重庆市生态系统服务功能价值时空变化研究

基于重庆市2000年、2005年、2010年的3期遥感解译的土地利用矢量数据,通过分析区域生态系统服务价值理论和方法,参考并修正国外学者Costanza和国内谢高地的生态系统服务价值系数,对重庆市2000—2010年的土地利用二级分类指标进行了4大类17种小类的生态系统服务价值的估算,采用基于GIS的生态系统价值密度、ESV保持率等方法指标反映研究区10年来的生态系统服务价值时空变化特征,研究结果表明:1重庆市2000年、2005年和2010年各类生态系统年提供总服务价值量分别为4285.39、4490.29和4621.18亿元,就生态系统而言,林地生态系统提供的总服务价值最高,2010年占总价值的69.03%;其次是水域和草地,分别占总价值的14.35%和9.12%;就生态系统服务类别排序为调节服务(71.31%)支持服务(19.01%)供给服务(5.87%)文化服务(3.81%);22000—2010年重庆市生态系统服务价值量总体呈不断上涨的时序变化趋势,增幅达到7.27%;生态系统服务价值保持率为1.078,虽然城市建设占用了大量的农田生态系统,但单位面积生态系统服务价值较高的水域和林地面积的ESV价值增幅明显;3生态系统服务价值密度最高的空间分布上呈"西低东高,一轴两翼"的格局,中部的垫江县生态价值密度最低,主要受较为单一的农田生态系统影响;4研究区的ESV与GDP在空间分布和时序上的差异明显,2010年重庆的地均ESV为5.60万元·hm~(-2),高于全国的平均值;人均ESV为1.60万元,低于全国的平均值;人口密度大是造成人均ESV低的主要原因;2010年人均ESV与人均GDP的比值为1∶1.72,低于全国的平均接近1∶1的比值,表明重庆市的生态系统服务价值相对国民生产总值的相对不足.     

近20 a中国省会及以上城市空间形态演变

以多时相、多波段的Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,利用NDBI-SAVI指数提取1990-2010年中国35个省会及以上城市的建设用地信息,通过计算紧凑度和形状指数,研究城市扩张状况,并借助雷达图来分析城市扩张的方向。结果表明:从城市扩张速度来看,东部城市总体上扩张速度高于中部和西部,其中4个直辖市的扩张速度普遍高于其它城市;扩张速度相对较慢的城市多分布在华北和西北等重工业或河谷型城市。从空间形态变化上看,两时期35个城市的形状大都集中于正方形与矩形之间,只有少数城市形状为菱形、星形、H形或X形。综合来看,近20 a中35个城市形状指数的平均值增加,而标准差减小,城市形态趋于复杂;同时,城市紧凑度的平均值减小。有15个城市的紧凑度增加,20个城市的紧凑度减小。城区往往趋向于少数几个方向扩张,"摊大饼"式的扩张不多见。     

煤矿区土地修复的生态系统服务功能改善研究

采用3S技术,对我国典型的煤炭资源枯竭型城市石嘴山市煤炭开采区的生态修复前后的生态系统服务进行了分析。采用2001年与2011年两期LandsatETM和TM遥感影像图的人工解译与变化监测,分析了煤矿区的土地利用覆盖变化。并通过建立响应的评价指标体系,对其成功的治理煤矸石山,改造塌陷区,建立煤矿地质公园,将塌陷区改善为生态湿地等活动的生态系统服务功能变化进行了全面定量化评价。研究表明,通过10年的土地修复,采矿迹地的生态恢复能够提高其生态系统服务功能10倍左右,尤其是环境美学功能受到社会广泛认同。     

环境监测中遥感技术的运用探究

目前,遥感技术已被广泛使用于大气污染、水污染、地面污染等环境污染的监测工作中,在环境检测工作中遥感技术有速度快、成本低、范围广、长期进行动态监测等优势。经过不断的发展遥感技术越来越新颖,有热红外遥感技术、微波遥感监测技术和可见光-反射红外遥感技术。     

1990～2020年黄河流域典型生态区生态环境质量时空格局及驱动力分析

科学评估生态环境质量是实现区域生态可持续发展的前提.基于1990～2020年Landsat遥感影像,采用熵值法构建遥感生态指数(E-RSEI),结合Mann-Kendall趋势检验、Sen倾斜度、Hurst指数和稳定性分析,在多时空尺度下分析黄河流域典型生态区的生态环境质量时空变化格局,并利用地理探测器量化了环境和人为等8个因子对E-RSEI时空分布的影响.结果表明：(1) 31年间E-RSEI均值为67.5%,时间尺度上呈增加趋势,平均增幅为0.066·(10 a)^-1,空间尺度上呈东低西高、南高北低的分布特征;(2)研究区生态环境质量未来变化趋势将以持续性改善为主,但仍有9.33%的区域存在退化的潜在风险.(3)降水是影响该区域E-RSEI空间分布的关键环境因子,人为因子的影响力较低,同单因子相比,因子交互作用对生态环境质量的解释力更强,降水与其他因子的交互作用处于主导地位.研究结果可为黄河流域生态区生态环境质量的可持续发展提供科学参考.     

基于陆基遥感研究降雨过程对人民渠水质影响

利用监测频率为1min的陆基高光谱水质遥感监测仪于2021年9月24日～11月18日在四川德阳人民渠对浊度、悬浮物、总磷等关键水质参数开展连续监测,精细刻画了水质分钟级的动态变化特征,并结合逐时降水数据探究了不同雨强对人民渠水质的影响.结果显示:降雨量与浊度(r=0.82,P<0.001)、悬浮物(r=0.88,P<0.001)和总磷浓度(r=0.81,P<0.001)均存在极显著正相关,而降雨量与总氮浓度(r=0.39,P=0.07)存在正相关但相关性不显著.当小雨时,降雨量少,没有形成明显的地表径流,河流水质几乎不受影响;大雨及暴雨时,地表径流的形成造成浊度、悬浮物和总磷浓度显著增加,总氮浓度增长幅度则较为平缓.通过高频水质数据可以精细刻画从高强度降雨发生到引发流域氮磷污染物大通量、脉冲式输入再到水质短期剧烈变化这一关键流域污染过程,研究结果为高强度降雨频发地区和未来极端降雨增加情景下流域的污染物控制和综合治理措施提供科学依据.     

海南龙沐湾砂质海岸变化与生态环境研究

文章先利用遥感技术进行砂质海岸线提取,确定了砂质海岸线的遥感解译标志和解译方法,完成了龙沐湾砂质海岸线遥感信息解译工作,最后提出将TM影像提取的特大高潮线利用野外海滩测量数据改进到平均大潮高潮位线的新思路.这样利用TM影像提取的岸线可以和地形图的海岸线叠加分析,得到海南龙沐湾1937年近百年以来海岸线变化的特征,为选择哪个岸段进行海岸建设、生态环境修复等提供重要科学依据,也对区域海岸环境保护和防护管理提供一定的基础研究.     

基于Sentinel-3 OLCI影像的秦皇岛海域悬浮物浓度遥感反演

基于2013~2021年期间秦皇岛海域遥感反射率、悬浮物浓度及叶绿素a浓度等实测数据,开展了该海域Sentinel-3 OLCI影像的悬浮物浓度遥感反演模型研究.结果表明,文献中常用的典型经验模型形式均不适用于秦皇岛海域,以490、620及708.75nm为悬浮物反演的敏感波段,以560nm为参比波段,将各敏感波段与参比波段的比值作为自变量,最终建立了适用于秦皇岛海域的Sentinel-3 OLCI四波段悬浮物浓度遥感反演模型（R²=0.69,MAPE=24.79%,RMSE=2.82mg/L）;并采用2021年7月24日Sentinel-3 OLCI影像进行悬浮物浓度遥感反演产品的真实性检验,得到反演值与实测值的平均相对误差为13.24%.将上述四波段模型用于2021年1~12月秦皇岛海域的Sentinel-3 OLCI影像,反演得到月均悬浮物浓度,发现秦皇岛海域悬浮物浓度整体呈现沿岸海域高、离岸海域低,秋冬季高、春夏季低的时空变化特征;且2018~2021年秦皇岛海域悬浮物浓度的年均值逐年递减,水体越来越澄清.     

Monitoring of abandoned quarries by remote sensing and in situ surveying

In Italy quarrying causes relevant environmental damages and alterations to the land and the ecosystems. Despite the present Italian legislation requiring the restoration of the sites after exploitation, most of the quarries, both the abandoned and the still operational ones, are not restored.The objective of this work is to indicate a monitoring methodology in order to survey the present state of the quarry sites and their evolution in time, which are the basic data needed to implement an adequate land reclamation project.Such methodology has been applied to several abandoned limestone quarries in the Latina province (close to Rome), characterised by a typical Mediterranean vegetation, but it can be applied to any other kind of litology and vegetation.The land monitoring has been realised both by using remote sensing techniques, supported by a Geographic Information System of the studied area, and by in situ surveying. The in situ surveying was able to assess the capability of the remote sensing model to describe the state of each site.     

替代能源措施对区域土地覆盖和土壤侵蚀的影响

以三峡地区的乐天溪流域为例，利用多时相Landsat TM/ETM影像、文献和野外调查资料研究了替代能源对流域土地利用和土壤侵蚀的影响。通过几年替代能源措施实施，乐天溪流域林草覆盖率由1997年的80.6%增加到2002年的83.2%；不仅林草覆盖率增长，而且质量也有较大提高，覆盖度较高的林地和灌丛面积增幅达18.1%和9.1%，相反疏林面积减少37.9%。强度、中度和轻度侵蚀面积分别减少了4.6 km2、26.4 km2和11.5 km2；流域的土壤侵蚀总量由507 259t减至371 592 t，减少26.8%；流域的平均侵蚀模数由1 241 t/km2减至909 t/km2。