基于灾害系统理论的地震灾害链研究——中国汶川“5.12”地震和日本福岛“3.11”地震灾害链对比

重大自然灾害中灾害链对灾情的巨大放大、累加作用,使灾害链研究备受关注。基于灾害系统理论,以中国汶川"5.12"地震灾害和日本福岛"3.11"地震灾害为例进行了地震灾害链梳理和区域对比,并探讨了不同灾害系统下,孕灾环境和承灾体对灾害链致灾成灾的影响。通过构建承灾体脆弱性与灾情累积关系的概念模型,阐述了灾害链对灾情的放大机制。研究表明:汶川地震具有陆地山区灾害链特征,主要灾害链为地震→崩塌/滑坡→(泥石流→)堰塞湖灾害链和地震→结构破坏→设施受损灾害链;日本地震具有海洋岛屿灾害链特征,主要灾害链为地震→海啸→核事故灾害链、地震→(海啸→)结构破坏→火灾/生命线系统损毁灾害链和地震→滑坡/火山/水库溃坝灾害链等;两场地震灾害中灾害链的成因及灾害链对灾情的放大过程差异显著;福岛地震灾害链危害巨大,使灾情在其他相关国家放大。     

棉花雹灾脆弱性试验研究的装备与方法

从棉花雹灾脆弱性试验研究的角度,研发一套降雹模拟装置和棉花雹灾田间试验方法。基于棉花雹灾脆弱性试验研究科学原理,提出了降雹模拟装置的基本结构与功能,阐明了棉花雹灾田间试验方法的基本步骤,并通过田间试验初步验证了该套装置与方法的可靠性和适用性。结果表明:该装置能够发射直径为0.5~10.0cm的冰球,其射向可以在垂向0°~120°和水平0°~180°范围内调节,可使冰球发射速度达到20.0~45.0 m/s,可稳定控制冰球发射速度为23.0~25.0 m/s,从而满足模拟降雹的需求。人工模拟棉田降雹灾害的试验方法包括4步,关键是要以棉花生长期、冰雹大小和降雹密度为变量设计雹灾情景,以及对降雹前后棉花的植株性状进行观测,从而获取不同致灾强度下棉花脆弱性指标参数。进行了5种冰球直径和7种降雹密度共35种降雹强度情景的验证研究,对冰雹直径和落叶率关系分析的结果初步显示,该试验装备与方法可以为揭示棉花雹灾脆弱性的规律提供可靠的试验数据。和测雹板实地监测,遥感反演技术,以及利用割草机、喷水器、人工等手段去除作物叶片等田间试验方法相比,该装置与方法具有较大优势,试验数据能够满足雹灾棉花脆弱性研究的需求。其不足之处主要是自动化和信息化程度还比较低,加以改进将可更好满足其他雹灾承灾体脆弱性研究的需求。     

基于WEBGIS的地震空间减灾信息化平台建设研究

地震已成为威胁人类生命、财产和社会经济发展最严重的自然灾害之一。针对当前地震应急减灾系统灾害信息获取时效性差、自动化和定量化程度低及信息集成共享等方面的不足,通过收集、整理地震灾害时空信息,结合灾区基础地理、多源遥感卫星影像及动态灾情信息,利用面向对象及主题的数据模型设计在线的地震应急减灾时空一体化数据库;提出了构建基于WEBGIS和空间技术的地震减灾信息化平台的总体设计架构、技术体系及功能模块;开发了平台原型系统,初步形成了地震灾害动态监测、灾害评估、灾情信息实时共享以及应急减灾辅助决策的一体化产品,为提高我国地震灾害应急减灾水平提供了借鉴作用。     

1961-2010年我国冬小麦可种植区变化特征

冬小麦是我国的主要粮食作物之一,在我国粮食生产和粮食安全方面占有重要地位。论文以全国553个气象台站1961-2010年的基本气象资料为基础,根据温度垂直递减规律,将气象站点的最低温度数据处理到海平面水平,而后利用ArcGIS软件,对海平面水平的最低温度数据进行空间插值,得到海平面水平的最低温度空间分布图;再利用全国的DEM数据将插值后的温度数据还原到相应的海拔高度,得到当地的最低温度空间分布图。参考崔读昌提出的我国内地冬小麦种植北界条件,并综合北疆有积雪覆盖区冬小麦安全越冬的判定条件,计算得到全国1961-2010年内不同年代际的冬小麦可种植区概率。利用不同年代际冬小麦可种植区概率分布图,从空间的角度分析了这50 a冬小麦可种植区的扩张状况、可种植概率的变化情况等,为我国的冬小麦种植区的选择提供参考。     

中国地区MODIS气溶胶光学厚度产品综合验证及分析

讨论了2000年02月~2019年08月不同分辨率、算法中等分辨率成像光谱仪（MODIS）气溶胶光学厚度（AOD）产品在不同季节、区域、下垫面条件下中国区域的精度和适用性,在像元尺度上对比了重采样降低分辨率后的多角度大气校正（MAIAC）AOD数据与其他产品的精度.研究表明：在同等验证条件下,相较于暗目标算法（DT）、深蓝算法（DB）和暗目标与深蓝结合算法（DTB）,1km MAIAC AOD产品在中国地区与AERONET站点AOD观测数据整体一致性最高,R²达到0.891,均方根误差（RMSE）仅为0.126,超过75%的验证样本落在期望误差线（EE）范围内;同时,该产品受季节、区域和下垫面变化影响也最小,其中秋季R²达到0.917,RMSE为0.111,样本落在EE内的比例达到80.11%.3km DT算法AOD产品在植被覆盖率较大的森林和农田区域优于1km MAIAC AOD产品,在植被覆盖率较小的草地和城市区域则差于1km MAIAC AOD产品,且该产品在不同季节均存在AOD高估问题,其中,夏季高估程度最高（平均相对误差（RMB）=1.622,AOD值高估62.2%）.DB在长三角和珠三角地区存在AOD被低估的现象.DTB算法兼顾了DT算法和DB算法的优缺点,DTB算法AOD产品的相关性一般高于DB算法AOD产品,样本被高估程度一般低于DT算法AOD产品.通过重采样方法降低1km MAIAC AOD产品分辨率后,相同尺度下的MAIAC AOD数据精度优于DT算法、DB算法和DTB算法AOD产品,因此,MAIAC算法更适用于小尺度城市群集中区域的大气环境监测.     

黑龙江省气候变化对粮食生产的影响

收集1986~2000年黑龙江省79个县市农业生产资料和30个气象台站逐日气温、降水资料,应用柯布-道格拉斯生产函数方法将粮食产量分解为气候产量和经济产量,然后用EOF方法分析了粮食产量、气候影响程度指数、≥10℃积温、生长季降水的时空变化特征及其关系。结果表明:15年间全省粮食产量稳步增加,气候变暖趋势明显但降水变化不显著,变暖对粮食生产有利,降水的变化未对粮食产量产生实质影响。15年间气候影响程度总体增大,但气候变化及其影响具有时空差异性:1986~1993年北部和西南部积温增加明显,粮食产量增加大于东北部和东南部;1993~2000年东北部和东南部积温增加明显,粮食产量增加超过北部和西南部。     

矿区景观格局演变及生态系统服务价值响应

以铜锣山南段矿区为研究目标,借助高分辨率遥感数据获取景观覆被信息,测算景观格局指数和修正后的生态系统服务价值(ESV,万元)。结果表明:(1)ESV总计增加76.34万元。林地和水域的ESV上涨幅度最高,分别增加61.47万、22.34万元。山脊的峰丛及边缘、319国道沿线和采矿区中心地的ESV增长明显,植被恢复、水环境修复工程等有效改善了矿区生态环境。(2)各类景观的敏感性指数(CS)都小于1,其中2018年林地CS为0.83、未利用地CS接近于0。ESV对生态系统服务价值系数的变化缺乏弹性,说明核算结果可靠,可为生态修复提供参考。     

基于土地利用的三峡库区生态系统服务价值时空格局分析

生态服务价值评估是对生态功能的一种经济性量化评价。以三峡库区为研究区,结合净初级生产力(NPP)、土地利用/土地覆盖变化(LUCC)、遥感(RS)、气候、国家统计数据和GIS技术,采用替代花费法、影子工程法、碳税法、市场价值法和水量平衡法对三峡库区蓄水前后4个时期(2000、2005、2010和2015年)的生态系统服务价值进行量化评估,分析库区生态系统服务价值时空变异格局。结果显示:(1)从2000年到2015年,三峡库区生态服务总价值增加了269.37亿元,增长率为15.32%。(2)其中林地生态系统贡献较高,占48.14%,耕地次之,占44.04%。(3)林地生态系统服务价值随其面积的增长而增加。耕地生态系统面积减少了4.64%,但生态系统服务总价值却增加了14.54%,耕地存在不合理利用的现象。草地生态系统面积减少了16.57%,生态系统服务总价值减少了5.01%,应加强对草地生态系统的保护。总之,三峡工程的实施在整个研究区尺度上对库区生态系统服务功能的影响是利大于弊。在未来的发展中,应合理规划土地利用,制定区域发展和环境保护计划,确保三峡库区生态环境的改善和可持续发展。     

辽东湾氮磷营养盐变化特征及潜在性富营养评价

根据2002-06～2002-09之间4个航次的调查资料,阐述了辽东湾海域氮磷营养盐的时空变化特征,并对氨氮NH₄⁺-N、硝酸态氮NO₃^--N和亚硝酸态氮NO₂^--N、磷酸盐PO₄^3--P和pH及盐度进行了相关分析,对海域进行了潜在性富营养化评价.结果表明:该海域氮磷营养盐随月份和空间的不同呈现不同的变化规律,近岸海域受径流影响较大,海区中间则是海洋生物化学过程影响较大.N/P值从6月初的52.5上升到7月初的60.6,在9月初又降到39左右,都远大于Redfield值16.氮磷营养盐和pH及盐度表现出不同的相关关系,如在6月NO₂^--N和pH的相关系数高达0.93.4个航次中辽东湾总氮值为212.0μg/L,磷酸盐值为10.1μg/L,N/P(原子比)为50.77,潜在性富营养化评价结果为:辽东湾在调查期间为磷限制中度营养盐区.     

三峡水库建设期秭归县土地利用变化与地形因素的关系

分析水库建设期秭归县地形因素对土地利用变化的影响,对后三峡管理运行期土地资源保护与自然社会协调发展具有重要意义。使用1992、2007年两期1∶50 000土地利用分类结果和10 m DEM数据等,基于GIS栅格运算,研究秭归县15 a来土地利用变化与地形因素的关系。结果表明：旱地、园地是变化面积最大的地类,而园地、人工表面是面积增长率最高的地类。旱地、园地变化在地形的分异呈现互补性,主要发生在海拔＜800 m、坡度＜25°、非阳坡地区;灌木林在海拔＞1 100 m、坡度范围15~45°及阳坡、半阳坡面积增加较多,乔木林向灌木林转换主要发生在海拔>1 100 m、坡度25~35°、阳坡及半阳坡地区;乔木林减少面积最多在35~45°、阳坡地区;草地减少主要发生在低海拔、15~35°、阴坡地区。建设时期下的各种政策是这些变化发生的主因。在未来人口增长、经济发展条件下,缓解人地关系压力必须合理规划土地资源,保障土地利用集约化