逐渐减弱。     

1900～2018年全球自然灾害时空演变特征与相关性研究

全球紧急灾难数据库EM-DAT(Emergency Events Database,简称EM-DAT)中1900～ 2018年的自然灾害数据,综合趋势检验及突变点检测方法、标准差椭圆空间统计方法,探究灾害的时空分布、演变趋势及不同灾害之间的相关性.结果 表明:(1)洪水、干旱和风暴的危害性较大.其中,洪水发生次数最多,干旱造成的死亡人数最多,风暴造成的经济损失最为惨重;(2)从时间上来看,灾害发生次数先增加后稍有减少,总体呈上升趋势;因灾死亡人数则自1932年后大幅度减少,呈下降趋势;灾害经济损失持续增加,呈上升趋势;(3)从空间上来看,灾害发生次数分布格局呈南北方向扩张、东西方向收缩趋势,整体往东南方向移动;灾害死亡人数空间分布先呈现西北-东南分布格局,后转变成西南-东北格局,且这种格局不断弱化,直到最后重新呈现西北-东南分布格局;灾害经济损失重心东西方向移动距离大于南北方向,经济损失主方向总体向西北方向转移;(4)洪水、风暴、地震、流行病、滑坡5种灾害与所有灾害均呈显著正相关,相关性系数都达到0.57以上,相互作用较强,其中,地震与风暴两种灾害间的相关性系数最高(为0.906).     

汾渭平原采暖期与非采暖期大气环境质量时空变化特征研究

采暖期重污染天气频发,成为大气环境质量改善的难点。汾渭平原刚被划为中国环境治理的重点区域,大气污染形势十分严峻。基于2014—2018年PM2.5、SO_2、NO_2、O_3和CO等污染物监测数据及空气质量指数,分析了汾渭平原采暖期和非采暖期大气环境质量的时空变化特征。结果表明:(1)采暖期PM_(2.5)、SO_2、NO_2和CO浓度均高于非采暖期,非采暖期PM_(2.5)相比采暖期低42%～54%,采暖期SO_2、NO_2和CO的平均浓度分别是非采暖期的2.7、1.5、1.6倍,而非采暖期O_3平均浓度是采暖期的2.2倍;(2)PM_(2.5)和SO_2为采暖期首要污染物,O_3为非采暖期首要污染物;(3)采暖期和非采暖期三省交界处和临汾的PM2.5浓度均较高,采暖期气态污染物的空间分布与非采暖期基本相似,其中SO_2浓度的空间分布为山西境内河南境内陕西境内;(4)采暖期PM_(2.5)与SO_2、NO_2、CO浓度均呈正相关,与O_3呈负相关,非采暖期SO_2、NO_2和CO随PM_(2.5)浓度呈一致变化趋势,均先上升后下降,与采暖期的变化趋势并不相同;(5)采暖对PM_(2.5)和SO_2的年平均贡献率分别为34.9%和42.1%。     

中国天山雪崩危险区划及其时空动态

雪崩危险评估是雪崩风险管理的基础，是雪崩防治、土地利用规划和道路选线等工程设计必不可少的环节。对雪崩危险系统分析和评估并编制雪崩危险图集将有助于高寒山区交通规划管理、土地资源利用和矿山建设规划，是高寒山区资源开发和区域发展的基本科学依据。构建雪崩危险评估体系，通过层次分析法将地形和雪深等参数在地理信息系统中整合识别雪崩危险区，评估天山雪崩危险性，在此基础上分析雪崩危险时空格局变化。结果表明：1)无危险区、低危险区、中危险区、高危险区和极高危险区占比69.38%、16.33%、6.5%、1.39%和6.4%; 2)整体上雪崩危险在雪季中呈现出单一峰值模式，雪崩危害程度从11月份开始增加，在2月份达到峰值，然后下降，1—2月份随着积雪深度增加，斜坡上的积雪在重力作用下使其稳定性低，导致2月份雪崩频发，高雪崩破坏和释放频率，使2月份成为雪崩危害最严重的时期。因此，应在2月份加强对雪崩的预防和管理，早期发出警告，将雪崩危险的影响程度降到最低，以防止灾难性后果的发生。