农业生产转型及其环境效应的研究进展与展望

农业绿色转型已经成为乡村振兴与农业农村深化改革的关键路径,亟待探索农业生产转型与其环境效应的耦合关系与机制,从而推进农业的高质量发展。近年来,学者们基于不同的空间尺度,对农业生产转型及其环境效应的过程、格局、机理与优化调控开展了广泛探讨。为系统梳理该方面研究的相关进展,识别出相应的研究不足,本文采用文献分析与系统归纳相结合的方法,分析了农业生态环境问题的识别、测度与成因等方面的研究态势,从关键要素的视角解析了农业生产转型对生态环境影响的研究进展,并对农业经济增长与农业面源污染和农业生产转型与农业生态效率的相互关系进行了总结。研究指出：未来农业生产转型及其环境效应研究应加强从系统科学的视角解读二者的互馈关系,并关注二者互馈响应的区域异质性,深化基于土地系统科学视角的耕地利用转型的环境影响研究,通过多学科交叉融合加强对中国特色“小农”生产方式转型所引发的环境问题的微观机理探析。     

基于CSGD的排放清单处理工具研究

CSGD（crowd sourcing geographic data,众源地理数据）是通过互联网向大众或相关机构提供的一种开放地理空间数据,具有易获取、时效性好、准确性高等特点,在排放清单时空分配方面具有应用潜力.然而,现有排放清单处理工具不支持CSGD数据直接输入且难以满足排放清单空间分配和空气质量模式所需清单格式,因此,亟待开发一套可以拓展该类数据在排放清单领域应用的工具.以CSGD中的POI（城市设施兴趣点）数据为主要研究对象,基于QGIS平台、C++语言及Python语言,开发了在Windows系统下的ISAT（inventory spatial allocate tool,排放清单空间分配工具）工具及在Windows或Linux系统下的ISAT.M工具.结果表明:ISAT工具以POI数据为基础制作出的空间分配结果与排放源排放强度的空间分布特征的一致性较好;ISAT.M工具输出的inline清单可以作为CMAQ空气质量模式及其DDM敏感性分析模块的输入文件并开展模拟,通过与SMOKE模型的关闭源法模拟结果对比发现,二者在数据及空间分布上呈较好的一致性.研究显示,CSGD数据应用于排放清单空间分配可较好地反映排放源空间分布特征,同时由于此类数据存在信息冗杂、近郊区数据缺失等问题,在应用过程中应注意数据清洗及数据种类的选取工作.      

东北地区降水年内分配的不均匀性

利用东北地区93个台站1961-2005年的逐日降水资料,通过降水集中度和降水集中期,讨论了该地区降水的年内分配不均匀分布特征.结果表明,东北地区的降水集中度自东南向西北逐渐递减;集中期具有南北高中问低的变化特点.从长期趋势上看,降水集中度的减小趋势显著,在该地区的东北部和西北部各有一个趋势明显的区域(通过0.05的显著性检验),但集中期的减小趋势不显著,只有2个台站通过显著性检验.年降水量与降水集中度和降水集中期的相关系数表明:东北地区年降水量与降水集中度呈显著的正相关,即年降水量越多(少)的地区,年内降水越集中(均匀);年降水量与降水集中期的关系并不显著.     

"深圳-巴彦浩特"地理样带土地利用与水旱灾害研究

在建立1990-2000年“深圳-巴彦浩特“地理样带水旱灾害数据库的基础上,结合样带1995、2000年两期的土地利用数据,分析了样带水旱灾害的区域差异,及其与样带土地利用时空格局的关系.结果表明,样带水旱灾害呈现较强的南北差异,北方以旱灾为主,南方以水灾为主;土地利用结构对样带水旱灾害有较强的影响,土地利用类型复杂的县市有较高的水旱灾害发生率,而土地利用类型单一的县市则受水旱灾害影响较小.水灾主要出现在样带南部多种土地利用类型混杂的县市,特别是城镇建设用地比例较高的地区,水灾相对更为频繁;旱灾在缺乏灌溉水源且以耕地和草地为主要土地利用类型的区域发生频率较高.     

贵阳市喀斯特地区表层土壤Cd空间分异特征及其影响因素

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律,以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象,采集14 421件表层土壤,综合运用全局Moran''s I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法,揭示土壤Cd含量的空间结构和分布规律,并通过方差分析与地理探测器分析环境因子对土壤Cd含量的影响及其主控因子. 结果表明：①贵阳市喀斯特表层土壤ω（Cd）范围介于0.03~1.36 mg·kg^-1之间,平均值为0.440 mg·kg^-1,分别为贵州省土壤Cd背景值和中国土壤Cd背景值的1.77倍和5.95倍;土壤Cd超标率为30%,是我国土壤Cd超标率（7%）的4.29倍. ②土壤Cd含量存在显著的空间正相关性,全局空间上呈现聚集分布,而局部区域上东北和西南地区表现为热点区,北部为冷点区;土壤Cd含量的块金系数为10.37%,表明土壤Cd主要受结构性因素影响. ③空间分布上,土壤Cd呈现不同的累积趋势,息烽县、修文县、清镇市、花溪区和南明区等区域部分块状土壤ω（Cd）小于0.3 mg·kg^-1;土壤ω（Cd）介于0.3~0.6 mg·kg^-1分布面积最广,白云区、乌当区、观山湖区和云岩区土壤Cd整体上介于这一含量范围;土壤ω（Cd）介于0.6~0.9 mg·kg^-1集中分布于清镇市西南部、花溪区南部以及开阳县北部,而土壤ω（Cd）介于0.9~1.2 mg·kg^-1主要聚集在清镇市西南部;土壤ω（Cd）极值（ > 1.2 mg·kg^-1）多分布于开阳县、修文县、清镇市和花溪区等地区. ④方差分析与地理探测器结果表明,不同环境因子对土壤Cd空间分异影响显著,但对土壤Cd含量的解释力具有差异,其大小依次为：地层（0.176 5） > 土壤类型（0.0260） > 有机质（0.0251） > 海拔（0.0105） > 母岩（0.0073） > 土地利用（0.0064） > pH（0.001 3）,并且地层与任意环境因子的交互作用均最大,因此地层是影响土壤Cd含量空间分异的主要因子.     

长江经济带城市黑臭水体空间分布格局及影响因子

满足人民群众对优美生态环境的需要是建设美丽中国的核心要务,而城市黑臭水体是危害城市居民生产生活和身心健康的重要污染源。该研究以长江经济带城市黑臭水体为研究对象,综合运用GIS技术与地理探测器方法,识别其空间特征及分布规律,探究不同因子对黑臭水体空间格局的影响差异并提出整治建议。研究表明:(1)长江经济带城市黑臭水体空间分布呈凝聚型分布,且空间分异较为明显。核密度表现为多单核中心独立、次级中心带状及零星分布特征。(2)黑臭水体重心位置处在湖北和湖南省中部城市区域,其系统具有明显无标度区,分形特征显著,空间结构复杂性强。(3)不同类型黑臭水体均属正值空间相关性,呈"上游冷、中下游热"的冷热点区差异格局。(4)空间结构的地理探测影响因素在全域范围内贡献力不明显,分区影响因子匹配凸出。工业废水排放量、居民生活用水量、排水管道长度等是显著影响因素。建议应从严守生态规矩、建立黑臭水体治理体制机制、完善识别评定技术标准体系、创新实践整治、丰富理论研究等方面推进城市黑臭水体治理和消除。     

南京市秦淮区昼夜人口空间分布估算与分析

人口时空分布研究对于城市规划管理、土地利用布局优化以及生态资源环境评价具有重要的现实意义。以南京市秦淮区为研究区,选择Google Earth平台提供的2014年空间分辨率为0.27 m的高分辨率遥感影像,结合统计资料和实地调查,根据人们日常活动的时空位移规律,获取“人口-昼夜-土地利用”匹配关系,借助地理信息系统建模和空间分析技术,实现100 m格网单元尺度下的昼夜人口空间分布定量模拟,并从街道和建筑斑块尺度对人口空间化结果进行验证,进而分析昼夜人口空间分布格局。结果表明：(1）利用高分辨率遥感影像目视解译和街景地图等多源数据,可有效克服城市复杂下垫面的土地利用类型和建筑物图斑数据较难获取的困难,提高城市人口估算的空间分辨率;(2）利用土地利用类型和建筑物空间属性信息,能够合理地估算建筑物尺度上的昼夜人口空间分布;（3)由于中心城区建筑物功能布局以及城乡发展差异等诸多因素影响,城市中心城区昼夜人口的空间结构存在显著差异,白天人口分布范围较为广泛且部分区域具有显著的集聚特征,而夜晚人口的高值分布则相对分散,高值集聚区向城区周边推移。 关键词： 昼夜人口;时空分布;遥感;地理信息分析;南京市;秦淮区     

TRMM和GPM卫星降水数据在中国三大流域的降尺度对比研究

以中国三大流域为研究区域,分别针对TRMM 3B43和GPM IMERG降水数据,构建基于归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)数据的地理加权回归(GWR)模型,以2014年夏季(6～8月)数据为例,得到了三大流域1 km分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过气象站点数据对降尺度结果进行验证.研究表明:(1) GPM原始数据整体精度优于TRMM数据,两种数据在黄河流域的精度评价指标优于长江流域与珠江流域;(2)经降尺度计算,两种数据空间分辨率得到了显著提高,且表现出更多降水变化的细节与趋势,但精度指标对原始数据依赖性大,导致提升并不显著;(3)当联合使用NDVI及DEM作为GWR降尺度模型的辅助变量时,两种降尺度结果的差异值在长江流域与珠江流域的高海拔地区中更为显著;(4)黄河流域中,使用不同辅助变量下的降尺度结果在空间分布上总体相似.TRMM数据使用地形作为单独辅助变量的降尺度结果最佳,而GPM数据不同辅助变量下降尺度结果差异并不明显.     

干旱资源与旱型经济

干旱作为一种气候现象，是中国广袤的西北部地区最基本的自然环境特征，并成为那里经济与社会发展的最重要的地理背景因素。在中国与世界，从历史到现代，人们基本上都是从负面角度来认识、评价和处理干旱对经济和社会发展的影响的。干旱被视为中国西北地区发展的一大障碍，一个需要努力克服或缓解的紧迫难题。这既可见之于诸如文学语言“塞外江南”（即温湿气候）之类的理想追求，又可见之于或现已建成、或正在施工、或尚处规划阶段的诸项调水工程。     

榆林地区植被时空分异特征及其影响因素研究

植被作为反映陆地生态系统和气候的重要指标,对研究全球或区域生态环境变化具有重要作用。以地处黄土高原生态脆弱区的榆林市为研究区,基于地理探测器模型,选取坡向、坡度、气温、降水和土壤类型5类自然因子,土地利用类型、人口密度和GDP 3类人文因子,分析榆林地区植被空间分异特征及其驱动力,并揭示了促进植被生长影响因子的最适宜特征。结果表明,（1）研究区2000—2018年植被覆盖趋向改善,NDVI呈现增加趋势,增速为0.11/10a,2008年以后植被增长较为明显;NDVI在2018年中高等级（0.6—0.8）面积比2000年中高等级面积明显增加;中高等级集中于榆林市东部黄土丘陵区,中低等级（0.2—0.4）集中于榆林市西北部的风沙区,植被覆盖呈现东部高西北低的空间分布特征。（2）人口密度和气温因子较好地解释植被NDVI空间分异性,是影响NDVI空间分异性的主要因子,GDP、土地利用类型和坡度是次级影响因子,其他因子对NDVI空间分异存在间接影响;坡向、降水和土壤类型因子与其他自然、人文因素对植被空间分布影响存在显著性差异。（3）自然、人文因子对榆林市NDVI的影响存在交互作用,因子之间的交互...