气候变化下中国未来综合环境风险区划研究

综合环境风险区划是变化环境下开展综合防灾减灾工作的基础,对于综合风险防范措施的制定具有指导意义。以农业、生态和人群3个系统为主要受灾体,从作物产量、生态系统变迁、高温热浪对人群的影响3个方面综合评估了4种典型浓度路径（Representative Concentration Pathways）RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下21世纪末期（2071~2099年）的中国综合环境风险,并以RCP8.5情景为例编制了未来综合环境风险区划。结果表明,该时期中国综合环境风险主要出现在黄淮海地区、华南部分地区和青藏高原部分地区。综合环境风险区划共分为6个一级区和43个二级区;一级区分别为西北低风险区、东北生态较低风险区、青藏高原生态中度风险区、晋陕生态-农业中度风险区、华南农业高风险区、黄淮海农业-热浪高风险区。     

基于ECOSTRESS地表温度和手机信令数据的城市人口热环境暴露风险评价——以西安市为例

全球气候变暖和城市热岛效应的双重影响使人类社会面临的极端高温风险日益加剧,给城市人口健康和社会经济可持续发展带来严峻挑战,科学评估城市热环境下人口暴露风险已成为当前学术界关注的热点领域。论文基于ECOSTRESS地表温度数据和手机信令数据,以西安市为例,在城市地表温度和人口时空变化分析基础上,构建城市人口暴露风险评价模型,揭示精细化时空尺度上的人口暴露风险时空格局及其动态演变特征。结果表明：① 西安市夏季一天内的地表温度呈现出明显的波动特征,昼夜地表温度差异较大,白天平均温度为35.5 ℃,夜间平均温度为21.5 ℃,白天地表温度空间分布相比夜间具有更明显的空间异质性,且日内所有时刻均存在不同强度的城市热岛效应,热岛分布的变化表现出从聚集状态向离散状态再过渡至聚集状态的特征。② 西安市人口分布呈单中心结构,73.6%的人口都分布在三环以内,且沿中轴线集中的现象显著,昼夜人口形成了“白天向心、夜间离心”的分布特征。③ 人口暴露的中、高与极高风险区主要呈散点式分布在城市中心区域,且86.6%的极高风险区位于三环以内,而无风险和低风险区主要集中连片分布在城市外围。④ 导致昼夜人口暴露风险差异的不同主导类型面积占比依次为温度主导型(37.9%)>共同主导型(31.5%)>人口主导型(30.6%)。研究可为城市人口暴露风险区域的识别及制定针对性的适应性策略提供参考。     

中国综合气候变化风险区划

气候变化作用于自然环境与社会经济系统,产生一系列影响。随着未来社会经济发展,气候变化危险性与自然环境和社会经济承险体耦合形成有规律的风险时空格局。将此时空格局系统化表达即是综合气候变化风险区划,是适应气候变化的科学基础之一。本文基于RCP 8.5下的近中期（2021-2050年）气候情景,分析了中国未来气温和降水变化趋势与速率,评价了干旱、高温热浪以及洪涝等极端事件危险性,选取人口、经济、粮食生产和生态系统等承险体风险作为综合风险定量评估的指标。在系统性、主导因素以及空间连续性原则的指导下,提出中国综合气候变化风险区划三级区域系统方案,划分出8个气候变化敏感区、19个极端事件危险区和46个承险体综合风险区。结果发现：2021-2050年RCP 8.5情景下中国的气候变化高风险区主要包括：华北弱暖增雨敏感区,华北平原热浪危险区,人口经济粮食高风险区;华南—西南弱暖增雨敏感区,黔滇山地热浪危险区,生态经济粮食人口高风险区;华南沿海涝热危险区,生态粮食经济人口高风险区。中国综合气候变化风险区划涵盖了气候变化情景、极端事件发生、社会经济与生态系统的可能损失信息,可以为国家或地方应对气候变化及气候变化风险管理提供科技支撑。     

基于博弈论组合赋权的洪灾风险评价及其年代际演变

运用博弈论耦合主观和客观权重,构建基于模糊综合评价法的流域洪灾风险评价模型,并以北江流域为例,评价了研究区1990、2000和2010年的洪水灾害风险,揭示了洪灾风险年代际的时空演变特征。结果表明：1）运用博弈论组合主客观权重可以避免单一权重的片面性,得到更合理的、符合实际情况的综合权重;2）北江流域3期洪灾风险总体分布相似,大多数区域表现为低风险区,高、中、低风险区占全流域面积比分别约为60%、15%和20%,高风险区主要位于清远―怀集一带,以及佛冈、翁源等地,这些地区具有地势低洼、人口分布密集、经济较发达、暴雨集中等特征;3）高风险区仍表现出逐渐扩大的趋势,在2000―2010年高风险区扩大较为显著,风险上升主要由土地利用类型、人口密度和区域经济发展等的变化所导致。     

基于多源遥感数据的北京市高温热浪风险综合评估

高温热浪风险评估对于预防和应对高温热浪灾害具有重要意义。综合运用多源遥感数据提取北京市高温热浪期间的气温与人口空间分布,结合其它来源空间数据计算高温热浪危险性、暴露性和脆弱性因子,通过主客观赋权法构建高温热浪风险评估指标体系,生成精细的高温热浪风险空间分布图,对北京市进行高温热浪风险评估。结果表明,北京市西部和北部山区风险等级比较低,主城区的高温热浪风险很高,尤其是二环与四环之间的区域。在乡镇尺度上,朝外、香河园等街道具有非常高的高温热浪风险。本研究能够为北京市高温热浪防治提供数据支撑,并为其它区域开展高温热浪风险遥感综合评估提供参考。     

下辽河平原浅层地下水环境风险评价及空间关联特征

以下辽河平原浅层地下水为研究对象,将自然灾害风险理论引入地下水环境风险评价,从脆弱性、功能性、胁迫性、适应性4个方面选取指标,构建地下水环境风险评价指标体系和模型。运用GIS空间分析方法对地下水环境风险进行评价,并对风险值进行空间关联特征研究。结果表明：① 研究区内地下水环境中度以上风险区占整个研究区面积的63.12%,其中高风险区占6.79%,较高风险区占18.96%,中等风险区占37.37%;较低风险区占21.98%,低风险区占14.90%。② 地下水环境风险最高的地区主要位于下辽河平原中部的新民市东北部、灯塔市、辽中县西部、黑山县部分地区及凌海市东南部。③ 研究区内地下水环境风险呈现较高的正相关性,相似性高的区域主要分布在中东和中西部风险高值区,以及东北和东南部风险低值区。研究成果丰富了地下水环境风险理论,对下辽河平原地下水环境保护实践具有一定的理论和实践意义。     

区域洪水灾害风险格局演变分析——以马来西亚吉兰丹州为例

准确了解区域洪水灾害风险演变状况及规律,对于洪水灾害预警与管理具有重要意义。本文利用1990年和2000年洪水灾害风险等级数据和风险指数数据,分析了10年来区域洪水灾害风险演变规律。研究表明:(1)1990~2000年10年之间,研究区的洪水灾害风险在空间分布格局及时间演变过程上都发生了显著变化。(2)高风险区与较高风险区的面积在增加,较低风险区、中等风险区的面积在逐渐减少,这是区域洪水灾害风险等级结构变化最突出的特征。(3)区域洪水灾害风险等级之间的不对等转化是各种风险等级结构特征发生实质性变化的主要原因。(4)2000年区域洪水灾害风险较1990年高,整个区域洪水灾害风险在增加,但局部地区洪水灾害风险变化不一。(5)区域洪水灾害风险演变的本质就是风险等级类型结构和功能的自组织,对于揭示洪水灾害演变的普遍现象和机制具有重要意义。     

印尼雅万高铁沿线区域高温热浪风险

利用多源遥感数据,选取危险性、脆弱性、区域综合防范能力因子构建风险评估指标体系。通过H-AHP方法（犹豫层次分析法）确定指标权重,利用图层叠置法评估模型计算得到高温热浪风险等级空间分布。结果表明：雅万高铁沿线区域高温热浪风险具有明显的空间差异。总体而言,北部地区风险高于南部地区,西部地区风险高于东部地区。高风险区域主要集中在印尼首都雅加达,中高风险区域主要分布在雅加达边缘郊区、勿加泗市和万隆市,中部地区风险相对较低,形成典型的两边高、中间低的“V”型分布。该区域高温热浪风险整体处于中等水平,中等级风险面积占比将近50%,除雅加达市、勿加泗市、万隆市和芝马墟市外,其余各县均有一半甚至超过一半的区域处于中等级风险水平。低风险水平区域面积占比最少,仅为8.10%,主要分布在靠近爪哇海的卡拉旺县北部地区,以及森林覆盖度较高的万隆县西南部和万隆西县西南部地区。文章提出了一种基于遥感进行高温热浪风险评估的方法,可为“一带一路”沿线国家高温热浪风险评估提供新思路。     

宁夏中部干旱带生态移民过程生态风险时空分异——以红寺堡区为例

生态移民过程具有规模性、集中性等特点,其对安置区土地利用产生最直接的变化,理论上具有显性或潜在的生态风险。以我国最大的生态扶贫移民集中区-宁夏红寺堡区为例,以1995年、2005年和2015年三期遥感数据为基础,综合运用景观格局指数、生态风险指数、空间分析法构建生态风险指数,利用ArcGIS空间分析功能对研究区生态风险的时空变化特征进行分析。结果表明：1995-2015年间安置区景观格局发生较大的变化,草地面积减少29 744.04 hm²,耕地、林地、水域以及建设用地面积分别增加了18 979.73、4 167.343 6、672.193 3、4 314.280 6 hm²,沙地和未利用地变化幅度较大,但其研究始末面积变化不大。研究区景观生态风险空间分布变化明显,且呈现出由集中连片式分布转向零散式的多核地域分布的变化格局,其中高度风险区主要分布在柳泉乡的东北角、小罗山西麓地区以及大河乡的中部和西南部,较高风险区在安置区北部地区以及大河乡的中西部地区分布较为广泛,较低和低度风险区则主要分布在罗山周边地区、柳泉乡的东南部、太阳山镇的西南部以及红寺堡镇的南部等地区。研究期间安置区高生态风险区面积大幅度减少,较高风险区和低度生态风险区面积不断增加,因此生态风险总体呈减弱趋势。安置区生态风险值呈现出显著的空间正相关关系,在空间上存在着空间集聚效应,说明安置区生态风险时空分布与人类活动、土地利用强度之间关系密切。     

基于手机定位数据的深圳市热浪人口暴露度分析

热浪作为城市化特征灾害之一,严重影响着城市居民的生命健康。目前针对热浪的研究主要聚焦基于静态数据的时空模式、风险管理和脆弱性评价分析方向,对动态人口暴露度的研究尚少。论文基于手机定位数据,首先融合深圳市逐时人口与气温时空分布模型,揭示热浪动态人口暴露度水平;其次,构建基于7类城市兴趣点(point of interest,POI)与不同时段人口分布的地理加权回归模型,初步分析了热浪环境下POI对人群行为模式的影响机制。结果显示：① 相比于基准时段(2018年7月28日12:00~18:00),2018年7月26日至8月1日热浪平均辐射范围在7月29日以8.66倍速增长,至7月30日则以18.93倍速跃至峰值,覆盖区域整体呈现西部高于东部、南部低于北部的特征;② 人口在不同时段均表现为明显的带状聚集分布态势,且人口暴露度与气温和人口的动态演变紧密关联,其暴露度同热浪扩散幅度相似,总体呈2.29倍等比增长,辐射范围包括南山区、福田区、罗湖区等城市商业、工业、住宅中心人口密集区域;③ 同类POI在不同时刻、不同POI在相同时刻对人群减少热浪暴露的移动交互行为具有明显的时空驱动机制差异及选择偏好特征。在持续性城市化背景下,该研究方法可为同类的城市灾害人口暴露度分析提供一定的科学参考。     

基于Landsat TM的2001~2015年哈尔滨市地表温度变化特征分析

以哈尔滨市为例,基于2001年、2004年、2008年和2015年夏季Landsat TM 5 /OLI 8遥感影像为基础数据源,采用“单窗算法”遥感技术手段定量反演瞬时地表温度格局,并深入分析温度特征,分区差异和重心变化。研究表明：2001~2015年研究区温度增加1.44℃,平均温年增0.10℃,3时段（2001~2004年、2005~2008年、2009~2015年）年均温分别增加0.08℃、0.09℃、0.12℃,具有加速上升趋势;最高温增加2.74℃,始终位于香坊区,最低温基本恒定,始终位于道里区;2001~2015年极高、高、极低温度分区面积增加4.92 km²、104.07 km²、87.71 km²,年均增量均具有持续增加趋势,中、低分区面积减少110.61 km²、84.94 km²,具有波动降低趋势,极高、高、中、低分区格局总体按照城区-城乡结合地区-乡村的水平梯度扩展;地表温度重心向东偏南70.58°方向移动536.90 m,其中6个市辖区迁移方向和距离差异明显,表明地表能量移动方向和温度重新分布的活跃程度不同。总体来看,研究区地表温度上升明显,分区时空变化剧烈,能量的轨迹移动过程具有折返特征。     

基于改进高斯两步移动搜索法的深圳市公园绿地可达性评价

公园绿地可达性是衡量城市宜居水平的重要指标。针对传统可达性分析多用统计数据开展评估而导致的供需尺度失衡问题,论文以深圳为例,采用公园绿地空间矢量数据和手机信令数据获取供需空间分布,采用高斯两步移动搜索法计算交通小区(TAZ)尺度公园绿地可达性,并结合可达性结果及供需、交通情况聚类,剖析可达性差异化模式及成因。主要结论如下：① 通过改进传统可达性计算数据源和高斯两步移动搜索模型,建立城市中微观尺度公园绿地可达性评价及成因研究框架,可更精确地评估优化城市公园绿地可达性;② 深圳市公园绿地综合可达性整体水平较高,但存在明显的从中心向外围递减的趋势,社区公园可达性差异与公园绿地供需不匹配是造成各区域可达性差异大的重要原因;③ 根据K均值聚类分析结果,将深圳市TAZ单元分成低供给低需求低可达性区、中供给低需求中可达性区、高供给高需求中可达性区、高供给低需求高可达性区,各类区域具有差异化的可达性内涵、特征和成因;④ 公园绿地可达性提升可针对不同分区特征,通过公园布局优化、道路建设和居住区规划布局等差异化方式实现。研究充实了城市公园绿地可达性评价案例,提出的基于手机信令数据和高斯两步移动搜索法的可达性分析方法不仅可应用于城市公园绿地布局与规划,也可为其他地理现象可达性分析提供思路参考。     

半干旱区典型工业城市热岛时空分布及演变特征——以包头市为例

基于2000 年、2008 年和2015 年landsat5 TM影像和Landsat8 OLI影像,以单窗算法反演地表温度,研究包头市区近15 a 的城市热岛时空分布及演变特征,并对下垫面土地利用/覆盖类型、 NDVI 与城市热岛的关系进行了定量分析。研究结论表明：包头城市热岛15 a 来呈逐步扩展趋势,且主要集中于裸地区、工矿区、商业和人口密集区三类区域,空间演变趋势与城市扩张格局呈现出高度的一致性;城市热岛效应强度增强,但2008-2015 年以来,市中心区高温区面积比重大大降低;下垫面土地利用/覆盖类型是影响城市热岛空间分布的重要因子,地表温度呈现出裸地>工矿用地>建设用地>城市绿地>农用地>水体的规律;地表温度与 NDVI 呈现显著的负相关关系,即植被指数越高,城市的地表温度越低。     

北京城区绿地防灾避险功能评估

城市绿地具有重要的防灾避险功能。以北京城区具有防灾避险功能的绿地为研究对象, 划定了不同类型绿地的防灾避险服务半径, 利用ArcGIS的缓冲区分析工具, 对研究区内绿地 的防灾避险服务范围进行了分析。结果表明:绿地防灾避险有效服务面积占研究区的 71.22%,3.94万hm²的区域处于服务盲区, 主要分布在五环路以外的海淀、丰台和朝阳区; 从防灾避险绿地和服务范围的覆盖率来看, 西城区>东城区>朝阳区>石景山区>海淀区> 丰台区, 有111个街道、地区办事处和乡镇覆盖率在90% 以上, 但仍有占研究区面积 24.08%的办事处和乡镇覆盖率在80%以下;此外, 防灾避险绿地及服务区覆盖率由市中心向 外围呈现递减趋势。     

大连市中山区城市建筑垂直特征对城市热环境效应的影响

以大连市中山区的遥感和建筑数据为基础,利用单窗算法和相关分析方法,研究2007年、2017年研究区的地表温度空间分异特征,以及地表温度与建筑高度的相关性。研究结果表明： 2007年、2017年研究区最低温度由22.497℃增长到29.015℃,最高温度由36.091℃增长到43.213℃。研究区北部、解放路和中南路沿线、青泥洼-天津街商贸集聚区附近温度明显增高。 2007年、2017年,研究区区域内建筑都有所增高,中山区北部和青泥洼-天津街商贸集聚区附近建筑明显增高,研究区建筑有向南蔓延的趋势。 2007年、2017年,地表温度与建筑高度呈现低相关性,相关系数分别为0.346、0.331。     

人为热排放对不同类型建成区温度影响的模拟研究

为探究不同类型建成区能源消耗与城市热环境特征的关系,本文利用中尺度天气预报模式(Weather Research & Forecasting,WRF)对2010年7月2日-7月6日发生在广州地区的一次高温热浪过程进行数值模拟试验,定量分析了逐日平均气温及逐日气温日较差对人为热排放的时空敏感性。结果表明：①WRF模型能够较好地实现2010年7月2日-7月6日高温热浪期间气温的模拟,模拟结果与气象观测结果的相关系数均大于0.80,均方根误差均小于2.27;②逐日平均气温空间分布特征为：高密度住宅区>商业区>低密度住宅区;逐日气温日较差空间分布特征为：低密度住宅区>高密度住宅区>商业区;③人为热排放使得3种类型建成区平均气温升高,且人为热的增温效应与高密度住宅区、低密度住宅区及商业区的建筑密度的空间关联度分别为0.17、0.13和0.16;④人为热排放使得三种类型建成区的气温日较差降低,且气温日较差减少程度与高密度住宅区、低密度住宅区及商业区建筑密度的空间关联度分别为0.14、0.15及0.19;⑤当人为热排放为正常排放的两倍时,人为热的增温效应、人为热对气温日较差的减小作用与不同类型建成区的建筑密度空间关联度均有增强趋势。     

县域尺度下的宝鸡市农业洪水灾害脆弱性评价及区划

为探究农业洪水灾害发生机理和降低洪水灾害对农业生产的不利影响，以宝鸡市为例，利用辖区内2014年降水数据与2015年社会经济统计资料，依据自然灾害脆弱性理论，从易损性和适应性2个因子着手，选取了年降水量等12个分指标，构建了宝鸡市农业洪水灾害脆弱性评价指标体系，运用均方差赋权法确定权重，利用ArcGIS 10.2技术以县域尺度视角对研究区农业洪水灾害脆弱性进行了综合评价与区划。结果表明：（1） 高易损性区主要集中在岐山县、金台区等年降水量较高且耕地比重较大的区县。（2） 高适应性区主要包括渭滨区、金台区等经济发达地区。（3） 高脆弱性区为太白县、千阳县；较高脆弱性区为陇县、麟游县、岐山县、扶风县；中等脆弱性区为陈仓区、凤翔县；低脆弱性区为金台区、渭滨区、眉县、凤县。整体来看，宝鸡市农业水灾高脆弱区集中分布在辖区东北部，宝鸡市政府及有关部门应加强水灾风险研究，根据各区县的地理环境特征和经济发展水平来因地制宜调整土地利用结构和农业种植结构，重视防洪工程建设，降低农业水灾脆弱性以减轻农业洪水灾损。     

多元视野下的海南省临高县海岸带综合评估与深度空间管控探讨

为进一步加强海岸带综合管理，探索更有效的空间管控方法，从各类生态环境敏感性的形成机理出发，通过选取代表性评价指标构建评价模型，综合评估了海南省临高县海岸带生态环境敏感性和地质灾害风险性，并将其与国土规划相结合，对研究区进行了深度空间管控分区分析。结果表明：1）土地荒漠化、土地盐渍化、暴雨洪涝、赤潮、海岸侵蚀均以轻度敏感为主，土壤侵蚀、台风灾害以中度敏感为主，特殊生境、风暴潮和灾害性海浪以高度敏感为主。综合敏感性轻度、中度、高度与极度敏感区面积分别为10 651.28、9 682.11、3 275.29和983.88 hm²，其中高度敏感区以调楼镇分布面积最大，极度敏感区以博厚镇分布最广；2）地质灾害以地震、崩塌、滑坡、地面沉降、砂土液化为主，除地震风险分为风险大区与中等区外，其余4种均只有中等风险区和风险小区，综合风险则有大、中等和小3个分级，其中风险大区主要分布于博厚、东英、波莲与皇桐镇的断裂带两侧各15 m范围区内，总面积为118.86 hm²；3）集生态敏感性、地质灾害风险与国土规划多元视野的海岸带深度空间管控分区，可较好地识别重要保护对象与关键保护区域，并使海岸带获得充分开发与利用。     

基于适宜性分析的沙漠旅游主体功能区划——以宁夏中卫市沙坡头区为例

基于ArcGIS和YaAHP评价法,从沙丘相对高度、坡度、日平均气温≥10℃持续时间、与水体距离、与沙漠距离和与居民点(公路)距离等方面评价宁夏中卫市沙坡头区沙漠旅游适宜性,并结合土地利用现状对沙坡头区进行沙漠旅游主体功能区划。结果表明:研究区沙漠旅游适宜性可分为5类区域,即高、较高、中、较低和低适宜性区域;研究区沙漠旅游主体功能区划分为沙漠旅游开发区、沙漠旅游适度开发区、沙漠旅游不适宜开发区和沙漠旅游限制区。根据功能区划,提出了相应的调控措施,以期为宁夏中卫市沙漠旅游的合理开发提供一定的参考。