南水北调中线核心区土地利用变化及其生态环境响应研究

本文以南水北调中线工程核心水源区淅川县为例,选取2004年TM、2014年GF1号影像等数据,解译获取了淅川县土地利用数据,对2004-2014年淅川县土地利用变化进行定量分析。通过选用区域生态环境质量模型,对研究期内淅川县土地利用变化的生态环境效应进行评估,并采用灰色关联法对导致淅川县生态环境质量变化的驱动因素进行分析。研究结果表明：① 2004-2014年,林地、建设用地和水域面积增加,耕地面积减少。在林地资源演化趋势上,有林地、疏林地、灌木林地和苗圃地与林地资源的整体演化格局一致,而宜林地和无立木林地、未成林造林地呈减少的趋势;② 在空间分布上,林地主要分布在海拔高、坡度较陡的北部山区,耕地和建设用地密集分布于海拔低、相对平缓的东南部地区;③ 2004年和2014年2期生态环境质量均在县域内表现出明显的空间差异,呈现出北高南低的分布趋势。研究期内淅川县区域生态环境质量指数从0.5443上升至0.6039,生态环境质量提高,其中宜林地和无立木林地转化为有林地、退耕还林对区域生态环境改善贡献最大;④ 局部地区生态环境呈负向发展,其中对森林资源采取掠夺式开采和粗放型管理、毁林开地对县域生态环境产生的负面影响最为深刻。⑤ 2004-2014年县域生态环境质量变化主要由政策和居民追求利益最大化的行为所驱动。     

我国北方农牧交错带西段退耕对土壤保持功能影响研究

退耕还林（草）等生态工程对区域用地结构及生态系统服务功能产生了重要影响。本研究基于RUSLE模型,并辅以遥感监测与GIS空间分析方法,对北方农牧交错带西段2000-2015年退耕状况及其引起的土壤保持功能变化分3个时段（2000-2005年、2005-2010年及2010-2015年）进行了探究。结果表明：北方农牧交错带西段地区2000-2015年耕地面积净减少1663.83 km²,以转为林地、草地、建设用地为主,其中耕地转林、草地净减少面积为1113.64 km²,草地和未利用地是新增耕地的主要来源;15年间土壤保持功能提升显著,退耕还林（草）工程的实施使土壤保持量增加了56.50×10⁴ t,2005-2010年由退耕所带来的土壤保持增加量在3段时期中最高;不同坡度等级的生态退耕引起的土壤保持增加量差别较大,总体随着坡度升高呈下降趋势,但在25°以上的陡坡耕地由退耕还林（草）带来的土壤保持效益又有所升高。研究对于评估北方农牧交错带西段地区实施退耕还林（草）等工程的生态效益具有重要意义,并能为区域生态保护与修复工程的建设规划提供科学依据。     

典型农牧交错区LUCC及农牧交替演化过程分析——以内蒙古赤峰市为例

以内蒙古赤峰市为例,利用TM影像解译得到的三期土地利用数据(1988、1995、2000年)研究20世纪80年代以来,典型农牧交错区的LUCC演化过程,主要采用土地利用开发度、耗减度、信息熵、空间转移矩阵等方法分析了不同阶段农牧交替演化的时空特征。结果表明:(1)草地、耕地、林地为研究区主要的土地利用方式,整个研究时段内,耕地开垦和草地减少是主导LUCC过程。耕地开垦面积达2424.12km²,草地减少1959.65km²。从前后两个时期来看,前期(1988-1995年)耕地和草地变化更为剧烈,耕地以增为主,草地以减为主;后期(1995-2000年)草地转出速度放缓,但耕地开垦速度仍相对较快,林地转出速度加快;(2)土地流转过程以农牧交替演化为主,前期草地与耕地的交替转化剧烈,草地开垦面积达到2 040.50km²,耕地撂荒还草634.75km²,耕地开垦主要集中在敖汉旗的北部;后期LUCC过程放缓,草地转耕地面积为828.50km²,主要发生在敖汉旗以及林西县北部地区等区域,伴随着一定程度的弃耕;(3)三个时期土地利用结构信息熵分别为1.290、1.301、1.304,赤峰市土地利用系统有序程度在降低。农牧交错演化过程的分析,为研究该地区人类-环境耦合系统的变化和机制提供了重要依据。     

2003-2017年北京市地表热力景观时空分异特征及演变规律

利用2003-2017年MODIS地表温度数据,分别从数量、形状和结构角度揭示北京市不同季相和昼夜间地表热力景观时空分异特征,并进一步通过热力等级变化图谱及质心迁移轨迹揭示城市热力景观空间演变规律,探究热力景观等级转换生态过程。结论如下：① 城市地表热力景观季节和昼夜空间特征差异显著;② 中温区在城市热环境中占主导地位。白天中温区是最不稳定的热力景观等级;夜间次低温区和次高温区不稳定性增加;③ 地表热力景观等级变化以稳定型占主,反复变化型和前期变化型次之。地表热力景观等级通常呈现逐级递增或递减规律,山区呈现逐级降温趋势,北部城郊—山地交错地带表现出次低温和中温的反复转向,南部地区有一定的升温趋势;④ 2003-2017年高温区面积增大且质心向城市中心集中,低温区质心向城市外围扩散。生态涵养发展区对北京市地表热力景观质心迁移贡献率最高。热力景观时空分异特征及演变规律可为有效缓解城市热岛效应提供管理决策支持。     

深度学习GoogleNet模型支持下的中分辨率遥感影像自动分类

提出了一种基于深度学习技术的遥感分类方法,它能有效解决中分辨率影像在分类过程中出现的像元混分问题。研究选用2016年5月12日武汉市Landsat 7 ETM+遥感影像,基于GoogleNet模型中的Inception V3网络结构,借助迁移学习方法,构建出遥感分类模型,实现了对武汉市主城区4类典型地物（不透水层、植被、水体和其他用地）的自动分类提取,并将分类结果与传统最大似然分类（ML）结果进行了对比分析。研究表明：基于深度学习方法的遥感影像总体分类精度高达88.33%,Kappa系数为0.834 2,明显优于传统ML方法总体分类精度83%和Kappa系数0.755 0,而且有效抑制了地物在分类过程中出现的像元混分现象。     

Study on transmission mechanism of thermal infrared remote sensing for abrupt geothermal anomaly in volcanic region

Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌａｎｏｍａｌｙｉｓａｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｔｈａｔｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｍｕｃｈｍｏｒｅｉｎｔｈｅａｒｅａｔｈａｎｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ（Ｘｉａ,１９７９）．Ａｂｒｕｐｔｇｅｏｔｈｅｒｍａｌａｎｏｍａｌｙｍｅａｎｓｔｈａｔｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｓｏｍｅｓｐｏｔｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅａｆｆｅｃｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａａｂｒ…     

黄河源区玛多县土地利用/覆被及景观格局变化的遥感分析

采用了黄河源地区1977、1990及2003年MSS、TM的3个时相遥感影像,通过人机交互的解译与GIS的空间分析,提取了玛多县3个时期的土地利用/覆被信息。分析了玛多县各地类的数量变化和空间变化特征。另外对景观生态空间分布格局,利用FRAGSTATS软件对玛多县景观级别的动态特征进行了分析。结果表明:玛多县的土地利用/覆被类型以草地为主,占全区总面积77.93%;退化现象十分严重,主要是草地覆盖度的降低以及草地沙化;景观破碎化程度在前期呈下降趋势,而后期呈上升趋势,景观斑块形态越来越偏离规则而变得复杂、多样。     

中国2010-2015年土地利用变化的时空格局与新特征（英文）

Land use/cover change is an important theme on the impacts of human activities on the earth systems and global environmental change. National land-use changes of China during 2010–2015 were acquired by the digital interpretation method using the high-resolution remotely sensed images, e.g. the Landsat 8 OLI, GF-2 remote sensing images. The spatiotemporal characteristics of land-use changes across China during 2010–2015 were revealed by the indexes of dynamic degree model, annual land-use changes ratio etc. The results indicated that the built-up land increased by 24.6×10~3 km~2 while the cropland decreased by 4.9×10~3 km~2, and the total area of woodland and grassland decreased by 16.4×10~3 km~2. The spatial pattern of land-use changes in China during 2010–2015 was concordant with that of the period 2000–2010. Specially, new characteristics of land-use changes emerged in different regions of China in 2010–2015. The built-up land in eastern China expanded continually, and the total area of cropland decreased, both at decreasing rates. The rates of built-up land expansion and cropland shrinkage were accelerated in central China. The rates of built-up land expansion and cropland growth increased in western China, while the decreasing rate of woodland and grassland accelerated. In northeastern China, built-up land expansion slowed continually, and cropland area increased slightly accompanied by the conversions between paddy land and dry land. Besides, woodland and grassland area decreased in northeastern China. The characteristics of land-use changes in eastern China were essentially consistent with the spatial govern and control requirements of the optimal development zones and key development zones according to the Major Function-oriented Zones Planning implemented during the 12 th Five-Year Plan(2011–2015). It was a serious challenge for the central government of China to effectively protect the reasonable layout of land use types dominated with the key ecological function zones and agricultural production zones in centraland western China. Furthermore, the local governments should take effective measures to strengthen the management of territorial development in future.     

“海上丝绸之路”主要海域热带气旋时空分布特征及其危险性

热带气旋作为一种海上灾害性天气,对“海上丝绸之路”海上航运影响重大。本文基于西北太平洋和北印度洋1990—2017年的热带气旋路径数据,结合热带气旋风场参数模型,利用缓冲区分析、叠加分析等GIS空间分析技术,系统研究了“海上丝绸之路”主要海域、主要海区、关键通道受热带气旋影响频次以及热带气旋危险性的时空分布特征。主要结论：① “海上丝绸之路”主要海域受热带气旋影响严重,表现在热带气旋影响范围广、影响频次高,其中西北太平洋较北印度洋受热带气旋影响更为严重,危险性更大;② 西北太平洋的15°N—30°N,120°E-—145°E海域热带气旋危险性最高;③ 热带气旋危险性季节变化较为明显,秋夏两季危险性较高,冬春两季危险性较低,在夏秋两季各月份中,7、8、9、10月危险最高;④ 在各海区中,中国东部海区热带气旋危险最高,其次是南海、日本海、孟加拉湾、阿拉伯海,而红海和波斯湾不受热带气旋影响;在各关键通道中,吕宋海峡热带气旋危险性最高,其次是台湾海峡、对马海峡、宗谷海峡、鞑靼海峡、保克海峡、霍尔木兹海峡,而马六甲海峡和曼德海峡无热带气旋危险。     

三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估

基于生态系统结构--服务动态过程趋势分析,针对生态保护与建设工程预期目标,构建了由生态系统结构,质量,服务及其变化因素构成的生态成效评估指标体系,研究发展野外观测,遥感监测和生态过程定量模拟一体化的监测评估技术体系,评估了三江源生态保护和建设一期工程的生态成效.结果表明:工程实施8年以来,三江源区宏观生态状况趋好但尚未达到1970s比较好的生态状况,草地持续退化趋势得到初步遏制但难以达到预期"草地植被盖度提高平均20%~40%"的目标,水体与湿地生态系统整体有所恢复,生态系统水源涵养和流域水供给能力提高,区域水源涵养量达到了增加13.20亿m³目标;重点工程区内生态恢复程度好于非工程区,除了气候影响以外,工程的实施对促进植被恢复具有明显而积极的作用;然而,草地退化局面没有获得根本性扭转,工程实施尚未遏制土壤水蚀增加趋势,一期工程局部性和初步性特点突显出三江源区生态保护任务的长期性和艰巨性.