基于地理信息系统的河南省雷暴分布

为了研究不同地形条件下河南省雷暴的分布特征,在1971-2000年30年雷暴日数观测资料上,叠加河南省地理信息,进行了分析研究,得知河南省全年有3个雷暴多发区,第一个为豫南桐柏山高发区,第二个为豫西南伏牛山高发区,第三个为豫北太行山高发区;同时分别对该省春季、夏季和秋季的雷暴进行了分析,发现春季雷暴高发区主要位于信阳桐柏山区域,夏季雷暴高发区位于豫北太行山、豫西南伏牛山和豫南桐柏山区域,秋季雷暴高发区主要在豫北太行山区域,其次为豫南桐柏山区域。雷暴的发生具有显著的地域性,山区的雷暴日数多于平原地区,这对山区的防雷建设和人工影响天气作业提出了新的要求。     

基于PSRM模型的京津冀地区生态脆弱性时空演变

京津冀地区作为中国三大城市群之一,经济实力雄厚,但其生态脆弱性问题十分突出,为达到经济-社会-生态综合发展,对京津冀地区生态环境现状进行分析显得尤为重要.基于PSRM模型,选取PM_2.5、PM₁₀和土壤侵蚀强度等19项代表性指标,结合序关系法、CRITIC法、锡尔系数、热点分析和地理探测器等方法探究京津冀地区生态脆弱性时空演变特征及影响因素.结果表明,京津冀地区在2009~2019年：①生态脆弱性先升后降,脆弱区大体呈现"东北-西南"走向,东北、西南部生态环境优于中南、西北部;②空间相关程度呈"V"形浮动,冷热点区域与脆弱性空间格局基本一致;③研究区内生物丰度、PM₁₀和人类干扰指数对京津冀地区生态脆弱性影响力较大.最后根据生态脆弱性分析结果,对京津冀地区生态环境与可持续发展提出建议.     

Using Public Participation Geographic Information Systems to Identify Places of Watershed Service Provisioning

In this study, we used public participation geographic information systems methods to collect spatial data identifying places that stakeholders in Mobile Bay, Alabama think are important providers of watershed services. These methods allowed us to spatially analyze participatory data from general public respondents and directly compare them with other scientific data in a geographic information systems database. This study identified which places in the region participants believe are important providers of specific watershed services, including fish nurseries, storm protection, flood protection, and water quality protection, which would likely have public support for conservation. Additionally, we assessed the accuracy of participant watershed service identification using land cover data to identify inconsistencies and participant knowledge gaps. This information can be used to target outreach education efforts. We found that the accuracy with which participants correctly identified places with the necessary land cover to provide each service varied considerably. We believe this to be a useful tool for managers to elicit stakeholder input and to identify knowledge gaps regarding the provisioning of watershed services.     

HPSEC-UV-TOC联用技术测定有机物相对分子质量分布

采用在线高效凝胶色谱仪(HPSEC)和紫外检测器以及TOC检测仪联用测定有机物相对分子质量分布.通过同步测定样品中大范围相对分子质量区间的UV254和TOC,更深入和准确地了解有机物的结构特性,特别是一些不含共轭双键和芳香度的有机物.结果显示,TOC检测仪能够简单快捷地检测出水中所有有机物的相对分子质量分布,包括蔗糖、海藻酸钠等对紫外响应较低的亲水性有机物;样品进样量与TOC响应线性正相关,进样量越大,响应越强;离子强度从0升至0.2mol.L-1,峰面积仅减小1.2%,离子强度对有机物相对分子质量分布测定影响较小;样品pH值在中性或酸性时不影响测定结果,pH值为碱性时,TOC响应异常;采用流动相配定的样品较超纯水配定的样品,相对分子质量分布曲线中干扰峰明显减小,出峰效果更好;该联用技术可以很好地表征湘江原水及其4种亲疏水性组分的相对分子质量分布.     

CHANGING NEAR‐STREAM LAND USE AND RWER CHANNEL MORPHOLOGY IN THE VENEZUELAN ANDES1

ABSTRACT: The shape of a river channel is linked to surrounding land use through interacting hydrologic and geologic processes. This study analyzes the relationship between the change in near‐stream land use and the shape of the adjacent river channel over time. Three watersheds in the foothills of the Venezuelan Andes that have experienced differing degrees of development were studied to determine river channel width, sinuosity, and position relative to surrounding land use. Change in land use over time was obtained from multiple‐date aerial photographs (1946 and 1980) referenced to 1996 Landsat Thematic Mapper (TM) satellite imagery, and verified by field inspection. Measurements of land‐use type and amount and river channel morphology from the two dates were made using geographic information system (GIS) methods. The three watersheds differed in the extent of deforestation, the location of remaining forested land, and how much land‐use change had already occurred by 1946. Change in river channel morphology was greatest at the most deforested sites. Valley shape and channel constraint also had a discernible effect on change in channel morphology. This study introduces a method for analyzing change in coupled terrestrial‐aquatic systems based on multiple‐date, remotely sensed data and GIS analysis of spatial properties. The results document human impacts on river channels through a comparison of multiple watersheds over a 35‐year time interval.     

中国西北地区NPP变化及其对干旱的响应分析

为探究多年来中国西北地区NPP（植被净初级生产力）变化及其与干旱的关系,基于改进的MOD17A3数据,利用变化率分析、Mann-Kendall统计检验方法及GIS分析方法,对2000-2015年中国西北地区及其各省区NPP的地域分异规律及变化特征进行了研究;同时,利用PDSI（帕尔默干旱指数）与NPP数据实现了NPP对干旱的响应分析.结果表明:2000-2015年,中国西北地区NPP分布格局基本一致,整体上呈自西北向东南逐渐增加趋势,但各省区NPP的增幅不同,其中,以甘肃省的增幅最为明显,宁夏回族自治区和陕西省其次,青海省再次,新疆维吾尔自治区增幅最不明显.中国西北地区NPP增加区域主要分布于甘肃省、宁夏回族自治区南部及陕西省中北部,减少区域主要分布于新疆维吾尔自治区天山中段哈尔克山一带及陕西省中部.PDSI与NPP的相关性分析显示,中国西北地区81.71%区域的NPP与PDSI呈正相关;同时,NPP对PDSI变化响应结果显示,由于人为因素的影响,部分地区NPP与干旱程度变化呈现异向关系,说明人为因素开始成为中国西北地区NPP的重要影响因素.研究显示,2000-2015年中国西北地区NPP整体呈现增长态势,年增长速率约为0.59 g/m2,新疆维吾尔自治区天山中部及阿尔泰山一带NPP变化较为剧烈,多年NPP变化率均低于-20%;与此同时,干旱仍旧是制约中国西北地区NPP增长的主要因素.      

陕西省PM2.5时空分布及影响因素区域差异研究

为了解陕西省PM_2.5分布特征及影响因素区域差异,基于陕西省2019年PM_2.5浓度数据,采用空间数据统计方法、空间自相关分析法和地理探测器法对PM_2.5时空分异特征及驱动因素进行探究,以期为陕西省PM_2.5研究与治理提供可靠的科学依据。结果表明：陕西省PM_2.5污染呈“冬高夏低”、“中部高、南北低”的特点。陕西省PM_2.5浓度空间分布表现为极显著的空间正相关性,陕南部分县域为低低聚集区,关中地区渭南、西安、咸阳部分县域为高高聚集区。对陕西省PM_2.5浓度影响最大的是社会经济因子（0.328—0.548）,陕北地区为GDP（0.932）,关中地区为人口密度（0.936）,陕南地区为相对湿度（0.710）。交互探测结果表明：陕西省主导交互因子为人口密度∩GDP,各种复杂的自然因素和人为活动因素耦合会大大加强对PM_2.5浓度的解释力。     

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.     

面向二/三维城市形态指标的PM2.5浓度调控模拟

城市形态可影响空气污染的源分布与扩散过程,但如何通过优化城市形态指标缓解城市空气污染一直缺少实用的定量方法与模型.故以长沙市为例,定量分析了二/三维城市形态指标对主城区PM_2.5浓度分布的影响,提出了一种关键因子指标驱动下的城市空气质量优化调控模型（UFR-AQOM）,开展了指标阈值与空气质量目标双约束下的城市PM_2.5浓度情景模拟实验.结果表明,长沙市主城区PM_2.5浓度高值区呈现"一轴两区四节点"的空间格局,商业服务用地与道路交通用地、高斑块密度与高用地容积率网格PM_2.5浓度相对较高.三类城市形态因子指标中,开发强度对城市PM_2.5浓度空间变化的影响程度最大,景观格局、用地功能次之,多因子共同作用比单因子影响更加显著.顾及因子指标贡献差异与交互作用的UFR-AQOM模型可有效用于城市PM_2.5浓度的优化调控模拟（R²=0.65,RMSE=1.40 μg·m^-3）.面向PM_2.5浓度达标约束要求,长沙市主城区宜加强周长面积分维数与斑块密度等景观格局指标的全面管控,同时应考虑对工业占比与水域占比等城市用地功能指标和用地容积率等城市开发强度指标的分区优化调控.研究成果将为面向空气质量改善的国土空间规划指标调控提供决策支持.     

基于地理探测器的中国陆地生态系统土壤有机碳空间异质性影响因子分析

中国陆地生态系统土壤有机碳库对全球生态系统碳平衡具有显著影响。为揭示土壤碳库空间分布的潜在主控因子并为今后建立碳库空间分布模型提供依据,利用地理探测器对中国陆地生态系统表层土壤(0—20 cm)有机碳密度的影响因子(气温、降水量、DEM、NDVI、陆地生态系统类型、人口密度)进行空间分异性探测和定量归因。结果表明:自然因素是全国和区域尺度陆地生态系统表层土壤有机碳密度的主要因素,而人为因素影响较小。全国尺度各影响因子按解释程度大小排序分别为:温度(0.22)>NDVI(0.16)>DEM(0.12)>陆地生态系统类型(0.09)>降水量(0.06)>人口密度(0.04);自然因素中的气候因素是中国陆地生态系统表层土壤有机碳密度空间分异性的主要影响因子,温度与降水量交互作用的解释程度为0.37,其中温度的作用尤为重要;气温因子与土壤有机碳密度在相对寒冷的地区(均温<15℃)呈负相关,但在更热的地区则呈正相关,意味着生态系统碳平衡对未来气候变暖可能表现出异质性的响应特征;强烈的因子互作效应表明,中国陆地生态系统表层土壤有机碳空间分异性是由多种因子共同作用影响而非单一因素决定;中国六大分区(东北、华北、华东、西北、中南、西南)陆地生态系统表层土壤有机碳密度的各影响因子解释程度存在差异,体现出土壤有机碳密度的主控因子的空间异质性。