北京城市地表温度的遥感时空分析

运用Landsat TM/ETM+和Terra ASTER数据,对北京市1990~2007年夏季的地表温度进行了反演,并对地表温度的空间分布、时间变化作出了分析。对Landsat TM/ETM+数据的温度反演采用了普适性单波段算法,ASTER数据的温度反演采用了劈窗算法。通过对地表温度数据的直方图均衡处理以及综合对比分析,总结出北京地区历年来夏季地表温度的空间分布格局及该格局随北京城市发展的变化规律,分析了研究成果的不足,提出了下一步要努力的方向。     

基于小波变换的全色和多光谱遥感图像融合

基于多分辨率小波变换,针对高分辨率全色图像和多光谱图像的融合,提出了一种基于方向可调滤波器的区域能量测量的小波变换融合算法.将此方法与HIS和传统小波的融合方法比较,结果表明,该方法在保留多光谱图像光谱信息的同时,能够更好地保留高分辨率图像的空间信息,融合效果有较大改善.     

基于弹性薄板的地表沉陷预计模型

在分析地表沉陷基本规律的基础上,依据弹性薄板理论,建立非充分采动条件下岩层和地表沉陷预计的一类新模型,并推导出地表任意点倾斜、曲率、水平移动以及水平变形的计算公式。该模型充分考虑到地质采矿因素（煤层倾角）及煤层上方各岩层的影响,克服传统预测方法的缺陷,特别是概率积分法关于拐点反对称要求。最后,应用实例证明该方法的应用效果。     

利用参考重力场模型基于能量法确定GRACE加速度计校准参数

利用多个参考重力场模型分别对GRACE一个月的实测加速度计观测数据进行检校.数值计算结果的比较分析表明了利用参考重力场模型确定加速度计校准参数是有效的.     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

成都经济区天降水与下渗水元素地球化学特征及土壤元素输入输出通量

论文研究了成都经济区天降水和下渗水中元素含量、在农田耕层中的输入输出通量及其影响因素.研究表明,研究区雨水中含有大量SO2-4、NO-3等酸性物质,雨水中SO2-4 >NO-3>Cl-.雨水中Ca2 和NH 4含量最高,且NH 4>Ca2 >K >Na >Mg2 .雨水的pH与阴、阳离子摩尔浓度差值具有显著相关性.下渗水中以Ca2 为主要阳离子,且Ca2 >Na >Mg2 >K >NH 4;HCO-3为主要阴离子,且HCO-3>NO-3>SO2-4>Cl->F-,下渗水pH与阳、阴离子摩尔浓度差值具有显著相关性.不同地区雨水中Pb>As>Cd>Se>Hg,下渗水中Pb>As>Se>Cd>Hg,因此,Cd、Pb、Se和Hg等元素累积在耕层中,而As则被下渗水携带迁移出耕层进入地下水.由降雨输入土壤中的Cd通量均大于下渗水输出Cd的通量,局部地区As下渗通量高于雨水输入通量的5.45～13.16倍.土壤中元素的下渗比与土壤质地、pH有关.     

首都圈地区现今地壳运动的GPS观测与构造活动模拟

利用首都圈地区1992～2004年间280多个GPS点位复测资料,获得了该地区高精度的地壳形变速度场,相对欧亚板块的水平速度场由北向南由4 mm/a逐渐增加到9 mm/a;采用边界元(BEM)理论及位移不连续的多边形元素构建断层的三维模型,并利用均匀介质且各向同性的半无限线弹性空间模型反演计算了断层滑移量,模拟了GPS点位的位移场,在此基础上获得了主要活动断层和首都圈地区的地表、地表下15 km和25 km剖面的静态位移场、应力及应变场.结果表明,GPS点位的模拟位移场与观测值在南北向和东西向的误差分别为0.68 mm及0.77 mm,各个主要活动断层在1992～2004年间的构造活动较弱,随着深度的增加,剖面的应变逐渐增加.     

北京市有机氯农药填图与风险评价

采用1个样/km2的密度、1个分析组合样/16km2的方法,对北京市784km2范围内的土壤、大气干湿沉降物、大气颗粒物中HCH、DDT的含量和空间分布特征进行有机氯农药填图.查明2000年北京市地表土壤HCH和DDT的平均含量分别为8.80±11.83ng/g、108.99±301.90ng/g.2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT平均含量分别为10.09±9.60ng/g、12.99±13.51ng/g,HCH和DDT的年沉降通量分别为996.57±939.96g/a·km2、1291.53±1342.28g/a·km2.2006年大气颗粒物PM10和PM2.5中的HCH含量分别为0.294±0.205ng/m3和0.217±0.137ng/m3,DDT的平均含量分别为1.037±1.301ng/m3和0.522±0.773ng/m3,显著高于2002-2003年度大气颗粒物中HCH(PM100.01786ng/m3,PM250.01731ng/m3)和DDT(PM100.01672ng/m3,PM2.50.02353ng/m3)的含量,表明北京市或周边地区仍在使用含HCH和DDT化学成分的农药.以2000年北京地表土壤和2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT的含量为基础,对2020年土壤中HCH和DDT的时空演变的预测显示,即使干湿沉降物中HCH和DDT的沉降通量每年以5%的速率递减,到2020年土壤中HCH和DDT的环境质量仍不能显著改善,而控制和削减北京及周边地区含HCH和DDT成分农药的使用将是改善北京地表土壤环境质量的关键措施.     

河流活性物质入海通量:概念与方法

河流水体中呈溶解态和悬浮物结合态的元素活动性强,具有生态环境意义,查明其入海通量是当前生态地球化学评价的重要任务。通过总结前人的相关研究成果,确定了影响河流水体悬浮物的浓度及其矿物、化学组成的主要因素。从沿海经济带区域生态地球化学评价的实际需要出发,拟定了开展中国主要入海河流水溶态和悬浮物结合态元素入海通量调查的基本框架。     

北京农田生态系统土壤重金属元素的生态风险评价

2005-2006年期间,分别采集了北京农田生态系统的大气干湿沉降、灌溉水和化肥3种外源输入的样品,共计63件。3种来源样品的年输入通量的定量计算和对比表明,不同地区不同输入途径的重金属元素的年输入通量差异较大,研究区农田土壤中重金属元素的主要输入途径是大气干湿沉降。如果不考虑农田生态系统的外源输出量,按照目前的污染速度,50年后怀柔和大兴地区表层土壤中cd的含量可突破国家土壤环境质量碱性土壤的二级标准。污染情况比较严重,应引起足够的重视。其他地区的外源输入在相当长的一段时间内不会引起表层土壤重金属元素的含量发生质的变化。