河南省生态系统服务价值的时空变化研究

基于河南省2000年、2010年、2018年土地利用数据,测算分析了各年的生态系统服务价值(ESV)总量及构成情况,并基于格网尺度,运用GIS空间分析工具探索了河南省ESV的空间格局及演化特征。结果表明:(1)2000—2018年,河南省生态系统服务价值减少了3.754×10^(8)元,在豫西及豫南地区保持稳定,在人类活动密集的豫中及豫东地区变化显著;(2)生态系统贡献上,耕地生态系统的贡献最大,单项生态系统服务价值中,保持土壤价值最大;(3)河南省生态系统服务价值呈现出明显的尺度效应,5 km×5 km的格网尺度下莫兰指数最大,以此尺度分析发现,河南省ESV空间差异明显,受水系影响,呈现出自豫西、豫南林地区向豫东耕地区递减的条带状分布格局。高-高集聚区集中分布在豫西大部分地区、豫南部分地区及豫北沿省界呈条带状分布地区。

南北过渡带浅层地温变化及其对冬小麦产量的影响--以河南省信阳市为例

利用南北过渡带地区河南省信阳市1961-2017年逐月0~20 cm浅层地温和1992-2016年冬小麦产量资料,采用数理统计方法分析过去57年信阳市浅层地温的变化特征,并定量估算不同地温对冬小麦产量的贡献率。结果表明:(1)1961年以来信阳各层年平均地温均呈显著升高趋势,0 cm地层升温幅度最大,10 cm地层升温幅度最小,变化速率分别为(0.396±0.09)、(0.295±0.08)℃/10年,冬小麦生育期间各层平均地温也呈显著升高趋势;(2)1992-2016年信阳市冬小麦实际产量以(103.855±19.801) kg/(hm^2·年)的速率呈显著增加趋势,冬小麦气候产量大致经历了"高-低-高-低"的阶段波动,1992-1997年和2006-2012年气候产量相对较高,1998-2005年和2013-2016年则相对较低;(3)1992年以来信阳市冬小麦生育期5、10 cm平均地温与冬小麦气候产量呈正相关关系,0、20 cm地温与气候产量呈负相关关系,20 cm地温对冬小麦气候产量的贡献率最大,为42.3%,其次是10 cm地温(27.6%)和5 cm地温(23.2%),0 cm地温的贡献率最小,为6.9%。

南北过渡带地区浅层地温的全球变化响应——以信阳城区为例

利用中国南北过渡带中部河南省信阳城区1961-2017年逐月平均气温和逐月0~20cm浅层地温资料,采用统计学、Mann-Kendall和功率谱分析等方法分析了过去57a信阳城区浅层地温的变化特征及其对全球变化的响应.结果表明:(1)1961年以来信阳各层年平均地温均呈显著升高趋势;(2)1961-2017年信阳各层年、季平均地温周期多以2~4a为主,且秋季和冬季周期现象明显;(3)Mann-Kendall分析显示,5~20cm地层年均地温于20世纪90年代初发生突变,而0cm地温却于20世纪末发生由冷转暖的转折;(4)信阳浅层地温对气温变化极为敏感,0cm地表温度对气候变化的响应最为敏感.

基于人粮关系的信阳市耕地资源人口承载力研究

基于信阳市2004-2017年间耕地、人口、粮食产量等数据,运用土地资源承载力(LCC)及GM(1,1)灰色系统预测模型方法对信阳市耕地资源人口承载力进行统计预测分析.结果表明:(1)近十几年信阳市耕地资源承载力指数为0.704~0.987,总体处于粮食盈余状态.(2)信阳市在2020年、2025年和2030年三个预测年阶段的耕地资源人口承载力指数为0.739~0.744,总体处于粮食富裕状态.从人粮关系角度研究耕地资源的人口承载力状况,对保障粮食安全和区域可持续发展具有重要意义.

淮河源重点生态功能区生态补偿机制研究

淮河源重点生态功能区的经济发展与生态环境保护两者存在难以兼顾的问题,生态补偿是解决该问题的重要手段。提出淮河源重点生态功能区生态补偿机制的基本架构,解决区域生态补偿主客体、补偿标准和补偿途径问题,为淮河源重点生态功能区生态环境的保护提供理论指导和实际建议。

海绵城市理念演变的知识图谱可视化分析

对各国海绵城市开发模式进行梳理,运用Citespace对海绵城市相关文献进行分析,绘制文献数量、研究作者、研究机构与研究关键词等科学知识图谱。结果表明:海绵城市的建设与研究进入了常态化阶段,文献数量呈现先增后缓特点;研究作者、机构等均较为分散,文献关键词主要是海绵城市、低影响开发、雨水利用等;研究热点主要有风景园林、城市化、绿色基础设施,尤其是绿色基础设施建设这一新方向需要重点关注。

Swarm系列卫星非差运动学厘米级精密定轨

采用2015年5月24日—30日的Swarm星载GPS双频观测数据,基于Melbourne-Wübbena(MW)和消电离层线性组合,在精密单点定位技术的基础上,采用批处理最小二乘估计法对不同轨道高度的Swarm系列卫星进行非差运动学精密定轨。利用星载GPS相位观测值残差、与欧空局发布的简化动力学轨道对比,以及SLR检核3种方法对Swarm系列卫星非差运动学定轨结果进行精度评估。结果表明:①Swarm系列卫星星载GPS相位观测值残差RMS为6~7 mm;②与欧空局发布的简化动力学轨道进行求差,径向、切向及法向轨道差值RMS为2~4 cm;③与欧空局发布的运动学轨道进行求差,径向、切向及法向轨道差值RMS为1~2 cm;④SLR检核结果表明Swarm-A/B/C卫星轨道精度为3~4 cm。因此,采用非差运动学定轨方法与本文提供的定轨策略进行Swarm系列卫星精密定轨是切实可行的,定轨精度为厘米级。

基于交互决定论的农村宅基地退出意愿研究——以河南省为例

农村宅基地退出有利于优化土地资源配置和推进新型城镇化战略的实施。而农户认知、社会环境和制度环境等因素,影响着农村宅基地退出意愿。基于河南省518份问卷数据调查,以交互决定论为理论基础,通过二元Logistics回归分析模型探索"现实"和"理想"两种情境下宅基地退出意愿的影响因素。研究结果表明:(1)理想和现实两种情境下农户退出宅基地意愿的影响因素有一定差异。现实情境下环境类因素对宅基地退出意愿的影响大于个人类因素,而在理想情境下个人类因素和环境类因素的影响力大致相同。(2)现实和理想两种情境下,家庭特征和社会环境两个方面的因素对农户退出宅基地意愿的影响均较大,说明宅基地退出制度改革和实施路径应着眼于农户家庭层面和立足于当前社会经济背景。(3)依据现实和理想两种情境下宅基地退出意愿的共同影响因素,可以得出宅基地退出的实施应从农户分类、宅基地居住功能弱化、不同地域空间等层面有序逐步实施。最后,从区域条件、家庭生计和社会经济背景等方面,提出了促进河南省农村宅基地退出的政策建议。

基于推拉理论的“农二代”耕作意愿研究——以河南省为例

"农二代"耕作意愿关系到农业经营主体的发展、新型职业农民的培养和国家粮食安全。基于河南省597份问卷调查数据,运用推拉理论并采用二元Logistic回归分析模型,探索了"农二代"分别在近期和远期的耕作意愿及其影响因素。结果表明:与近期相比,"农二代"的耕作意愿在远期将会下降。"农二代"耕作意愿在近期和远期的影响因素有同有异。种地经历、家庭类型和农村生活压力等对"农二代"近期、远期的耕作意愿均影响显著且方向相同;种地技能要求、日常家庭开支对近期、远期的耕作意愿均有影响,但前后方向相反。而有些因素仅对"农二代"近期耕作意愿或远期耕作意愿单方面有影响。农户特征和农村推力等方面的因素在"农二代"近远期耕作意愿中均发挥重要作用。农村拉力在近期耕作意愿中作用明显,而城镇拉力在远期耕作意愿中影响显著。最后,根据"农二代"的耕作意愿影响因素,提出了具体的政策建议以期为地方政府制定相关政策提供支撑。

多尺度空间实体多目标相似性度量

多尺度空间实体的相似性度量是制图自动综合质量评价、自适应空间实体多尺度表达等领域关注的基本问题。提出一种顾及距离、拓扑、方向关系的多尺度空间实体相似性度量模型,分析模型与多尺度空间实体的数量特征综合程度指标的相互竞争关系,形成一个多目标最佳优化问题,用帕累托最优化方法构建了多尺度空间实体的集值相似性标准。实验结果表明,空间相似性图形距离、空间相似度是科学有效的多尺度空间实体相似性度量指标,而帕累托集值相似性标准比独立的数量特征综合程度或几何相似性包含更多的信息。

近80年天津市雷暴日数变化特征研究

研究雷暴现象长时间尺度演变规律,对区域灾害性雷电预警及防雷决策制定具有重要应用价值.本文利用1934-2013年天津市逐月雷暴日数资料,采用最优分割、线性倾向估计和滑动t检验等方法,分析了近80 a天津市雷暴日数的变化特征.结果表明:1)过去80 a天津市雷暴日数经历了"少-多-少"的多年代际波动,其中1934-1953年与1997-2013年雷暴日数相对较少,1954-1996年则相对较多;2)天津市雷暴日数主要集中于夏季,呈典型的"单峰型"结构;3)天津市雷暴日数在30 a尺度上存在多次快速增减过程,其中增加和减少最快的30 a分别出现在1942-1971年和1955-1984年,线性倾向率分别为4. 46±3. 3 d/10 a和-3. 07±3. 18 d/10 a;4) 1934年以来,天津市雷暴日数在30 a尺度上发生了2次突变,1954年雷暴日数由少转多,1997年则由多转少.

“三环六步”教学模式下的区域认知能力培养方式探究

我国社会经济的空间格局及周边环境的快速变化,使得学生区域认知能力培养愈加重要。"三环六步"教学模式着重培养学生的自我学习意识,对区域认知能力的培养有较好的促进作用。文章以"工业区位因素及其变化"一课为例,对"三环六步"教学模式下学生的区域认知能力培养进行探索,并结合区域认知能力培养水平的四个层次,对其效果进行验证分析。

复合人工湿地中反硝化除磷作用的发生及其稳定性

将2套潮汐流人工湿地(T-A和T-B)构建为复合人工湿地(HCW),研究了HCW中反硝化除磷作用的发生及其稳定性.结果表明,当HCW按照两段进水潮汐流方式连续运行时,T-A的反硝化除磷性能和T-B的硝化性能均可得以强化,HCW随之具有理想的同步脱氮除磷效果;周期性补充碳源的磷移除操作可缓解T-A中磷素的过量积累,同时可提高反硝化聚磷菌(DPAOs)胞内聚β-羟基丁酸(PHB)的合成量,有助于HCW反硝化除磷效果的高效与稳定;当磷移除周期为30 d时,T-A在反硝化除磷过程中对TP与NOx--N的去除率分别为(97. 86±0. 70)%和(98. 29±2. 62)%,在磷移除过程中的磷素释放量、PHB合成量(以C/填料计)及补充碳源利用率分别为(1 486. 29±123. 25) mg、(4. 43±0. 57) mmol·g-1和(94. 65±2. 66)%,HCW的磷素回收效率则为63. 97%.本研究为人工湿地同步脱氮除磷提供了新的思路,又进一步拓展了磷回收技术的研发和应用范围.

利用等距同构建立多尺度空间实体相似性度量模型

从度量几何学的观点,建立多尺度空间实体等距同构模型。将多尺度空间实体分别看作刚性图形和弹性图形,利用等距同构不变性的概念,构建多尺度空间实体几何相似性图形距离和拓扑相似性图形距离。通过统一几何和拓扑相似性图形距离,构成一个二元集值距离,作为多尺度空间实体相似性的评价指标。通过对不同复杂性的面状和线状空间实体多尺度表达图形的几何和拓扑相似性度量实验表明,该方法能同时顾及多尺度空间实体几何和拓扑结构的改变,且符合空间实体的多尺度抽象规律。

季风与西风对青藏高原全新世气候变化的影响:同位素证据

青藏高原气候变化在冰期-间冰期、千年、十年际和季节尺度上受亚洲季风和西风环流的交互影响,表现出显著的区域性特征。然而全新世以来青藏高原气候变化的机制还不甚清楚,主要原因之一是缺少指示意义明确的古气候代用指标。课题组近年来利用叶蜡氢同位素(δDwax)重建了高原东北部的青海湖、中北部的令戈错、中部的达则错、西部的班公错和阿翁错不同时间尺度的大气降水同位素记录,本文对上述工作进行总结,并结合青藏高原全新世以来已发表的其他地点的同位素和古水文记录,揭示全新世以来季风与西风对青藏高原不同区域气候变化的影响。结果表明:1)早全新世青海湖、令戈错、班公错和阿翁错4个湖泊均主要受夏季风影响,夏季风可以影响到青藏高原的大部分地区,此时夏季风在青藏高原的最北界限可能位于青海湖以北、克鲁克湖以南。2)中全新世青海湖、班公错和阿翁错受夏季风影响逐渐减弱;然而令戈错在7.0~4.5 ka水汽主要来源于西风环流。3)晚全新世青海湖和班公错受季风的影响进一步减弱;西风在3.5~1.7 ka和2.0~1.0 ka分别影响到高原中部的令戈错和达则错;晚全新世阿翁错受冰川融水补给影响降水同位素异常偏负。4)本研究表明在中晚全新世季风较弱的时期,西风能够深入到青藏高原内部地区,给高原内部地区带来冷湿的水汽。

1961～2012年银川浅层地温变化及其对气候变化的响应

利用银川市1961～2012年逐月平均气温和逐月0～20 cm浅层地温资料,采用统计学和功率谱分析等方法分析了过去52年银川市浅层地温的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)1961～2012年银川市各层年平均地温均呈显著升高趋势,其中0 cm地温升温速率最大,为(0.477±0.126)℃(10 a)^(-1)(95%置信区间,下同),10 cm地温升温速率最小,变化速率为(0.395±0.117)℃(10 a)^(-1);(2)1961年以来银川各层年与季平均地温多以2～4 a周期为主,其周期可能受海气相互作用及平流层准2 a震荡的影响;(3)银川浅层地温对气温变化极为敏感,年平均气温每升高1℃,相当于0 cm、5 cm、10 cm和20 cm年平均地温分别升高(1.095±0.154)℃、(0.970±0.169)℃、(0.911±0.159)℃和(0.945±0.173)℃。

一种基于雪粒径演化过程的积雪亮温模拟新方法

本研究采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型模拟积雪雪粒子与不同波段(18.7 GHz和36.5 GHz)微波相互作用(吸收和消光),并用于辐射传输模型。而雪粒径的获取一直是一个难点,本研究由Jordan91雪粒径演化模型演化得到雪粒径,并将其作为辐射传输模型的输入参数,基于像元内实测数据进行混合像元18.7和36.5 GHz水平极化亮温模拟。结果表明:采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型的消光系数在18.7 GHz时模拟亮温的偏差分别为-3.6、-1.8和-0.7 K,在36.5 GHz时分别为4.0、10.4和14.4 K。对于18.7 GHz水平极化和36.5 GHz水平极化,基于有效雪粒径的亮温模拟与基于雪粒径演化过程的亮温模拟精度呈现出很好的线性关系。因此,基于雪粒径演化过程的方法是一种合适的获取辐射传输模型中雪粒径参数的方法。