河流氮输出对人类活动净氮输入的响应

由人类活动产生的氮排放是影响河流氮通量输出的关键,本研究基于人类活动净氮输入模型和流域分布式水文模型(SWAT),计算了山美水库流域2001—2010年人为氮排放强度,模拟估算了同期的河流氮通量,对山美水库河流氮输出与人类活动净氮输入(NANI)之间的响应特征进行研究。结果表明,2001—2010年间,山美水库流域年均人类活动净氮输入强度为11 023 kg N·km~(-2),其中氮肥施用量占NANI总量的60%,是NANI的主要来源;河流氮通量的年际变化特征深受河流年径流变化影响,与NANI并无显著相关;NANI、滞留氮库以及自然背景源对流域河流氮输出总量的贡献率分别达到52%、44%和4%,包括NANI和滞留氮库在内的人为氮输入是影响山美水库流域河流氮通量输出的关键因素。     

喀什地区PM10输送路径及潜在源区

基于HYSPLIT模型和2019年9月至2020年8月喀什地区大气颗粒物逐时数据,利用聚类分析、潜在源贡献因子法（PSCF）和浓度权重轨迹法（CWT）分析喀什地区四季PM₁₀传输路径与潜在源区,揭示研究期间喀什地区不同季节PM₁₀的潜在源分布及其贡献水平。结果表明：喀什地区PM₁₀、PM_2.5年均值分别为237.3±268.3、89.3±82.3 μg·m^-3,大气颗粒物以PM₁₀为主;喀什地区气流输送路径主要来自中亚西风气流,其次是来自中国新疆南部;PM₁₀秋季主要贡献源区分布在中亚部分地区以及中国新疆南部区域,贡献水平为250—450 μg·m^-3;冬季主要贡献源区与秋季相似,贡献水平为150—300 μg·m^-3;春季重点贡献源区主要分布在新疆南部塔克拉玛干沙漠区域,贡献水平为250—500 μg·m^-3;夏季主要贡献源区与春季相似,贡献水平为150—250 μg·m^-3。喀什地区重点防范应是塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶的影响,其次是中亚西风气流携带的大气颗粒物远距离输送。     

近50年来中国北方沙漠化土地的时空变化

中国北方在过去的近50年里,沙漠化土地以其广泛的分布和迅速发展构成了区域主要的环境和社会经济问题。遥感监测和评价结果表明,到2000年沙漠化土地已达到 38.57×104 km₂,其中潜在和轻度沙漠化土地13.93×104 km₂,中度沙漠化土地9.977×104 km₂,重度沙漠化土地7.909×104km₂,严重沙漠化土地面积 6.756×104 km₂,它们主要分布在农牧交错带及其以北的草原牧业带、半干旱雨养农业带和绿洲灌溉农业与荒漠过度带。对上世纪50年代后期、1975年、1987年和2000年沙漠化土地遥感监测结果进行对比分析显示,我国北方沙漠化土地自20世纪50年代后期以来一直处于加速发展的态势,沙漠化土地年均发展速率20世纪50年代到70年代中期为1 560 km₂,1976年到1988年提高到2 100 km₂,1988年到2000年之间达到3 600 km₂。“整体恶化,局部治理”是近50年来北方沙漠化土地的变化的基本趋势。沙漠化土地的迅速发展不仅使中国北方的生态环境面临严峻的挑战,而且将严重影响中国整个区域国民经济的发展以及人民生活水平的提高。     

2003-2016年中国PM2.5质量浓度时空格局演变及影响因素解析

以中国286个主要地级市为研究区域,基于2003—2016年中国地级市大气PM_2.5质量浓度栅格数据及各地级市社会经济数据,运用空间自相关和空间面板杜宾模型,揭示了中国地级市PM_2.5质量浓度的时空格局与影响因素。研究显示：(1)中国PM_2.5污染在时序演化上呈“M”型波动态势,在空间分布上以胡焕庸线为界呈现出“东高西低”的集聚型格局;(2)中国地级市PM_2.5污染在空间效应上呈现出显著的正相关性,表明区域间大气污染存在交互影响;(3)人口密度与非农产业从业人员占比对PM_2.5质量浓度升高的贡献最大,而液化石油气供气总量与第三产业占GDP的比重对PM_2.5有较为显著的负向消减作用。     

2003—2016年中国PM2.5质量浓度时空格局演变及影响因素解析

以中国286个主要地级市为研究区域,基于2003—2016年中国地级市大气PM_2.5质量浓度栅格数据及各地级市社会经济数据,运用空间自相关和空间面板杜宾模型,揭示了中国地级市PM_2.5质量浓度的时空格局与影响因素。研究显示：(1)中国PM_2.5污染在时序演化上呈“M”型波动态势,在空间分布上以胡焕庸线为界呈现出“东高西低”的集聚型格局;(2)中国地级市PM_2.5污染在空间效应上呈现出显著的正相关性,表明区域间大气污染存在交互影响;(3)人口密度与非农产业从业人员占比对PM_2.5质量浓度升高的贡献最大,而液化石油气供气总量与第三产业占GDP的比重对PM_2.5有较为显著的负向消减作用。     

137Cs示踪技术在黑土区农业非点源污染负荷研究中的应用

利用¹³⁷Cs核素示踪和定位监测相结合,研究松嫩平原黑土区3个旱作坡面土壤的流失厚度和流失速率,坡面土壤流失厚度1.20~5.25 mm/a,侵蚀强度1 355.0~7 558.2 t/(km²·a);近40 a来,松嫩平原黑土区年均入河(湖)农业非点源污染负荷分别为TN 1.43 t/(km²·a)、NH₃^-N 15.01 kg/(km²·a)、NO₃^-N 8.51 kg/(km²·a)TP 0.42 t/(km²·a)、PO₄^3--P 1.85 kg/(km²·a);土壤流失氮以有机氮为主;水溶态无机氮占总氮的0.51%,水溶性磷酸盐磷占总磷的0.12%。黑土区农业非点源污染物的输出和水土流失密切相关,深入研究其输移机理及防治措施具有重要的环境意义。     

中国村镇建设用地演化及其与人口关联关系北大核心CSCD

利用计量统计方法和空间分析方法,基于村镇空间开发强度和村镇建设用地承载系数等指标分析2010-2016年中国村镇建设用地的时空演化特征,并揭示市域单元村镇建设用地和乡村人口的空间关联关系。结果表明:1)2010-2016年中国村镇建设用地规模和村镇空间开发强度呈低速增长,其中建制镇建设用地在村镇建设用地的增量和增速方面贡献最突出;2)市域村镇建设用地的规模和扩张速度存在冷热点的空间错位,以黑河—腾冲线为界分别呈现“东热—西冷”和“东冷—西热”格局;3)市域村镇空间开发强度高水平区集中分布在黑河—腾冲线东部的平原区,具有时空稳定性;4)市域村镇建设用地承载系数表现为“南热—北冷”的地域分异特征,冷点的市域村镇建设用地规模和乡村人口规模关联关系存在东西空间分异;5)市域村镇建设用地扩张速度对乡村人口流动水平具有差异化的空间响应,其中东北地区“高—低”型和华北地区“低—低”型的市域乡村人口流出对村镇建设用地扩张速度约束较显著。     

基于改进土壤冻融水循环的Biome-BGC模型估算青藏高原草地NPP

Biome-BGC模型被广泛用于估算植被净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）,但是该模型未考虑冻土区土壤冻融水循环过程对植被生长的影响。本文基于Biome-BGC模型,改进冻土区活动层土壤冻融水循环,估算了2000—2018年青藏高原高寒草地NPP。通过比较原模型和改进后的模型,并对NPP模拟结果的时空特征进行了分析,结果表明：① 增加冻融循环提高了NPP估算精度,青藏高原草地NPP均值由114.68 gC/(m²·a)提高到128.02 gC/(m²·a)。② 原模型和改进后NPP的空间分布差异较大,时间变化趋势差异不明显。③ 青藏高原草地NPP总量为253.83 TgC/a,呈东南向西北递减的空间格局,年均增速为0.21gC/(m²·a)（P=0.023）,显著增加的占17.85%,主要分布在羌塘高寒草原地带的大部分地区和藏南山地灌木草原地带的西部。④ 该冻融水循环改进方法简单可靠,具有在其他多年冻土区推广的价值。     

基于空间面板计量模型的雾霾对中国城市旅游流影响的空间效应

以中国342个市域单元为研究对象,借助双变量LISA模型、空间面板杜宾模型等方法,探究了1998-2016年雾霾与中国城市旅游流的空间关联特征,分析了雾霾对旅游流的影响及其空间溢出效应。结果表明,在中国雾霾PM_2.5与城市旅游流有东高西低的分布特点,在胡焕庸线两侧的空间分布呈现出与地形和城市发展等因素的空间耦合性;雾霾与城市旅游流（含国内和入境旅游流）均表现出显著的空间集聚和空间依赖特征,雾霾污染对旅游流产生明显的影响并形成相应的空间效应;雾霾对旅游流的抑制区域在不断扩大,H-L型城市数量的增加、L-H型集聚区的片状扩张和华北、华中地区的L-H型集聚的“空心化”现象均表明旅游流具有低雾霾指向性;雾霾污染与旅游流的倒“U”型曲线关系表明经典的EKC假说对中国城市旅游流同样适用,且雾霾污染的显著负向影响主要存在于入境旅游方面;雾霾和旅游流均具有明显的正向空间溢出效应,将雾霾治理同经济发展、对外联系、旅游开发、生态保护和交通建设等因素结合起来进行综合治理,才能为旅游发展创造美好的环境,实现国际、国内旅游健康、协调、可持续的高质量发展。     

人口空间分布的异质性测量

基于数据异质性测量理论,提出了人口空间分布异质性测量的方法,即人口空间分布的相对异质性指数(GPD)。接着以江苏省为研究区域,采用GPD指标对江苏省2005年的人口空间分布的异质性进行了测度。结果表明:基于地级市行政单元的人口空间分布的异质性较小,而基于县级行政单元的人口空间分布的异质性较大;人口空间分布异质性大的地区主要分布在苏南地区,而异质性小的地区主要分布在江苏东北部。采用Moran散点图和Local Moran's I统计量对江苏省县级单元的人口密度分布的局域空间自相关进行分析,结果显示:人口空间分布的异质性与人口密度空间分布的聚集性特征密切相关,异质性大的地区一般出现在人口密度"低-高"或"高-低"聚集的地区,异质性小的地区一般出现在"低-低"或"高-高"聚集的地区。     

长江口崇明东滩潮间带甲烷(CH4)排放及其季节变化

2004年5月至2005年4月在长江口崇明东滩湿地采用原位静态箱法对甲烷(CH₄)排放通量进行了现场测定。结果表明,崇明东滩潮间带(CM)是大气CH₄的排放源,且CH₄排放具有明显的季节变化规律,中潮滩(CM-2)7月CH₄排放最多,其通量为9.27 mg/(m²·h),在次年4月排放最少,只有0.03 mg/(m²·h)。低潮滩(CM-3)在春季5月CH₄排放最多,通量为0.09 mg/(m²·h);冬季2月CH₄通量值最低,只有0.002 mg/(m²·h),中、低潮滩CH₄年平均排放通量分别为2.06 mg/(m²·h)和0.04 mg/(m²·h)。     

夏季怒江流域水汽输送多支特征及对降水影响

基于高空间分辨率0.25°的ERA-Interim再分析资料、TRMM 3B43 Version7数据、气象站点实测数据等多源数据,本文采用一种新的流域边界水汽通量概化和提取方法,揭示了夏季怒江流域水汽输送多支特征,并分析了其对降水时空分异的影响。研究表明,在高黎贡山南部、北部,伯舒拉岭北部及念青唐古拉山中部,有4支区域性水汽输送高值区,多年平均输送通量分别达102.6 kg/(m·s)、66.3 kg/(m·s)、39.7 kg/(m·s)和41.3 kg/(m·s)。多支水汽输送不仅深刻影响流域水汽输送格局,而且对降水时空分异也有不同程度影响。年际变化上,中下游横断山区水汽输送对降水的影响较小,上游青藏高原区影响较大,尤其以那曲—比如—索县一带影响最为显著。空间分布上,流域降水与水汽输送通量呈显著正相关,受多支水汽输送影响形成多个区域性多雨带。     

中国市域居民住房支付能力时空演变及影响因素

利用泰尔指数、σ系数、莫兰指数和空间回归模型等方法，对2012—2017年中国大陆346个市域单元收入房价比的时空演变规律进行分析，并探究其影响因素。结果表明：2012—2017年，中国市域单元收入房价比排名整体表现为东部>中部>东北>西部，其相对差异和绝对差异均随时间呈现增大趋势，居民住房支付能力稳步增强。2012—2017年，中国市域单元收入房价比的空间集聚性显著增强，空间分布不均衡性有逐渐增强的趋势。经济水平、城镇化水平、房地产投资水平、城市规模是影响中国市域住房支付能力的主要影响因素，其中，经济水平和城镇化水平对居民住房支付能力具有较大的正向影响，而房地产投资水平和城市规模为负向影响；2012—2017年我国东北和东中西部则不同程度上受不同影响因素的影响。     

库尔勒市大气颗粒物浓度特征及来源北大核心CSCD

在塔里木盆地东北部库尔勒市大气颗粒物逐时数据(2015年1月至2020年12月)污染特征分析的基础上,利用HYSPLIT模型、聚类分析、潜在源贡献因子分析(PSCF)、浓度权重轨迹分析(CWT)分析不同季节库尔勒市颗粒物传输路径与潜在源区,揭示研究期间库尔勒市不同季节大气颗粒物的潜在源分布及其贡献水平。结果表明:2015—2020年库尔勒市PM_(2.5)、PM_(10)年均值分别为47.7±20.0、162.2±102.4μg·m^(-3),超过国家年均值二级浓度限值132%、36.3%,PM_(10)为主要污染物;颗粒物季节变化呈现冬春高、夏秋低的变化特征;PM_(2.5)/PM_(10)值春季最低(0.29),冬季最高(0.47),PM_(2.5)/PM_(10)值整体呈下降趋势;气流输送路径主要来自西风短气流,其次为吐鲁番盆地的东灌气流;塔里木盆地全年四季都是库尔勒市颗粒物的主要贡献源区,颗粒物浓度贡献水平春冬季较高,夏秋季较低。     

CASA模型在金沙江流域(云南部分)NPP研究中的应用

净初级生产力是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对于控制大气CO2的上升有着重要的作用,是生态系统中物质与能量流动研究的基础。采用气象数据、MODIS NDVI数据,运用改进的CASA模型对金沙江流域(云南部分)的净初级生产力进行研究,并分析了其分布格局及影响因素。结果表明:流域初级生产力最大值达到1 382.39 g/m2,平均为719.54 g/m2;在空间分布上,中游[751.21g/(m2·a)]上游[714.42 g/(m2·a)]下游[693.00 g/(m2·a)];流域的净初级生产力有明显的季节变化,表现为干湿季分明,雨季[612.26 g/(m2·a)]的生产力明显高于干季[107.08 g/(m2·a)],秋季又较春季为高;净初级生产力受植被类型、温度、降水等因素的影响明显。用遥感的方法对区域的NPP产量测算已得到了普遍的认可,其研究结果为NPP动态研究和评价生态系统服务功能提供了有效的基础数据。     

黄河流域高质量发展空间格局演进——基于新发展理念视角北大核心CSCD

以黄河流域66个市级单元为研究对象,基于新发展理念选取34项指标构建高质量发展指标体系,利用熵值法计算得到黄河流域高质量发展水平,以高质量发展水平、高质量发展平均增量和平均增速为变量,利用ESDA法分析2000—2020年黄河流域高质量发展空间关联和格局演化特征。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域高质量发展水平相似市域空间相关,高质量发展水平在波动中有所提高,发展趋于均衡。(2)2000—2015年,黄河流域高质量发展平均增量和平均增速的空间关联较为显著,均呈现出强集聚—弱集聚—较强集聚演变特征,增长状态相似市域彼此邻近;但2015—2020年增长状态相似市域随机分布,空间不相关。(3)高质量发展平均增量和平均增速格局变化较大,高值区均由东部向中部再向西部转移,高值区数量大于低值区数量,黄河流域高质量整体发展较快。平均增量冷热点区呈现相对分散—集中分布—分散布局的态势,平均增速相似市域由相对分散向集中连片演化,不同等级冷热点圈层分布。(4)发展基础相对较差的区域增长速度较快,城市群仍是带动黄河流域高质量发展的重点区域。未来应坚持新发展理念,创新城市群合作模式,推动黄河流域高质量一体化发展。     

中国PM2.5污染与社会经济的空间关系及成因

中国高能耗的经济增长模式和不生态的城镇化模式是PM_2.5污染的主要诱因,为了弄清PM_2.5的本质,着重研究PM_2.5污染的产出机理与模型。首先用逐步回归分析法,确定对PM_2.5影响较大的变量,再对PM_2.5及其相关变量进行空间相关分析,在GIS技术与空间统计学的支持下,建立中国区域性细颗粒物空气污染评估模型。结果表明：中国PM_2.5污染具有东高西低的区域差异特点,这与中国人口分布密度特征曲线（胡焕庸线）所划分出的人口空间分布特点相一致。考虑了空间效应影响的模型拟合度（R²=0.71）优于传统统计模型（R²=0.62）。PM_2.5与总人口、人均汽车保有量的平方、第二产值比例的平方成正比,与森林覆盖率的平方成反比,其中对PM_2.5贡献率最大的是人均汽车保有量。     

2016—2020年沙尘天气对陕西省空气质量的影响特征

基于2016—2020年陕西省环境空气质量监测数据,分析沙尘天气对陕西省空气质量的影响特征。结果表明：（1）陕西省域沙尘天气过程每年发生9—19次,沙尘影响日每年20—46 d;春季为沙尘天气高发季,5月和3月为高发月;沙尘天气过程发生频数空间分布整体表现为自北向南、自东向西递减。（2）各城市沙尘天气过程持续时间2—120 h,关中城市持续时长总体高于陕北和陕南城市;不同沙尘天气过程PM₁₀峰值浓度变化范围大,最高值出现在榆林（3 219 μg·m^-3）。（3）2018年沙尘天气对陕西省PM₁₀年均浓度影响最大,2020年影响最小,年均浓度绝对贡献分别为9.3 μg·m^-3 和2.9 μg·m^-3;各城市沙尘影响日超标占比66.7%—89.7%,污染等级以轻度和中度污染为主,严重和重度污染较少;榆林、延安和商洛的严重污染100%来源于沙尘天气,关中5市的严重污染20.5%—66.7%来源于沙尘天气。     

基于GWR模型的中国城市雾霾污染影响因素的空间异质性研究

基于全国城市的PM_2.5监测数据,识别PM_2.5的时空分布特征,并着重利用地理加权回归模型分析自然和社会经济因素对PM_2.5影响的空间异质性。结果显示：2015年全国PM_2.5的年均浓度为50.3 μg/m3,浓度变化呈现冬高夏低,春秋居中的“U型”特征;PM_2.5的空间集聚状态明显,其中京津冀城市群是全国PM_2.5的污染重心。地理加权回归结果显示：影响因素除高程外,其余指标均呈现正负两种效应,且影响程度具有显著的空间差异性特征。从回归系数的贡献均值来看,自然因素对城市PM_2.5浓度影响强度由高到低依次是高程、相对湿度、温度、降雨量、风速、植被覆盖指数;各类社会经济指标对城市PM_2.5浓度影响强度排名依次是人口密度、研发经费、建设用地比例、产业结构、外商直接投资、人均GDP。由于各指标对城市PM_2.5浓度变化的影响程度存在着空间异质性,因此在制定大气治理对策时可以考虑不同指标影响程度的空间差异,从而使得治霾对策更具针对性。     

长江经济带旅游效率与规模的时空演化及耦合协调

区域旅游效率和旅游规模的空间差异明显,动态把握两者时空演化特征和耦合协调关系对推动旅游高质量可持续发展具有重要的理论意义和实践价值。测度长江经济带126个市域单元2001—2018年的旅游规模,引入DEA-MI模型对旅游效率进行测算和分解,运用探索性时空数据分析方法探讨区域旅游差异和空间结构的时空动态特征,构建旅游效率与规模的耦合协调度模型,分析两者的耦合优良性和协同一致性。结果表明:① 长江经济带旅游综合效率空间差异明显,平均情况呈现东西高中间低的分布特征,年际变动呈现波动下降态势,规模效率对综合效率起支撑作用,技术效率起影响和制约作用;② 旅游效率和旅游规模局部空间结构波动幅度较小,依赖方向较为稳定,后者波动性稍强于前者,且空间依赖方向变化相似,旅游效率局部结构竞争态势强于协作,旅游规模协作整合性较强;③ 旅游规模局部空间结构较稳定,市域单元相对位置变动较困难,旅游效率局部空间结构尚不稳定,市域单元存在较大的变动可能性;④ 旅游效率与规模的整体耦合度和耦合协调度逐渐提高,具有相似的时空分异特征,局部演进存在空间异质性和波动性,耦合协调度高值区扩散范围更广、速度较缓。