建国以来南京城市扩展研究

论文以南京市为研究区,以1949、1976年航空影像,1988-2003年陆地卫星(MSS、TM、ETM+等传感器)遥感影像为数据源,利用遥感信息提取技术,获取南京市城市扩展信息。结合南京市经济社会数据,从扩展强度、人口-城市扩展指数、分形维数、扩展方向等方面分析了南京市城市扩展的时空变化特征,并从自然、经济、社会等方面探讨南京城市扩展的驱动力。研究结果表明:①1949-2003年南京城市规模扩展了10.15倍,城市扩展表现为3个阶段:1949-1976年为第一阶段,城市扩展表现为低强度的准圈层式外延;1976-1988年为第二阶段,城市扩展强度有所提高,圈层外延与跳跃式发展并存;第3阶段为1988-2003年,扩展强度达到18.79%,跳跃式发展和连接式发展表现突出;②城市扩展呈现沿轴线扩展的特征,扩展轴沿长江向东北-西南方向延伸,城市重心向北部振荡后向东南方向转移;③南京城市扩展在城区和郊区分别表现为紧密扩展和稀疏扩展,1949年以来,南京城市空间形态日趋复杂,但自进入21世纪后,城市空间形态趋于稳定,表明南京城市扩展存在由无序向有序发展的趋势;④城市扩展是多种因素综合作用的结果,在不同的扩展阶段,不同的因素组合占主导。总体上看,经济发展是城市规模扩展的主导因素,城市空间格局、空间形态的变化更多地受政策因素的影响。交通等基础设施的建设拉大了城市框架,行政区划调整为城市扩展提供了空间,城市总体规划为城市扩展提供了空间导向。     

人工湿地基质中酶活性和细菌生理群的时空动态特征

对复合垂直流人工湿地基质中6种酶酶活性和5种细菌生理类群数量进行了测定.结果表明各种酶酶活性在不同月份存在显著差异(p<0.05):纤维素酶、蛋白酶和磷酸酶在6月、9月和12月时都表现出较高的酶活性,并且都显著地高于3月的酶活性;β-葡萄糖苷酶在6月时酶活性显著地高于其它月;而脲酶活性在9月和12月时极显著地高于3月和6月(p<0.01);脱氢酶酶活性在6月和12月时明显高于3月和9月.相比较而言,6种酶酶活性的空间特征较为一致,下行流池酶活性显著高于上行流池活性(p<0.05),并且随着基质层深度的增加,酶活性亦相对递减.细菌生理类群数量在6月和9月达到高峰,并且所反映出来的空间规律与酶活性有一致性.     

一种异养生物膜(heterogeneous biofilms)活细胞生物量的空间变化

根据文献数据研究了一种正常发育的异养生物膜中活细胞生物量的空间变化特征,运用双自然对数相关分析和分形几何学分析方法发现：异养生物膜中活细胞生物量与生物膜的表面积或面积之间具有显著的双自然对数正相关关系;活细胞生物量在空间上呈现异速生长特性和分形几何学生长特征;活细胞生物量的分维值（D）指示了活细胞生物量在生物膜中空间分布的非均匀程度,并因随生物膜发育阶段变化而能够指示生物膜系统的发育演化进程,将生物膜活细胞生物量和分形几何学结合起来,提供了一种相对目前流行的像素分析法更为简便的认识生物膜空间结构及其变化的新方法。     

三江平原湿地沉积有机碳密度和碳储量变异分析

论文研究了东北三江平原3类典型湿地共16个沉积物剖面有机碳的分布特征。结果表明,沼泽化草甸、腐殖质沼泽和泥炭沼泽的储碳层厚度分别为11～29、18～58和70～130cm;其有机碳含量(单个剖面平均)分别为29～75、124～348和187～389g/kg(干物质计);有机碳密度(单个剖面平均)分别为31～48、35～59和49～94kg/m³。3类湿地淀积层的有机碳含量和密度都很低且较稳定。由于有机碳含量的差异,不仅3类湿地之间而且同一类型湿地的不同剖面间有机碳密度的差异也十分明显。储碳层厚度及有机碳密度的空间变异性是导致湿地有机碳储量估算不确定性的主要原因。根据研究结果估算,沼泽化草甸、腐殖质沼泽和泥炭沼泽储碳层单位面积碳储量分别约为8×10³、18×10³和72×10³t/km²,其变异系数分别约为40%、49%和34%;“储碳层+1m淀积层”的单位面积碳储量分别约为17×10³、27×10³和83×10³t/km²,其变异系数分别约为16%、39%和27%。表明以“储碳层+1m淀积层”深度来估算碳储量能较合理地反映湿地沉积物有机碳的蓄积特征。结果还表明,以1m作为统计深度将在很大程度上低估湿地的碳储量。     

东北商品粮基地粮食生产的区域分异

论文以商品粮基地县为研究单元,运用数理统计和GIS空间分析结合的方法,揭示东北商品粮基地县粮食总产的区域差异。研究结果表明:①粮食总产低于平均水平的商品粮基地县占多数,高于平均水平的基地数量仅占36.36%,但粮食产量占全部基地县粮食总产量的64.74%;②粮食生产基本上形成了以玉米、大豆、水稻为主的生产能力格局,粮食总产的区域差异小于分品种粮食作物内部的区域差异;③从省域尺度看,粮食总产高于平均水平的基地县84.6%分布在黑龙江和吉林两省,粮食生产布局的区域化、专业化趋势明显,大宗粮食作物进一步向产粮大县集中;④从区域尺度看,粮食总产的空间格局高低交错,集中在以松嫩平原中部黑土区、辽河平原和三江平原为重心的平原地区,有由中部平原地区向周边递减的趋势。回归分析表明,播种面积的区域差异是导致商品粮基地县粮食总产区域分异的主要原因,农业现代化水平对其具有重要影响。应加强商品粮基地建设,加大中低产田的改造力度,走以提高粮食单产来提高粮食综合生产能力的内涵式发展道路。     

20世纪下半叶上海市居住用地扩展模式、强度及空间分异特征

基于多时相土地利用图与遥感影像资料,建立空间研究网格,通过土地利用扩展强度指数的空间分析,对1947～2002年上海市建成区居住用地扩展模式、强度及空间分异特征进行了研究。结果表明:①上海市建成区居住用地空间扩展并不是持续增长的,其扩展强度与速度均从建国初期开始减小,在1964～1979年期间达到最低值后又逐渐增大,总体上表现为先降后升的发展变化;②居住用地扩展模式随时间发生较大变化,由建国初期以核心建成区为主的渐进式扩展(1947～1964年)转变为跳跃式扩展(1964～1988年),到近些年又发展成兼具渐进扩展与跳跃扩展特征的混合扩展模式(1988～2002年),城市用地功能由简单趋于复杂和多元化;③不同时期居住用地扩展过程差异较大,其行为特征受国家宏观政策及社会经济发展等因素的影响,可以为复杂的城市扩展动力机制研究提供更多素材。     

旅游景区(点)系统空间结构随机聚集分形研究——以南京市旅游景区(点)系统为例

根据旅游景区(点)系统自组织演化的特征,以南京市旅游景区(点)系统为例,采用随机聚集分形的方法对其空间结构进行了研究。认为景区(点)系统的演化类似于有限扩散集团凝聚模型,得出景区(点)系统空间结构是分形的,具有比较明显的随机聚集分形结构,在不同的地理区域上表现为不同的系统演化时段,空间结构上的向心性作用也有强弱之分,从系统的聚集中心向四周是景点密度衰减的。指出随机聚集维数的测算与分析是景区(点)系统空间结构自组织优化趋势的判据,同时提供了优化的途径。     

三江源地区土壤保持功能空间分析及其价值评估

在地理信息系统的支持下,利用已有的资料,将三江源地区划分为1km×1km的栅格,并以栅格为单元对其生态系统土壤保持功能进行分析和计算.运用通用土壤流失方程研究了该地区生态系统土壤侵蚀量和土壤保持量及其空间分布,并利用市场价值法、机会成本法和影子工程法评估了土壤保持功能的价值.研究表明,三江源地区生态系统土壤保持总量为1.04×109t/a,其价值总计为1.25×109元/a.其中保持土壤养分的经济价值为1.10×10⁹元/a,减少废弃土地的经济价值为1.64×10⁷元/a,减少泥沙淤积的经济价值为1.34×10⁸元/a.     

爱尔兰海岸夏季空气颗粒物水溶性离子粒径分布研究

研究了爱尔兰西海岸国际海洋大气研究站夏季（2002年8月12～22日）大西洋气团颗粒物中水溶性无机离子的含量与其粒径关系.海盐成分（Cl^-、SO4^2-、Na^＋、Ca2＋、Mg^2＋、K^＋）含量在粗颗粒物中随粒径呈双峰分布（0.8～30 μm）,但Ca^2＋和K＋受陆域源影响,在亚微米颗粒区间出现另一分布峰（0.1～0.8 μm）.二次颗粒物成分在所有颗粒物中均有检出;NO^3-呈广域宽带分布,其中大部分出现在海盐主峰区（0.8～8 μm,存在Dp 1.4 μm和Dp 4.4 μm两种模态）;nss-SO4^2-（非海盐硫酸根）和NH^4＋呈相关三峰分布（Dp 0.44 μm、Dp 1.4 μm和Dp 4.4 μm）,CH3SO3-也呈相似三峰分布（Dp 0.44 μm、Dp 1.4 μm和Dp 8 μm）,三者在亚微米颗粒区间同位出现主峰.二次颗粒物成分Dp 1.4 μm模态在海岸空气颗粒物研究文献中尚少见报道.讨论了亚微米区间二次颗粒物盐类的化学形态.TSP中nss-SO4^2-、NO^3-、NH^4＋和CH3SO^3-的日均浓度分别为0.279、0.171、0.158和0.041 μg/m^3.     

CO_2驱油开采区生态监测的空间信息图谱方法

提出了一套针对CO2驱油开采区生态监测的空间信息图谱方法。在分析生态监测任务的基础上,给出了图谱数据组织模型和生态监测方法。山东某油田生态监测实例项目应用结果表明,此方法能够有效组织数据并从中发掘生态信息,长期连续监测可以实现CO2逸散风险诊断和生态影响评估的目的。