基于能量平衡算法的精河流域绿洲蒸散发时空变化模拟

基于1998、2007年和2011年三期遥感影像数据,利用SEBAL模型对研究区蒸散发进行了估算,并采用morlet小波分析和M-K突变检验,对实际蒸散量时空格局、变化特征及周期性进行了研究。结果表明:1998—2011年,研究区实际日蒸散发从4.90 mm下降到4.46 mm,总体呈下降趋势;研究区中部艾比湖湖面为极高值,其范围为7.3~9.32 mm,西北部、北部和东部为蒸散量低值区,其范围为0.53~1.27 mm;研究区不同土地类型的日蒸散量中未利用地最小,其次是建设用地,除水体外林地和耕地最高;研究区蒸散量存在26~30 a的周期变化规律,预测2022年将再次转入下降,而2030年蒸散量则将再次进入上升周期。     

用经验径流系数推算全球径流深度分布场

通过回顾110 a的全球径流量估算历史,以中国为样本区域,通过求算样本区域的径流系数,利用最小二乘法回归得出了径流系数经验公式。基于径流系数经验公式和高分辨率降水深度图,利用地理信息系统绘制了全球水资源的高分辨率空间分布场,计算得出全球（不含南极洲）径流量为47 884 km^3,平均径流深度为359 mm;内流区径流量为1 663 km^3,平均径流深度为58.4 mm。将31个内流区径流量的计算结果与有关文献进行比较,发现下垫面蒸发和人类利用耗散对地下径流及地下水增量变化在水资源核算中的重要性,计算得出的内流区径流量与实际值较为接近。     

克里雅绿洲浅层地下水与土壤特征的局部空间关系

通过优选的空间插值方法、网格单元法、地理加权回归(GWR)与最小二乘法(OLS)等方法的综合运用,系统研究典型干旱区绿洲的浅层地下水特征(埋深、电导率)与表层土壤特征(含水率、电导率)的空间分异与局部空间关系。结果表明:空间拟合方法上,表层土壤电导率与含水率的空间关系回归适用OLS模型,其余指标间空间关系采用GWR模型更优;空间关系上,土壤电导率与含水率的全局相关系数为极显著的0.85,局部相关性上绿洲西部明显高于东部;土壤电导率与地下水电导率的全局相关系数极显著(R=0.602),但局部相关性上同时具有正相关与负相关特征;土壤含水率与埋深、地下水电导率与埋深均呈全局负相关,但在局部出现正相关;地下水埋深由绿洲西北至东南逐渐增加,地下水电导率由西南至东北依次呈现低—高—低的特征,表层土壤电导率与含水率由西至东均呈现低—高—低—次高的特征; GWR较OLS方法能够反映更多的空间异质特征,通常在总体相关水平下,局部可能出现相关性相反或大小不同的相关性。     

江苏省小麦空间分布动态变化监测

为了揭示江苏省小麦空间分布动态变化以及地域格局特征,采用遥感、格网和Morans Ⅰ指数等方法对江苏省近年小麦生产地域空间分布格局以及变化进行分析。结果表明：2011年、2013年、2015年和2017年江苏省小麦种植面积都存在很强的地域聚集效应,且聚集和连片程度逐年增强。至2017年,小麦面积高聚集区集中分布在淮河和灌溉总渠以北,徐州以东,低密度区主要分布在长江以南,苏州以西; 2013年以来,江苏省苏南地区大幅度压縮了小麦生产规模,苏中地区较大幅度削减了小麦生产规模,苏北小麦生产规模基本保持稳定;苏南地区小麦调减范围主要集中在宁镇扬丘陵区,苏中调减的是里下河养殖区,苏北调减的是徐州、连云港丘陵山区。2013年以来江苏省小麦面积呈现下降趋势,已经基本形成了适宜江苏小麦生产的地域空间格局。上述结果可为种植业结构调整和供给侧结构性改革提供科学依据。     

基于人粮关系的关中-天水区土地资源承载力时空差异研究

以人粮关系为基础,基于GIS空间分析功能,采用土地资源承载力和土地资源承载指数模型,定量分析了"十一五"和"十二五"规划期间,关中-天水区县域尺度土地资源承载力的时空差异性。结果表明,2006—2015年期间,关中-天水区土地资源承载指数的平均值为1.377,土地资源超载率为22%,总体上处于人口超载状态;对比分析2个5年时间段,土地资源承载力提高的区县有19个,占研究区县总数的29%,主要分布在区域的西北和东北部,包括天水市、咸阳市、铜川市和渭南市的部分区县;土地资源承载力降低的区县有46个,占研究区县总数的71%,主要分布在区域的中部和南部,包括宝鸡市、西安市、咸阳市和商洛市的部分区县等。研究为区域土地资源开发、人口布局、粮食安全保障以及可持续发展提供了科学依据,也为区域更好地落实"十三五"规划中的耕地保护、粮食安全等政策提供了参考建议。     

汉江流域农业面源污染的源解析

农业面源污染是水体污染的重要污染源。为明确汉江流域农业面源污染负荷及其空间分布,运用输出系数法,对2015年汉江流域范围内的13个地市的农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行估算,采用等标污染负荷法进行污染评价,再运用GIS软件分析农业面源污染负荷空间分布格局,通过快速聚类法划分汉江流域各地市的农业面源污染类型。结果表明:2015年汉江流域的TN、TP污染负荷量分别为179 127、26 975 t,相应的等标污染负荷量为2.26×10~(11)、1.68×10~(11)m~3;汉江流域农业面源污染TN等标污染负荷贡献率最大的污染源是农田化肥,TP等标污染负荷贡献率最大的污染源是畜禽养殖;TN、TP的等标污染负荷在空间分布上有很强的一致性,但各地市的等标污染负荷仍存在差异,等标污染高负荷区集中在流域中游,TN、TP的等标污染负荷最大值均出现在流域中游的南阳市;基于快速聚类结果确定汉江流域主要有6种污染类型。汉江流域的农业面源氮磷污染物污染负荷和空间分布研究为汉江流域面源污染的防治提供了决策参考。     

南岭泡金山矿产集采区土壤重金属空间分布及风险评价

为探究典型多金属矿产集中开采区土壤重金属分布情况及其潜在风险,以南岭泡金山地区即湘南桥条江小流域矿采区为研究区,采集352个表层土壤样品,对Cr、Cd、Pb、Zn、Cu、Ni和As这7种重金属元素进行测试分析,综合运用数统和地统方法分析研究区整体及不同影响因素下土壤重金属的空间分布特征,并对其进行风险评价。结果表明,研究区表层土壤重金属均受到了不同程度的污染,矿区及其下游沿河地区污染严重,空间变异程度略高,复合污染、点源污染情况突出。土壤重金属含量基本随pH及有机质含量升高而升高;不同土地利用方式下土壤Cr、Ni、Cd含量变化不明显,草地、林地中Pb、Zn、Cu、As含量较高;不同地质背景条件下土壤重金属含量在成矿母岩(花岗岩体)、含矿围岩(D_2s+h)及矿区中下游干流一级阶地(Qx~Ⅰ)含量较高。研究区Cd、Pb、As单元素潜在生态风险水平较高,整体处于低-中等潜在生态风险水平,但矿区及其周边、下游沿河地区潜在生态风险为高或极高等级,可能会对北江流域产生一定影响,应该引起警惕予以重视。     

区域人口—经济—生态环境耦合协调空间分异规律研究

以安徽省16个地级市为研究对象,通过ArcGIS的空间分析工具和Geoda1.0.6软件,分析各市人口、经济、生态环境耦合协调发展的空间分布特征及空间集聚效应。研究表明：人口—经济—生态环境耦合度分布较为均衡,除亳州外都处于拮抗阶段;人口—经济—生态环境耦合协调度空间分布较不均衡,皖北和江淮地区主要属于轻度失调衰退类,皖南地区主要属于濒临失调衰退类;人口—经济—生态环境耦合协调度的空间集聚特征显著,其中H—H集聚现象主要分布在皖南地区,L—L集聚现象主要分布在皖北地区。     

不同树龄桃园桃红颈天牛幼虫空间分布型研究

对湖南省靖州县1~20年生桃园桃红颈天牛幼虫平均密度和桃树受害率进行系统调查,应用5种聚集度指标法和2种回归模型法,比较了不同树龄桃红颈天牛幼虫空间分布型的差异。结果表明:1~2年生幼龄桃树基本不受桃红颈天牛危害,3年以上挂果后的桃树开始受到侵害;随着树龄的增加,桃树受害率和桃红颈天牛虫口平均密度显著增加,19~20年生桃树受害率达90%以上,平均虫口密度超过2头/株;桃红颈天牛在桃园中呈聚集分布,具有密度依赖性,即随种群密度升高,聚集程度增大,3~15年生桃园桃红颈天牛均呈聚集分布,基本成分是个体群,个体间相互吸引;16~17年生桃园桃红颈天牛空间分布型趋向于随机分布或均匀分布;19~20年生桃园桃园桃红颈天牛均呈聚集分布,此时分布的基本成分均为个体,个体呈现相互排斥现象。应用桃红颈天牛幼虫种群的空间分布信息,建立了不同树龄桃园桃红颈天牛幼虫种群的抽样公式。根据理论抽样公式,桃红颈天牛虫口密度越小,抽样数量较多,而在虫口密度较高的情况下抽样数量则较少。根据序贯抽样公式,可将3~20年生桃园抽样样本数量划分成6个区段:3~4年生桃园;5~6年生桃园;7~8年生桃园;9~13年生和19~20年生桃园;14~15年生桃园;16~18年生桃园。     

农业产业集聚对碳效率的影响研究:机理、空间效应与分群差异

为探究农业产业集聚对碳效率的作用机理,本研究基于随机前沿超越对数生产函数将农业碳排放纳入到农业经济核算体系之中,利用1997—2014年的面板数据对中国省域农业碳效率进行考察,并借助空间计量经济方法对农业碳效率的空间相关性及其与农业产业集聚的关系进行分析。结果表明,样本考察期内中国农业碳效率稳步增长,但受"梯度"发展模式的影响,农业碳效率具有以东部为高值"极核"区和以西部为低值"外围"区的分布结构特征。同时,区域内省份间农业碳效率的依赖性明显。而对农业产业集聚与农业碳效率关系初探后,发现二者之间整体上存在环境库兹涅茨曲线关系特征,即随着农业产业集聚度的提高,农业碳效率呈现出先得到改善后不断恶化的变化趋势。同时,处于不同集聚度下的群组情况各异,其中农业高集聚度区(中西部农业主产区)的农业碳效率随农业产业集聚度提高表现出"先升后降"的曲线特征,而在农业低集聚度区(东部经济发达区),农业产业集聚提高对农业碳效率的改善作用明显。