影像纹理窗口大小对山地阔叶林不同群落有效叶面积指数估测的影响

森林叶面积指数是陆地表面过程和地球系统气候模型的基本参数,更是森林结构的关键参数之一,已广泛应用于辐射、植物光合作用和降雨截流估测等方面。论文以川西南山地阔叶林5种不同群落类型为研究对象,基于地面调查的112个20 m×20 m样地和SPOT 5数据,运用5种图像处理技术,包括光谱反射率、植被指数、影像单波段纹理、简单波段比纹理和主成分纹理,提取相应影像信息,建立多元回归模型估算有效叶面积指数（LAIe）。结果表明：光谱反射率、单波段纹理参数和植被指数对LAIe估测能力相对较低,利用植被指数仅获得实测LAIe约65%的精度（R²=0.65,RMSE=0.28 m²/m²）;更为有效的是运用所有比值处理的纹理特征参数值来估测LAIe,可获得实测LAIe约74%的变异（R² =0.74,RMSE=0.20 m²/m²）;改进最理想的是利用主成分处理建立的回归模型（R²=0.85,RMSE=0.10 m²/m²）。不同群落的LAIe估测,整体上相应地优于研究区结果,其中栲群落决定系数R²更是高达0.89（RMSE=0.07 m²/m²）。对于研究区阔叶林以窗口7×7、9×9比较成功,而各群落以窗口9×9较好。因此比值处理、主成分处理的纹理特征参数引入及高空间分辨率数据的使用,能显著提高LAIe估测精度。     

基于Global-Malmquist-Luenberger指数的沿海地带陆海统筹发展水平测度及区域差异分析

沿海地区是陆海统筹发展的区域载体,基于沿海省市的陆海复合系统进行陆海统筹发展的区域评估对海洋强国建设的理论与实践具有重要意义。论文以陆海复合经济地域系统为前提,将沿海城市形成的区域作为沿海地带,基于各沿海城市的集合作为省级沿海地带进行比较分析,建立包括经济、社会、生态以及环境4个维度指标体系,在考虑“非期望”产出的情况下运用Global-Malmquist-Luenberger（GML）指数测算沿海地带陆海统筹发展水平并进行区域差异分析。结果表明：第一,总体上,沿海地带陆海统筹发展水平全要素生产增长率大多处于无效率状态,且不考虑非期望产出明显高估了全要素生产增长率的增长;时间上,陆域、海洋以及陆海综合GML指数的变动趋于一致,呈平稳的态势;效率分解,陆海统筹发展水平全要素生产率下降明显是由规模效率变动和技术规模变动的下降所影响。第二,沿海地带正经历从“重陆轻海”到逐步实现陆海统筹发展的过程;对沿海地带陆海统筹发展水平空间差异进行分类,浙江、福建及河北属于陆域效率驱动型,环渤海地区（除河北外）、江苏、广西和海南属于海洋效率驱动型,上海和广东属于陆海效率复合型;区域差异形成的原因主要有产业结构差异、海洋产业技术门槛、海洋资源承载力以及政府政策。     

基于SPI的西北地区气候干湿变化

干旱是西北地区乃至全国主要的自然灾害之一。论文应用标准化降水指数(SPI)对西北地区近50 a来不同时段的特旱和重旱发生频次及其空间分布进行了计算分析,结果表明:标准化降水指数(SPI)作为一种干旱重建指标,适用于西北地区,也可以作为气候变化的监测指标;降水量的西增东减趋势与干旱频次的西部和东北减少、东南增加相对应,亦即气候变化在某种程度上缓解了新疆北部和青海西部的干旱,但加重了甘肃东南部和陕西中南部的干旱;与气候变化相对应,全西北地区干旱频次有总体下降的趋势,尽管干旱发生的地域持续在改变。     

基于景观指数的细碎化对耕地利用效率影响研究——以扬州市里下河区域为例

从中观尺度研究细碎化对耕地利用效率影响,探寻遏制细碎化水平降低因素,以为高效农地利用政策制定提供依据。选取景观指数量化耕地细碎化水平,用数据包络分析(DEA)法对耕地利用效率进行评价,最后采用计量经济模型检验细碎化对耕地利用效率影响。结果表明:研究区扬州市里下河区域30个乡镇的耕地利用综合效率、纯技术效率与规模效率的平均值分别是0.949 3、0.972 2和0.977 0,具有一定提升空间;表征细碎化的第一主成分与地块平均面积、地块密度、面积加权形状指数和面积加权分维数的载荷值大于88%,第二主成分与边界密度指数载荷值大于91%;第一主成分对纯技术效率与规模效率的影响弹性是-0.002 7和-0.085 6,第二主成分对纯技术效率与规模效率的影响弹性是-0.001 1和-0.002 4。细碎化对耕地利用规模效率与纯技术效率产生显著负影响,且对规模效率影响大于对纯技术效率影响;应从地块面积、分布与形状等方面来降低细碎化程度以提高耕地生产能力。     

一种新型拓扑分子表征方法的应用研究

采用本实验室新近提出的新型广义相关指数表征41个烃基酚类环境毒物结构并与其活性建立定量构效相关模型.采用逐步回归对变量进行筛选后,运用多元线性回归建模的复相关系数(Rcum)、交互校验的复相关系数(Qcum)和外部样本检验复相关系数(Qext)分别为Rcum=0.967、Qcum=0.931与Qext=0.944,优于文献中的报道值.模型具有良好的稳定性和预测能力,表明此类新型广义相关指数能较好地表征该类分子结构信息,值得进一步推广应用。     

嘉陵江入江河段沉积物重金属污染状况评估

为了解三峡水库175 m蓄水前典型支流沉积物中重金属污染程度及其对水生生物的风险状况,在对嘉陵江入江断面10余年连续监测的基础上,利用地积累指数法对金属污染程度进行了评价,采用对数衰减模型对金属污染产生水生生物毒害的风险进行了评估,使用对数衰减模型进行毒性评估在国内尚属首次.评价结果表明,嘉陵江入江断面沉积物污染程度较轻,对水生生物风险较小,各污染物的污染程度大小排列次序为:Hg＞Zn＞Pb＞Cd＞As＞Cu;各污染物对嘉陵江水生生物构成风险的排列次序为:Hg＞Zn＞Pb＞As＞Cd＞Cu.     

植被覆盖度与沙尘暴形成条件分析

以归一化差值植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）为指标分析了我国1981年到1998年期间植被覆盖变化情况,给出了植被急剧减少产生新沙源的实例。通过对1998年4月强沙尘暴的分析,指出影响沙尘暴产生和运移的因素除了地形、风速、风向、大气稳定度外,当地植被覆盖和土壤因素也是关键因素之一。并通过对植被覆盖度（NDVI）与浮尘指数（Aerosol Index）进行定量分析,发现二者之间存在明显的负相关关系,表明植被的存在可以从一定程度上抑制浮尘现象的产生。因此,在沙尘运移路径上,采取封山封荒,植树种草,增加植被覆盖度以固结当地土壤和泥沙的措施,可以在一定程度上抑制沙尘暴灾害的发生。     

生活垃圾填埋场地下水污染风险分级方法研究

在综合分析国内外不同行业、不同领域风险分级方法的基础上,初步建立了一种生活垃圾填埋场地下水污染风险分级方法。该方法利用由美国环保局（USEPA）开发的多介质、多路径、多受体风险评价模型（3MRA）中用于描述污染物在地下水迁移的EPACMTP模型和风险评估模型计算生活垃圾填埋场地下水污染风险指数I,利用地下水含水层脆弱性模型（DRASTIC模型）计算地下水含水层脆弱性指数DRASTIC。并以I和DRASTIC为风险分级指标,以MATLAB聚类分析为方法,对生活垃圾填埋场地下水污染风险进行分级。以北京市22个生活垃圾填埋场为例,利用建立的风险分级方法,可将这22个填埋场地下水污染风险从高到低分为4级,并且大部分填埋场属于风险级别较低的3、4级。表明该风险分级方法可行、有效,在一定程度上可以为生活垃圾填埋场地下水污染的风险管理提供依据。     

西藏生态整体性水平测度

为了探讨资源-环境双重约束下地处我国生态环境脆弱区的西藏的生态整体性特征,利用生态环境质量指数和生态现代化指数（EMI）对地处我国西南边陲的西藏地区的生态现代化水平进行了分析。结果表明：全球生态现代化水平在区域之间存在比较明显的空间分异。2004年西藏生态现代化指数为50,在全国排名为3位,较2000年的排名16位有了明显的提高。生态进步指数、经济生态化指数好于其他4个少数民族地区,但社会生态化指数落后于其他4个少数民族地区,人均SO2排放与新疆、广西相同,但高于内蒙古和宁夏;1980—2007年西藏现代化程度虽然有所提升,但远低于世界平均水平和中等发达国家以及我国平均水平和其他4个少数民族地区;1996—2007年西藏区域环境水平呈＂W＂型变动态势。资源转化率和水污染指数呈＂N＂型不稳定变动,生态保护指数和环境治理指数呈剧烈变动,生态脆弱性和环境支持系统的不稳定性没有明显改观。因此,西藏应立足地缘和资源优势,充分考虑西藏生态地域、生态系统服务功能、生态资产、生态敏感性以及人类活动对生态环境胁迫等要素的综合影响,依据青藏高原高寒生态大区和高寒草甸生态区、青藏高原高山草原、高寒草甸生态地区生态区划,发展人工设计生态方案的生态重建途径。建立严格的生态补偿制度,逐步提升生态现代化水平。     

长江口浮游植物分布情况及与径流关系的初步探讨

利用2004—2008年5月（春季）和8月（夏季）共10个季度月航次调查资料,结合同时期长江口径流量的数据,研究了长江口海域浮游植物的分布特征、及其受长江径流影响的关系。分布情况的结果显示：同一年中,夏季调查航次鉴定的浮游植物种类数明显多于春季的种类数;浮游植物数量的基本趋势逐年增加,其中2008年调查航次的浮游植物数量急剧暴发;同时生物多样性指数呈逐年下降趋势,海域水质污染程度日趋严重。对浮游植物与长江口径流量的关系分析得到：拟合长江口5、8月平均径流量与对应调查航次的浮游植物数量呈正相关的幂函数关系,径流量与浮游植物多样度呈负相关的指数函数关系,径流量与浮游植物优势种数量百分比呈正相关的幂函数关系,关系都明显显著。其中长江口径流量的输入对优势种尤其是近岸低盐性的中肋骨条藻（Skeletonema costatum）分布有着决定性的影响;长江径流把大量的N、P等无机营养物质携带入海,导致长江口水域严重富营养化,造成长江口海域的局部区域频发赤潮。