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气候变化影响与风险研究的理论范式和方法体系

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生态学报 2017年第7期37卷 2169-2178页

作者：高江波焦珂伟吴绍洪郭灵辉中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000

以全球变暖为主的气候变化将会在本世纪持续,针对气候变化影响与风险而采取适应和减缓措施,得到了国际社会的广泛认同。然而,气候变化影响与风险研究领域理论和方法并不规范,研究结果缺乏可比性。基于科学哲学家库恩提出的理论范式和构... 详细信息

以全球变暖为主的气候变化将会在本世纪持续,针对气候变化影响与风险而采取适应和减缓措施,得到了国际社会的广泛认同。然而,气候变化影响与风险研究领域理论和方法并不规范,研究结果缺乏可比性。基于科学哲学家库恩提出的理论范式和构造范式概念,梳理、集成气候变化影响与风险研究的"脆弱性-要素分离-不确定性-风险"理论框架,总结相应的方法体系包括实地观测与科学实验、数值模型和统计方法、风险定量化评估框架等。气候变化影响与风险研究应遵循理论范式"四要素"的逻辑关系,综合运用多种分析方法,力求相关研究的整体性和系统化,以利增强气候变化影响与风险研究的科学性及其成果的应用指导意义。

关键词：气候变化影响研究范式理论范式分析方法

河南省煤炭资源型城市绿色转型经济-环境-社会协调发展研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2023年第5期42卷 93-101页

作者：秦建辉郭灵辉河南理工大学应急管理学院河南焦作454000 河南理工大学工商管理学院河南焦作454000 河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000

为提升煤炭资源型城市协调发展水平,推动其绿色转型发展,以河南省8个煤炭资源型城市为研究对象,构建基于熵权TOPSIS法的煤炭资源型城市经济-环境-社会协调发展评估模型,探究2000—2018年河南省煤炭资源型城市协调发展动态演化趋势和异... 详细信息

为提升煤炭资源型城市协调发展水平,推动其绿色转型发展,以河南省8个煤炭资源型城市为研究对象,构建基于熵权TOPSIS法的煤炭资源型城市经济-环境-社会协调发展评估模型,探究2000—2018年河南省煤炭资源型城市协调发展动态演化趋势和异质性特征,识别各要素间协调发展水平。结果表明,2000—2018年河南省煤炭资源型城市经济-环境-社会协调发展度呈波动增加态势,增速约为0.008/a,协调发展程度逐步转为良好水平;2000—2018年成熟型和衰退型煤炭资源型城市经济-环境-社会协调发展度增速最快,高于全省平均水平,协调发展度也逐渐高于其他类型资源城市。

关键词：煤炭资源型城市绿色转型经济-环境-社会协调发展河南省

21世纪以来河南省植被覆盖变化及气候驱动解析

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中国农业大学学报 2019年第5期24卷 161-173页

作者：郭灵辉高江波邹友峰河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101

借助MODIS NDVI数据和气象插值数据,采用一元线性回归、Hurst指数及相关分析等方法,从年际尺度探讨河南省21世纪以来植被覆盖时空变化规律,并分析其对气候因素的响应特征。结果表明:河南省植被覆盖区域差异较大,NDVI频度呈单峰结构;近1... 详细信息

借助MODIS NDVI数据和气象插值数据,采用一元线性回归、Hurst指数及相关分析等方法,从年际尺度探讨河南省21世纪以来植被覆盖时空变化规律,并分析其对气候因素的响应特征。结果表明:河南省植被覆盖区域差异较大,NDVI频度呈单峰结构;近16年来,河南省大部分地区植被覆盖呈现增加趋势,10年平均增速约为4%(P<0.01),且阶段性明显;河南省植被变化的同向特征强于反向特征,植被覆盖整体上呈持续改善态势,但郑州、洛阳、焦作等市域局部地区存在持续减小现象;年平均温度的上升是平原区植被覆盖增加的主要驱动因子,但升温尤其是年平均最高温度增加抑制了山区植被生长,植被覆盖对气候因子的敏感程度地域异质性明显。

关键词：植被覆盖时空特征气候变化河南省 21世纪

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蒋家沟泥石流区新银合欢细根固土效应

水土保持通报 2011年第5期31卷 85-89,214页

作者：郭灵辉王道杰陈东陈晓艳中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院研究生院北京100049

以蒋家沟泥石流区不同龄级新银合欢根系为研究对象,在分析其垂直分布与构成特征的基础上,运用加筋原理研究其固土效应。结果显示,不同龄级新银合欢根系表聚现象明显,随土层深度的增加呈减少趋势,约80%集中在0—120cm土层范围内;细根(D≤... 详细信息

以蒋家沟泥石流区不同龄级新银合欢根系为研究对象,在分析其垂直分布与构成特征的基础上,运用加筋原理研究其固土效应。结果显示,不同龄级新银合欢根系表聚现象明显,随土层深度的增加呈减少趋势,约80%集中在0—120cm土层范围内;细根(D≤1mm)在整个细根根系中所占比例较大,决定着整个细根的分布趋势;10年生新银合欢D≤1mm细根较5年生增幅明显,15年生1mm

关键词：蒋家沟新银合欢细根分布固土效应

基于GEE云平台和数据融合的地表覆盖产品制作方法

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农业机械学报 2023年第8期54卷 211-217页

作者：王宇林中云赵胜楠郭灵辉李亚龙任礼鹏河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000

地表覆盖产品是地理国情监测、生态系统评估、国土空间规划等活动的重要基础数据。GEE、PIE、微软行星云等遥感计算云平台具备丰富的数据源和强大算力。利用GEE云平台融合多套公开产品制作训练样本,可以显著降低产品更新的成本和周期,... 详细信息

地表覆盖产品是地理国情监测、生态系统评估、国土空间规划等活动的重要基础数据。GEE、PIE、微软行星云等遥感计算云平台具备丰富的数据源和强大算力。利用GEE云平台融合多套公开产品制作训练样本,可以显著降低产品更新的成本和周期,具有重要研究价值。本文以淮河流域为例,将欧洲航天局(ESA)和美国环境系统研究所(ESRI)存储在GEE平台上的2020年分辨率10 m地表覆盖产品作为训练样本数据源,选用Sentinel-1雷达和Sentinel-2多光谱影像构建特征空间,利用随机森林分类方法制作分辨率10 m的地表覆盖产品。为验证方法效果,进行了2组对比实验。实验1随机抽取1 116个公开产品类别一致的样点作为训练样本,并通过目视解译方式验证本文产品与多套公开产品的精度。结果显示,本文产品总体精度为80.35%,相较于公开产品的总体精度提升2.89~8.94个百分点,局部刻画也更加精细;在Sentinel-2基础上加入雷达影像,总体精度提高3.52个百分点,雷达影像辅助效果明显。实验2设置8组不同数量的训练样本,并分别以人工判读、ESA、ESRI、DW、GlobeLand30为参考数据源,研究不同训练样本量和不同参考数据源对分类产品总体精度的影响。结果显示,随着训练样本不断增加,基于5种不同参考数据源的总体精度的提升幅度逐渐减小并趋于相对稳定。研究结果表明,借助GEE平台上的公开地表覆盖产品和海量遥感影像,可以快速提取高质量的训练样本,获得更高质量的分辨率10 m地表覆盖产品,该方法具有重要的实践推广价值。

关键词：地表覆盖产品 Sentinel数据 GEE 数据融合训练样本量

长江中下游城市群农业面源污染氮排放评价及调控

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中国农业资源与区划 2016年第8期37卷 1-11页

作者：赖敏王伟力郭灵辉清华大学环境学院河南理工大学测绘与国土信息工程学院国家海洋局第三海洋研究所

基于清单分析法和排污系数法,对长江中下游城市群农业面源污染氮排放现状进行了评价,并运用灵敏度分析和情景分析方法,模拟和比较了不同调控方案对区域未来氮排放变化的影响。研究结果表明,2011年长江中下游城市群4种污染源向水环境排... 详细信息

基于清单分析法和排污系数法,对长江中下游城市群农业面源污染氮排放现状进行了评价,并运用灵敏度分析和情景分析方法,模拟和比较了不同调控方案对区域未来氮排放变化的影响。研究结果表明,2011年长江中下游城市群4种污染源向水环境排放的氮总量共计128.27万t,其中,农业种植和畜禽养殖的排放比例分别为58.92%和33.53%,是该区农业面源污染的主要氮污染源。如果不加大对面源污染的治理力度,2011~2020年和2020~2030年长江中下游城市群农业面源污染氮排放量将分别增加16.29%和18.78%;如果采取相关减排措施,2020年和2030年4个城市群的农业面源污染氮排放量将分别比2011年削减15%和25%,并有利于实现区域农村经济增长与环境健康发展的双重目标。建议今后全区农业面源污染氮排放调控的重点在于逐步削减肥料投入、合理优化用肥结构、控制畜禽养殖规模扩张以及促进专业化养殖畜禽废物循环利用等,主要控制地区包括武汉城市圈内的潜江市、孝感市、黄冈市和鄂州市,长株潭城市群内的长沙市和湘潭市,鄱阳湖生态经济区内的南昌市和鹰潭市,以及皖江城市带内的六安市和合肥市。

关键词：农业面源污染氮排放调控长江中下游城市群

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近50年内蒙古地区生长季变化趋势

地理科学 2013年第4期33卷 505-512页

作者：郭灵辉吴绍洪赵东升冷国勇张清雨中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049

以内蒙古地区47个气象站点1961~2010年气象数据为基础,应用Mann-Kendall趋势性检验和线性回归法分析了不同指标下内蒙古地区生长季变化趋势特征以及区域差异。结果表明：1961~2010年内蒙古地区生长季长度增加趋势明显,增加幅度约为13.0~... 详细信息

以内蒙古地区47个气象站点1961~2010年气象数据为基础,应用Mann-Kendall趋势性检验和线性回归法分析了不同指标下内蒙古地区生长季变化趋势特征以及区域差异。结果表明：1961~2010年内蒙古地区生长季长度增加趋势明显,增加幅度约为13.0~17.0 d,各指标间差异小、一致性较高,可作为表征该区温度变化的一个重要应用指标;整个内蒙古地区生长季趋势的平均状态很大程度上掩盖了指标间的区域差异,内蒙古中西部地区生长季变化对温度阈值比较敏感,阿拉善盟地区0℃阈值生长季开始时间提前、生长季长度延长较强烈,乌兰察布盟以及锡林郭勒盟等地10℃阈值生长季结束时间延后、生长季长度增加更为突出;有无霜期限制对内蒙古中部大部分地区生长季趋势影响较大,尤其是对生长季开始时间。

关键词：内蒙古生长季气候变化

太行山油松人工林土壤微团聚体变化特征及其影响因素

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山地学报 2019年第6期37卷 797-807页

作者：张文旭李建红郭灵辉高江波河南理工大学测绘与国土信息工程学院中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院大学中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室

土壤微团聚体是土壤水分和养分保储与释供的关键载体。本研究以太行山绿化先锋树种油松人工林为研究对象,基于空间代替时间序列的思想,综合采用分形维数(D)、特征微团聚体组成比例(PCM)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)等指标分... 详细信息

土壤微团聚体是土壤水分和养分保储与释供的关键载体。本研究以太行山绿化先锋树种油松人工林为研究对象,基于空间代替时间序列的思想,综合采用分形维数(D)、特征微团聚体组成比例(PCM)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)等指标分析油松人工林恢复过程中土壤微团聚体的变化特征,探讨土壤微团聚体变化特征与土壤养分之间的定量关系。结果表明:随着油松人工林恢复,0.25～0.05 mm粒级土壤微团聚体含量先增加后减少,而<0.02 mm粒级土壤微团聚体含量减少后增加。33～49 a油松人工林土壤微团聚体PCM、D分别增加65.57%和3.44%,而MWD与GMD分别减小约26%和33%。不同恢复年限土壤微团聚体D与MWD、GMD及PCM显著相关,而且与碱解氮和全磷相关紧密,说明D在一定程度上能够反映土壤颗粒的粒径分布状况及土壤养分状况,可作为表征土壤结构稳定性及土壤肥力的一个重要指标。

关键词：油松人工林土壤微团聚体分形维数土壤养分太行山

气候变化和物候变动对东北黑土区农业生产的协同作用及未来粮食生产风险

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地理学报 2022年第7期77卷 1681-1700页

作者：高江波刘路路郭灵辉孙东琪刘婉露侯文娟吴绍洪中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 河南理工大学测绘与国土信息学院焦作454000 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

东北黑土区是中国重要的粮食生产基地,也是中国气候变化最敏感的地区之一。然而,气候变化背景下东北黑土区气候及物候变化对农业生产力的综合影响并不清晰,未来农业生产风险评估的定量化程度不够,风险等级制定缺乏依据。本文借助遥感产... 详细信息

东北黑土区是中国重要的粮食生产基地,也是中国气候变化最敏感的地区之一。然而,气候变化背景下东北黑土区气候及物候变化对农业生产力的综合影响并不清晰,未来农业生产风险评估的定量化程度不够,风险等级制定缺乏依据。本文借助遥感产品、气候资料和模拟数据等资料,综合运用多元线性回归、相关分析及干旱危险性指数等方法,探究东北黑土区作物物候动态及其气候响应特征,辨识气候与物候变化对农业生产的复合效应及未来可能风险。结果表明:(1)2000—2017年东北黑土区29.76%的区域作物生长季开始期呈显著延后趋势,16.71%的区域作物生长季结束期呈提前态势,生长季开始期受气温的影响范围广,且滞后时间长;生长季结束期与前期气候变化关系更加密切,且带状差异性响应格局尤其明显。(2)气候变化和物候期改变对作物生产的解释能力较生长季同期气候变化的解释能力增加了70.23%,解释面积扩大了85.04%。(3)RCP8.5情景下东北黑土区粮食总产量呈现上升趋势,粮食生产风险表现出“南增北减”的演变特征,风险区面积不断扩大,全球温升2.0℃时,松嫩黑土亚区南部粮食减产量可能达到10%。研究有助于深入认识气候—物候—作物生产的关联机理及未来粮食生产风险,对制定气候变化应对策略,保障国家粮食安全具有重要意义。

关键词：东北黑土区植被物候植被生产力滞后效应未来风险