针对我国南方红壤(江西鹰潭孙家坝小流域)4种不同土地利用类型, 在2019年6—10月开展了室内土壤温湿度控制实验, 采用温室气体分析仪(Picarro-G2508)结合静态箱法对土壤温室气体(CO2、CH4、N2O)排放通量进行同步实时监测, 以研究全球气候变化背景下不同土地利用类型土壤温室气体排放差异及其对温湿度的响应. 结果显示, 4种土地利用类型土壤的全球增温潜势(global warming potential, GWP)从高到低依次为稻田、橘园、林地、旱地, 表明稻田土壤温室气体排放对全球变暖贡献最大. 温控实验中, 土壤呼吸(CO2排放)与土壤温度呈显著正指数相关关系(p < 0.01), 且4种土地利用类型土壤呼吸的温度敏感系数 Q10值分别为林地2.61、旱地2.51、橘园3.12、稻田3.17. 其中, 稻田土壤呼吸的温度敏感度最高, 表明稻田土壤具有较高的CO2排放潜力, 而CH4、N2O排放与土壤温度的相关性不显著. 湿度控制实验中, 土壤CO2排放随土壤湿度增加而先升高后降低, 并在土壤湿度20% GWC (gravity water content)时达到最大; 稻田土壤CH4排放与土壤湿度正相关(R2 = 0.8875), 但其他3种土地利用类型土壤CH4排放与土壤湿度不相关; 4种土地利用类型土壤N2O排放通量均随土壤湿度的增加呈先增后减趋势, 并在土壤湿度为25% GWC时达到峰值.
河口城市受到流域、海洋和局地人类活动的强烈影响, 其水体面临污染和富营养化问题, 对城市生态、生产、生活等造成极大压力. 本项研究针对上海这一特大河口城市的不同水体类型, 利用Sentinel-2遥感影像及水体实测光谱数据, 构建了叶绿素a浓度和浊度两个富营养化的关键水质参量遥感快速反演模型, 并分析了这两个关键参量的时序变化. 结果表明: 基于遥感的叶绿素a浓度、浊度, 反演模型精度良好, 相关系数 (R2) 分别为0.87、0.95, 均方根误差 (RMSE) 分别为4.33 μg/L、8.93 NTU. 2019年时序分析表明, 上海城市水体叶绿素a浓度和浊度均为夏季最高, 冬季最低. 从水体类型上看, 叶绿素a浓度从高到低为: 养殖场/种植塘、永久性淡水湖、库塘、永久性河流、运河/输水河水体, 浊度从高到低为: 养殖场/种植塘、永久性河流、运河/输水河、永久性淡水湖、库塘. 对2019年叶绿素a浓度和浊度的时序变化分析发现, 在人类活动干扰较小的水体中, 叶绿素a浓度和浊度的相关性较强; 而人类活动影响较大的水体中, 两者的相关性较弱. 研究表明, 利用Sentinel-2卫星影像可有效反演城市水体叶绿素a浓度和浊度, 准确跟踪水体富营养化时序变化, 可为其他城市内陆水体的水环境监测提供参考和借鉴.
以统计数据和现有研究为基础, 本文概述了中国砂石的利用现状, 包括当前砂石的价格变化趋势, 供需冲突以及资源开采、运输和使用的影响. 研究发现: ① 在过去的二十年中, 全国对砂石资源的需求持续增长, 但河砂的供应却逐渐减少, 机制砂石已成为建筑骨料的主要来源. ② 存在与砂石开采、运输和消费相关的重大环境、经济和社会影响, 包括非法供应网络的出现. 为切实保障国家新基建的部署、社会经济可持续发展和生态文明建设, 以及确定供应瓶颈和更有效地利用资源, 提出了确保砂石资源供应, 最小化砂石开采影响并促进中国砂石骨料行业可持续发展的解决对策. 这些对策包括: 对涵盖天然砂石和机制砂石的砂石资源的流量和存量进行量化, 并建立可靠的数据监测系统; 增加投资并建立相关机构, 以优化供应系统和减少其影响, 并加强监管框架, 促进替代材料的使用, 建立砂石行业的标准和实施最佳使用实践; 进行跨学科的综合研究, 以分析与砂石资源供应有关的挑战和应对策略的潜力和风险.
北三河流域是京津冀地区的重要水源地, 恰当分析流域水源供给时空变化及驱动因素对维持生态系统安全与稳定意义重大. 基于气象、土地利用及土壤等数据, 利用InVEST模型的产水模块分析了北三河流域2000—2017年水源供给量的时空变化特征, 通过情景模拟探讨了气候与土地利用变化对流域水源供给能力变化的贡献程度. 结果表明, 2000—2017年, 北三河流域年均水源供给量为17.8 × 108 m3, 其年际变化呈增加趋势, 增长率为1.03 × 108 m3/a. 水源供给量在空间上呈南高北低的分布格局, 南北部的平均产水深度分别为70.85 mm和8.83 mm, 水源供给高值区由东南泃河和还乡河流域向西南温河与永定北河流域转移. 从不同的土地利用类型来看, 单位面积水源供给能力由高到低为: 建设用地 > 耕地 > 水域 > 未利用地 > 林地 > 草地. 2000—2015年, 耕地的水源供给量最高, 占流域水源供给总量的51.3%, 而建设用地水源供给量增长幅度最大, 达到144.3%. 情景模拟结果表明, 气候和土地利用变化对水源供给量增加的贡献率分别为70.7%和29.3%, 降水量的激增起到主导作用.
三维绿量是表征城市植被生态效益的综合指标, 如何在高度异质性的城市生境中精确、快捷地开展三维绿量监测, 是当前城市植被生态效益评估亟待解决的难题. 本研究以上海植物园为对象, 通过无人机航摄系统对上海植物园进行低空高分辨率影像获取, 逐像元提取并计算地表高程模型和冠层高度模型, 对上海植物园三维绿量进行估算, 进而对绿量空间分布格局进行分析. 研究发现: ①无人机影像的整体平面和高程精度优于0.1 m, 冠层高度模型精度的平均误差为0.27 m, 标准差为0.58 m. ②上海植物园的绿量分布呈东北低西南高的格局, 总绿量为3538944.50 m3. 绿量最高的3个园区分别为牡丹园(289491.00 m3)、松柏园(338322.10 m3)和温室附属绿地(360587.50 m3); 绿量最低的3个园区分别为休闲绿地(24761.50 m3)、单子叶植物园(31621.40 m3)和蔷薇园(74607.30 m3); 植物园平均绿量密度为6.51 m3/m2, 最高绿量密度的3个园区分别为兰室(9.23 m3/m2)、蕨类园(11.30 m3/m2)和广玉兰香樟大道(13.11 m3/m2); 绿量密度最低的3个园区分别为休闲绿地(1.57 m3/m2)、科研中心绿地(1.81 m3/m2)和蔷薇园(2.58 m3/m2). ③各专类园绿量与乔木群落分布面积、建群种高度以及两者的乘积显著相关, 各专类园绿量密度与乔木群落面积占专类园比例、建群种高度以及两者的乘积显著相关. 本研究可为城市植被绿量快捷估算提供方法参考, 并为上海植物园绿量估算与空间格局优化提供基础数据.
空间可达性是判定各类设施布局是否合理的重要参考指标. 科学评价服务设施空间可达性则是判断区域服务差异性以及优化资源空间配置的重要基础. 在基本潜能模型的基础上, 引入需求方阈值, 按照养老机构规模设计了3级服务半径, 加入地区优先匹配原则, 并以上海市奉贤区为例, 基于供需点之间的实际驾车时间、ArcGIS空间分析技术, 对区域内部养老机构空间可达性进行分析. 研究表明: 考虑优先原则的奉贤区养老机构空间可达性分布不均程度加剧, 其中南桥镇、庄行镇、金汇镇部分区域养老机构空间可达性显著较高; 可达性呈现较为明显地从中心城区到外围逐渐降低的趋势; 中部区域一些乡镇存在养老机构密集, 养老资源相对集中的现象. 改进的潜能模型进一步考虑了养老机构服务能力强弱、老年人需求等因素的影响, 能更合理地评价机构的空间可达性. 研究结果可为养老机构的科学规划提供参考与建议.
利用海浪造成的遥感影像波纹状特征, 可以基于小波方法反演海浪波长, 进而利用海浪波长随水深变浅而变短的特点反演浅海水深. 选择复Morlet小波方法, 采用理想波面数据和FUNWAVE模式数值模拟的波面数据代替遥感资料进行仿真研究, 讨论资料分辨率和子图分割对波长及水深反演的影响. 理想波面数据反演波长的结果表明, 在波长空间无变化的情况下, 子图长度大于波长、子图内均匀分布的资料点数在9个以上时, 资料分辨率对海浪波长反演结果基本无影响, 可以用波长能量谱解释其原因; 在波长空间变化的情况下, 子图长度大于2倍波长、每个波长内资料点数在4个以上, 可以得到较好的波长反演效果. 数值模拟波面数据反演波长对子图长度和资料点数也有类似的要求, 水深反演误差在子图尺度太大时略有增大, 随资料分辨率降低也略有增大.
应用严格验证过的河口海岸三维数值模型, 模拟了长江口余水位的时空变化, 分析径流、潮汐和风应力对余水位的影响, 揭示了余水位变化的动力机制. 长江河口余水位的空间分布和随时间变化过程主要是受径流影响, 其次是受风的影响. 余水位上游大于下游. 全年最高余水位出现在9月, 徐六泾、崇西、南门、堡镇和深水航道北导堤东端分别为0.861 m、0.754 m、0.629 m、0.554 m和0.298 m. 最低余水位徐六泾和崇西出现在1月, 分别为0.420 m和0.391 m; 南门和堡镇出现在2月, 分别为0.313 m和0.291 m; 深水航道北导堤东端出现在4月, 量值为0.111 m. 北支余水位低于南支, 原因在于进入北支的径流量少. 南港的余水位大于北港, 同一河道内南侧的余水位大于北侧, 原因在于径流受科氏力作用右偏. 对比仅有径流、潮汐和风的数值试验结果, 对余水位作用最大的是径流, 其次是潮汐, 最小的是风. 月平均径流量7月达到最大, 会导致最高余水位, 但期间为东南风, 产生的余水位十分微小. 9月盛行的北风产生向陆的Ekman水体输运, 会引起河口余水位上升, 且期间径流量仍处于高值区, 两者相互作用, 导致整个河口全年最高余水位出现在9月.
供应网络是产业要素空间流动的重要载体, 其空间组织与演化可较好地反映相关产业的空间集群特征. 应用统计分析、空间网络分析等方法, 从全国和集聚区层面对我国2009年、2014年和2019年汽车零部件进行供应网络刻画与分析. 结果表明: ①汽车零部件企业主要分布在我国东部地区, 其次分布在中西部地区, 且形成以长三角地区、京津冀地区、东北地区、珠三角地区、华中地区和成渝地区为核心的6个集聚区. ②汽车零部件供应网络密度不断增加, 2019年网络密度达到0.5017, 表现出强联结状态. 2009年长春市外向性最高, 2014年和2019年武汉市外向性最高. 上海市始终保持最高内向性, 且不断增强, 内向性前十位的城市中50%以上位于长三角地区, 其余城市位于京津冀、东北、成渝和华中等地区. 此外, 汽车零部件供应网络存在明显层级性特征, 一级链接2009年仅有上海—长春, 2014年为上海—长春、十堰—武汉, 2019年为上海—长春、上海—武汉. ③分别以整车厂和汽车零部件厂为节点分析6个集聚区供应网络结构时空特征, 其中东北地区为整—零同心内向型供应网络结构, 长三角地区和成渝地区为整—零同心外向型供应网络结构, 京津冀地区和珠三角地区为整—零异心外向型供应网络结构, 华中地区为整—零异心内向型供应网络结构.
田庄断裂为北东东向的斜穿太原盆地北部的隐伏活动断裂, 通过在马练营路附近实施横跨田庄断裂的联合钻孔勘探, 发现地层呈现出3段明显的河-湖-沼泽相沉积旋回特征: 80 ~ 60 m段, 沉积环境逐步趋于频繁, 沉积相为湖泊→沼泽; 60 ~ 30 m段, 沉积环境两次经由频繁趋于稳定再到频繁, 沉积相为河流→沼泽→河流→湖泊→沼泽→河流; 30 ~ 0 m段, 沉积环境逐步趋于稳定, 沉积相为沼泽→湖泊→沼泽. 地层岩性表现出: 青灰色粉质黏土在从南至北方向上呈现出深度变深, 终止深度变浅, 在钻孔ZK3←→ZK4←→ZK7间均出现量级的转折变化; 黄褐、褐黄色粉砂、细砂在从南至北方向上整体出现深度在20 ~ 30 m, 浮动不大, 终止深度变深. 田庄断裂断错地层主要有3套, 均为晚更新世地层, 未穿透上更新统, 由此判定目标断裂为晚更新世活动断层, 从上到下, 断错地层错距逐渐加大, 依次为0.4 m、3.5 m、7.2 m, 错距在钻孔所揭露深度内有两次3 m左右的同震位移, 可以判断在该识别层内发生两次主错动事件, 这为分析田庄断裂的地震危险性提供了可靠的地质证据.
以湖北省武汉市为例, 通过收集搜房网、家长帮、武汉市教育局等网站的学校和房价数据, 借用地理加权回归 (Geographic Weighted Regression, GWR) 方法探究义务教育质量对房价的影响, 运用反距离权重插值法进行可视化分析. 结果表明: ①义务教育质量对房价具有正相关影响, 省级示范学校对房价的溢价程度相对较高; ②初中质量的资本化效应高于小学; ③新城区的中小学教育质量对房价的影响较大, 江岸区中部及北部地区的对口中小学组合质量对房价的影响最大, 武昌区、硚口区和江汉区学校质量整体上对房价影响较小.
中国综合性科技类核心期刊(北大核心)
