新时期秦岭生态文明建设：存在问题与发展路径

生态文明建设是我国的重大战略,秦岭在我国生态文明建设中具有重要的战略地位,为了清晰认识秦岭在生态文明建设中存在的问题及发展路径,邀请来自不同领域的相关专家就秦岭生态格局与地理过程、科学考察、水资源保护等研究前沿进行访谈,访谈结果表明：在全球气候变化和人类活动深刻影响下,新时期的秦岭生态保护与可持续发展,更要深入认识秦岭在中国乃至世界生态文明建设中的重要意义。综合自然科学与社会科学的理论知识,从系统整体、动态交互等视角持续关注秦岭的重大科学命题。通过综合科学考察及“空—天—地”一体智能监测技术和数据支撑,持续深度挖掘数据,探索新科学问题,在发现秦岭独特地理现象和规律的同时,从机理上深入理解秦岭作为南北地理分界线的生态环境效应,揭示生态系统服务功能及其在维护国家生态安全上的关键作用,开展“基于自然”的秦岭生态保护和修复研究;在新流动性范式下,用动态的眼光看待移民安置工程,关注不同群体和类型移民的生计,通过多元化保障体系解决移民问题;在气候变化大背景下,重视秦岭对气候变化和人为活动的响应研究,摸清秦岭水资源的演化规律和变化趋势,开展系统治理工作,保障水资源的长期安全供给,推进区域的社会经济可持续发展。从而为秦岭生态文明建设和可持续发展提供科学可行的理论和决策支持。     

基于地理因子的因旱饮水困难人口快速评估模型——以云南省2012年大旱为例

农村群众饮水困难一直是国家持续关注的问题,保障受旱灾区人民群众基本生活是重中之重。准确地预测因旱饮水困难人口的发生发展,并采取适当的减灾措施,将很大程度地降低经济损失与人员伤害。以2012年云南大旱为例,在全面收集研究区气象、基础地理信息、社会经济、灾情等资料的基础上,基于BP人工神经网络构建因旱饮水困难人口快速评估模型。以月均降水量、地形高程、水系密度、总人口、路网密度和GDP为网络输入,以因旱饮水困难人口数量为网络输出,选择30个受灾县样本进行网络训练,经试算不断优化模型参数,其MSE为0.003 6;通过训练好的模型来预测剩余55个受灾县的因旱饮水困难人口,其模拟值与实际值的线性拟合结果 R2为0.67,表明BP人工神经网络方法能有效预测因旱饮水困难人口,该方法能够为因旱饮水困难人口的快速评估和灾情的核查提供有效的借鉴。     

2016年冬季寿县一次边界层低空急流对污染物扩散的影响

利用安徽寿县地区2016年12月16~17日的观测资料与模拟资料,分析了一次夜间边界层低空急流对PM_2.5扩散的影响.此过程中,急流分布范围广,强度大,最大风速可达10~12m/s,而且风向随高度有明显转向,高低层风向差可达90°.急流发展过程中,急流轴基本位于200m以下,急流的最小风速高度出现在400~800m之间.通过分析可知,对于不同高度,急流对污染物扩散的影响存在明显差异.地面至急流轴范围内,PM_2.5总体减少.急流的出现使湍流混合明显增强,在湍流作用下污染物向上混合,使该层PM_2.5显著减少,净质量通量的峰值可达-103×10^-3μg/(m²·s).急流的水平输送可带来上风方较为清洁气团,同样减少了该层的PM_2.5浓度.但与湍流作用相比其影响较小,净质量通量仅为-2.9×10^-3μg/(m²·s).急流存在时,还会加强向下的垂直风速,在垂直输送作用下,上层污染物向下输送,增加了该层PM_2.5浓度,净质量通量约为11×10^-3μg/(m²·s).急流轴至风向转变高度之间,PM_2.5总体增加.这是由于湍流作用将低层高浓度污染物输送至该层,使PM_2.5浓度增加,净质量通量约为23.9×10^-3μg/(m²·s);水平输送作用使该层PM_2.5浓度略有增加,净质量通量约为2.3×10^-3μg/(m²·s);而垂直输送作用带来了高处较为清洁的气团,减少了PM_2.5浓度,净质量通量约为-6.6×10^-3μg/(m²·s).风向转变高度至LLJ最小风速高度之间,PM_2.5总体增加.湍流作用仍占主导,净质量通量约为17.8×10^-3μg/(m²·s);垂直输送作用稍有贡献,净质量通量约为1.4×10^-3μg/(m²·s);而水平输送起减少作用,净质量通量约为-3.7×10^-3μg/(m²·s).     

基于序列模式的土地利用变化分析——以广西壮族自治区为例

土地利用变化是一个长期的过程,同时具有一定的复杂性。传统的转移矩阵方法只能在两期土地利用数据之间相互比较而不能总结长期整体的变化规律,频繁项集不能导出变化序列。针对这些方法的不足,本文提出了基于序列模式的土地利用变化序列分析模型。首先给出土地序列数据库的定义,然后根据土地序列数据实际特点和垂直格式的序列模式SPADE算法,给出土地变化序列模式的计算过程和方法。在以中国广西为实例的研究中,计算了1970s—2015年共7期22种二级土地利用类型的变化序列。研究区土地利用变化主要发生在林地之间,部分林地转换为厂矿、采石场、交通道路等建设用地类型;城镇用地主要由旱地和水田转换而来;在研究期内没有任何一个土地单元转化成水田。     

厦门市PM10浓度空间与时间差异分析

在厦门市环境大气污染物中,PM10是其首要的大气污染物。厦门市大气中的PM10浓度受天气和气候以及土地利用类型、交通排放、工业状况等诸多自然因素和人为因素的共同影响而呈现出一定的时空变化规律,文章对厦门市2001年至2002年PM10浓度的空间变化和时间变化特点进行了分析,揭示了影响厦门市环境大气中PM10浓度空间变化和不同尺度的时间变化的影响因素。     

基于RS的城市土地集约利用评价方法研究

论文建立了以遥感数据为主要数据源的城市土地集约利用评价指标体系,对城市土地利用遥感影像(IKONOS)特征进行分析,介绍评价指标遥感信息解译方法。在以遥感为主结合调查获取所有指标信息的基础上,应用综合评价和人工神经网络(ANN)模型对城市土地集约利用进行评价,通过评价结果比较,发现人工神经网络模型能够反映自变量和因变量之间的复杂非线性关系,是一种可行的评价方法。因此,论文构建基于遥感和人工神经网络(ANN)作为城市土地集约利用评价的方法体系,并应用其对石家庄市土地集约利用水平进行了评价。实践证明,这种体系构建评价方法更具时效性,实用性更强,工作更快捷、方便,评价结果更为客观。     

植被生化信息遥感提取的星地同步试验设计与实施

植物体内部生理生态过程对物质和能量的交换与传递起着重要作用,而植物体本身的生化物质含量影响和控制着这些过程的进行。随着成像光谱技术的发展,利用高光谱遥感数据估测植被生化信息成为遥感发展的前沿。论文以云南勐遮地区高光谱星地同步试验为例,详细介绍了试验中研究区与最佳观测时期选择、研究样点选择、试验内容、方法以及试验流程设计等,并着重比较星地同步试验与传统野外试验的区别,旨在为今后该类试验的设计与实施提供经验借鉴。结果表明,星地同步试验在设计和实施时必须充分考虑传感器本身的性能特点、观测数据获取时的潜在风险、遥感影像处理的需要以及卫星观测数据、地面光谱数据和生化数据等的同步性问题。     

华北地区秸秆禁烧前后的NO2卫星遥感监测分析

为保证奥运会期间的空气质量,2008年5~9月在华北平原地区采取了秸秆禁烧措施.采取遥感监测手段,利用MODIS数据的中红外和热红外通道数据监测禁烧前后的2年(2007、2008)同一时期禁烧区域的秸秆焚烧点分布情况,并利用OMI数据计算出该区域相应时期的对流层NO2垂直柱浓度总量变化情况.通过禁烧前后的数据统计分析, 6、7月秸秆焚烧点由2007年的每天近250个减少到2008年的每天约40个,秸秆禁烧对对流层NO2柱浓度的降低起到一定的作用,但不明显.分析了利用遥感监测秸秆焚烧点和NO2浓度的不确定性.     

规模化养殖畜禽粪便量估算及环境影响研究

利用规模化养殖的空间信息,结合面积比例法,获取畜禽养殖统计数据.在此基础上,进行了畜禽粪便量和纯养分估算及对土壤环境影响研究,辅以土壤耕层和亚耕层中有效磷含量及变化来阐释畜禽粪便对土壤环境污染的影响.以北京市大兴区为例,对该区规模养殖畜禽粪便量进行估算,评估了其对环境的影响,验证了该方法的准确性、合理性.结果表明,大兴区2005年耕地畜禽粪便磷养分负荷为93.72kg/hm2,其中规模化养殖耕地畜禽粪便磷养分负荷为57.56kg/hm2.耕层及亚耕层的有效磷含量远高于背景值,且变异系数分别为72.66%和79.12%,富集系数(耕层/亚耕层)为2.31,变异系数和富集系数进一步说明了规模化养殖畜禽粪便对土壤环境污染影响程度.     

黄河流域植被生态用水过程动态模拟

以黄河流域为例,通过集成RS/GIS 技术,利用生态水文评估工具中模块化生态水文综合管理系统（EcoHAT）对研究区植被生态用水过程进行定量模拟,模拟出该流域20 世纪50年代以来像元尺度上植被生态用水量,得到研究区植被生态用水时空结构差异。结果表明：在年际变化上,20 世纪60 年代和80 年代偏多,而70 年代和90 年代偏少,2000 年生长季植被生态用水量为263.5 mm;年内变化整体与降水变化趋势相一致,最大值集中在6-8 月;从植被类型看,最小是草地,其次为灌丛,最大为林地;从水资源分区上看,最小的是兰河干流区间,伊洛河流域最大。其中,兰河干流区间、河龙干流区间、内流区、湟水流域、龙兰干流区间、龙羊峡以上及洮河流域普遍小于400 mm,汾河流域、黄河下游、泾河流域、北洛河流域、沁河流域、渭河流域、龙三干流区间、三花干流区间及伊洛河流域普遍大于400 mm。