再生水补给河道入渗区地下水水质时空变异分析

运用聚类分析、判别分析和主成分/因子分析方法来研究潮白河流域再生水补水河段地下水水质的时空变异情况。对地下水进行剖面分析（剖面A为平行于水流场方向,剖面B垂直于水流场方向）。地下水研究结果表明除NO3-、NH4+和Mn2+外,其余指标均达到地表水Ⅱ类标准。剖面A的季节判别中由于淋溶作用筛选出pH和TDS,正确率为77.5%,说明研究区在近岸区。同时,剖面B的季节变异由于远离河岸的土壤蓄水层中氧化还原作用使得Fe3+、Mn2+、Na+、NO2-、CODMn和TP被判别出,正确率为74.4%。此外,由于非冻土期土壤蓄水层中频繁的淋溶作用和活跃的生化反应识别出CODMn、HCO3-、NO2-、pH、SO42-、Cl-、Na+和Ba2+表征了非冻土期剖面A的空间变异,而判别正确率为100%的F-、Na+和HCO3-则表征了冻土期剖面A的空间变异。冻土期剖面B的TDS和TP以及非冻土期剖面B的TN和K+的判别正确率均为100%。再生水对近岸带的影响较远岸带显著。该分析结论可归因于再生水的污染、土壤蓄水层矿物盐岩溶解污染、工农业废水排放的点源污染和降水及流域水土流失所造成的非点源污染的综合作用。     

基于土地利用变化的赤水河流域生态系统服务价值变化分析

以赤水河流域1990年、1999年、2010年和2018年的遥感解译土地利用数据为依据,采用经本地化校正的当量因子法和GIS空间分析技术,分析赤水河流域28年间的土地利用变化特征、生态系统服务价值（ESV）变化特征以及土地利用变化对ESV变化的影响。结果表明：1990—2018年,赤水河流域耕地、草地和未利用地面积减少,建设用地、林地和水域面积增加;土地转换以耕地—林地—草地之间的相互流转和建设用地对耕地与草地的侵占为主。1990—2018年,赤水河流域ESV从411.90亿元增至413.54亿元,林地是ESV的主要贡献部分,水域面积增加是ESV增加的主要影响因素,ESV空间分布呈现出中游高、上下游低的特征,高值区域与林地分布高度重叠。城市建设用地连续扩张引起ESV降低,林地和水域、耕地和草地因面积变化分别对ESV贡献呈正、负效应,农村与城镇人口结构变化、退耕还林和流域生态治理等政策的实施则促进了ESV增加。

     

汾渭平原采暖期与非采暖期大气环境质量时空变化特征研究

采暖期重污染天气频发,成为大气环境质量改善的难点。汾渭平原刚被划为中国环境治理的重点区域,大气污染形势十分严峻。基于2014—2018年PM2.5、SO_2、NO_2、O_3和CO等污染物监测数据及空气质量指数,分析了汾渭平原采暖期和非采暖期大气环境质量的时空变化特征。结果表明:(1)采暖期PM_(2.5)、SO_2、NO_2和CO浓度均高于非采暖期,非采暖期PM_(2.5)相比采暖期低42%～54%,采暖期SO_2、NO_2和CO的平均浓度分别是非采暖期的2.7、1.5、1.6倍,而非采暖期O_3平均浓度是采暖期的2.2倍;(2)PM_(2.5)和SO_2为采暖期首要污染物,O_3为非采暖期首要污染物;(3)采暖期和非采暖期三省交界处和临汾的PM2.5浓度均较高,采暖期气态污染物的空间分布与非采暖期基本相似,其中SO_2浓度的空间分布为山西境内河南境内陕西境内;(4)采暖期PM_(2.5)与SO_2、NO_2、CO浓度均呈正相关,与O_3呈负相关,非采暖期SO_2、NO_2和CO随PM_(2.5)浓度呈一致变化趋势,均先上升后下降,与采暖期的变化趋势并不相同;(5)采暖对PM_(2.5)和SO_2的年平均贡献率分别为34.9%和42.1%。     

福建省县域森林损失时空演变特征及其影响因素分析

森林是陆地生物圈重要的生态资源,厘清区域长期森林损失状况及其影响因素,对森林资源保护和社会经济协调发展具有重要意义。基于全球森林变化(Global Forest Change)数据集,利用ArcGIS 10.8空间分析技术,对2001—2019年福建省58个县域森林损失的时空演变特征进行分析,并结合时空地理加权回归模型,探究县域森林损失的主要影响因素及其时空分异特征。结果表明：(1)2001—2019年福建省县域森林损失率呈波动上升的基本态势,森林损失面积累计达112.89万hm²,森林损失情况可划分为显著上升阶段、先降后升阶段和显著下降阶段。(2)整体上,福建省县域森林损失具有较强的空间正相关性和空间集聚性特征,相邻区域森林损失率的空间相关性显著,而其空间集聚效应呈现西北低、东南高的基本态势。(3)城镇化率、人均GDP、公路通车里程、人口密度和木材产量对福建省县域森林损失均具有一定的影响,但存在明显的时空异质性特征。该研究有效揭示了福建省县域森林损失时空动态特征及其影响因素,可为森林资源可持续经营提供理论依据。     

2015年南京市SO2、NO2、CO和O3的污染特征分析

分析了2015年南京市二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）的污染特征。南京市SO2、NO2、CO和O3的年均浓度分别为19.3 μg·m-3、50.2 μg·m-3、0.972 mg·m-3和114 μg·m-3;SO2和CO污染相对较轻,NO2和O3污染相对严重。SO2、CO和O3的日变化呈"单峰型",而NO2的呈"双峰型";SO2、NO2和CO浓度在冬季最高,夏季最低,而O3相反。秸秆焚烧产物的区域输送在夏收（6月）和秋收（11月）时节对南京市CO的贡献显著。各监测点及全市的气态污染物普遍表现出"反周末效应",指示外来污染源。     

2000~2014年武汉市城市扩展时空特征分析

基于不同时相的高分辨率遥感影像,采用面向对象的解译方法提取了武汉市2000、2005、2010和2014年的土地覆被信息,从城市扩展强度指数,城市中心坐标迁移和分形维数等方面分析了武汉市2000～2014年城市扩展时空特征。结果表明：2000～2014年间,武汉市城市扩展强度指数为1.41,各主城区城市扩展强度不一,洪山区建设用地的增加对主城区城市扩展的贡献最大;在扩展过程中,武汉市城市分形维数增加,城市空间形态变复杂;其扩展呈现核心-放射扩展模式,并逐渐转向圈层式;自然条件、经济、人口、交通、政策和城市规划是武汉市城市扩展的主要驱动力,但随着交通的发展,自然条件和经济对武汉市城市扩展的驱动作用正逐渐减弱。     

中国粮食主产区农业水资源脆弱性与粮食安全时空耦合关系研究

构建适用于中国粮食主产区农业水资源脆弱性与粮食安全的评价指标体系,利用D-S证据理论合成主客观权重并确定综合权重,对2010—2019年粮食主产区的农业水资源脆弱性和粮食安全进行评价。采用耦合协调度模型和相对发展度模型,分析两者的耦合协调水平及耦合协调发展类型。结果表明,2010—2019年粮食主产区的农业水资源脆弱性和粮食安全呈持续改进优化的趋势,两者得分分别提高6.22%和17.22%。农业水资源脆弱性与粮食安全的耦合协调度上升5.11%,耦合协调度等级从勉强协调升至初级协调,耦合协调度呈南高北低的空间分布特征。粮食主产区耦合协调发展类型主要为低度磨合-农业水资源滞后型、高度磨合-同步发展型,农业水资源系统改进和发展滞后已成为制约粮食安全的主要障碍因素,笔者据此提出了降低农业水资源脆弱性、促进2个系统耦合发展的路径。     

京津冀城市群生态福利绩效时空格局及演进特征

提高生态福利绩效是协调经济增长、生态环境保护与民生福祉增进的重要途径。京津冀城市群作为中国极为重要的战略区域,深入探究其生态福利转化过程中生态经济转化阶段和经济福利转化阶段,有助于把握京津冀城市群生态福利绩效水平、薄弱环节和内部差距。运用两阶段DEA模型和Malmquist指数从动态视角考察京津冀城市群2006-2020年的生态福利绩效,并刻画生态福利转化过程各阶段效率的时空格局,借助Kernel密度估计、Moran指数、传统和空间Markov链揭示其动态演进特征。研究发现,（1）京津冀城市群生态福利绩效总体呈上升趋势,年均增长1.7%,两阶段的年均增长率分别为6.7%和-3.1%,经济福利转化阶段是制约生态福利绩效提升的关键环节。各城市在生态经济转化阶段呈现全片增长的发展格局,城市间差异在经济福利转化阶段相对较小,但增长表现相对较差,形成低效连片的发展格局,空间分布格局存在明显的阶段性差异。（2）城市间生态福利绩效的绝对差异出现不同程度的扩大趋势,两阶段分别于2020年和2019年达到研究期内城市间差异的最大值,生态经济转化阶段存在微弱的极化趋势,需要加强各城市在该阶段的均衡化发展。...     

基于PS-InSAR技术的矿山区域时序沉降特征研究

为明确矿山及其周边区域不同类型地物的地表沉降时空分布特性与差异,提高矿区的灾害应对能力,以甘肃省永靖县“智慧矿山”试点为研究区,基于PS-InSAR技术,提取研究区2018—2022年的季度地表沉降信息,并利用GIS分析方法探讨其特征规律。结果表明,研究区西部和西南部2片矿区的沉降速率较高,中部及偏北的露天矿场和设备分布区域形变趋势较不稳定,是后续沉降监测的重点区域。矿区6种主要地物中,采矿用地最易发生沉降,矿区道路最易出现抬升,耕地、采矿用地形变速率的波动程度较高,因此在后续研究中应加大矿区道路和采矿用地的沉降监测频率。