中国陆地生态系统生态资产遥感定量测量

生态系统的自然价值及其服务功能效益是地球生命支持系统的重要组成部分, 也是社会与环境可持续发展的基本要素. 生态资产是生态系统生物资源直接价值及其生态服务功能价值的总和. 对生态资产价值进行定量估算不仅可以从经济学的角度对生态环境进行定量评价, 而且能够引起全社会对生态环境建设的高度重视, 同时也是最终将其纳入社会与市场经济体系、建立绿色GDP核算体系、制定生态环境建设补偿政策的必要前提. 本文在传统生态学生态资产单位面积价值研究的基础上提出了基于遥感定量测量的生态资产价值评估模型, 并利用NOAA/AVHRR和其他辅助数据对模型所需要的参数, 如: 陆地生态系统地表覆盖类型、植被覆盖度(f)、植被第一性净生产力(NPP)进行了定量测量, 并参考Costanza等人的经济参数, 对中国陆地生态系统生态资产价值进行了全覆盖的定量测量, 并据此绘制了中国陆地生态系统生态资产价值空间分布图. 结果表明: 中国陆地生态系统每年的生态资产总价值为64441.77亿元人民币; 较之传统的生态学静态计算方法, 遥感测量克服了以点代面的缺点, 测量结果可以更加客观地反映中国陆地系统生态资产及其空间分布的现实情况, 为今后开展相关研究奠定了良好的基础.     

基于面向对象和规则的遥感影像分类研究

讨论了面向对象和规则的光学遥感影像分类方法。首先利用多尺度分割形成影像对象，建立对象的层次结构，计算对象的光谱特征、几何特征、拓扑特征等，利用对象、特征形成分类规则，并通过不同对象层间信息的传递和合并实现对影像的分类。并以北京城市土地利用分类为例，对该方法进行了验证。     

内蒙古中西部地区不同土壤类型下土壤水分的研究

以2002—2003年连续两年自行观测的内蒙古中西部地区二连浩特、乌拉特中旗和乌海的土壤水分为基础，重点分析了沙尘暴发生季节反映下垫面特征的土壤水分的时间变化以及大气影响对不同土壤类型(棕钙土，灰漠土，栗钙土)水分的作用。土壤水分的变化被分为3个阶段进行分析，分别是解冻期至沙尘暴开始的春季、雨期的秋季和冰雪覆盖的冬季。土壤水分受气象条件和土壤类型的影响较大。在气象条件的影响下，土壤水分含量在土壤融化期最低，在雨季达到最大值，其中以栗钙土受的影响最明显。沙尘暴发生依赖于土壤融化时间、土壤融化期的土壤条件和上年冬季的冻土深度。     

RS与GIS支持下的草地雪灾监测试验研究

冬季降雪是影响我国北方草原牧区畜牧业发展的重要因子。在草地雪灾监测和危险性评价过程中，确定积雪区域和积雪深度与牧草高度之间的关系是关键步骤。通过在内蒙古锡林郭勒草原的试验研究，可以认为：应用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ气象卫星资料确定积雪分布范围、应用地面气象站观测的降雪量资料及由ＤＥＭ生成的地形参数确定积雪深 是在较大范围内进行雪灾监测的有效方法。     

整合陆地表面温度与植被指数信息进行地表覆盖变化研究

利用植被指数(NDVI)的多时相或时序资料进行地表覆盖研究已取得了大量成果。随着陆地表面温度(LST)遥感反演精度的不断提高,将LST与NDVI结合起来进行地表植被动态变化的监测已成为可能。选择我国北方草地及其东南部毗邻的农牧交错带(farmingpastoralzone)为研究区。该区位于内蒙古高原东南边缘和黄土高原北部,半干旱气候,经纬度范围为:35°～50°N,100°～125°E。     

陆地表层碳循环与温度反馈机制研究

在考虑人类活动及陆地表层碳循环各要素反馈关系的基础上 ,建立了陆地表层碳循环零维模型 ,对陆地表层碳循环与温度反馈机制进行了研究。零维模型研究碳在陆地表层生物、残落物、土壤有机质、大气中的流动 ,把人类活动及海洋对碳循环的影响作为一种外在强迫加以考虑。它较好地反映了 186 0年至 1997年人类活动对碳循环的影响及温度对碳循环的反馈关系 ,它模拟的大气CO2 含量的变化与实际观测值相近 ;模拟的地表年平均温度的变化趋势与实际观测值及同行的研究结果一致     

地理大数据为地理复杂性研究提供新机遇

大数据之风自2010年席卷全球,已在科学、工程和社会等领域产生深远影响。本文首先从地理大数据、第四范式以及非线性复杂地理系统3组基本概念出发,剖析上述3组概念之间的科学联系与相互支撑作用,提出大数据和第四范式为地理复杂性研究提供新机遇。其后,探讨如何利用大数据和复杂性科学的理论方法开展地理复杂性研究。基于地理大数据,可以通过统计物理学的系列指标描述现实地理世界的复杂非线性特征,同时,还可利用深度学习、复杂网络、多智能体等方法,实现复杂非线性地理系统的推演和模拟。上述方法对认知地理现象和过程的复杂性,对复杂地理系统的分析、模拟、反演与预测有重要作用。最后,提出地理大数据和复杂性科学相互支撑可能成为21世纪地理学的主流科学方法。     

中国城市主要自然灾害风险评价研究

本文依据灾害系统理论和中国自然灾害数据库,构建了反映城市承灾体的综合城市化水平（CL）指标,并在此基础上得到城市脆弱性水平指数。考虑对城市具有结构性破坏和易于造成交通灾情的主要灾种,即水灾、地震、滑坡—泥石流、台风、沙尘暴,构建了反映城市主要致灾因子的综合自然灾害强度（QC）指标,并得到城市综合自然灾害强度指数。据此,在定性分析的基础上,通过半定量计算,将中国城市主要自然灾害风险划分为高风险、较高风险、中等风险、较低风险、低风险5个等级,编制了中国城市自然灾害风险评价图,并对灾害链的综合风险评价作了进一步的探讨。     

渤海湾风暴潮倒灌对沿岸农田土壤盐分的影响

2003年10月11日渤海湾沧州范围内发生特大温带风暴潮,其摧毁沿岸养殖场后涌向沿海农田区域,海水倒灌农田浸泡持续时间达10~15 d不等。2004年5月3日,对浸泡农田土壤采样进行盐分分析,结果表明,经海水浸泡后农田全部盐碱化,且盐分主要聚集在土壤表层;46%的土地出现碱斑,0~90 cm土体内土壤含盐量较浸泡前普遍增加,0~10 cm表层含盐量高达1.134%;浸泡后0~25 cm土体内含盐离子组成较之浸泡前有显著变化,Cl－含量增加了33.3%,Na++K+含量增加了39.4%;降雨淋溶可以使土壤盐分含量明显下降,且为主要影响因素;经过一年后,土壤盐分含量降低到0.308%,而两年后,受灾土壤盐分含量降低到0.265%左右,可以种植耐盐性较强的作物。     

中国北方沙尘灾害影响因子分析

利用中国北方1951—2000年188个沙尘暴代表站的气象观测数据和1983—2000年EROS数据中心NDVI数据,对我国北方沙尘灾害的影响因子进行了分析。主要结论有：①在影响沙尘暴发生、发展、演化的自然因子中,植被覆盖度、降水、大风日数和温度起关键作用,夏季植被覆盖度对来年春季沙尘暴发生频次影响较大,降水和温度主要表现在对地表植被覆盖等与沙尘暴有关的地表参数的影响;②大风日数和温度是沙尘暴形成的动力因子,植被覆盖度和降水是阻力因子。沙尘暴日数和持续时间的变化,主要取决于动力因子与阻力因子的综合作用;③遏制沙尘灾害的治本办法,不在于治理沙尘暴本身,而在于消除产生土地退化、生态安全下降的社会原因,处理好发展与生态环境建设的关系。