1999—2013年中国东北植被物候信息遥感监测

随着3S技术的迅猛发展,用于地表遥感监测的卫星影像数据浩如烟海,而影像上地表植被长势等隐含信息的提取通常工作量大、耗费时间。论文提出了一种计算机自动提取地表植被物候信息的方法,主要用于对地表植被生长季及其年内长势进行快速提取。方法的基本原理是基于NDVI序列数据集,构建时间点对的时长跨度与该点对半方差的函数关系。选择东北松嫩平原地区作为重点试验区,计算了该区域1999—2013年地表植被生长季长度和长势特点,并选择东北地区物候观测数据进行验证分析。结果表明：1）东北地区农耕作物的生长季持续期在107~126 d左右。计算得到的结果与实测数据的最大误差在5 d值域范围内,沼泽植被在160 d以上（误差10 d左右）,草地为120~139 d;2）研究区地表植被的生长盛期峰值出现在第150天前后。结果较为真实、合理地反映了研究区域地表植被的物候信息。     

洪泽湖底栖动物群落结构及水质季节变化分析

为阐明洪泽湖底栖动物的群落结构及水质变化状况,采用生物多样性指数法、综合污染指数、CCA分析等方法,对洪泽湖的底栖动物群落结构空间布局及其水质状况进行了季度调查,探究环境因子对底栖动物生长的影响规律。结果表明:(1)底栖动物种类以甲壳纲、多毛纲、双壳纲为主;(2)CPI分析表明,TN、TP是洪泽湖主要的超地表水Ⅲ类水环境标准的项目,入湖过水区域水质污染高于其他区域,且春冬TN超标为主,夏秋TP超标为主;(3)典范对应分析显示,氨氮、透明度、叶绿素a是影响底栖动物分布的主要环境因素。研究表明洪泽湖底栖动物群落组成优势种主导格局显著,生物多样性不高,群落组成和水质状况受过水水体影响极大,生态系统保护和修复需加强对周边水域生态系统的关注,尤其是淮河水系。     

武陵山片区旅游经济时空差异与影响因素研究

以武陵山片区县域为研究尺度,基于标准差、变异系数和旅游经济发展水平梯度探析了旅游经济发展水平的差异特征与演变规律,并借助GWR模型对旅游经济空间分异的影响因素进行了分析。结果表明:(1)武陵山片区71个县域旅游经济发展水平在时间上呈绝对差异逐年上升,而相对差异波动下降的演变趋势。(2)2014—2018年间旅游经济发展水平欠发达区数量下降,并呈西北和东北部明显高于其他区域的空间分布格局。(3)人均GDP、第三产业占GDP比重、3A级以上景点数、国家级非物质文化遗产数、公路密度、3星级以上宾馆数是影响武陵山片区旅游经济发展水平的主要因素。     

1971-2016年新疆极端温度时空变化特征分析

基于新疆地区42个气象站点1971-2016年逐日温度数据资料,选取世界气象组织(WMO)推荐的10个极端温度指标,使用线性趋势法、克里金插值法和Mann-Kendall突变检验等方法,分析该地区极端温度指数在时间和空间上的变化规律。结果表明:新疆地区1971-2016年间4个极端高温指数均呈现出明显的上升趋势,除极端最低温度指数外,其余表征极端低温的指数均呈下降趋势;3个极端高温指数(SU、TXx、TX90P)、3个极端低温指数(FD、TNn、TX10P)和2个极端持续指数(WSDI、CSDI)在1971-2016年间均发生了突变,并且突变最早从1970年后期开始,集中出现在20世纪90年代;极端温度指数的变化特征在空间上整体表现为由东南向西北过渡的趋势。在全球变暖趋势增强的背景下,通过对新疆地区1971-2016年46年间极端冷暖气温的时空变化特征进行分析,得出新疆地区温度呈明显上升趋势,且北部和东部地区气候变暖较南部强烈。分析成果为新疆地区应对气候变化研究提供了一定的数据支撑。     

2015-2019年成渝城市群臭氧浓度时空变化特征及人口暴露风险评价

近年来O₃污染给人类健康带来了很大威胁.本文利用2015—2019年中国环境监测总站的O₃地表监测数据,通过Global Moran''s I和Getis-Ord G^*指数等方法,分析了成渝城市群O₃浓度的时空变化特征,并利用空间插值和LandScan人口格网分布数据,基于人口暴露风险模型对该地区的O₃人口暴露风险进行了评价.结果表明：①2015—2019年成渝城市群O₃浓度总超标比例为6.9%,年际变化呈先上升后下降趋势,逐月变化呈"双峰型",5月和8月达到峰值,12月最低,季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季,日变化呈"单峰型",8：30左右开始升高,16：00左右达到峰值;②2015—2019年成渝城市群O₃浓度呈现出由成都及周边城市为污染中心向以成都市和重庆市为首尾的"带状"污染空间格局发展的趋势,且空间自相关性较强,逐步形成以成都市和重庆市为双中心的高浓度集聚特征;③2015—2019年成渝城市群平均O₃人口暴露风险指数处于较低风险,但空间分布差异较大,人口暴露高风险地区主要集中于成都市、内江市、自贡市、德阳市、泸州市北部及重庆市主城区,低风险地区主要集中于东西片区、绵阳市北部及成渝城市群边界,中部高风险区域有向西南方向转移的趋势,重庆市南部有高风险向极高风险转化的趋势,同时,成都市和重庆市存在显著的高风险指数集聚特征.     

我国地表水溶解氧时空变化及其对全球变暖的响应

溶解氧是衡量地表水环境质量的重要指标.为科学实施水污染防治和水生态系统修复,系统解析了我国近十五年不同区域溶解氧的时空变化特征,探讨了全球变暖对不同区域饱和溶解氧的影响.结果表明：①受海拔和温度影响,全国饱和溶解氧浓度存在显著的区域差异性,根据饱和溶解氧浓度将全国划分为3个区域,分别为北部高饱和溶解氧区、南部低饱和溶解氧区及中部饱和溶解氧过渡区;②2018年全国溶解氧浓度和饱和度达到I类水质的比例分别为72%和20.5%,冬季冰封期阻碍大气复氧的区域,不宜采用溶解氧饱和度对溶解氧进行评价;Mann-Kendall法分析表明,全国河流溶解氧浓度2010年下半年开始显著提高,人口密集、经济发达、工业化及水体盐度高和流速低是引起珠江及辽河入海口、长江下游溶解氧偏低的主要原因;③气候变化背景下,温度敏感的低温低海拔地区饱和溶解氧浓度下降最明显;到21世纪末,SSP5-8.5和SSP1-1.9情境下饱和溶解氧浓度将分别下降1.3 mg·L^-1和0.01 mg·L^-1,为适应全球变暖,需要加大污染物减排力度,保障水生态安全.     

GIS和RS技术应用于流域水生生物时空分析的研究进展

近年来地理信息系统（GIS）和遥感系统（RS）（简称"2S技术"）在水文和环境领域得到了较为广泛的应用,但是如何在大流域尺度开展水生生物时空分析和退化诊断仍然是当前水生态学科的难点问题.本文面向新时期国家水生态质量管理重要需求和水生生物时空诊断学术前沿,全面梳理总结了近20年来2S技术在水生生物领域的研究进展,分别从GIS和RS的技术方法和应用等方面阐明了2S技术的适用性和优缺点.结果表明:近年来国内外针对2S技术在水生生物时空分析中的应用研究成果数量呈显著上升趋势,水生植物和叶绿素是该领域的研究热点;GIS技术在流域水生生物时空分析中的常用方法包括缓冲区分析法、叠加分析法和空间插值法,可以进行缓冲带划定、水生生物时空信息获取和趋势分析;RS技术可实现长序列水生生物数据的快速获取,主要包括经验模型、半经验模型和机理分析模型,可从空间尺度实现对水生生物的反向溯源和正向模拟预测.2S技术的联合应用将是未来大尺度水生态问题诊断的重要技术手段和发展趋势,能更好地定性和定量识别流域水生生物的时空变化规律;加快研发水生生物自动监测与快速识别等智能监测设备,实现5G技术、大数据分析、云计算、AI与2S技术的深度融合将是今后大尺度水生态时空问题诊断的重要发展趋势.      

贵州高原普定水库水环境重金属的时空分布特征及风险评价

为了解乌江上游普定水库水环境中重金属污染水平及其污染程度,于2018年对普定水库表层水体以及表层沉积物6种重金属（Hg、As、Cu、Ni、Cd、Pb）含量及其时空分布进行了研究,并分别采用综合污染指数评价法、地积累指数评价法和潜在生态风险指数法对表层水体和表层沉积物的污染程度和生态风险进行了评价.结果表明:①普定水库表层水体ρ（Hg）、ρ（As）、ρ（Cu）、ρ（Ni）、ρ（Cd）、ρ（Pb）的范围分别为（0.004±0.003）（0.050±0.044）（4.225±3.117）（18.343±17.093）（0.845±0.739）（6.155±5.747）μg/L,其中ρ（Hg）、ρ（As）、ρ（Ni）、ρ（Cd）、ρ（Pb）在季节性变化上具有相似规律,均表现为冬季>秋季>春季>夏季,ρ（DO）与ρ（Hg）、ρ（As）和ρ（Cu）均呈显著相关,说明这3种重金属含量可能受到ρ（DO）影响.②普定水库表层沉积物w（Hg）、w（As）、w（Cu）、w（Ni）、w（Cd）、w（Pb）的范围分别为（0.06±0.02）（14.75±4.88）（166.60±74.74）（87.43±51.18）（1.89±0.26）（206.34±110.33）mg/kg,其中w（Pb）、w（Cd）和w（Cu）平均值分别为贵州省土壤元素背景值的6.0、5.8和5.0倍;重金属含量沿程分布特征存在季节性差异,w（Cd）、w（Pb）、w（Hg）、w（Cu）、w（Ni）在秋冬季最高,w（Cd）、w（Pb）、w（Hg）沿程逐渐升高,在大坝口达到最高值,呈现出明显的空间分布特征,表明从上游到下游重金属污染逐渐严重.③采用综合污染指数法分析表明,普定水库水质未受到重金属污染;采用地累积指数法评价表明,普定水库表层沉积物以Cu、Ni、Pb、Cd污染为主;潜在生态风险指数法表明,Cd和Pb具有较高的风险值,是普定水库重金属生态风险的主要来源.研究显示,普定水库水环境主要受外源污染,矿山开采以及冶炼活动可能是造成重金属含量较高的主要原因之一,因此需要加强普定水库水环境重金属综合治理,尤其是对Cd和Pb污染的治理.      

基于高时空辨识度实时数据的重庆二环内外区域车流特征差异分析

高时空辨识度的车流时空分布特征是研究区域机动车排放的重要基础,通过射频识别技术和车辆注册登记数据获得重庆市二环区域每10 min的车流量以及车辆技术特征信息,对比分析内环以内及以外区域的分车型、分道路类型、分排放标准和燃料类型的车流量时空变化特征.结果表明:①重庆市内环以内区域日均流量为1.8×104辆,约为内环以外区域的1.8倍.②内环以内区域小型客车、公交车、出租车的日均流量分别为内环以外区域的1.7、2.1和2.5倍,而重型货车的日均流量为内环以外区域的54.8%.③ 2个区域车辆的主要燃料类型为汽油、天然气、柴油、新能源,占比分别为71.7%~73.7%、15.1%~21.4%、5.5%~9.6%、1.3%~1.5%.④ 2个区域车辆的排放标准分布基本一致,主要排放标准为国Ⅳ（约占76.5%）,国Ⅴ约占11.4%,国Ⅲ约占9.0%,国Ⅱ、国Ⅰ和国Ⅰ前的占比之和约为3.1%.⑤ 2个区域的小时总流量变化特征呈“M”型分布,早高峰时段为08:00—10:00,晚高峰时段为16:00—18:00.⑥ 2个区域小型客车、公交车的小时流量变化特征均与总流量变化特征基本一致,但出租车、轻型货车和重型货车在08:00仍保持明显的上升趋势,直到14:00才缓慢下降.⑦内环以内区域高速路、快速路、县道的高峰时段流量明显较高,分别为内环以外区域的5.5、2.5、6.2倍;而内环以外区域国道的高峰时段流量相对较高,约为内环以内区域的1.8倍.研究显示,重庆市二环内外区域的车流量和车辆技术特征信息的时空分布存在较大差异,建议完善城市实际道路车流的时空监测网络,为机动车排放清单的编制提供更好的数据支撑.