武汉市城市化过程中的空气质量响应研究

以武汉市2000-2013年的城市化水平和空气质量状况数据为基础,运用主成分分析法和目标比率模型构建综合评价体系,并用多元回归模型进行检验,探究城市化过程中的空气环境质量响应特征.结果表明:1)2000年以来,武汉城市化进入稳增长的快速抬升阶段,空气污染综合指数总体变化平稳,2013年有变坏的趋势;2)不同类型的污染物对城市化水平具有不同的响应规律和影响程度,SO2为倒“U”型,表明随着城市发展,SO2浓度得到控制并呈下降趋势;NO2为“U”型,近9年来NO2浓度不减反增,对空气环境污染严重;而PM10及空气质量综合水平表现为倒“N”型特征,表明现阶段空间环境呈现污染加重的趋势;3)城市化快速扩张过程中的基础设施建设、建筑扬尘,汽车尾气排放、工业烟尘等是影响武汉空间环境质量的主要因素,需有针对性地加强城市空气环境管理.     

武汉城市群夏季热岛特征及演变

利用2000~2010年共11期MODIS地表温度资料和多源多时相的遥感影像分类结果揭示武汉城市群的夏季热岛效应,反演并计算出10 a间武汉城市群日间和夜间的热岛强度变化、土地覆盖类型和城镇用地面积。在对不同时相的地表温度数据进行热岛指数归一化处理的基础上,分析了武汉城市群热岛的分布特征及年代演变,定量分析了武汉城市群以及中心城市武汉市不同热状况区面积的变化和热场的变迁。结果表明,武汉城市群夏季热岛效应较为明显,其中武汉市是主要热源和热中心;自2000年起,武汉城市群城乡温度差异逐步减小,热中心分布向外扩散,城市热岛区域急速扩张,整体热环境趋于恶化;新兴城区的开发增加了武汉市的热源分布,人工表面的增加以及自然表面的减少导致城市热岛效应不断加剧。     

武汉市耕地非农化的空间自相关分析

经济发展和城市扩张使包括耕地在内的大量开放空间被不断侵蚀,随着人们对耕地非市场价值和生态功能认识的不断加深,如何合理高效可持续地利用耕地被广泛关注。采用空间自相关分析方法从乡镇尺度定量研究了武汉市耕地非农化的空间关系,以探讨快速发展时期平原城市耕地非农化空间关系的变化及其原因。研究表明:(1)全局Morans I显示武汉市耕地非农化在1990~2011年的4个时期均呈现出显著的全局空间自相关,其聚集强度以2005年为分界点,前3个时期不断加强后有所下降;(2)通过EB修正的武汉市耕地非农化的LISA图显示武汉市耕地非农化的聚集区域由开始处于区域外围的LL型聚集为主导逐步转变为处于城乡交错区域的LH+HH型聚集为主导;(3)通过绘制不同时期不同聚集类型的重心移动路径可以发现LH+HH型聚集均出现先向东南再向东北移动的趋势,这种耕地非农化趋势与区域的产业布局有密切关系。通过空间自相关分析掌握武汉市耕地非农化的空间特征是开展耕地保护和实现耕地合理利用的基石,根据研究结果可以确定重点和优先管制区域以提升土地利用管制效果,协调好城市建设和耕地资源保护间的关系。     

武汉市秸秆燃烧VOCs排放估算及管理对策

秸秆燃烧是我国人为源挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)排放的重要来源之一,其排放对气候变化和人体健康都有很大影响.对该来源VOCs排放量的可靠估算是在区域或城市范围内进行排放效应分析和污染控制的重要前提.根据2005~2011年武汉市农作物的总产量,采用排放因子分析法估算了武汉市及主要6个农作物产区的秸秆燃烧VOCs的排放量,并分别计算其耕地排放强度(I c)和区域排放强度(I r).结果表明,武汉市2005~2011年年均秸秆燃烧VOCs排放量约为(3 163±139)t,I c和I r分别为(1.52±0.06)t·km-2和(0.37±0.02)t·km-2.粮食类和油料类农作物秸秆燃烧是主要的排放源,需优先控制7大类21种VOCs物质.武汉市分区VOCs排放量从大到小排序依次为黄陂区、新洲区、江夏区、蔡甸区、汉南区、东西湖区,前4个区的排放总量占到武汉市的近九成.江夏区、汉南区、黄陂区和新洲区应作为秸秆燃烧VOCs排放的优先控制区,尤其是能作为全国代表性的江夏区,应引起高度重视.在进行区域或城市范围的秸秆燃烧产生污染物质的生态风险评价时,该污染物的I c和I r都是需要考虑的重要基础数据.最后,提出大力发展农村秸秆资源综合循环经济利用是解决区域或城市范围内秸秆燃烧产生环境问题的可行之径.     

湖北省"两圈"生物资源生态足迹动态分析

本文对1998-2008年湖北省武汉城市圈和鄂西生态文化旅游圈的生物资源生态足迹及其组成、人均生物资源生态足迹、生物资源生态承载量和生物资源生态赤字(盈余)进行了动态分析.研究表明,武汉城市圈生物资源生态足迹组成以耕地为主,其他生态生产性用地的足迹比例较小,各市州生物资源生态足迹整体呈现逐年增加的趋势,人均生物资源生态足迹小于省均值,生物资源生态承载量先升高后降低,各市州生物资源生态承载量由大到小排序为:黄冈、孝感、武汉、咸宁、天门、黄石、仙桃、鄂州、潜江,生态赤字呈增大趋势;鄂西生态圈除神农架外其他各市州的生物资源生态足迹均较大,林地足迹占主要地位,其总量对全省的贡献较大;人均生物资源生态足迹大于省均值,生物资源生态承载量呈增高趋势,各市州由大到小排序为:宜昌、十堰、襄樊、荆州、恩施、随州、荆门、神农架,该圈一直保持很高的生物资源生态盈余,但盈余值有减小的趋势.     

湖北“两圈”区域发展可持续性评价与预测

利用可持续发展指数（SDI）对湖北“两圈”各市州发展现状进行了评价，而后利用9年的人均生物资源生态承载量年平均增长率、人口年平均增长率和足迹承载量比值年平均增长率及2006年相关数据对未来44年进行了预测。结果表明，截至2006年底，湖北省有一半以上国土面积的生物资源开采超过当地土地负荷，人均生物资源生态承载量持续下降，资源日益紧张，呈不可持续发展；武汉城市圈2006年生物资源生态足迹超出生物资源生态承载量的32%；鄂西生态文化旅游圈（简称：鄂西生态圈）除襄樊、荆州、荆门因人口多，生物资源生态足迹较大等原因导致SDI值较高外，其他市州的SDI值均较低；神农架的SDI最小；武汉城市圈人均生物资源生态承载量呈负增长，人口控制较好，足迹承载量比值增长较快；鄂西生态圈人均生物资源生态承载量呈负增长，增长速率大于武汉城市圈和湖北省，人口控制较差，足迹承载量比值增长较慢；按照现有发展模式，无论是武汉城市圈还是鄂西生态圈，无论其当前发展是可持续性还是不可持续的，未来他们都将进入不可持续的发展状态。因此，对“两圈”进行规划时要根据各自发展现状制定长期、科学的发展规划.     

2008年低温雨雪冰冻对武汉城市公共交通的影响评估

为了对2008年低温雨雪期间气象条件对城市交通运输的影响给出定量评估，运用天气分析及统计学方法，分析了低温雨雪冰冻期间武汉市主要气候特征，利用2008年初持续低温雨雪期间武汉城市公共交通线路（包括公交车、轮渡、汽渡）逐日停运数据，定义了持续低温雨雪冰冻过程城市公共交通影响度，通过统计分析，找到了关键气象因子、关键期和低温临界指标，建立了气象评估模型。结果表明：在持续低温雨雪冰冻过程中，初发时期是公共交通影响的关键时期之一，影响度与积雪深度关系最密切，在公交车、轮渡、汽渡3种交通工具中，公交车影响度与气象要素的相关最密切，对武汉城市公交车造成明显影响的临界气温是17℃。该结论在实际的气象灾害评估业务工作中进行了运用，效果良好     

Landsat7 ETM+ SLC-OFF数据的修复及其在武汉东湖水质反演中的应用

自从2003年5月31日，从陆地卫星 7发回的ETM+图像数据就存在缺陷。这是由于增强专题制图仪的扫描线校正器发生故障引起的。这些称为SLC OF数据的图像有一些黑色的不存在任何数据的扫描行。丢失的数据约占全景数据的25％，使它们难以正常使用。但是，数据本身仍然保留了良好的辐射和几何性质，如加以妥善修复，仍可以在一些特殊领域中使用。首先介绍了如何使用自适应局部回归算法(ALR)恢复这些图像，然后使用修复后的图像反演武汉东湖的水质参数。结果表明：ALR算法可以对SLC OF图像进行较好的修复，而且利用修复后的图像和东湖的地面水质监测数据，通过多元逐步回归分析，可以建立很好的叶绿素a、透明度、总磷以及总氮等水质参数的经验遥感反演模型，模型的相关系数R²分别为0.86、0.75、0.73和0.71。反演得到的水质参数分布与实际情况符合。这些数据有许多优点，如空间分辨率高、存档数据非常丰富、可以从NASA的服务器免费下载等。在其他遥感数据不足或无法获得的情况下，这些数据经过适当的修复，可以作为补充或替代数据使用。〖     

武汉城市圈空间结构演化及影响研究

武汉城市圈是我国资源节约型、环境友好型社会建设的重点示范区，是中部崛起战略实施的重要支点。但就现阶段的发展情况来看，武汉城市圈在空间结构方面存在一些问题，制约了城市圈的总体发展。采用两方面的方法对武汉城市圈的空间结构展开研究。一方面，利用数理分析确定武汉城市圈的城市职能等级体系；另一方面，利用针对历史建成区的图面分析和方格网分析确定城市圈空间结构的演化历程。结合两方面的研究结论，将武汉城市圈的空间结构确定为单核模式，即由一个较大的核心城市和若干个组团城市结合而成的空间结构模式。单核模式有利于培育强有力的核心城市，突出核心城市的辐射带动作用，但不利于组团城市的扩张和城市圈的总体长远发展。在此基础上，提出了优化武汉城市圈空间结构的初步设想，包括联合一些组团城市建设发展中心，突出一些组团城市特色功能等     

基于主成分分析法的武汉城市圈区域协调发展研究

在"两型社会"背景下,如何实现武汉城市圈的快速发展及圈内的协调发展是促进武汉城市圈建设与发展的重要内容,也是构建中国中部区域板块新经济增长极的必然选择。采用统计数据、利用主成分分析法对武汉城市圈区域经济发展进行评价,利用数学模型对武汉城市圈区域发展的不平衡性与区域差异性进行分析,在此基础上提出发展地方特色经济,加强区域经济间的联系,实现产业一体化与经济一体化,建立统一的监督机构,实现武汉城市圈的协调发展。