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滹沱河流域生态环境动态遥感评价

环境科学 2024年第5期45卷 2757-2766页

作者：李艳翠袁金国刘博涵郭豪河北师范大学地理科学学院石家庄050024 河北省环境变化遥感识别技术创新中心石家庄050024 河北省环境演变与生态建设省级重点实验室石家庄050024

滹沱河流域横跨山西和河北两省,自2000年以来由于经济发展,城市扩建,滹沱河一度断流,但随着国家对生态文明建设的重视和南水北调工程的实施,滹沱河流域生态保护成效显著提升.基于GEE平台选取MODIS数据、Landsat数据和夜光遥感数据等,利... 详细信息

滹沱河流域横跨山西和河北两省,自2000年以来由于经济发展,城市扩建,滹沱河一度断流,但随着国家对生态文明建设的重视和南水北调工程的实施,滹沱河流域生态保护成效显著提升.基于GEE平台选取MODIS数据、Landsat数据和夜光遥感数据等,利用生态环境指数(EI)中的生物丰富度指数、植被覆盖指数、土地胁迫指数和污染负荷指数以及遥感生态指数(RSEI)中的湿度指数相结合生成新的评价指标体系,利用变异系数法和熵权法对指标赋权并构建生态环境评价模型,对2000~2020年滹沱河流域进行生态环境质量评价和分级,并运用地理探测器对其驱动因子进行解释.结果表明:①时间尺度上,2000~2015年滹沱河流域的生态环境处于“衰退期”,2015~2020年滹沱河处于“恢复期”.从格网尺度上看,流域内中部地区生态环境质量呈现逐年提高的状态;流域内西部和东部地区,“衰退期”生态环境质量逐年降低,“恢复期”生态环境质量有所提高.②热点分析表明,滹沱河流域的生态环境质量呈现“中间高两侧低”的空间分布状态.冷点区域集中分布于东部和南部的城市乡镇地区,零星分布于西侧河谷地区.③地理探测分析表明,单因子探测驱动因子主要为人口密度、植被净初级生产力(NPP)、植被覆盖度(FVC)和地貌类型.交互探测的主导因子为“地貌类型+FVC”.随着生态文明建设不断深入和《滹沱河保护条例》的颁布实施,结合流域内不同的自然环境和社会特征等因子,滹沱河流域生态环境评价研究可为因地制宜地改善生态环境政策提供数据支持.

关键词：滹沱河流域生态环境指数(EI) 遥感生态指数(RSEI) 谷歌地球引擎(GEE) 地理探测器

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坡地植物篱生态系统服务研究进展

环境工程技术学报 2023年第6期13卷 2279-2288页

作者：陈艳梅郭文芳高吉喜河北师范大学地理科学学院河北省环境变化遥感识别技术创新中心河北省环境演变与生态建设重点实验室生态环境部卫星环境应用中心

坡地植物篱因其成本低、生态功能显著,已成为一项重要的坡地改良生物工程技术。梳理坡地植物篱技术相关研究成果,从生态系统服务新视角,阐述其概念与分类、品种选择与空间结构的技术要点,探讨坡地植物篱所具有的支持服务、调节服务、供... 详细信息

坡地植物篱因其成本低、生态功能显著,已成为一项重要的坡地改良生物工程技术。梳理坡地植物篱技术相关研究成果,从生态系统服务新视角,阐述其概念与分类、品种选择与空间结构的技术要点,探讨坡地植物篱所具有的支持服务、调节服务、供给服务等,分析当前相关研究存在的问题,提出未来应加强坡地植物篱生态系统服务的理论基础与评估方法体系研究,探究坡地植物篱提供生态系统服务的微观机理,完善其选种、空间配置和管理等综合技术体系,逐步加大试种范围和推广力度。

关键词：坡地植物篱生态系统服务选种空间配置人类福祉

结合地基PM观测资料构建京津冀MODIS AOD完整数据集

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环境科学学报 2024年

作者：魏强宋春杰李梦诗段继福李夫星韩芳李伟妙王卫河北师范大学地理科学学院河北省环境演变与生态建设实验室河北省环境变化遥感技术识别创新中心

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题，本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS＿MYD\MOD04＿L2日值数据和地基PM2.5浓度观测日值数据，经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM2.... 详细信息

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题，本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS＿MYD\MOD04＿L2日值数据和地基PM2.5浓度观测日值数据，经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM2.5浓度数据的嵌套式时空混合效应模型转换融合和基于上述两种融合产品的时空克里金插值融合等方法集成，建立了研究区完整的AOD日值数据集.结果显示：经AERONET AOD数据验证，双星MODIS AOD融合结果 R2为0.87,RMSE为0.27；混合效应模型转换融合结果 R2为0.82,RMSE为0.31；时空克里金插值融合结果 R2为0.83,RMSE为0.28. AOD数据年平均每日空间覆盖率从MODIS原始数据的58.36%提高到时空克里金插值融合后的98.00%. MODIS AOD多算法多星数据融合的作用是增强与PM2.5浓度日均值数据在时间尺度上的匹配度.地基PM2.5浓度转换融合的作用一是补充区域内分布较均匀的局域AOD相对高值数据，保障了后续时空克里金插值的整体精度；二是能改善大片区域原始AOD数据缺失问题，可明显提高插值的时空覆盖率.所设计的数据融合方法体系，具有方法较简便、精度较高、数据集完整性好的特点.

关键词： MODIS AOD 地基PM 观测数据逆方差加权嵌套式时空混合效应模型时空克里金插值京津冀

京津冀内陆平原区PM_(2.5)浓度时空变化定量模拟

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环境科学 2018年第4期39卷 1455-1465页

作者：郝静孙成郭兴宇王卫刘方田党海燕河北师范大学资源与环境科学学院石家庄050024 河北省环境演变与生态建设实验室石家庄050024

近年来我国京津冀地区霾污染日趋严重,为揭示该地区PM_(2.5)时空变化特征,以京津冀内陆平原为研究区,以MODIS AOD数据作为主要预测因子,采用混合效应模型建立研究区2013~2014年AOD-PM_(2.5)逐日变化的关系模型.利用十折交叉验证法对模... 详细信息

近年来我国京津冀地区霾污染日趋严重,为揭示该地区PM_(2.5)时空变化特征,以京津冀内陆平原为研究区,以MODIS AOD数据作为主要预测因子,采用混合效应模型建立研究区2013~2014年AOD-PM_(2.5)逐日变化的关系模型.利用十折交叉验证法对模型拟合进行验证.结果表明,采用混合效应模型对AOD-PM_(2.5)进行时间上的校准能够提高二者间的相关性,模型拟合的PM_(2.5)质量浓度与地面实测值间的R^2为0.78,经过交叉验证后R^2为0.70,RMSE、RPE分别为20.80μg·m^(-3)、28.76%.针对研究区冬季AOD有效值非随机性缺失带来的采样偏差,用校正因子对模型预测的2013~2014年间PM_(2.5)平均浓度进行校正,结果表明研究区内PM_(2.5)平均浓度均高于75μg·m^(-3),南部和西部地区的PM_(2.5)浓度相对较高,北部和东部地区PM_(2.5)浓度相对较低,呈现出"南高北低、西高东低"的分布趋势.研究结果表明混合效应模型能够适用于近地面PM_(2.5)监测,也为该区域大气颗粒物污染治理提供了科学依据.

关键词： PM2.5 气溶胶光学厚度混合效应模型十折交叉验证京津冀内陆平原区

人为干预对太行山坡地核桃林土壤理化性质的影响

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林业科学研究 2023年第1期36卷 154-165页

作者：李鑫刘倩愿郭文芳王佳乐刘亚楠李涵聪陈艳梅河北师范大学地理科学学院/河北省环境变化遥感识别技术创新中心/河北省环境演变与生态建设重点实验室河北石家庄050024

[目的]探究人为干预对山区坡地人工经济林土壤理化性质的影响,为森林土壤恢复和可持续经营提供科学依据。[方法]以太行山坡地未管理、清理灌草、清理灌草施肥这3种干预方式的核桃林为研究对象,通过野外调查和室内实验比较分析3种干预对... 详细信息

[目的]探究人为干预对山区坡地人工经济林土壤理化性质的影响,为森林土壤恢复和可持续经营提供科学依据。[方法]以太行山坡地未管理、清理灌草、清理灌草施肥这3种干预方式的核桃林为研究对象,通过野外调查和室内实验比较分析3种干预对核桃林土壤理化性质影响,并采用主成分分析法对土壤质量综合评价。[结果](1)不同人为干预的核桃林土壤理化性质差异明显,未管理的土壤黏粒、粉粒、电导率、有机碳、全氮、全磷最高,土壤砂粒、含水量最低;清理灌草的土壤黏粒、粉粒、电导率、有机碳、全氮等较未管理显著降低(p清理灌草施肥(-0.820)>清理灌草(-1.258),表明未管理的核桃林土壤质量较好,清理灌草的核桃林土壤质量最差,清理灌草施肥的核桃林土壤质量改善效果不大。[结论]人为干预显著影响太行山坡地核桃林土壤理化性质并造成土壤质量差异,因此在经营核桃林时应注重人为干预的调控管理。

关键词：人为干预核桃林太行山坡地土壤理化性质土壤质量评价

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河北省气溶胶标高时空变化及其成因

环境科学研究 2015年第2期28卷 190-197页

作者：成贺玺王卫杜玮璐邸兰杰牛子宁王京涛河北师范大学资源与环境科学学院河北省环境演变与生态建设实验室河北石家庄050024

以2012年河北省20个监测站的MODIS AOD(气溶胶光学厚度)和近地面水平能见度数据为基础,应用Peterson模型和高斯模型,计算气溶胶标高月均值年内变化模型系数;应用全微分近似计算原理,构建了气溶胶标高时空变化的成因模型.结果表明:1全省... 详细信息

以2012年河北省20个监测站的MODIS AOD(气溶胶光学厚度)和近地面水平能见度数据为基础,应用Peterson模型和高斯模型,计算气溶胶标高月均值年内变化模型系数;应用全微分近似计算原理,构建了气溶胶标高时空变化的成因模型.结果表明:1全省平均气溶胶标高以夏季最高,为3.298 km;春、秋季次之,分别为2.864和2.284 km;冬季最低,为1.597 km.全省气溶胶标高空间分布以夏季地域差异最显著,最大值为3.193 km;冬季地域差异最小,最大值为1.487 km.2在全省尺度上,大气颗粒物排放强度和大气边界层高度每变化1%时,将会引致气溶胶标高分别变化0.577%和0.143%,二者对气溶胶标高变化的贡献率分别为80.1%和19.9%;在省内6个次级区域尺度上,大气颗粒物排放强度越大的区域,大气边界层高度对气溶胶标高的贡献率越大,如冀中南平原、沧州沿海平原和冀东平原的贡献率分别达到63.7%、57.8%、54.2%;反之则贡献率较低,如冀中平原、冀西北山区和冀东北山区的贡献率则分别仅为45.4%、32.6%、8.6%.

关键词：气溶胶标高气溶胶光学厚度(AOD) 水平能见度河北省

滹沱河流域植被NPP时空演变及其影响因子分析

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长江科学院院报 2024年

作者：袁金国杨紫妍李卓琳王文超河北师范大学地理科学学院河北省环境演变与生态建设省级重点实验室河北省环境变化遥感识别技术创新中心

探究滹沱河流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity，NPP)的时空演变规律对于认知和改善周边生态环境具有重要意义。利用MOD17A3 NPP数据，采用一元线性回归分析及变异系数等方法对滹沱河流域2003—2022年的植被NPP时空演变进... 详细信息

探究滹沱河流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity，NPP)的时空演变规律对于认知和改善周边生态环境具有重要意义。利用MOD17A3 NPP数据，采用一元线性回归分析及变异系数等方法对滹沱河流域2003—2022年的植被NPP时空演变进行分析，并将植被NPP与土地覆盖类型及地形因子结合进行了分区统计。结果表明：2003—2022年滹沱河流域植被NPP均值集中在300gC/(m2·a)～400gC/(m·a)；植被NPP最大值与平均值的峰值分别出现在2020年和2022年，具体数值为828gC/(m·a)与424.33gC/(m·a)。2003—2022年滹沱河流域植被NPP呈线性增长区域占研究区的96.46%，植被NPP相对年际变化率主要在20%～40%之间，且多年植被NPP的稳定性以较低波动为主。2003—2022年滹沱河流域植被NPP均值最低的植被覆盖类型为农用地，为331.92gC/(m·a)；最高的为草地，为384.40gC/(m·a)；随着高程、坡度的增加，植被NPP增加，从坡向看，平面的植被NPP最低。

关键词：净初级生产力(NPP) 滹沱河流域时空演变变异系数分区统计

昌黎生态监控区夏季大型底栖动物群落特征及其环境影响因子分析

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海洋湖沼通报 2019年第3期 108-118页

作者：韩志杰赵志红常欣悦丁健高伟明河北师范大学资源与环境科学学院河北省环境演变与生态建设实验室

选取2015年昌黎生态监控区夏季的大型底栖动物和环境因子的监测数据,基于ArcGIS 10.0、surfer 10和Canoco 4.5软件平台,采用Shannon-Weaver多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(dMa)、典型对应分析法(CCA)等,对2... 详细信息

选取2015年昌黎生态监控区夏季的大型底栖动物和环境因子的监测数据,基于ArcGIS 10.0、surfer 10和Canoco 4.5软件平台,采用Shannon-Weaver多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(dMa)、典型对应分析法(CCA)等,对2015年夏季监控区大型底栖动物群落结构特征以及与环境因子的关系进行综合分析。结果表明:夏季监测到52种,其中豆形短眼蟹(Xenophthalmus pinnotheroides)、镜蛤(Dosinia corrugata)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)等为优势种,平均丰度为99.36个/m2,平均生物量为34.12 g/m2;从丰度、生物量的物种组成上看,节肢动物甲壳类、软体动物和环节动物多毛类都是监控区的主要类群;监控区大型底栖动物群落生物多样性较差;大型底栖动物群落受多种因子共同作用影响,其中底质环境的粘土含量、粉砂土含量、砂土含量和硫化物以及水质参数中的盐度和硫酸盐等6种环境因子为影响该区域群落的主要环境因子。

关键词：大型底栖动物典型对应分析环境因子昌黎生态监控区

中国航线网络联系模式对航班延误分布的影响及其近年变化

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世界地理研究 2023年第4期32卷 96-108页

作者：张一诺董雅晴路紫杜欣儒杨锦王雨晗河北师范大学地理科学学院石家庄050024 河北省环境演变与生态建设实验室石家庄050024

城市对航线贯通枢纽机场构成干线网络系统,在空中交通组织中发挥关键作用,使用2012年和2018年城市对航线数据和相关航班延误数据构建系列指示指标,旨在阐释航线网络联系模式对航班延误分布的影响,进而以研究期间的比较分析来展望其变化... 详细信息

城市对航线贯通枢纽机场构成干线网络系统,在空中交通组织中发挥关键作用,使用2012年和2018年城市对航线数据和相关航班延误数据构建系列指示指标,旨在阐释航线网络联系模式对航班延误分布的影响,进而以研究期间的比较分析来展望其变化趋势。研究结论如下:①航线网络是影响航班延误的外部性基础因素,我国枢纽机场高延误率不能完全归结为机场规模和空管水平,其与航线网络密切相关,分别由网络联系强度和网络联系结构两个方面引发了延误累积效应和延误顶端效应。②我国航线网络联系强度大多超出航空需求度,日内延误频率由低值向高值变化且持续向后端挤压,高峰时段叠置形成延误传染扩散,产生航班延误累积效应。③枢纽机场节点度和中介中心度过高,整体航线网络集聚度和平均路径长度指数偏低,枢纽机场中心优势和桥接作用使网络联系呈现寡头结构,产生航班延误顶端效应。④研究期间我国航线网络形态较为固定,缓解航班延误仍面临巨大挑战,优化空中交通功能实施流量调控是重要改革方向。

关键词：航线网络联系模式航班延误中国枢纽机场