蝗虫遥感监测预警研究现状与展望

气候变化背景下全球蝗灾日益肆虐,为支撑虫害及时精准防控,迫切需要开展大面积蝗虫动态监测预警研究。本文从蝗虫生境遥感监测、蝗虫发生动态遥感预警,以及蝗灾遥感损失评估3个方面介绍了当前研究现状,并指出当前存在的问题主要包括3个方面：蝗虫监测预警的时空分辨率较粗,无法精准定位虫害热点发生区和重点危害区;遥感虫害响应机制与虫害生物学扩散模型耦合度较低,导致模型时空普适性较差;缺乏高时空精度的虫害监测预警空间信息服务产品。因此,当前急需发展面向全球、洲际、全国、区域的多尺度、长时序、高精度虫害精准监测预警平台。通过建立时空精细尺度的虫害监测预警指标体系,研制遥感机制与虫害生物学机理深度耦合的高精度预测预报模型,发布多尺度高时频的虫害监测预警空间信息产品和服务,以实现海量数据的自动入库和智能存储、多层次模型的快速调用和高性能计算、虫害测报产品的在线生产和可视化服务。建立从数据到模型到产品服务的全链路,从而切实提升全球应对重大迁飞性虫害的智能化水平,为保障粮食安全、维护区域稳定和可持续发展提供科技支撑。     

入园率视角下长三角地区化工产业时空格局演化及影响因素

本文以全国化工产业密集区——长三角地区为例,基于规模以上中国工业企业详细数据,从化工企业入园率的视角出发,综合运用均值中心、标准差椭圆、核密度分析及空间自相关等分析方法,分析并揭示了1998—2013年长三角地区化工产业时空格局演化规律及影响因素。研究结果表明：1998—2013年长三角地区化工企业总体上呈现不断增长趋势,入园率由6.19%提升到36.98%;化工企业“西北-东南”方向分布明显,且近似呈“先东南,后西北”的路径迁移规律,较之全部企业,入园企业具有更高的离散度、更大的迁移幅度,入园企业与全部企业逐步由空间失配演变为空间匹配;中心集聚与外围扩散态势并存,发育并逐渐形成了环太湖集聚区、沿杭州湾集聚区、沿长江密集带及沿海密集带四大化工产业集聚片区,化工产业的区域空间结构趋于复杂化、有序化与稳定化;地级尺度上化工企业入园率不断提升,2003年与2013年呈显著的空间正相关,热点区逐渐由浙江东南转移到苏皖北部,冷点区从安徽北部迁移到浙江西北,基本完成了空间格局上的对称反转变换,但化工企业入园率与空间密度分布一直处于错配失衡状态。通过结合化工产业特性与长三角区域特征,定性探讨了长三角地区化工产业时空格局演化的影响因素,特别是阐述了化工产业“园区化”进程的作用机制。     

青藏铁路沿线不同类型挡沙墙阻沙率

基于风洞试验对青藏铁路沿线不同类型防沙措施防沙效果进行模拟研究,探讨了不同类型挡沙墙的防沙效果。结果表明：挂板式、轨枕式和箱式挡沙墙输沙率随高度基本呈递增缓变型趋势,最大输沙率低于20%;铃铛式和高立式聚乙烯（PE）网挡沙墙随高度呈递减陡降型趋势,距地表6~8 cm处为转折点,转折点以上输沙率随高度增大急剧减小,转折点以下输沙率随高度变化较为平缓,最大输沙率低于50%。随着风速的增大,各挡沙墙的阻沙率呈递减趋势：挂板式和轨枕式挡沙墙对风速的敏感性最弱,整体阻沙效果较优,可大范围推广;箱式挡沙墙对风速的敏感性较弱,建议在风速18 m·s^-1以下的地区使用;PE网挡沙墙防沙效果对风速的敏感性最强,建议在风速10 m·s^-1以下的地区使用。     

中国丘陵山区农村贫困时空格局及其演变机制研究——以江西省于都县为例

解决区域性整体贫困问题是全面建成小康社会的前提。丘陵山区是中国农村贫困人口的聚集区,开展丘陵山区贫困时空格局及其演变机制研究对实现贫困地区转型发展与乡村振兴具有重要的理论意义。论文以江西省于都县为例,以村域为研究单元,采用空间自相关、核密度估计、地理探测器等模型方法刻画了于都县农村贫困地理格局及其分异特征,识别了丘陵山区驱动农村贫困化的主导因子,揭示了农村贫困化的驱动机制。结果表明：① 丘陵山区农村贫困化存在明显的地域分异规律和空间集聚性特征,且聚集效应随减贫力度加大有所减弱;② 坡度、行政村到县城中心的可达度、路网密度和公共服务点数量是丘陵山区农村贫困化分异的主导因子,且随时间推移,资源禀赋不足对农村贫困化的驱动作用有所减弱,区位条件对农村贫困化的驱动作用逐渐增强;③ 不同时期丘陵山区农村贫困化地域分异的主导因素有所不同。农村贫困化有其自然和人文根源,科学减贫政策的制定与实施需以深化贫困发生机制理论认知为基础,协同推进区域性贫困和个体性贫困的减轻,从而实现贫困地区转型发展和乡村振兴。     

乡村生产空间系统演化的逻辑认知及数理表达

乡村生产空间系统健康有序运行是实施乡村振兴、营建人与自然和谐共生的物质基础和载体,精准控制系统由低级有序向高级有序发展是关键。综合社会学、哲学、系统学和地理学等多学科理论,建构乡村生产空间系统演化的逻辑认知概念模型,对其演化的逻辑起点（人地关系）、逻辑顺序（时间、空间和流三维分析）以及流驱动机理进行质性研究,探寻乡村生产空间系统演化的内在本质;借鉴耗散结构理论和熵变理论,构建乡村生产空间系统演化熵变模型并作出相关释义,为研究人地关系系统演化提供思路,以丰富和拓展乡村地理学的理论。     

聚乳酸（PLA）沙障凹曲面及沉积物粒度特征研究

在乌兰布和沙漠平坦沙地布设1 m×1 m 、1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸(PLA)沙袋格状沙障,在风季后利用插钎法和激光衍射法分别测量障格内部凹曲面形态、测定表面0~3 cm沉积物粒度组成,分析不同规格沙障内部凹曲面形态特征、蚀积效应,计算平均粒径、标准偏差等粒度参数。结果表明：3种规格PLA沙障内部均能发育成稳定凹曲面,凹曲面深度随着规格的增大而逐渐增加,蚀积系数则逐渐减小,保持在1/12~1/10之间;障格内不同方位蚀积剖面曲线基本符合二次函数,但蚀积强度差异较大;1 m×1 m和1.5 m×1.5 m规格沙障处于堆积状态,堆积强度分别是侵蚀强度的50.1倍和5.6倍,易发生沙埋;2 m×2 m 规格障内单位体积蚀积量为0.02 g·cm^-3,接近蚀积平衡状态,有利于长期发挥沙障防护效益;各规格障内沉积物均以极细沙和细沙为主,除1 m×1 m规格外,PLA沙障的阻滞作用使得极细颗粒含量百分比迅速下降。综合考虑沙障铺设成本和防护效果,得出在平坦沙地或者弱风区域内适合布设2 m×2 m 规格PLA沙障,研究结果可为PLA沙障在防沙工程中的合理应用提供科学参考。     

干旱区地表温度和热岛效应演变研究——以宁夏沿黄城市带为例

宁夏沿黄城市带位于宁夏东北部,不仅是干旱地区地理研究的重点区域,也是宁夏经济发展的核心区域。基于2000—2018年的MODIS地表温度、土地覆盖类型以及植被覆盖率数据,通过计算热岛比例指数 (URI),利用Mann-Kendall非参数检验及Sen’s斜率估计法,对宁夏沿黄城市带近20 a白天和夜间的地表温度（LST）和热岛效应时间变化进行分析。结果表明：（1） 近20 a来,宁夏沿黄城市带大部分地区[WTBX]LST变化不显著,但在植被覆盖率增加区域,白天LST显著减小而夜间LST显著上升;植被覆盖率减小区域与之相反;夜间LST[WTBZ]变化幅度强于白天。（2） 宁夏沿黄城市带的热岛效应通常在白天较弱、在夜间较强;白天和夜间时刻的城市热岛效应在一年内呈现不同的季节变化特点,白天春冬较强,夜间夏季较强;过去近20 a,宁夏沿黄城市带白天热岛效应呈现稍微减弱趋势,夜间热岛效应呈现稍微增强趋势,但变化趋势均不显著。（3） 从植被覆盖率和地物类型两个影响因素的研究表明,植被覆盖率是影响地表温度变化的重要因素,城建区与郊区主要地物温差的改变是城市热岛强度变化的重要原因。从长时间序列变化的角度详细分析干旱区城市热岛的特征和变化原因,可为干旱区城市热岛带来的环境问题治理提供参考,也为研究干旱区热岛提供了借鉴。     

基于MODIS的青海草地产草量变化遥感分析

青海省属于全国四大牧区之一,及时监测草地植被长势、准确估算牧草产量对青海牧区可持续发展与生态保护具有重要意义。草地产草量遥感估算主要基于植被指数与地面实测数据的统计关系,但是估算涉及植被指数、统计模型和建模指标等因素,不同组合建立的估算模型的精度不同。本文基于青海省MODIS数据与地面实测产草量数据,选择了6种植被指数（NDVI、EVI、RVI、DVI、RDVI、MSAVI）、5种统计模型（简单线性模型、二次多项式模型、幂函数模型、指数函数模型、对数函数模型）以及3种建模指标（植被指数年度最大值VI_max、植被指数生长季累积值VI_season-cum、植被指数年度累积值VI_annual-cum）,研究不同组合下估算模型的精度差异,并从中选出最优产草量估算模型,用于估算青海省2015年和2016年的产草量。结果表明：（1）6种植被指数中,基于NDVI的产草量估算精度最高;非线性模型的估算精度高于线性模型,尤其是指数模型,适用于大多数草地类型产草量的估算;基于NDVI年度最大值的估算模型对大多数草地类型都具有最高的决定系数（R²）。（2）从干重来看,高产草量区（>1 200 kg·hm^-2）主要位于青海东部的高寒草原,中等产草量区（600~1 200 kg·hm^-2）位于青海南部和东部的高寒草原和禾草草原,低产草量区（<600 kg·hm^-2）位于青海西部和北部的高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠和盐生草甸。（3）与2015年相比,2016年青海省干草总产量减少31.60×10⁴ t,减幅为1.36%。其中,禾草草原和高寒草甸的减产幅度最大,而荒漠草原和盐生草甸的产量则有所增加。本文可为草地产草量遥感估算的研究和实践提供参考。     

近30 a甘肃省河东地区极端气温指数时空变化特征及趋势预测

基于甘肃省河东地区61个气象站点1988—2017年逐日气温数据,利用Mann-Kendall检验,Sen’s斜率估计方法分析甘肃省河东地区极端气温指数的时空变化趋势,并探讨极端气温指数与其影响因素之间的关系,最后利用NAR神经网络结合Hurst指数对甘肃省河东地区极端气温指数变化进行预测分析。结果表明：(1)从时间上看,冷极值相对指数呈下降趋势,冷极值绝对指数、暖极值以及气温日较差、作物生长期呈上升趋势。(2)从空间上看,对冷极值变化反应最为敏感的是高寒湿润区,对暖极值变化反应最为敏感的是温带半湿润区和北亚热带湿润区,除北亚热带湿润区外各区域作物生长期的变化都达到了显著水平,而气温日较差仅在温带半湿润区达到了显著水平。(3)多数极端气温指数与经纬度、海拔之间有显著相关性,但受区域自然特点影响,经度与海拔对其影响实为一类。(4)亚洲区极涡强度、北半球极涡强度以及青藏高原指数B与极端气温指数变化有密切关系,而太阳黑子等只与个别指数之间存在显著的相关性。(5)预测出的极端气温指数冷极值相对指数仍呈现下降趋势,冷极值的绝对指数、暖极值以及气温日较差、作物生长期仍然呈现增加趋势,但大多数指数与1988—2017年相比变化幅度有所降低。（6）与其他区域相比甘肃省河东地区大多数气温指数变化幅度处于中间水平,表现出其为多种不同气候区、自然区交界地带的特色。     

无定河下游全新世古洪水研究

对无定河流域野外考察,在其下游苏家圪坨（SJGT）地点发现夹有古洪水滞流沉积物（SWD）的全新世剖面。古洪水SWD厚度30 cm,具有平行微薄层理特征,且直接覆盖在东汉文化层之上。室内分析结果表明古洪水SWD有着与2012年洪水SWD相似的沉积学特征,以粗粉沙为主,分选良好,磁化率和烧失量较小,说明它记录了一次无定河下游的大洪水事件。文化层光释光（OSL）测年结果显示该次古洪水事件发生在1 900~1 700 a BP。古洪水洪峰水位和洪峰流量分别为765.9 m和10 530 m³·s^-1。同时利用2012年洪水洪痕水位验证,在同一断面用相同参数恢复洪峰流量为1 030 m³·s^-1,实测洪峰流量为1 000 m³·s^-1,误差为3.09%,说明古洪水洪峰流量恢复结果合理可靠。研究结果延长了无定河下游洪水数据序列,对水资源、水能源的开发利用提供了科学依据。