下辽河平原景观格局演变与预测分析

以下辽河平原为研究对象,选取1980年、2010年和2018年Landsat TM/ETM+OLI卫星图像进行解译,得到3期土地利用数据,定量分析下辽河平原近40年土地利用时空变化特征.结合地形、交通通达度及限制转化因子采用FLUS(Future Land Use Simulation)模型对流域未来土地利用变化情景及景观格局进行了预测.结果表明:1980-2018年水田、林地、草地、沼泽面积均减少,其中水田面积减少量最大,占比减少了8.59％,旱地、水域和城镇的面积均有所上升,旱地的增长面积最大,占比增加了6.19％;水田、林地、水域转入为旱地面积最大,旱地转出为建设用地面积最大;1980-2018年景观格局发生了较大变化,景观的破碎化程度降低,斑块之间的连通度、聚集程度升高,土地利用的集约化程度增大;2018-2040年,下辽河平原建设用地和水田的变化面积最大,城市化过程更加显著,景观的多样性及空间异质性降低,人类对环境的干扰能力变大.     

Impact of Phenanthrene on Denitrification Activity and Transcription of Related Functional Genes in Estuarine and Marine Sediments

The effects of phenanthrene(Phe)on the denitrification activity and denitrifying genes(narG,nirS and nosZ)were evaluated by dose-response experiments in sediments of Dagu River Estuary(DRE)and Jiaozhou Bay(JZB).The results showed that potential denitrification activity(PDA),N2O,NO3−and NO2−reduction rates of both areas were inhibited with an increase of Phe concentrations.The PDA,N2O,NO3−and NO2−reduction rates of both areas was highest and lowest in the control(DRE:0.453,0.427,7.439 and 3.222mgNkg−1 h−1,JZB:0.592,0.555,8.470 and 3.793mgNkg−1 h−1)and highest Phe amended treatments(DRE:0.069,0.001,4.486,and 1.563 mgNkg−1 h−1;JZB:0.114,0.024,5.527 and 2.200 mgNkg−1 h−1).The inhibition rate of PDA was highest,follow by NO2−reduction and then NO3−reduction.Moreover,with the increasing of Phe concentrations,total bacteria count and the abundance of denitrifying genes were decreased.And N2O accumulation was promoted with the addition of Phe for both areas.Based on the comparison of EC50 values,denitrifiers harboring three genes were more sensitive to Phe than PDA,and denitrifiers harboring nirS gene were more sensitive,followed by nosZ gene,and then narG gene.Furthermore,according to correlation analysis,the relative abundance of denitrifying genes was much more positively correlated with PDA,NO3−and NO2−reduction than total bacteria count.In addition,the denitrification activity and total bacteria count in JZB were more inhibited than that of DRE.This study is useful for understanding the impact of Phe pollution on denitrification in estuary and marine sediments,with profound implications for the management of aquatic ecosystems regarding eutrophication(N-removal)and greenhouse effect.     

城市公共交通GIS查询系统设计与开发

针对城市道路建设和交通基础设施建设以及传统公交查询技术对公交数据管理存在数据冗余的问题,该文提出了基于动态分段技术和采用空间数据库引擎来组织和管理公交数据的方法。以兰州市城市公共交通为研究对象,并结合ArcGIS Engine组件库,设计并开发符合大众使用习惯的城市公共交通GIS查询系统。实验结果表明:该系统不仅可以规划合理的可视化出行路线来满足乘客需要,而且有效减少了公交数据的冗余度。     

高分二号影像融合方法质量评价

针对实际应用中因融合方法选择不恰当而无法充分发挥高分二号数据优势的问题,对常用影像融合算法进行了分析评价,旨在寻找最适用于高分二号数据的影像融合方法。采用Brovey变换、改进IHS变换、PCA变换、GS、HPF、小波PCA、Ehlers、Subtractive、HCS、NND 10种影像融合方法对高分二号影像进行融合处理,并从定性和定量两方面对融合结果进行质量评价。结果表明,针对高分二号数据,综合考虑光谱保真度和空间细节表达以及目视效果,HCS和NND方法的融合效果最佳。     

基于混合过滤的地学数据个性化推荐方法设计与实现

推荐系统是帮助互联网用户克服信息过剩的有效工具。在地学数据共享领域,较其他物品的内容属性,地学数据具有更加丰富的时空属性,这也给地学数据推荐带来挑战。针对地学数据的特点,为地学数据共享推荐服务开发了一种动态加权的混合过滤方法。该方法分别采用协同过滤和基于内容过滤算法预测用户对数据的兴趣度,再以训练模型计算最优加权权重,计算最终预测评分。在数据获取阶段,通过用户访问日志数据,采用Jenks Natural Break算法分析用户访问记录获取用户的数据兴趣度。在基于内容过滤部分,通过数据的空间、时间及内容属性计算数据相似度,并以用户历史行为为依据计算用户兴趣。在协同过滤和基于内容过滤中分别采用k-NN算法计算用户对未访问数据的预测评分,并进行加权求和。通过训练集,对理想权重值及用户的共同评价度（co-rating level）进行建模,拟合二者的关系。该模型被应用于混合过滤的权重调整,以获得最优的加权方程。测试结果显示,结合数据时空属性的混合过滤方法的准确度和召回率,较单一的协同过滤或基于内容过滤方法有显著提高。     

回族聚居地区新建型城镇空间增长格局研究——以宁夏吴忠市红寺堡镇为例

回族聚居地区新建型城镇一般是指西北民族地区在扶贫工程、生态移民工程、大村庄合并等补齐短板的小康社会建设中,在适宜生产生活区域建设的回族人口占比较大的新城镇,其受政府行为和城镇规划影响深刻,与普通城镇的空间自组织与他组织相结合增长过程有着明显区别。以宁夏中部扬黄新灌区吴忠市红寺堡镇为例,利用2005年、2010年和2016年3期遥感影像,运用土地利用动态度模型、空间自相关模型和核密度估算等方法,探讨回族聚居地区新建城镇的空间增长格局特征。结果表明：（1）红寺堡镇从早期居住用地占主体的用地模式逐步转变为居住-工矿仓储-公园绿地为主导的复合型用地模式,红寺堡镇作为新建城镇,城镇空间增长初期主要以公共服务与基础设施用地、商服用地、城市院落用地为主形成城市核心区,呈星型原始增长模式;随着城镇人口的增多,城镇空间增长速度加快,空间呈现轴带状及跳跃式的混合拓展增长,在城镇规划引导下,用地类型中公园与绿地等生态用地、以高层建筑为主的住宅小区和工矿仓储用地占比显著上升,用地模式逐渐向复合型用地模式转变。（2） Global Moran’s I指数研究显示,经过近10多年的城镇建设,尤其是在科学合理的城镇规划作用下,各用地类型的空间自相关在逐渐增强,空间格局呈现集聚态势;基于3次城镇规划及土地利用规划,以功能性用地的混合布局为特征,城镇用地的总体格局没有发生剧烈变化,仅在原有基础之上进行了微调,城镇空间增长趋于稳定,用地类型、用地结构比例趋于合理,新型小城镇建设成效初见端倪。（3）作为回族聚居小城镇,红寺堡镇区清真寺空间分布格局变化较小,总体呈现西南部相对密集,东北部相对稀少的特征,与各个时段内农业聚落大范围分布有密切关系;近些年镇区出现清真寺由低密度蔓延态势向高密度蔓延转变,这种变化主要受教派体系较多的回族文化特征影响,空间分布与各教派教众人口分布的随机性有较高的一致性。     

新疆孔雀河北岸72~51 ka BP湖相沉积物的孢粉植物群初步研究

对新疆孔雀河北缘的LX02剖面湖相沉积物开展了OSL测年和孢粉记录研究。结果显示：该剖面湖相沉积自72.4 ka BP延续到51.0 ka BP。这一期间,研究区为针叶、阔叶混交林植被,林下生长灌木和草本,低洼潮湿的地方生长蕨类孢子和藻类。植被的主要类型有松（Pinus）、栎（Quercus）、栗（Castanea）、榛（Corylus）、莎草（Cyperaceae）、蒿（Artemisia）、藜（Chenopodiaceae）、水龙骨科（Polypodiaceae）等,同时还含有少量的山核桃（Carya）和枫杨（Pterocarya）等亚热带的孑遗植物花粉。具体来说,组合带Ⅰ（72.4~66.8 ka BP）、Ⅲ（56.1~51.0 ka BP）对应的沉积期间,研究区阔叶树花粉含量低而灌木和草本花粉含量高;组合带Ⅱ（66.8~56.1 ka BP）对应的沉积期阔叶树花粉含量都较高,而灌木和草本花粉相对较低,揭示72.4~51.0 ka BP研究区气候总体上呈现冷干-暖湿的气候波动特征。这与粘土矿物和地球化学特征所反映的古气候特征及其变化一致,亦与柴达木盆地东部介形类丰度特征研究、柴达木盆地东部古湖泊高湖面光释光年代学研究、北京平原区有机碳同位素研究等结果吻合较好,然而,这一气候变化规律的内部驱动机制还有待进一步的深入研究。     

基于FloodArea模型新疆山洪淹没模拟及致灾临界雨量阈值的研究——以皮里青河流域为例

以皮里青河流域为研究区,运用小时降水、土地利用类型、数字高程（DEM）、实测淹没深度等数据,基于FloodArea模型对研究区2010年5月2日、2012年6月3日、2016年5月9日、2016年6月17日洪水过程进行再现模拟,通过精度验证并建立了降水－淹没深度的关系,在此基础上确定了4个淹没等级对应的致灾临界雨量。相关分析得出喀拉亚尕奇乡累计8 h降雨量与模拟洪水淹没深度的相关性最好,达到了0.96,潘津乡降雨累计5 h的相关性最好,为0.99;通过实测数据对模拟淹没深度进行精度检验得出,喀拉亚尕奇乡和潘津乡两个考察点相对误差分别为0.47 m和0.1 m,误差率分别为31.33%和7.69%,FloodArea模型对研究区洪水过程模拟的效果较好,可以反映出该区域的洪水淹没情况,能为无水文资料的山区流域的山洪过程进行较为精准的模拟;按照山洪灾害等级划分标准和降水-淹没深度的关系得出,预警点累计5 h降水得到对应4个等级的致灾临界雨量阈值分别为：四级17.84 mm、三级32.39 mm、二级54.21 mm、一级76.04 mm。     

基于消费责任制的碳排放核算及全球环境压力

因区域间贸易而转移的碳排放对于全球各个国家或者地区的碳排放核算及其减排责任划分具有重要而深远的影响。通过构建多区域投入产出分析模型和基于扩展的STIRPAT模型,本文核算了全球39个主要国家基于消费责任制的碳排放,并在此基础上深入探讨了全球环境压力的影响因素问题。研究发现：首先,从以净流出为主的中国和俄罗斯来看,尽管贸易给这些地区带来了大量的资源,但随之会产生严重的区域生态环境问题。而对于美国和欧盟等地区来说,这些国家或者地区通过全球贸易规避了大量的碳减排责任。此外,在全球贸易中,区域净流出的贸易隐含碳排放越小,基于消费责任制核算的区域碳排放量就越大,故而在全球减排目标分配中承担的减排任务也需相应地增加。全球贸易隐含碳排放净流出量较大的地区主要位于亚洲和东欧等地,而净流出量最小的地区主要是以西欧和北美等高度发达的经济体为主。其次,就基于消费责任制核算下的全球环境压力而言,人口因素和富裕程度是导致全球环境压力不断增加的两个重要因素,而提高生产技术水平以及逐渐提高清洁能源在总能源消费中的比重是推动全球节能减排、缓解全球环境压力的有效途径。     

青海可可西里东北部多秀湖和盐湖水化学特征研究

2016年3月系统采集了青海可可西里东北部多秀湖和盐湖的湖水及其入湖冰川融水。研究发现,两个湖泊湖水中离子含量均较高,主要阳离子含量顺序均为Na~+Mg~(2+)K~+Ca~(2+),主要阴离子含量顺序均为Cl~-SO_4~(2-)HCO_3~-CO_3~(2-);而入湖冰川融水的离子含量非常低。根据库尔纳可夫—瓦良什科水化学分类标准,多秀湖湖水属于硫酸盐型—硫酸镁亚型,盐湖湖水属于硫酸盐型—硫酸钠亚型。多秀湖和盐湖湖水Li—Mg—B的相关性均为正相关,说明两个湖泊中这3种元素的物质来源、搬运条件及富集环境具有很强的相似性。由于气候变暖导致大量矿化度低的冰川融水注入盐湖,矿化度较低的卓乃湖和库赛湖决堤湖水泄入盐湖,使得盐湖的面积较1997年扩大了5倍,湖水的矿化度降低了约10倍,而多秀湖近些年湖水矿化度变化较小。多秀湖湖水矿化度以及Li~+、Mg~(2+)和B_2O_3含量均较高,具有较好的资源潜在利用价值。