甬台温地区海岸带土地开发利用强度变化研究

海岸带土地开发利用强度研究对更加理性化利用海岸带土地资源, 提高海岸带综合管理能力, 实现海岸带资源可持续发展意义重大. 以1990年、2000年、2010年3个时期TM影像为数据源, 提取不同时期的土地利用数据, 分析了甬台温地区海岸带利用强度变化特征. 结果表明: (1)1990~2010年甬台温地区海岸带主要土地利用类型为林地、耕地、建设用地, 三者面积之和在不同时期均占研究区总面积的80%以上. (2)1990~2010年甬台温地区海岸带林地、耕地面积表现出逐渐减少的趋势, 未利用地、建设用地、水域、养殖用地逐渐增加, 滩涂面积前期增加后期减少. (3)1990~2000年和2000~2010年2个时间段的土地利用单一动态度表现出较大差异, 土地利用综合动态度则表现为后10年为前10年的2.5倍. 2000~2010年土地利用变化更加剧烈, 而1990~2000年的土地利用空间差异较大. (4)杭州湾南岸岸区、椒江口岸区、瓯江口岸区和鳌江口岸区的土地利用程度总体较强. 20年间, 甬台温地区海岸带土地利用更加集约化, 土地利用程度增强趋势明显.     

基于土地利用格局的浙中城市群区域景观稳定性研究

土地利用/覆盖变化不仅影响城市生态系统的平衡, 而且会引发很多复杂的社会问题, 成为地理学人地关系综合研究热点领域. 本文运用1990、2000和2014年的遥感影像数据, 在标准假彩色分类基础上, 计算景观指数并构建景观稳定性模型, 解析土地利用视角下浙中城市群区域的景观稳定性变化. 研究发现: (1)1990~2014年的24a间, 林地占土地总面积的百分比逐年递增, 其中1990~2000年增长较少, 2000~2014年增长较多; 水域占比逐年下降, 1990~2000年从4.94%降到2.90%; 随着建设用地的逐年上涨, 耕地和未利用地的占比逐年下降; 浙中城市群东北方向微量的湿地, 24a间面积占比下降了近一半, 从0.31%降到0.16%. (2)景观结构及其变化表明, 城市的斑块形状从简单化向复杂化发展, 这与城市的发展由无序到有序, 低级到高级的过程相一致; 耕地、林地和湿地受人类活动的影响逐渐加剧, 抗干扰能力减弱. (3)浙中城市群的景观稳定性从1990年到2000年大幅度下降, 2000年到2014年增强; 类型尺度上, 除未利用地外的其他5类景观的稳定性都经历了先降低后增强的过程, 而未利用地的稳定性从1990年开始持续增强, 2000年到2014年间虽有所下降但下降幅度不大.     

主体功能区视角的江西省人口—经济—城镇建设用地时空动态及其协调性

为了从主体功能区视角研究江西省人口—经济—城镇建设用地及其协调性的时空变化,本文在3S技术的支撑下,利用江西省县域的数据进行了实证研究,主要的结论有:1)主体功能区战略实施五年来,人口流向与主体功能区规划的初衷相背离;2)盈余的城镇建设用地与需要城镇化的人口空间错位;3)江西省人口—经济—城镇建设用地的协调性经历了降低(2000~2010年)和上升(2010~2015年)两个阶段。     

人类活动影响下的滨海湿地时空演化特征分析—–以盐城、杭州湾南岸及象山港湿地为例

滨海湿地是自然界最具保护价值的生态系统之一, 加强对人类活动干扰下的滨海湿地演化研究是实现滨海湿地综合管理的前提. 基于1990、2000、2008、2017年盐城、杭州湾南岸及象山港湿地的土地利用数据, 对滨海湿地的时空演化特征和环境质量特征进行分析. 结果表明: (1)除1990~2000年象山港自然湿地增加了60.54 km²以外, 27年间3个研究区自然湿地面积持续减少, 人工湿地面积和非湿地面积持续增加; (2)人类活动对滨海湿地的影响强度为杭州湾南岸湿地>象山港湿地>盐城湿地, 相比于1990~2000年与2000~2008年阶段, 3个研究区人类围垦活动的强度在2008~2017年阶段有所下降; (3)湿地环境质量从优到劣依次为盐城湿地、杭州湾南岸湿地、象山港湿地, 3个研究区湿地环境质量的总体水平均呈下降趋势.     

快速城市化背景下宁波北仑绿地系统演化及生态服务响应

城市绿地是城市自然生态系统的重要组成部分, 我国东南沿海地区是城市化速度最快的区域之一, 快速城市化导致建设用地的大量增加, 并引起区域绿地景观格局及生态价值的显著变化. 本文选取东南沿海中部的宁波市北仑区为研究区域, 以其1990、1995、2000、2005、2010和2015年6期土地利用变化数据为基础提取绿地, 借助ArcGIS和Fragstats软件, 应用景观生态学方法和基于专家知识的生态系统服务价值化方法对快速城市化背景下北仑区绿地景观动态演化及其生态价值变化进行了研究. 结果表明: (1)绿地是北仑区的主要景观类型, 1990~2015年间快速城市化导致北仑区1406hm2绿地转化为建设用地; (2)北仑区绿地景观异质性减弱, 趋于集中式发展, 整体破碎度降低; (3)截止2015年, 绿地的生态服务价值总量比1990年减少了6%, 生态环境出现恶化, 主要是建设用地占用绿地导致生态总价值下降; (4)北仑区绿地系统生态价值等级由中心向外围降低呈不规则环状, 且高价值区逐渐向东南方向减少并转变为较低价值区.     

浙江省城镇建设用地空间扩展时空特征分析

运用1990~2015年浙江省6期土地利用数据, 使用扩展速率、扩展强度、分形维数等指标分析浙江省城镇建设用地空间格局. 结果表明 (1)1990~2015年, 浙江省城镇建设用地增长在5个时期呈现“W”趋势, 从不同行政等级来看, 扩展速度的发展趋势具有一致性, 2000~2005年是浙江省不同行政等级的城市城镇用地扩展速度的最快阶段. (2)从扩展强度来看, 浙江省在2000~ 2005年对城镇用地扩展最大, 其他时期基本维持稳定. 地势平缓的城市往往开发强度大, 丘陵地区的城市处于缓慢扩展阶段. (3)浙江省城镇用地空间结构的分形维数和稳定性特征存在波动性. 城镇用地的空间结构特征与城镇用地增长过程和发展阶段具有一定的联系. (4)浙江省城镇用地重心受到地形限制明显. 西南地区受到丘陵地形影响, 重心移动方向大多数与斜长的峡谷平行; 北部平原区域的城镇用地的重心变化往往受到经济等社会因素影响较大. (5)浙江省城镇建设用地空间扩展的影响因素上存在一定规律, 可看出1995年、2010年、2015年主要倾向于社会经济的影响, 在2000年、2005年则倾向于自然因素的影响.     

东南沿海景观格局及其生态风险演化研究——以宁波北仑区为例

以宁波北仑区1990,1995,2000,2005,2010,2015年6期LandsatTM/OLI遥感影像为数据源,提取景观格局数据,进行景观格局及其生态风险区时空演化特征分析.结果表明:(1)研究区的主要景观类型是林地与耕地,景观演化的主要特征表现为建设用地景观面积大量增加,耕地景观面积明显减少,区域景观破碎化愈加明显;(2)25a间,研究区内低生态风险区大量减少,而中、较高和高生态风险区面积大大增加;高生态风险区主要分布于北部平原地区,重心向西南方向移动,人类活动使山麓地带大量低生态风险区转变为较低生态风险区;(3)1990~2015年,研究区内由低等级转向高等级的生态风险区面积占研究区总面积的42.5%;前期以低生态风险区、较低生态风险区转向中生态风险区为主,后阶段以中生态风险区转向较高生态风险区、高生态风险区的比例有所增加;1990~1995年、2000~2005年、2010~2015年3个时间段生态风险转换面积较大.     

滩涂围垦农业利用区景观格局变化分析——以江苏东台为例

农业开发是江苏滩涂匡围后的最主要利用方式.以围垦历史悠久的江苏盐城东台市为研究区,基于1990年、2000年和2010年TM影像,提取不同时期的土地利用景观格局数据,分析其在大规模围垦背景下的景观格局变化.结果表明:(1)1990~2010年研究区内以耕地为主,占总面积的80%,居民和养殖用地面积增加,光滩面积减少.草地面积前期减少,后期大幅增加;主要转移方向为:海域光滩草地耕地建设和养殖用地.(2)人工景观中耕地的优势度下降,其他类型则表现出强烈的扩张态势,养殖用地的发展尤为突出;自然景观在人工景观的干扰下,景观破碎化过程明显,生态不稳定性增加.(3)区内景观格局整体上趋于破碎化、离散化和多样化(斑块数量增多、平均面积减小、形状更加复杂;斑块间距离增大、相互作用减弱);景观类型的均匀度、多样性增加,优势度下降.     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究，有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990，1995，2000，2005，2010，2015年6期遥感影像解译结果为基础，对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析，并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明，1990—2015年的25 a间，受人类活动的影响，东海区海岸带农田和海域面积大量减少，建设用地面积大幅增加；在所研究的5类地貌类型中，除中起伏山地外，其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加，景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势，其中森林景观对ESV总量贡献最大；水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能；在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布，高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关；与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时，食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

气候变化和人类活动综合影响下的抚河流域径流模拟研究

1960年代以来,由于人类活动与气候变化的综合影响,使抚河流域地表水文过程发生显著变化.基于此,本文在趋势分析的基础上,以1960~1970年为基准期,利用流域水文模拟程序(hydrological simulation program-fortran,HSPF)定量分析了1971~1980年、1981~1990年、1991~2000年、2001~2005年4个时段该流域气候变化和人类活动对径流的影响.结果表明:1)1960年以来,抚河流域气温显著变化,而降水、径流深、径流系数等无显著变化;2)相对于基准期1960~1970年,1971~1980年、1981~1990年、1991~2000年、2001~2005年气候变化导致径流量平均增加24.25亿m3,而人类活动则导致径流量平均减少18.62亿m3;气候变化对径流的影响在1970年代和2000年代处于较低水平,在1980年代和1990年代处于较高水平;人类活动对径流的影响,在1970年代处于一个较低水平,而1980年代以后明显增大;3)在气候变化影响因素中,流域降水量是主要影响因子;人类活动影响因素包括土地利用方式的变化以及水利工程的修建;抚河流域下游修建的水利工程是人类活动影响因素中的重要影响因子.     

苕溪污染物入湖通量研究

根据2005~2010年苕溪入湖河流小梅港、长兜港和大钱港的水质监测资料以及杨家埠和杭长桥2个水文基点站的径流量数据,计算COD_Mn、NH₃-N、TP和TN等污染物的入湖通量来明确苕溪入湖的主要污染及通量的关键影响因子.采用单因子指数法进行水质评价并计算水质的污染分担率,表明苕溪的入湖河流水质总体为Ⅲ类,首要污染物为TN;统计逐日流量数据,计算2005~2010年入湖水量为9.15×10⁸~17.85×10⁸ m³;对污染物年通量进行等标计算,发现总氮的等标入湖量最高,年均入湖通量为3 415 t;对水质、水量与通量进行相关性分析,水量与通量的相关系数远高于水质,且两者之间呈现季节性响应关系.因此,总氮是苕溪入湖的主要污染,水量是通量的关键影响因子.     

基于GIS的海岸带土地开发利用强度评价——以杭州湾南岸为例

根据海岸带土地资源特征,利用GIS空间分析,结合多期土地利用数据与资源环境承载力、社会发展潜力数据进行海岸带土地利用适宜度及开发强度评价与分析,并以杭州湾南岸为例,对其2000~2005年与2005~2010年土地资源开发利用强度进行评价分析.结果表明:(1)研究区土地开发强度普遍较弱,但2005~2010年开发强度与2000~2005年的开发强度相比有所下降;(2)研究区土地开发利用平均强度具有较明显的空间分布特点,沿海至内陆呈U形趋势,且慈溪岸段较余姚、镇海岸段强;(3)开发强度较大区域土地利用变化类型主要为农用地转城乡建设用地、滩涂转城乡建设用地、浅海水域转滩涂等.     

近50年鄱阳湖流域降水时空特征及其对水文过程的驱动

依照鄱阳湖流域79个国家气象站的逐月降水资料(1961~2010年),基于BCC-CSM全球气候系统模式预估数据(2014~2050年),对鄱阳湖流域降水变化趋势和空间分布变化趋势进行分析。选取赣江外洲站1961~2010年逐日径流量和1960~2010年年代径流量、输沙量数据,利用HBV水文模型、SPSS统计软件对赣江流域面雨量及径流量进行相关性分析,探讨降水特征对水文过程的驱动性。结果表明:1961~2010年间鄱阳湖流域降水量总体略呈上升趋势,降水日数呈下降趋势,降水强度增加、降水时间分布不均匀性更加明显,旱涝等极端事件发生更为频繁;年内变化特征为分布不均匀,以4~6月为汛期,其中6月降水量最大;空间分布特征总体表现为东部降水大于西部,丘陵地区降水大于平原地区;降水变化为径流量、输沙量变化等水文响应的主要驱动力,赣江流域面雨量及径流量呈显著线性相关,相关系数高达0.909。未来37年降水呈现略上升趋势,但趋势不显著。若鄱阳湖流域长期存在高能源需求及高温室气体排放,则洪涝灾害发生将更为频繁。研究为预测鄱阳湖流域水资源科学管理提供科学依据。     

基于ETM+和DEM的奉化江流域地貌提取与计量分析

利用ETM+遥感解译技术以及DEM空间分析技术,提取了奉化江的河系结构、流域几何特征等地貌参数,利用统计软件,对流域地貌形态进行了计量分析。结果表明：(1)利用 ETM+与DEM数据所提取的流域面积和干流长度与真实值基本吻合;(2)河道分叉比、河道长度比、河道纵比降比三者之间存在一定的相关性;(3)通过对支流纵剖面函数拟合,推测三大支流的发育次序为剡江、县江、鄞江;(4)利用S-A模型得出,奉化江三大支流的基岩性河段基本处于均衡状态。     

基于Kaya扩展的浙江能耗氮排放及其影响因素研究

将1980~2014年浙江省天然能耗氮排放过程分为3个阶段：1980~1990,1991~2000,2001~2014,采用Kaya扩展恒等式并结合LMDIM,研究了1980~2014年浙江省天然能耗氮排放的主要推动因子.并通过分析1980年以来浙江省社会经济发展趋势和排氮量变化特征,定量分析了经济产出、人口规模、能源强度、能源结构和能源替代效应分别在3个阶段的贡献.得到：（1）氮排放增长的首要正影响因子为经济产出,其次为人口规模.（2）改革开放以来,能耗强度的降低抑制了氮排放,能源强度为负效应.（3）能源结构效应和能源替代效应也为负效应,但在第3阶段,二者均由负效应转变为正效应.     

基于时空多视图BP神经网络的城市空气质量数据补全方法研究

针对城市空气质量监测数据缺失的问题,提出一种基于时空多视图BP神经网络的数据补全方法。采用指数移动平均、普通克里金和非凸矩阵完备作为时空多视图特征,结合映射非线性关系的BP神经网络,构建数据补全模型。以北京市36个站点2014年5月1日至2015年4月30日监测的PM_2.5、PM₁₀、NO₂、CO、O₃和SO₂6种空气污染物小时浓度为实验数据。实验结果表明,在15%缺失率下,随机缺失补全的平均相对误差为0.102~0.154,时间连续缺失补全的平均相对误差为0.161~0.271,空间连续缺失的补全平均相对误差为0.108~0.155,优于典型的单视图预测方法和多视图线性预测方法。研究成果可为城市空气质量数据补全工作提供方法支持,研究思路可为时空数据挖掘提供参考。     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究,有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990,1995,2000,2005,2010,2015年6期遥感影像解译结果为基础,对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析,并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明,1990—2015年的25 a间,受人类活动的影响,东海区海岸带农田和海域面积大量减少,建设用地面积大幅增加;在所研究的5类地貌类型中,除中起伏山地外,其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加,景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势,其中森林景观对ESV总量贡献最大;水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能;在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布,高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关;与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时,食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

1960~2014年淮河流域5省旱涝变化

基于1960~2014年淮河流域5省72个站点的气温、降水数据,运用克里金插值法、标准化降水指数（SPI）、Mann-Kendall突变检验等方法进行分析,探讨该地区气候变化特点,分析淮河流域5省旱涝灾害的变化趋势.结果显示：（1）1960~2014年淮河流域5省多年平均气温为14.463℃,并以0.009℃·a^-1的速率上升,1997年年均温发生突变,空间上温度变化大体呈现由西南向东北递减的趋势;（2）年降水量呈缓慢递减趋势,下降速率为0.28 mm·a^-1,且年降水量存在3个较为明显的峰值,分别对应28,22,10 a的时间尺度,空间上呈现自东南向西北递减的“W”型分布,并且研究区呈现明显的暖干化特征;（3）气温突变后,雨涝覆盖面积不断增加,干旱覆盖面积逐渐减小;（4）气温突变后与突变前相比,干旱频率和雨涝频率明显降低.     

河南省相对资源承载力时空演化特征研究

采用相对资源承载力测度模型, 并借助GIS空间表达工具, 研究了2000~2013年河南省相对资源承载力的时空演化特征. 研究结果表明: (1)河南省人口相对于综合承载力长期处于超载状态, 自然与经济两种资源承载力协调性较差, 自然资源承载力大于经济资源承载力. (2)各地市间资源承载力差异显著, 郑州、黄淮及南阳地区自然资源承载力强; 郑州、南阳、洛阳及豫中、黄淮地区人口大市经济资源承载力、综合承载力强; 仅有郑州综合承载力长期处于盈余状态, 南阳及黄淮4市人口严重超载.     

香溪河消落带及其上缘土壤重金属的正态模糊数评价

分别于2014年4,9月和2015年2月对三峡库区香溪河消落带(海拔165~175 m)及其上缘(海拔175~185m)野外采集土样108个,采用原子吸收光谱法测定土壤重金属(Cr,Pb,Cu和Cd)的含量,用模糊污染指数模型-正态模糊数的地累积指数对不同出露时期的消落带及其上缘的土壤重金属含量进行评价.对出露前期(2014年4月),出露后期(2014年9月)和水淹出露期(2015年2月)的消落带上层土(0~20cm)和下层土(20~40cm)的分析表明,Cd含量在出露后期达到最大值(上、下层土壤含量分别为1.21,0.94mg·kg~(-1)),在水淹出露时达到最小值(上、下层土壤含量分别为1.04,0.90mg·kg-1).基于该方法评价结果,香溪河消落带及其上缘中Cd为中度污染,Cu和Pb均为轻度污染,Cr为清洁水平,综合评价为轻度污染等级.