近50a江西省旱、涝变化趋势及驱动因素研究

基于江西省5个气象站(赣县、吉安、南城、南昌、景德镇)近50 a(1961~2010年)平均气温、最高、最低平均气温、相对湿度、风速、日照时数、降雨量等逐月平均资料,计算江西省干旱侦测指数(Reconnaissance drought index,RDI),分析旱情、涝情变化趋势。同时,运用多元回归法分析主要驱动因素。研究结果表明,1961~2010年江西省年及四个季节的降雨量、平均相对湿度与RDIst值均呈现极显著的正相关关系(p0.01),而日照时数则与RDIst值呈现极显著的负相关关系(p0.01)。降雨量对江西省旱、涝变化的贡献率最大,为42%~58%;其次是平均气温和相对湿度,分别为11%~19%和7%~19%;平均风速和日照时数对江西省旱、涝变化的贡献率较小。降雨量、相对湿度的增加,日照时数的减少共同导致了1961~2010年江西省年际尺度和春季RDIst值的增加,表明江西省总体从偏旱向偏涝转变。1961~2010年江西省夏季、秋季和冬季RDIst没有明显的增长或降低趋势。     

恩施州气象站雾日变化趋势及原因分析

选取恩施州8个国家气象站1960~2015年地面气象观测资料,利用相关、线性倾向估计、M-K突变检验等方法对该地雾日变化趋势进行分析,并对雾日变化原因进行初步探寻。结果表明:2000~2015年恩施州各站雾日空间分布较1960~1999年发生了较大变化,SW-NE向带状大值中心被切断,出现了NW-SE向的雾日小值分布带;近56年除宣恩年雾日持续减少外,各站年雾日均在20世纪60、70年代突变后增多,20世纪末期减少并于2012年再次突变,州西南部最先增减、西北部其次、东部最慢,特别是近16年来年雾日显著减少,州北部站点(–40~–20 d·(10 a)~(–1))减少比南部(约–4 d·(10 a)~(–1))快;各站雾日变化和风速均呈负相关,和相对湿度均呈正相关,而气温和降水对不同站点雾日变化的影响则存在差异;近16年恩施州低山山地(恩施、来凤、宣恩、建始)雾日减少主要和气温升高、风速增加有关,中山山地(咸丰、利川)雾日减少主要与相对湿度减少有关。     

环境约束下大都市城郊土地利用结构评价——基于信息熵和非期望产出模型分析

土地利用过程中会产生期望和非期望产出,针对以往土地利用结构评价中忽略环境产生的非期望产出而影响土地利用结构效率真实性问题,以大都市城郊的上海青浦区为例,宏观上,运用信息熵模型对该区2005~2014年土地利用结构有序性进行评价;微观上,运用非期望产出模型测算青浦区研究期间土地利用结构效率,为寻求区域土地利用结构效率损失的原因及改善途径提供参考。结果表明:(1)2005~2014年青浦区土地利用结构信息熵值时序上呈现"M"形变化趋势,空间上由中部向东西两翼递减;(2)2005~2014年青浦区土地利用结构效率变化趋势在时间序列上呈现"W"形变化趋势,空间上由中部的中心城区向东西两翼递减格局;(3)将环境的负产出纳入非期望产出模型进行土地利用结构效率评价,能更加准确的反映土地利用结构效率的真实性;(4)影响青浦区土地利用结构效率水平变化的主要因素为纯技术效率的变化,资源过度消耗和环境污染物排放过量是制约青浦区土地利用结构效率提升的主要原因。针对土地利用结构效率损失的原因及区域差异提出效率提升途径。研究结果可为青浦区土地利用结构优化和可持续发展提供科学借鉴。     

小尺度城市边缘区景观格局指数与小气候环境因子的相关性研究

选择位于北京中关村生命科技园区的休闲广场为研究区来探讨小尺度城市边缘区景观格局与小气候环境因子相关性,基于SPOT卫星数据和实地小气候观测数据进行计算和分析,结果表明:各种绿地类型要比相同观测期内的非绿地覆盖的土地利用类型温度低,湿度大;景观多样性指数与各小气候因子相关系数R2基本接近于1,表明二者有极显著的相关性;而边界密度指数、斑块密度指数和形状指数与各小气候环境因子的相关程度的显著性差异比较大:14:00地温与形状指数相关系数R2大于0.8的占77.78%;气温与边界密度指数和斑块密度指数的相关系数R2大于0.8都占66.67%;相对湿度与形状指数的相关程度8:00要比14:00显著(8:00相关系数R2大于0.8的占55.56%),该研究结果证实了景观格局与环境因子确实存在着复杂的非线型关系。     

南京紫金山马尾松树轮δ13C对气候变化响应敏感性的研究

树木年轮宽度指标在气候重建中发挥了重要的作用,可是在温暖湿润的地区,利用树木年轮宽度重建古气候遇到了困难。因此寻找其他代用指标就成为一项急迫而重要的任务。一些研究发现,树轮稳定碳同位素可以发挥重要的作用。但是,是否所有的树种的树轮碳同位素对气候的响应都同样的敏感,还需要通过大量的研究分析工作来验证。为了了解温暖湿润的亚热带季风区马尾松树轮δ13C对气候响应的敏感性,选取了南京紫金山的两个马尾松树盘,进行了树轮δ13C的分析,建立了1939~2002和1955~2002年两个树轮δ13C变化序列。与降水、温度、相对湿度、光照时数、风速等气候指标进行了相关分析。结果表明：（1）马尾松树轮δ13C对于气候的响应是敏感的,可以作为气候变化的代用指标;（2）坡向对于马尾松树轮δ13C对气候的响应敏感性也有一定的影响,树轮δ13C平均值西南坡比东南坡高,西南坡比东南坡对月平均最低和最高温度的响应更敏感;（3）紫金山马尾松树轮δ13C与该地区生长季（尤其是夏、秋季）的月平均气温、月平均最高气温和日照时数呈正相关,而与月平均最低气温、降水量、空气相对湿度呈负相关     

长江中游城市群土地利用效率测算:现实机理与时空分异

为揭示长江中游城市群土地利用效率的现实机理与时空分异特征,探索区域协调、绿色发展、适度开放、资源共享意义下的城市土地利用思路,以四元作用异样度即经济增长度、社会发展度、资源持续度、环境友好度为效率评价法则,引入考虑非期望产出的双目标DEA-SBM模型,对2001—2014年土地利用数据进行测算。结果表明:城市群土地利用效率整体上升、局部回落,"一主两副"土地利用格局分化显著,城市群内部土地利用效率离散水平较高;土地利用呈现较不稳定的空间正相关性,以低低型和低高型聚集为主,受局部不稳定因素影响的城市逐渐增多;土地利用非综合有效表现为纯技术效率有效而规模效率无效。由此,城市土地利用与社会经济效益、资源环境效益在不断的调和与适应,但区域土地利用效率发展水平并不同步,低效城市阻抑区域土地利用效率的整体发展进程,且土地要素投入规模与最优投入规模之间仍存在差距。为推动流域土地利用效率的提升,建设开放竞争、统一有序的建设用地市场,以城市群为单位进行土地功能分区,外力促进要素流动与区位互补、内力协调经济社会发展与资源环境可持续,形成以"中心+核心"城市为主体、"流域治理+部门协同"为手段的土地利用轴带。     

江西千烟洲木荷液流特征及其与气象因子的关系

采用Granier热扩散式探针对江西千烟洲木荷(Schima superba)树干液流速率进行连续监测,并对气象因子进行同步测定。结果表明:不同天气条件下木荷树干液流速率日变化规律存在差异,晴天为宽峰型曲线,阴天为单峰型曲线,雨天无明显的变化规律。不同月份木荷树干液流速率大小以及液流启动、达到峰值的时间不同。各月平均液流速率(cm/s)大小关系依次为7月(0.001 663)8月(0.001 56)6月(0.001 472)9月(0.001 314)5月(0.001 216)4月(0.001 101)10月(0.000 847)。6月液流启动时间最早,5、7、8、9月均推迟0.5~1h,4、10月最迟。7月液流最早达到峰值,5、6、8月次之,9、10月最迟。液流启动和达到峰值均滞后太阳辐射1h,而与冠层温度、相对湿度不存在明显的时滞效应。包含与不包含时滞效应的方差分析结果表明,液流速率与相对湿度呈显著负相关,与平均净辐射呈显著正相关,与冠层温度相关性较弱。气象因子对木荷液流速率的影响程度依次为平均净辐射(0.677**)冠层相对湿度(-0.417**)冠层温度(0.088)和平均净辐射(0.752**)冠层相对湿度(-0.325**)冠层温度(0.158)。建立液流速率与气象因子的多元线性回归方程,回归方程和回归系数的相关性检验均达到极显著水平。回归方程的拟合效果均良好,决定系数分别达到0.93和0.95。     

气候变化下汉江上游林地植被生态需水量的时空演变

研究气候变化下林地植被生态需水量的时空变化,对于保护涵养水源的林地植被系统,合理规划管理流域水资源有着重要作用。以汉江上游流域11个气象站点1971~2010年的气象资料为依据,采用结合[1]土壤含水量与植物类型修正蒸散发量得到植被生态需水量的方式,从时空角度定量研究了在生长季4~10月份流域林地植被生态需水量及其趋势性变化,并且分析了生态需水量对各气象因子变化的敏感性程度。结果表明:汉江上游流域林地植被多年平均生长季生态需水量为6.915 8×109 m3,整体上呈现非显著性增加趋势,在空间分布上具有明显的地带性特征。生态需水量对不同气象因子有不同程度的敏感性:最高温度水汽压太阳辐射风速最低温度,生态需水量对各气象因子敏感程度的地带性分布特征还与各区域的纬度、海拔、植被类型和下垫面情况有关。     

基于植被状态指数的干旱化特征及气候驱动因素分析——以江苏省为例

干旱是危害最大的自然灾害之一,给农业生产及地区经济造成了巨大的损失。以AVHRR和MODIS遥感数据集所计算的植被状态指数(Vegetation Condition Index,VCI)为监测指标,研究江苏省干旱的时空变化特征,并结合江苏省气象站台1982~2010年的实测气象资料,分析降水量、气温、相对湿度和日照时数这四个气候因子的变化趋势及其对干旱化的影响,不仅能够定量地描述植被干旱的空间变化,还可以反映长期气候对其起到的正反作用。研究结果表明:江苏省近30年的年均VCI值呈上升趋势,区域整体旱情有所缓解;四个气候因子中,年均温度逐渐升高,年均降水量基本保持不变,年均相对湿度和日照时数则呈下降趋势,其中气温和相对湿度与VCI的相关性达极显著水平,是影响江苏省旱情的主要因素。     

城市化进程中的武汉市空气环境响应特征研究

以武汉市2000~2013年数据为基础,构建了城市化综合水平和空气环境综合指数的评价指标体系,利用结构熵权法和响应度模型对城市化进程中的空气环境响应时序特征和整体响应强度进行了比较分析。结果表明:(1)2000年后武汉市城市化呈现快速增长态势,进入了一个快速增长时期;空气环境综合指数及其分量呈现不同的变化特征,综合指数呈波动中递增趋势;(2)空气环境综合指数及其分量对城市化有着不同的响应特征,其中,空气质量指数与综合指数由正响应转向负响应,2010年为拐点,表明近年来,武汉市空气环境压力变大,空气质量有恶化的趋势;(3)相同城市化进程中,空气环境质量的正向响应相对于空气负荷压力的减小具有不一致性和滞后性,2013年后的武汉市空气质量需要持久努力改善。城市空气环境质量改善是一个漫长的过程,需要在减小空气污染排放的压力同时,调整产业结构、节能减排,并要积极预防城市化扩张过程中的建设施工、道路、裸露地面等扬尘污染。     

武汉市主要年气候要素及其极值变化趋势

根据武汉市1951~2007年57年间主要气候要素及其极值的年序列（共17个）,通过趋势分析和年代际比较分析,揭示武汉市气候变化对全球气候变化和当地城市化的响应。结果表明：武汉市5项气温均表现出一致的升温趋势,其中平均气温、平均最低气温、极端最低气温最明显,1970年代中后期升温速度加快; 4项降水要素变化均不显著,只有年降水日数接近信度01的显著性,其中年降水量为弱的增加趋势,同时有明显的年代际差异,1950、1980、1990等年代明显偏大（多）,年降水日数、最大日降水量为减少趋势,但暴雨日数是增加的;年平均和最小相对湿度均呈现下降趋势,但年平均相对湿度达到极显著程度;平均风速、最大和极大风速以及大风日数一致性极显著减小;日照时数表现为减少趋势;年平均气压为先升后降,上升趋势不明显。可见武汉市各项气温、风速及其极值、相对湿度、日照时数等变化显著,降水、气压变化不显著,这些变化是全球气候变暖和城市化进程共同作用的结果.     

西南山地丘陵区典型乡镇环境因素对农村新建居民点布局与复垦的影响差异分析

农村居民点作为中国城乡二元化的重要体现形式,是农村人地关系问题产生的主导因素和农村社会的基本单元。该文以重庆市石柱县临溪镇2010~2014年的新建居民点和复垦数据为主要数据源,采用偏离度和空间变异系数分析各环境因素对居民点新建与复垦分布的影响,并利用极值法对新建居民适宜区域和居民点复垦重点区域进行选择。结果表明:不同环境因素对新建居民点与居民点复垦的空间分布影响差异性明显,道路和场镇因素对2类居民点空间数量分布的影响最大。居民点复垦在道路与耕地2影响因素的偏离度最大值分别为0.69和–0.503,这2类因素是影响居民点复垦的主要因素。新建居民点在道路和坡度的偏离度值分别为–0.742和–0.106,该2类因素是影响新建居民点的关键因素。居民点复垦总体偏离度绝对值为1.53,对居民点总体布局的影响比新建居民点大。环境因素分级因子对新建与居民点复垦影响差异突出,新建居民点靠近城镇、道路、河流以及分布于6°~15°缓坡的趋向明显;居民点复垦远离城镇、道路及分布于陡坡的趋势突出。利用极值法研究发现,道路0~10 m和坡度6°~15°的分级因子组合为最适宜的新建居民点区域,道路大于40 m和耕地70~10 m的分级因子组合为居民点复垦的重点区域。该研究对典型山地丘陵区的新建农村居民点选址及复垦重点区域选择具有理论意义与实践价值。     

近十年重庆市NDVI变化及对气温降水的旬响应特征分析

在利用SPOT VGT NDVI旬数据、重庆市及周边20个气象站点1999~2010年日气温与降水数据以及研究区相关图件资料的基础上,运用均值法、差值法、趋势线分析和时滞互相关分析法分析重庆市NDVI变化的时空特征及旬平均NDVI与旬均温和旬降水的相关性以及时滞情况。结果表明：1999~2010年重庆市NDVI呈稳步上升趋势;NDVI下降的区域主要集中在渝西北、渝东北、渝南等三峡库区的外围;NDVI与气温和降水之间存在较强的相关性,且NDVI与气温较与降水之间的相关性更强,表明在研究区气温对NDVI的影响大于降水;NDVI与气温和降水之间的相关性和时滞情况存在明显的东南-西北差异,东南地区时滞较长、相关性低,西北地区时滞较短,相关性高;各植被类型NDVI与气温和降水的相关程度高低以及响应速度的快慢决定于各植被类型的生长发育规律及其对气温或降水要求的高低     

崇明岛种子植物区系及植被资源

崇明岛共有区系植物55科157属198种，区系组成复杂，地理成分多样，涵盖全部15个分布区类型，具有明显的热带-温带过渡性质，落叶树种占木本植物种类的90．5％，属于北亚热带常绿落叶阔叶混交林地带。群落外貌及属的相似性系数分析表明，崇明岛植物区系更接近江苏宜兴，而与临近的大金山岛和佘山差别略大。此外，岛上还有栽培植物和外来植物共235种，其中蔷薇科、菊科、禾本科、豆科、木犀科等科的种类较丰富，以加拿大一枝黄花、臭荠、刺果毛莨、一年蓬、空心莲子草、大米草、互花米草等对当地植被资源和生态系统的影响最大。崇明岛植物群落结构单一，缺乏灌木层，草本层多为广布杂草，其植被资源可以根据功能划分为江防海防林、湿地植被、道路绿化带、庭院景观林、游憩林、大田作物及经济林、水源涵养林等7大类，其中江防海防林及湿地植被是崇明岛植被生态系统的关键成分。提供了崇明岛新纪录野生及外来种子植物名录。     

中国城市紧凑度与城市效率关系的时空特征

运用熵值法和超效率DEA对2001、2005和2012年中国279个地级以上城市紧凑度和城市效率进行测算后,通过象限图法分析二者的关系,探讨各地区、各规模等级城市紧凑度与城市效率关系的时空特征,通过分析中国城市紧凑度与城市效率的关系,探讨中国城镇紧凑发展可持续性问题。研究表明:1城市紧凑度整体小幅提高,反映出城市高强度与高密度的开发程度有所增强;而城市效率波动提升且普遍偏低,城市效率评价值低于0.6的城市占比高达90%以上;2城市紧凑度与城市效率非同步演进,城市紧凑度下降时,城市效率下降较明显,而紧凑度的提升不一定有效提升城市效率;3二者关系整体上以低级协调为主,大多数城市紧凑度与城市效率较低,其次为紧凑优先、高级协调和效率优先型。区域尺度上,二者关系类型的区域差异明显,低级协调型城市连绵分布于东北和中西部地区,东部地区高级协调和紧凑优先突出,其中高级协调型城市团块状分布于京津冀、长三角和珠三角地区;4二者关系存在较弱的规模等级递增效应,城市规模等级越高,紧凑优先型的比重越大。大型城市紧凑度较高,而城市效率较低,说明其集聚不经济现象突出,应合理疏导城市功能外移,形成大都市-都市区-城镇群的空间组织模式,核心引领周边区域发展的同时,降低大型城市发展的社会经济成本和环境成本,提高城市效率;中小城市城市紧凑度较低,其城镇建设用地开发模式粗放低效,应有效控制建设用地无序扩张,提高城镇公共服务设施和基础设施的规模效应,提升中小城镇建设用地的土地经济密度和利用效率,推动中小城镇集聚紧凑发展。     

夏季城市景观格局对热场空间分布的影响——以武汉为例

城市热岛效应是城市生态环境状况的综合体现,探讨城市景观格局对热场空间分布的影响机制对于优化城市空间布局、提升城市生态环境质量有着重要意义。选用2016年7月23日Landsat8遥感影像进行武汉主城区景观类型划分和地表温度反演,从斑块、斑块类型、景观水平3个级别选取所有常见景观指数表征城市景观格局特征;按3 km×3 km大小的网格将武汉市主城区进行格网划分,构建格网内各景观格局指数与地表温度的关系,并进行主成分综合回归分析,探讨城市景观格局影响夏季热场空间分布的主要特征。结果表明：（1）76%的景观指数与地表温度的线性关系在0.01的置信水平是显著的,但各景观指数之间相关性较强,信息交叉重叠严重。（2）在所有景观指数中,对地表温度影响最大的依次是水体斑块类型面积（CA_W）、建设用地斑块类型所占景观面积比例（PLAND_C）、绿地类型核心斑块占景观面积比（CPLAND_G）、绿地类型相似度均值（SIMI_MN_G）及绿地类型邻近指标均值（PROX_MN_G）。（3）当其他因素不变时,格网内建设用地每增加10%,地表温度上升1.0℃;水体面积每增加10 hm,地表温度下降0.2℃;绿地核心面积比例每增加10%,可降温1.0℃;相似度均值和邻近度均值每增加0.1,可降温0.09和0.08℃。 关键词： 景观格局;热场;格网化;多因子;热岛效应     

东洞庭湖湿地景观变化研究

在遥感和地理信息系统的支持下,对东洞庭湖1989和2001年两个时段的TM（ETM）卫星影像进行了遥感解译。应用景观生态学的理论和方法,对不同景观类型的斑块和面积大小、形状特征进行分析,计算了湿地景观多样性、优势度、均匀度、破碎度及斑块分形维数。定量分析和〖HJ〗研究了1989~2001年东洞庭湖湿地景观的动态变化,结果表明,由于泥沙淤积,东洞庭湖湿地的面积正在日益缩小,湿地景观多样性和均匀度下降,景观优势度和破碎化程度增加,说明东洞庭湖部分湿地景观逐渐从以小斑块、多种景观类型共同控制的景观格局向大斑块、类型较单一的景观格局演变。     

吉林省城市紧凑度与城市效率的时空演变及相关性

紧凑城市理念被认为可以有效提高城市经济发展效率,减少城市在开发建设、资源配置等方面的低效率。为探究我国城市紧凑度和城市效率的时空演变及两者间的相关性,本研究以吉林省地级及以上城市为研究对象,研究时间段选择为2000—2013年。研究主要分为三个部分。第一部分,运用熵值法,对吉林省地级及以上城市的紧凑度时空演变特征进行研究,研究发现,吉林省城市紧凑度平均水平较低,并且空间分布极不均衡,受区位和经济发展水平影响较大,高紧凑度城市基本位于哈大城市走廊一线。第二部分运用DEA数据包络模型,对吉林省城市效率演变特征进行研究,结果显示,吉林省城市效率在经过了长期的反复波动后于2012年步入快速增长阶段,受多种因素影响,各城市全要素生产率增长节奏迥异,但都表现出与技术进步一致的变动性,城市经济发展对新技术、新的生产要素投入的依赖较大,资源利用效率整体较低。第三部分运用R语言对吉林省城市紧凑度与城市效率的相关性进行了研究,两者间存在极弱的相关性,接着借助象限图法得出两者在不同时间段内存在一定程度的同步性,紧凑度提升时大部分城市的城市效率会出现提升,紧凑度的下降不一定有效引起城市效率同步下降。     

长江流域近地表气温对地理位置和高程的依赖性分析

利用长江流域189个气象站1963～2018年的数据资料,建立月(季)平均气温、平均最高和最低气温的逐步多元回归(SMR)模型,分析近地表气温梯度(TG)的变化特征,并探究降水梯度(PG)、相对湿度和水汽通量状况对TG变化的胁迫过程.结果 表明:(1)各类气温的纬向(TGa)和经向(TGo)梯度均在冬季较大而夏季较小,但垂直梯度(TGe)的变化相异,而且夜间的TGa和TGe总体较日间的大.(2)气温对纬度、经度和高程的偏依赖程度较相应的TG大但两者的变化趋势类似,且各类气温对高程的偏依赖程度最高,而平均最低气温总体上对各地理因子的依赖性最强.(3)流域相对湿度的时空变化是导致气温模型精度夏高冬低的重要原因,而同海拔站点间相似的地理环境使其模型残差呈现总体偏正或偏负的季节变化.(4)流域地形、降水、相对湿度和水汽通量对TG变化具有调节和控制作用.其中,干冷空气势力越强TGa越大,水汽通量场的转换强化了TGa变化的季节性;相对湿度分布越均匀TGo越小,但地形作用使其变大;而日、夜间云辐射强迫温度效应的不同促使平均最高和最低气温垂直梯度变化趋势相反.     

淡水养殖水体溶解氧含量诊断分析及浮头泛塘气象预报

通过实时监测荆州农试站养殖塘各种水质要素,结合2011~2012年养殖塘发生的25个鱼泛塘实例,探讨了养殖水体溶解氧含量与气象要素之间的联系。分析表明:养殖水体溶解氧含量与6 h变温、总辐射量、气压值正相关,与水温、空气相对湿度值负相关。从平时的调查记录来看,鱼泛塘事件主要发生在5~10月间,湿度大、气温低、气压下降、日照强度弱等都会引起溶解氧含量低,严重的会诱发鱼泛塘。根据25个鱼泛塘实例,结合气象要素的特点,提出了急剧降温降压型、寡照型、高温高热型3种鱼泛塘发生条件的概念模型,分别以实例进行了验证,并初步总结出根据气象要素观测资料进行浮头泛塘预报的方法和流程