中国天山雪崩危险区划及其时空动态

雪崩危险评估是雪崩风险管理的基础，是雪崩防治、土地利用规划和道路选线等工程设计必不可少的环节。对雪崩危险系统分析和评估并编制雪崩危险图集将有助于高寒山区交通规划管理、土地资源利用和矿山建设规划，是高寒山区资源开发和区域发展的基本科学依据。构建雪崩危险评估体系，通过层次分析法将地形和雪深等参数在地理信息系统中整合识别雪崩危险区，评估天山雪崩危险性，在此基础上分析雪崩危险时空格局变化。结果表明：1)无危险区、低危险区、中危险区、高危险区和极高危险区占比69.38%、16.33%、6.5%、1.39%和6.4%; 2)整体上雪崩危险在雪季中呈现出单一峰值模式，雪崩危害程度从11月份开始增加，在2月份达到峰值，然后下降，1—2月份随着积雪深度增加，斜坡上的积雪在重力作用下使其稳定性低，导致2月份雪崩频发，高雪崩破坏和释放频率，使2月份成为雪崩危害最严重的时期。因此，应在2月份加强对雪崩的预防和管理，早期发出警告，将雪崩危险的影响程度降到最低，以防止灾难性后果的发生。     

干旱区绿洲城镇扩张对耕地空间影响及预测——以河西走廊区域为例

绿洲城镇是干旱地区人类活动最剧烈、人口集聚度最高、“人—地”关系矛盾最为突出的生态环境脆弱区。受全球气候变化影响及西部大开发战略推动,区域城镇与绿洲耕地之间的动态变化及利弊权衡成为当前关注的热点。基于1990—2015年多时相遥感影像数据,以典型绿洲城镇河西走廊为研究区,引入Markov和ANN-CA模型对河西走廊城镇用地与耕地的时空动态转换特征与规律展开探索,揭示了城镇扩张对耕地的影响过程与机制。研究结果表明：（1）河西走廊土地总体以未利用土地和草地为主,城镇用地与耕地仅占区域总面积的0.63%、6.35%,且城镇与耕地面积共同经历了先减少后增加的“V”型变化趋势。（2）1990—2015年河西走廊城镇面积扩张了1.53倍,其中15.67%的城镇扩张用地来自耕地占用,其他主要来源于草地,沙漠和戈壁等未利用土地。另外,区域内5个地市城镇扩张的耕地占用差异较大。（3）结合Markov与ANN-CA模型的模拟和预测结果表明,2015—2030年河西走廊79.77%的城镇扩张用地将来源于周边耕地,且城镇空间扩张方式以外延扩展为主,未来耕地被城镇侵占压力较大。研究结果将为干旱区相似区域空间规划和耕地保护提供决策支持。     

中国省域高等学校科技创新能力时空演变及形成机理

通过构建中国高等学校科技创新能力的综合评价体系,利用ArcGIS探索性数据分析(ESDA)、空间自相关等方法,对1999年、2008年和2015年中国省域科技创新能力的时空格局进行研究,并采用GeoDa对影响因素进行探究。结果表明:(1)1999—2015年,中国省域高等学校科技创新能力整体上有大幅增长,同时东西部之间的省域高等学校科技创新能力的差距越来越显著;(2)省域高校科技创新能力综合水平的热点集聚区分布在东部地区,冷点集聚区分布在西部地区,中部地区是热点集聚区域和冷点集聚区的过渡地带,这种东—中—西梯度分布特征表现出东西部之间科技创新能力的巨大差异;(3)人均GDP、科学技术财政支出是高校科技创新能力时空格局形成的主要因素。     

2000～2018年中国植被生态质量时空变化特征

监测植被变化对评价中国生态环境质量和生态过程具有重要意义.以MODIS数据反演得到的中国总初级生产力、叶面积指数、植被覆盖度、温度植被干旱指数和陆面温度5项指标为基础,构建了植被生态指数(VEI),并利用SEN+Mann-Kendall、Hurst指数及变异系数等方法对2000～2018年中国植被生态质量的时空变化特征、可持续性及稳定性等方面进行了分析.结果 表明:(1)从空间分布看,植被生态质量差和较差区面积占全国植被覆盖区总面积的25.46％,主要分布在新疆的大部分地区、甘肃西北部、青藏高原中西部及内蒙古中西部地区,优良区占比42.91％,主要分布在东北的东部和北部地区、华东的中部及南部地区、华中和华南以及秦岭地区;(2)从年际变化看,植被生态质量呈现出较为明显的增长趋势,年增长率为0.1％;(3)从空间格局变化趋势看,植被生态质量呈增加、基本不变和降低的面积分别占植被区总面积的34.82％、54.19％和10.99％;(4)从稳定性和未来变化趋势看,在过去的近20年我国植被生态质量的变化幅度较小,稳定性较好;我国植被生态质量未来的变化趋势与过去近20年一致,即将保持继续改善的趋势;(5)从不同植被类型看,13种植被类型的生态质量均呈改善趋势,且常绿阔叶林、落叶阔叶林和稠密灌丛的生态质量最优,永久湿地、草地和稀疏灌丛的生态质量较差.     

黄河上游生态脆弱区城市增长边界划定——以临夏回族自治州为例

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济区,其上游水源涵养区对黄河流域的生态可持续发展起着决定性的作用。因此,科学统筹城乡发展、合理划定城市增长边界（UGB）,对于黄河流域生态保护与城市高质量发展具有重要意义。以黄河上游典型城市临夏回族自治州为研究对象,基于土地利用及相关遥感数据,运用遥感生态指数（RSEI）、生态敏感性分析评估了临夏回族自治州的生态质量,并在此基础上,结合CA-Markov对比分析了有无生态环境质量评价条件下未来城市增长边界发展情况。结果表明：（1）2005—2015年,临夏回族自治州生态环境整体较差且逐年下降,2015年生态质量（RSEI）结果降至最低（0.38）。同时,生态敏感性也从中度敏感变为低度敏感。（2）2005—2015年,研究区城市扩张面积增长6.04 km²,通过CA-Markov模拟得到的2030年城市建设用地规模为95.88 km²,超出规划面积3.2 km²,城市扩张未得到有效约束。（3）RSEI-CA-Markov模拟2030年的城市建设用地为90.36 km²,小于政府规划面积2.32 km²,符合城市可持续发展要求。因此,基于RSEI-CA-Markov划定的黄河上游生态脆弱地区UGB具有更强的城市管理能力,有利于引导和实现城市可持续发展,也可对中国其他生态脆弱城市生态—经济协调发展提供参考依据。     

高原环湖城镇聚落的景观格局及空间形态演变特征 ——以滇池为例

城镇景观格局及空间形态的演变是对快速城镇化的响应，西部高原环湖地区特殊地理环境下的城镇聚落时空演变特征明显有别于平原、山地等地区。以Landsat TM/ETM+/OLI影像为数据源，解译了滇池1990、2000、2010及2018年4期城镇斑块，并采用景观格局指数深入分析16个城镇的演变特征与形态规律。结果表明：（1）1990～2018年城镇聚落经历了“低速增长-高速增长-理性增长”的演变波过程，2000～2010年城镇扩张最快且速率为54.2%，不同时期不同方向演变模式差异显著；（2）城镇斑块的空间特征与发展方向具有明显的依赖性和紧凑，且K-means聚类将城镇斑块分为4种类型，大斑块主导型占6.7%、高密度团簇型占35.8%、中密度团状型及低密度散点型占48.6%和8.9%；（3）城镇斑块在空间上表现为“中心-外围”的扩张特征，前卫、矣六等街道扩张迅速，而碧鸡、海口等街道增长缓慢，五华、官渡区域内城镇斑块数量、聚合度和凝聚度呈递增趋势，且各乡镇间的连通性和聚集性随斑块增长对破碎化影响较小；（4）基于影响因素，城镇斑块主要分布在海拔1 900~2 100 m和坡度小于9°的地区，并与人口和GDP具有强相关性，体现出强烈的交通指向性和河流指向性。     

GF-6与Landsat-8影像在水质监测中的差异性分析

针对GF-6与Landsat-8影像在水质监测中的差异性问题,以巢湖水质富营养状态评价为研究内容,对水质参数进行反演,利用综合营养状态指数法构建水质评价模型。运用ENVI 5.3和ArcGIS 10.3软件,实现各项水质参数和综合营养状态指数TLI可视化。对比实测数据,运用Person相关性模型进行反演结果精度评定。结果表明:影像成像时刻巢湖水质营养状态为中营养;GF-6和Landsat-8反演得到的综合营养状态指数TLI分别为42.75和42.13,两者差别较小,但经过与实测数据的相关性分析可得,GF-6和Landsat-8的Person系数分别为0.988和0.965,表明GF-6反演的数据与实测值相关性更强,更加准确可靠。研究结论可为水质监测中如何选用遥感影像数据提供参考。     

基于卫星遥感的中国东部地区NO2减排成效验证

基于Aura卫星臭氧监测仪（OMI）数据，分析了2011—2018年中国东部地区对流层NO₂柱浓度的时空分布规律，以广泛而客观地验证NO₂减排成效。结果表明：进入"十二五"以来，中国东部地区对流层NO₂柱浓度快速下降，高值区域范围快速收缩甚至消失；华北平原、长江中下游平原污染相对严重，同时这些地区污染程度正在得到较快速的缓解；京津冀、长三角、珠三角是中国东部地区对流层NO₂柱浓度相对最高、下降速度最快的典型区域；中国东部地区NO₂减排取得的成效与产业转型升级、能源结构调整及严控移动源排放等政策措施密不可分。     

甘肃省虚拟能行业分布及其省际贸易空间格局

基于投入-产出模型,研究了2007、2010、2012年甘肃省分行业能源的直接和完全能耗系数大小,以及省际贸易中虚拟能源的净输入和净输出特征.结果表明：2007~2012年,甘肃省人均虚拟能源消费量和能源生产总量均呈上升趋势,增幅分别为25.5%和28.2%,13.9%和13.6%,能源消费量增幅远高于能源生产总量.2007~2012年甘肃省虚拟能源在行业间的流动趋势变化明显,其中2007年虚拟能源主要流向工业和交通运输及仓储业,其值分别为2957.41和2336.35万t标准煤.2010年变化趋势与其一致,其值分别为2563.92和3094.53万t标准煤.2012年虚拟能源主要流向建筑业和批发零售及其他行业.其值分别为3690.54和3080.61万t标准煤.2007~2012年,甘肃省虚拟能源总量增加了28.9%,其中建筑业和批发零售及其他行业分别增加了94.7%和92.5%,农业,工业和交通运输及仓储业分别减小了24.4%,42.3%和91.6%.2007~2012年甘肃省虚拟能源呈净输入-净输出-净输入的贸易格局,主要输向河北、内蒙古、上海和陕西等能源总量较多且经济发达的地区,其中工业和交通运输及仓储业为主要输出行业,分别占总输出的36.6%和38.3%;输入主要来源于北京、辽宁、江苏、福建和宁夏等省区.因此,减少省内能源输出量,提高省外输入量对甘肃省经济和能源的可持续发展及利用至关重要.     

基于系统动力学的台风减灾决策研究

台风破坏性巨大,易与暴雨、洪涝、风暴潮灾害发生碰头现象,严重威胁沿海地区人民的生命和财产安全。因此,台风减灾决策研究对于保护人民生命财产安全至关重要。该文基于系统动力学和多灾种灾害建立防灾减灾模型,包括物资人员调度子块、信息传递子块、灾害系统子块。以海南省海口市台风灾情及政府防灾减灾工作为例进行数值模拟,仿真结果表明:政府资源调度能力越高,城市应急能力达到峰值速率越快;受预警等级及应急能力的影响,信息热度迅速上升至峰值,之后缓慢下降;对建筑物与电力系统进行抗灾加固,降低其脆弱性,提高水库堤坝及交通防灾减灾工作人员配比可以在很大程度上减缓灾情。该模型能为政府制定防灾减灾策略提供理论依据。