eCognition软件在本溪典型区域生态遥感监测中的应用

介绍了eCognition软件在生态遥感监测工作中的应用。以高分辨率QuickBird,Worldview-1,IKONOS卫星数据为主要信息源,辅以SPOT,TM,ETM和中巴地球资源卫星CBERS等卫星数据,利用不同波段的组合图像,通过目视解译、人机交互解译、计算机自动识别与信息提取等方法,解译本溪典型区域不同时期矿山开采、林地、农田、城镇、道路等生态环境要素变化。     

博斯腾湖有色可溶性有机物来源及季节变化特征

博斯腾湖是中国西北地区最大的外流湖,近年来随着湖区周边废水排入量的增加,严重威胁到湖泊周边地区居民的饮用水安全.对博斯腾湖开展有色可溶性有机物（CDOM）的来源及季节变化研究对该湖水质保护具有非常重要的意义.通过平行因子分析法解析博斯腾湖CDOM三维荧光光谱,得到类腐殖酸组分C1（255 nm/420 nm）,类酪氨酸组分C2（270 nm/324 nm）和类色氨酸组分C3（230 nm/340 nm）.2018年夏季盐度与C1呈显著负相关（r=－0.64,p<0.01）,与C2呈显著正相关（r=0.65,p<0.01）,这表明河流等外界输入是夏季湖水中类蛋白质和类腐殖质荧光组分的主要来源,夏季强烈的蒸发作用使得微生物活性增强.而2019年秋季盐度与C3呈显著正相关（r=0.70,p<0.01）,与C2呈显著负相关（r=－0.51,p<0.05）,意味着淡水输入直接稀释河口区CDOM中的类蛋白组分.整体上,博斯腾湖CDOM浓度在黄水区附近最大,且夏季CDOM浓度较秋季更大（t-test,p<0.001）,意味着夏季水质更差.河口区各指标的变异程度较大,受淡水输入影响较其他湖区大,这在2018年夏季表现得尤为显著.博斯腾湖CDOM具有高度空间异质性,2018年夏季该湖西部入湖河口区C1组分的贡献较大且该组分贡献率向东部水体交换弱的湖区方向逐渐减小,相应C2组分的贡献率逐步增大.2019年秋季各荧光组分占比表现为由黄水沟河口区以C1为主向东部湖区快速转变为以C2为主.     

无锡市经济社会转型及其乡村生态环境响应

应用弹性理论和灰色关联分析方法构建乡村生态环境与经济社会转型的响应模型,分析无锡市乡村生态环境对经济社会转型的响应过程及其耦合关系.结果表明,1978-2010年无锡乡村生态环境对经济社会转型表现为负向响应特征,响应强度曲线呈现出先增强后减弱的“倒抛物线”变化趋势;经济非农化是影响乡村生态环境的首要因素,1990年代中期以来的社会城市化以及2002年以来的经济外向化对乡村生态环境的影响不断加大;同时,乡村生态环境对经济社会转型也存在反馈约束作用,生态用地减少和环境质量下降是制约经济社会发展的显著因素.     

巢湖二氧化碳排放特征及其潜在影响因素

为探讨浅水湖泊CO₂排放的时空格局及与CDOM来源组成潜在关联机制, 于1月(枯水期)、4月(平水期)、7月(丰水期)不同水文情景下富营养浅水巢湖进行野外观测, 采用扩散系数—顶空瓶法观测表层水体CO₂浓度(c_CO2)和通量(F_CO2), 并探讨CO₂排放的潜在驱动因素, 尤其是对CDOM来源组成的响应机制.结果表明, 巢湖全湖区c_CO2均值表现为丰水期((51.9±71.8)μmol/L)>平水期((48.9±29.0)μmol/L)>枯水期((35.2±15.6)μmol/L), 对应F_CO2均值丰水期((219.3±275.5)mg/(m²·d))与平水期((219.9±157.8)mg/(m²·d))无显著差异, 枯水期通量最低((-98.8 ±20.1) mg/(m²·d)).丰水期c_CO2与F_CO2空间上均表现为西部>中部>东部湖区, 这与丰水季节巢湖西部十五里河与南淝河等主要入湖河口区外源有机质大量输入在此堆积并快速降解息息相关.DO与c_CO2(P<0.05)、F_CO2(P<0.001)在西部湖区均呈显著负相关; 全湖DOC、Chl-a浓度与c_CO2(P<0.01)、F_CO2(P<0.001)均呈显著正相关.平行因子分析得出了四个荧光组分, 其中陆源性腐殖质组分C1、C4与c_CO2(P<0.01)、F_CO2(P<0.001)均呈显著正相关; 全湖范围内类色氨酸组分C2及类酪氨酸组分C3与c_CO2、F_CO2均无显著相关.上述结果意味着水体营养水平对巢湖CO₂产生有显著的促进作用, 而CDOM的来源和组成, 尤其是陆源类腐殖酸输入与积累在一定程度上也加剧CO₂的排放.     

集体建设用地指标市场化交易预警研究

对集体建设用地指标市场化交易进行预警研究可以更好地为其入市提供科学的监督和管控。本文以集体建设用地指标市场化交易的结果征兆信息建立其警兆值的评测指标体系;运用基于主成分分析的"惩罚性"变权法确定权重,计算综合模拟指数划分警界区间、确定警度;结合GM(1,1)模型进行警度预测,并以江苏省新沂市为例进行了实证测算。研究结果表明:1采用景气信号灯来反映警度,2007-2008年新沂市的集体建设用地指标市场交易的警兆值为-0.041和0.184,处于紫色预警;2009年警兆值为0.238,处于蓝色预警;2010年警兆值上升到0.649,处于绿色预警;2011-2013年警兆值从0.876提高至0.920,处于红色预警状态。2对指标体系进行主成分分析确定基础权重,得到建设用地转耕地面积(0.08)、农民宅基地拆迁安置补偿费(0.084)、地均财政收入(0.083)等的基础权重明显大于其他指标,是制约预警警度的重要因素。3通过"惩罚性"变权研究,得知农民宅基地拆迁安置补偿费的变权权重值有波动下降趋势,说明该指标的重要性递减;第一产业单位面积产值、新型农村合作医疗覆盖率、农村居民基本养老保险参保率的变权权重值有波动上升趋势,说明这些指标的重要性在不断加强。42014-2016年新沂市集体建设用地指标市场交易的预测警兆值是1.566,1.711和2.154,均是红色预警,表明集体建设用地指标交易持续高热。结论与建议:预警结果能为监测集体建设用地指标市场交易情况提供依据,对上述重要因素进行科学合理的管控将有利于降低指标市场交易的警度,以促进集体建设用地入市的持续健康发展。     

流动注射在线离子交换预富集—火焰原子吸收法测定环境水样中痕量镍

研究了流动注射在线离子交换预富集与火焰原子吸收光谱法的联用技术，采用了双柱交替正向富集和反向洗脱的在线离子交换流路系统。在采样频率为３０次／ｈ下，灵敏度比普通火焰原子吸收法提高１２倍，应用于环境水样中痕量镍的监测，获得了满意结果。     

基于eCognition的本溪典型区域生态环境变化遥感分析

基于eCgnition软件平台,采用先进的面向对象分类技术,开展本溪典型区域生态环境变化遥感监测分析。利用面向对象的多尺度分割方法,充分结合影像中的光谱、纹理、几何性信息等各种对象特征,针对不同影像、不同地物目标的信息提取,实现区域生态环境变化遥感分析。     

南水北调东线中游枢纽湖泊有色可溶性有机物来源组成特征

运用三维荧光光谱(excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(parallel factor analysis,PARAFAC)技术手段对南水北调东线枢纽湖泊洪泽湖、骆马湖两个水体中CDOM的来源组成特征进行分析.结果表明:①解析出两湖泊均得到3个荧光组分,陆源类腐殖质C1、类色氨酸C2和类酪氨酸C3.②两湖泊3种组分荧光强度在入湖河口附近明显高于其他水域,且丰水季节3种组分荧光强度均显著大于枯水季节(t-test,P 0. 01),其中陆源类腐殖质C1的荧光强度在丰水期最大.表明两湖水体CDOM来源与组成受上游水系来水量和水文过程的影响较大,尤其是陆源类腐殖质浓度的高低.③相关性分析得出,陆源类腐殖质C1与DOC浓度、吸收系数a(254)有极显著相关性(r~2=0. 60,P 0. 01; r~2=0. 88,P 0. 01),相关性高于其余两种组分,表明陆源类腐殖质为CDOM的主要来源.另外,陆源类腐殖质C1与SUVA、S275-295、IC∶IT具有很好的相关性(r~2=0. 49,P 0. 01; r~2=0. 61,P 0. 01; r~2=0. 93,P 0. 01),进一步说明了两湖泊CDOM来源与组成受陆源影响较大.洪泽湖、骆马湖CDOM来源与组成受到不同水文情景和入湖河流的影响,应加强丰水期对入湖河流的水质管理.     

重要饮用水源地天目湖水库有色可溶性有机物来源与组成特征

天目湖作为重要集中式饮用水源地,水体水质变化会影响其生态系统服务功能.有色可溶性有机物（CDOM）是溶解性有机物的重要组成部分,其来源与组成直接影响水处理工艺与出水品质,因而研究天目湖CDOM来源及时空分异规律对其水质供应安全及生态系统功能维护有着重要的作用.基于2017年逐月野外采样数据,运用平行因子分析法（PARAFAC）等对CDOM光谱数据进行分析,揭示了天目湖CDOM来源和组成的空间及季节变化特征.PARAFAC结果表明,天目湖CDOM库中微生物作用类腐殖酸组分C1相对丰度最高（44.2%±9.8%）,其次为类色氨酸组分C2（29.2%±4.3%）和类酪氨酸组分C3（17.2%±13.1%）,陆源类腐殖酸组分C4相对丰度最低（9.4%±2.4%）.时空分布特征及主成分分析结果表明天目湖河口区CDOM丰度a（254）、C1和C2组分显著高于下游湖区,而光谱斜率S_275-295则显著低于下游湖区（t-test,P<0.05）,意味着入湖河流输入造成天目湖河口区CDOM腐殖质化程度及相对分子量的升高.夏、秋季节的a（254）、C1、C2和C4组分荧光强度显著高于冬、春季节（t-test,P<0.05）.结果表明不同季节对CDOM组成的影响不仅要考虑降雨量和径流输入的差异,还应综合考虑水体温度、热分层和浮游植物生物量以及光和微生物降解对CDOM的矿化作用.     

PnET-CN模型对东亚森林生态系统碳通量模拟的适用性和不确定性分析

东亚地区森林类型多样,开展区域生态系统碳循环模拟时应考虑森林类型的差异。论文利用基于叶氮浓度-最大净光合作用速率关系的PnET-CN模型,对东亚地区8 个森林生态系统通量观测站点的总生态系统碳交换（GEE）和生态系统呼吸（RE）进行模拟,以探讨模型的适用性并对不确定性来源进行分析。研究结果表明：①PnET-CN模型能较为准确地模拟东亚地区大部分森林生态系统站点的GEE和RE;②模型的适用性排序依次为温带、寒温带、亚热带、 热带,模型未能很好地模拟热带湿地森林GEE和RE 的季节与年际变异;③在同一气候区中,PnET-CN模型更加适用于针叶林碳交换的模拟;④PnET-CN模型比较准确地反映了东亚森林生态系统GEE、RE对气候因子（例如,温度或辐射）的响应,但在低温、较弱辐射条件下模型低估了GEE,在高温或较强辐射条件下高估了GEE;在低温条件下模型低估了RE,在高温条件下模型高估了RE。针对东亚多个森林通量站点的模拟情况,论文提出模型应在以下方面进行改进：①PnET-CN模型计算物候时除了考虑温度之外还应加入土壤湿度的影响,并对不同气候区森林生态系统赋予不同叶片凋落时长;②PnET-CN模型中温度对GEE的限制以及光合最适温度应该根据不同站点设置;③PnET-CN模型应该考虑森林生态系统对环境胁迫的适应性,加强对干旱等干扰的模拟;④同时对于拥有复杂水文条件的森林生态系统应该改进土壤含水量的算法,以准确反映该类型森林生态系统GEE和RE的季节变化。