Influence of urban expansion on the urban heat island effect in Shanghai

The urban heat island (UHI) effect resulting from rapid urbanization is attracting increasing attention among the global scientific community. This research analyzed the relationship between urban expansion and the UHI effect utilizing an integrated approach, including urban land interpretation and retrieving land surface temperature based on remote sensing, and spatial overlay analysis for revealing the relationship for different time periods between 1984 and 2014 in Shanghai, China. The results show that (1) the spatiotemporal changes in UHI are consistent with the expansion of urban land, and rapid urban expansion leads to an expansion of the UHI, in particular along roadways. (2) The mode of urban expansion is an important factor influencing the UHI effect. Urban sprawl (urban expansion in the edge-expansion way) is a form of typical expansion that leads to the rapid increase in the UHI. When the urban compactness ratio is less than 0.15, a compact design can effectively control the expansion rate of the UHI and mitigate its range of influence and intensity. However, when the urban compactness ratio is greater than 0.15, the urban design has a marked influence on the UHI ratio index: a more compact form produces a stronger UHI effect. So, finding an equilibrium between urban compactness ratio and urban expansion rate is good for effective urban management and planning.     

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.     

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。     

福建省晋江市城市热岛强度时空变化特征分析

利用传统的气象站法, 结合空间统计学方法(普通克里金插值法), 对福建省晋江市2010—2014年40个自动气象站逐小时温度资料加以计算处理, 分析了晋江市年、季、昼夜热岛强度时空变化规律。(1)晋江市年、季、昼夜热岛强度都呈带状分布, 等值线呈西南-东北走向, 年、季、昼夜变化趋势显著, 北部热岛强度高于南部。五年间热岛强度持续增强, 但增幅不大, 增速放缓。(2)城市化水平的提高, 会导致热岛强度高值出现季节提前, 故旅游区秋冬季热岛强度高于春夏季, 中心城区和产业经济区夏秋季热岛强度高于冬春季。(3)晋江市热岛效应昼夜空间分布格局差异性大, 夜间热岛强度显著高于白天, 最低值出现在14—16时, 中心城区和产业经济区最低值出现时间较旅游区略推迟, 三个功能区的最高值均出现在凌晨。      

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。     

城市人口分布空间自相关的功率谱分析

从理论上可以证明标准的城市人口密度负指数距离衰减模型本质上是一种空间相关函数,基于这种思想对Clark模型进行Fourier变换,可以导出城市人口密度的幂次频谱分布,且功率谱指数理应为β=2±。负指数与幂指数的这种变换关系暗示了城市地理系统简单与复杂的辩证关系。借助中国杭州市4年的人口普查资料转换的平均人口密度分布数据对上述推论进行检验,发现β渐进式趋近于2但并不约等于2。将β值进一步换算为人口过程的分维D和Hurst指数H,结果表明：城市人口具有长程负相关作用,但这种空间作用显示明确的局域化倾向。目前的城市形态演化模拟几乎无一例外地引入了长程作用,根据杭州人口分布的局域化特征,有关地理长程作用的假设和应用有必要重新探讨。     

建立回弹现场测强曲线的位置参数法

工程上迫切需要在现场数据较少的情况下,建立高精度和高可靠度的现场测强曲线(经验公式)。本文利用位置参数法,提出了一种回弹法现场测强曲线(经验公式)。此曲线(经验公式)仍运用原有的幂函数形式并保持回归参数不变,通过增加位置参数反映现场试验的个性信息。此曲线(经验公式)融合了所在地区混凝土强度值、回弹值、碳化深度值之间的共性趋势和现场检测得到的反映现场情况的个性信息,而且解决了地区测强曲线(经验公式)不能完全描述现场的实际情况,而现场检测数据一般不能满足制定现场专用测强曲线(经验公式)要求的问题。在建筑结构无损检测中,利用本文提出的测强曲线(经验公式)可以极大地提高检测精度和检测结果的可靠性,使检测结果更加符合施工现场的实际情况。     

游客-环境互动视角下旅游者目的地环境恢复性效应

日常生活环境和旅游目的地环境都可以为个体提供恢复的机会,不同环境的属性特征导致不同程度的恢复。为了探究环境类型与恢复性效应之间的关系及停留时间的调节作用,文章采用问卷调查方式,利用配对样本t检验和混合设计方差分析相结合的方法,探讨游客在不同环境中的恢复性效应,并对这一现象提供心理上的解释。结果表明：1）恢复体验的4个维度（放松体验、心理脱离、掌握体验、控制体验）在旅游目的地环境中的得分均高于日常生活环境。2）掌握和控制体验维度在城市旅游目的地中的变化程度高于乡村旅游目的地,两种类型目的地的放松和心理脱离维度差异较小。3）随着在目的地停留时间的延长,乡村旅游目的地放松体验和心理脱离维度变化程度高于城市旅游目的地,两种类型目的地环境恢复性效应会相互靠近。因此,游客的环境恢复性效应不仅受到环境和目的地类型的影响,同时还与游客的适应程度有关,且受到其停留时间的调节作用。     

居住迁移对居民健康的影响研究进展述评

进入城市时代以来,居住环境与居民健康的联系愈发密切,尤其在“流动性"增强的大背景下,居住迁移对居民健康的影响问题受到广泛关注。论文结合知识图谱分析和文献研究法,系统评述居住迁移影响居民健康问题的最新进展。研究发现：① 近15 a来,该领域的文献数量逐年增多,关注度持续上升;文献空间分布主要集中在发达国家,但不同地区的研究内容存在显著差异。② 主要研究对象由“同质性群体”向“异质性群体”转变,从“一般性群体”向“特殊群体”转变;研究方法由数理统计向混合研究、综合应用转变。③ 研究视角经历“人口迁移—个体健康”“居住迁移—环境—个体健康”与“迁居轨迹—环境演变—个体健康发展”等3个演变阶段。④ 近期研究重点有：迁居行为与儿童健康,迁居时空特征与身心健康,住房生涯与身心健康,邻里环境、累积剥夺与健康发展等。结合以上分析,提出如下建议：注重“整合性”分析;关注城市内部迁居行为和多次迁居轨迹对居民健康的影响;扩大迁居引发的“环境”因素(如居住隔离、社会分异、职住空间错位等)研究;更多关注迁居对二代流动人口儿童健康的影响,侧重对非正规居住空间如“城中村”等的研究。     

城市环境与地质问题研究现状与发展

本文对本次会议的专题城市环境地质问题进行了综述,对城市地质环境研究进行了展望。