武汉城市圈国土空间综合功能分区北大核心CSCDCSSCI

以武汉城市圈为典型案例区开展国土空间综合功能分区实证研究。首先基于县域土地利用数据、社会经济数据和补充调查数据,从生产、生活和生态(三生)功能角度遴选出表征国土空间不同主题要素的24个指标因子,构建基于"要素—功能"的评价指标体系;然后从评价单元开始对10类空间二级功能进行比例关系表达,并通过BP神经网络方法评价三生功能承载力;最后引入双约束聚类法划定国土空间综合功能区,并匹配相应的调控政策。研究表明:基于统一的功能分类和指标体系实现功能比例表达在不同尺度间传递;武汉城市圈国土空间可划分为3个一级综合功能区和7个二级综合功能区。研究成果可为武汉城市圈国土空间格局优化提供参考。     

武汉城市圈国土空间综合功能分区

以武汉城市圈为典型案例区开展国土空间综合功能分区实证研究。首先基于县域土地利用数据、社会经济数据和补充调查数据,从生产、生活和生态(三生)功能角度遴选出表征国土空间不同主题要素的24个指标因子,构建基于"要素—功能"的评价指标体系;然后从评价单元开始对10类空间二级功能进行比例关系表达,并通过BP神经网络方法评价三生功能承载力;最后引入双约束聚类法划定国土空间综合功能区,并匹配相应的调控政策。研究表明:基于统一的功能分类和指标体系实现功能比例表达在不同尺度间传递;武汉城市圈国土空间可划分为3个一级综合功能区和7个二级综合功能区。研究成果可为武汉城市圈国土空间格局优化提供参考。     

耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例

辨析区域主要生态环境问题及其空间异质性,划定生态功能区,对保障区域生态安全和国土开发优化具有重要指导意义。以往自下而上的分区研究多基于行政区或流域开展,难以体现行政区或流域内部的生态功能分异。以鄂尔多斯市为例,基于生态系统服务与生态敏感性构建区域生态功能分区指标体系,耦合自组织特征映射（SOFM）网络与支持向量机（SVM）划定鄂尔多斯市生态功能分区。结果表明,区域内各生态功能分区指标呈现明显的空间分异特征,通过SOFM网络基于栅格进行指标聚类,构建分类效果指数筛选最佳聚类方案,将区域分为7种不同的生态功能类型。最终,利用SVM识别最优分区界线,将鄂尔多斯市分为11个生态功能区。本文构建分类效果指数实现多分类方案优选,使用机器学习算法解决自下而上的自然分区容易弱化要素空间位置属性的问题,完成了从分类到分区的定量转换,有助于提升分区的空间精度与客观性,为生态功能分区与分区边界划定提供了新的方法途径。     

湖泊型流域水生态功能分区的理论与应用

地域分异是地理学核心研究方向之一,水生态功能分区是地学分区面向生态环境领域的发展和应用。基于水生态分区的管理是流域水环境管理的趋势,流域水生态功能分区是建立中国新型水环境管理的基础。论文在界定水生态功能分区涉及的主要概念基础上,分析了湖泊型流域水生态系统的尺度,为湖泊型流域水生态功能分区体系的建立奠定了理论基础;根据分区的目的,建立了分区的原则和指标体系,研发了分区技术、结果验证校核方法;以巢湖流域为例,进行了一级至四级水生态功能分区,并对分区结果进行验证。湖泊型流域水生态功能分区有助于丰富地域分异规律研究,对水生态目标管理的理论与方法具有指导作用。     

高原湖泊和平原湖泊遥感动态监测的对比分析——以洱海和鄱阳湖为例

湖泊及其动态变化在区域生态环境保护中占据极其重要的作用,监测并对比分析不同类型的湖泊动态变化对区域生态环境保护意义重大。应用Landsat TM遥感数据,基于ENVI遥感图像处理软件和Arc GIS空间分析软件,分别以洱海和潘阳湖为例,利用单波段阈值法、波段组合法等方法提取了湖泊水体现状信息;通过波段运算、波段替换等方法提取了湖泊的动态变化信息;对比分析了高原湖泊和平原湖泊两类湖泊动态变化信息提取监测效果。研究表明:应用波段组合法提取湖泊水体信息有较高的准确度,而缨帽变换法提取湖泊水体信息准确度偏低;受湖泊界限标准不统一、季节性水域变化,湖泊周边地理环境等影响,平原湖泊水体分布状况较高原湖泊水体分布状况复杂,多种遥感图像处理方法结合使用更适用于平原湖泊遥感动态监测。     

基于GEE的中国湖泊浮游植物生物量时空动态分析

随着全球变暖和社会经济发展,中国湖泊富营养化情况时有发生,迫切需要对中国湖泊的浮游植物生物量进行有效监测。本文选择了中国756个面积超过10 km²的湖泊进行研究,基于Google Earth Engine（GEE）云端运算平台,反演2003—2018年间叶绿素a（chl-a）浓度数据,以此来分析研究各个湖泊的营养状态及其时空变化,探索了中国五大湖区内湖泊各季节与年均chl-a浓度时空分布特征与气象、社会经济及湖泊特征等影响因素之间的关系。结果表明： ① 中国湖泊的营养状态变化具有明显的季节性与地域性,研究时段内处于中营养状态的湖泊约占90%,春季时大多数位于东部平原湖区与东北平原与山区湖区的湖泊表现为贫营养状态,而青藏高原湖区与云贵高原湖区的湖泊在春季多呈现富营养状态。由各个湖泊年均chl-a浓度变化可以看出中国约82%的湖泊年均chl-a浓度的变化率小于0.5,呈现出轻微变化,18%的湖泊chl-a浓度呈现剧烈变化趋势。② 温度和降水对湖表chl-a浓度影响较大,超过70%湖泊的chl-a浓度与其表面温度和降水存在正相关性,其中大部分分布在中国北部与东部。缓冲区人口和草地占比、湖泊海拔和湖泊地理位置也对湖泊浮游植物生物量具有一定影响。     

基于植被动态的黄土高原生态地理分区

生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理学者的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用。传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则。黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律。为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络（SOFM）与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区。研究表明：黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小。分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰。对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性。     

浅水湖泊的蒸发计算及其在水量平衡中的应用──以山东南四湖为例

以相邻陆上气象资料为基础,通过二次转换──由陆上环境向湿润环境的机制转换和由20m²池向湖泊、水库等自然水体的尺度转换,计算了不同尺度(0.5-4.0m)浅水湖泊的实际蒸发量,并以南四湖为例,探讨了浅水湖泊蒸发的动态变化特征及湖水量的丰亏余缺现状为该湖水量调度和管理及水资源的开发利用提供了依据.     

无锡都市区制造业的区位决策影响与适宜性分区

通过对制造业区位决策的影响要素分析,讨论各区位因子对制造业适宜性分区的控制作用。以经济发达的无锡市为例,综合考虑生态约束、开发引导和相关空间因素,分别选择生态服务功能、灾害易损性、水环境风险进行生态约束要素分区评价;选择交通、集聚规模和土地潜力指标进行开发引导要素分区评价;同时考虑城镇和基本农田的分布状况。在此基础上,运用GIS空间分析方法,综合评价全市域制造业的适宜性分区,作为制造业空间区位决策的依据,其中生态环境约束较弱、开发引导较强的地区可以适当布局制造业项目,而生态环境约束较强、或开发引导较弱、或人口相对稠密、或优质农田分布的地区需要严格控制乃至禁止制造业项目的建设。     

湖泊表面温度的单通道热红外遥感反演研究——以北极滨海平原融冻湖为例

基于TM影像的单通道热红外遥感数据反演了阿拉北极滨海平原融冻湖的表面温度,利用实地湖泊水体温度传感器所测量的水体温度进行了反演结果的精度验证.通过对比4种不同的单通道热红外遥感数据地表温度反演算法,发现其反演结果均与实地测量湖表温度高度相关,但精度存在差异,其中通用单通道算法(SCJM&S)的湖泊表面温度反演结果精度最高,获取均方根误差达0.45K,且该算法输入参数仅需大气水汽含量一项,适用于北极滨海平原地区的湖泊表面温度反演.湖泊表面平均温度的空间插值结果表明研究区的湖泊表面温度受纬度和海洋性气候影响显     

"富营养化湖泊治理及湖泊管理昆明国际讨论会"综述

湖泊富营养化是国际上普遍存在而倍受关注的问题。以国家列为“三河三湖”重点环保项目整治的滇池为首的云南九大高原湖泊中,有6个已富营养化。在云南省即将大规模开展湖泊治理工作之际,为借鉴国际湖泊治理及管理的方法及成功的经验,2001年11月召开了此次会议。有众多国际湖泊学权威在内的10个国家的163名专家出席会议。重点讨论了5个主题：湖泊治理及管理研究;湖泊环境变化的沉积记录;湖水氮、磷负荷与湖泊生态健康;湖泊污染与治理;湖泊富营养化过程。专家们对云南高原湖泊的治理提出了4个方面的建议：以改善、恢复湖泊生态系统结构的方法控制富营养化;清淤一定要慎重;加强湖泊富营养化过程与机制的研究;加强流域管理研究。会议最后发表了《昆明宣言》,建议建立云南高原湖泊国际研究中心。     

抚仙湖有机碳的分布状况与动态变化

通过对位于中国西部的运动嵩原上的抚仙湖、星云湖及其上游的有机碳的分布状况和动态变化的调查，评估出这些湖泊的有机物对水质的影响。上游漂移来的有机碳对湖泊有机物动态变化的贡献比本湖泊生成的有机物的贡献小得多。抚仙湖主要有机物的增长是由于过去的20年间湖水水质退化、富营养化造成的。     

阳宗海硅藻群落对水体污染和水文调控的长期响应模式

在人类活动持续干扰的背景下,云南部分湖泊面临着污染物输入增加的环境压力,特别是营养盐富集和重金属污染。以云南地区遭受过严重工业污染的阳宗海为研究对象,通过沉积物硅藻群落、砷浓度、营养元素与稳定同位素、粒度等多指标分析,结合文献记录和湖泊调查结果,揭示了阳宗海硅藻群落对湖泊富营养化和砷污染的长期响应特征,并识别了不同时期的主要环境压力与其驱动强度。结果表明：长期的营养盐累积使得浮游硅藻逐渐占据优势地位,且耐污染的底栖硅藻种的快速增加与砷污染出现的时段一致。在阳宗海长期富营养化的背景下,当水体砷污染物浓度达到一定阈值水平后,硅藻群落结构的改变和多样性的降低都指示了湖泊生态系统发生了灾难性的转变。同时1965年开始的湖泊引水工程导致了贫营养种的突然增加。因此,水体富营养化、重金属污染与湖泊水文调控是导致阳宗海硅藻群落长期变化的主控因子,对阳宗海的生态修复与综合治理需要综合考虑不同胁迫因子的长期影响与驱动作用。     

湖泊生态恢复的关键因子分析

中国是一个多湖泊的国家。由于经济快速发展及湖泊资源不合理的开发利用,中国湖泊的污染问题和生态系统退化相当普遍。特别是由于氮、磷等营养元素的富集造成的水体富营养化,导致蓝藻水华频繁发生,甚至出现了饮用水危机事件。由于缺乏基础理论的指导,中国湖泊富营养化治理曾经走过弯路。在没有实现控源截污的条件下,片面强调生态恢复来净化湖泊水环境,一度成为富营养化湖泊治理的主流思想。实际上,湖泊生态恢复是有条件的,而对这些条件的诊断和分析是开展湖泊生态恢复的前提和基础。通过对太湖水生植物分布及其影响因子分析,确定沉水植物恢复的核心条件是水下光照条件。水下光照条件受富营养水平、悬浮物浓度与水深等因子的影响。只有当一个水域的真光层深度接近水深的情况(比值>0.8),恢复水生植物才有可能。改善水下光照条件,包括降低水深,提高透明度,消除风浪等措施,实际上,都是增加真光层深度与水深的比值。在上述生态恢复条件不具备的情况下,湖泊治理与恢复的工作更多地应该聚焦在控源截污方面。这对中国湖泊污染治理与生态恢复具有普遍的意义。     

黄土高原典型小流域道路特征及影响因素

通过GPS野外实测黄土高原纸坊沟小流域的道路特征,在GIS空间分析等方法支持下研究了流域内各级道路的分布规律。研究表明:黄土高原道路可分为4级,2级以下的土路是小流域的代表路型。各级别道路总长度都随级别增大而增加且累计总长度与道路级别线性相关,道路平均长度和密度则随级别增大而减小。道路网系和流域水系在结构规律上具有一定的相似性。不同级别道路分布范围受地形特征影响不同。爬坡道路坡度与地表坡度之间存在线性回归关系,且次级道路分布受主路控制;典型爬坡路在大于25°坡度范围内多呈"之"字形弯曲,随坡度的减小道路弯曲跨度和与等高线夹角增大。研究结果有助于定量模拟黄土高原地区道路分布特征,并为土壤侵蚀模型中道路影响因子的确定提供参考。     

两个相连湖泊的微生态系统——云南高原湖泊中浅水的星云湖和深水的抚仙湖研究

抚仙湖是中国云南省的一个深水湖，连接着富营养化的浅水湖－－星云湖，星云湖排放含绿藻的水进入抚仙湖。两湖位于省会昆明附近，由于地方文化、集约化农业、以及旅游业的发展，两湖已经富营养化。因为湖泊体积容量的级别差异，深水湖的富营养化几乎没被注意，抚仙湖秋季下层滞水带缺氧已经关注了20年，似乎下层滞水带是深水湖富营养化的指标或趋势。抚仙湖看起来目前情况尚好，可以说寡营养，然而，外界负荷是潜在的，且是以稳定的加速度进行的。在此对浅水湖富营养化的原因进行了讨论，包括在其它云南湖泊观察到富营养化的过程，再者，对两个连相湖的藻和蓝藻碎片的大小构成进行比照。为了与深水的抚仙湖状况进行比较，简略介绍了一个日本的深湖及其径流系统。其中，涡流和它的微生态系统，在两者中相关性很好。对于以涡流生态系统的见解判断微生态系统的深水湖富营养化问题将给予概括。     

The role of palaeolimnology in assessing eutrophication and its impact on lakes

Eutrophication is perhaps the most pervasive form of pollution. Here we first review its effects on lake ecosystems based largely on modern ecological investigation. The longer time scale afforded by palaeolimnological investigation has seen an increase in the number of the publications since 1990 with a disproportionate increase in citations demonstrating the increasing use and usefulness of palaeolimnology to help understand lakes ecosystems and their response to eutrophication. We summarise briefly the history and origins of palaeolimnological investigation into eutrophication and its impacts in lakes. Then we review quantitative and qualitative palaeolimnological methods for tracking change in nutrient concentrations, algal community and abundance, macrophyte community composition and abundance and zooplanktivorous fish density. The usefulness of stable isotope analysis on sediment organic matter to track eutrophication is assessed and alternative methods discussed. A current challenge is to determine the effects of recent climate change on lake ecosystems. The impacts of climate change and eutrophication on the ecology of lakes have many similarities making it difficult to disentangle the impact of one from the other, in particular where the eutrophication impacts are greatest. We review a number of recent palaeolimnological studies, in particular those integrating long term monitoring data, which have gone some way to identifying when nutrients or climate may be having the greatest impact. Finally, we discuss possible future directions for the discipline, such as the greater integration of studies of evolutionary change using molecular techniques.     

从悬浮质和沉降质的观点描述中国云南湖泊的化学动态变化

在对云南抚仙湖、星云湖和洱海3个高原湖怕进行地球化学和湖沼学调查，确定湖水中微粒的溶解浓度和化学成分，对沉降质和沉积物进行分析的基础上，对这些湖泊的化学动态变化进行了讨论。     

从国际治湖经验探讨太湖富营养化的治理

湖泊富营养化已经成为影响湖泊流域社会经济可持续发展的因素之一,应该充分认识目前我国湖泊富营养化问题的普遍性以及解决问题的迫切性。从国际湖泊富营养化治理的经验看,有效地控制面源和点源污染仍然是湖泊富营养化治理的重要前提;颁布严格的保护水资源的法律,确保饮用水安全是重中之重;应建立全流域统一的水资源保护合作机制,特别是注重把流域综合管理的思想引入湖泊富营养化治理;制定长期的湖泊富营养化治理计划, 细化具体的阶段治理目标。坚持湖泊治理的方向,不能放弃太湖的治理。