基于SBM模型的湖南省城市土地集约节约利用碳排放效率评价

针对建设占用农用地导致人地矛盾日益突出的现状,提高建设用地集约利用水平必须从“量”和“质”的两个角度考虑,在降低碳排放总量的同时还必须提高碳排放效率。为此通过构建城市建设用地集约利用评价指标体系,计算得出湖南省14个市州的建设用地集约利用度,研究湖南省各市州城市建设用地集约利用度与其碳排放效率之间的关系;使用SBM模型对湖南省2016年14个市州的碳排放效率进行评价。结果表明:(1)在空间分布上,长株潭、环洞庭湖区的城市具有较高的土地集约利用水平,大湘西区土地集约利用水平较低,湘中南区集约利用水平不均;(2)土地集约利用水平与碳排放综合效率一致性分析表明,大湘西区的碳排放综合效率明显优于湖南省其他地区,各城市建设用地集约利用水平的高低与其碳排放综合效率并不始终一致,大多数城市呈现负相关,其中只有长沙市处于土地集约利用碳排放效率的理想状态;(3)不同城市需要采取差别化策略来提高碳排放效率和建设用地集约利用度。湖南省14个市州的建设用地集约利用碳排放效率差异明显,需要结合不同城市的土地利用和经济发展特点,构建差异化的低碳土地利用优化路径。

基于SPA的湖南省水资源与社会经济发展协同度评价

区域水资源短缺严重制约着社会经济的发展,协同度是衡量区域水资源与社会经济协调发展程度的一种手段,对探讨两者之间的协同状态具有重要意义。以协同原理和集对分析方法为指导,构建湖南省水资源与社会经济系统协同度评价模型,对湖南省14个市州2006—2016年的水资源与社会经济系统协同发展情况进行评价。研究结果表明:14个市州的水资源与社会经济系统的协同度差异明显,其中湘西州、株洲市、衡阳市、张家界市的水资源与社会经济系统的协同度较高,其协同度分别为0. 909 1、0. 363 6、0. 272 7、0. 272 7,而长沙市、湘潭市、益阳市、郴州市、永州市、怀化市和娄底市处于不协同状态。协同度存在差异最主要的原因是水资源系统的有序度波动较大,在一定程度上影响了复合系统的协同度的高低。

长株潭城市群乡村振兴与新型城镇化耦合协调度评价

城乡二元结构在一定程度上阻碍了城乡融合发展,实施乡村振兴战略和新型城镇化战略是促进城乡融合发展的必然要求.以长株潭城市群2005—2020年面板数据为基础,从乡村振兴和新型城镇化两个方面选取30个评价指标,构建耦合协调度评价模型;采用熵权法计算指标权重,并分别对长株潭城市群三市乡村振兴、新型城镇化发展水平以及两者的耦合协调度进行了评价和建议.结果表明:①长株潭城市群三市的乡村振兴发展水平呈上升趋势,总体发展态势良好,市域间有差异;②三市的新型城镇化发展水平显著提高.区域上,长沙市新型城镇化发展水平高于其他两个市;③三市的乡村振兴与新型城镇化两大系统耦合度稳中有进,两者都处于高水平耦合状态,耦合协调度逐年上升.最后,为推动长株潭城市群乡村振兴与新型城镇化协调发展,应坚持农业农村优先发展,缩小城乡差距;坚持强省会战略,推进长沙作为省会的带动辐射作用;并以长株潭为核心,带动湖南省城乡协调发展.

城乡融合背景下乡村振兴与新型城镇化耦合协调发展研究

乡村振兴和新型城镇化耦合发展战略是城乡融合的必由之路。以湖州市为例,借助熵值法给出指标权重并建立耦合协调模型,深入分析耦合协调发展的影响因素并给出城乡协调发展的路径选择。结果表明:湖州市各县区的耦合协调度随时间变化呈现出上升趋势,但县区之间存在着明显的地区差异特征,并且各县区的耦合协调度上升趋势显著减缓,表明城乡融合发展处于深度优化阶段;另外,通过构建灰色系统模型发现,影响乡村振兴与新型城镇化耦合协调发展的关键影响因素是政府推动、产业结构、公共服务,在此基础上提出两者耦合协调发展的实施路径,为其他地区乡村振兴与新型城镇化战略耦合协调发展提供参考。

株洲市新型城镇化与乡村振兴协同发展研究

基于新型城镇化与乡村振兴的双重背景,指出株洲存在农业现代化水平较低、城乡要素双向流动不足、城乡发展对接不畅等现实困境,进而提出了株洲市新型城镇化与乡村振兴协同发展的路径选择:以现代产业发展联动对接“高效城镇化”和“乡村产业兴旺”;以空间维度联动对接“善治城镇化”和“治理有效”;以全面提升居民综合素质助力“包容城镇化”和“乡村生活富裕”;以红色文化传承联动对接“人文城镇化”和“乡风文明”;以生态文明建设联动对接“绿色城镇化”和“乡村生态宜居”。多维度推进株洲市乡村振兴与新型城镇化建设的协调可持续发展。

优化端元提取方法的高光谱混合像元分解

高光谱图像的混合像元分解将原始图像分解为多种纯净地物及相应的丰度,端元提取是混合像元分解的关键技术.针对传统算法计算速度慢、搜索范围较大的特点,基于改进的ICA (independent component analysis)算法以及优化的候选端元判断方法,提出了一种优化的混合像元分解方法.首先使用改进的算法优化端元提取方法;然后利用相邻像素的光谱特征和空间特征信息,结合并行算法对候选端元进行优化;最后利用真实的高光谱数据对该方法的性能进行了验证.验证结果表明:该方法能有效提高端元提取精度,降低复杂度,与经典的端元提取算法N-FINDER相比,准确度提高了3.55%,解混后得到的地物分类精度有了明显改善(总体分类精度提高了2.88%).

基于LMDI模型的化肥施用量时空特征与驱动机制分析

临沂市化肥施用量近年来一直处于下降趋势,但化肥施用强度仍未达到国家和国际标准。基于临沂市2010—2019年的面板数据,利用灰色GM(1,1)模型预测临沂市未来化肥施用强度趋势,评价临沂市化肥施用情况,计算达到国家和国际标准所需年限;采用弹性脱钩模型分析临沂市化肥施用与农业增长关系变化;运用LMDI分解模型将临沂市化肥施用分解为规模效应、结构效应、市场效应、效率效应,计算出各效应的贡献值,从而提出临沂市化肥减量驱动机制,为临沂市化肥减量提供理论指导。结果表明:临沂市化肥施用强度到2027年达到国家标准,到2030年达到国际标准;临沂市弹性脱钩系数近10年除2016—2018年为扩张性联结外,其他年均已达到绝对脱钩,且各县区大部分已绝对脱钩,说明临沂市及其各县区近年来的农业产值与化肥施用量变化关系较小。对临沂市化肥减量起主要作用的是市场效应(负效应)和效率效应(正效应),而规模效应和结构效应对临沂市化肥减量的影响程度较小。因此,应坚定不移地致力于提高化肥效率、加大农业投入、加强农户施肥培训、改善种植结构。

洞庭湖水质变化及其形成机制分析

利用洞庭湖区14个监测断面的1991-2015年水质监测数据以及入出湖9个水文站的径流量和输沙量数据,结合水质单因子评价法和综合营养状态指数法系统评价和分析了洞庭湖水质与营养状态演变特征。结果表明:洞庭湖水质整体上表现出明显的恶化趋势,由1991-1994年的Ⅱ类水质为主演变为2011-2015年的Ⅳ水质为主;洞庭湖富营养化状态由中营养状态逐步演变为轻度富营养化,导致水质变化的关键指标是TN和TP;从空间分布看,东洞庭湖污染最为严重,西、南洞庭湖污染较轻。探讨了洞庭湖水质变化的主要致污因子,点源和面源是其两大主要污染物来源,同时还受江湖关系变化的影响,尤其是受到荆江三口来水锐减的影响。最后对治理湖区水质环境提出建议和对策,为湖区水生态安全提供理论基础和政策支持。

洞庭湖生态经济区水资源与社会经济发展协同度评价

洞庭湖流域水资源短缺日益严峻,水资源成为制约湖区社会经济发展的重要因素。选取洞庭湖生态经济区为研究对象,借助于协同理论和集对分析方法,构建经济区26个县(市区)水资源与社会经济发展协同度评价模型。结果表明:经济区两个系统之间的协同度整体水平不高,且各县市区之间协同度差异明显,其中澧县、临澧县、桃源县、石门县、赫山区、沅江市、大通湖区和桃江县的水资源与社会经济系统的协同度较高,而临湘市和岳阳县则处于不协同状态,其他县市区处于中等协同水平。分析发现水资源与社会经济系统的协同程度高低的决定因素是水资源系统稳定程度,所以经济区水资源开发利用潜力较大。最后提出了促进水资源与社会经济系统协同发展的对策和建议。

洞庭湖流域农业面源污染时空分异特征与防治建议

为深入解析洞庭湖湖区面源污染排放的时空分异特征,为流域面源污染治理提供理论支撑,采用统计分析、GIS空间分析等方法估算湖区25个县(市区)2007—2020年的污染物排放量。结果显示:(1)从时间变化看,2007—2020年湖区化肥施用量(折纯)、农药施用量均呈现出先增长再下降的趋势;生猪、牛的粪尿排泄量占到各类畜禽粪尿排泄量的87.83%,是湖区畜禽粪尿排泄的主要来源。(2)从空间分布看,高强度施肥区主要集中在中部和北部的县(市区);农药投入方面,高农药施用强度(>10 kg/hm^(2))的区域主要集中在湖区中部,与化肥施用强度的空间分布基本保持一致,从数量上看,农药施用强度高于20 kg/hm^(2)的县(市区)数量在减少;湖区的畜禽粪尿排放强度呈现出明显下降趋势,排放强度超过10000 kg/hm^(2)和中排放强度区的县(市区)数量分别减少至4个和2个。

基于光谱解混的城市地物分类研究

高光谱遥感信息提取面临的突出问题是混合像元的广泛存在,如何有效地解译混合像元是高光谱遥感应用的关键问题。混合像元不仅影响地物的识别和分类精度,而且是遥感技术向定量化发展的重要障碍,混合像元分解是解决混合像元问题最有效的方法,能够克服高光谱图像空间分辨率的限制。针对传统混合像元分解算法的缺点,基于优化的候选端元判断方法及端元提取的并行设计方法,提出了一种优化的混合像元分解方法,实现了光谱特征信息和空间特征信息的有机融合。通过模拟高光谱数据和真实遥感图像进行仿真研究,实验结果表明,该方法能得到精确的端元和对应的丰度,获得较好的解混效果,为城市地物分类提供了有力支持。

1956-2018年资江干流径流输沙演变规律与特征分析

研究资江径流泥沙演变规律与变异特征,了解资江干流径流变异与输沙量变化情况,为流域水资源可持续利用提供政策建议。根据资江流域干流主要控制站1956-2018年长时间序列径流量和输沙量数据,运用累积距平法、M-K法、集中度与集中期、小波分析法和均值差异T检验法等分析资江年径流量和输沙量的演变规律与特征。结果表明:(1)径流量不同年代时段的变化率-18.2%~25.8%,Z统计值为0.7058,径流量变化趋势不显著;而输沙量减少趋势较为明显,Z统计值为-5.0592,通过信度99%的显著性检验;(2)资江年径流量未发生明显的突变,而输沙量在1995年发生了突变;(3)资江径流存在第一主周期为26a的周期性,输沙量存在第一主周期为34a的周期性规律;(4)资江径流量变化存在1956-1966年、1982-1988年2002-2015年3个少水期,1967-1981年、1989-2001年、2016-2018年3个多水期,输沙量变化存在1956-1976年、1988-1997年2个多沙期,1977-1987年、1998-2018年2个少沙期;(5)径流量集中度为31.8%,输沙量集中度为73.7%,资江径流泥沙年内分配不均匀性特征明显。

洞庭湖流域氮磷污染风险评价与时空分布特征

洞庭湖农业面源污染日益严重,深入了解洞庭湖流域氮磷污染的时空分布特征,是促进洞庭湖流域面源污染治理需解决的科学问题。运用改进输出系数模型、等标污染负荷法对洞庭湖流域25个县(市、区)的TN、TP污染物负荷量进行计算,借助GIS软件绘制TN、TP污染负荷空间分布图,分析流域TN、TP污染负荷量的时空变化特征。结果表明:(1)从空间尺度上看,TN、TP污染负荷量在空间排放上呈现明显的地域差异特征,安化县、桃源县、石门县、平江县、桃江县等县区是洞庭湖流域农业面源污染的重点防治区域,污染负荷较高的区域集中分布在流域的上游。(2)从时间尺度上看,2010、2015、2019年TN污染负荷量分别为11.95、10.90、6.95万t/a,TP污染负荷量分别为7.60、7.00、4.21万t/a,洞庭湖流域TN、TP污染物负荷量呈现明显减少趋势,TN污染负荷量始终大于TP污染负荷量。(3)从畜禽养殖、土地利用和居民生活3个方面来看,TN、TP污染负荷量也呈现出递减规律。(4)运用聚类分析方法将流域分为复合污染型、畜禽养殖污染型、土地利用污染型、居民生活污染型4种类型。最后,为推进洞庭湖流域氮磷污染的综合治理,结合TN、TP污染负荷量的时空分异特征,提出了有针对性的采取种植业科学施肥、合理规划畜禽养殖规模和分区、整治农村人居环境、切合实际发展生态农业等措施。

三峡工程运行后洞庭湖区饮用水的安全现状及影响因素分析

为了解湖区饮用水安全情形,以洞庭湖区为例,利用洞庭湖入出湖径流量、水位和水质等监测数据,运用对比分析、数理统计和水质评价模型等分析方法,分析了湖区饮水安全现状,并从水量和水质两方面重点研究三峡工程蓄水运行对湖区饮水安全的影响,梳理了湖区饮水安全方面存在的问题,探讨了影响湖区饮水安全的原因。结果表明：洞庭湖地表水和地下水受到严重污染,存在重金属超标等问题,人畜饮水安全受到威胁;特别是三峡工程蓄水运行后,荆江三口入湖水量锐减,三口分流总量已下降为475×10 8m3/a,缩减幅度达52%;湖区降水持续偏少也加剧了湖区的旱情,降水量较历年同期偏少52%。为此,提出了保障湖区饮水安全的对策和治理措施：应优化水资源配置,加强水资源保护,做到取水与治污相结合;加大湖区饮用水工程建设力度,加强饮用水安全管理。