城市产业集中区环境性能评估体系的构建——基于北京市丰台区案例的探讨

城市产业集中区在推动城市产业发展和人口就业中发挥着重要作用,但其在发展过程中,对周边人口和环境带来的负面影响也越来越突出。鉴于现有研究对城市内部空间的环境效率研究不足,论文从环境性能的概念入手,结合产业集中区环境的复杂性、综合性特征,提出了包括社会经济贡献、环境负荷与环境风险3个维度的环境性能评估指标体系,并对污染源识别、空间单元选择等科学问题进行了探索。以北京市丰台区污染源普查数据、注册企业数据及风险源数据为数据基础,采取空间分析方法,定量评价其环境性能空间差异性。主要研究结果包括：提出了选取城市产业集中区环境性能评估空间单元的原则,并将丰台区划分为1 379个500 m×500 m格网单元,论证了环境性能评估的空间尺度效应,表明在更加精细的格网尺度上有利于探查局部空间分异格局;基于北京市丰台区案例,发现环境负荷高的地区主要集中在太平桥、方庄、西罗园、马家堡等东北部街道;环境性能低值区具有明显的中心城区指向、沿快速环路分布和批发市场指向等特征;根据评估结果建议从产业布局、定点管理、生态空间设置以及人口调控等方面为实施精细化的环境空间管控提供依据。     

服务于地震应急的人口格网精细化研究——以合肥市为例

运用遥感、GIS技术和数学建模理论,结合DMSP/OLS夜间灯光数据、人口统计数据、建筑数据对人口格网数据进行精细化、实时化研究,模拟合肥市500m×500m的格网人口分布数据,并进行精度验证。研究结果表明,网格精细化的人口数据能够客观的反映研究区的人口密度分布情况,为地震灾害损失快速评估提供数据支持。     

城市尺度VOCs污染源排放清单编制方法的构建

 基于国内外文献调研和北京市VOCs污染源普查结果,总结出一套较为完整的城市尺度VOCs污染源排放清单编制方法,该方法概括VOCs污染源排放清单的编制范围、各类VOCs污染源排放量的估算方法、VOCs污染源的空间定位方法和不确定性分析方法.同时较为全面地分析了各类污染源排放清单建立过程中,需要使用的排放因子和排放模型,需要收集的活动水平数据、相关模型参数及其获取途径,可以为研究者和环境管理部门建立排放清单提供指导.     

基于格网GIS的重点生态功能区生态系统敏感性研究:以贵州省雷山县为例

为了科学地诊断出存在的环境问题,实现对生态环境的保护,以重点生态功能区雷山县为例,结合地形、地貌与气候等数据,以格网为评价单元,构建生态系统敏感性评价指标体系。采用层次分析法、区域综合法及格网GIS技术,对评价体系中各指标进行10 m×10 m尺度下的格网化表达,运用栅格数据的空间叠加方法及生态系统敏感性评价模型,综合评价雷山县生态系统敏感性空间格局。结果表明:雷山县生态系统敏感性较高,其中非敏感区和轻度敏感区面积较小,仅占总面积的5%和13.4%;其次是中度敏感区和极度敏感区,分别占总面积的26.3%和17%;高度敏感区面积最大,占总面积的38.3%。     

水质模型在东莞污染源负荷估算中的应用

为解决水环境规划中经常碰到的污染源数据缺失问题,以水质数学模型为基础,通过污染源-水质响应关系,建立了从水质监测数据推算污染源负荷的计算方法.主要步骤包括：通过水质模型建立污染源负荷和水质数据之间的响应关系;提出估算污染源负荷的优化目标和约束方程;优化问题求解,评估污染源负荷估算效果,确定污染源负荷. 同时,以东莞市为例,对该市用水量和污染源特征进行了分析,并采用圣维南方程,建立了一维河流水质模型. 最后以东莞市2005年水质调查数据为基础,对比实测水质数据和模型模拟结果,对东莞市2005年的污染源负荷进行了评估. 结果表明,东莞2005年生活和工业污染源CODCr排放量为25.2×104 t,其中,生活源占60.4％,工业污染源占39.6％. 东莞污染源负荷估算结果能够较好地反映当时条件下的水质变化过程.     

城市环境风险评估的国内外研究进展及展望

本文回顾了国内外环境风险研究的发展历程,总结了相关理论、方法及不同发展阶段的实践成果和转型趋势;从城市环境风险的成因分析和类型划分、城市环境风险评估的尺度效应、城市环境风险综合评估的方法、城市环境风险管控对策等方面分析了城市环境风险评估的主要研究进展;指出未来应重点研究:环境风险发生的机理和时空格局、城市社会空间系统弹性、环境风险的尺度效应和精细化评估,以及大数据支持下多学科评估方法的综合应用。     

城市PM2.5健康损害评估研究

参考美国Ben MAP软件,提出城市PM_(2.5)健康损害评估的基本框架,并就评估方法和参数使用中的关键问题进行了论述,包括人群健康损害评估指标的确定、空间尺度和时间尺度的选择、健康终点的界定、人群年龄结构的划分、比较的基准的确定,以及"剂量-反应"关系参数和生命价值参数的选择等.本文收集和整理了2014年北京市空气质量监测点PM_(2.5)浓度监测数据及暴露人口、基期死亡率等数据,运用"向标准靠拢(Rollback to Standard)"的方法,估算北京市PM_(2.5)达到空气质量标准情景下的浓度值,以此作为比较的基准,使用美国Ben MAP数据库收录的"剂量-反应"关系参数,分别基于"工资-风险"法模型和人力资本法模型估计生命价值参数,代入本文城市PM_(2.5)健康损害评估的基本框架,计算2014年北京市PM_(2.5)对人群健康的损害.     

大渡河上游地区土地覆被动态变化的尺度效应

基于1967、1986、2000和2006年4期土地覆被数据,从50m分辨率开始,按照50m的间隔依次递增至2000m,共生成40种粒度的格网,然后利用景观指数方法,对大渡河上游地区土地覆被随尺度变化的动态规律进行了分析。结果显示,800m粒度能在准确保留土地覆被面积信息的同时,稳定地反映景观指数的变化规律,因此是分析该地区土地覆被及其变化典型特征的理想空间尺度。     

福建省龙海市土地利用空间分布影响因子的尺度效应分析

土地利用在不同的规模尺度上具有不同的特征,某个研究尺度上的影响因子可能在其它尺度上并不发生作用。论文运用统计方法与GIS技术从自然环境、社会经济以及基础设施条件各方面分析福建省龙海市土地利用空间分布影响因素及其尺度效应。综合考虑9种主要的土地利用方式和23个候选影响因子,其中土地利用数据来自2000年11∶0000土地利用详查数据,地形数据来自15∶0000DEM,而社会经济统计数据如人口分布来自以乡镇为统计单元的统计年鉴,因此必须根据其空间分布与影响因子的关系进行空间化处理。采用的基本研究单元为100m×100m,在此基础上生成200m×200m,300m×300m～2000m×2000m多个空间尺度序列数据图层。通过分别构建不同聚合规模上的土地利用空间分布驱动模型,探讨了福建省龙海市土地利用空间分布影响因子的尺度规模效应。研究表明,不仅模型的解释能力会随聚合规模发生变化,影响因子本身及其影响系数也随研究尺度发生不同程度的变化,呈现出显著的尺度依赖性规律。龙海市主要地类受坡度、海拔高程等地形条件的严格限制,而地形因素是不容易随时间发生改变的,因此自然条件优越的地区适合多种用地类型,因而将是用地矛盾的焦点。     

基于最优尺度地理探测的长三角有机污染物时空分布驱动因素分析

场地污染对人体健康和生态环境造成了严重危害,理解其时空分布规律是污染评估和场地修复的基础.为此基于场地采样数据,利用最优尺度地理探测器分析长三角地区有机污染物时空分布规律及其驱动因素.结果表明:①长三角场地有机污染物空间分布存在显著的尺度效应,其最佳地理探测尺度格网为8000 m;②长三角污染物空间分布的主控因子最主要来源于生物场,其次来源于化学场;③在土壤0~20 cm深度,蔗糖酶含量、脲酶含量、微生物量氮、全氮含量和离子交换量等对有机污染物空间分布的解释力较大.在土壤20~40 cm深度,对有机污染物空间分布解释力较强的因子是土壤湿度、人口和全氮含量等.随着土壤深度的加深,水动力场的因子解释力增强.④春季里人口、全氮含量和多酚氧化酶含量等对有机污染物空间分布解释力较强.秋季里有机污染物的空间分布更复杂,因子之间表现出更强烈的非线性增强现象和双因子增强现象.     

基于POI 大数据的城乡能耗空间量化表达及实证：以山东省潍坊市为例

城乡能源消费格局是应对气候变化的重要议题，也是低碳治理的关键对象。市域尺度城乡能耗空间定量化研究对区域可持续发展及规划决策具有重要支撑作用。基于山东省潍坊市行业部门综合能源消耗量，结合兴趣点（point of interest，POI）大数据和土地利用等多源空间数据，统筹考虑企业数量、人口密度、车流量及耕地面积等关键因素，量化分析工业、生活、交通及农业部门的能耗格网空间分布。研究发现：工业、交通及生活用能的空间分布具有相似性；能源总消费量在各区域间具有差异性，呈现不同的热点分布特征，以团簇热点式分布为主；核心城区的能耗需求强烈，高强度用能区覆盖率显著高于其他地区。通过分析市域尺度上的能源消费格网格局特征，探索公里格网尺度下融合多源数据的空间可视化比较分析方法，可为区域低碳规划、国土空间规划以及可持续发展提供理论支持。     

地理探测器方法下北京市人口空间格局变化与自然因素的关系研究

人口空间分布具有尺度特征,从乡镇街道尺度研究自然因素对城市人口空间格局的影响有利于得出更精细的结果,并为城市人口合理布局和规划提供科学依据。论文利用第五、六次人口普查乡镇街道数据,分析北京市人口空间格局特征,利用地理探测器研究自然因素对人口分布的影响。研究表明：1）自然因素对不同类型人口空间格局影响具有差异性。对常住人口作用强度由大到小的自然因素分别是适宜建设用地面积、地形起伏度、坡度、海拔高程和河网密度,对外来人口作用力由大到小的自然因素分别是地形起伏度、适宜建设用地面积、坡度、海拔高程和河网密度;2）自然因素对不同地区人口空间格局影响具有差异性。除适宜建设用地面积外,坡度和河网密度分别对六环内、外区域人口密度影响较大。高程和地形起伏度对六环外人口格局作用力高于六环内地区;3）两类自然因素叠加对人口密度作用的强化方式体现为因素相互协同或因素作用力非线性增加。5类自然因素对人口密度的影响力交互作用探测值为1,各类自然因素对城市人口空间格局的影响力协同增强。     

基于最优粒度的城市热环境与景观特征耦合分析

综合Landsat和国产高分2号遥感影像反演地表温度、划分地表覆被类型,通过划分100m×100m～1000m×1000m等多个网格单元,分析北京市五环内热环境影响因素的粒度效应;并基于最优粒度分析城市景观组分和构型特征与热环境特征的相互关系.结果表明:随粒度增加,网格单元内平均地表温度和不透水地表(IS)、植被水体(...     

DEM格网尺度对AnnAGNPS预测山地小流域径流和物质输出的影响

为了解流域地形空间参数和其它参数的精度对农业非点源污染模型AnnAGNPS预测准确性的影响,利用三峡库区黑河小流域观测资料校准了AnnAGNPS模型,分析了1.5-12.5m格网尺度DEM对地形参数和模型负载输出的影响.结果表明,1.5～12.5m格网尺度DEM对流域径流量、洪峰流量、总N输出影响不显著,但对泥沙、总P、有机碳输出影响显著.三峡库区类似小流域宜采用5m格网尺度DEM,AnnAGNPS模型较不适合于尺度较小、坡度较大的小流域泥沙负载预测.     

广东省土壤Cd含量空间分布预测

土壤重金属的空间格局对土壤重金属污染防治具有重要的指导意义.本文以广东省土壤Cd含量为研究对象,基于"规则"模型——Cubist以及样条插值法、反距离加权法、自然邻域法、普通克里金插值法、局部多项式插值法和径向基函数插值法等6种GIS空间插值方法,选取2 000、1 500、1 000、800、500、300、200、150及90 m这9个不同的格网尺度,构建Cd含量空间格局模型.选择不同方法的最佳预测尺度和最优模型参数,预测广东省土壤Cd含量分布.结果表明:(1)在相同尺度时Cubist方法预测结果都比传统的空间插值结果精度高,格网大小为300 m×300 m时预测精度最高.其次是样条插值法,其在1 500 m插值尺度上精度最高;(2)Cubist模型同时可以识别土壤Cd含量空间分布的驱动因子.结果表明在37个影响Cd含量的自然和人为因子中,地质类型是驱动广东省土壤Cd含量分布差异的主要因子;(3)Cd含量高值主要分布在珠三角地区及粤北少部分地区.广东省土壤Cd含量超过GB 15618~(-1)995中3级和2级标准,即大于1.0 mg·kg~(-1)和0.3 mg·kg~(-1)的面积分别约为160 km~2和2 140 km~2,约占广东省总面积的0.09%和1.18%.     

长江三角洲地区城市建筑三维形态对地表热环境的影响

以长江三角洲城市群为例,利用2016~2018年夏季Landsat 8影像数据和三维建筑数据,提取地表温度（LST）并计算三维景观指数,分别在200m、400m、600m、800m、1000m、1200m六个基准空间尺度上,利用空间回归模型探索建筑物三维形态对LST的影响.结果表明：所有城市的内部城区热环境较差,超过50%区域为高温区和次高温区;建筑物三维形态对LST的影响存在尺度效应,随着研究尺度的增大,影响力逐渐减弱,在研究的六个基准尺度中,200m是所有城市的研究适宜尺度;对LST影响最大的指数分别是建筑结构指数（BSI）、建筑平均体积（AV）和分布均匀度（BEI）,其中BSI、BEI与LST正相关,除上海、苏州和台州,AV也和LST正相关,表明瘦高、体积小、分布均匀的建筑物有助于降低城市LST,改善城市热环境.     

闽南地区植被恢复动态及其对道路网络的响应

基于闽南地区(厦门、漳州、泉州)2013～2020年Landsat8(OLI)遥感数据和路网数据,运用Sen+Mann-Kendall法分析闽南地区的植被恢复动态,在此基础上,利用缓冲区分析和剖面线分析探讨植被恢复动态对道路网络的响应规律;并在不同尺度的单元网格(500m×500m、1000m×1000m、1500m×1500m、2000m×2000m)上,采用双变量空间自相关和地理加权回归探讨两者之间的空间耦合关系.结果表明:2013～2020年,闽南地区植被变化动态在空间分布上存在明显差异,呈现东部沿海地区退化、西部内陆改善的趋势,退化和改善面积分别占研究区47.93%、50.07%.缓冲区分析表明,三市的道路密度与植被恢复状态之间的关系大致相似,都是呈现东部沿海地区道路密度高但植被退化,西部内陆地区道路密度低但植被改善的格局;剖析线分析表明,在海岸线附近区域、道路核密度值较高以及核密度动态变化区域,植被指数均存显现降低的趋势.多尺度双变量空间自相关分析表明,在1000m×1000m和1500m×1500m这两种网格单元尺度下的空间集聚性较强,闽南三市的道路网络与植被及其恢复动态的...     

徐州城市土壤重金属污染空间分布研究

城市土壤作为城市环境中重金属的主要蓄积库,反映了城市环境受重金属污染状况。随着城市发展,环境压力增大,加强对城市土壤中重金属污染研究具有迫切性和重要性。为此,在土壤采样点数据基础上,利用GIS技术,对徐州市土壤重金属来源与空间分布关系进行了研究。研究结果表明:徐州城市土壤的重金属主要来源可以分为交通污染源、燃煤污染源和土壤母质,且分布明显地与产业活动呈一致性。     

基于GIS格网模型的银川市土地生态安全评价研究

为探索市域范围内土地生态安全的粒度特性及其空间效应,论文结合PSR理论框架构建评价指标体系,以公里格网为评价单元,采用熵权法计算区域土地生态安全综合指数。银川市的实证分析表明,2014年整个区域土地生态安全指数为0.488 2,市域范围内土地生态安全存在着空间异质性和结构功能分化的双重特征。从宏观行政区划层面来看,3个中心辖区表现相对较为均衡,2个郊区县差异性较大,仅有贺兰县（0.557 7）高于全市均值;从微观格网尺度来看,北部和城市中心的综合指数较高且呈离散分布,城市边缘区较低且呈集聚分布;从土地利用功能区的角度来看,农业区、城市建城区、湿地和自然保护区的核心区域综合指数较高,而功能边缘区与交叉区较低,土地生态安全和土地利用方式存在耦合关系。通过ESDA空间分析表明,格网尺度下土地生态安全全局Moran’s I指数为0.780 4,生态安全的空间格局表现出空间连续性和聚集效应。因此,从空间建构的视角来看,应充分利用“高高聚集”区的空间扩散和溢出效益,并通过逐步改善影响“低低聚集”区的限制性因子,实现区域内部土地生态安全格局的优化配置。     

长江流域养殖池塘氮磷污染负荷估算

长江流域平原区水网密布、渔业发达,养殖池塘造成的氮磷污染问题突出,是河湖富营养化的重要污染源之一;从大空间尺度,精细化估算养殖池塘的氮磷污染负荷,对水污染的精准防控具有重要意义.以长江流域为研究区,依托Google Earth Engine遥感大数据平台,构建了基于机器学习算法的养殖池塘识别模型,精细化识别了长江流域养殖池塘的分布与类型;梳理养殖坑塘的氮磷污染研究案例,针对长江流域养殖坑塘的特征,构建氮磷污染负荷的估算方法,评估氮磷污染负荷的时空分布.研究结果表明：2021年,长江流域养殖池塘总面积为14567km²,包括鱼塘5820 km²、虾蟹塘8747 km²、氮磷排放量分别为95059、16224 t;中部地区的氮磷污染负荷最大,东部地区次之,西部地区最小.本研究是遥感大数据在大尺度污染负荷定量分析的尝试应用,方法适用于其它类型污染负荷的估算.