基于光谱混合分析和反照率-植被盖度特征空间的土地荒漠化遥感评价

采用线性光谱混合分析模型对Landsat TM遥感影像进行混合像元分解,获取植被、裸土和水体组分的相对丰度分布;在反演地表反照率的基础上,构建了基于Albedo-Vegetation特征空间的土地荒漠化遥感监测模型;以黑河中游部分区域为例,进行了实证研究,并利用实地调查数据进行精度验证。结果表明:此方法充分利用了多维遥感信息,反映了荒漠化土地地表覆盖、水热组合及其变化,具有明确的生物物理意义,而且指标简单、易于获取,精度较高,有利于荒漠化的定量分析与监测。     

甘肃省净初级生产力时空变化特征

本研究通过改进的光能利用率概念模型(Carnegie-Ames-Stanford Approach,CASA)和MODIS-NDVI数据估算了2000-2010年甘肃省净初级生产力(NPP)的空间分布格局,并结合气候因子,在不同空间和时间尺度上探讨森林生态区、草原生态区、农业生态区和荒漠生态区的NPP变化特征及与气候变化之间的关系。研究表明:①2000-2010年甘肃省NPP的空间分布差异比较显著,总体上呈现东南高西北低,即从东南向西北是逐渐递减的;其中,森林生态区、草原生态区、农业生态区和荒漠生态区的年均NPP分别为580.12 g·cm-2·a-1、380.12 g·cm-2·a-1、280.71 g·cm-2·a-1和83.27 g·cm-2·a-1。②2000-2010年甘肃省NPP显著增加和轻度增加的面积分别占总面积的6.00%和17.49%,NPP显著减少和轻度减少的面积分别占总面积的12.31%和27.07%,NPP有减少的趋势。③以年为尺度,森林生态区和草原生态区主要受温度影响,而降水量是荒漠生态区和农业生态区的主要控制因子;在月尺度上,气候因子对NPP的作用相当;草原生态区和农业生态区分别对月降水量和月均温存在时滞与累积效应,森林生态区和荒漠生态区对降水量或温度不存在时滞与累积效应。④本文认识和了解不同空间和时间尺度上NPP的变化规律,探讨NPP与气候变化之间的相互作用与机理,为生态系统调节起到重要的理论指导意义。     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤侵蚀情景模拟——以静宁县清水沟流域为例

基于遥感融合影像和GIS技术,借助通用土壤流失方程计算土壤侵蚀量,采用情景分析法,评价黄土丘陵沟壑区清水沟流域实施不同水土保持和退耕还林（草）措施对土壤侵蚀的影响。结果表明：水土保持措施减少土壤侵蚀的效益显著,相对而言,生物措施减少土壤侵蚀的效益强于工程措施,不同退耕还林（草）方案对流域总体土壤侵蚀影响差异较大。组合情景对土壤侵蚀影响很大,部分组合情景的土壤侵蚀甚至可低于土壤侵蚀背景值。     

基于耦合协调度模型的河西走廊生态环境质量时空格局演化

以“丝绸之路”经济带上的河西走廊地区为研究对象,采用耦合分析法,构建环境承载力与生态弹性限度的耦合协调模型,在分析2001—2016年河西走廊生态环境承载力和生态弹性限度的基础上,探析河西走廊生态环境承载力与弹性限度的耦合协调度,评价生态环境承载力和生态弹性限度耦合协调阶段及区域生态环境质量水平,从区域和城市两个空间尺度分析生态环境耦合协调类型,为探索河西走廊生态环境可持续发展道路提供科学依据。结果表明:①2001—2016年,河西走廊生态环境承载力和生态弹性限度均呈现东南高、西北低的空间格局和缓慢波动上升趋势。②河西走廊生态环境耦合协调度呈现“东南高西北低,优劣破碎穿插”的空间格局特征,耦合协调度在0~0.5之间,生态系统处于低水平和拮抗耦合阶段,生态环境质量处于濒临失调阶段。③河西走廊生态环境承载力与生态弹性限度耦合协调度存在明显区域差异。河西走廊生态环境耦合协调度共分9个等级3个层次3个耦合协调阶段:高水平-磨合阶段区(良好协调、中度协调和初级协调区);中等水平-拮抗耦合阶段区(勉强协调、濒临失调和轻度失调区)和低水平区-低水平耦合阶段区(极度失调、严重失调和中度失调区)。④根据2001—2016年生态环境耦合协调状况将河西走廊五市分为4种耦合协调类型:高耦合协调增长型(张掖市、金昌市)、高耦合协调减少型(武威市)、中耦合协调增长型(嘉峪关市)和低耦合协调增长型(酒泉市)。各地区应因地制宜地制定发展战略,提高生态环境质量,推进生态环境持续协调发展。     

中国县域人均粮食占有量的时空差异及驱动因素

以全国县域为研究单元,基于2004年和2014年各县统计数据,采用ESDA、重心迁移、GWR等方法对县域人均粮食占有量的空间格局进行测定,并分析人均粮食占有量区域差异的空间异质性及变化的驱动机制。结果表明:2004~2014年,全国各县域粮食的人均占有量呈现总体上升的趋势,人均粮食占有量的重心在10a间由西南向东北转移,且南北方向迁移的幅度大于东西方向迁移的幅度。2004年全国县域人均粮食占有量冷热点分布相对分散,东北地区是全国唯一的热点区,冷点区分布在沿海地区,2014年热点区相比于2004年有所缩小,冷点区则有所扩大。影响人均粮食占有量变化各因素的重要程度在空间上差异明显,其重要程度由大至小依次为:人口数量第三产业比重城市化率第二产业比重人均GDP。     

全球PM2.5人口暴露风险时空格局

基于PM_2.5遥感数据和人口格网数据,利用污染物人口暴露风险模型、Theil-Sen Media和Mann-Kendall等方法,分析了2000~2016年全球PM_2.5人口暴露风险时空分布特征,并识别出暴露高风险区域.结果表明,PM_2.5遥感数据和人口格网数据可以客观地评价暴露风险程度.全球PM_2.5平均浓度在各大洲差异显著,PM_2.5污染的高值区域主要分布在东亚、南亚和东南亚.PM_2.5质量浓度的多年平均值从高到低分别是亚洲14.7μg/m³、非洲8.1μg/m³、欧洲8.03μg/m³、南美洲5.69μg/m³、北美洲4.41μg/m³和大洋洲1.27μg/m³.2000~2016年,全球PM_2.5人口暴露风险在宏观尺度上呈逐渐减少的趋势,而在区域内则呈现出差异性.空间上,全球PM_2.5人口暴露风险各大洲从高到低依次为亚洲5.94、非洲0.62、欧洲0.45、南美洲0.32、北美洲0.27和大洋洲0.01.时间上,2000~2016年,亚洲和非洲PM_2.5人口暴露风险呈增长趋势,欧洲和北美洲呈减少趋势,大洋洲和南美洲变化幅度较小.     

2009~2019年中国人为CH4排放量的估算及时空格局

以中国340个地级及以上城市为研究对象,采用自下而上的核算方法,针对农业活动、能源活动和废物处理3个一级CH₄排放源,核算2009年和2019年中国人为CH₄排放量并分析其时空格局.结果表明：2009年中国人为CH₄总排放40.71Tg,2019年为42.89Tg,CH₄排放总量在增加,排放强度和人均排放量基本保持不变.一级排放源中,农业活动、能源活动和废物处理在2009年的CH₄排放量分别为24.88Tg、12.06Tg和3.76Tg,农业活动为主要排放源,2019年三者排放量分别为16.99Tg、21.62Tg和4.28Tg,能源活动成为主要排放源;二级排放源中煤炭开采的CH₄排放最多;不同城市中各排放源的占比存在较大差异,淮安、扬州和南通农业活动排放最多,晋城、大同和太原能源活动排放最多,而北京、上海和广州以废物处理排放为主.城市人为CH₄排放存在显著的空间正相关,高排放—高聚集的城市数量减少,分布集中;低排放—低聚集的城市数量增加,分布重心向东部地区转移;局部城市空间关联类型呈现出较强的空间锁定效应和迁移惰性特征.CH₄排放强度与人均CH₄排放的区域总体差异较大;CH₄排放强度地区间Theil指数差异较大,而地区内差异较小;人均CH₄排放地区间与地区内的Theil指数差异均较小.     

中国国家森林公园空间可达性测度

以国家森林公园为例,基于GIS技术,通过最近邻指数和热点聚类法分析中国713个国家森林公园的空间结构特征;运用栅格成本加权距离算法,计算1991年和2010年中国国家森林公园的空间可达性,并测算县域单元的整体可达性;利用空间关联方法分析了县域可达性的空间差异。结果表明:中国国家森林公园的空间分布总体上呈现出聚集分布的特点,国家森林公园的平均可达性时间从1991年的168.18min缩短为2010年的137.86min;可达性在全国的分布差异十分明显,可达性空间分布具有明显的交通指向性;县域可达性热点区域的分布呈现显著的热点–次热点–次冷点–冷点自东向西带状分布的格局。     

甘肃省生态资产价值和生态-经济协调度时空变化格局

在地理信息技术和遥感数据支持下,对甘肃省2000和2010年的生态资产价值及其空间分布格局进行了定量测度。构建空间生态资产价值经济协调度模型,测算了甘肃省生态资产价值与经济发展水平协调状况。结果表明：1）甘肃省生态系统在2000和2010年的生态资产价值分别为2 430.84×10⁸和2 487.40×10⁸元;2）林地对甘肃省生态资产价值的贡献量最大;陇南市和甘南州的生态资产价值占甘肃省总价值的一半左右;3）生态资产价值的空间分布整体上呈现西北低、东南高的特征,11 a间生态资产价值增加较多的区域主要分布在河西走廊中部和陇东;4）11 a间,甘肃省各市州生态资产价值与GDP比值均出现不同程度的减小,生态资产价值增长与GDP增长不协调;5）生态-经济协调分区中,潜在危机区的面积最大,其次是低度冲突区和关系恶化区。