ICESat—GLAS测高数据在长江中下游湖泊水位变化监测中的应用

在全球气候变暖的背景下湖泊变化已是国内外地学界关注的环境问题,并日益受到各国政府和研究机构的重视。本文以长江中下游的6个典型湖泊为研究对象,基于2003年-2009年ICESat—GLAS测高数据,采用高斯滤波法对ICESat—GLAS测高数据所对应的回波进行去噪后,用于识别水体与陆地;采用融合算法从LandsatTM影像数据提取湖泊边界;提取湖泊边界内的ICESat—GLAS水位观测值构建了湖泊的年际和年内水位变化,进一步分析了6个湖泊的水位变化时空特征与原因。结果表明：从LandsatTM中提取湖泊边界的精度达到10m,ICESat—GLAS测高数据推算出洪泽湖蒋坝站、洞庭湖城陵矾站、鄱阳湖星子站和都昌站、太湖西山观测站、巢湖闸站和高邮湖高邮站的ICESat测高数据验证的平均精度分别为-3．9cm、-8．3cm、-9．0cm、-2．5cm、-3．1cm和-4．1cm;在整个观测期间,长江中下游流域的湖泊水位呈周期性波动,但较历史观测资料,湖泊平均水位有所降低,且自2006年10月以后三峡工程对洞庭湖的水位调控明显。     

1971-2010年柴达木盆地可降水量变化特征及其与气象条件分析

利用1971-2010年40a柴达木盆地8个气象站及盆地外缘托勒气象站的水汽压、月降水量资料,运用整层大气可降水量经验公式,计算了柴达木盆地大气可降水量和降水转化率。结果表明,近40a柴达木盆地可降水量、降水量、降水转化率均呈波动增加趋势。可降水量在20世纪70年代初到80年代中期相对较低,90年代后逐渐增多,总体呈先降后增的变化趋势。近40a春、夏季呈持续增长趋势,而秋、冬季20世纪80年代呈弱的减少趋势,90年代后呈持续增长趋势;可降水量变化趋势在空间上表现为自东南向西北增加的分布特征,这与可降水量多少的空间分布特征相反。气温是影响柴达木盆地可降水量变化的最主要气候因子,其次为日照,而相对湿度对柴达木盆地可降水量变化的影响相对较小。本文的分析表明,多雨年与少雨年可降水量保持相对稳定,可降水量与多雨、少雨年并无直接关系。降水量的多少是大尺度环流背景下的水汽输送、交换及降水转化率共同作用的结果。     

黄河流域产业发展对生态环境的胁迫诊断与优化路径识别

黄河流域是中国区域发展战略格局的重要支撑区以及国土生态安全的关键区域,也是国家重要的能源安全支撑区和粮食安全基地。但受区位条件、自然地理环境和资源禀赋等因素影响,该地区经济基础相对薄弱,以能源重化工为主的单一化产业体系加重了地区生态环境负担。本文在辨析黄河流域生态保护与高质量发展主要限制因素的基础上,分析了地区产业发展对生态环境本底、大气环境、水资源与水环境、生态功能的胁迫特征,总结了地区产业发展与生态环境保护的主要矛盾及需要把握的关系;提出实现黄河流域生态保护与高质量发展目标,必须处理好产业开发布局与流域生态环境安全格局稳定、重点区域产业发展与资源环境承载能力、重点突破与系统统筹的关系。为此,建议该地区应优化产业发展路径,积极推进以绿色循环为核心的新型工业化,提升产业发展层次;以地区资源环境约束促进能源基础原材料产业规模控制和效率提升;以资源环境承载力为基础优化产业空间布局,确定适宜的产业发展空间和生态保护红线,推进重点能源化工基地建设和城市群产业集聚区建设;加强能矿资源开发的生态空间管控与生态修复,实施一批区域性生态环境治理和修复工程。     

黄河流域能源综合效率的时空演变与驱动因素

黄河流域是中国重要的能源基地,黄河流域能源综合效率问题直接影响黄河流域生态保护和高质量发展。本文基于超效率SBM模型测度1997—2017年黄河流域9省区的能源综合效率值,选取核密度估计方法等分析能源综合效率的时空演变特征,借助地理探测器分析能源综合效率的驱动因素。结果表明：①从时序变化来看,1997—2017年,黄河流域能源综合效率总体呈“高—低—高”的U型变化特征,其中1997—2003年总体呈降低趋势,2004—2010年迅速增长后于2009年下降,2011—2017年持续下降后于2015年上升。②从空间差异来看,黄河流域西部省份能源综合效率相对较低,中部省份能源综合效率受多重因素影响而上下波动,东部的山东省能源综合效率优势显著。总体来看,黄河流域地区能源综合效率由非均衡逐渐向均衡转变。③能源综合效率驱动因子解释力从大到小依次为财政分权、城镇化水平、人力资本水平、对外开放程度,黄河流域省份地方财政支出的扩大、城镇化进程的加快、人才结构的升级、对外开放程度的提高,共同驱动能源综合效率提高。应充分发挥黄河流域地区比较优势,在各项政策指导下加强流域内协作,推动黄河流域生态保护和高质量发展。     

黄河流域土地利用时空格局演变及驱动力

土地利用时空格局是人类与自然相互作用状况的重要表征。研究黄河流域土地利用时空格局及其驱动因素,厘清土地利用类型转换及粮食保障用地、生态保育用地、城乡建设用地的时空变化特征,可为黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略的规划制定与实施提供参考。本文基于土地利用类型转移矩阵和空间自相关,从城市群、省、市、县多尺度入手,利用7期土地利用数据对黄河流域1970—2015年土地利用状况及变化进行探究。结果表明：①黄河流域生态保育用地和耕地占比多年平均值分别为79.04%和18.64%,表明生态保护和粮食生产是其两大主体功能;②城乡建设用地占比逐年提高,城市群地区是建设用地扩张的主体空间;③黄河流域耕地、生态保育用地和城乡建设用地各节点年份Moran’s I均大于0.75,表明3种功能类型用地具有强空间正向集聚效应,呈现出“凹”字型分布格局;④城乡建设用地扩张以牺牲耕地为代价,同时部分农村居民点用地逐渐转化为城镇用地;⑤人口规模和经济发展是促进土地利用变化的核心因素,驱动力因素存在区域差异,在黄河下游的山东、河南,经济水平达到一定规模后,伴随经济再发展不会出现大规模城乡建设用地扩张。     

鄱阳湖流域主要生态系统服务综合监测评估方法

本文参考千年生态系统评估的方法,建立了鄱阳湖流域生态系统评估的概念框架和指标体系。在已有监测研究开展的基础上,对该区域生态系统服务的定量化评估方法、数据需求及其可获取性进行了探讨。认为利用已有生态系统监测数据,结合模型和替代指标等手段,开展鄱阳湖流域生态系统服务评估是可行的。开展生态系统服务空间分布研究,揭示生态系统服务的动态变化,对生态系统服务评估具有重要意义。同国外流域尺度的研究相比,鄱阳湖流域的生态系统服务监测指标体系不够健全、生态系统监测能力存在差距,且缺乏相应的数据共享机制,这限制了该区域生态系统服务研究的进一步开展。认为应将生态系统服务监测纳入部门常规监测中,开展部门间综合监测研究;将生态系统服务的监测与生态系统功能的研究相结合,加强生态系统新的监测能力;同时建立以流域为平台的生态系统监测评估与运行系统,实现流域范围内数据共享。     

陕西省渭河流域水沙变化分析

从流域概况、降雨、径流、输沙等方面,对90年代以来渭河降水减少、人类活动影响以及入境水量减少等因素的统计分析,提出了渭河流域水沙变化的特性及影响水沙减少的因素.     

2000-2019年黄河流域植被覆盖度时空变化

科学认识黄河流域植被覆盖度的空间格局和时序变化特征,对了解黄河流域生态环境质量演变,综合治理水土流失具有重要的应用价值.本文基于MOD13Q1数据产品和国家气象站降水数据,采用像元二分模型、一元线性回归模型和Hurst指数,分析了2000-2019年黄河流域植被覆盖度空间格局、时序变化和发展趋势.研究发现:①黄河流域植...     

气候变化和人类活动对湟水河流域径流量影响的定量评估

湟水河是西北干旱区重要河流之一,对维持西北干旱区生态平衡具有极其重要的作用。近年来,湟水河流域水资源减少已经引起了严重的生态环境问题,本文根据流域内1966-2010年水文气象数据,采用累积距平法、累积量斜率变化率法,对湟水河流域径流量和气候变化特征及趋势进行了分析,并定量评估了气候变化和人类活动对径流量变化的影响。结果表明:年降水量、蒸散发量和径流量总体均呈减少趋势;径流量的下降变幅为0.1亿m3/10a,具有4a、9a和20a的准周期变化,且在1987年前后发生了突变;气候变化对湟水河流域径流减少的贡献率达35.46%,人类活动改变了部分水循环的路径,对径流的减少起主导作用,贡献率为64.54%。     

1977-2010年柴达木盆地地表潜在蒸散时空演变趋势

本文采用Penman-Monteith 模型计算了柴达木盆地各站点的潜在蒸散量（PE）,利用Sen 趋势、Mann-Kendall检验、EOF模型分析了1977-2010年研究区内PE的时空演变趋势与地表湿润特征的异常空间分布,结合R/S分析模型对PE未来变化趋势进行预测,并运用多元回归方法定量分析各气象要素对潜在蒸散量变化的贡献率。结果表明：从时间变化趋势来看,34年来柴达木盆地潜在蒸散量呈显著下降趋势,并在1988年前后发生突变。由于气温呈上升趋势,该地存在“蒸发悖论”现象。从空间分布来看,PE从西北向东南逐渐递减,年际变化倾向率为-3.31mm/10a。未来变化中,大部分地区的变化趋势是增加的,因而暖湿化程度将减弱。柴达木盆地地表湿润特征的空间分布长年都保持着东部较湿润西部较干旱的分布型,近年来该种空间分布型变化趋势愈加明显。平均风速和平均气温的变化对柴达木盆地PE变化的贡献率最高。