基于不透水表面指数的城市扩张趋势及驱动机制分析——以南京市为例

城市扩张趋势及驱动机制研究存在两大难题:(1)传统景观数据的混合像元问题影响城市扩张趋势研究的准确性;(2)城市扩张驱动因子的共线性问题影响驱动机制研究结论的可靠性.针对上述问题,以南京市为例,利用不透水表面分析结果,采用不透水面加权平均重心分析、线性方向均值分析及标准差椭圆分析方法开展2000～2017年城市扩张趋势研究,并利用偏最小二乘回归分析方法对城市扩张驱动机制开展定性及定量分析.结果表明:南京市整体上表现为多中心非同步的蔓延式扩张;2000～2017年的3个时间跨度内,南京市整体的不透水表面扩张速度不断增长,年均不透水表面加权平均重心转移距离分别为303,379,611 m,全市尺度上往顺时针偏北259.12.方向转移2 564 m,具体到各辖区,重心转移距离存在较大差异;城市扩张的外部形态特征具有明显的方向性,2000、2005、2010以及2017年4个时期,不透水表面的标准差椭圆扁率均在2.232以上,主要表现为南北向扩张,各辖区扩张方向性不同;城市外部空间特征及发展战略、河流水系及自然保护区分布、土地利用规划等因素表现为对城市扩张方向的约束和限制作用;第二产业从业人员数量、人口密度、第三产业固定资产投资额、地区生产总值、城乡人均可支配收入等因素成为影响城市扩张规模的主要因素.     

基于时间序列模型的饮用水源地重金属健康风险分析与预测

饮用水源地作为高敏感环境风险受体,重金属健康风险的时间变化特征和预测分析对于饮用水源地的风险管控、水环境治理和生态系统安全保障等具有积极的意义.为评价饮用水源地重金属健康风险及掌握健康风险的时间变化特征,以某饮用水源地为研究对象,监测并记录了该点位重金属As、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn在2015年1月至2018年12月的浓度值,并以月均值作为研究基础数据,对饮用水源地重金属健康风险评价,并进一步利用Spearman秩相关系数法和ARIMA模型对重金属健康风险时间变化特征进行分析.结果表明,部分月份的重金属浓度值超过我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定的Ⅲ类水质的标准限值,尤其是Hg,其浓度最小值超过该标准的4倍;饮用水源地重金属致癌风险和非致癌风险的大小顺序分别为：As>Cd和As>Hg>Cd>Zn>Cu>Ni,儿童健康风险均高于成人健康风险,在2015年2月之外的所有月份的成人综合非致癌风险均低于1,儿童综合非致癌风险在2017年10月之后均低于或接近1,而儿童综合致癌风险均超过10^-4;As的儿童致癌风险、儿童综合非致癌风险和儿童综合致癌风险在数据监测期间总体上具有明显的下降趋势,其Spearman秩相关系数分别为-0.714069、-0.773122和-0.62234,但是儿童综合致癌风险在2018年的Spearman秩相关系数为0.902098,均有显著地上升趋势,对应的儿童综合致癌风险均值为0.000234;基于ARIMA （3,1,3）模型预测的饮用水源地重金属儿童综合致癌风险具有较高的预测效果,预测结果表明后续两年内的儿童综合致癌风险的范围为0.000200~0.000302,需引起关注.     

红河流域（云南段）土地生态安全的时空演变及驱动因素分析

土地生态安全分析是维护区域生态安全和保障土地资源可持续利用的关键,对于区域生态环境保护和生态文明建设具有重要的意义.基于DPSIR基础框架构建了红河流域(云南段)土地生态安全评价体系,在明晰其在2010—2020年间土地利用类型时空变化特征的基础上,利用突变理论、空间自相关分析和地理探测器等方法,揭示了其土地生态安全时空演变规律和驱动因素,并在此基础上提出了对应的措施.结果表明：2010—2020年,红河流域(云南段)以耕地、林地和草地为主,占据了研究区总面积的98%以上,其中,耕地和林地年均增长率分别为167.11 km²·a^-1和758.19 km²·a^-1,而草地面积缩减了9445.54 km²;土地生态安全综合值在2010—2020年期间呈现出波动减小的趋势,且呈现出持续上升、持续降低、先升后降和先降后升态势的县区所占比例分别为6.98%、25.58%、34.88%和32.56%;土地生态安全热点区域的面积比例在研究期间(2010、2015、2020年)不断增加,其占比...     

耕地土壤重金属健康风险空间分布特征

以江苏省某市为研究区域,借助ArcGIS和SPSS分析工具,利用US EPA健康风险评估模型评估耕地土壤重金属Cr、 Pb、 Cd和Hg的健康风险,从地理学的视角构建包含地理探测器及优化后的位序-规模理论模型的健康风险分析方法体系,分析其健康风险空间分异度及风险水平差异.结果表明,研究区域Cr、 Pb、 Cd及Hg这4种耕地土壤重金属含量均值分别为65.207、 25.486、 0.238和0.045 mg·kg~(-1),均低于耕地土壤污染风险的最低筛选值; Hg和Cd的健康风险均处于可接受范围内,Cr和Pb的儿童非致癌风险均值以及Cr的成人及儿童致癌风险指数均值分别为2.914 385、 1.337 503、 4.312 679×10~(-6)及8.137 130×10~(-6),均超过可接受范围;不同耕地重金属健康风险q值的范围为0.005 523～0.204 238,高风险特征因子需要进一步引起关注;研究子区域1、子区域2、子区域3和子区域4的Cr与Pb的儿童非致癌风险及Cr的致癌风险的R值较大,均接近或超过1,其他研究子区域的R值均低于0.1,中、高风险区与低风险区R值差异相对较大,研究子区域的高风险区比较集中.以耕地土壤重金属健康风险评价结果为基础,地理学视角分析市域范围的空间分异程度以及市辖县的风险水平,对于丰富健康风险研究手段、衡量不同尺度的健康风险水平以及制定精细化的风险管控策略等具有积极的意义.