利用遥感综合分析西风引导气流与地形对沙尘运移路径的影响

沙尘暴的发生受大气环流、地表状况、降雨的影响，还受到局部地区地形的影响。一次规模较大的沙尘暴过程，沙尘可以从蒙古国和我国西部沙源地输送到我国东部、韩国、日本乃至夏威夷、美国西海岸。中日亚洲沙尘暴ADEC项目对亚洲沙尘暴的起沙、传输和降落的运行机制已经作了深入的研究，并建立了亚洲沙尘暴的数值模拟系统。本文以影响北京地区的沙尘暴事件为例，利用遥感技术，综合DEM地形数据和地面实测数据分析西风引导气流和地形对沙尘运移路径影响，将MODIs影像数据和DEM地形数据以及地面观测站点实测数据相结合，进行综合分析，结果表明在一次沙尘暴过程中，沙尘在运移过程中的运移路径明显地受到西风引导气流、沙尘粒子自然沉降规律以及局部地形的影响，要预防(减少)北京地区的沙尘暴仅仅作好北京地区的生态环境建设是不够的，加强北京周边地区，尤其是张家口地区、官厅水库库区及库区周围地区的生态环境建设尤为重要。     

顾及空间尺度效应的城市土地利用变化精细化模拟

城市土地利用变化模拟是优化土地资源配置的科学依据,提高其精细化程度和可靠性有助于准确把握城市用地发展趋势,对城市土地资源精准调控具有重要意义。基于宏观遥感分类的土地利用变化模拟,难以在街区尺度上揭示城市用地社会功能变化及精细化模拟中空间尺度效应来源和作用机理。本文联合遥感影像和POI数据识别出城市土地利用精细化特征,运用响应面法率定土地利用精细化模拟的最优空间尺度组合,在此基础上,利用CA-Markov模型开展了未来土地利用变化的精细化模拟。以武汉市中心城区为应用案例,研究结果表明：基于POI 的城市土地利用精细化识别方法,可以深度解析城市建设用地的社会功能,极大改善了传统基于遥感的土地覆被宏观解译效果;研究区土地利用变化元胞自动机精细化模拟的最优空间尺度组合是30 m元胞、7×7邻域以及冯诺依曼邻域类型,采用最优空间尺度组合能够提高土地利用变化精细化模拟的可靠性。响应面试验设计结果可有效识别精细化模拟过程中空间尺度效应的主要来源,并区分其对模拟精度的影响程度与正负效应;预计到2025年,研究区建设用地范围将继续向周边扩张,各类型用地之间互为交织,土地利用空间格局将呈更加破碎化趋势。     

基于EBA模型的中国碳排放稳健性影响因素研究

依据环境经济学理论,运用极值边界分析（the extreme bounds analysis, EBA）模型,拓展了Kaya恒等式,利用中国30个省际区域2001~2010年的面板数据,实证研究中国省际区域人均碳排放量“稳健性”的影响因素。结果表明,地方财政决算支出、产业结构、能源效率、能源消费结构、能源价格、客运量等6个因素对中国人均碳排放量具有抗干扰的“稳健性”显著影响,并根据实证结论提出了一些政策建议,如调整产业结构,控制高碳产业发展;优化能源消费结构,积极发展新能源和可再生能源;发展循环经济开发清洁技术,提高能源利用效率;提倡低碳生活,提倡低碳生活方式。这些建议为政府制定环境保护与经济发展政策提供经验证据和决策参考。     

气候变化对喜马拉雅中部甘达基河流域濒危物种的影响预测（英文）

甘达基河流域位于喜马拉雅山脉中部,是众多濒危野生物种的重要栖息地。然而气候变化使该流域的生态环境变得愈发脆弱。本研究利用最大熵物种分布模型(Max Ent)评估气候变化对喜马拉雅黑熊(Ursus thibetanus laniger)和印度花豹(Panthera pardus fusca)等濒危物种空间分布变化的潜在影响。研究基于物种出没地点、生物气候和地形(海拔、坡度和坡向)等数据拟合模拟并预测物种在目前与未来的潜在分布情况。研究结果显示,目前喜马拉雅黑熊的高度适宜区面积约为1642 km²,占流域面积的5.01%,预计至2050年,其高度适宜区面积在甘达基河流域内将会增加约51 km²;印度花豹的高度适宜区面积约为3999 km²,占流域面积的12.19%,预计至2050年可能会增加到4806 km²。喜马拉雅黑熊的栖息地面积可能会在研究区域的东部(伯塞里、塔托潘尼和班塞以北)增加,而在东部(颂当、切坎帕)、西部(布尔提邦和波邦)和北部(桑波切、玛南、切坎帕)减少;印度花豹的栖息地面积则将在研究...     

黄土丘陵沟壑区典型村域土地利用变化及对区域乡村转型发展的启示

深入开展乡村地域土地利用变化和聚落发展规律的研究对于探究乡村地域系统优化、推进城乡融合与乡村可持续发展具有重要意义。论文以延安市碾庄流域为例,基于ENVI和GIS等软件技术,结合Landsat卫星影像、马尔科夫链模型和实地调查,从土地利用转移与交换变化、建筑用地空间转移、社会响应等角度探讨了黄土丘陵沟壑区典型村域土地利用变化特征以及对区域乡村发展转型的影响。研究表明：① 在一系列生态工程措施作用下,碾庄流域生态覆被发生明显改观,主要表现为大量的坡耕地及稀疏生态用地转化为林地,其中,林地面积占比由32.34%(2009年)增加至50.88%(2018年);② 在社会经济发展和延安新城“边缘效应”的影响下,碾庄建设用地呈现向流域的东南和西南方向拓展的趋势,10 a间建设用地面积增加了近75%;③ 在人类活动的主导作用下,黄土丘陵沟壑区的乡村正在朝着生态化和集约化的方向转型发展。研究结果有望为深入理解黄土丘陵沟壑区乡村地域系统结构和优化提供新参考。     

广东省旅游-经济-生态环境耦合协调发展分析

依据2001―2010年广东省旅游、经济、环境方面的数据,构建旅游-经济-生态环境评价指标体系,借助SPSS和GIS软件,利用主成分分析法和物理学中耦合协调度函数建模法,对广东省21市的旅游-经济-生态环境的耦合协调度进行了定量分析。结果表明：21市的耦合协调度在不断提高,平均耦合协调度由2001年的濒临失调提升到了2010年的勉强协调水平;但各市旅游、经济、环境3个子系统的发展程度各异,省内不同城市的耦合协调度水平也存在一定差距,且这种差距有扩大的趋势;珠三角地区发展的起点高、速度快,而粤北山区和两翼地区始终都处于比较落后的状态：2001年广州、深圳的耦合协调度得分分别为0.65、0.67,处于初级协调阶段;揭阳、云浮得分为0.29、0.33,分别为中度失调水平和轻度失调水平。到2010年,广州、深圳的耦合协调度达到了良好协调的水平,而揭阳、云浮的耦合协调度仍处于较低的水平。     

Glacial change in the vicinity of Mt. Qomolangma (Everest), central high Himalayas since 1976

Glaciers are one of the most important land covers in alpine regions and especially sensitive to global climate change. Remote sensing has proved to be the best method of investigating the extent of glacial variations in remote mountainous areas. Using Landsat thematic mapping (TM) and multi-spectral-scanner (MSS) images from Mt. Qomolangma (Everest) National Nature Preserve (QNNP), central high Himalayas for 1976, 1988 and 2006, we derived glacial extent for these three periods. A combination of object-oriented image interpretation methods, expert knowledge rules and field surveys were employed. Results showed that (1) the glacial area in 2006 was 2710.17 ± 0.011 km2 (about 7.41% of the whole study area), and located mainly to the south and between 4700 m to 6800 m above sea level; (2) from 1976 to 2006, glaciers reduced by 501.91 ± 0.035 km2 and glacial lakes expanded by 36.88 ± 0.035 km2; the rate of glacier retreat was higher in sub-basins on the southern slopes (16.79%) of the Himalayas than on the northern slopes (14.40%); most glaciers retreated, and mainly occurred at an elevation of 4700–6400 m, and the estimated upper limit of the retreat zone is between 6600 m and 6700 m; (3) increase in temperature and decrease in precipitation over the study period are the key factors driving retreat.     

基于准三维有限元方法建立的地震活动模型

基于有限元方法,参照细胞自动机模型,建立了一个地震活动演化的动力学模型.在这个模型中,根据边界条件和单元介质参数的分布,利用有限元方法确定各单元的应力增长速率.每个单元设定初始应力和摩擦因数,利用破裂准则可得到单元破裂所需时间.当单元破裂后,将破裂单元作为内部边界,利用有限元方法计算由于这个单元破裂对系统其他单元造成的应力调整.根据上述规则,建立一个由30×40个节点组成,在定常位移速率边界条件作用下的地震活动模型,探讨了区域应力场的动态演化、地震活动图像和各种参数变化对地震活动的影响.结果表明该模型在研究地震活动方面有一定优势并具有实用价值.     

潮汐效应对沿海多条带时序InSAR地表形变监测的影响

潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术地表形变监测的影响不可忽略. 潮汐效应中的固体潮(Solid Earth Tide, SET)位移和海洋潮汐负荷(Ocean Tide Loading, OTL)位移会在时间和空间域上对沿海大范围InSAR地表形变监测产生分米级的误差, 而且不同条带中地表潮汐形变时空差异性会对多条带InSAR影像拼接产生较大误差. 本文针对沿海地区多条带InSAR形变时序, 重点分析了潮汐效应在不同条带InSAR地表沉降监测中的影响, 并采用多种潮汐位移估计方法对多条带地表潮汐形变进行改正. 结果表明, 研究区域不同条带时序InSAR中地表潮汐形变具有较大的时空差异性, 其造成沿海地区相邻条带时序InSAR地表沉降速率差异能达到1~2 cm·a^-1; 通过固体潮模型、海潮负荷模型或GPS参考站网海潮位移改正, 能够消除不同条带中地表潮汐形变时空差异性对时序InSAR形变结果拼接产生的空间高阶非线性误差, 弥补了传统拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足. 在大气延迟误差改正的基础上, 时序InSAR形变残差的标准差(Standard Deviation, STD)由潮汐改正前的2.3 cm减少至0.75 cm; 本文研究揭示了沿海地表潮汐形变改正对多条带时序InSAR形变结果拼接的重要性, 可大幅提高沿海地区广域时序InSAR地表形变监测的精度.

     

马蔺根系固土护坡效应研究

研究以青藏高原东北部观赏地被植物马蔺为研究对象,通过野外调查和材料力学、土力学试验,定量评价了野生马蔺植株和根系生长特征、单根抗拉特性以及根系对土体抗剪强度的增强效应。结果表明,马蔺平均株高、冠幅和植株密度分别为(75.22±11.40)cm、(106.09±25.62)cm和(1.51±0.55)株/m²;马蔺标准株根系分布深度可达50 cm,主要分布在0～30 cm深度范围内,根幅约40～50 cm。马蔺根径为0.20～0.70 mm,单根抗拉力、抗拉强度和延伸率平均值分别为(7.94±2.91)N,(46.30±11.06)MPa和54.17%±17.08%。随着根径的增大,单根抗拉力和单根抗拉强度分别呈幂函数增大和幂函数降低趋势,单根极限延伸率随着根径的增大呈逐渐增大变化趋势,但二者之间未表现出相对显著性的关系。马蔺根系对土体黏聚力和内摩擦角均有增强作用,可分别显著增强0～30 cm和0～10 cm深度范围内土体黏聚力和内摩擦角,增长率分别为9.48%～17.40%和7.62%。本文研究成果对马蔺用于坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害现象的生态防护工作,具有...