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浮游藻类物候遥感监测研究进展

湖泊科学 2024年

作者：严照江房冲宋开山王翔宇吕云峰中国科学院东北地理与农业生态研究所长春师范大学地理科学学院

浮游藻类广泛分布于海洋和内陆水体生态系统中，其生长和发育过程具有明显的时空异质性，对气候变化的响应也极为复杂。藻类物候描述了其在长期适应气候、水质和人类干预等因素下的周期性变化，从而形成一种与环境条件相适应的生长发育... 详细信息

浮游藻类广泛分布于海洋和内陆水体生态系统中，其生长和发育过程具有明显的时空异质性，对气候变化的响应也极为复杂。藻类物候描述了其在长期适应气候、水质和人类干预等因素下的周期性变化，从而形成一种与环境条件相适应的生长发育节律。它主要包括藻类的出现时间、增长高峰以及减少或消亡的时间等特征。遥感技术通过高时空分辨率持续获取叶绿素a浓度数据（浮游藻类生物量的估算指标），实现对藻类物候的长期监测。本文详细地回顾了近年来遥感藻类物候监测和提取方法的进展，指出目前存在的问题与不足，并对未来的发展趋势进行展望。首先，回顾了现有卫星遥感提供大范围时空连续的藻类生长信息。其次，总结了浮游藻类物候阶段的监测，以及估计藻类特定物候阶段的方法。同时，介绍了用于遥感时间序列估算藻类物候的常用数据处理方法，探讨了浮游藻类物候特性的变化趋势。最后，探索了可能影响藻类物候变化的因素和驱动机制。基于以上的分析，本文指出未来藻类物候遥感的研究应重点关注：（1）开发并验证适用于不同水域环境的通用算法，结合机器学习等智能算法改进物候模型，以提高物候监测精度和算法的业务化应用水平。（2）结合数值模型和生态系统动态模型，深入研究浮游藻类物候背后的驱动机制。

关键词：藻类物候叶绿素a 海洋和内陆水体

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中国陆上风电开发土地需求的定量研究

中国人口·资源与环境 2024年第5期34卷 46-57页

作者：张力小陈云钊张鹏鹏李雨芩武子凡杨娜北京师范大学环境学院北京 100875 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京 100875 河北师范大学地理科学学院河北石家庄 050024

随着气候变化、能源短缺等问题的日益突出,大规模开发可再生清洁能源已成为世界各国的普遍选择.其中,陆上风电以其技术成熟、安全高效的优势,在全球能源转型的进程中发挥着重要作用.然而,风能资源具有能量密度低、不稳定和空间分散等特... 详细信息

随着气候变化、能源短缺等问题的日益突出,大规模开发可再生清洁能源已成为世界各国的普遍选择.其中,陆上风电以其技术成熟、安全高效的优势,在全球能源转型的进程中发挥着重要作用.然而,风能资源具有能量密度低、不稳定和空间分散等特点,大规模开发陆上风电需要大量土地资源支撑.为保障碳中和目标下风电发展的土地资源需求,该研究对中国陆上风电的土地占用情况进行了定量研究.首先,以排他性为界定标准,从时空维度重新划分了风电场土地占用类型.其次,融合样本参数法和α形状算法,分类核算了中国现有陆上风电场的占地面积.最后,综合考虑风电技术发展趋势,系统模拟预测了碳中和目标下不同发展情景的中国风电用地需求.结果表明:①基于排他性原则,风电场总占地面积在空间维度上可分为直接影响区域和间接影响区域两部分;直接影响区域在时间维度上可分为永久用地和临时用地两部分.②2022年中国陆上风电场风机基础占地、永久用地、临时用地和直接影响区域占地面积分别达到48.28 km2、352.08 km2、1 234.86 km2和1 638.81 km2.③2022年中国陆上风电场间接影响区域占地面积和总占地面积分别达到了9.81×104 km2和9.99×104 km2,总占地面积几乎与全国城镇总用地面积相当.④与当前技术水平情景相比,技术进步与风机换代情景下,2060年中国风电各类用地需求均有大幅下降,且用地需求在2050年前后达到峰值,风电机组的大型化替代对土地资源的节约潜力巨大.因此,完善风电建设用地标准、提升风电开发用地效率、统筹推进海上风电建设,是协同风能资源开发与土地资源可持续利用的重要路径.

关键词：风电场排他性用地强度面积核算土地需求

来源：博看期刊评论

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黄河中游地区生态系统健康及其影响因子分析

环境科学 2024年

作者：李魁明王晓燕李婷婷唐彦东防灾科技学院应急管理学院河北省资源环境灾变机理及风险监控重点实验室首都师范大学资源环境与旅游学院

科学测度区域生态系统健康及其影响因子对于推动可持续发展具有重要的实践意义。基于“组织力-活力-弹性-服务（VORS）”框架，评估了2000年、2010年和2020年黄河中游地区县域生态系统健康水平，并利用地理加权回归（GWR）模型进一步识... 详细信息

科学测度区域生态系统健康及其影响因子对于推动可持续发展具有重要的实践意义。基于“组织力-活力-弹性-服务（VORS）”框架，评估了2000年、2010年和2020年黄河中游地区县域生态系统健康水平，并利用地理加权回归（GWR）模型进一步识别了影响生态系统健康水平的主要驱动因子，结果表明，2000～2020年间黄河中游地区生态系统健康水平得到逐步改善，主要由生态系统活力和生态系统服务带动；黄河中游地区生态系统健康水平的空间差异显著；生态系统健康水平总体表现为空间聚合，并呈现出加强趋势；研究期内黄河中游地区生态系统健康值的空间格局发生了较大变化，其中，2000～2010年黄河中游地区生态系统健康值的空间格局基本稳定，2010-2020格局变化较大；黄河中游地区生态系统健康的主要影响因子为坡度、NDVI（归一化植被指数）、人均GDP和人为影响指数，且在空间上呈现出不同的影响特征。通过明晰黄河中游地区生态系统健康状况及其影响因子，可为推动黄河流域生态保护和高质量发展提供理论参考。

关键词：生态系统健康生态系统服务 VORS框架 GWR模型黄河中游地区

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基于区位比较优势的棉花生产集聚成因分析

中国农业资源与区划 2024年第6期45卷 96-105页

作者：郭莹于博威陈犇聂凤英中国农业科学院农业信息研究所中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所河北师范大学地理科学学院

[目的]在新发展格局下，我国棉花生产面临资源环境约束趋紧、植棉收益下滑和产业链、供应链风险加剧三大挑战。农业生产集聚是实现空间资源高效利用，提升农业生产质量效益的重要途径。为了实现棉花生产的高质量发展，系统分析基于区域... 详细信息

[目的]在新发展格局下，我国棉花生产面临资源环境约束趋紧、植棉收益下滑和产业链、供应链风险加剧三大挑战。农业生产集聚是实现空间资源高效利用，提升农业生产质量效益的重要途径。为了实现棉花生产的高质量发展，系统分析基于区域比较优势的棉花生产区位集聚成因具有重要的理论和现实意义。[方法]文章运用集中度指数和区位熵指数，分析了1949年以来棉花生产区位集聚变化的地理集聚特征和区域比较优势特征，基于2001—2021年省级层面数据，运用空间计量模型实证分析了技术水平、社会经济环境和产业政策对于棉花生产集聚产生的影响。[结果]（1）机械化程度、灌溉水平、单产水平、市场需求和目标价格补贴政策对区域棉花生产集聚的正向直接效应显著，验证了原假设，交通运输条件的负向直接影响显著，与原假设相反。（2）从间接效应看，除机械化率会产生负向的空间溢出外，其他因素的空间溢出效应并不显著。（3）从总效应上看，灌溉水平、单产水平、临时收储政策、目标价格补贴和良种补贴对棉花生产集聚都产生了显著影响，验证了原假设。[结论]（1）科技进步、棉纱产量和产业政策是影响棉花生产集聚的主要因素。（2）从总体上看，棉花生产比较优势和生产集聚是科技进步、市场需求和政策引导共同作用的结果。（3）要依靠科技创新，发展下游产业链、优化产业政策促进棉花生产适度规模集聚和合理布局，推动棉花产业可持续和高质量发展。

关键词：比较优势棉花生产集聚成因空间计量分析高质量发展

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华南至东南亚沿海全新世环境演变与史前农业

科学通报 2024年第18期69卷 2553-2567页

作者：郑卓马婷汤永杰 Barry V.Rolett 宗永强黄康有万秋池陈聪张潇陈碧珊张绍轩中山大学地球科学与工程学院珠海519080 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519080 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室珠海基地珠海519087 Department of Anthropology University of Hawai'i at ManoaHawaii 96822USA 香港大学地球科学系中国香港999077 岭南师范学院地理科学学院湛江524048

华南至东南亚沿海地区新石器时期稻作农业的出现并成为主要经济形态显著滞后于长江下游.然而,对于制约华南沿海早期农业扩张的原因存在争议,而且一直以来缺少将考古证据与海岸带沉积与地貌演变的自然过程进行对比.本研究利用全新世孢粉... 详细信息

华南至东南亚沿海地区新石器时期稻作农业的出现并成为主要经济形态显著滞后于长江下游.然而,对于制约华南沿海早期农业扩张的原因存在争议,而且一直以来缺少将考古证据与海岸带沉积与地貌演变的自然过程进行对比.本研究利用全新世孢粉记录集成,结合沿海地区钻孔古环境数据集,探讨了华南至东南亚地区沿海平原的全新世沉积过程与时空演变特征,并对沉积孢粉记录进行了集成.研究区的时空对比表明,以丘陵海岸为主的华南沿海地区在中全新世因海平面上升和海侵作用,海岸线深入陆地丘陵边缘.从6~5 ka BP之后,沉积体系开始从海相为主过渡到陆相的沉积环境,但该时期的海岸带平原土地仍较狭窄,有限的可耕种土地限制了稻作农业的发展空间.虽然在一些南方的考古遗址中发现了5~4 ka BP的水稻相关遗存,但总体揭示的经济形态仍停留在采集、渔猎为主的范畴.三角洲的演变从4 ka BP开始,进入陆地扩张和湿地面积显著增加的阶段,大部分河口湿地和沿海陆地平原逐渐形成一定的规模.尤其在2.5 ka BP之后,三角洲进积作用使平原面积加速扩大,其快速变化与花粉记录指示的稻作农业发展阶段呈现高度的耦合.特别是秦汉前后大规模的农业人口南迁,新的移民带来了先进的集约化水稻种植农业技术,进一步促进了该地区水稻农业的快速发展,并加大了刀耕火种对森林的破坏和引发严重的水土流失.此外,从沿海平原到丘陵山地的早期农业发展也存在滞后现象.本研究揭示了华南和东南亚沿海地区海岸带平原的形成阶段与农业发展过程是基本同步的,印证了人类文明发展与自然环境变化相互制约与依存的人-地关系.

关键词：全新世新石器时代孢粉分析海岸线演变史前农业华南-东南亚

1961-2021年青海省风光水气候要素和资源时空变化特征

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高原气象 2024年

作者：段美霞高妙妮姜涵徐润宏苏布达姜彤南京信息工程大学地理科学学院/灾害风险管理研究院青海师范大学地理科学学院南京信息工程大学气候与环境治理研究院

为系统评估青海省风光水气候要素在清洁能源开发和保障方面的潜力，本研究基于1961-2021年青海省境内51个气象站点的逐日10 m高度风速、日照时数及降水观测资料，分析了青海全年及四季风、光、水气候要素和相关资源的时空变化特征。研... 详细信息

为系统评估青海省风光水气候要素在清洁能源开发和保障方面的潜力，本研究基于1961-2021年青海省境内51个气象站点的逐日10 m高度风速、日照时数及降水观测资料，分析了青海全年及四季风、光、水气候要素和相关资源的时空变化特征。研究发现：(1)青海省年平均风速、太阳辐射和降水量分别为2.67 m·s-1、 6084.2 MJ·m-2和299.7 mm。风速总体呈现西部大、东部小的特点，青海西部及青海湖环湖等地区风速超过3 m·s-1，达到风能资源开发标准。全境年太阳辐射均超过5040 MJ·m-2，达国标“很丰富”等级，柴达木盆地达“最丰富”等级，适宜太阳能资源开发。降水量自东南向西北递减。青海省的风、光、水资源存在季节互补性，呈现出“春季风大、光好、水少，夏季风小、光好、水丰”的规律。(2)在气候变化背景下，青海省年平均风速和年总太阳辐射以0.16 m·s-1·(10a)-1和29.04 MJ·m-2·(10a)-1的速率显著降低，海西西部和中部地区变化幅度最大，但仍维持在风能和光伏资源开发标准范围内。降水量以8.85 mm·(10a)-1的速率显著增多，玉树西部、海西东部等地区增幅最大。春季风速降低最显著，夏季太阳辐射减小速率最快但降水大幅增加。总云量增多是太阳辐射和降水变化的可能原因。(3)青海风速和太阳辐射达到适宜开发标准的地区受影响较小且极端性减弱，可保障清洁能源稳定开发。青海西部(如唐古拉山)的风能资源、柴达木盆地的太阳能资源、长江、黄河和澜沧江三大流域的水能资源仍具有较大开发潜力。本研究结果可为发展风光水多能互补清洁能源开发提供理论依据，助力国家“双碳”目标的实现和青海省高质量发展。

关键词：风速降水太阳辐射气候资源青海省

巢湖近湖面大气温室气体(GHGs)浓度时空分布特征

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安徽师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期47卷 246-254页

作者：苗雨青洪炜林孙奕琳孙方虎孟赫男罗浩安徽师范大学地理与旅游学院江淮流域地表过程与区域响应安徽省重点实验室安徽芜湖241002 河北省科学院地理科学研究所河北石家庄050000 河北省地理信息开发应用技术创新中心河北石家庄050000

为了解近湖面大气温室气体(GHGs:CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O)浓度的时空变化特征及影响因素,分别于2017年2月、4月、8月和11月采集巢湖15个样点的近湖面大气和表层水体,测定大气GHGs浓度和水样的理化参数。结果显示:①观测期间巢湖近湖面大... 详细信息

为了解近湖面大气温室气体(GHGs:CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O)浓度的时空变化特征及影响因素,分别于2017年2月、4月、8月和11月采集巢湖15个样点的近湖面大气和表层水体,测定大气GHGs浓度和水样的理化参数。结果显示:①观测期间巢湖近湖面大气GHGs浓度均已超过2017年全球本底平均浓度,应引起有关部门的足够重视。②近湖面大气GHGs浓度时空变化特征表现为:时间上,整个湖区冬季大气GHGs浓度显著高于其它季节;空间上,大气GHGs浓度在不同湖区的差异不显著,这可能是受到风向和湖泊周边土地利用类型的共同影响所致。③通过相关性分析发现近湖面大气GHGs浓度时空分布格局与所测水体相关指标并不存在强相关性,说明湖泊GHGs内源生产对近湖面大气GHGs的贡献很小;结合区域风向数据分析发现陆源(城市、农田)GHGs的大气输送是影响巢湖近湖面大气GHGs时空分布格局的主要因素。

关键词：巢湖大气温室气体时空变异风向

熵权法和TOPSIS模型协同下的黄河流域(甘肃段)水资源承载力时空变化分析

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测绘通报 2024年第10期 18-24页

作者：杨学文刘小慧叶萍萍王旭峰张亚利甘肃省基础地理信息中心甘肃省自然资源卫星应用技术中心中国科学院西北生态环境资源研究院西北师范大学地理与环境科学学院

本文基于2009、2012、2015、2018、2021年统计、国土调查和影像数据，采用熵权法和TOPSIS模型协同分析黄河流域(甘肃段)57个县级行政区的水资源承载力水平。结果表明：(1)2009—2021年，黄河流域(甘肃段)水资源子系统、社会经济子系统... 详细信息

本文基于2009、2012、2015、2018、2021年统计、国土调查和影像数据，采用熵权法和TOPSIS模型协同分析黄河流域(甘肃段)57个县级行政区的水资源承载力水平。结果表明：(1)2009—2021年，黄河流域(甘肃段)水资源子系统、社会经济子系统和生态环境子系统等级低和较低的县级行政区数量明显减少，等级高和较高的数量增加；(2)黄河流域(甘肃段)水资源承载力为不理想的区域集中位于陇中及陇东，水资源承载力为中等理想、较理想和理想的区域集中在玛曲、碌曲、卓尼及夏河县等甘南高原区域；(3)研究时期内，黄河流域(甘肃段)大部分区域水资源承载力为稳定或提高，这也反映了近20年环境治理成效显著，水源涵养能力与水资源综合利用效率稳步提升。

关键词：水资源承载力指标体系熵权法 TOPSIS模型黄河流域(甘肃段)

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基于PLUS—InVEST模型的武烈河流域碳储量的动态变化及预测

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环境生态学 2024年第4期6卷 10-18页

作者：王冶杨越李薇薛忠财林秋燕许墨含河北民族师范学院资源与环境科学学院河北承德067000 河北省山区地质环境重点实验室河北承德067000 河北承德第一中学河北承德067000

武烈河流域是京津冀生态屏障区的重要组成部分,探究其土地利用/覆盖变化对碳储量时空变化的影响有利于提升该区的碳汇贡献。本研究运用PLUS—InVEST模型评估武烈河流域2000—2020年及2030年3种情景(自然发展情景、经济发展情景和生态保... 详细信息

武烈河流域是京津冀生态屏障区的重要组成部分,探究其土地利用/覆盖变化对碳储量时空变化的影响有利于提升该区的碳汇贡献。本研究运用PLUS—InVEST模型评估武烈河流域2000—2020年及2030年3种情景(自然发展情景、经济发展情景和生态保护情景)的碳储量动态变化,并探讨土地利用/覆盖变化对碳储量的影响。研究结果如下:2000—2020年,耕地和草地减少,建筑用地和未利用地增加,林地和水域变化不大;2000、2010和2020年的碳储量分别为39.13×10^(6)t、38.82×10^(6)t和38.60×10^(6)t,呈现逐年递减的变化趋势,与2020年相比,2030年自然发展情景下,土地利用/覆盖变化不显著,导致总体碳储量变化较小;经济发展情景下,林地和草地向其他地类型的转化,导致碳储量减少5.52%;生态保护情景下,耕地、建筑用地向林地、草地的转化,使碳储量增加3.40%。生态保护情景更能有效地提升武烈河流域碳储量,研究结果可为优化武烈河流域的土地利用/覆盖格局和促进碳储存生态服务的可持续发展提供科学依据。

关键词：土地利用/覆盖变化碳储量 PLUS模型 InVEST模型多情景模拟