珠江流域极端降雨时空演变特征分析

基于珠江流域1960-2005年42个雨量站的日降雨资料,定义了3个极端降雨的指标(最大连续降雨量(MCP)、最大连续降雨天数(MCD)以及最大连续降雨强度(MCI))及通过将三者叠加得到的综合指数Z,运用线性回归模型以及Mann-Kendall法分析了珠江流域极端降雨的时空分布特征。研究结果表明:①珠江流域的MCP、MCD、MCI和Z值在总空间分布上呈东大西小的局势,全年和夏季MCP、MCD、MCI等Z值的高值出现在珠江三角洲、桂林市、百色市等地区,表明上述区域是极端降雨的高发区;②珠江流域近46年的极端降雨事件没有出现显著变异,未发现显著突变;③极端降雨事件的空间分布特征与地形有密切联系,流域内极端降水事件的多发区周围往往有山脉或高大地形环绕,由于山区或者丘陵区地势较高,因而易发生山洪等灾害。     

陕西省城市绿色增长水平时空演变特征及影响因素解析

绿色增长是实现人地协调的一种可持续发展模式,对区域绿色发展和生态文明建设的推进具有重要作用。研究以陕西省为例,在系统梳理绿色增长内涵及特征的基础上,构建了绿色增长系统作用机制框架及评价指标体系,运用TOPSIS-灰色关联分析、泰尔指数等方法分析了2008—2017年城市绿色增长水平的时空演变特征及影响因素。结果表明：（1）陕西省城市绿色增长水平总体呈现“上升—下降—上升”的“N”型波动上升变化过程。（2）空间分布上,城市绿色增长水平存在明显的区域差异,且有进一步扩大的趋势;空间演化上,地区内差异略呈下降趋势,而地区间差异上升趋势明显。（3）区域生态环境（X₃）、生活质量环境（X₄）和政策支持环境（X₅）是制约陕西省绿色增长水平的主要障碍因素,且不同准则层在城市间的障碍作用存在明显的空间分异。（4）全省层面上,对城市绿色增长水平阻碍作用最大的5个因子依次是废气治理设施处理能力X₄₃、单位GDP能耗下降率X₃₁、科研和技术服务从业人员数X₅₄、建成区绿化覆盖率X₄₉和一般工业固体废物综合利用率X₄₂;在城市层面上,X₅₄的阻碍作用最强,其次是X₄₃、X₃₁、每万人拥有公交车和出租车辆数X₄₈以及人均GDP X₂₁。（5）外部环境驱动方面,产业结构、科技创新能力两个要素对陕西绿色增长的贡献度最大,其次是贸易水平、市场化水平、城镇化水平和人口密度。据此,从构建多元化能源结构体系、完善绿色增长相关政策制度、优化外部环境条件等五方面提出对策建议。     

闽江河口区文武砂水库水体溶存CH4浓度时空变化特征

甲烷（CH₄）是一种重要的温室气体,在全球气候变化中扮演着重要角色.水库作为大气库中CH₄的重要来源而备受关注.为探究亚热带河口区水库溶存CH₄浓度时空变化特征及其影响因素,于2018年11月（秋季）、2019年3月（春季）和6月（夏季）分别对文武砂水库表层水进行高精度多空间点位采样分析.结果表明,文武砂水库表层水体CH₄浓度在研究期间的变化范围为0.03～27.35μmol·L^-1,呈现春、夏季显著高于秋季的时间变化特征（p<0.01）;在空间变化上,外源输入强度大的库区水体溶存CH₄浓度显著较高,且呈现出由库区沿海区向中心区递减的趋势.相关分析结果显示,水库表层水体CH₄浓度与水温、DOC浓度呈显著正相关关系（p<0.05或p<0.01）,与水体盐度和溶解氧呈显著负相关关系（p<0.01）.本研究结果证实亚热带水库是一个重要的CH₄排放源,库区周边的废水排入等因素影响了CH_4...     

中国耕地低碳利用绩效测算与时空分异

推进耕地利用低碳转型是应对气候暖化威胁的有效途径。在核算耕地利用碳排放、碳吸收基础上,应用GB-US-S-SBM模型测算2000—2019年中国30个省（市、自治区）的耕地低碳利用绩效,进而分析绩效时空特征及收敛性。研究发现：（1）中国耕地利用碳排放、碳吸收、净碳汇强度依次为1.980 t∙hm^-2、5.624 t∙hm^-2、3.644 t∙hm^-2,各省份耕地利用系统均呈碳盈余状态。 （2）全国耕地低碳利用绩效历经剧烈起伏、缓慢上升、波动不定、高速增长四个阶段。根据初始绩效和变化率,可将省域划分为低效高潜型（北京等15地）、低效平稳型（江苏等4地）、高效平稳型（重庆等3地）、高效低潜型（湖北等3地）、高效高潜型（吉林等5地）。期初,高、低效省份分别聚集于西南、西北;期末,高效省份主要位于西北、东北,低效省份集中分布于长江中游地区。（3）全国、中部、东部的绩效不存在σ收敛,东北和西部的绩效遵循σ收敛。全国及四大区域绩效均呈β收敛,省份间存在追赶趋势。本文可为制定区域差异化耕地利用低碳转型策略提供依据。     

长三角城市群PM2.5时空变化和影响因素分析

为协调经济发展与环境污染之间的矛盾,实现经济社会的可持续发展.以长三角城市群为研究区,基于PM_2.5浓度和气象数据,分析PM_2.5浓度的时空变化规律,并利用小波相干（WTC）、偏小波相干（PWC）和多小波相干（MWC）,评估PM_2.5与气象因子在时频域中的多尺度耦合振荡.结果表明：①②③④⑥⑤⑦⑧⑨⑩长三角城市群PM_2.5浓度年均值由西北向东南梯度递减,高值区域空间范围逐年缩小.PM_2.5浓度季节均值与年均值的空间分布特征相似,并且具有冬季最高,夏季最低,春秋过渡的特点.② PM_2.5浓度从2015~2021年逐年下降,达标率逐年上升.PM_2.5浓度差异逐年缩小,具有动态收敛性特征.PM_2.5浓度在夏季的收敛性大于冬季.PM_2.5浓度日均值具有U型振荡特征,整个研究期间PM_2.5浓度等级为优和良的天数占比分别为49.72%和41.45%.③ PM_2.5与气象因子的相干性在不同时频域上存在差异.时频尺度不同,影响PM_2.5的主控因子也不尽相同.在所有时频尺度上,WTC结果表明风速可作为解释PM_2.5变化的最佳变量,PWC结果表明温度可作为解释PM_2.5变化的最佳变量.④时频尺度越大,多变量组合解释PM_2.5变化的相互作用越强,而温度和风速的协同作用可以更好地解释PM_2.5变化.结果可为长三角城市群空气污染防治提供参考.     

江苏土地利用综合效益空间分异研究

研究江苏土地利用效益空间分异特征对制定差异化土地利用战略从而实现全省土地资源的合理利用与调控,促进区域之间以及社会、经济与生态环境的协调发展具有重要作用。首先建立了以土地利用综合效益为总目标,土地利用社会效益、经济效益和生态环境效益为子目标,包括22个评价因子的土地利用综合效益评价指标体系。在此基础上,采用多因素加权综合评价法,对江苏省各县（市）进行了土地利用综合效益及协调度评价,根据两者的组合状态将江苏分成高效协调区、中效基本协调区和低效基本协调区三大类型区。整体上看,土地利用综合效益及协调度有从南到北逐渐降低的空间分异特征,其中社会经济发展水平是引起土地利用综合效益和协调度差异的主要原因。针对不同类型区域应实行不同的土地利用战略及相关政策来促进区域之间、社会经济与生态环境之间的协调发展。     

关中平原城市群PM2.5时空演变格局及其影响因素

PM_2.5作为大气污染的主要来源,其时空演变格局和影响因素对于大气环境质量调控具有重要意义.基于2000~2020年PM_2.5遥感反演数据,采用空间自相关和数理统计方法分析关中平原城市群PM_2.5时空演变特征,以海拔、年均气温和人均GDP等10种因子为自变量,结合地理探测器和多尺度地理加权回归（MGWR）模型对PM_2.5污染影响因素进行空间分异探究.结果表明：①2000~2020年,关中平原城市群PM_2.5浓度总体呈下降趋势.浓度高值区集中在研究区中东部,低值区集中在研究区西部.热点区域集中在临汾市和运城市,冷点区则集中在天水市和宝鸡市.②自然因子在关中平原城市群PM_2.5污染中占主导地位,2020年PM_2.5浓度主控影响因子按解释力大小排序依次为：海拔>年均气温>地形起伏度>年均相对湿度>年降水量>人均GDP>植被覆盖度>能源消耗指数.③主控影响因子按照作用尺度大小排序依次为：植被覆盖度>年均气温>能源消耗指数>年降水量>地形起伏度>海拔>人均GDP>年均相对湿度.其中人均GDP、地形起伏度、能源消耗指数和年均气温主要为正向作用,植被覆盖度、年降水量、海拔和年均相对湿度主要为负向作用.研究得出了关中平原城市群PM_2.5时空演变格局和影响因素,可为相关部门制定大气污染防治政策提供决策依据,同时丰富实证研究.     

中国能源消费碳排放的空间化与时空动态

近年来全球多地遭遇极端天气,给人类社会的生产生活带来极大影响,共同应对全球气候变化已成为国际共识,在此背景下如何通过科学方法摸清二氧化碳排放情况成为响应国家"双碳"战略的重要工作.通过省级尺度的碳排放统计数据,综合夜间灯光数据和人口数据,将碳排放量分配到栅格尺度,并对中国2000、2005、2010、2015和2018年碳排放的时空格局、演变特征及碳排放与经济增长的关联性进行综合分析.结果表明：①从2000~2018年,中国的CO₂排放总量持续增长,但增长速率呈现放缓的趋势,碳排放年均增长速率由2000~2010年的9.9%下降至2010~2018年的7.4%.从空间分布来看,无碳排放地区主要分布在西北无人区及东北的林区和山区,低碳排放主要分布在广大的中小城镇地区,高碳排放则集中分布于华北、华中、东部沿海以及西部的省会城市及城市群附近;②碳排放在地级市尺度上存在高值聚集或低值聚集现象,且该聚集现象整体趋于稳定,在2005年之后有所加强;低低集聚区主要分布在西部的连片地区和海南岛,且随着经济社会的发展,低低集聚区开始破碎,规模减小;高高集聚区主要分布在京津冀城市群、太原城市群、长江三角洲城市群和珠江三角洲城市群地区且规模在逐步加强巩固;高低、低高集聚区则主要出现在社会经济发展水平差异较大的邻近城市;③中国大部分地区的碳排放量相对稳定,碳排放发生较大变化的地区主要分布在省会城市和重点城市的外围地区,即存在中心城区碳排放无变化,外围区域碳排放变化的圈层结构;④在2000~2018年中国城市发展进程中,整体上遵循一个由"低排放-低收入"转向"高排放-低收入"再转向"高排放-高收入"最终转向"低排放-高收入"的发展规律.从整体来看,中国碳排放的增速在放缓,在实行"双碳"战略的大背景下,各地区由于不同的社会经济发展情况和能源需求情况所面临的碳减排任务与压力也不尽相同,因而应分地区和分行业实施差异化的碳减排政策.     

长三角对流层甲醛柱浓度时空变化及驱动因素

通过OMI卫星数据分析了2005~2016年长江三角洲对流层甲醛柱浓度的时空变化规律.同时结合2008年和2010年各部门VOCs人为源排放量,利用BP神经网络和RBFN神经网络模型对对流层甲醛柱浓度进行了县域尺度上的回归模拟和各部门排放量贡献度分析.结果表明：长三角城市群对流层甲醛柱浓度在2005~2010年存在着增加趋势,2011~2016年甲醛浓度有下降的趋势.高值区域分布在皖北苏北、上海及其附近,低值区域分布在浙西南一带.人为源排放使得经济发达地区的甲醛柱浓度显著增高.工业源在长三角的分布较为广泛,电力源分布稀疏且VOC排放量远小于工业源排放量,居民源的VOC排放量介于工业源和电力源之间,有明显的南北差异.交通源主要集中在苏南、浙北和上海附近,少部分沿交通线条状分布.机器学习算法可以较好地利用人为源排放数据对甲醛柱浓度进行模拟.神经网络的拟合精度可以达到0.6~0.8,比线性回归的拟合精度超出0.3~0.4.模型变量重要性计算显示各部门中居民源对甲醛柱浓度的贡献程度最高.研究对流层甲醛柱浓度的长期时空变化及其影响因素有利于深入研究臭氧污染,同时也为大气治理和政策制定提供了科学依据.     

利用MODISC6数据分析中国西北地区气溶胶光学厚度时空变化特征

通过与AERONET太阳光度计站点数据进行对比验证,确认了MODIS C6 AOD融合产品在西北地区的适用性.利用2006~2015年MODIS/AQUA C6 MYD08-M3产品分析中国西北地区气溶胶光学厚度的时空变化特征和形成原因.结果表明:(1)从空间分布特征来看,塔里木盆地和关中盆地是高值区,青海南部、甘肃西南部是低值区;准噶尔盆地是前后5年年均AOD对比增量区,柴达木盆地和河套地区是对比减量区.(2)从时间变化特征来看,近10年西北地区年均AOD变化范围为0.18~0.22,2011年起呈缓慢下降趋势,平均年降幅约为0.32%;南疆地区呈现较为明显的年际变化特征,与沙尘天气强弱、频次的年份分布直接相关;东部地区在2011~2015年,下降趋势显著,平均年降幅达到1.1%;北疆和青藏地区年均AOD整体保持平稳;西北地区不同区域AOD季节变化均呈现从春季至秋季逐步下降,冬季再次回升的相同关系.