漓江上游植被覆盖度时空变化对地表热场影响

自20世纪80年代以来,桂林漓江由于上游森林遭受破坏出现水生态环境快速恶化的趋势。地表热场的时空变化直接影响森林蒸散及水文效应。因此,对漓江上游1989~2006年5景TM/ETM+卫星图像,利用归一化植被指数反演植被覆盖度,利用单窗算法反演地表温度,提出归一化温度使不同时相地表热场具有可比性,分析植被覆盖度时空变化对地表热场的影响。结果表明,在空间上,地表温度随植被覆盖度的增加而降低,在植被覆盖度很高或很低时,这种影响相对变弱;在时间上,漓江上游1989~2000年植被中、高度覆盖面积从96.1%逐年下降到65.9%,导致归一化地表温度数值较高的像元比例相应增加;2000~2006年植被中、高度覆盖面积逐渐恢复上升到90.8%,但仍略低于1989年,使得归一化地表温度数值较高的像元比例相应减少。植被覆盖可以有效地降低漓江上游地表温度     

喀斯特洞穴通风效应特征变化及其对洞内空气环境的影响研究——以贵州绥阳麻黄洞为例

为探究喀斯特洞穴内部空气变化特征,揭示喀斯特洞穴通风效应时空变化规律及其变化模式,于2016年1月～2019年6月间两个监测周期对贵州绥阳麻黄洞洞内外温度、湿度、C02浓度以及气压进行为期32个月的数据采集,并基于相关模型进行系统分析,结果表明:(1)麻黄洞存在3种通风模式:限制性通风模式、积极性通风模式和过渡阶段.其中夏季主要为限制性通风模式,洞内外气流交换较弱;冬季主要为积极性通风模式,洞内外气流交换运动明显,春季和秋季处于过渡阶段,两种模式交替存在.(2)洞道结构影响通风模式,同样,通风效应影响洞穴空气环境变化.根据洞道结构和通风效应对洞穴空气环境的影响可以将麻黄洞洞道分为3个部分:空气环境变化较大的1#～5#监测点、空气环境变化逐渐减小的6#～9#监测点以及空气环境稳定的10#～15#监测点.(3)受特殊的洞道结构影响,洞道中6#～9#存在"狭管效应"引起的"峡谷风",使得春秋两季洞道中部存在明显气流.基于模型分析洞穴通风效应及其对洞穴空气环境影响,研究喀斯特洞穴通风模式及其变化特征,对洞穴沉积物形成及气候变化及碳循环模式研究有重要意义.     

城市化对南昌市降雨变化的影响研究

通过南昌市1951~2007年降雨资料市区站与郊区站对比分析的方法研究南昌市城市化对城市降雨的影响程度。分析表明,随着城市化进程推进,虽然城区汛期雨量没有增加,不存在明显"雨岛效应",但是降雨有趋于集中的趋势,降雨年内分配不均匀更加明显;受城市化的影响,城区降雨变化频率将增大,这直接影响到城市现有的和拟建的排水工程标准和雨洪排水工程的安全;城市化使得城区强降雨发生概率增加,其中对大暴雨发生概率的影响最大。     

城市地表形态对热环境的影响——以上海市为例

基于遥感与GIS技术,利用Landsat7-ETM+影像反演地表温度,用社会经济统计数据、土地利用现状数据和道路交通网络数据计算城市景观形态参数以表征地表特征,从行政区(县)、5km间距同心环带和局部区块3个水平上划分空间单元建立数据样本,分析城市地表形态对热环境空间分布格局的影响。结果表明:(1)景观混合度和景观分裂度对地表温度有恒定的负向影响,区块连通性与地表温度负相关;(2)景观分裂度对热环境的影响取决于地类属性:分裂度大的增温地类,地表增温效应弱;分裂度大的降温地类,地表降温效应强;(3)人口密度和经济密度可对地表温度产生恒定正向影响;(4)人口密度、建设用地比例和房屋建筑比例是分布在区(县)尺度、同心圆环尺度和典型区块尺度上影响地表热环境最显著的地表形态要素。     

城市可持续发展能力及其影响因素的实证

应用DEA方法构建了一个综合评价城市可持续发展能力的指标——资源与环境效率系数,利用除拉萨以外的全国30个直辖市、省会城市、自治区首府2005-2008年的面板数据,计算了城市资源与环境效率系数,并对资源与环境效率的影响因素进行了实证检验。城市资源与环境效率系数的计算显示:就单个城市而言,资源与环境效率最高的城市是合肥,其次是沈阳、长春、长沙、济南,最低的是贵阳、兰州、西宁、银川、乌鲁木齐;分区域来看,资源与环境效率最高的是位于东北的城市,其次是位于东部和中部的城市,最低的是位于西部的城市。资源与环境效率影响因素的实证检验显示:产业结构对资源与环境效率有显著影响;政府财力对资源与环境效率的影响并不显著;经济外向度、人口质量对资源与环境效率有显著的正向影响。     

合肥城市发展对热岛强度的影响

城市热岛强度与城市发展关系密切.以合肥市为研究对象,利用趋势分析、主成分分析等方法系统分析了合肥城市热岛变化及与城市发展的关系,结果表明:合肥城市热岛显著,年际变化总体呈上升趋势,平均值为0.58℃,变化速率为0.194℃/10 a;季节变化表现为冬季最强,夏季最弱,春、秋介于两者之间,热岛强度增长速率大小顺序依次是:冬季>秋季>春季>夏季,分别为0.1、0.081、0.068和0.049℃/10 a;同时选出9个城市发展指标,计算得出合肥城市发展的综合指标LU,并在此基础上建立合肥城市发展与城市热岛强度之间的最佳回归模型为:y=0.563-0.027x+0.001x2-1.1E-05x3(相关系数R=0.8405,F=22.387).     

长三角区域一体化对城市土地利用效率动态演化的影响因素分析

通过构建效率测算与影响因素指标体系,运用超效率SBM、空间自相关和空间杜宾模型,探讨长三角区域一体化对城市土地利用效率动态演化的影响因素,为制定差异化的土地利用提升政策提供参考。结果表明：(1)时序演化上,2000～2018年长三角城市土地利用效率均值为1.003,历经“增长-下降-平稳”三阶段变化过程。全局Moran’s I指数大于0,正向相关性显著,溢出效应与集聚特征明显。(2)空间演化上,中心城市经济发展快,集聚人口能力强,盘活建成区存量用地,提高土地集约利用水平,效率较高。外围城市囿于土地政策不完善和城市格局的约束,效率亟需提升。(3)区域一体化中要素空间集聚、规模变化和产业结构调整影响效率变化,且不同因素的作用强度差异明显。经济发展与产业活动集聚具有涟漪效应,先进的生产技术、发展机遇等优先向邻近城市扩散,促进本城市和相邻城市土地利用效率的提升。因此,长三角区域一体化下,单纯增加建设用地和资本要素的投入规模,对土地效率的提升作用有限。只有盘活城市内外发展要素,促进用地结构调整和产业升级,才能有效提高城市土地利用效率。     

城市人为热排放分类研究及其对气温的影响

随着城市化进程日益加速,城市热岛现象愈发严重。利用上海市近50 a各区县月均温数据,统计分析了各区与崇明夏季每5 a均温差,发现热岛效应由市区中心向郊区延伸,范围越来越大,特别是20世纪80年代开始温差呈较大幅增加,城市热岛现象显著;在前人工作的基础上,分析热岛产生机制中的主要原因之一：城市中人为热排。绘制人为热排放流程图,并将城市人为热源进行分类,分析所有可能成为人为热排放源的设施以便定性及控制研究;对供给,消费和排出3种阶段的计算方法进行对比归纳,根据目的不同分别使用;分别计算燃油排热和燃煤排热以估算上海市人为热排放总量,统计上海市区和郊区的年均温及年均温差随时间变化及其与人为热排放之间的关系,发现两者之间有很好的相关性;最后就上海市夏季空调使用排热对上海市温度影响进行了定性研究,数字化上海市航片得到上海市建筑物分布图,假设楼层和空调密度之间存在相关性,发现空调排热与地面温度反演有着非常良好的一致性,同时也是造成上海城市高温的主要因素之一     

资源型城市可持续发展影响因素的实证分析

本文选择有代表性的33个资源型城市2006-2011年的面板数据为样本,以生态效率反映可持续发展状况,在借助因子分析等方法测算资源效率、环境效率进而计算生态效率的基础上,建立面板数据模型,通过实证检验经济发展水平、产业结构、科技进步、出口依存度、环境改善投入力度、环境资源区位竞争力、城市规模、城市类型等因素对资源型城市生态效率的影响,以及这些因素对决定生态效率的两个重要方面——资源效率、环境效率的影响,实证分析资源型城市可持续发展影响因素。实证结果显示,除科技进步外,上述因素对资源型城市可持续发展都有显著影响,其中:经济发展水平在99%的置信度下有正向影响,出口依存度在95%的置信度下有负向影响,城市规模在99%的置信度下有正向影响,城市类型在95%的置信度下有显著影响,与预期一致;第三产业比重在90%的置信度下有负向影响,环境改善投入力度在95%的置信度下有负向影响,与预期存在较大差异;科技进步的影响统计上不显著,但表现为负相关,与预期不相符。文中进一步分析了产生这一结果的原因,有针对性地提出了对策建议。     

基于TVX方法的南京市城区时空格局与地表温度的研究

随着全球气候变化和人类活动的不断加剧,导致生态、资源与环境问题日趋严重,区域空间格局变化与地表温度的研究已成为全球环境变化的热门和重点研究课题。采用2000年、2006年和2010年的TM遥感影像,结合GIS和RS技术研究南京市不同时期的时空分布特征、演变特征以及地表温度的变化。结果表明: 2000～2010年南京市城区建设用地面积增长幅度较大,而耕地面积却呈显著递减趋向,水体和草地面积基本保持稳定,林地面积略有增长。NDVI和MNDWI均与地表温度呈负相关,通过构建TVX空间观察南京城市化进程,发现植被覆盖度持续降低,地表温度急速上升,到2010年,所有土地利用类型的聚类点的转化轨迹趋于一点,变化向量幅度是：林地>草地>水体>耕地,研究结果表明林地和水域对城市地表热环境具有强大的缓解作用,在城市化进程中,要注重城市水域和林地的保护,同时要改善城市绿化、减少能耗和节制热源     

水生植物与水气界面气体交换对岩溶泉水化学及碳循环影响

为揭示水生植物光合作用及水气之间气体交换对岩溶水化学及碳循环的影响,在姜家泉沿程选取5个监测点,于2017年12月至2018年11月对其水化学性质进行监测.结果显示:(1)在降水较少的月份,JJQ3的Ca2+浓度和HCO3-浓度明显小于JJQ1和JJQ2,并且溶解氧(DO)与电导率(EC)、Ca2+浓度、HCO3-浓度之间均呈负相关关系,说明池水处水生植物光合作用将碳酸盐岩溶蚀产生的HCO3-转化成了稳定的有机碳,从而增强了岩溶碳汇效应.(2)JJQ4的Ca2+和HCO3-浓度与JJQ1、JJQ2没有明显差异,但pH和溶解氧(DO)却明显高于JJQ1和JJQ2,并且JJQ4处溶解无机碳的稳定碳同位素(δ13CDIC)偏正于JJQ1和JJQ2,这主要是跌水导致水-气之间发生了气体交换.大气中的氧气通过曝气作用进入水中,而水中二氧化碳分压(pCO2)远高于大气,导致水中溶解的CO2脱气.(3)姜家泉水化学受到水生植物光合作用和水-气间气体交换的共同影响,并且在强酸参与下,CO2脱气将进一步减弱岩溶碳汇效应.因此,为准确估算岩溶碳通量,有必要对两种作用方式进行区分.     

海绵城市改造对热岛效应减缓效果的估算

在气候变化背景下,海绵城市改造热岛效应减缓效果成为人们最为关注的焦点问题之一,准确获取海绵城市改造前、后温度数据是精准评价海绵城市改造对城市热岛减缓效果的重要前提,气象观测站点往往距离海绵改造区具有较远的空间距离,其数据的不适用性极大限制了评价的开展.以武汉市青山、四新示范区为研究区,基于遥感监测、红外热成像技术,采用设立对比区法、以空间换时间法分别从宏观和微观上估算海绵区改造前后的温度变化,评估海绵城市建设对城市热岛效应减缓的效果.结果 表明:在宏观上,海绵城市改造对工业区(青山示范区)热岛效应减缓有一定效果,对原始开发程度较低地区(四新示范区)未体现出明显效果;在微观上,不同的改造方式、布设方式,甚至同一材料不同颜色等均对海绵改造热岛减缓效应有影响.设立对比区法、以空间换时间法能够为评价海绵城市改造对城市热岛减缓效果估算提供新的思路,具有很强的实用价值.     

长江入海水沙通量变化过程分析及变化趋势

针对河流入海水沙通量变化问题,以长江为研究对象,基于1950~2017年大通站及各组分实测水沙和降雨量数据,在分析入海水沙和各组分变化过程及各组分贡献比例的基础上,确定主要贡献组分,进而预测入海水沙通量的变化趋势。结果表明：（1）各组分年径流量和降雨量的多年变化均不大,使得大通站入海年径流量多年变化不大,宜昌站对入海年径流量的贡献比例为48%。（2）大通站入海流量年内分配过程逐渐坦化,其中宜昌站为主要贡献组分,洪枯季平均贡献比例分别为233.79%和80.36%;宜昌站的主要贡献作用体现了其上游梯级水库群对大通站入海流量过程的调平效应。（3）流域水库建设将使得大通站入海流量过程坦化和年径流量稳定的趋势得以维持。（4）大通站年入海沙量自1985年起显著减少,三峡水库蓄水前大通站泥沙主要来自宜昌,其贡献比例为116.04%,三峡水库蓄水后,大通站泥沙主要来自宜昌—大通区间的河床补给,其贡献比例为53.29%;水库下游河床补给逐渐减少和水库淤积平衡时间延长将使得大通站多年平均入海沙量在较长时期内（>300年）不超过1.5×108 t/a。     

Land Cover and Use Changes in Relation to the Institutional Framework and Tenure of Land and Resources in Eastern Tanzania Miombo Woodlands

In Tanzania, well-defined land tenure and resource protection apply in forest reserves which account for 30% of forested land, while the remaining 70% (mostly miombo woodlands) are village and general lands with very limited protection. The aim of this study was to determine local peoples ownership rights, knowledge and institutional capacity for sustainable management of resources in forest reserves and general lands. Data were collected using participatory rural appraisal, structured and semi-structured interviews, as well as aerial photographs and landsat images. In general lands, woodlands declined by 50% between 1964 and 1996, bushlands and croplands increased by 599%, and settlements and homegardens increased by 277%. These land use and vegetation structure changes are attributed to harvesting for charcoal production and shifting cultivation. The continued decline in aerial woodland cover in the general lands suggests that common property regimes do not function in the area. Local institutional capacities are weak in enforcing control mechanisms to check the overuse of resources, which tends to approximate open access conditions. The issues of land tenure and village empowerment are not only institutional, but also political in nature. Government institutions should provide and motivate for an enabling environment, including acknowledgement of traditional knowledge, well-defined property rights and operational village by-laws. In order to ensure equity and sustainable development of natural resources, the paradigm shift in management is important whereby communal goods are to be managed for the benefit of the local society.     

近25年三峡库区土地覆被变化及驱动力分析

基于1990、2000、2005、2010和2015年五期30 m空间分辨率土地覆被遥感数据,利用动态度模型和转移矩阵,综合分析了近25 a三峡库区土地覆被的时空格局、变化特征及驱动力。研究结果表明：2015年三峡库区土地覆被以森林和耕地为主,分别占总面积的41.45%和24.58%;1990~2015年三峡库区人工表面、湿地、森林和其他用地的面积增长明显,耕地、灌丛和草地的面积整体减少,区域综合土地覆被动态度呈先增加后稳定的变化趋势,人工表面是最为活跃的土地覆被类型,其次是湿地和耕地;前10 a三峡库区人工表面占用耕地较为突出,后15 a土地覆被类型转换主要为森林、灌丛和耕地转为人工表面和湿地;三峡工程建设、移民安置与迁建、经济发展与城镇化导致人工表面不断扩张,水库蓄水导致湿地面积迅速增加,农业结构调整促使园地面积扩张。三峡库区近25 a来,在退耕还林等生态保护政策影响下,生态环境状况趋于改善,库区森林面积显著增加,坡耕地面积持续减少,但人地矛盾日益突出,研究结果可为后三峡时代库区生态环境保护与社会经济的协调发展提供数据支撑。     

融合物候特征对城市土地覆被进行分类及覆被变化分析——以金坛区为例

土地覆被与全球生态环境变化有重要联系,遥感分类技术作为提取大尺度地物信息的主要手段,在土地覆被变化监测中具有重要作用.但是由于监测研究对影像时间序列的要求及像元呈现出的混合光谱的特征,现存城市土地覆被分类方法的分类精度仍待提高.为了精确评估城市土地覆被变化带来的生态效应,寻找到一种简单可行同时又具有较高分类精度的遥感分类方法显得极为重要.基于Landsat 8卫星遥感影像,建立具有代表性的城市土地覆被分类体系,结合地物物候特征改进传统的监督分类方法,并将该方法应用于金坛区土地覆被分类工作中,统计分析2016～2018年金坛区各土地覆被类型的面积变化趋势.结果表明融合地物物候特征的监督分类方法相较于传统监督分类方法可有效改善各覆被类型的提取精度;且在江苏省生物多样性保护政策的实施下,2016～2018年金坛区各土地覆被类型面积变化较为明显.整体来看,该方法在传统监督分类方法的基础上结合地物的物候特征进行土地覆被信息的提取,在保证分类方法简单易行的同时,可以有效提高分类精度,为土地覆被变化生态分析提供了有效参考.     

Land Cover Changes Between 1968 and 2003 In Cai Nuoc,Ca Mau Peninsula,Vietnam

Since 2000, the shrimp industry expands at a fast rate in the coastal areas of the Mekong Delta, Vietnam. Shrimp farming is known for its negative impact on the coastal environment. However, other human interventions like agriculture and urbanization also deteriorate the coastal environment. The land cover changes between 1968 and 2003 were determined and analyzed for the Cai Nuoc district, Ca Mau Province, Vietnam, using photos from 1968, 1992 (aerial photographs), 1997/98 (Spot) and 2003 (Landsat). It was clear that the district underwent serious land cover changes: deforestation between 1968 and 1992, with a simultaneous increase in rice land; a rapid decline in rice acreage from 1997 onwards, and, simultaneously, a blitz-increase in shrimp farming area. The forest area declined by 75% between 1968 and 2003. About 40% of this loss could be attributed to shrimp farming, while the remaining 60% was attributed to needs for agricultural land. Still, at present, shrimp farming is the major source of mangrove loss in the district. In 1999 shrimp farms covered 6.374 ha, in 2000 they covered 61.049 ha of the Cai Nuoc area. The swap from rice cultivation to shrimp farming was most-probably driven by households’ hopes for a higher income. It must be feared that the shrimp industry will have a negative impact on the environment (e.g. salinization) and on the livelihood of the district’s households. In 1968 saline water covered 219.9 km², in 1992, 1997/98 and 2003 the saline surface water area covered 92.4, 135.2 and 835.0 km², respectively. Readers should send their comments on this paper to: BhaskarNath@aol.com within 3 months of publication of this issue.     

武汉市典型绿地植被类型对表层土壤入渗和持水性能的影响

合理的绿地植被建设和管理是提高城市蓄水能力和减少城市内涝的重要途径。该文以武汉市城区8种代表性绿地植被的表层土壤为研究对象,通过测定土壤理化性质和水力学特征参数,量化了不同类型绿地植被对表层土壤水分入渗和保持性能的影响,并揭示了土壤理化性质对其影响的机制。结果表明：不同植被类型表层土壤水分入渗性能和持水能力差异显著,天然香樟林、玉兰园、桂花园和牡丹园具有较好的入渗性能,表现为较高的饱和导水率（179.70~441.69 cm/d）,其次是人工草坪（31.53~126.60 cm/d）,而樱花园、梅花园和桃李园的入渗性能最差（22.40~57.99 cm/d）。天然香樟林土壤持水能力最强,表现为最高的田间持水量（0.315~0.336 cm³/cm³）和最大有效含水量（0.170~0.177 cm³/cm³）,其次是玉兰园、桂花园、牡丹园、梅花园和桃李园,持水量、有效含水量分别为:0.241~0.289 cm³/cm³,0.144~0.182 cm³/cm³,而樱花园和草坪的持水能力最弱（0.209~0.254 cm³/cm³,0.139~0.165cm³/cm³）。土壤饱和导水率与总孔隙度、非毛管孔隙度呈显著正相关关系,与容重呈显著负相关关系。而容重、总孔隙度、砂粒和粘粒含量是影响土壤水分特征的主要因素。可以通过乔灌木林下种植草本植物、减少人为践踏,以及适时翻耕等方式提高绿地土壤的入渗与保水能力,进而提高其降雨存蓄功能,减少城市内涝。