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基于高光谱卫星影像的生长期互花米草指数构建

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遥感学报 2024年第3期28卷 635-648页

作者：邵春晨杨刚孙伟伟左阳嫣葛苇婷杨素素宁波大学地理与空间信息技术系宁波315211 宁波大学东海研究院宁波315211 宁波陆海国土空间利用与治理协同创新中心宁波315211

近年来外来入侵植物互花米草迅速扩张,对沿海区域经济社会的发展造成了一定干扰,占据生态位,危害当地生态系统稳定。精确的互花米草监测与制图对湿地生态系统的保护与恢复具有重要意义。当前研究识别互花米草以监督分类方法为主,这一类... 详细信息

近年来外来入侵植物互花米草迅速扩张,对沿海区域经济社会的发展造成了一定干扰,占据生态位,危害当地生态系统稳定。精确的互花米草监测与制图对湿地生态系统的保护与恢复具有重要意义。当前研究识别互花米草以监督分类方法为主,这一类方法所需样本量大、分类器复杂多样,大区域互花米草的精细识别计算量大、效率低,而且精度对样本质量的依赖性强。为了提高大区域互花米草快速精细识别的能力,本研究提出了一种基于高光谱数据构建生长期互花米草指数的方法,利用互花米草与其他盐沼湿地植被在近红外波段和短波红外波段存在明显光谱差异的特性,选取差异敏感波段构建互花米草指数,增大复杂滨海湿地环境下互花米草与其他盐沼湿地植被的特征差异,有效减少“异物同谱”造成的滨海盐沼湿地植被难区分的现象。本研究选取黄河三角洲湿地和盐城滨海湿地区域作为研究对象,通过野外调查和Google Earth高分辨率影像生成样本数据集,基于生长期互花米草指数构建决策树对互花米草进行精细识别,与NDVI、EVI、支持向量机、随机森林、最大似然和人工神经网络方法进行互花米草提取结果对比验证。结果表明,基于互花米草指数构建决策树的方法可快速、准确地实现复杂湿地生态系统中互花米草的提取,提取精度优于其他方法,在大区域互花米草快速识别方面具有更高的潜力。

关键词：遥感互花米草植被指数互花米草指数高光谱数据 ZY1-02D

长江经济带城市绿色技术创新对碳排放影响的空间效应研究

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长江流域资源与环境 2024年

作者：周灿刘文丽林声甜颜佳娜王雅棋浙江工商大学经济学院浙江工商大学旅游与城乡规划学院

推进经济绿色低碳转型是贯彻新时代习近平生态文明思想的必然要求，绿色技术创新作为实现“双碳”目标的核心支撑，但学界尚缺乏对发展中国家绿色技术创新对碳排放的影响及其空间效应的深入探讨。基于2006～2020年长江经济带110个城市... 详细信息

推进经济绿色低碳转型是贯彻新时代习近平生态文明思想的必然要求，绿色技术创新作为实现“双碳”目标的核心支撑，但学界尚缺乏对发展中国家绿色技术创新对碳排放的影响及其空间效应的深入探讨。基于2006～2020年长江经济带110个城市的面板数据，综合运用GIS空间分析和空间计量模型，展开绿色技术创新对碳排放影响的空间效应研究。结果表明：（1）2006～2020年长江经济带城市绿色技术创新与碳排放空间分布呈现非均衡性，绿色技术创新空间极化现象显著，由长三角地区核心城市主导，中西部省会城市协同推进的创新格局日益突出，高碳区域在下游地区连片分布，中上游地区零星分布；绿色技术创新与碳排放具有显著的空间正相关性，空间集聚演化呈现空间锁定和路径依赖。（2）绿色技术创新对碳排放的影响呈现显著的“U”型关系，空间溢出效应呈现倒“U”型相反的关系，反映出技术创新的“回弹效应”与“极化-涓滴”效应。（3）异质性分析显示，相比于资源型城市，非资源型城市绿色技术创新的碳减排效应更强，碳增排效应偏弱；上游城市绿色技术创新对碳排放的影响主要体现在短期，直接效应为“U”型，间接效应为倒“U”型，中游城市主要体现在长期，直接效应和间接效应均呈现倒“U”型，下游城市无论是短期还是长期影响都不显著。

关键词：绿色技术创新碳排放空间效应动态空间杜宾模型长江经济带

基于自然与人文耦合视域的高寒生态功能区宜居性评价及阻滞因子诊断--以青海省为例

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生态学报 2024年第3期44卷 992-1008页

作者：殷悦周侃湛东升陈妤凡中国科学院地理科学与资源研究所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 浙江工业大学管理学院杭州310023 宁波大学地理与空间信息技术系宁波315211

宜居性是自然生态环境和人文社会环境的有机统一体,厘清高寒生态功能区宜居性及其阻滞因子,是精准提升生态安全屏障内宜居水平并促进其人与自然和谐共生的重要前提。基于城乡宜居性评价基本范式、顾及高寒生态功能区人居系统的独特性,... 详细信息

宜居性是自然生态环境和人文社会环境的有机统一体,厘清高寒生态功能区宜居性及其阻滞因子,是精准提升生态安全屏障内宜居水平并促进其人与自然和谐共生的重要前提。基于城乡宜居性评价基本范式、顾及高寒生态功能区人居系统的独特性,从自然与人文耦合视域构建由自然环境、居住环境、设施环境、社会环境4个维度、8个一级指标及24个二级指标组成的高寒生态功能区宜居性指标体系,以青海省45个县域单元为例定量评价其宜居性及阻滞因子,并探讨宜居性与生态重要性、社会经济发展状态的交互关系。结果显示:(1)青海省总体宜居水平偏低,并呈现由河湟谷地生态区、柴达木盆地生态区、环青海湖生态区、三江源生态区依次递减的地域分异;(2)宜居水平和生态重要性的空间耦合不协调,三江源生态区等生态重要区的宜居水平低,宜居水平与人口规模、经济发展均成正比;(3)青海省宜居性主要受到居住环境和社会环境的阻滞,生态地理分区层面,在自然因子的主要制约下,三江源生态区、环青海湖生态区、柴达木盆地生态区分别受设施、居住、社会环境的强约束;(4)针对不同生态地理分区宜居性特征提出未来人口引导及宜居性优化模式,即按宜居性及社会经济生态引力明确人口集聚型、疏散型和稳定型3种空间集疏类型,通过人口城镇化、就业移民、教育移民等跨区域移民及就近生态移民增强宜居性与人口分布的空间适配性,以三江源生态区等弱势区域以及饮水设施、道路设施、物流配送、网络通讯等基础设施阻滞因子为重点,提升高寒生态功能区人居系统的设施配置与供给能力。

关键词：宜居性阻滞因子自然与人文耦合生态地理分区高寒生态功能区

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基于连续变化检测和分类算法的动态遥感生态指数构建

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生态学报 2024年第2期44卷 497-510页

作者：张书孙超胡茗郑嘉豪刘永超宁波大学地理与空间信息技术系宁波315211 浙江省协同创新&宁波市高等学校协同创新中心“陆海国土空间利用与治理” 宁波315211 宁波大学东海战略研究院东海海洋生态研究中心宁波315211

沿海地区经济社会高速发展,是生态环境变化的焦点区域。然而,沿海地区云雨天气频发,遥感信息获取能力受限,导致遥感生态质量指数(RSEI)评价结果受成像日期变化而波动,可比性较差。针对以上问题,研究利用连续变化检测和分类(CCDC)算法构... 详细信息

沿海地区经济社会高速发展,是生态环境变化的焦点区域。然而,沿海地区云雨天气频发,遥感信息获取能力受限,导致遥感生态质量指数(RSEI)评价结果受成像日期变化而波动,可比性较差。针对以上问题,研究利用连续变化检测和分类(CCDC)算法构建时间序列模型,通过合成任意时刻影像、重构遥感生态指数以及改进指数归一化方式,研发了一种动态遥感生态指数(DRSEI),细化了RSEI在区域生态质量监测的时间尺度,并应用于沿海城市宁波生态质量时空变化监测。结果表明:(1)RSEI对时间差异较为敏感,当影像年内成像时间相差逾1个月,RSEI差异可达0.147,这种差异会对长期生态质量动态监测的稳定性和准确性造成影响。(2)基于合成影像的DRSEI平均绝对偏差为0.097,接近成像时间相差半个月的RSEI差异(0.072),误差相对较小,一定程度上减小了真实影像时相差异引起的误差。(3)DRSEI能够表征任意时刻生态质量,通过年际(1986—2019年)和半月际(2019年)DRSEI分析揭示了宁波市生态质量总体下降趋势和时空异质性加剧过程。具体地,1986—2019年宁波市南部和西部森林区域的DRSEI持续上升,而近郊农田快速转化为建成区导致DRSEI不断下降。研究提出的DRSEI能够精确描述区域生态质量变化趋势,准确定位生态质量变化转折点,有望服务海岸带地区的生态质量定期监测与评估工作,支持沿海城市高质量发展与生态环境保护。

关键词：生态质量连续变化检测和分类算法遥感生态指数宁波市动态监测影像合成

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2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性时空演变

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海洋通报 2024年第1期43卷 127-139页

作者：张海涛李加林刘永超宁波大学东海研究院浙江宁波315211 宁波大学地理与空间信息技术系浙江宁波315211 陆海国土空间利用与治理浙江省协同创新中心浙江宁波315211

海岸带是自然、社会、经济相互作用频繁的地区,然而,过度开发胁迫海岸带生态环境退化。海岸带复合生态系统韧性研究有利于实现精准有效的生态保护。本文综合多源数据从复合生态系统基底状态、社会经济发展与资源环境禀赋的耦合协调关系... 详细信息

海岸带是自然、社会、经济相互作用频繁的地区,然而,过度开发胁迫海岸带生态环境退化。海岸带复合生态系统韧性研究有利于实现精准有效的生态保护。本文综合多源数据从复合生态系统基底状态、社会经济发展与资源环境禀赋的耦合协调关系、复合生态系统的可持续发展潜力、人类活动对环境的影响范围与强度方面构建评价体系,定量评估2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性,分析韧性时空演变特征与空间分异的影响因素。结果表明:(1)2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性呈波动下降趋势,韧性空间异质性显著,具有明显的海陆梯度地带性。(2)林地是维持区域复合生态系统韧性的主体。(3)反映人类活动分布与强度的因素对复合生态系统韧性的影响越来越大。研究为保护、恢复、促进海岸带复合生态系统可持续利用与管理提供了理论支持与实践参考。

关键词：复合生态系统韧性评价体系东海海岸带

基于遥感生态指数的杭州湾大湾区生态质量演化监测及其对土地利用响应分析

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遥感技术与应用 2024年第3期39卷 764-776页

作者：陈宇骏王凌宇李悦甘聪颖叶君伟杨震杰孙超宁波大学地理与空间信息技术系浙江宁波315211 浙江省协同创新中心“陆海国土空间利用与治理” 浙江宁波315211 浙江省新型重点专业智库宁波大学东海战略研究院东海海洋生态研究中心浙江宁波315211

生态质量监测与评价是合理、高效开展生态环境保护工作的基础和关键。通过构建遥感生态指数(RSEI)监测了杭州湾大湾区1995~2020年生态质量时空变化,通过耦合土地利用/覆被变化挖掘了生态质量变化和土地利用类型/转化间的定量关系。结果... 详细信息

生态质量监测与评价是合理、高效开展生态环境保护工作的基础和关键。通过构建遥感生态指数(RSEI)监测了杭州湾大湾区1995~2020年生态质量时空变化,通过耦合土地利用/覆被变化挖掘了生态质量变化和土地利用类型/转化间的定量关系。结果表明:①杭州湾大湾区整体生态质量呈现上升下降再上升的变化过程,RSEI维持在0.62,生态质量较为优良;各地级市生态质量变化迥异,由北向南依次呈现下降、上升和波动3种不同趋势。②杭州湾大湾区生态质量上升区域(57.5%)多于下降区域(42.5%),山区林地、中心城区和滨海湿地是生态质量上升的热点区域,而城镇化和滩涂围垦则是生态质量下降的主要原因。③近25 a森林和建设用地的生态质量快速上升(ΔRSEI>+0.1),耕地生态质量明显下降(ΔRSEI=-0.08),导致人类环境内部的生态质量差异逐步减小,而自然向人类环境转化的生态代价日益增大。研究可为海岸带资源合理利用和生态环境保护提供科学依据,服务湾区城市群社会高质量发展。

关键词：遥感生态指数土地利用/覆被变化杭州湾大湾区生态质量评价时空分析变化监测

基于红(R)绿(G)蓝(B)三波段的典型港湾透明度反演研究

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 651-659页

作者：朱元励毛铭郭然杜萍陶邦一江志兵曾江宁自然资源部第二海洋研究所自然资源部海洋生态系统动力学重力实验室浙江杭州310012 浙江省近海海洋工程环境与生态安全重点实验室浙江杭州310012 浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310012 浙江省海洋科学院海洋空间资源管理技术重点实验室浙江杭州310012 自然资源部长三角海洋生态环境科学野外观测研究站浙江舟山316021 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

基于卫星遥感的透明度(Secchi depth,SD)反演方法已经在大洋、近海、湖泊等不同水体开展了广泛应用。富营养化河口港湾等水体具有水域面积小且受陆地影响大等特点,并且在此类水体开展环境监测具有时效性要求。受时间空间分辨率以及云层... 详细信息

基于卫星遥感的透明度(Secchi depth,SD)反演方法已经在大洋、近海、湖泊等不同水体开展了广泛应用。富营养化河口港湾等水体具有水域面积小且受陆地影响大等特点,并且在此类水体开展环境监测具有时效性要求。受时间空间分辨率以及云层覆盖、大气校正等影响,基于卫星遥感方法在河口港湾等小水域进行透明度反演会受到一定的应用限制,因此在此类特征水体建立一种高效便捷的透明度反演方法作为卫星遥感方法的有益补充就十分迫切。本研究尝试通过无人机和智能手机应用程序HydroColor APP搭载的普通光学相机构建基于红(red,R)绿(green,G)蓝(blue,B)三波段的象山港透明度反演方法。结果表明,无人机和HydroColor的红蓝波段比值(R/B)和红绿波段比值(R/G)与透明度具有显著负相关,相关系数R为–0.88~–0.93(n=16,P信息均可用于对象山港透明度进行反演。该方法的建立为快速便捷开展河流港湾等水体的水质监测和赤潮防控提供了新的技术支持。

关键词：透明度红绿蓝(red green blue,RGB) 遥感反演无人机手机APP 象山港

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中国冬小麦生长过程对区域碳循环的影响：WRF-VPRM模拟

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农业环境科学学报 2024年

作者：刘静孙伟伟徐宏辉赵淑雨刘围围杨刚陈镔捷任丽燕冯添宁波大学地理与空间信息技术系浙江省气象科学研究所宁波市气象局

为深入了解我国冬小麦生长过程对区域碳循环的影响，本研究采用考虑了冬小麦光合和呼吸作用以及土壤微生物呼吸作用的气象-生态在线耦合模式（WRF-VPRM）模拟了2020年我国冬小麦生长过程中的CO2通量。结果发现，模式能够合理模拟CO2通... 详细信息

为深入了解我国冬小麦生长过程对区域碳循环的影响，本研究采用考虑了冬小麦光合和呼吸作用以及土壤微生物呼吸作用的气象-生态在线耦合模式（WRF-VPRM）模拟了2020年我国冬小麦生长过程中的CO2通量。结果发现，模式能够合理模拟CO2通量、地表CO2及大气CO2柱浓度的时空变化特征（一致性指数IOA达0.64～0.89）。冬小麦生长过程碳通量对大气CO2的影响主要发生在春季，抽穗期光合作用最强，而成熟期呼吸作用最强，具有明显的季节特征。冬小麦生长过程显著影响了华北地区近地面的大气CO2浓度，且影响程度在不同物候期表现出较大差异，其中在冬小麦抽穗期降低最为显著，达到8.33 μmol mol-1。从空间上看，豫皖交界处的冬小麦对CO2的吸收作用更加明显，在抽穗期能够降低CO2浓度达20 μmol mol-1以上。冬小麦是春季本研究区域陆地生态系统碳循环的重要参与者，占比40%，2020年整个生长季对大气CO2净吸收以C计达422.53 g m-2，对区域碳循环过程有较大影响。

关键词：冬小麦碳循环 CO WRF-VPRM

场地土壤镉污染排放清单与溯源——以铜冶炼厂为例

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4462-4474页

作者：盛溢薛玮真应迪文吴骏李晔史沛丽赵玲浙江工业大学化学工程学院浙江杭州310014 上海交通大学环境科学与工程学院上海200240 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200241 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

以华东地区某铜冶炼厂为例,采用“四大排放途径”函数定量描述Cd通过“废气沉降、废水排放、固废淋滤、跑冒滴漏”进入土壤的通量.结合AERMOD废气沉降模型,计算废气携带的Cd沉降于场地边界内部和外部的分布,明确各途径对场地内土壤Cd污... 详细信息

以华东地区某铜冶炼厂为例,采用“四大排放途径”函数定量描述Cd通过“废气沉降、废水排放、固废淋滤、跑冒滴漏”进入土壤的通量.结合AERMOD废气沉降模型,计算废气携带的Cd沉降于场地边界内部和外部的分布,明确各途径对场地内土壤Cd污染的贡献.结果表明,企业在2000~2002年在产期间主要通过废气(1411kg,50.05%)和固废淋滤(1327kg,47.05%)排放Cd,而废水及跑冒滴漏途径影响很小(共81.74kg,2.90%).但所排废气中的Cd沉降于场地内的仅0.68kg(0.05%),场地内土壤Cd主要由固废淋滤途径贡献.空间排放清单显示其主要分布于堆料区和废气处理区等生产区域.研究结果对加强冶炼行业的精细化源头管控有重要指导作用,且本文提出的方法可拓展至其他行业和多种污染物的排放量溯源.

关键词：土壤镉污染废气沉降模型固废淋滤空间排放清单源头管控

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