中国水旱灾害危险性的时空格局研究

水灾与旱灾之间,不论在形成的原因上或是在治理措施上,都存在着相当密切的关系。受季风气候影响,中国的洪水和干旱灾害同时并存,近年来我国遭受极端水旱灾害事件的次数比以往增加很多。基于县域统计单元的水旱灾害信息,以总时段（1949—2005年）、分时段（1956—1965年,1996—2005年）、分季度和分月份4种时间尺度来划分,选取2359个县域单元上的灾害频数作为衡量水旱灾害危险性的指标,主要从危险性整体转移、高危险区转移、转移的形成因素以及高危险区的防灾减灾对策几个角度,探讨了中国水灾、旱灾以及水旱综合灾害的危险性时空分异规律。研究表明：近57年来,中国水旱灾害危险性的整体格局呈现东西分异,东部远远高于西部,这是气候一地貌一人类活动相互作用的产物。1956—1965年,我国水旱灾害危险性格局的东西分异明显;1996—2005年,水旱灾害危险性格局不变,高值区域明显增大,向东北、西北、南方扩展。水旱灾害危险性格局的季节变化显著,整体呈现夏季水旱灾害危险性高,春季次之,秋冬季危险性低的状况;月际变化与降水带的推移和承灾体的月际变化相似,7月水旱灾害危险性达到峰值。上述研究结果可为水旱灾害风险区划以及水旱灾害高危险区的减灾战略规划提供科学依据。     

单体滑坡灾害风险预测

以重庆市万州区农机技校滑坡为例,讨论了单体滑坡灾害的风险预测方法。提出采用Monte-Carlo方法预测滑坡发生的概率,利用能量守恒原理和谢德格尔公式推算滑程;结合滑坡裂缝的展布方位,预测出滑坡灾害发生后的影响范围;根据承灾体自身特点和相对于滑坡所处的位置,确定出滑坡灾害影响范围内承灾体的易损性;利用GIS对空间数据的图形叠加功能,将滑坡危险性和灾害易损性叠加,并在考虑库区水位动态变化的基础上,动态预测滑坡灾害导致的经济损失,定量预测滑坡灾害风险大小。结果表明,该滑坡在坝前145m水位和50年一遇暴雨工况下可能的经济损失值最大为10260万元;而在滑坡危险性最大的工况下,滑坡灾害风险不一定最大。所得结果可为滑坡灾害防治工程或土地规划立项提供依据,使政府决策部门在防灾减灾工作中更有针对性。     

1960年代以来西北地区暴雨气候变化特征

为了揭示西北地区暴雨的时空演变特征,利用该地区109个站44年（1961—2004年）的日降水资料,采用小波分析等方法研究了该地区暴雨的气候变化。研究指出,西北地区平均每年有40站次的暴雨;暴雨频次最少的地方在中西部,最多的地方在东部;4—11月都可能出现暴雨,其中6—9月占93．1％。暴雨开始和结束的时间年际差异较大,最早可发生在4月初,最迟到7月中旬发生;最早8月初结束,最迟11月中旬结束。区域性暴雨平均每年发生4．7场次,主要发生在6—9月;第一场区域性暴雨平均日期为7月2日,最早出现在4月初,最迟在9月下旬;最后一场区域性暴雨平均日期为8月31日,最早结束于6月中旬,最迟结束于10月中旬。     

新疆大气颗粒物的时空分布特征

基于2015年新疆12个城市的PM_(10)和PM_(2.5)地面监测数据,并结合同期气象观测数据,分析了新疆PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的时空分布特征及其与气象要素的关联性。结果表明:新疆大气颗粒物年均质量浓度呈现南高北低特征,南疆各城市的年均PM_(10)质量浓度为150～262μg/m~3,年均PM_(2.5)质量浓度为50～118μg/m~3。北疆各城市的质量浓度相对较低,年均PM_(10)质量浓度为28～139μg/m~3,年均PM_(2.5)质量浓度为13～74μg/m~3。从时间变化来看,在春季和夏季,新疆以粗颗粒物污染为主,冬季以细颗粒物污染为主。此外,在南疆各城市3月PM_(10)质量浓度突然大幅升高与相对湿度明显下降、风速增大直接相关,沙尘天气是导致该区域春季高PM_(10)质量浓度的重要原因。     

基于时空回归克里格和AOD数据的PM2.5时空插值

基于京津冀地区2016年PM_(2.5)浓度监测数据和MOD04的10 km分辨率气溶胶数据,结合时空位置,建立PM_(2.5)回归模型,使用时空回归克里格方法对京津冀地区进行PM_(2.5)时空插值,对比研究时空回归克里格与只使用监测站数据的普通时空克里格方法的时空插值结果。结果表明,两种方法的插值结果时空趋势相同,京津冀地区东南部PM_(2.5)浓度较高,夏秋两季浓度低于春冬两季;时空回归克里格插值结果的均方根误差为26.1,时空克里格插值结果均方根误差为28.3,即兼顾时空趋势并结合气溶胶数据的时空回归克里格插值精度提高了约8%。     

广东省“十二五”生态环境时空变化趋势及影响因素

基于2011—2015年Landsat7、Landsat8等卫星遥感影像,结合土壤侵蚀面积、水资源量、降雨量、污染物排放量等统计数据,按照《生态环境状况评价技术规范》(HJ 192—2015),研究评价广东省"十二五"期间生态环境状况及其时空变化趋势,并对其影响因素进行综合分析。结果表明,广东省的生态环境状况总体为优,各市生态环境状况均属优、良,粤北生态环境状况整体最好;广东省及各市生态环境状况稳中趋好,但呈现温和地波动变化;主要污染物排放量下降和水资源总量提高是促进生态环境状况改善的主要原因。     

赤水河流域土地利用结构对氮素输出的影响

以赤水河流域为研究对象,根据Landsat8 OLI卫星影像获取流域土地利用现状,利用ArcGIS的水文、空间分析模块提取22个子流域,分析子流域不同形态氮(TN、NO_3~--N、NH_4~+-N)的输出特征及其与土地利用结构之间的关系。结果表明:赤水河各子流域TN、NO_3~--N、NH_4~+-N浓度范围分别为1. 27～4. 13、1. 14～3. 97、0. 01～0. 35 mg/L。TN和NO_3~--N与流域内耕地、灌草的相关系数分别为0. 663 (p 0. 01)、0. 538 (p 0. 05)和0. 631(p0. 01)、0. 530(p0. 05),TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与流域内耕地、灌草浓度表现为显著正相关,流域内耕地、灌草对TN、NO_3~--N输出均表现为显著的"氮源"作用。NH_4~+-N的相关系数为-0. 558(p 0. 01),耕地对NH_4~+-N输出起显著"氮汇"作用。TN、 NO_3~--N与林地的相关系数为-0. 673 (p 0. 01)、-0. 652(p0. 01),林地对TN、NO_3~--N输出起到了显著的"氮汇"作用。NH_4~+-N与林地的相关系数为0. 435(p0. 05),林地对NH_4~+-N的输出起"氮源"作用。各子流域的分析结果表明,流域受土地利用结构带来的面源污染影响显著。     

长江经济带生态—经济—社会系统协调发展时空分异及驱动机制

推动生态—经济—社会(EES)系统协调发展是长江经济带发展战略的核心需求,通过构建EES系统协调评价指标体系,运用协调发展、ESDA和面板数据模型,测度分析了2000～2016年长江经济带地级以上行政单元EES系统协调发展的时空分异特征及驱动机制。结果表明:(1)EES系统协调发展呈上升趋势且区域差异逐渐缩小,但整体发展水平较低,中度失调型占据发展类型主体,空间上形成"东北高、西南低"的发展格局,高协调区位于长三角及中西部省会等核心城市;(2)EES系统协调发展呈"等级化"特征,协调度由高到低呈"金字塔"型分布,呈"集群化"特征,城市群内城市协调度整体较高;协调度区域差异特征显著,下游优于中上游,沿江城市优于非沿江城市;(3)EES系统协调发展呈现较强的正向空间自相关,热点区域H-H型集中,冷点区域L-L型较多,局域关联与冷热点空间格局总体表现出沿海优于内陆、下游优于中上游的分异特征;(4)EES系统协调发展时空格局是EES子系统发展、自然区位、战略与政策、空间邻近效应等因素综合驱动形成的结果。     

秦巴山区降雨侵蚀力时空变化特征

降雨侵蚀力时空变化特征的研究对区域土壤侵蚀风险评估及水土保持规划具有重要的意义。利用秦巴山区及周边地区共63个气象站1961~2016年的逐日降雨量数据计算各站的降雨侵蚀力,借助Kriging空间插值法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验等方法分析了秦巴山区降雨侵蚀力的时空变化特征。结果表明：秦巴山区年均降雨侵蚀力为3 696 MJ·mm/(hm²·h·a),年内变化呈单峰型,7月最大,占全年的26.6%;四季中,夏季最大,冬季最小。代际间,20世纪80年代的降雨侵蚀力最大,90年代最小。年际间,年降雨侵蚀力存在明显的阶段性,但未表现出显著的趋势性和突变性特征。秦巴山区多年平均降雨侵蚀力呈南高北低的分布格局,不同地区年均降雨侵蚀力变化于787~8 858 MJ·mm/(hm²·h·a)之间;整体而言,年降雨侵蚀力随纬度增加而减小,随海拔升高而减小。     

山地丘陵区城市化进程中裸地的时空转化及改造利用的分类研究

针对近年来快速城镇化进程导致城市周边裸地显著增长但对其改造利用率低的问题,以山地丘陵型城市四川省绵阳市为例,采用1999~2017年4期Landsat TM/OLI遥感影像提取研究区包括裸地在内的土地利用/土地覆被变化信息,重点分析了城市化进程中裸地的时空分布及土地转移特征,并以2017年裸地为例探讨了裸地改造利用的分类分区方法。主要结论有： （1）1999~2017年,裸地在研究区最高约占6.34%（2011年）,最低3.91%（1999年）,年均增长率1.64%,低于同期城市不渗水面的年均增长率9.74%。空间上,裸地主要分布在460~500 m的高程范围和坡度8°以下,沿城乡过渡带、城市开发区以及新修道路两边是裸地主要分布区。（2）1999~2017年,约61.35%的裸地由耕地转化而来,23.58%来源于林地,同期又有51.88%裸地转换为耕地,24.79%转换为城市不渗水面。（3）综合裸地所处区位、地形、景观格局等因素后将2017年裸地划为社区利用型、城市绿化型、城市基础和公共服务设施建设型、都市农业型以及生态修复型5大类改造利用型,以期为研究区城市化进程中的裸地改造利用提供参考依据。