Spatiotemporal change patterns of urban lakes in China’s major cities between 1990 and 2015

China has experienced unprecedented urbanization in the past decades, resulting in dramatic changes in the physical, limnological, and hydrological characteristics of lakes in urban landscapes. However, the spatiotemporal dynamics in distribution and abundance of urban lakes in China remain poorly understood. Here, we characterized the spatiotemporal change patterns of urban lakes in China’s major cities between 1990 and 2015 using remote-sensing data and landscape metrics. The results showed that the urban lake landscape patterns have experienced drastic changes over the past 25 years. The total surface area of the urban lakes has decreased by 17,620.02?ha, a decrease of 24.22%, with a significant increase in the landscape fragmentation and a reduction in shape complexity. We defined three lake-shrinkage types and found that vanishment was the most common lake-shrinkage pattern, followed by edge-shrinkage and tunneling in terms of lake area. Moreover, we also found that urban sprawl was the dominant driver of the lake shrinkage, accounting for 67.89% of the total area loss, and the transition from lakes to cropland was also an important factor (19.86%). This study has potential for providing critical baseline information for government decision-making in lake resources management and urban landscape design.     

Examining human heat stress with remote sensing technology

Heat stress as an environmental hazard which can seriously affect productivity, health, or even survival of individuals has long been studied. Despite the endeavors that have been made to address the issue quantitatively with various heat stress indices, they are often measured at scatter sites. This research devotes to revealing human heat stress within continuous space with remote sensing technology. The study began with the retrieval of dry-bulb temperature from land surface temperature (LST) with empirical models. As wet-bulb temperature was calculated from dry-bulb temperature and relative humidity, discomfort index (DI) as an indicator of heat stress was revealed for the study area at 1 km spatial resolution for three summer days. Results indicated that DI can be derived within continuous space with remotely sensed data, and its spatial distribution can be dramatically affected by relative humidity. Further comparison between DI and LST indicated that LST as a widely utilized indicator of surface thermal condition fails to address human heat stress as environmental factors such as relative humidity are not taken into account.     

基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取

夜光遥感影像记录的城市灯光与人类活动密切相关,已广泛应用于城市信息提取。珞珈一号作为新一代夜光遥感数据源,比以往的夜光数据具有更高的空间分辨率和光谱分辨率,可以更清晰地表达城市建成区范围和内部结构。本文利用珞珈一号夜光遥感影像,通过人类居住指数（human settlement index, HSI）、植被覆盖和建筑共同校正的城市夜光指数（vegetation and build adjusted nighttime light urban index, VBANUI）及支持向量机（support vector machine, SVM）监督分类3种方法对长春市城市建成区进行提取,并与利用NPP/VIIRS（suomi national polar-orbiting partnership/visible infrared imaging radiometer suite）夜光遥感影像、采用同样方法得到的结果对比。结果显示：本文提出的VBANUI提高了传统植被覆盖校正的城市夜光指数（vegetation adjusted nighttime light urban index, VANUI）的提取精度,使用珞珈一号夜光遥感影像通过VBANUI提取的城市建成区结果最优,其Kappa系数为0.80,总体分类精度为90.74%;使用珞珈一号和NPP/VIIRS夜光遥感影像通过HSI按最佳阈值提取城市建成区的Kappa系数分别为0.75和0.72,总体分类精度分别为88.27%和86.54%;复合数据的SVM监督分类法中Landsat-NDBI、Landsat-NDBI-VIIRS、Landsat-NDBI-LJ和Landsat-NDBI-LJlog的Kappa系数分别为0.602、0.627、0.643和0.681,总体分类精度分别为81.11%、81.52%、82.25%和84.48%。研究结果表明：3种提取方法下,均为使用珞珈一号夜光遥感影像的结果优于使用NPP/VIIRS夜光遥感影像的结果,证明相比于NPP/VIIRS夜光遥感影像,珞珈一号夜光遥感影像更适用于城市尺度的建成区范围提取。     

人类从哪里来？——（4）人类演化与古地理、古环境和古气候变化

详细介绍了8 Ma以来全球气候变化的规律,研究表明地球上主要发生过3次冷气候事件：第一次冷气候事件大约发生在距今7 Ma,一股强烈的干冷气流刮过欧洲大陆,穿越赤道地区直达非洲大陆,使得原始森林开始萎缩,面积的缩小导致古猿与人类发生演化分异;第二次冷气候事件大约发生在距今4.2 Ma,那时干冷气候持续发展,非洲大陆的原始森林进一步萎缩,并逐渐演化为稀树草原,出现了南方猿人和傍人;第三次冷气候事件大约发生在距今2.3 Ma,全球气候变化波动较大,冷-暖气候交替发育,地球上出现了真正意义上的人（人属）,并逐渐演化成现代人。根据目前的研究,人类的起源和演化与古地理、古环境和古气候变化密切相关,人类演化历史大致可分为7个时期：撒海尔猿人—原初猿人时期、地居猿人时期、南方猿人—傍人时期、能人—鲁道夫人时期、匠人—直立人时期、先驱人—海德堡人时期和智人时期。     

关键元素与生命健康:中国耕地缺硒吗?

地球上的生命和非生命都是由自然界已发现的92种化学元素组成的,通过全国土壤地球化学基准值与人体血液元素含量对比研究,发现血液中40~50种化学元素平均值与土壤地球化学基准值的分布高度一致,表明这些关键元素与生命息息相关。近年大家持续关注的硒(Se)元素是人体必需的微量元素,缺乏会产生健康风险,但摄入过量也会导致中毒,因此被称为健康窗口元素。过去研究认为,中国耕地缺硒是造成健康危害的原因之一。本文通过对全国3 382个网格化点位土壤采样,获得Se的地球化学基准值和空间分布数据,发现中国贫硒国土面积,按照世界卫生组织推荐值(0.1 mg/kg)和中国规范(0.125 mg/kg)计算,分别占21.1%和31.6%;适宜区(0.125~0.40 mg/kg)面积大约555万km²,占国土面积约57.1%;富硒区(>0.40 mg/kg)面积达110万km²,占国土面积约11.2%。贫硒国土主要分布在青藏高原和内蒙古局部地区,而中国9大平原的粮食主产区耕地总体上不缺硒,其中珠江三角洲平原、广西平原、成都平原、长江中下游平原是富硒区(>0.40 mg/kg),华北平原、东北平原、三江平原、关中平原是硒边缘区-适量区(0.125~0.40 mg/kg),只有河套平原是缺硒区(<0.125 mg/kg)。根据覆盖全国的网格化土壤采样分析结果,发现低硒带呈不连续的片状分布于内蒙古东部至青藏高原一带,与传统认为“低硒带分布于东北三省至西南云贵高原”不完全一致。硒的空间分布模式主要受地质背景、岩石类型、土壤类型和自然地理景观控制。     

北京市蔬菜和菜地土壤砷含量及其健康风险分析

通过对北京市蔬菜和菜地土壤砷含量状况进行大规模调查,研究了蔬菜和土壤砷含量及其健康风险,并筛选出抗砷污染能力强的蔬菜品种。根据蔬菜的消费量并兼顾品种多样性的原则,在北京市规模化蔬菜栽培基地 (采集蔬菜及土壤样品) 和蔬菜批发市场 (蔬菜样品) 共采集93种蔬菜400多份蔬菜样品和39个土壤样品系统地分析其砷含量。研究发现：北京市菜地土壤砷含量范围和平均含量分别为4.44~25.3和9.40 mg/kg,明显超过北京市土壤砷背景值;北京市蔬菜砷含量最高达0.479 mg/kg,平均含量为0.028 mg/kg,均未超过《食品中砷限量卫生标准》(GB4810-94) 的限量值,但其中有2个蔬菜样品 (萝卜和大蒜) 砷含量超过WHO/FAO制订的限量标准。北京市蔬菜砷含量在东偏北方向 (偏转11^o-30^o) 存在明显的"U"型趋势分布。裸露地蔬菜砷含量显著高于设施蔬菜。油菜、萝卜、小白菜、大葱、芥菜、黄瓜、大白菜和甘蓝抗砷污染能力较弱,而辣椒、云架豆、冬瓜、茄子、菠菜、西红柿、芹菜等抗砷污染能力则较强。北京市居民从蔬菜中摄入砷平均值为0.016 mg/(人·d),蔬菜砷对北京市部分人群存在一定的健康风险。     

慈溪市海岸变迁与滩涂围垦

根据历史和实测资料研究慈溪市海岸变化过程及其成因,结果表明:1)距今约2 500 a慈溪全境已形成南丘北海、中部为滨海平原的地貌格局;2)慈溪滩涂属于淤涨型滩涂,自宋代以来已修建11道海塘,新中国成立前海岸线平均每年向外推移25 m,之后则达到50~100 m;3)慈溪滩涂形成演变的影响因子包括地形约束、河川径流和人类活动等,近代人类活动的作用强度越来越大;4)西三闸附近涨潮潮位增高和庵东滩面淤高、扩大是西三潮沟形成的主要动力因素,其诱因是大规模的人类活动。西三潮沟的整治原则应是“因势利导,围涂治沟”。鉴于目前西三潮沟东西两侧都已完成直堤工程,建议在钱塘江连续丰水年时抛石筑坝,彻底截断西三潮沟。     

龙骨坡遗址第7水平层石制品新材料

文章记述并分析了20世纪90年代后期重庆巫山龙骨坡遗址出土于第7水平层的16件石制品,包括若干各具特色的工具类型,如原型手镐、原型薄刃斧、大型尖刃器、直刃砍砸器、凸刃砍砸器、长刃石刀、短刃石刀、刮削器、凿刃器等,反映出石器制作者明确的工作目标和为了达到目标所经历的一个又一个中间过程;说明了当时的人类对工具制作的具体需求和适当利用自然环境的事实。研究证据还体现了大约200万年前华南早期人类工具类型的多样性与特殊性,标志着中国早期人类在当时阶段所达到的技术发展水平。龙骨坡遗址很可能是东亚早期人类文化的一个发祥地。     

近期黄河入海水量减少成因分析

利用黄河入海控制站利津的实测水文资料及黄河流域的降水和人类活动影响的相关资料等,分析了近期黄河入海水量变化的特征及变化的原因。结果表明,1986年以来黄河入海水量大幅减少,断流现象突出等,与其以前相比,入海水量减少64%;在减少的水量中,“准自然因素影响”约占55%,引黄用水约占31.5%,其它人类活动影响约占13.5%。     

人力资本促进区域旅游经济效率的空间差异研究

在DEA-MI模型的基础上,采用空间计量模型就人力资本与区域旅游经济效率的关系进行分析,探究人力资本对区域旅游经济效率的贡献。结果发现：旅游经济效率具有典型的“胡焕庸线”空间特征,旅游业及其子行业的区域旅游经济效率以1为标准线上下波动;人力资本与区域旅游经济效率空间关系也基本具备“胡焕庸线”空间特征。宁夏等西北地区区域经济效率较高,虽然人力资本存量不足,但其贡献率较大。福建等东南地区、四川和云南等沿线地区旅游业存在“人力资本错配”现象,东南地区虽然人力资本富集,但其贡献率较低,星级饭店业和旅行社业打破“胡焕庸线”的区域特征;中等人力资本在旅游业及其子行业中能正向促进区域旅游经济效率,高水平人力资本在旅游子行业中能推进经济效率的增长,但在旅游业整体中反而抑制旅游经济效率,这说明旅游业整体上还是一个典型的劳动密集型行业,而星级饭店和旅行社业已经初步具备知识密集型行业特征;区域地理性、对外开放度、基础设施等是人力资本效能发挥的主要影响因素,制约着区域旅游经济效率的提升。因此需要健全旅游人才匹配体系,最大程度地发挥人力资本效能,科学构建人力资本与区域旅游经济效率协同机制。