区域碳收支能力估算的面向对象遥感分类方法

全球气候变暖问题是人类面临的最艰巨的挑战之一,通过先进的面向对象分类方法可以提高碳排放与碳汇能力的研究水平,对于控制区域气候变化具有推动作用。本文利用面向对象分类方法,以广西百色市右江区为研究区域,选取Landsat 8 OLI和Google Earth影像数据提取区域地物信息,并针对研究区地势复杂的特点,采用设置多种尺度参数的方法,选取最优尺度进行影像分割。同时,引入隶属度函数法、最邻近分类法和CART决策树分类器3种方法,基于影像光谱差异、几何形状、对象纹理等特征,逐层逐级地实施面向对象分类,随后加以针对性的精度评价分析并检验分类结果。通过总结分析前人的地物碳系数转换关系并结合高精度面向对象分类结果,构建了基于土地覆被类型的碳收支能力估算模型,并根据已有的基于CASA模型的碳收支能力估算方法加以精度校验,最终估算出右江区碳收支能力为-399.64万t。此外,本文结合右江区行政区划、人口分布、DEM等相关数据对区域碳收支能力进行了专题性剖析。结果表明,面向对象分类方法是研究小区域碳收支能力的有效途径,在区域碳循环评估中具有更好的准确性和预见性,有效促进碳收支平衡研究领域的发展。     

中小城市家庭生活用能碳排放空间分异——以开封市为例

利用2015年开封市居民家庭生活用能的大样本问卷调查数据,采用探索性空间数据分析（ESDA）和标准差椭圆（SDE）方法,探索城市居住区家庭生活用能碳排放空间分布特征。结果表明：① 家庭生活用能碳排放存在以热点区为主的空间正相关特性,碳排放高值集聚发生在城市新建开发区和建成区向外扩张较快区域,以2000年以后新建高档商品房小区和机关事业单位家属院为主,低值集聚区则发生在建成时间长、后续开发力度小的区域,以老商品房小区和胡同社区为主;② 开封市家庭电力消耗碳排放占生活用能总碳排放的67%,但人均生活用能碳排放空间格局由供暖碳排放决定,且人均供暖碳排放空间格局又由集中供暖碳排放空间格局决定,故降低集中供暖能耗、缩小居民供暖用能差异成为居民生活用能碳减排工作的重中之重;③ 家庭经济状况、集中供暖设施分布和城市发展的空间格局是家庭生活用能碳排放空间依赖性和空间异质性形成的主要驱动因素。     

基于STIRPAT模型的江苏省能源消费碳排放影响因素分析及趋势预测

定量分析碳排放的影响因素,对降低区域碳排放具有重要的指导意义。利用STIRPAT模型,定量分析江苏省能源消费碳排放量与人口、富裕度（以人均GDP表示）、技术进步（以能源强度表示）和城镇化水平之间的关系,通过岭回归拟合后发现,人口数量、人均GDP、能源强度、城市化水平每变化1%,江苏省能源消费碳排放量将分别发生3.467%、(0.242+0.024 lnA)%、0.313%和0.151%的变化。在以上研究的基础上,设置8种不同的发展情景,分析了江苏省未来能源消费碳排放量的发展趋势。结果表明,当人口、经济保持低速增长,并保持高技术增长率时,有利于控制江苏省的能源消费碳排放量,2020年江苏省的能源消费碳排放量预测值为202.81 MtC。     

省区碳经济分析的CGE模型及其应用——以河南省为例

作为一种最划算的减排措施,碳税已在个别国家开始实施。编制河南省社会核算矩阵表（SAM）及其他区域SAM,构建了一个30部门的双区域的可计算一般均衡模型（CGE）,分析对能源产业（煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、石油炼焦核燃料加工业和燃气生产和供应业）分别征收不同价格的碳税后,河南省经济及人民生活水平的变化情况。并考虑不同类型的碳税返还情景带来的居民和企业效益,以期为通用的双区域CGE模型提供依据。模拟结果显示：碳税的征收可以有效减少CO₂的排放;导致河南省增加值的下降;能源产业中煤炭开采和洗选业的国内价格受负面影响最大;其他行业中农林牧渔业受到的负面影响较大。农村居民比城市居民对碳税政策的反应更加敏感,且碳税对农村居民带来的影响为负面的。对比分析的结果表明,碳税返还给农村居民是一个合适的选择,能够使得农村居民、城镇居民和企业的利益都得到保障。     

塔克拉玛干沙漠腹地地表辐射与能量平衡

利用2013年塔克拉玛干沙漠塔中流动沙面地表辐射、土壤热通量、土壤温湿度和湍流通量观测资料,分析了沙漠腹地地表辐射和能量收支特征及闭合状况。结果表明：除潜热通量外,其余地表辐射各分量和能量平衡分量的月平均日变化结果整体均表现为标准的单峰型日循环形态,其中R_s↓与R_s↑变化同步,R_l↑、R_l↓滞后R_s↓0.5 ~ 1 h。各分量均表现出夏季高、春秋季次之、冬季低的季节波动性。干旱和极低的植被覆盖造成沙漠腹地全年潜热通量始终较为微弱,约占净辐射的2.8%,感热通量成为能量的主要消耗形式,约占净辐射的49%。偶尔的降水会刺激潜热通量突然增加。地表反照率相对较高且稳定,日变化呈早晚大、正午小的“U”型趋势,并具有明显的冬季高、夏季低的季节波动性,年均值0.28,月均值0.25~0.32。能量残差各月的日变化也均呈单峰曲线,日出后和日落前能量闭合程度最佳,并出现过闭合现象,全年夏季小,春秋季次之,冬季较大,月平均日峰值5.1~99.9 W·m^-2。土壤表层热储存是影响该地区能量平衡的重要因子之一,考虑表层土壤热存储后,地表能量闭合率达75.3%,能量闭合率夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,白天相比夜间有大幅提升。     

土地覆盖类型对科尔沁沙地南缘土壤有机碳储量的影响

研究了科尔沁沙地南缘土地覆盖由流动沙地向人工林地、农田及固定沙地等转变后,0~60 cm土层有机碳储量的变化。结果表明：农田土壤有机碳含量增加最明显,为流动沙地的3.97倍且相同层间差异均显著;樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）林地、新疆杨（Populus alba var. pyramidalis）林地、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）群落土壤有机碳含量较流动沙地分别增加79.78%、138.20%、73.07%,差异主要在0~20 cm土层;围封草地和中度放牧草地分别增加116.85%和133.71%,差异主要在0~40 cm土层;固定沙地比流动沙地增加49.44%,差异主要在0~20 cm土层。土地覆盖类型转变后,由于受到土壤容重的影响,土壤有机碳密度在0~20 cm土层变化较明显。8种土地覆盖类型可分为4组：CL1（农田）、CL2（新疆杨林地、围封草地、中度放牧草地）、CL3（樟子松林地、小叶锦鸡儿群落、固定沙地）和CL4（流动沙地）。另外,土壤有机碳含量和密度在土壤剖面上的分布也随着土地覆盖类型的变化而不同。     

空间分辨率对总初级生产力模拟结果差异的影响

利用模型分析气候变化对陆地生态系统功能的影响,是当前全球变化生态学的研究热点,然而模型模拟不确定性来源之一就是空间异质性的问题。空间异质性是尺度的函数,基于气象和遥感数据驱动的生态系统过程模型（BEPS模型）,分别模拟2003-2005年中国生态系统通量观测与研究网络（ChinaFLUX）长白山站、千烟洲站、海北站及当雄站在1 km和8 km空间分辨率下的总初级生产力（GPP）的时间动态变化,并结合土地覆盖类型及叶面积指数(LAI)的差异,探讨两种空间分辨率输入数据对GPP模拟结果的影响。结果表明：① 差异性主要是由于8 km范围内混合像元导致LAI的不同,4个站点月均差异值分别为0.85、1.60、0.13及0.04;② 两种空间分辨率均能较好地反映各站点GPP的季节动态变化,与GPP观测值的相关性R²为0.79~0.97 (1 km)、0.69~0.97(8 km),月均差异值为11.46~29.65 gC/m²/month (1 km)、11.87~24.81 gC/m²/month (8 km);③ 4个通量站点在两种空间分辨率下的GPP月均差异值分别为14.43,12.05,4.79,3.22 gC/m²/month,不同空间分辨率的模拟结果在森林站的差异大于草地站,且生长季的差异大于非生长季。因此,模型在模拟大尺度、长时间序列GPP时,为了提高模型模拟效率,适度降低空间分辨率是可行的,但应尽量减小低空间分辨率对于森林生态系统以及生长季GPP模拟上的误差。     

藏南日喀则地区白垩纪泥岩、页岩有机质丰度及其油气地质意义

对藏南发育完整的、厚度巨大的海相白垩纪地层中的暗色泥、页岩开展了有机质丰度研究。综合分析结果表明：该区泥、页岩中残余有机碳含量在0.05％~1.1％之间,平均值约为0.42％,其中下白垩统约为0.531％,上白垩统约为0.265％,有机碳平均含量变化特征与该区的古地理格局及海平面升降有关。氯仿沥青‘A’含量在0.0009％~0.0072％之间,平均含量约为0.0040％。有机碳与氯仿沥青‘A’最大值与最小值之比分别为22和8。有机碳与氯仿沥青‘A’这种弱负相关性与两者遭受剧烈的地表风化作用、强烈的紫外线照射和高程度有机质热演化后的损失量有关,后者远大于前者。白垩系残余有机碳含量大于0.6％的中等—好生油岩样10件,占样品总数的27％,下白垩统样品9件,占样品总数的24.3％,上白垩统样品1件,占样品总数的2.7％,表明来自北喜马拉雅地区东山组和康马—隆子地区甲不拉组的早白垩世泥、页岩为该区主要的有效生油岩。     

河流活性物质入海通量:初步成果

河流是陆地与海洋相互作用的重要纽带,查明陆地河流活性物质入海通量是当前生态地球化学评价的一项重要任务。文中选择了中国东部入海河流中主要的35条河流,分丰、枯水期系统采集了悬浮物、过滤水、底泥等样品,利用河流径流量参数,计算得到了各河流主要重金属及营养元素的年入海通量及陆地河流年入海总通量,确定了各元素水溶态及悬浮物态迁移入海量的比例,为陆海相互作用研究、浅海生态地球化学评价提供了重要依据。     

桂林洞穴滴水及现代碳酸钙(CaCO3)沉积的碳同位素记录及其环境意义

经过前期(1995~2000年)及近2 a对桂林盘龙洞13个滴水点的2 个水文年的滴水和现代碳酸钙沉积的动态监测, 发现现代洞穴碳酸钙(CaCO3)沉积有两种类型: ①常年性滴水沉积碳酸盐, 其δ13C值记录了全年气候变化特征; ②季节性滴水沉积碳酸盐, 其δ13C值记录了季节性气候变化特征。现代碳酸盐沉积监测和碳同位素分析表明, 桂林盘龙洞外部峰体主要为C3植物(几乎没有C4植物), 现代沉积碳酸盐的δ13C记录显示, 在夏半年, 夏季风强、降水丰沛、生物的活动量大, 现代碳酸盐沉积量大,δ13C值则较偏负, 平均为-13.13‰; 现代碳酸盐的δ13C全年平均值为-12.23‰, 最负值达-14.5‰; 而在冬半年, 由于降水相对较少, 新沉积碳酸盐的δ13C值, 显示稍有增加(或偏正), 其δ13C值为-10‰~-11‰。此外, 当在降大雨或暴雨后(无论是在夏半年或是在冬半年), 滴水在滞后半个月或1个月后沉积形成的碳酸盐, 其δ13C值显示突然偏负, 主要反映的是降雨效应引起的CO2 效应的影响。