福州城市地表温度时空变化与贡献度研究

随着全球变暖和城市化进程的加快,城市区域的热环境问题日益凸显。以福州为例,基于遥感、地理信息系统和地统计学等方法,通过多尺度空间模式,定量分析以地表温度贡献度为表征的城市热环境时空变化及其特征。结果表明:①1993—2016年,研究区的土地利用/覆盖类型发生了显著变化,建设用地净增长1 231.04 km2,变化率高达295.33%;耕地被建设用地占用。②地表温度空间格局变化明显,中高温区以闽江水域为轴向周边区域逐渐蔓延,低温区和次低温区面积显著减少。③1993—2016年,福州所辖各县市区地表温度贡献时空分布不均。其中,中心城区(鼓楼区、台江区、仓山区、晋安区和马尾区)对地表温度上升表现为正贡献,闽清县和永泰县表现为负贡献。从不同土地利用/覆盖类型来看,林/草地、耕地、水体对地表温度升高有负贡献,建设用地表现为正贡献。④多距离空间聚类分析(Ripley's K函数)显示,地表温度集聚与分散存在尺度效应;1993—2016年,研究区的地表温度集聚范围逐步扩大、集聚程度增强。     

长春市区土地利用变化对地表温度的影响

为研究城市土地利用类型对地表温度的影响,笔者以长春市城区为研究区域,利用监督分类对2000年、2005年、2007年、2014年、2019年Landsat影像进行分类。总体精度分别为99.166 4%、97.974 7%、96.341 0%、91.511 0%、99.263 8%。利用Landsat热红外波段数据,根据辐射传输方程进行地表温度反演,分别统计不同时期各土地利用类型的平均地表温度。结果表明,各土地利用类型的平均地表温度均呈现逐年升高趋势,但增长速度略有差异。不同时期各土地利用类型分别与全区平均温度作比较,建设用地平均地表温度明显高于全区平均温度,最高可达4.78℃;而水体和林草地的平均温度则明显低于全区平均温度。建设用地增加对城市具有增温效应。     

苏子河流域土地利用变化对大伙房水库水量的影响

土地利用变化影响着地表径流,分析其变化规律与驱动力有利于实现土地资源与水资源的合理利用。本研究以大伙房水库上游苏子河流域为研究对象,运用转移矩阵分析法、相关分析法等分析方法,评估了气候因素、人为因素及土地利用变化对大伙房水库水量的影响,并主要从土地利用角度进行了分析,探讨水库水域面积增加的原因。结果表明：2000—2020年,水库水域面积呈逐年增加趋势,流域内最主要的两种土地利用变化为林地面积增加、农田面积减少,且两者均对流域产水量起到正效应;同时,气候因素的变化也对水库水量的增加起到正效应。     

大同市主城区热岛效应及土地利用时空变化分析

以大同市主城区为研究对象,选取2004年、2009年、2015年和2019年共4期Landsat5 TM、Landsat8 OLI/TIRS影像作为数据源。借助ArcGIS软件,分析2004—2019年大同市主城区城市热岛的时空分布特征以及土地利用类型变化特征,最后进一步研究两者之间的相关性。结果表明：(1)大同市主城区热岛现象明显且强热岛和热岛区域面积逐年扩大,增加最明显的区域是云岗区和新荣区改为：云岗区、新荣区和云州区,近年来热岛趋势减缓。(2)在2004—2019年的15年间,城镇建设用地、草地和林地面积呈现扩张趋势,水体和耕地面积则呈现缩减趋势,土地利用类型变化强度由高到低依次为城镇建设用地、林地、耕地、水体和草地。(3)不同土地利用类型的地表温度具有明显差异,建设用地最高,草地和耕地次之,植被和水体温度最低。     

基于EVI和MNDWI指数的石羊河流域水体、植被时空变化特征

水体和植被是生态环境的重要自然要素,水体和植被的动态研究对认识干旱区生态环境的变化过程及保护和恢复具有重要的理论和实践意义。基于2001-2016年96期MODIS遥感数据和1992、1998、2004、2010、2016年5年Landsat遥感数据,提取EVI植被指数和改进的归一化水体指数（MNDWI）,结合一元线性回归趋势分析方法对石羊河流域的水体和植被的时空变化特征进行了分析。结果表明,近16年来,流域植被EVI整体呈增加趋势,植被覆盖度上升,但随着季节变化,上、中、下游植被覆盖度变化分异明显;EVI植被指数年际变化倾向率与之一致。植被覆盖小幅增加地区占21.5%（春）、14.9%（夏）、8.8%（秋）,保持不变区域占流域总面积的52.5%（春）、40.2%（夏）、35.0%（秋）;此外,仍有轻度退化区和严重退化区。近25年来,研究区水域面积总体呈增大-减小-增大的波动变化趋势,1998年水域面积增大至725.92 km²,此后水域面积2010年减小至710.11 km²;但2010年以后水域面积又呈稳定增加趋势,水域面积2016年增加至723.00 km²。自然因素和人为因素是研究区水体和植被时空变化的驱动因素。     

资源型城市景观生态风险的时空分异:以乌海市为例

为探究大型露天煤矿开采对西北干旱荒漠区景观生态风险的影响,以及资源型城市转型背景下的时空动态,以资源衰退型的内蒙古自治区乌海市及周边县域为研究区,结合现有景观生态风险评价中的干扰度、脆弱度指标,增加受威胁指数来综合构建资源型城市景观生态风险评价框架。基于乌海市2005—2015年景观类型数据,从时间和空间上分析景观生态风险及其动态。结果显示:(1)2010—2015年景观类型之间转移相较于2005—2010年更剧烈,年变化强度分别为7.43%和3.44%,工矿用地与城市建设用地最活跃,但年增加强度减小。(2)林地、水域和湿地损失度先略增加后大幅度减小,其他土地和草地损失度呈增加趋势,工矿用地先减小后略增加;城市建设用地和工矿用地受威胁指数最大,其余类型的景观受威胁指数均有上升趋势,但其他土地、水域和湿地增加趋势逐渐减慢。(3)2005—2015年景观生态风险指数升高,空间分布总体呈西、中部高而南北低的格局,而不同等级风险区表现为低风险区由边缘向中心转移,而高风险区依托原有高风险区扩展。研究期风险区变化显著的是西部沙地高风险区,矿区东部其他土地因周围分布灌丛和草地,风险始终低于西部其他土地。根据不同风险等级中工矿用地的面积占比情况,将工矿用地占比控制在5%以内可达到控制总体景观生态风险的目的。研究为资源型城市通过合理的景观配置进行生态风险管控提供了依据。     

成都市中心城区地表沉积物中重金属分布及矿物学特征

城市地表沉积物已成为城市环境污染的重要组成部分,是城市环境中各种污染物的"源"和"汇",通过研究城市地表沉积物的物化及矿物学特征对城市环境质量的监测具有良好的指示作用。本文在成都市中心城区不同区域采集40件地表沉积物样品,利用激光粒度分析仪、扫描电镜能谱和X射线衍射等技术分析研究了地表沉积物的粒径分布特征、重金属分布特征、矿物组成特征及微区形貌特征。结果表明:地表沉积物粒径的质量和体积分布特征具有较高一致性,均以中细颗粒物为主,其中小于0. 3mm的地表沉积物占总质量或体积的70%以上,小于0. 125mm的地表沉积物占总质量或体积的40%左右; Cu、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Cd、Ni等重金属随着沉积物粒径的减小而呈明显增加的趋势,主要存在于小于0. 125mm粒径的沉积物中,同时在成都市中心城区各方位区域和各环路区域的分布上存在一定的差异; Si、Ca、K、Na等造岩元素在不同粒径级别沉积物中都大量存在;地表沉积物矿物组成主要是石英、长石类、方解石等,且各类矿物在不同粒径级别沉积物中所占含量大致相当,但细粒径矿物表现出胶体行为,极易吸附各种微量重金属。研究认为,城市地表沉积物的粒径分布特征和矿物组成特征是影响重金属在沉积物中分布的内在因素,而人类活动是决定地表沉积物重金属污染程度的关键因素。     

基于景观格局的环鄱阳湖城市群空间冲突测度及模拟优化研究

以景观格局视角出发借鉴PSR模型,构建基于压力—状态—响应的环鄱阳湖城市群空间冲突测度模型框架,运用空间统计、数理分析等相关方法对环鄱阳湖城市群的空间冲突强度水平、时空分异特征及演变规律进行研究。设置“生态优先”“经济优先”“规划限制”三种不同城市发展预测情景,借助斑块生成土地利用模拟模型(PLUS模型)模拟三种预测情景下的土地利用空间格局,同时分析不同情景下的城市空间冲突分布状况,并结合研究结果与城市发展现状,提出缓解城市空间冲突的优化策略与建议。结果表明：(1)受到空间压力、空间结构状态以及空间格局等波动变化的影响,环鄱阳湖城市群的空间冲突强度整体呈现大幅度上升趋势。(2)较低冲突区主要分布在研究区域西部、东部的山地,且主要位于研究区域边界地区,呈块状分布;较高冲突区零散分布于整个研究区域内的核心城市内部;低冲突区与高冲突区占比最高,且均呈片状分布在较低冲突区与较高冲突区的过渡区域。(3)生态优先情景下,生态结构优势明显,整体空间冲突强度最低;非生态优先情景下,建设用地扩张使得生态用地发展受到限制,空间冲突强度增加明显。(4)增加森林覆盖率,提升生态用地的面积,降低城市建设用地发展...     

长春市城市扩展与土地利用效率研究

基于四期遥感影像数据(TM、ETM、WFV2)对城市建成区进行调查,研究1990年以来长春市的扩展情况,并结合统计年鉴资料,对长春市城市土地利用效率进行研究。结果表明:1990—2013年长春市建成区的面积持续增加,除东北方向之外,其他方向扩展明显;长春市的发展方式以外部扩张与内部填充发展交替进行,并且城市建成区形状简单,土地利用受城市规划影响较大,城市向着有序的方向发展,有利于城市土地利用效率的提高;1990—2012年城市土地利用效率虽有波动,但整体呈上升趋势。     

近十年淮南矿区地表热环境时空演变分析

地表温度是描述陆表过程和反映地表特征的重要参数。研究矿区地表温度的时空演变特征,对于理解煤矿开采活动对矿区生态环境的影响具有重要意义。淮南矿区是我国东部典型的高潜水位煤矿区,为了探究该区域地表温度的时空异质性与开采扰动的关系,利用2008—2018年5期Landsat影像进行地表温度的反演和下垫面信息提取,结合热力景观格局指数和城市热岛比例指数的计算,分析近十年来淮南矿区地表热环境的时空演变特征。结果表明:淮南矿区地表温度分布格局及其变化与下垫面结构及其变化密切相关。2008—2018年间,淮南矿区地表温度总体以中温区为主,其次是次低温和次高温区,高温区和低温区面积及其占比相对较低。由于城镇和矿井建设,以及煤矿开采产生的煤矸石堆积和开采沉陷积水,建设用地和水域面积不断增加,植被面积不断减少,相应的低温区、次高温和高温区增长,中温和次低温区减少,总体上城市热岛比例指数不断增加,热岛效应不断加剧;低温区斑块破碎度和复杂度不断减小,优势度不断增大。其他温度级斑块破碎度和复杂度,景观团聚程度和连通性,多样性和均匀度变化分为2008—2013、2013—2015和2015—2018三个阶段,其中2013—2015年人类干扰强度较大,斑块破碎度和复杂度增大,景观团聚程度和连通性,多样性和均匀度减小。研究成果为淮南矿区生态环境的恢复治理和城市产业规划提供了科学依据。      

岩溶地下水脆弱性评价的城镇化因子:以水城盆地为例

岩溶地下水是贵州省六盘水市的重要供水水源,但针对该地区的岩溶地下水脆弱性评价,尤其是城镇化区域的岩溶地下水脆弱性评价尚未见报道.运用改进的径流-覆盖层-降雨（COP）模型,利用RS及GIS技术对水城盆地的土壤类型、土地利用/覆盖类型、降水量数据进行处理,研究了岩溶地下水脆弱性评价的城镇化因子.结果显示,2004~2016年间,研究区地下水固有脆弱性整体呈现出由中脆弱性向低脆弱性转变的趋势,脆弱性降低的区域与城镇化过程中增加的不透水地面区域相一致;表明不透水地面有效地阻碍了地表污染物进入地下,降低了地下水固有脆弱性.本结果为水城盆地岩溶水资源管理提供了重要依据.      

Urbanization induced environmental hazards from breakage hills in the karst geological region of Jinan City,China

Rapid urbanization has profoundly transformed the spatial pattern of urban land use, and the urban hills are facing changes in Jinan City. Urbanization has had and continues to have a negative impact on urban mountain area within city. With the rapid development of Jinan’s urbanization and civilization, urban mountainous environment issues, such as destruction of mountain body, soil and water loss, soil erosion, and degeneration of vegetation, are becoming more serious. These have resulted in the serious natural hazards in the karst mountainous region of Jinan City, i.e. mining landslide, debris flow, and mountain collapse.     

Assessment of wetland fragmentation in the Tarim River basin, western China

The wetlands in the middle and lower reaches of the Tarim River are a rich area of biodiversity and natural resources in the inland arid region of China. However, this wetland area has decreased in size during the past several decades. Water quality and biodiversity has declined due to expanded agricultural activities since 1960s. Using remote sensing (RS), geographic information system (GIS) and global positioning system (GPS) techniques, we investigated the dynamics, spatial patterns and fragmentation of the wetlands in the middle and lower reaches of the Tarim River from 1980 to 2000. We found that the total area of the wetlands was reduced by 45.8% and the density of the patches increased four times from 1980 to 1990. From 1990 to 2000, though the total area of the wetlands slightly increased the number of the patches increased three times and the density of the patches doubled. Based on the analyses of transition matrixes, diversity and fragmentation indexes, and spatial distribution alternation of the wetlands, we found the landscape diversity and fragmentation indices increased while wetland dominance index decreased dramatically. Among the wetland types, the areas of the river-channel, reservoir and pond wetlands increased while the areas of the lake and marsh wetlands decreased continuously.     

近30年吉林市景观格局变化及气候效应

在ArcGIS、ENVI、Excel和FRAGSTATS软件支持下, 利用景观指数中的斑块数量、最大斑块指数、斑块密度、周长面积分维数、聚集度和香农多样性指数, 对1980年、1995年和2010年的吉林市景观格局进行了分析。结果表明:近30年间吉林市斑块数量、斑块密度、周长面积分维数和香农多样性指数呈先增加后减少的趋势, 聚集度呈先减少后增加的趋势, 最大斑块指数逐渐减少;林地景观面积、草地景观面积一直在减少, 湿地景观面积呈先增加后减少趋势, 旱田景观面积逐渐增加。在东北地区气候变化背景下, 吉林市景观格局的变化对该区气候产生了一定的影响, 使该区气温上升、降雨量减少。吉林市景观格局变化与气温、降雨量变化的空间分布格局有较好的对应关系。     

Desert riparian forest colonization in the lower reaches of Tarim River based on remote sensing analysis

The ecological water conveyance project that pipes water from Daxihaizi reservoir to lower reaches of Tarim River has been implemented ten times since 2000. After ecological water conveyance, restoration has taken place for vegetation along the dried-up lower reaches of the Tarim River. The changes of vegetation fluctuated yearly due to ecological water conveyance. In order to reveal the detailed process of vegetation changes, remote sensing images from 1999 to 2010 were all classified individually into vegetated and non-vegetated areas using the soil-adjusted vegetation index threshold method. Then inter-annual changes of vegetation over a period of 12 years were obtained using a post-classification change detection technique. Finally, spatial–temporal changes distribution of vegetation cover and its response to ecological water conveyance were analyzed. The results indicate: (1) vegetation area increased by 8.52 % overall after ecological water conveyance. Vegetation between 2003 and 2004 increased dramatically with 45.87 % while vegetation between 2002 and 2003 decreased dramatically with 17.83 %. (2) Vegetation area gain is greater than vegetation loss during 1999–2000, 2001–2002, 2003–2004 and 2009–2010 periods. Although vegetation restoration is obvious from 1999 to 2010, vegetation loss also existed except for the periods above. It indicates that vegetation restoration fluctuated due to ecological water conveyance. (3) Spatial distribution of vegetation restoration presented “strip” distribution along the river and group shaper in the lower terrain area, while spatial distribution of vegetation loss mainly located in the upper reaches of river and area far away from the river. (4) Vegetation restoration area had a positive relative with total ecological water conveyance volume. The scheme and season of ecological water conveyance had also influenced the vegetation restoration. The vegetation change process monitoring, based on continuous remote sensing data, can provide the spatial–temporal distribution of vegetation cover in a large-scale area and scientific evidences for implementing ecological water conveyance in the lower Tarim River.     

西安都市圈道路网络化对景观格局的影响

在快速城市化过程中,道路网络快速扩张对区域生态景观的分割、隔离、破坏等是导致生态景观过程与格局演变的重要原因。研究道路网络化对景观格局的影响可为快速城市化地区生态、道路建设和区域可持续发展规划提供参考。本文以西安都市圈为例,利用GIS和RS技术,基于西安都市圈TM遥感影像和Arcgis 10.1、Fragstats 4.2软件平台,通过构建道路网空间指数,定量评价了路网空间结构和景观格局变化,并从空间上分析了道路网络化对景观格局的影响。结果表明:1)1985—2015年,西安都市圈路网发育不断成熟,基本呈现以西安市区为中心、空间指数向四周递减(除杨陵区和阎良区外)且东高西低的趋势。2)随着城市化进程的不断推进,西安都市圈景观呈现多样化、复杂化和破碎化。其中:园地、林地和建设用地规模扩大,景观聚集度上升;耕地、水域及滩涂景观破碎化程度不断加深。3)30年间,高等级道路的修建、低等级道路的不断完善以及市内环路打通等,使得西安都市圈路网逐渐完善,景观优势度下降,破碎化程度上升,形状趋于规则化。此外,路网发育的程度不同对不同地类的影响各不相同:路网成熟的区域,建设用地面积较多,形状较规则,呈聚集状态,林地面积较少,且零星分布,破碎化程度较高;道路结构简单的区域,林地聚集成片,聚集度较高,耕地、水域及滩涂在路网空间指数各等级影响域内均呈现破碎化状态,且形状较不规则。     

长春市深部地下水赋存规律之我见

长春市北西或北北西向扭性断裂或断裂带是客观存在，它对长春市深部地下水循环与循存起控制作用，是深部基岩裂隙水的主要导水通道，且大都为富水带。原北东向压扭性断裂或断裂带起阻水作用，二者相得益彰。笔者于长春北郊贫水区，利用这一新理论，在水文地质调查基础上，结合多种水文物探手段布孔凿井，打出一口水量丰富的优质矿泉水井，进而验证了北西向富水说，了箕市深部地下水赋存规律的新认识，此说不但对长春市供水有实际意义     

高度城镇化背景下水系演变及其响应

针对长江三角洲地区高度城镇化对水系剧烈影响的事实,以该区太湖平原苏州市为例,选取河网密度、水面率、分形维数和支流发育系数作为水系变化指标,运用GIS分析近50年来河网的时空变化规律,在此基础上,研究水系变化对于城镇化及降水变化的定量响应,分析高度城镇化下水系的发展趋势。结果表明:①近50年来研究区水系呈衰减趋势,河网密度、水面率、分形维数和支流发育系数分别下降5.6%、19%、1.2%和3%;区内水系禀赋差异大。②近50年来水系衰减的主要影响因素为城镇化,气候变化对其影响相对较弱;在水系变化中,城镇化的贡献率在67%以上。③随着城镇化率增加,研究区河网密度、分形维数、支流发育系数呈现先增长后衰减的"倒U型"曲线特征;苏州的高度城镇化与其水系表现出"先松弛,后紧密"的关系,二者的发展目前处于曲线右侧;未来将过渡到"高水平适应阶段"。本研究的结果丰富了城镇化与水系发展关系研究,可为其他地区水系系统的健康、绿色发展和保护提供参考。     

长吉图经济区地质灾害易发性区划研究

利用地质灾害综合危险性指数法对长吉图经济区崩塌、滑坡、泥石流等环境地质灾害的易发性进行分区. 研究区内诱发地质灾害最主要的因素是降水, 其次为地形地貌. 和龙市、龙井市、延吉市、珲春市、安图县部分地区、汪清县嘎呀河上游沿岸以及长白山天池周边等地为崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害高易发区, 约占研究区总面积的22. 31%, 共有地质灾害点726处, 平均密度为4. 52个/100 km²; 蛟河市、永吉县、敦化市、汪清县等低山丘陵地区为崩塌、滑坡、泥石流地质灾害中易发区, 约占研究区总面积48. 10%, 共有地质灾害点671处, 平均密度为1. 94个/100 km²; 伊通县、吉林市、长春市、德惠县、农安县一带为崩塌、滑坡、泥石流地质灾害低易发区, 约占研究区总面积29. 59%, 共有地质灾害点157处, 平均密度为0. 74个/100 km².     

长春地区浅层地热能利用条件分析

科学合理地应用地源热泵技术、开发利用浅层地热能资源的前提是对地质条件的适应性进行充分论证。地源热泵技术的适宜性区划和浅层地热能评价是以地质条件、水文地质条件为基础,结合地源热泵系统特征进行划分。依据长春市地质和水文地质条件,长春市区可划分3个地层结构区, 即贾家洼子-八里堡-兴隆沟以西地区、贾家洼子-八里堡-兴隆沟基岩裂隙含水带及其以东到伊通河西岸台地陡坎地带、伊通河谷地区。建立地下水源热泵适宜区的评价指标体系,评价指标体系共分目标层、亚目标层、指标层3层。亚目标层包含水文地质条件、地下水水质、地下水水温,指标层包含含水层厚度等9个指标。采用模糊综合评判法对3个地层结构区进行了适宜性评价。评价结果是Ⅰ区不适宜采用地下水源热泵,Ⅱ区和Ⅲ区均适宜采用地下水源热泵利用浅层地热资源。评价结果对长春市浅层地热能开发利用具有指导意义。