新疆焉耆盆地平原区地下水溶解性总固体时空演化

为研究新疆焉耆盆地平原区地下水污染现状,2014年在焉耆盆地平原区设置42个采样点,采集42组地下水样本,测定样本中溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)及阴阳离子含量,并利用SPSS软件及MAPGIS地理信息系统分析其时空动态。结果表明,1999年与2014年地下水TDS总体存在显著差异性;对地下水中TDS与宏量阴、阳离子组分及p H值之间的关系进行分析,地下水TDS与SO42-、Cl-、K++Na+、Mg2+、Ca2+具有显著相关,相关系数在0.717~0.964之间,与宏量阴离子SO42-、Cl-相关性明显大于阳离子,相关系数分别为0.963及0.964。在时间尺度上,1983-2014年地下水TDS均值整体呈现先升高再有所降低而后又升高再降低的趋势,均值由1983年305.0 mg/L上升至1999年1773.1 mg/L后又降低至2014年589.44 mg/L;在空间尺度上,1999-2014年地下水TDS1 g/L区域面积变化呈增加的趋势,面积由1999年2 011.7 km2增加至2014年2 229.3 km2,与1999-2014年地下水TDS均值呈下降趋势相对应。研究区地下水TDS变化主要原因有2方面:一是地下水水位由2000年4.98 m下降至2014年7.34 m,地下水水位下降促使土壤及其下层沉积物中的钙、镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移使更多的钙镁离子进入地下水中,使地下水TDS增高,同时地下水位下降导致水中溶质浓缩也会造成TDS增高;二是生活及工业污水的排放导致大量Cl-、SO42-和部分Mg2+、Ca2+进入地下水中,造成TDS升高,这与TDS中Cl-和SO42-占主导地位相吻合。     

新疆焉耆盆地绿洲景观分形特征及驱动机制分析

本文基于分形理论,在遥感和地理信息技术的支持下,对新疆焉耆盆地土地利用空间格局的变化进行了研究。首先对来自遥感影像建立起的焉耆盆地土地利用空间数据库进行提取,然后运用土地利用空间格局的分形模型,获得了1964、1973、1990年和2000年四个个时期各个土地类型的分形维数和稳定性指数,并对土地利用空间格局变化进行了定量分析,为干旱内陆区土地资源合理利用以及区域景观格局的持续发展提供了若干参考。     

广东省裸地和草地地表温度时空分布特征

利用广东省86个站点裸地和草地2006-2008年自动观测资料,分析了两种下垫面地表温度日、年变化特征及其空间分布规律。结果表明：（1）裸地和草地温度（0cm）的日变化趋势一致,其日最高温度出现时间较日最高气温分别提前1.18±0.95h和1.37±1.05h,日最低温度出现时间比日最低气温分别提前0.20±0.66h和0.45±0.80h。（2）裸地和草地作为透水性下垫面,其日平均温度、日最高温度、日最低温度和日较差具有相同的温度变化趋势,但草地有草皮覆盖,日较差低于裸地。（3）广东裸地和草地日平均温度、日最高温度和日最低温度均有明显的纬向分布特征,日平均温度和日最高温度在夏半年由南向北递增,冬半年相反;受城市热环境的影响,广州及其附近的站点裸地和草地的温度指标也相应高于周边地区。     

新疆焉耆盆地地表温度空间分布特征及其"源-汇"效应

全球变暖和人类活动加剧会不断改变干旱区气候要素，进而影响绿洲的演化方向和宜居性。针对焉耆盆地当前观测条件不足、观测资料种类缺乏等问题，为探究干旱区局地气候变化规律及其影响因素，该研究利用单窗算法反演新疆焉耆盆地地表温度（Land Surface Temperature，LST），在分析地表温度空间分布特征和影响因素的基础上，结合"源-汇"理论定量探讨了焉耆盆地不同土地利用/覆被类型对地表温度的贡献。结果表明：1）土地利用/覆被类型决定地表温度的空间分布格局及其"源-汇"效应变化。未利用地热源效应最强，水体热汇效应最强。草地和建设用地对地表热环境影响不大，耕地的热汇效应大小取决于农业灌溉面积和作物生长状况；2）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）与地表温度呈负相关关系，NDVI每增加0.1，地表温度下降约1.98～2.66 ℃，湿地中的植被对地表温度的影响较小；3）坡度对盆地内海拔较低且坡度<13°的缓坡区影响最为显著（P<0.01），随着坡度的增加，地表温度增加；4）冷岛效应形成绿洲近地表大气独特的热力结构。随着海拔升高，地表温度先快速升高，在距地面100～300 m高度形成一个高温中心，而后逐渐降低。6月末、7月初产生的大气逆温层厚度超过1 000 m。受逆温层影响，焉耆盆地绿洲距地表100～300 m高度范围内的坡向对太阳辐射的再分配作用消失。研究结果可为干旱区绿洲气候变化和可持续发展提供参考。     

基于遥感的沿海土地利用变化及地表温度响应

该文基于两期时相接近的高分辨率遥感影像数据,利用遥感分类和定量反演技术,提取两期土地利用/土地覆盖（LUCC）信息和对应的地表温度信息,结合山东省莱州湾沿岸近20 a来海水入侵研究成果,分析LUCC对地表温度影响的空间格局和变化规律。经研究发现：在海水入侵影响下,研究区域土地覆盖以旱地、盐碱地、建设用地和盐田为主,未利用土地覆盖类型（盐碱地、滩涂）占很高的比例,随着距海的远近,土地利用程度变化显著。在沿海经济发展和LUCC影响下,整个研究区域水面覆盖和植被覆盖面积增加,使研究区域的地表温度降低：研究区域1987年平均地表温度为30.8℃,2000年平均地表温度为29.2℃;2000年相对1987年,研究区域的地表温度降低了1.62℃。海水入侵显著地影响了土地覆盖空间格局和变化,土地覆盖的显著变化进而明显地影响了沿海区域地表温度的空间分布和变化,沿海区域的地表温度变化与地表覆盖变化密切相关。该研究可为沿海湿地生态环境保护和滩涂开发提供科学参考。     

新疆焉耆盆地地下水地球化学特征

采用相关分析法与主成分分析法,研究了新疆焉耆盆地地下水地球化学特征。结果表明:从开都河上游向盆地中部灌溉区,地下水矿化度由0.21g/L增加到37.45g/L,地下水水化学类型依次为HCO_3型、HCO_3-SO_4型、SO_4-Cl型以及Cl-SO_4型。研究区各时期地下水阳离子主要以Mg~(2+)与Ca~(2+)为主,阴离子主要以SO_4~(2-)与Cl~-为主。地下水矿化度,电导率,Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-)与Cl~-均呈现强烈的空间变异性,pH值呈现非常弱的空间变异性。草地的地下水矿化度最高,荒漠地下水矿化度最低。地下水矿化度与主要离子含量从高到低依次为:草地、耕地、林地、荒漠。研究区地下水矿化度的大小与Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-等离子含量水平的高低密切相关。     

基于遥感的蒸散发及地表温度对LUCC响应的研究

探讨土地利用/覆盖类型变化(LUCC)对地表温度(LST)和计算蒸散发(ET)的影响,进而了解LUCC对水资源消耗的影响。利用Landsat TM/ETM+遥感数据,解译获取山东省垦利县1987年和2000年的LUCC信息,并利用单窗算法和SEBAL模型分别反演LST,ET。研究发现：由于经济的快速发展,导致1987到2000年13年间山东省垦利县的土地利用/覆盖变化极为显著,变化面积达到总面积的36.12%;土地利用/覆盖的特点基本控制了研究区域的LST和ET的区域分布特点,滨海滩涂、沼泽地、水体的LST值低,而ET值高;建设用地和盐碱地的LST值高,ET值低。不同土地利用/覆盖类型下的各LST和ET基本都表现为单峰型变化。1987年和2000年LST的频率分布特征大体一致,但2000年的各地类LST的分布范围比1987年的LST分布范围变宽。ET的分布变化没有呈现出这个特征,2000年各类型的日ET量都大于1987年的日ET量,两个时期都表现为水体的ET最大,农田次之,建设用地的ET最小。且不同土地利用/覆盖类型下ET和LST之间都存在明显的反相关关系。     

中国近50 a地表温度时空变化特征分析

[目的]研究大气下垫面地表温度的时空分布规律,为进一步了解中国区域地气相互作用,地表能量交换等提供科学依据。[方法]通过气候统计方法,对中国近50a地表温度时空变化特征进行研究。[结果](1)中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,平均每10a上升0.29℃,尤其2000年以来中国年平均地表温度增温趋势最显著。对于四季而言,中国近50a地表温度在所有季节均呈现上升趋势,从增温趋势看,冬季平均地表温度增温趋势最明显。(2)中国近50a平均地表温度空间分布由北向南逐渐升高。对于四季而言,地表温度在所有季节都呈现出由北向南升高,但是不同季节地表温度分布有着不同的特点。(3)中国近50a大部地区地表温度增温显著,其中中国北方大部地区增温明显,增温率为(0.2~0.6℃)/10a。[结论]中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,且由北向南逐渐升高。     

焉耆盆地耕层土壤有效磷的时空变化特征及生态风险分析

由于磷肥的过量施用,使磷在土壤中富集,存在对环境造成污染的潜在风险。通过对比1980、2010和2020年焉耆盆地耕层有效磷的含量变化,分析土壤有效磷的时空富集特征,利用相对生态风险系数对研究区进行环境风险分析。结果表明:1980～2020年间焉耆盆地耕地有效磷处于增加态势,由中低水平升高到丰富水平,有效磷含量提高了2.66倍,年均增加0.62 mg/kg,博湖县年均增加量最高,为0.96 mg/kg。通过空间插值分析,1980年焉耆盆地耕层土壤有效磷含量以中等为主,2010年耕层土壤有效磷含量以较丰富为主,2020年耕层土壤有效磷含量以丰富为主,博湖县、和静县、焉耆回族自治县耕层土壤有效磷呈现富集。根据2020年耕层土壤有效磷相对生态风险系数,借助ArcGIS空间插值分析,得到研究区耕地土壤有效磷环境生态风险区。焉耆盆地部分耕地土壤有效磷有潜在的生态风险,合计面积为1811.45 km2,占研究区耕地面积的64.34%,以中、低生态风险为主;高风险面积很小,仅占研究区耕地面积的0.01%。各县耕地有效磷存在潜在风险的面积由大到小为:和静县>焉耆回族自治县>博湖县>和硕县。因此,针对焉耆盆地耕层有效磷富集特征,为减少面源污染风险,应对不同土壤磷环境风险采取区域养分管理策略,减磷增效,以促进环境保护。     

焉耆盆地土地利用变化对生态服务价值的影响

基于1990年、2000年和2011年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析了新疆焉耆盆地土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。结果表明:(1)焉耆盆地在1990—2011年间土地利用变化很明显;(2)焉耆盆地生态服务价值从1990年的821 400.0万元增加到2011年的867 300.0万元,生态服务价值增加了5.59%,达45 900.0万元,每年净增加生态服务价值达30.23元/hm2。生态系统服务总价值的增加主要来自水域、湿地总面积的增加,草地生态服务价值变动最大,其变化率高达14.94%;(3)研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、水源涵养、气候调节、娱乐休闲、生物多样性保护、土壤形成、食物生产、气体调节和原材料;(4)敏感性分析结果表明,焉耆盆地生态服务价值对生态服务功能指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的。     

淮南市土地利用程度变化过程的时空演化特征

土地利用变化研究中存在重格局轻过程、重模拟轻度量的现象,缺乏对序列快照间土地利用单元演化过程的时空模式的探查和度量研究。该文以土地利用变化的序列时空数据为研究对象,以时空栅格为建模手段,以土地利用程度累积变化度为时空过程的基本度量工具,对淮南市土地利用变化过程的时空模式进行分析。结果表明:2008—2017年间研究区的土地利用程度的剧烈变化在特定尺度下呈现显著的时空聚集性特征;同时土地利用程度的平缓变化也呈现出较为显著的时空聚集性特征;介于二者之间的较为剧烈的土地利用程度变化的时空聚集性不显著,表明研究时段人类干扰活动具有明显的时空异质性。进一步研究发现,3种土地利用程度在距离交通网络较近的范围内(300和600 m范围内)均呈现聚集性,而在更远的距离上(900 m范围内)趋于随机分布,表明交通网络对土地利用变化具有较强烈的影响;在距离交通网络的不同空间尺度上,土地利用程度的剧烈变化和平缓变化在较小的空间尺度上时空聚集性呈现显著性,而较为剧烈的土地利用程度变化在多个尺度上的时空聚集性都不显著,表明交通网络对土地利用程度时空变化的影响存在尺度差异,且较为极端的土地利用变化过程更容易呈现时空聚集性。     

2000-2020年锡林郭勒草原土地利用/土地覆被时空演变特征及驱动力分析

科学揭示土地利用/土地覆被的时空演变特征及其驱动机制,对推进草原生态文明建设和高质量发展具有重要意义。以位于中国北疆的锡林郭勒草原为研究区,基于2000-2020年遥感、气象等多源数据资料,运用土地利用变化指数、频次统计、桑基图可视化模型、网格单元等方法探讨了近20年锡林郭勒草原土地利用/土地覆被的时空变化特征,并利用地理探测器分析自然地理条件和社会经济发展对草原土地利用/土地覆被变化的影响机制。结果表明：1）2000-2020年间锡林郭勒草原的土地利用/土地覆被类型以草地和沙地为主（面积占比约98%）,区域土地覆被变化主要发生在中西部的沙-草交错区。2）2005年后区域沙地面积持续减少,而沙地转入率在近10年间仍接近5%,说明草原生态环境总体向好,但生态脆弱性水平仍较高。3）社会经济的快速发展是驱动锡林郭勒草原土地利用/土地覆被变化的主要因素,气候因素的驱动作用次之,地形因素影响相对较小。研究结果可为锡林郭勒草原的生态保护和可持续发展提供科学依据。     

珠江三角洲土地利用/覆盖变化对地表温度的影响

Remote sensing and geographic information systems （GIS） technologies were used to detect land use/cover changes （LUCC） and to assess their impacts on land surface temperature （LST） in the Zhujiang Delta. Multi-temporal Landsat TM and Landsat ETM＋ data were employed to identify patterns of LUCC as well as to quantify urban expansion and the associated decrease of vegetation cover. The thermal infrared bands of the data were used to retrieve LST, The results revealed a strong and uneven urban growth, which caused LST to raise 4.56℃ in the newly urbanized part of the study area. Overall, remote sensing and GIS technologies were effective approaches for monitoring and analyzing urban growth patterns and evaluating their impacts on LST.     

新疆艾比湖流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在对流域可持续发展评估的研究中,生态系统服务价值的时空评估具有重要意义。以新疆艾比湖流域为研究区,基于1996-2016年的3期遥感影像和社会统计数据,对艾比湖流域土地利用和生态系统服务价值时空动态变化进行分析,并借鉴生态服务价值当量估算法定量探讨生态系统服务价值的变化特征,采用多元回归模型对流域土地利用和生态系统服务价值变化的驱动力进行分析。结果表明:1)1996-2016年,艾比湖流域耕地和建设用地面积变化最大,其占比分别从1996年的8.47%和0.42%,增加到2016年的15.28%和2.07%;林地、草地、湿地和水域的较少,但幅度较剧烈。2)近21a来,研究区生态系统服务价值总量呈持续减少的趋势,共减少了约85.863×108元,耕地、建设用地、盐碱地和沙地等土地利用类型的生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)值呈增加趋势;林地、草地、水域、湿地和未利用地等类型均呈减少趋势。3)空间上,21a间艾比湖流域ESV较高区面积逐渐减少,ESV较低区域面积逐渐增加,ESV中等区域呈现先减小后增大。4)回归分析表明影响艾比湖流域ESV变化的主要驱动因素是综合城镇化率、人口密度、气温和降水等指标,在未来的经济发展中,艾比湖流域要合理优化调整土地利用格局,保证生态系统的稳定-协调发展,实现经济-社会-生态的可持续发展。     

渭河流域径流对土地利用变化的时空响应

为定量分析渭河流域土地利用变化对径流的时空影响,该文基于渭河流域1985年,1995年和2005年3期土地利用数据,分析了流域近20 a的土地利用变化特征,结合SWAT(soil and water assessment tool)水文模型,设置5种土地利用变化情景,研究了流域土地利用变化与年、季径流的响应关系。结果表明,SWAT模型在渭河流域有较好的适用性;耕地、林地和草地为流域主要土地利用类型,面积变化小于10%,但它们在空间上的位置发生了较大转移;流域近20 a土地利用变化对径流影响小于15%;极端土地利用情景下,产流量总体趋势为耕地草地林地。退耕还林对年、季径流的影响程度均为干流大于支流,退耕还草对年径流(干流中游、下游、泾河)和季径流(冬季)的影响程度较大。该研究成果对于流域土地利用格局的合理规划及极端水文事件的控制具有重要意义。     

大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析

地形对于土地利用具有重要制约作用.该研究选取1974-2019年的Landsat影像,从地形起伏度、坡度、地形位等级的角度,分析大清河流域土地利用类型、结构变化在地形梯度上的分布效应,对影响研究区土地利用变化的驱动力进行讨论.结果表明:1)大清河流域土地利用类型分布具有显著的地形梯度.建设用地、耕地与水体在低地形梯度地...