德州市农村居民对周边水环境的认知研究

农村居民是农业主要的经济活动主体与基本的决策单位,其对水资源的利用方式和认知理解是农村水环境变化的直接影响因素。选取德州市农村地区为案例区,采用抽样问卷、χ2检验法及对应分析方法,对2007年德州市1区8县2市农村居民水资源认知、水污染认知及节水意识与其居住地间关系进行了探讨。结果表明:不同居住地在水环境认知方面有显著差异。调查结果与实际水环境状况比较,德州市6个县(市、区)对其周边水资源认知准确、2个对其周边水污染认知准确、9个属"想"节水群体。11个县(市、区)可分为认知模糊意愿明确、认知乐观意愿明确、认知悲观意愿明确及认知清晰意愿模糊4种类型。

基于能值分析的深圳市三个小型农业生态经济系统研究

应用能值分析方法,通过能值转换率,把深圳市3个农场生态经济系统的能量流、物质流、货币流和信息流转化为统一量纲———能值。在绘制能值系统概图和编制能值分析表的基础上,建立能值评价指标体系对3个系统的能值输入结构、生产效率、环境负载和可持续发展状况等进行分析和比较。此外,比较经济指标与能值分析结果,并采用情景分析对农场未来发展做出预测。能值分析方法不仅考虑环境及其服务功能对经济生产的贡献,同时能值交换率和能值产出率把系统经济流入和产出纳入分析过程,结合环境和经济评价,可用于综合分析农场生态效益和经济效益。研究结果表明:西丽果场是可持续发展能力最高的农场,碧岭现代农业科技园次之,而山海农场的可持续发展能力最低。都市农场应该大比例利用可更新资源,努力发展农业生产,并且积极提升农业的技术含量。在此基础上,控制规模合理地发展旅游经济,走高科技农业生态旅游之路。

基于Meta回归模型的土地利用类型生态系统服务价值核算与转移

基于Meta-analysis方法,分别建立耕地、林地、草地、园地、水域和未利用地6个地类的生态系统服务价值回归模型。除考虑年代和评估方法外,还引入分区和社会经济因素(包括人口密度和人均GDP),发现这两个变量在解释生态系统服务价值变化时较为重要。使用价值转移研究范式,将所建模型应用到京津冀地区,计算各类土地利用类型的生态系统服务价值。研究结果表明:土地利用类型按照生态系统服务价值高低排序为水域、林地、草地、园地、耕地、未利用地;京津冀地区不同市区各类土地利用提供的生态系统服务价值不同,其中耕地、林地、草地、园地和水域的生态系统服务价值中,北京和天津最高,承德和张家口最低;未利用地的生态系统服务价值中,张家口和承德最高,北京和天津最低。研究成果丰富了生态系统价值评估的方法和技术,也可为京津冀地区土地持续管理提供科学依据。

基于能值改进生态足迹模型的全国省区生态经济系统分析

以我国1996,2000,2004,2008年各省区为例,分别采用传统生态足迹模型及基于能值改进生态足迹模型,从全国、地区、省区内3个层面,利用Theil系数进行区域可持续性及东、中、西部地区时空差异判定。结果表明:改进模型计算结果绝对数值明显高于传统模型,总体人均生态足迹、生态承载力及生态盈余与赤字区域排列均为东部>中部>西部。东、中、西部地区区内及区际差异结果分解表明:我国生态足迹、生态承载力省、区间的差异主要由区域内部省间差异导致;东、中、西地区尺度上,三者间差异并非构成我国区域差异的主体,区间差异基本保持稳定;区内尺度上,除西部地区外,东、中部地区差异略有下降,而西部地区异质性减少明显。

城市植被覆盖变化可预测性及其空间格局的定量递归分析——以深圳市为例

由于人口的快速增加和经济要素的大量聚集,城市是下垫面性质改变最为显著的区域。本文应用定量递归分析技术对1999-2006年逐旬的1km SPOT-VEGETATION NDVI数据进行分析,以期揭示NDVI时间系列的非线性动态特征及其空间格局。研究结果表明,深圳市的NDVI时间系列的RQA特征值居于随机系列和确定性系列之间,属于含有随机成分的确定性系列。不同覆被类型下NDVI系列的特性不同,林地区的NDVI系列规则性最高,农地区次之,建设用地区最差,表明人类活动作为一种噪声对于NDVI系列性质的扰动。用二阶Rényi熵作为NDVI系列的可预测性指标,其空间格局表现为海拔高、坡度大、林地分布集中的西北和东南部可预测性高,而海拔相对低、建设用地相对集中的中南部地区可预测性低。

基于L—Z算法的NDVI变化复杂性的空间格局及其成因——以北京周边为例

研究NDVI系列变化复杂度及其空间格局对于预测区域生态系统变化趋势具有重要价值.利用Lempel—Ziv复杂性算法计算1982─2000年NDVI系列的复杂度,在GIS支撑下度量了ND-VI变化复杂度的空间格局,并应用双变量分析中的同步性指数和逻辑回归模型分析了NDVI变化复杂性及其空间格局的成因.结果表明:北京及其周边地区的NDVI系列变化L—Z复杂度数值在0.11─0.78之间,且地域分异显著,南部的洪积冲积平原复杂度最高,坝上高原次之,燕山山地最低.通过同步性指数计算发现,在18a时间尺度上,气候因子对于NDVI系列复杂度空间格局的形成影响较小,而人类活动导致的土地利用类型转变作用显著,特别是农用地向建设用地的转变是造成平原区NDVI系列变化复杂度高的主要因素.

基于能值分析及小波变换的城市生态经济系统研究——以深圳市为例

深圳市是我国快速城市化进程的典型区域,其城市生态经济系统的结构和功能30年间发生了较大改变。本文运用能值理论,对深圳市1979年-2008年城市生态经济系统资源流、货币流、人口流和信息流等进行核算,利用小波变换分解环境负载率(ELR)时间序列,并对比M-K法分析结果,测度环境负载率突变时间点及其与影响因子间协同关系。结果表明:深圳市1979年-2008年生态经济系统流入能值增加,能值产出下降,可持续发展指数大幅下降,环境负载率不断升高。M-K法验证小波变换结果与Morlet小波作为母函数的小波变换结果基本一致,环境负载率存在3年和13年的特征时间尺度,且3年特征时间尺度下波动幅度小于13年尺度,但两者突变年份基本一致,1994年为最显著突变点。政策扶持、开放的贸易形势、高外部资源依赖是深圳市环境负载率变化的主要驱动因素。

黑河流域近60年来径流量变化及影响因素

基于莺落峡、正义峡水文站径流量数据及相关气候资料，借助小波分析、小波神经网络模型和GIS空间分析方法，研究黑河干流径流量变化周期、突变、趋势及原因。结果显示：1944—2005年莺落峡年均径流量变化长周期约7和25年，变化总体呈增加趋势，增加率约1．04m^3／（s·10a）；1954—2000年正义峡年均径流量变化长周期约6和27年，变化总体呈减少趋势，减少率约2．65m^3／（s·10a）；2006～2015年莺落峡年均径流量呈增加趋势，增加率约2．04m^3／（s·10a）；莺落峡径流量的增加主要与黑河流域上游气候向暖湿型转化有关，而正义峡径流量的减少与中游水资源利用量的迅速增加有关。

土地利用与景观格局对PM_(2.5)浓度的影响——以深圳市为例

以深圳市为研究区,利用空气质量监测站点PM2.5浓度数据,选取类型水平的景观类型所占比例(PLAND),边缘密度(ED),以及景观水平的蔓延度(CONTAG),斑块数量(NP)和斑块平均面积(AREA_MN)共5个景观指数,并结合道路长度、餐饮点分布数量、海拔和土地利用类型等影响PM2.5浓度的因子,运用相关分析和多元逐步回归分析方法,探究深圳市土地利用和城市景观格局对PM2.5浓度的影响。结果表明:1)土地利用中,植被对PM2.5浓度的削减起着至关重要的作用;2)城市各类型景观格局特征中,组成特征(PLAND)和结构特征(ED)对PM2.5浓度的影响显著;3)城市整体景观中,景观水平的破碎度与PM2.5浓度关系密切。研究结果可以加深对景观生态学中过程–格局相互作用的认识,为大气污染防治和城市景观格局的规划管理提供参考和借鉴,同时在监测数据缺失的情况下,提供一种借助景观指数估算PM2.5浓度的方法。

基于HJ-1影像和环境变量的叶绿素a浓度反演——以深圳海域为例

叶绿素a的浓度能够表征海域富营养化状况,是反映海洋环境状态的一个重要指标。本研究以深圳海域为研究区,基于环境一号卫星遥感影像和实测叶绿素a浓度数据,将陆源入海排污口的核密度、距港口航道的距离和距海水增养殖区的距离作为环境变量,在Matlab平台中分别构建了基于环境一号卫星四个波段反射率为输入参数的误差逆向传播神经网络模型,及在此基础上引入了环境变量的误差逆向传播神经网络模型,以检验环境变量的引入能否提高叶绿素a浓度的反演精度,并对其输入参数进行敏感性分析。结果表明:(1)环境变量的引入能较大地提高误差逆向传播神经网络模型的反演精度,且引入环境变量的误差逆向传播神经网络模型的训练均方误差和验证均方误差分别为4.71μg/L和3.50μg/L,均优于原始误差逆向传播模型的10.98μg/L和12.61μg/L;(2)引入环境变量的误差逆向传播模型的框架如下:输入层为7个变量,分别为蓝光波段反射率、绿光波段反射率、红光波段反射率和近红外波段反射率、陆源入海排污口的核密度、距港口航道的距离和距海水增养殖区的距离;隐含层节点数为5个;输出层为叶绿素a的浓度;(3)叶绿素a的浓度对陆源入海排污口的核密度的变化最敏感,其次分别是近红外波段反射率、红光波段反射率、距港口航道距离、蓝光波段反射率、绿光波段反射率和距海水增养殖区的距离。

生态系统服务权衡与协同研究进展

作为链接人类福祉和生态系统的桥梁,生态系统服务成为地理学、生态学和其他相关学科的重要研究内容。掌握生态系统服务权衡与协同关系,对提升生态系统服务总体效益和人类福祉至关重要,并可辅助自然资源管理和生态规划实践,目前已成为生态系统服务研究的热点。在归纳生态系统服务内涵、分类及价值评估研究进展基础上,从理论基础、类型划分和研究方法等方面系统梳理了生态系统服务权衡与协同研究进展,并从以下4个方面提出未来可能的研究趋势,包括丰富权衡与协同理论基础,建构多学科综合研究体系;完善生态系统服务分类体系,量化权衡与协同非线性特征;刻画生态系统服务空间流动,加强权衡与协同跨时空集成;系统化揭示权衡与协同机理,推动成果在国土领域的应用。

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的1995-2009年中国地级市能源消费动态

能源是国民经济发展的重要支撑,便捷准确地获取能源消费时空动态信息,对于合理制定能源政策具有重要意义。基于DMSP/OLS夜间灯光数据和能源统计数据之间的定量关联,在地级市尺度上模拟了中国1995-2009年能源消费的空间格局,并采用空间自相关分析探讨其时空动态特征。研究表明:基于DMSP/OLS夜间灯光数据模拟中国各地市能源消费具有一定的可行性,该数据能够比较可靠地反映能源消费的时空动态;1995-2009年中国大多数地市的能源消费量较低,中低强度能源消费区土地面积占全国72.66%,高能源消费强度区集中分布在中国东部地区;中国能源消费量存在显著的空间集聚性(历年Moran's I指数都大于0.4),全国地级市能源消费"高—高"聚集和"低—低"聚集现象明显。

基于空间自相关的区域农地变化驱动力研究——以珠三角地区为例

近年来,随着社会经济的快速发展,农地保护工作压力逐渐增大,掌握区域农地变化规律及其驱动力是制定可持续土地利用政策的基础。本文以珠三角地区为例,利用2000年和2010年土地利用遥感监测数据、基础地理空间数据和统计年鉴数据,分析了该区农地变化特征,然后在构建传统Logistic模型基础上引入空间自相关因子,采用Auto Logistic模型从自然、社会经济、空间距离和土地利用特征的空间自相关性等方面探讨了区域尺度农地变化驱动力。结果表明:(1)2000-2010年该区耕地、林地等农地以净减少为主,景观破碎度有所提高,耕地成为建设用地扩张的主要来源;(2)农地属性变化和土地开发强度的空间自相关性均为农地变化的重要驱动力,其他驱动力中耕地变化主要受地均GDP变化、到最近铁路的距离、总人口密度变化、年日照时数倾向率等因子影响,林地变化主要受地均GDP变化、总人口密度变化、坡度、到最近道路等因子影响;(3)同传统Logistic模型相比,采用能反映土地利用特征空间自相关性的Auto Logistic模型更适用于区域农地变化驱动力研究。

广东省粮食供需时空格局

粮食供需差真实反映粮食供需的状况,对于保障粮食安全有着重要意义。研究以广东省为例,利用1994—2009年粮食生产及常住人口数据,构建空间集聚-扩散度和贡献指标,分析粮食供需差的空间分异,并采用格兰杰因果检验探析城市化与粮食供需差的因果关系。研究结果表明,1994—2009年,广东省的粮食供需差总体呈现上升的趋势和扩散的特征,粮食短缺从局部现象转变为普遍现象;21个地级市的粮食供需差趋于平稳、缓慢增长,且增长差异呈现变小的趋势。主导粮食需求和高贡献率地级市的空间分布特征分别是集聚→扩散→集聚与扩散;粮食供需差贡献存在显著的空间差异性,可以将所有的地级市划分为高增长指数、高贡献率,高增长指数、低贡献率,低增长指数、高贡献率,低增长指数、低贡献率4种不同的类型;而格兰杰因果检验表明,在城市化水平较低地区,城市化水平的提升将直接引起人均粮食供需差的变大。

基于CLUE-S模型框架的土地可持续利用情景预测--以阳泉市郊区为例

土地持续利用是区域可持续发展的核心内容与重要基础,提高土地利用效率、优化土地资源配置是推动区域经济可持续发展的必要手段。土地利用规划在推动土地资源可持续利用方面发挥了重要作用。在现有土地利用数据的基础上,充分整合自然和社会因素的影响,全面考虑各土地利用类型的供需平衡关系,合理预测未来土地利用变化情景,特别是建立一个开放性的研究框架,是土地利用研究和规划实践中亟待解决的问题。本文以阳泉市郊区为例,提出简化的CLUE-S模型研究框架,探讨研究区不同发展路径下的土地利用变化情景,以期为土地利用规划提供决策依据。研究结果表明,在土地利用规划中,耕地优先原则、生态保护原则、效益提高原则依次为发展路径的先后选择顺序。较"生态涵养"及"超速掠夺"路径,"均衡发展"路径安排耕地18131.57hm2,安排建设用地14069.40hm2,可以满足阳泉市郊区在未来15年内粮食自给率上升27个百分点,国内生产总值年均增幅达到13%的用地需求,为最适宜发展情景。