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.     

“5.12”汶川地震极重灾区灾后 十年生态恢复状况评估

汶川地震发生10年后，通过对极重灾区生态系统类型解译和地面植被样方调查， GPP、LAI反演，以及对土壤有机质、全氮、全磷、全钾和速效氮、速效磷、速效钾含量的测定与分析，综合评估了极重灾区植被和土壤恢复情况。结果表明：区域生态系统总体趋于稳定向好的恢复态势。2017年的裸露地表面积虽高于震前（2007年），但相对于震后（2008年后）已有所减少。从生态系统质量上来看：GPP、LAI均值在2014年以后呈持续缓慢上升状态，反映了区域生态系统总体良好的恢复力。但是部分在地震中损坏的森林生态系统，仍未恢复到原来状态。成都平原区域部分农田转变为城镇建设用地。至2017年，地震破坏迹地植物种类明显增加。但仍以蔷薇科、菊科和禾本科等先锋物种为主，与2009年的调查结果相似。地震破坏迹地的群落结构已得到了较好的恢复。垂直分层方面，除干旱河谷区域群落结构仅草本或灌草结合1个层次外，其余区域的群落结构已经形成乔木-灌木-草本3个层次；土壤肥力状况总体上对照点优于受损点，受损点土壤肥力状况仍呈恶化状态。地震造成的土壤裸露，加速了矿化过程，短期内受损点速效营养元素含量的增加，长期来看将导致营养元素的流失，土壤肥力下降。在加强地质灾害监管，预防次生灾害的基础上，龙门山前华西雨屏一带，自然植被应坚持自然恢复为主。干旱河谷区域可以按照“因地制宜，适地适树”原则，采取适当人工恢复措施，同时注意改善土壤养分条件，促进植被恢复；城镇建设过程中应加强国土空间管控，保护基本农田。同时，应加强对生态保护红线，以及包括基本农田在内的各级各类保护地的监管。     

WRF模式中城市冠层参数化方案在重庆气象环境模拟中的性能比较

目前,耦合在WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案（UCM）、多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。以2006年高温伏旱天气为背景,典型的拥有高密建筑物的山地城市重庆为研究对象,采用高分辨率的GIS数据替换USGS地形数据,对WRF中的3种城市冠层方案进行了两天的模拟。结果表明：（1）在不采用城市冠层方案时模拟的气温场和风场效果较差,2 m气温模拟值与观测值的均方差达到32℃;（2）在10个城市站点2 m气温的模拟中,BEP+BEM、BEP、UCM方案与观测值的模拟值与观测值的均方差为13℃、14℃、21℃,UCM方案相对较差,BEP+BEM方案最好;（3）在10 m风速的模拟中,单层方案结果偏大,两种多层方案与观测值有较好的一致性,二者差别较小。3种方案都能模拟出大致的风向     

基于加权叠加模型的高原湖泊流域重要生态用地识别——以星云湖流域为例

生态用地在维持区域生态平衡和保障区域生态安全具有重要意义。以云南星云湖流域为研究区,运用层次分析法和GIS技术,从水土保持、地质灾害规避与防护、生物多样性保护和水资源安全4个方面,构建了流域重要生态用地识别指标及其识别方法,并识别出流域重要生态用地空间分布。结果表明:(1)加权叠加模型更适用于高原湖泊流域重要生态用地识别;(2)根据生态用地重要性分为核心型、辅助型、过渡型和非重要生态用地,面积分别为75.98 km~2、105.05 km~2、89.47 km~2和65.11 km~2,分别占流域生态用地总面积的22.64%、31.30%、26.66%和19.40%。识别结果能较好地反映重要生态用地维护流域的生态安全。以星云湖流域作为高原湖泊流域的典型,为高原湖泊生态保护提供科学方向,以期协调流域经济发展与生态保护的矛盾,促进可持续发展。     

三峡消落带沉积物-大气界面汞交换通量及其影响因素

应用动力通量箱(Dynamic Flux Chamber,DFC)与高时间分辨率的RA-915+自动汞分析仪联用技术,在消落带沉积物出露期,野外现场监测沉积物-大气界面汞交换通量,同时对其影响因素进行了分析。结果表明:三峡库区消落带沉积物-大气界面汞交换通量范围为-6.80±12.35~28.17±36.17 ng/(m2·h)晴天库区消落带沉积物-大气界面汞交换通量表现出相同的变化趋势,即从早晨开始沉积物-大气界面汞的交换通量逐渐增加,到正午左右达到峰值,之后交换通量逐渐减小,但阴天这一趋势不明显。暖季白天沉积物-大气界面汞交换通量都以释放为主,冷季白天则以沉降为主。暖季晴天,沉积物-大气汞交换通量与气温、沉积物温度、光照强度呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系。无论晴天还是阴天,大气汞浓度都与沉积物-大气汞交换通量呈负相关关系。白天,光照强度和大气汞浓度是影响消落带沉积物/大气界面汞交换通量的主要因素,而在夜间,沉积物温度和大气汞浓度是其主要影响因素。     

西部大开发十五年环境效率评价及其影响因素分析

西部大开发政策实施以来,西部地区实现了快于东部和中部的经济增长。正确认识西部地区经济增长中的环境成本,评价西部地区的环境效率具有重要意义。本文运用考虑非期望产出的超效率SBM模型测算了2000—2014年西部大开发以来的环境效率。研究发现:西部地区环境效率偏低,处于相对无效状态。西部地区环境效率明显低于传统效率,经济增长付出了较高的环境代价。西部大开发以来传统效率与环境效率之间的差距呈现先扩大后缩小的"倒U"型走势变化。西部地区省份环境效率在全国排名靠后,各省份的环境效率呈现出差异化的发展态势,其中重庆和四川排名不断提升,新疆排名逐步回落,内蒙古和广西在西部地区排名相对靠前且比较稳定,云南和陕西一直处于中间水平,贵州、甘肃、青海、宁夏排名相对靠后。西部地区环境效率2000—2003年上升,2004—2010年不断下降,2010—2014年趋于平稳。西部地区环境效率低于东部地区且差距大,也低于中部地区和全国平均水平。通过收敛性检验发现,西部地区各省份间的环境效率差距呈现先缩小后扩大的趋势;西部地区与东部地区间的环境效率差距逐渐扩大,与中部地区间的环境效率差距先扩大后缩小。本文同时采用了Tobit模型进行面板回归,实证分析了西部地区环境效率的影响因素。结果表明:经济发展水平、科学技术水平、能源消费结构、环保投资力度对西部地区环境效率具有显著影响;产业结构变化和对外开放程度对西部地区环境效率影响不显著;西部地区存在环境效率的库兹涅茨曲线。     

上海市经济-环境系统的物质输入分析

对区域或城市经济-环境系统的物质输入分析。可以判断可持续发展所处的状态。进而为区域或城市制定循环经济发展战略提供依据。利用物质流的理论和方法．依据欧盟指导原则，分析了1990—2003年间上海市经济-环境系统的物质总需求和资源生产率等主要指标。研究结果表明：①上海市巨大的物质总需求和直接物质消耗给上海市的生态环境带来了巨大的压力；②1996年上海市的资源生产率是全国的1．22倍．但2000年日本的资源生产率是上海市的36倍；③影响上海市的物质总需求或者环境质量的关键因素是技术和制度能力。在上述的分析基础上。提出在2020年之前上海市发展循环经济要注重于输入端的减物质化和加强循环绍济的技术支撑研究与开发以及制度能力建设。     

基于栖息地指标法的生态流量研究

以大渡河流域为例,根据指示鱼类对栖息地的环境要求,构建包含水深、水面宽、流速、湿周和过水面积5个参数的栖息地评价体系,选择大渡河上游具有代表性的河段,建立流量与各指标之间的关系式,确定指示鱼类不同阶段的最低流量适宜值,得到满足各栖息地指标要求的最小生态流量。计算得出,足木足河的非避冬期最小生态流量为183～785 m3/s,避冬期为66 m3/s;大金川的非避冬期最小生态流量为266～865 m3/s,避冬期为266 m3/s;梭磨河的全年最小生态流量为283 m3/s;绰斯甲河的非避冬期最小生态流量为319～382 m3/s,避冬期为319 m3/s。区域最小生态流量的确定,可为研究区鱼类的保护提供参考,进而为维系地区生态平衡,协调生态环境与社会发展提供保障     

基于遥感数据的PM2.5与城市化的时空关系研究——以成渝城市群为例

采用1998~2013年卫星遥感影像反演的PM2.5全球高精度产品数据集,结合GIS空间分析、地理加权回归（GWR）以及地理探测器等方法,系统地分析了成渝城市群城市化与PM2.5分布之间的关系。结果表明：（1）1998~2013年成渝城市群城市化速度较快,城市区域的PM2.5均值明显高于非城市区域,说明城市化对PM2.5具有一定的影响;（2）近16 a PM2.5重心与城市重心整体上都向东南方向移动,且两者每年在经度上的波动方向基本相反;（3）夜间灯光数据与PM2.5在空间分布上具有较好的一致性,且1998~2013年两者的GWR全局R2在0.86~0.95之间,相关性显著,研究区内城市化和人类活动对PM2.5的分布具有明显影响;（4）地理探测分析表明不同城市化因子对PM2.5影响差异显著,从2006到2013年城区人口密度和建成区绿化覆盖率逐渐成为成渝城市群PM2.5分布的主要影响因子。     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带,但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失,进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年）,研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L,其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主,壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下,地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2,地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%,地表径流是坡地磷素流失的主要途径,但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比,减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式,以降低营养盐负荷,保护水环境。