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北京市不同功能区不透水地表时空变化差异

地理学报 2017年第11期72卷 2018-2031页

作者：乔琨朱文泉胡德勇郝明陈姗姗曹诗颂北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 河北中核岩土工程有限责任公司石家庄050021

目前有关北京市不透水地表的相关研究多数是从整体层面开展,忽略了其内部功能区的作用及差异。运用分类回归树(CART)及系列变化检测模型得到北京市1991年、2001年、2011年和2015年四期不透水地表分布,并运用标准差椭圆、洛伦兹曲线、贡... 详细信息

目前有关北京市不透水地表的相关研究多数是从整体层面开展,忽略了其内部功能区的作用及差异。运用分类回归树(CART)及系列变化检测模型得到北京市1991年、2001年、2011年和2015年四期不透水地表分布,并运用标准差椭圆、洛伦兹曲线、贡献指数及景观格局理论对各功能区不透水地表的时空变化进行分析。结果显示:1991-2015年北京市不透水地表的总面积增加了约144.18%,分布的主导方向由早期的东北—西南趋向于当前的正北—正南。各功能区间不透水地表的空间分布异质性逐渐减弱,但贡献指数值存在很大差异:功能拓展区的贡献指数最高,其四年中的最低值(1.79)高于其他功能区四年最高值,是北京市不透水地表增长最主要的贡献区;功能核心区的蔓延度指数值最高,约为其他功能区的2倍,为不透水地表的优势聚集区;发展新区的贡献值由负值变为正值并成倍增长,成为北京市不透水地表增长的主要源区;生态涵养发展区的贡献指数始终为负,并逐年减小。不同类型不透水地表的景观指数和质心偏移均存在差异,高盖度不透水地表的形状指数和斑块密度值最小,分布最为集中,对生态环境影响较大,北京市在未来发展过程中应合理规划控制其空间格局及增长模式,尽量减缓其增长速度及团聚程度。

关键词：不透水地表景观格局 CART 功能区洛伦兹曲线贡献指数北京市

1987—2017年粤港澳大湾区城市群的不透水地表扩张与梯度演化

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地球信息科学学报 2021年第3期23卷 443-455页

作者：陈明发刘帆赵耀龙杨光华南师范大学地理科学学院广州510631 广东省城乡规划设计研究院有限责任公司广州510290

不透水地表是衡量城市化过程与空间扩张的重要特征。本文以我国最具经济活力的城市群-粤港澳大湾区城市(以下简称大湾区)为研究区,采用重心-标准差椭圆与梯度分析等方法,探讨其1987—2017年不透水地表的时空扩张分布特征与演化趋势。结... 详细信息

不透水地表是衡量城市化过程与空间扩张的重要特征。本文以我国最具经济活力的城市群-粤港澳大湾区城市(以下简称大湾区)为研究区,采用重心-标准差椭圆与梯度分析等方法,探讨其1987—2017年不透水地表的时空扩张分布特征与演化趋势。结果表明:(1) 30年来大湾区的不透水地表面积从1839.34 km2持续增长至12 385.93 km2。城市化进程进入21世纪后明显加快,整体形成了广、深、港、澳等中心城市带动,各次级城市组团,网络结构发展的空间扩张格局。(2)大湾区不透水地表重心位于广州番禺与佛山顺德交界处附近,城市建设扩张靠近大陆海岸带区域,范围不断扩大。广、莞、佛等地的城市建设极大带动了不透水地表重心与方向的变化;(3)城市建设以珠江支流与大陆海岸线为轴心扩张的特征明显,各地核心城区与海湾区域的建设扩张共同构成了大湾区的发展核心,整体形成了中心城区为主、大陆海岸线为辅的协同发展趋势。粤港澳大湾区建设已上升为国家战略,未来需进一步强化内部各城市间的要素交互,在发挥核心城区辐射引领作用的同时,充分利用沿海产业优势,带动实现大湾区的城乡融合发展。

关键词：粤港澳大湾区城市群不透水地表 1987-2017年重心标准差椭圆梯度分析演化趋势

不透水地表对城市水环境的负面影响及缓解措施

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城市问题 2014年第11期 50-55页

作者：姜芊孜王志芳李明翰北京大学城市与环境学院北京大学建筑与景观设计学院美国德克萨斯农工大学

梳理了不透水地表对城市水环境的负面影响,如地表径流量和洪峰流量增大、河道拓宽与侵蚀、河流水质下降及水生生物多样性降低等。为控制不透水地表无序增长,缓解其对城市水环境的负面影响,从规划技术及法律行政等非工程技术两方面,分别... 详细信息

梳理了不透水地表对城市水环境的负面影响,如地表径流量和洪峰流量增大、河道拓宽与侵蚀、河流水质下降及水生生物多样性降低等。为控制不透水地表无序增长,缓解其对城市水环境的负面影响,从规划技术及法律行政等非工程技术两方面,分别提出了具体策略。

关键词：不透水地表雨洪管理城市水环境策略

京津唐城市群不透水地表增长格局以及水环境效应

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地理学报 2011年第11期66卷 1486-1496页

作者：匡文慧刘纪远陆灯盛中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 Indiana University Indianapolis 47405 USA

不透水地表(Impervious Surface Area,ISA)时空格局是城市化与全球环境变化交互影响下的土地利用/覆盖变化—生态系统过程—区域气候变化相互作用机理以及导致的环境效应研究的重要内容。如何快速准确地实现区域尺度不透水地表遥感信息... 详细信息

不透水地表(Impervious Surface Area,ISA)时空格局是城市化与全球环境变化交互影响下的土地利用/覆盖变化—生态系统过程—区域气候变化相互作用机理以及导致的环境效应研究的重要内容。如何快速准确地实现区域尺度不透水地表遥感信息的获取是上述研究面临的重要瓶颈问题。本研究嵌入中国LUCC信息改进了基于MODISNDVI与夜间灯光指数(DMSP-OLS)提取不透水地表信息的方法,反演了2000年与2008年京津唐城市群2期250m不透水地表信息,进而分析其变化的时空格局,结合子流域单元与河流污染物监测数据评价其对海河流域地表水环境的影响。结论表明:受环渤海经济区,天津滨海新区开发等政策的影响,京津唐城市群在21世纪初8年不透水地表沿着城—乡梯度带、城市交通廊道及海岸带高速增长。城乡建设用地不透水地表增长呈现显著的时空差异特征,由于北京市受人口-资源-环境的压力,产业发展不断向周边地区转移,天津与河北唐山、廊坊、秦皇岛三市具有更快的不透水地表增长速度。京津唐城市群城市高密度的不透水地表分布对于海河流域地表水环境产生严重影响,不透水地表的增长加剧了流域河流水质的污染程度。同时也发现,子流域不透水地表面积比例与COD、NH3-N浓度均值呈现显著的线性关系。

关键词：不透水地表水环境城市遥感京津唐城市群

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中国沿海不透水地表变化特征分析

资源科学 2016年第5期38卷 814-824页

作者：翟俊肖桐杨旻孙晨曦环境保护部卫星环境应用中心北京100094

海岸带是当前经济发展的前沿地带,由于其便利的交通环境使得人类对该区域的利用程度逐渐增强。同时海岸带地区也是生态系统较为脆弱的地区,是生态系统的交错区和过渡带,长期的过度开发与利用势必会导致该区域生态环境的恶化。本文以遥... 详细信息

海岸带是当前经济发展的前沿地带,由于其便利的交通环境使得人类对该区域的利用程度逐渐增强。同时海岸带地区也是生态系统较为脆弱的地区,是生态系统的交错区和过渡带,长期的过度开发与利用势必会导致该区域生态环境的恶化。本文以遥感获取的区域不透水地表分布数据为基础,对研究区内不透水地表面积与区域经济社会发展的关键指标进行了相关分析,通过分析海岸带10km缓冲区内不透水地表扩展与生态用地之间的占补关系发现:(1)2000-2008年,中国海岸带不透水地表面积持续增加,与经济和人口要素呈正相关关系。总体来看,相比人口密度,沿海各县GDP密度与区域地表不透水率具有更好的相关性。9年间,沿海地区GDP密度明显提升,沿海各县平均增加了2986.8万元/km^2。人口密度平均增加了181人/km^2;(2)从2000-2008年,中国海岸带不透水地表的扩展包括新增不透水地表和不透水率增加。新增不透水地表主要以占用耕地和生态用地为主。不透水地表的扩展受到当地自然地理特征的制约,例如地形、海拔、坡度等因素;(3)本研究选取的七个典型区海岸带不透水地表扩展均以占用耕地为主,但在不同缓冲区范围内,不透水地表占用耕地和生态用地强度表现出明显的区域差异特点。南部的三个典型区(北部湾、海峡西岸、珠三角)海岸带不透水地表的扩展占用生态用地强度高于北部三个典型区(京津唐、辽东湾及辽东半岛、山东半岛),这主要由于这些区域生态用地面积比例较高而引起。在未来的海岸带保护与开发规划中,应综合考虑生态本底的区域差异,进而寻求更合理的生态用地、耕地和建设用地比例。

关键词：不透水地表海岸带社会经济生态用地空间分析

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武汉市不透水地表时空格局分析

地理科学 2017年第12期37卷 1917-1924页

作者：张扬刘艳芳刘以武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

根据植被-不透水地表-土壤(V-I-S)模型,以武汉市2002、2009、2015年3期Landsat影像为数据源,利用线性光谱混合模型进行亚像元分解获取不透水地表比例的空间分布。在此基础上采用梯度分析、景观格局指数等方法对研究区内不透水地表空间... 详细信息

根据植被-不透水地表-土壤(V-I-S)模型,以武汉市2002、2009、2015年3期Landsat影像为数据源,利用线性光谱混合模型进行亚像元分解获取不透水地表比例的空间分布。在此基础上采用梯度分析、景观格局指数等方法对研究区内不透水地表空间格局及变化进行分析。得到以下结论:武汉市2002、2009、2015年的平均不透水地表比例分别是27.53%,34.65%,40.51%,呈不断增长的趋势。主城区的不透水地表比例明显高于新城区,但新城区不透水地表比例增加幅度大于主城区。武汉市不透水地表主要沿长江、汉江两条轴线分布,随着与城市中心距离的增大,不透水地表比例递减后趋于稳定,三环线内4 km和三环外10 km范围是平均不透水地表比例增量最大的圈层。2002~2015年,武汉市由自然地表与极低盖度等级占主导的景观格局逐渐演变为以中高盖度不透水盖度等级占主导。

关键词：线性光谱混合模型不透水地表景观格局武汉市

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土地利用及不透水地表对河流流量的影响

自然资源学报 2011年第6期26卷 1012-1020页

作者：田迪李叙勇 Donald E.Weller 白中科中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国地质大学土地科学技术学院北京100083 美国史密森尼环境研究中心美国马里兰21037-0028

利用美国地质调查局的逐日连续流量数据计算了美国切斯比克湾地区150个小流域的34个河流流量指标,并在整个区域和划分的3个自然地理区对选择的17个指标与4种土地利用类型和不透水地表做了相关分析。结果表明,森林在降水较少的冬春两季... 详细信息

利用美国地质调查局的逐日连续流量数据计算了美国切斯比克湾地区150个小流域的34个河流流量指标,并在整个区域和划分的3个自然地理区对选择的17个指标与4种土地利用类型和不透水地表做了相关分析。结果表明,森林在降水较少的冬春两季增加流量,雨量较高的秋季减少流量,森林面积比例的增加可以削减洪峰、延长洪峰历时、稳定流量变化。农业用地比例的增加表现为稳定流量变化,延长洪峰历时,在高原地区还可以削减洪峰流量。草地比例的提高均表现为削减洪峰流量,稳定流量变化,延长洪峰历时。随着不透水地表面积增加,洪峰流量、雨季、汛期和年流量增加,流量变化加剧,洪峰历时减少,不同地理区对不透水地表的水文响应也有所不同。

关键词：土地利用不透水地表流量指标水文响应

基于不透水地表扩展的南昌市景观生态风险评价

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水土保持研究 2023年第3期30卷 448-459页

作者：胡梦姗叶长盛顾茉莉东华理工大学地球科学学院南昌330013

[目的]景观生态风险是识别区域生态风险和衡量区域生态安全的有效指标。基于不透水地表构建,可直观判定人类活动对风险形成及恶化的环境响应。分析区域景观生态风险评价及风险加剧区的影响因素,对遏制风险加剧区的滋生与蔓延具有科学意... 详细信息

[目的]景观生态风险是识别区域生态风险和衡量区域生态安全的有效指标。基于不透水地表构建,可直观判定人类活动对风险形成及恶化的环境响应。分析区域景观生态风险评价及风险加剧区的影响因素,对遏制风险加剧区的滋生与蔓延具有科学意义及实践价值。[方法]以南昌市为例,获取不透水地表信息构建景观生态风险指数,分析其时空演变特征,运用地理探测器对研究区景观生态风险的影响因素进行测度。[结果](1) 2010-2020年南昌市不透水地表面积剧烈增长,由648.63 km^(2)增至1 075.12 km^(2),农用地及生态用地资源不断下降,不透水地表主要由耕地、林地、水域等景观转换而来,人类活动干扰程度加大;(2) 2010-2020年南昌市景观生态风险指数空间分布以“中间低-两边高”呈现,平均值整体下降。2010年、2015年、2020年南昌市景观生态高风险区面积分别为519.73 km^(2),324.82 km^(2),365.04 km^(2),景观生态高风险区面积先降后升,区域以景观生态中高风险区及中风险区为主;(3) 2010年、2015年、2020年南昌市景观生态风险的影响因素由社会经济因子与距离因子为主导,影响因子的交互作用均大于单因子的解释程度,距离因子对自然气候因子与社会经济因子具有正向提升作用;(4)南昌市景观生态风险加剧区以林地、水域、耕地等景观类型为主,加剧区是自然环境、社会经济及可达性等多重因素导致,但人为活动影响更为突出。[结论]南昌市景观生态状况向好。自然环境、社会经济、距离等因子对景观生态风险指数及风险加剧区的影响呈现差异性和交互性。研究结果对维护区域生态安全和可持续发展具有重要意义。

关键词：景观生态风险不透水地表影响因素地理探测器南昌市

气溶胶光学厚度和不透水地表覆盖度对城市热岛强度的影响——以关中地区为例

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生态学报 2021年第22期41卷 8965-8976页

作者：张秀王旭红郑玉蓉崔思颖杨霞蒋子琪西北大学城市与环境学院西安710127 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127 陕西西安城市生态系统定位观测研究站西安710127

城市热岛效应(UHI)是人们最为关注的城市生态环境热点问题之一,城市热岛及其影响因子的研究对生态城市建设具有重要意义。利用城市热岛足迹(UHI FP)、局部G^(∗)指数、Pearson相关系数以及气溶胶定量归因分析法研究了气溶胶光学厚度(AOD... 详细信息

城市热岛效应(UHI)是人们最为关注的城市生态环境热点问题之一,城市热岛及其影响因子的研究对生态城市建设具有重要意义。利用城市热岛足迹(UHI FP)、局部G^(∗)指数、Pearson相关系数以及气溶胶定量归因分析法研究了气溶胶光学厚度(AOD)和不透水地表覆盖度(ISP)对城市热岛的影响。研究结果表明:在2000—2018年间,关中地区西安及咸阳(西咸)城区的白天/夜晚城市热岛足迹均有显著增加,城市热岛效应逐年增强。西咸白天/夜晚城市热岛足迹范围比宝鸡市大,城市热岛现象更为明显。西咸城区夜晚热岛足迹范围内被地表温度(LST)高值所占据,夜晚城市热岛效应比白天更明显。宝鸡市虽然热岛足迹范围增减幅度不大,但足迹内白天/夜晚LST次热区面积逐渐增大,城市热岛效应日趋增强。西咸、宝鸡市城区的夜晚城市热岛强度(ΔT)与不透水地表覆盖度呈显著正相关关系,与城乡气溶胶光学厚度之差(ΔAOD)呈明显负相关性。西咸城乡ΔAOD为负,对城市热岛强度的平均贡献度为(0.41±0.14)℃;宝鸡市城乡ΔAOD为正,其平均贡献度为(-0.26±0.25)℃。综上所述,城市不透水地表面积的扩张会使城市热岛效应进一步加剧,西咸与宝鸡市城区气溶胶浓度的增加会抑制城市热岛的形成,但综合其他因子的影响作用,西咸与宝鸡市城市热岛强度仍在逐年增加。

关键词：城市热岛足迹不透水地表局部G^(∗)指数 Pearson相关系数 AOD归因分析