随着地球生态系统的交互性、复杂性与整体性特征日益显现,综合分析和比较各类人为环境影响及其最大安全阈值,对于从整体上判断人类活动的可持续性、揭示承载力的超载程度具有重要意义.基于环境足迹和行星边界两项新概念,运用极差法和目标距离法对全球30 个主要国家的碳、水和土地赤字数据进行了标准化与权重化处理,得到一个复合的国家环境可持续性压力指数,并结合3 项环境赤字的实际分布状况,将所有国家划分为4 类:环境强可持续性(3 国)、环境弱可持续性(8 国)、环境弱不可持续性(9 国)、环境强不可持续性(10 国).总体上,环境可持续性压力呈现南美洲国家低、亚洲和非洲国家居中、欧美发达国家高的地域格局,亚洲是4 类国家并存的唯一大洲.全球的碳、水和土地足迹-边界比分别为3.0、0.6、0.7,表明就全球尺度而言,温室气体排放已处于严重超载状态,水资源消费和土地利用尚处于盈余状态,这与现有文献结果相吻合,从而在一定程度上验证了本研究结论的可靠性.
随着经济的高速发展,跨界流域污染问题在我国越发严重起来.从国外解决跨界流域污染的实践经验来看,各个地区采取合作治理污染物的方式防治跨界流域污染,是解决跨界流域污染问题比较经济可行的方式.从国内外众多研究来看,现有研究仅限于利用博弈理论分析完全合作情况下的收益分配问题,并没有对收益分配后,各合作者所形成的合作是否稳定、收益分配是否公平进行讨论与深入分析.论文以此为切入点,利用跨界流域污染合作治理思路,以河南省贾鲁河流域的4 个地区为实证研究对象进行了实证分析.从博弈理论的角度详细地分析了各个地区进行合作防治跨界流域污染的思路、方式,并对各个地区之间进行合作治理污染物时的稳定性进行了讨论.研究结果显示,在进行合作治理污染物时,不同地区的边际污染物减排成本差异是各个地区能否进行合作防治跨界流域污染的关键,并且不同的收益/成本分担机制对不同地区长期、稳定地开展合作治理污染物也有较大的影响.
能源是消除贫困和实现经济社会与人类发展的重要因素.文章在对甘南高原23 个乡镇357 个家庭用能资料分析的基础上,研究了高寒藏区农牧村家庭能源消费的特征及主要影响因素.结果表明:①农牧村人均能源消费量为996.05 kgce,以畜粪等生物质能为主,能耗水平高,消费品质差,综合热效率只有18.77%,大部分农牧民还停留在满足基本生存需求的状态;②从牧区到农区,能源消费结构由单一转向多元化,热效率从16.87%提高到23.93%,人均能耗水平逐渐降低,空间阶梯特征明显;③农牧村家庭能源消费模式是多种因素影响的结果,其中牧区主要受生活方式、家庭规模和宗教支出的影响,农牧交错区主要受家庭规模、家庭年收入、家用电器种类和年均取暖时间的影响,农区主要受人均耕地面积、家庭年收入和家庭规模的影响;④结合农牧村实际情况,建议实施牧民定居工程、增加现代能源供给、鼓励使用新能源设备、推广生物质能高效清洁利用技术、强化农牧民的节能环保意识,在保证农牧民基本能源需求的基础上,尽可能减轻能源消费带来的环境压力.
为揭示土地利用变化对农牧交错带典型流域生态风险的影响,在ArcGIS技术支持下,以洋河流域1990、1995、2000 和2008 年遥感数据和土地利用数据为基础,定量分析洋河流域1990—2008 年的土地利用动态变化特征;根据景观生态学理论,将研究区划分为525 个生态风险评价单元,从土地利用变化和景观结构角度构建景观生态风险评价模型,评价洋河流域生态风险的时空变化特征.结果表明:耕地和草地面积占研究区总面积的67%以上;1990—2008年,洋河流域总体景观生态风险值(ERI)由0.197 3 上升到0.238 4.低风险区(ERI≤0.17)面积减少3.53%,高风险区(ERI >0.68)面积减少0.43%,较低(0.17< ERI≤0.26)、中等(0.26< ERI≤0.42)和较高(0.42< ERI≤0.68)风险区面积均有增加,整体生态风险增加;洋河流域5 种风险等级分布较集中,具体表现为洋河支流及其一级支流两侧地区生态风险相对较大(ERI >0.26),而离河道越远的区域生态风险值越小(ERI≤0.26).
贵州黎平县内丰富的香禾糯资源是侗族人民赖以生活的物质基础,孕育了侗族特有的生产生活方式和文化习俗,而侗族的传统文化习俗也促进了香禾糯的持续种植和保护.通过研究黎平县香禾糯的历史发展情况,结合2013 年对黎平县香禾糯品种资源的实地调查,发现黎平县至今仍保留了45 个不同品质特征和用途的香禾糯品种,说明香禾糯丰富的遗传多样性.从侗族的饮食文化、节日庆典、宗教信仰、传统农作方式等方面,探讨传统文化习俗与香禾糯品种资源保护的关系,发现香禾糯是侗族油茶、扁米、腌制品等日常食品的必备原料,也是婚丧嫁娶、传统节日、礼尚往来、祭祀仪式的必需品,同时,侗族和谐共生的“稻-鱼-鸭”生产模式更提高了香禾糯的社会经济效益,文章揭示了侗族的传统知识和文化习俗是保持香禾糯高度遗传多样性的根本原因.最后,针对香禾糯资源消失的现状,提出相应的保护措施与建议,供相关部门参考.
论文以探究城市热岛效应调控机理为研究目的,以徐州地区1985—2010 年夏季四期Landsat TM影像为研究数据,应用单窗算法、K-T变换、空间叠加分析以及缓冲区分析等研究方法,对徐州市城市热岛时空变化特征进行了反演,重点对徐州市城市热岛强度的调控机理进行了分析并提出了通过K-T变换提取表示城市建成区内部植被与水体覆盖程度的城市地表湿度(ULSW)这一新指标.研究结果显示:城市地表湿度显著区对城市热岛效应起到了有效的调控作用,并且随着城市地表湿度值的提高,区域内部以及周围环境的温度都会随之下降.城市地表湿度指标对于城市热岛效应的调控水平具有一定的代表意义.
为了掌握泾河流域水沙演变规律,基于张家山水文站1956—2010 年径流与输沙量数据,采用滑动平均法分析流域水沙变化,提出应用滑动相关系数法诊断水沙关系变异,与双累积曲线法相互验证,选取皮尔逊III 型分布拟合变异前后水沙分布,基于Copula 函数建立水沙联合分布,对比分析泾河流域水沙变化特征,研究不同时段水沙丰枯遭遇情况.结果表明:① 水沙关系于20 世纪80 年代发生变异;② 以1982 年为分割点,相比于1956—1982 年,1983—2010 年水沙均值减小,设计频率P≤90%时水沙值均减小,P >90%时,径流减小,输沙量增加;③ 两阶段水沙丰枯同步频率大于丰枯异步频率,“水丰沙枯或水枯沙丰”遭遇组合概率最小,变异后时段(1983—2010 年)各种遭遇组合频率分布更为均匀,水沙丰枯异步频率变大.
东江流域为香港及广州等特大城市的重要水源地,新丰江、枫树坝与白盆珠三大水库对东江全流域水资源有控制性调蓄作用,加上人类活动影响,导致东江流域地表径流发生显著变异.研究分析东江流域上中下游水利工程建成前、后径流在时间与空间的变异特征,对水利工程与人类活动影响的东江流域水资源管理提供重要依据.基于此,选取多元线性回归、神经网络与支持向量机等模型模拟水利工程建成前的径流变化,研究认为:①神经网络为水利工程建成后径流变化模拟的最优模型;②水利工程建成后,流域径流变异特征分两阶段:1974—1982年流域水文变异不显著,水利工程影响不大;1983—2000 年径流变异显著,水利工程削峰填谷作用明显;③东江流域龙川、岭下、博罗站水文变化均受水利工程调蓄影响,但影响程度各异:博罗站水文变化受水利工程影响最大,岭下站次之,龙川站受影响最小.另外,在水利工程调蓄作用影响下,东江流域月径流变化幅度趋于平坦,在一定程度上降低了洪水风险及减少了极端气候条件对东江流域水资源供给造成的负面影响.
采用2003 年1 月至2012 年12 月美国宇航局NASA 发布的CERES SSF Aqua MODISEdition 1B、2B和3A云资料,从冰水柱含量、云等效温度、云等效高度以及冰粒子等效直径4 个云物理宏微观属性考察天山低层云水资源年际变化特征.结果表明:冰水柱含量均值在32.7~92.0 g/m2之间,云等效温度均值在214.9~257.3 K之间,云等效高度均值在3.9~5.7 km之间,冰粒子等效直径均值在12.7~22.4 μm之间.冰水柱含量、云等效高度、云等效温度均呈降低的年际变化特征,冰粒子等效直径呈增加的年际变化特征.
选取北京市四环以内为研究区域,以资源三号卫星遥感影像为数据源,针对类型多样、特征易混淆的城市内部用地以及高分辨率遥感影像海量信息、人工提取费时费力等特点,论文基于面向对象分类方法,探讨城市内部用地自动提取方法,并对分类结果进行精度评估.结果表明:利用不同地物的光谱、形状、纹理和空间关系等特征,通过多尺度分割和隶属度函数法,构建合理的分类层次,不仅精确提取出研究区内水体、绿地、建设用地和待开发用地,更独具创新地区分了城市建设用地内部各种地物类型,包括工业生产用地、低密度和高密度生活用地以及交通用地.该方法有效地利用了资源3 号卫星影像的光谱、纹理及空间信息特征,总体精度可达到87.00%,Kappa系数达到0.853 9,取得较好的分类效果.
