武汉城市圈空间结构演化及影响研究

武汉城市圈是我国资源节约型、环境友好型社会建设的重点示范区,是中部崛起战略实施的重要支点。但就现阶段的发展情况来看,武汉城市圈在空间结构方面存在一些问题,制约了城市圈的总体发展。采用两方面的方法对武汉城市圈的空间结构展开研究。一方面,利用数理分析确定武汉城市圈的城市职能等级体系;另一方面,利用针对历史建成区的图面分析和方格网分析确定城市圈空间结构的演化历程。结合两方面的研究结论,将武汉城市圈的空间结构确定为单核模式,即由一个较大的核心城市和若干个组团城市结合而成的空间结构模式。单核模式有利于培育强有力的核心城市,突出核心城市的辐射带动作用,但不利于组团城市的扩张和城市圈的总体长远发展。在此基础上,提出了优化武汉城市圈空间结构的初步设想,包括联合一些组团城市建设发展中心,突出一些组团城市特色功能等     

浮桥河水库浮游植物的多样性及其演变

1997年4月至1998年1月对浮桥河水库浮游植物状况进行了调查,结果表明:该水库常见浮游植物约189种,隶属于8门92属,其中硅藻门25属64种,绿藻门39属79种,蓝藻门17属30种,甲藻门、隐藻门、裸藻门、黄藻门及金藻门种类较少。其个体密度年平均为44.9×104ind/L;生物量年平均为6.439mg/L,其中蓝藻占33.37%,硅藻和绿藻分别占20.68%和20.16%,甲藻占16.31%。浮游植物现存量的季节变化表现为从春季开始平稳上升,至秋季达到最大值。蓝藻、硅藻、绿藻等主要种类的季节变化按生物量大小依次为:秋季夏季春季冬季。浮游植物现存量的水平分布为上游最高,中游次之,下游最低,库汊低于中游而略高于下游。群落的相似性表现为上、中游相近,下游和库汊相近。群落的物种多样性根据计算Shannon-Weiner指数为上游最大,其次为中游,下游再次,库汊最低。与1980年的调查结果相比较,浮桥河水库浮游植物种类小型化明显,生物量增加2.5倍。     

巢湖流域河流鱼类群落的时空分布

基于2013年4月和10月对巢湖流域66个河道样点的调查数据,初步研究了巢湖流域河流鱼类群落的时空变化特征。主要研究结果显示,鱼类多样性无显著性的水系间、生态分区间的变化,但随季节和河流级别显著变化:10月份的个体数显著高于4月份,2级河流的物种数和个体数均显著大于1级、3级和4级河流。鱼类群落结构的季节动态显著,随生态分区显著变化,但不受水系、河流级别的显著影响。在二级生态分区水平上,仅西南森林生态亚区的鱼类群落结构与其他5个生态亚区的显著差异;宽鳍鱲、吻虾虎鱼等在西南森林生态亚区具有更高多度,而鲫、鰐、鲤等物种在其他生态亚区多度更高。     

基于GIS和USLE的小流域土壤侵蚀定量评价

通过气象数据分析、实地调查、野外采样及室内分析、DEM计算、遥感解译等,建立了南水北调中线水源地丹江口水库区典型小流域地理数据库,确定了计算USLE因子指标的方法。在ArcGIS支持下,模拟了小流域土壤侵蚀强度的空间分布。将模拟结果分为微度、低度、中度、强度、剧烈侵蚀5级,建立土壤侵蚀与土地利用/土地覆盖类型及坡度之间的关系。结果表明：研究区年均土壤侵蚀量2414 t/hm2,远超该地区容许土壤流失量5 t/（hm2·a）。96%的侵蚀区及95%的土壤侵蚀总量位于<25°区域。就土地利用/土地覆盖类型而言,陡坡耕作区是主要的土壤流失区。研究结果为水源区的土壤侵蚀治理提供参考意见,同时为USLE在无土壤类型图地区的应用提供一种方法借鉴     

铜陵市资源利用与经济增长关系分析

资源利用与经济增长之间的关系是资源与环境经济学研究的重要领域。以安徽省铜陵市为例,尝试运用物质流分析方法以及最新发展的自回归分布滞后模型（ARDL）对铜陵市1990~2008年资源利用和实际GDP二者关系进行检验和分析。采用了物质流分析指标中直接物质投入来表征区域资源利用量。ARDL边界检验结果表明了资源利用和经济增长间存在稳定的长期均衡关系。进一步通过ARDL-ECM模型分析了区域经济增长对资源利用长期弹性系数和短期弹性系数,并揭示出资源利用对经济增长的短期和长期因果关系。研究结果表明当前资源投入在一定程度上拉动了铜陵经济增长。同时还对铜陵经济增长和资源保护战略提出了政策建议     

川东平行岭谷区野生春剑伴生植物群落特征研究

为了对春剑野生种群生物多样性保护和再引入生态重建提供理论和技术基础,采用典型样地调查法,对川东平行岭谷区野生春剑伴生植物群落特征进行了研究。结果表明：野生春剑主要分布在松科与壳斗科针阔混交林、壳斗科常绿 落叶阔叶混交林和松树林植物群落,伴生植物有40科58属70种,优势种主要是乔木层的马尾松、青冈、巴山松、油松等,灌木层的杜鹃花、马桑、山茶花等,草本层的蕨类和地被层的苔藓。其中,马尾松、杜鹃花、蕨类、苔藓具有较高的重要值,可作为野生春剑栖息地的指示植物。春剑伴生植物种类具有相对的特异性和选择性,与其它群落相比,群落3、群落4和群落6物种多样性指数H′和均匀度指数E都相对较低,松科和壳斗科植物个体数量较多并占有突出地位,春剑种群的生态密度也相对较高。虽然川东平行岭谷区野生春剑的适生生境条件依然存在,但春剑种群数量总体较小,种群的生态密度在11～60株/hm2,人为破坏性的滥采,是其濒危的直接原因。加强野生春剑资源的就地保护和生境保护,突破春剑种子野生环境共生萌发技术瓶颈,积极开展春剑的“再引入”工作,是春剑保育策略的重要方向     

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.     

鄱阳湖克氏原螯虾的分布现状及其群体外部形态聚类分析

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)作为外来入侵物种,对淡水水生生物的多样性已构成严重威胁为国内外学者所共识。有鉴于此,本项目通过对环鄱阳湖湖盆地域9县（市）计12个调查点进行样本采集,并对其多个形态学指标进行测量和数据聚类分析,以探讨克氏原螯虾在该地域的地理分布现状。研究结果表明,克氏原螯虾在鄱阳湖湖盆地域已占据一定的生态地位,并呈现全湖广泛分布及泛滥孳生趋势,已形成对其他水生生物多样性和生态系统稳定的潜在威胁;聚类分析结果显示,鄱阳湖克氏原螯虾群体外部形态上分为两个类群,即星子县、永修县、共青城市群体为一类,鄱阳县、新建县、余干县群体聚成一类,两类群似不存在地域上的交叉,但尚不能说明这两类群为完全不同的群体。同时,提出了防控克氏原螯虾的可行性建议     

湖北省土地利用减碳增效系统仿真及结构优化研究

土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一,土地经济效益是利用土地的目标之一,如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角,梳理复杂系统内变量间的反馈关系,运用系统动力学(SD)进行建模,将约束条件纳入到多目标规划(MOP)中,实现MOP与SD模型整合,进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示,利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化,与2008年真实值相比,耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×10~4、30.17×10~4、0.08×10~4和16.37×10~4 hm~2,其他农用地及未利用地分别减少7.23×10~4、33.15×10~4 hm~2;与无约束SD单模型仿真相比,土地利用碳排放量减少了58×10~4 t,经济效益年增长率维持在3.58%,优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求,兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标,能为区域土地资源优化配置提供参考。     

汉江流域土地利用/覆被变化的水文效应模拟研究

针对流域LUCC驱动因子众多、驱动因子与土地利用/覆被变化之间存在复杂的非线性动态关系的特点,以汉江上游流域LUCC模拟为例,构建基于人工神经网络（ANN）与元胞自动机（CA）的模拟土地利用/覆被变化的CA ANN耦合模型,并应用该模型预测汉江上游流域2020s年代的LUCC变化情景。结果表明：2020s汉江黄家港站上游流域水田、旱地、灌木林与建设用地面积均有不同程度的增加,其中建设用地增幅最大,与区域交通和城市化的迅猛发展趋势相符;除建设用地增幅变化较大之外,1980s～2000s与2000s～2020s两个时期其余土地利用/覆盖类型的面积变化率都比较相近,表明CA ANN耦合模型能够刻画土地利用/覆盖类型的转换规律,在流域土地利用/覆被变化的复杂非线性动态演变情景的模拟预测方面是可行的。在此基础上,应用SWAT分布式水文模型模拟汉江上游流域水文过程。研究结果表明：在1980s年代、2000s年代及预测的2020s年代LUCC情景下,汉江上游流域年平均径流量呈增加趋势,LUCC对径流量年内影响较汛期显著,多年平均蒸散发量呈增加趋势