基于卫星和地面监测的河西走廊O3浓度时空分布及潜在源区分析

基于2005~2020年OMI遥感卫星O₃柱浓度数据,结合河西走廊地区10个国控点环境自动监测站大气污染物数据和全球资料同化系统（GDAS）气象资料,利用克里金插值法、相关性分析和后向轨迹（HYSPLIT）模型,探讨河西走廊近地面O₃时空分布特征、气象因素、传输路径和潜在来源.结果表明：①从时间变化来看,O₃柱浓度在2005~2010年和2014~2020年呈上升趋势,2010~2014年呈下降趋势,2010年和2014年分别达到最大值和最小值,分别为332.31 DU和301.00 DU,季节变化表现为春季和冬季明显大于夏季和秋季.②在空间分布上,O₃柱浓度大体呈现由西南向东北递增的纬向带状分布特征,高值区主要分布在地势低平的城市区域,中值区呈纬向带状与祁连山山麓走向基本一致.③气象条件分析发现,温度、风速和日照时数与O₃呈现正相关,相对湿度与O₃呈现负相关.④通过对武威市模拟受点气流输送轨迹发现,O₃输送路径方向较为单一,各季节的主导气流均以西部和西北部为主,所占比例分别为71.62%、66.85%、61.22%和77.78%;O₃潜在贡献源区存在一定的季节差异：春季、夏季和秋季的O₃潜在源高值区域均分布于白银市和兰州市等地,为东南风源,冬季高值区分布于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间,为北风源.     

内蒙古典型湖泊水环境特征及水质评价

内蒙古高原湖泊位于我国北疆的生态脆弱区,在调节区域气候、生态环境和维系生物多样性等重要生态功能中发挥着十分重要的作用.由于自然因素以及人为因素的双重影响,内蒙古湖泊水环境面临着挑战.为明确内蒙古湖泊整体的水质情况,基于2019年秋季（10~11月）与2021年夏季（7~8月）内蒙古典型湖泊的水质数据,探讨其水质时空变化规律,并分析不同指标对湖泊水质的影响,进而识别出影响湖泊水质的关键因子.结果表明：①内蒙古典型湖泊春秋两季的多项理化指标在时空分布上均有差异.时间尺度上,主要以氨氮（NH₄⁺-N）以及亚硝氮（NO₂^--N）等指标含量在秋季时低于夏季,溶解氧（DO）含量秋季时高于夏季;空间尺度上,内蒙古西南部湖泊的总磷（TP）、总氮（TN）、化学需氧量（COD）和盐度（Sal）等指标含量高于东北部的湖泊,DO则与之相反.②溶解性总固体（TDS）为内蒙古典型湖泊水质的主要特征因子.③湖泊综合水质质量指数（WQI）时空分布差异显著,湖泊水质等级随TDS分区的升高而降低,且湖泊水质秋季优于夏季.     

中国重点城市大气污染与健康风险的时空分布特征

基于中国168个大气污染防治重点城市2015～2020年的5种污染物浓度监测数据,利用MAKESENS模型和综合风险指数(ARI),定量分析全国与6大城市群的大气污染总健康风险的时空分布特征.结果表明：(1)中国重点城市PM_2.5污染最严重,仅15%的城市PM_2.5浓度6 a均值达到了国家二级标准,NO₂次之,77%的城市NO₂浓度6 a均值达到了国家二级标准,京津冀和汾渭平原城市群空气污染最严重,PM_2.5、 SO₂、 CO和NO₂浓度6 a均值高于其他城市群;(2)中国重点城市PM_2.5、 SO₂、 CO和NO₂浓度呈下降趋势,除成渝城市群外,其余地区O₃浓度呈上升趋势;京津冀和汾渭平原城市群SO₂浓度下降最显著;(3)中国重点城市大气污染健康风险总体呈下降趋势,2017～2018年出现急剧下降,暴露在极高风险下的人口从1...     

中亚跨境流域生态脆弱性评价及其时空特征分析——以阿姆河流域为例

生态脆弱性（EVI）的定量评估和长期分析,对于了解区域生态环境动态变化与指导生态环境保护与修复极为重要。但以往研究很少对跨境流域这一特殊单元进行生态脆弱性评价。以阿姆河流域为例,选择反映研究区植被、水文、气候、地形、土壤以及人类活动等方面的11个指标,通过共线性诊断分析,构建了阿姆河流域生态脆弱性评价体系,利用主观权重与客观权重相结合的方法确定指标权重,对1990-2015年研究区EVI进行了定量评价及时空特征分析。结果表明：（1）研究区生态环境呈恶化趋势,大部分区域处于重度脆弱状态,研究时段内重度脆弱性比例的平均值为46.40%;极度脆弱性占比在过去25年内呈增加趋势,从1990年的2.58%增加至2015年的16.97%,增幅为14.39%。（2）生态脆弱性在不同土地覆被类型之间差异巨大,其中草地的EVI值变化最大,裸地的生态环境最为脆弱,林地的生态脆弱性最小;研究区生态脆弱程度整体表现为裸地>灌丛>草地>耕地>城市用地>林地的规律。（3）EVI与地形因子的关系表明生态环境最为脆弱的区域主要位于低海拔地势平坦与高海拔坡度大的地区,而低脆弱性主要分布在海拔2500~3500 m或坡度15~25°的区间上。     

基于Google Earth Engine分析黄土高原植被覆盖变化及原因

为探明黄土高原植被覆盖时空变化及其原因,基于Google Earth Engine（GEE）,采用Landsat Surface Reflectance data（陆地卫星地表反射率数据）分析了黄土高原1987~2015年间植被覆盖度的时空变化规律,并借助累积量斜率变化率方法对引起植被覆盖度变化的气候和人为因素进行了量化分析.结果表明：黄土高原年均植被覆盖度由1987年的41.78%增加到2015年的53.23%,增速为0.38%/a（P<0.05）.其中,1987~1999年年均植被覆盖度变化趋势不显著（P>0.05）;而退耕还林还草工程实施以来（2000~2015年）,年均植被覆盖度显著增加（P<0.05）,增速达到0.59%/a.由像元尺度分析,黄土高原72.93%的区域植被覆盖度呈增加趋势,其中38.31%的区域增加趋势显著（P<0.05）.植被覆盖度的变化受气候和人为因素的共同影响,以1987~1999年为基准期,气候变化和人类活动对黄土高原2000~2015年间植被覆盖度变化的相对贡献率分别为23.77%、76.23%,人类活动为引起黄土高原植被覆盖度变化的主要原因.退耕还林还草工程极大地改善了黄土高原的植被覆盖状况,但是城市的扩张使得部分地区的植被覆盖呈显著退化现象.     

福建省近50年旱涝时空特征演变——基于标准化降水指数分析

旱涝灾害是影响我国的主要气象灾害之一。利用福建省60个气象站1960-2006年逐月降水观测资料,采用标准化降水指数(SPI)、M ann-Kendall检验、正交经验分解函数和旋转经验正交分解函数等方法,分析了近50年福建省旱涝时空变化的特征。结果表明:(1)福建省近50年总体上向涝的趋势发展,SPI指数在20世纪60年代先升后降,至70年代中后期开始上升,80年代初发生短暂下降,此后持续上升,上升趋势一直持续到21世纪。(2)旱涝呈现阶段性变化,1960-1972年、2000-2005年为干旱发生频繁的阶段;20世纪70年代中后期、90年代则为雨涝频繁的阶段。(3)根据旱涝特征差异,福建省可划分为闽东南沿海、闽北、闽东与闽西等4大区域,4个区域总体上与全省具有相对一致的旱涝趋势,但在某些时段南北方向上的不同区域之间存在差异。(4)福建省20世纪70年代中期和2000年以后旱涝变率最大,20世纪80年代初变率最小,且4个区域也表现出类似的特征。     

2017~2020年长江流域水体污染物通量时空变化特征分析

基于2017~2020年长江流域重要水系节点各污染物监测数据,在时空尺度下开展对长江流域干、支流水系通量变化规律的研究,从断面水量和水质及通量等方面分析其空间变化响应、年际变化趋势和通量相关性关系分析,揭示长江流域上游、中游和下游污染物通量时空贡献特征.结果表明,4年来长江流域主要污染物浓度整体呈下降趋势,总磷(TN)和氨氮(NH⁺₄-N)浓度下降较为明显,干流总氮(TN)和总磷(TP)浓度均在空间分布上呈现自西向东逐渐增高趋势,上中下游高锰酸盐指数在2017~2020年分别下降18.5%、16.0%和14.0%,以上游下降幅度最高.径流量空间分布年均值从466亿m³显著增大到9923亿m³,支流河湖水系中两湖流域水量贡献最大,主要污染物中高锰酸盐指数、总磷(TP)和总氮(TN)通量年均呈现先增后减的趋势,岷沱江、嘉陵江和中游两湖地区污染物通量对入江贡献较大,不同区域水环境下通量存在差异性.相关性和层次聚类分析结果表明,高锰酸盐指数和总磷(TP)通量与水量呈极显著性相关,通量关系间生化需氧量(BOD₅)与总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)有显著相关性,主要污染物在汛期和非汛期差异性较强,在7~9月汛期反应强烈.研究结果可为长江流域水环境统筹管理与精准化防治等方面提供科学依据与理论支持.     

基于CMIP5模式数据渭河流域近200年来径流变化

基于CMIP5模式输出的1850—2005年渭河流域17个站点的径流模数数据,采用线性回归、变差系数、小波分析及Mann-Kendall检验方法,分析了渭河流域径流时空变化特征,探讨了径流变化的原因。结果表明：渭河流域径流的空间分布为西南高东北低,最大值位于渭源、武山区域,最小值位于下游支流的洛河区域。年径流表现出波动变化,1850—1896年、1929—1939年、1968—1984年径流呈上升趋势,1896—1929年、1939—1968年、1984—2005年呈下降趋势,年平均径流趋势率为?0.004 L?(km²?s) ^?1?(10a) ^?1。春、夏、秋、冬径流趋势率分别为?0.002 L?(km²·s) ^?1?(10a) ^?1、0.022 L?(km²?s) ^?1?(10a) ^?1、?0.033 L?(km²?s) ^?1?(10a) ^?1、?0.004 L?(km²?s) ^?1?(10a) ^?1。渭河流域支流径流变率较大,干流变率较小,支流径流变率依次为北洛河＞石川河＞泾河＞漆水河＞千河＞葫芦河＞散渡河。年平均径流在1871年、1908年、1984年、1990年发生突变,而且具有4—6 a,8—10 a,15—20 a,25—35 a,85—95 a,110—120 a的显著周期。相关分析表明：气温、蒸发量与径流为反相关,降水与径流为正相关,土地利用及人类活动对径流也有一定影响。这些研究为认识过去长时期径流变化规律,以及渭河流域水生态环境管理提供了依据,对比较不同资料径流研究也提供了参考。     

长三角地区生态城镇化空间格局及影响因素

生态城镇化作为新型城镇化的重要组成部分,是生态文明理念的具体实践。以长三角地区41个城市为研究区域,构建区域生态城镇化指标体系,测度2000—2018年生态城镇化的发展水平,探究生态城镇化指数的时空演化特征及影响因素的作用机制。结果表明：（1）长三角地区生态城镇化水平整体呈上升趋势,高值区逐渐在浙江集聚,低值区在江苏北部和安徽北部集中,各城市生态城镇化指数差距逐渐缩小,区域生态一体化程度不断提高。（2）长三角地区生态城镇化水平的空间自相关性逐渐增强,其空间演化具有较强的变动性、依赖性和整合性,变动性自西至东逐渐减弱,依赖性自西北至东南逐渐增强。（3）财政投入水平、城乡收入差距、工业发展水平、土地投资强度、人口密集程度和科技发展水平对长三角地区生态城镇化水平的影响依次降低,在众多因素的综合作用下,各城市生态城镇化水平逐渐趋同。加强区域生态一体化建设,提高区域生态城镇化水平,是建设美丽中国的有效途径,也是实现区域高质量发展的必然选择。     

生态空间定量识别及时空演变特征分析——以呼伦贝尔市为例

生态空间作为国土空间的重要组成部分,是人类生产和生活的基础。以内蒙古呼伦贝尔市为例,系统构建了综合生态空间重要性指数评价指标体系,进行生态空间的定量识别研究。并在此基础之上,对生态空间的动态演变特征进行分析,找寻研究区生态空间的时空分异规律。研究表明：（1）研究区生态空间重要性指数整体偏高,研究期间核心型和重要型生态空间占总面积的比例始终处于50%水平之上,且呈现逐渐上升的趋势。（2）研究区生态空间的综合活跃程度经历了一个逐渐变大的过程,其中2015—2018年生态空间的综合活跃程度尤为强烈。（3）核心型、重要型和非关键型生态空间的稳定性较好,并且各类生态空间都主要向着重要性指数较高的生态空间类型进行转换。（4）生态空间重要性变化具有明显的空间异质性,研究期间重要性持续处于较高水平的生态空间主要分布在中部大兴安岭林区和核心水体区,而重要性持续处于较低水平的生态空间主要分布在西部牧区和东部农区。