数字表面模型（DSM）参数指示林窗特征的有效性研究

林窗的空间格局不仅对林下物种多样性有重要作用,而且也是量化不同林型结构特征的重要指标。近年来,灵活便捷的小型无人机航拍技术的快速发展为获取高分辨率的森林冠层三维结构信息提供了可低成本获取的途径。利用航拍影像提取林窗斑块来计算景观指数是描述林窗格局有效的传统方法,但提取细小林窗往往难度大,尤其是在需要处理大量航拍数据时会大大增加时间成本。基于无人机航拍的RGB影像,在三维建模获取的高精度数字表面模型（DSM）的基础上建立森林高差模型（DSMr）,进而提出基于高差模型的信息熵（H）、标准差（STD）、偏度系数（SK）、峰度系数（EK）、纹理参数（GLCM,GLDV）来快速反映林窗空间分布格局的方法,并以黄土高原中部恢复较好的天然林和北部人工刺槐林窗数据检验其有效性。研究结果显示：SK、EK、GLCM、GLDV与林窗格局指数有一定的相关性,两类样方DSMr的SK和EK均与边界密度（ED）显著负相关,SK与斑块密度指数（PD）呈现出显著负相关关系,纹理参数均与景观形状指数（LSI）显著正相关。因此,DSMr参数能有效指示林窗的结构和分布格局,为林窗的生态过程与效应研究提供了更加快捷的变量。     

东北植被生长峰值特征的变化及对气候和物候的响应

全球气候变化导致植被生长的季节性节律事件（如返青期、衰落期和生长峰值期等）发生显著变化。植被返青期、衰落期和生长季长度的变化已经得到广泛报道,植被生长峰值代表植被光合作用能力和对气候变化的响应,目前关于植被生长峰值特征（时间点和最大生长幅度）的时空变化和控制机理的研究相对较少,仍需在不同区域深入探讨。以植被覆盖度较好的中国东北地区为例,首先利用长时序遥感NDVI数据（GIMMS NDVI3g）和逻辑斯蒂法提取植被关键物候参数,然后分析了植被生长峰值关键特征（日期和幅度）的变化格局及对气候因子和返青期物候的响应,最后探索了生长峰值对植被生产力变化的贡献。结果表明：东北地区整体的生长峰值时间点和返青时间点呈现延迟趋势、生长幅度呈上升趋势（与MODIS EVI趋势验证一致）,生长峰值存在一个约11 a的周期;季前气温和降水对生长幅度的影响范围和幅度较小,主要作用在草原区域,对峰值时间点的显著影响主要在北部森林区域;返青期对生长峰值的控制作用大于气温和降水因素,并且返青期在森林和草原区域主要影响生长幅度变化,在农作物区主要影响生长峰值时间点变化;植被最大生长幅度对自然植被生产力长期变化的影响显著。东北地区生长峰值及对气候、物候响应的不同时空格局反映了植被生长峰值对气候变化的适应能力的差别,并造成多样的植被固碳格局。生长峰值研究有助于深入理解植被光合作用的时空变化格局和气候变化情景下的碳循环过程,对我国东北地区的生态系统评估和管理也有参考意义。     

斑块状植被遥感检测研究进展

斑块状植被是世界上干旱—半干旱区常见的景观类型,对于它们的形成、结构和演替研究能够提高人们对干旱—半干旱地区生态系统动态及其重要的生态水文过程的理解,具有重要的理论研究意义和应用价值。传统的基于地面调查和长期定位观测的方法观测范围有限,已无法满足目前区域斑块状植被分布及其空间格局特征研究的需要。利用遥感技术快速重复获取大面积对地观测数据,已成为斑块状植被检测的主要发展方向。通过对近20 a斑块状植被遥感检测相关文献的综述,阐述了现有研究中使用的航空和高分辨率卫星遥感数据、基于像元的检测方法、基于对象的检测方法和基于形态学的检测方法,以及各自的局限性和优势。在此基础上,对今后斑块状植被遥感检测的研究方向进行了展望,应加强高空间高光谱分辨率卫星遥感数据和低空无人机高光谱和激光雷达图像的应用,重视面向粘连斑块的新型图像分割算法研发,以期进一步提高斑块状植被检测的精度。     

基于水动力-水质模型的湖库纳污能力量化

"湖库纳污红线的核定"是我国最严格水资源管理制度中三大核心内容之一,也是保障城市供水安全、水资源可持续利用的关键问题之一。我国现行纳污能力的计算往往采用对稳态水质模型的解析求解,但无法获得不同来水、排污和内源污染等多种因素影响下水体纳污能力的时空动态变化。水动力-水质模型能够反映湖库水质和外部营养负荷之间的定量关系,可精细模拟水质指标在库区内的时空变化过程。基于EFDC模型,以深圳市重要饮用水源地——石岩水库为例,构建了水库三维水动力-水质模型,动态模拟了水位和水质的时空变化;并按照水功能区目标要求,探讨了该水库典型年的纳污能力的季节性变化。结果表明:EFDC模型能够准确模拟石岩水库水动力和水质要素的变化过程,水位、COD_(Mn)和NH_3-N模拟的相关系数达到了0.97、0.60和0.90;基于构建的三维水动力-水质模型,考虑到排放口位置和条件、水质的时空分布特点、底泥释放等实际因素,计算得到石岩水库2011年COD_(Mn)和NH_3-N纳污能力分别为2 158、511 t/a;纳污能力的季节性差异很明显,夏季和秋季较大,春季和冬季较小。研究成果可为我国饮用水源地水质管理和污染控制提供科学依据,也可为我国最严格水资源管理制度的实施提供一定的参考和借鉴。     

济南主城区不透水地表分布分析及其水文效应

以济南市主城区范围为研究区,通过现场调研、遥感解译和划分标记的手段获取并探究其不透水地表分布。研究发现,济南市主城区范围内绿化率达到33.9%,不透水面积占比为65.3%。采用HIMS-SWMM模型进行小时尺度径流模拟,据此探究济南市主城区范围内各行政区不透水地表格局下其径流系数的变化情况。以2016年7-8月降雨作为输入,整个研究区共降水125.23mm,下渗量为36.33mm,产生的径流量为88.9mm,整个济南市主城区总体径流系数为0.71。各用地类型的不透水面占比与径流系数有较强的线性关系,其变化分为阈值型和渐变型。对于阈值型用地类型,可进行较为集中的绿化措施或LID措施;对于渐变型用地类型,可采用放缓的逐步绿化或LID措施,在集中改善阈值型用地类型的不透水面占比的同时,辅以较小范围的改善措施,以达到较为经济有效的防止内涝目的。     

雅鲁藏布江流域枯水期化学风化及 CO2 消耗

基于雅鲁藏布江流域枯水期干支流地表径流、泉水、地下水以及降水样品,对主要离子、pH、TDS和CO_2消耗进行分析,研究枯水期水化学特征及成因,并分析流域化学风化速率及CO_2消耗通量。结果表明:流域水体总体呈现弱碱性,地表径流TDS均值约为世界河流的2.3倍,和长江流域相似,但远低于黄河流域。岩石风化是地表径流离子来源的主要影响因素。碳酸盐风化、硅酸盐风化和蒸发盐风化分别占离子来源的46.3%、28.6%和21.3%,碳酸盐风化速率和硅酸盐风化速率分别为1.43t/(km~2·a)和1.11t/(km~2·a),对应的CO_2消耗速率为0.80×10~5mol/(km~2·a)和0.55×10~5 mol/(km~2·a),枯水期化学风化速率和CO_2消耗速率较小。     

基于环境污染治理的生态修复与实践路径——以北京园博会为例

导读：生态修复在基础理论上达成8条种共识,在土壤、水、大气等环境中广泛运用。2013北京园博会秉承低碳发展理念、循环发展理念、绿色发展理念,运用多种生态修复技术,体现生态可持续发展理论与生态文明。其中,为根治永定河老河道进行生态修复使之成为“锦绣谷”的景观,成为最大亮点,且体现了基于生态修复的可持续发展、生态修复在大地园林中的体现。     

内蒙古准格尔旗地下水环境承载力评价

地下水环境承载力是水环境承载力研究的重要组成部分,是衡量人类社会经济发展与区域水环境协调程度的判别依据。以内蒙古自治区准格尔旗为研究区,建立地下水环境承载力评价体系,并利用层次分析法(AHP)判断矩阵确定各指标的权重值,进行研究区地下水环境承载力评价。结果表明,准格尔旗地区地下水环境承载力在0.308 3~0.731 1之间,平均为0.521 5,属于中等偏弱程度。评价结果与研究区水文地质条件和社会经济发展现状基本吻合,可为准格尔旗在未来工业化进程中地下水资源管理和地下水环境保护决策提供依据。     

一种基于信号强度的室内定位干扰抑制新方法

针对WiFi、蓝牙等基于信号强度的室内定位技术易受遮挡、反射等影响,导致较大定位误差的问题进行研究.在室内信号传播模型的基础上,推导出基于信号传播模型的场强测距模型,根据该模型对现有定位解算中的牛顿迭代算法进行改进,对不同信号计算不同权值,采用加权最小二乘法求解,在不增加解算复杂度的情况下,提高定位精度.仿真表明,该算法抑制干扰能力强,有效提升了定位精度.     

海河流域近现代降水量变化若干特征

根据器测资料、代用资料和文献资料,综合分析海河流域1956年以来、1880年以来和1736年以来降水量变化的主要特征,探讨影响降水多年代尺度变化的可能机制。结果表明:1海河流域平均年降水量距平百分率在1956—2013年表现出较明显下降趋势,每10 a下降速率为2.6%,但在1880—2012年期间下降趋势很弱;21736—2012年,海河流域平均年降水量距平百分率未表现出任何长期趋势变化,1956年以来和1880年以来的趋势性减少现象也不再显得异常,但存在一系列年代到多年代尺度振动;320世纪40年代后期到60年代早期是1736年以来最湿润阶段,但20世纪初以来几次持续性干旱,包括1997—2003年的严重干旱,在1736年以来历史上并非罕见,1826—1843年曾出现持续时间最长的严重干旱;4海河流域平均年降水量具有准周期性振动特点,较明显的准周期包括2~7 a、11 a、22~23 a、33 a和63~65 a;520世纪60年代后期以来海河流域降水的趋势性减少,是区域气候63~65 a自然低频周期性振动的组成部分,预计未来几十年整个流域降水量总体上将呈增多趋势,并可能在2035—2040年达到峰值区间。