Spatial distribution of aerosol pollution based on MODIS data over Beijing, China

With the help of regression analysis,the relationships were detected between aerosol's contribution to apparent reflectance(ACR) derived from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)on board Terra and hourly PM_(10)mass concentration measured at 30 ground-based locations in Beijing for the August of 2003 and 2004.It was shown that there was a good correlation between the ACR and PM_(10)(linear correlation coefficient,R=0.56).On the basis of this relationship,spatial distribution and possible sources of PM_(10)derived from MODIS were analyzed and two frequently heavily-polluted regions were found,namely downtown of the city and the district near Xishan Mountain.These two regions coincidently are also urban heat island centers.The foundings of this paper will be greatly useful for environmental monitoring and urban planning for Beijing,especially for the 2008 Olympic game to be held in Beijing.     

中国雾霾空间分布特征及影响因素分析

近年来我国雾霾天气频发,以PM_(10)和PM_(2.5)为核心的大气污染物对人体健康和大气环境质量造成了严重威胁,已经成为当前不容忽视且亟需解决的重大民生问题和环境问题,深入分析雾霾污染的形成原因和影响因素对于科学制定切实有效的治霾政策具有重要的现实意义。本文基于我国288个地级以上城市2015年1月—2017年2月的月均空气质量AQI数据,首先采用空间统计方法对雾霾污染空间分布的季节特征进行可视化描述,其次通过空间自相关指数对雾霾污染的空间集聚特征进行了实证检验,最后在此基础上建立空间计量模型对影响雾霾污染的社会经济因素进行了经验识别。结果表明:(1)我国雾霾污染的季节性特征明显,夏季空气质量状况最好,春季和秋季次之,冬季污染最严重且波及范围广,其中河北南部、河南北部、山西南部和陕西关中地区是污染重灾区,季均空气质量均为中度污染以上。(2)雾霾污染存在显著的空间正相关特征,我国东部沿海地区表现为显著的低低集聚,华北平原及周边地区呈现显著的高高集聚特征。(3)空间回归结果显示,我国雾霾污染与经济增长的关系在一定程度上与EKC曲线假说相符,其中二产畸高的产业结构、民用汽车保有量的增多和省会城市均对雾霾污染有显著的正向促进作用,但人口密度和绿化水平对雾霾污染的影响并不显著。因此,治霾政策应坚持城市内部以促进产业结构转型升级、鼓励使用新能源汽车和共享单车、疏散省会城市的职能为主,城市外部应以区域联防联控为主,从而达到缓解和改善大气环境的目的。     

西藏"一江两河"地区人口空间分布的动态演变

人口分布的空间演变是人口发展过程中在时间和空间上的表现形式,人口的集聚与扩散是诠释区域人口空间分布格局与形态的重要方面.对其研究有助于揭示人口分布现状的本质、理解区域空间结构特征及演变趋势.本研究运用局部空间自相关方法,并结合GIS技术,以县域为基本单元,人口密度为衡量指标,对西藏"一江两河"地区1990-2008年间人口分布空间格局的演变进行了分析.分析结果表明,"一江两河"地区各县市(区)人口总量和密度均有明显增长,人口分布总体上呈现出不断集中的态势.局部自相关分析揭示"一江两河"地区开始显现以拉萨市和日喀则市为中心的两个显著的人口高密度区,显示出该区域人口分布的多中心空间结构特征.对以拉萨市、日喀则市和乃东县为中心的区域密度函数进行拟合.多中心区域密度函数的估计结果显示,"一江两河"地区空间发展正逐步由20世纪90年代单中心(拉萨市城关区)阶段,向目前的多中心向心集聚阶段转变,除拉萨市城关区外,日喀则市和乃东县集聚能力开始显现.     

用“条件”水分平衡法分析湖北省干旱的时空分布规律

从“条件”水分平衡角度和农业生产实际情况出发，提出了一个综合考虑水分盈亏和同期作物需水量的干旱指标，并用此指标分析了湖北省１９６１－１９９０年３０年来的主要干旱类型的时空分布规律及对农业生产的影响。     

三峡库区森林植被恢复与可持续经营研究

系统的野外调查数据和历史资料分析结果表明,三峡库区森林植被在空间上发展不均匀,无明显垂直分带,且分布分散,人为干扰严重。目前,在70多个植被类型中,森林类型占25个,江岸两侧海拔800 m以下地区森林已经很少。森林类型中,马尾松、柏木林的分布面积最大,并在许多疏林中成为主要树种,主要是飞播或人工种植。库区大于25°的坡耕地占耕地面积的17.5％。库区薪炭林仅能满足农村用能总需求量的10.78％。不合理的土地利用方式和对森林的不合理砍伐导致脆弱的土壤系统和森林生态系统的严重退化、生产力下降和严重的水土流失。库区土壤年侵蚀量达到2.9亿t。三峡工程建设和移民安置对库区森林生态系统的压力和影响将是长期的。调查结果同时表明,库区植物生物多样性丰富,植物种类在5 032种以上,而且乡土树种多。分析认为,只要抓住三峡工程建设的契机,紧密结合国家天然林保护和退耕还林工程建设,充分利用良好的生物学基础,科学地封山育林,分带逐步恢复,同时,因地制宜,退耕还林,发展森林能源,建设多目标复合和多种模式并存的林业经营体系,发展经济,就能从根本上改善森林经营环境,实现森林恢复,形成合理布局的水库森林防护系统,促进三峡库区生态环境建设和可持续发展。     

湖北宣恩七姊妹山天师栗(Aesculus wilsonii)群落特征

天师栗（Aesculus wilsonii）是我国特有的珍稀树种,其天然分布比较零散,极少有大面积的自然群落存在。对湖北宣恩七姊妹山天然分布的天师栗群落采用相邻格子法进行调查,研究了群落的物种多样性、空间格局、群落结构和种群径级结构等群落特征。结果表明：（1）天师栗是群落的主要优势树种,其重要值为22.7,远大于重要值排在第二位的红枝柴（重要值为13.7）,且在群落中呈聚集分布类型;（2）群落物种比较丰富,相对于灌木层和草本层,乔木层丰富度指数和均匀度指数较低,优势度指数较高,说明乔木层物种没有灌木层和草本层多,且分布不均匀,但优势种作用显著,成层现象明显;（3）群落的年龄〖JP2〗结构显示,该群落虽然目前处于稳定阶段,但群落中5个优势种群的幼年个体补充都严重不足,潜在的影响群落以后的生存和发展。应采取保护措施,促进群落的自然演替.     

四湖流域水环境污染现状空间分布和污染源分析

四湖流域水环境恶化已影响到当地生产和群众生活,亟待对四湖流域的水环境污染现状进行调查与评估。于2010年春季在四湖流域的主要湖泊以及四湖总干渠进行了水质现场监测和水样采集,共采集了84个样点,每个样点测定了12项水质指标,并对测定结果中四湖流域总氮、总磷、高锰酸钾指数等水质指标的空间分布进行了分析。分析结果表明:四湖流域的两个主要湖泊,长湖和洪湖均受到不同程度的污染,长湖为重度污染,洪湖为轻度污染,从长湖流入总干渠中的水质多为中性或略偏碱性,总磷、总氮含量超标几倍到几十倍,在靠近长湖的总干渠上游段为重度污染,靠近洪湖的总干渠下游段为轻度污染。各水质指标浓度总体趋势上,长湖的要大于总干渠,总干渠的大于西干渠,西干渠的大于洪湖。     

鄱阳湖湿地植物生态系统结构及湖水位对其影响研究

通过对鄱阳湖水文过程和湖盆地形特点的分析,利用3S技术对鄱阳湖湿地进行了分类,研究了各种类型湿地植物生态系统的生境、主要植物群落结构和分布规律。结果表明,鄱阳湖湿地植物生态系统结构复杂,生物多样性极其丰富。湿地植物是以根茎为主要繁殖器官的克隆繁殖植物,以集群分布为主要特点。在宏观尺度上受地形高程、湖水位和洲滩出露时间制约,不同植物群落沿水分梯度分布;在景观尺度上受到土壤含水量、地下水埋深和土壤结构影响,形成水平镶嵌结构;微观尺度上还与微地形和土壤养分密切相关,部分区域表现为复合体结构。湿地植被对水分梯度的敏感性,导致湿地植物生态系统的易变性和脆弱性。近年来,鄱阳湖水位过低且持续时间长,使生态系统遭受一定损害。     

城市工业COD总量优化分配研究

总量控制是控制污染源发展趋势、改善环境质量、实现经济社会可持续发展的重要途径,如何在适度公平的基础上寻求环境、经济、技术、资源等整体最优是环境科学领域的研究课题。本文以工业城市苏州市为例,研究其工业化学需氧量的排放特征,以基尼系数法分行业对其工业化学需氧量排放量的公平性进行评价,并将总量控制与资源、社会和经济相联系,以行业经济效益最大化和增加治理投资费用最小化为目标,利用多目标行业总量优化分配模型对苏州市的工业化学需氧量排放总量进行优化分配。研究结果表明,纺织业、化学原料及化学制品制造业、能源和水的生产与供应业、造纸及木材加工、医药制造业等行业是苏州市的化学需氧量重点排放行业,经优化分配后,COD排放总量削减了10%,新鲜用水量减少了41.81%,行业年总产值增幅达到214.69%,资源和水环境容量在满足一定的经济增长速度的条件下实现优化配置,总量控制制度在市场经济体制下发挥出尽可能大的环境效益和经济效益。     

Impacts of Changes in Precipitation Amount and Distribution on Water Resources Studied Using a Model Rainwater Harvesting System

Water supply reliability is expected to be affected by both precipitation amount and distribution changes under recent and future climate change. We compare historical (1951‐2010) changes in annual‐mean and annual‐maximum daily precipitation in the global set of station observations from Global Historical Climatology Network and climate models from the Inter‐Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISI‐MIP), and develop the study to 2011‐2099 for model projections under high radiative forcing scenario (RCP8.5). We develop a simple rainwater harvesting system (RWHS) model and drive it with observational and modeled precipitation. We study the changes in mean and maximum precipitation along with changes in the reliability of the model RWHS as tools to assess the impact of changes in precipitation amount and distribution on reliability of precipitation‐fed water supplies. Results show faster increase in observed maximum precipitation (10.14% per K global warming) than mean precipitation (7.64% per K), and increased reliability of the model RWHS driven by observed precipitation by an average of 0.2% per decade. The ISI‐MIP models show even faster increase in maximum precipitation compared to mean precipitation. However, they imply decreases in mean reliability, for an average 0.15% per decade. Compared to observations, climate models underestimate the increasing trends in mean and maximum precipitation and show the opposite direction of change in reliability of a model water supply system.