基于光纤测温技术的城市地表温度精细化分析

城市景观空间构型与热岛效应关联性较强,研究高时空分辨率的城市不同下垫面地表温度变化,可以更加精细地掌握城市热环境的时空特征。光纤温度传感系统具有实时在线、测温精度高和不受电磁干扰等优点,具备实时、在线、连续开展城市地表温度在线监测的能力。在北京市通州某园区内,选择有太阳辐射的4个时段,对多种类型下垫面的地表温度进行了时间间隔为1 min、空间间隔为1 m的连续4 h、总长度为100 m的实时在线监测。通过对监测时间段内不同类型下垫面地表温度的变化分析,发现这种分布式光纤测温系统能够有效辨识小尺度下地表温度的时间变化性和空间变化性,能有效区分透水和不透水地面,并监测和评估沥青马路地表温度的升温速率以及遮荫效果对地表温度的降温作用。同时,这种监测模式获取的数据能够对地表温度空间序列开展自相关分析,进一步验证了地表温度空间序列在较小尺度上仍然具有自相关性,且距离越近,相关性越大。研究同时表明,光纤测温技术能直接地获取城市热环境的现场真实数据,可以有效应用于小尺度城市热环境的观测与研究。     

城市可持续规划中的生态敏感区避让分析——以丽江市为例

为促进城市可持续发展,在科学合理规划城市空间格局的基础上,应突出强调保护原有特色生态环境要素,保育生态系统服务功能和原住民人居环境。作为世界文化遗产,丽江城市面貌在过去数十年发生了深刻变化,城市用地显著扩张,同时严峻的环境问题对城市可持续发展提出挑战。以丽江市为例,选取对其发展影响深远的水系元素、噪声环境因子和森林火灾3个关键生态敏感因子,提出通过分析这类生态敏感区在城市规划过程中的避让方法、程度,区划城市规划基本空间格局,以避免城市未来因生态环境问题突出而制约其发展的规划用地思路。结果表明,丽江城区周边湖泊水系、古城内部及周边原住民人口密集区都是保障城市可持续发展的生态保护重点地区,在城市用地规划中必须予以避让;该区域面积为147.2 km2,占研究区面积的11.1%。同时,明确给出了规划用地的具体空间控制范围和相应的避让原则。     

不同管理主体对泸沽湖流域生态系统影响的比较分析

行政边界将自然生态系统从主观上切割为可供管理的空间单元,而人类介入一个相对完整的生态系统,会从根本上影响生态系统的格局和生态学过程,这种影响对流域生态系统更为显著。以我国西南川滇两省交界处的泸沽湖流域生态系统为例,运用对比分析法,先从不同行政尺度定性比较了流域两侧生态系统管理主体在自然、社会、经济子系统方面的差异性。再采用遥感与地理信息系统变化监测技术,定量分析流域省界两侧土地利用类型、林分结构、归一化植被指数、生态系统服务功能等关键要素上的差异,形成对流域省界两侧生态系统功能的差异性的全面认识,从而对产生生态系统功能差异的驱动力进行了分析。最后,以此为基础,有针对性的提出了泸沽湖流域综合管理的对策,以实现泸沽湖流域生态系统的可持续发展。     

生态环境损害鉴定评估业务化技术研究

随着社会经济的不断发展和人类需求的不断提高,我国生态环境损害事件屡有发生,由于人类活动导致的典型生态系统结构和功能退化、生态系统服务降低等生态环境损害严重威胁到我国的生态安全。系统研究典型生态系统生态环境损害基线、因果关系及损害程度的判定技术方法对保障国家生态安全和实现可持续发展具有重要的理论和实践意义。根据国家"十三五"《典型脆弱生态修复与保护研究专项指南》的要求,中国科学院大学牵头组织6家课题牵头单位联合申报了"生态环境损害鉴定评估业务化技术研究"项目,通过了专业机构组织的评审,获准立项。本文对该项目的研究背景、总体目标、主要内容及预期产出进行了介绍。该项目的开展将对典型生态环境损害评估提供决策支持,为国家在政策层面解决环境损害追责、环境执法与管理提供科学技术和平台支撑。     

泸沽湖流域土地利用方式对土壤肥力的影响

为探讨泸沽湖流域不同土地利用方式对土壤肥力的影响,采用野外调查、取样和室内分析相结合的方法,对泸沽湖流域内3种主要土地利用方式(农田、草地、林地)的土壤理化性状进行对比分析。结果表明:(1)土地利用类型对土壤肥力影响明显,农田含水率、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量相对较高;(2)林地有机质含量相对较高,草地全磷全钾含量相对较高;(3)土壤养分含量与土壤颗粒组成之间有一定的相关性,其中土壤全磷与砂粒呈显著正相关,土壤速效氮含量与粉粒呈显著负相关。     

景感生态学原理及应用

生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学，是一门与人类生存和社会发展密切相关的学科。景感生态学是能够有效搭建人与其周边环境之间相互服务和反馈的桥梁。基于生态学理论、景感营造实践和环境物联网技术，进一步阐明景感生态学理论基础、基本概念、研究对象、研究内容、基本方法及应用，力图完善景感生态学体系；提出感觉多样性、组合度、互动度、易感度、刺激频度、回味度、惊喜感、距离感、重叠度、覆盖面等关键指标，丰富了景感生态品鉴、体验与评价方法。总结景感营造(或创感模式)增强景感载体、生态基础设施在人类视觉、嗅觉、听觉、味觉、光觉、触觉和心理感知及行为体验等服务范式，旨在提倡生态文明建设过程中充分理顺人与自然和谐共生关系，提升生态环境质量，实现“美丽中国”和可持续发展目标。     

区域生态系统重心指标的概念与应用

生态系统重心的变化可以反映生态系统整体的空间变化的特征和趋势,但是,目前生态系统重心这一指标只是简单作为指示社会经济变化的因子,或是作为辅助的角色用于探索生态景观格局的变化,其重要性一直未受到足够的重视。在阐述生态系统重心指标的概念及内涵,总结国内外有关重心应用研究成果的基础上,以川滇两省共同确立的泸沽湖生态保护区为例,运用重心理论分析了1990—2005年该流域生态系统重心的变化及影响因素。结果表明,泸沽湖流域农田、森林、草地、湿地和人居用地均具有相对独立且稳定的重心区间。相对来说,人居用地和农田重心的变化幅度明显大于其他用地,其重心均总体向东南方向偏移,不断靠近泸沽湖水体。2005年人居用地和农田重心均有所回撤,这主要是因为2003年泸沽湖景区进行调整,政策的强制干预导致其重心回撤。分析重心变化的影响因素发现,区域旅游业发展带来的人类干扰加剧及国家的生态保护政策主导重心变化。在总结前人研究和应用案例具体分析发现,由于重心理论假设区域背景为匀质平面,分析是基于二维空间进行,而不考虑海拔维度,这就限制了重心模型应用的深度和广度。但是在泸沽湖这样地形复杂多变的区域,地形因素在该区域生态系统变化过程中的作用不容忽视。因此,应尽快完善在垂直空间应用重心理论的研究方法并加强相关研究。     

基于市政综合监管信息的城市生态系统复杂性分析

随着我国城市化进程的不断加快,城市结构日趋复杂,人类活动对生态系统过程和功能的干扰愈发严重,使城市生态系统更加的复杂.城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统.城市生态系统的复杂性不但直接体现在其自然、经济和社会三个子系统的结构和过程中,也通过许多市政综合管理要素和对象呈现出来.通过对北京市东城区2009年6月至11月的城市综合监管信息平台立案数据的归类分析,结合东城区地形图和专题图矢量数据,从公用设施类、道路交通类、市容环境类、园林绿化类、房屋土地类、其他设施等因素,分析了东城区城市生态系统及其人类活动的相互关系.把从市政管理信息中提取出的城市管理部件问题与城市生态系统的水、土、气、噪声、视觉污染和固体废弃物等关键要素进行关联分析.通过挖掘东城区生态系统在组成和空间分布上的复杂性和规律性,阐明东城区城市生态系统与人类活动时空关系的复杂性,以期为城市生态系统管理提供借鉴.     

城乡交错带景感生态规划的基本思路与实现

传统城市规划方法多集中在城市用地、人口规模和交通优先等方面,而较少关注城市环境质量和环境福利。要构筑一个与未来居民生活品质相适应的城市形态,城市生态规划就必须考虑更多样化的数据基础和可获得性的技术,尤其是居民对这些规划的实际感受,合理和科学的规划需要综合分析城市生态系统,包括自然和人为因素。一个新的概念和理论"景感生态学"能够将城市规划蓝图与人类感知相耦合。景感生态规划理应包括人类对规划的各种感知需求,包括视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉等。本文秉承景感生态学的基本理论,以西集镇为执行案例,探索性地针对城乡交错带开展景感生态规划,以阐明将居民感觉信息融入生态规划过程的挑战性和重要性。     

四个可持续发展实验区绿地系统可达性比较研究

我国可持续发展实验区所在城市均十分重视绿地系统对其可持续发展的重要支撑作用。布局合理的城市绿地系统不但能提高城市生态空间容量,也能充分满足不同位置城市居民的需求,这使得城市绿地与其被服务对象——城市居民之间的可达性成为评价城市绿地系统服务价值的重要指标。以高德公司生产的电子导航地图中居民区点和绿地系统数据为基础,采用GIS缓冲区分析法,分别探讨了我国4个有代表性的国家可持续发展实验区西城区、石景山区、绍兴市和日照市这4个城市的城市绿地系统斑块特征,以及5,5—15,15—30min时间距离内所覆盖城市居民点数量,对其绿地可达性及其服务能力进行比较分析和研究。研究结果表明:4个可持续发展实验区内的绿地系统分布均比较合理,覆盖面广,尤其是30min时间距离内可达的绿地满足了95%的住区;80%以上的住区居民可以在15min内到达周边任意绿地,为城市绿地管理部门打造"一刻钟生活圈"提供了良好的基础。但同时也发现,提供服务的绿地斑块面积比较细碎,大型绿地的配置率相对较低;而且多数绿地斑块从属于多个时间距离半径内,承受较大人口压力。最后,建议城市规划过程中,注重绿地系统与住区从时间尺度上的协调分析。此外,尝试性地采用日常生活中普遍使用的电子导航地图开展城市绿地系统可达性分析,研究结果与城市居民的生产生活密切相关,对城市绿地系统规划具有实际指导意义。