国家级新区建设是转型期国家推动新型工业化和城镇化战略的重要手段,推动了城市空间重构和功能重组,从而成为城市研究热点。从经济发展、人口集聚规模以及建设用地扩张三个维度刻画对比了上海浦东新区和南京江北新区的发展的异质性,并进一步剖析发展的驱动机制,发现两地发展异质性的表象原因是发展阶段的差异,更深层的是区域发展驱动机制的差异:交通等基础设施建设能强化新区与母城的联系,是实现新区快速健康发展的基础,浦东新区完善的交通运输体系对所在区域及全市的经济快速增长产生了重要影响;而全球资本汇聚、产城融合、城市大事件营销是新区快速发展的重要驱动力;发展型政府的作用及政治精英的影响力对国家级新区发展也具有重要的推动作用。基于上述研究,对于新型工业化和城镇化背景下新区的健康发展提出了政策建议。

实施长江经济带战略对推动我国经济发展具有重要的意义,而长江经济带创新能力的提升成为其发展的关键。基于标准差指数、变差系数、区位基尼系数和集中度指数的定量研究方法,研究长江经济带在城市群级、省级和市级多尺度上的区域创新差异及原因。研究表明:各尺度区域创新差异均呈现出持续增长趋势,并且区域创新差异随着区域尺度的增加而增加。影响长江经济带创新差异的各个区域尺度的主要原因各不相同,影响城市群创新差异的主要原因是社会环境因素,影响省域创新差异的主要原因是经济环境因素,影响城市创新差异的主要原因是对外开放因素。创新集聚随着区域尺度的增大而减小。长江中游和成渝城市群正处于创新活动向中心城市集聚阶段,而长江三角洲城市群进入创新活动的扩散阶段,并且长江三角洲城市群将形成巨大的创新集聚系统。

在构建综合性能源价格指数的基础上,基于1995~2012年我国30个省份相关历史数据,通过面板数据模型和层次聚类法分析了省域能源价格对碳强度的静态和动态调节作用。结果表明:能源价格通过影响产业结构、技术水平、能源强度对碳强度分别产生了0.576%、0.048%和0.787%的作用,但经由前两个路径产生的作用大于路径变量本身的直接影响,其中结构路径的作用提高了44.4%,技术路径变动不大,而经由能源强度对碳强度产生的影响较其本身降低了7.91%。总体来看,能源价格的合理上升有利于节能减排,但价格对碳强度的杠杆作用表现出明显的区域差异性。此外,煤炭资源税的征收对降低碳强度也有明显的效果,且具有较大增长空间。按照价格杠杆作用的差异,相关省份可以被划分为调节作用弱、较弱、中、较强、强五类。东部和中东部省份能源价格变动的碳抑制作用明显高于西部和中西部省份。

针对长江流域水资源安全问题,选取水贫乏指数作为评估水资源安全的指标。综合考虑影响水资源安全的关键因素,选取了水资源状况、供水设施状况、利用能力、利用效率和水环境5个子系统共22个分指标,建立了水资源安全评价指标体系。采用改进的水贫乏指数计算方法,对长江流域各省级行政区的水资源安全现状进行了评估,并简要分析了导致水资源安全状况恶化的原因。研究结果表明,水贫乏指数能够较好的反映水资源安全所涉及到的社会、经济、资源、环境等诸多方面的状况,为水资源安全评估提供了有益借鉴。

黄浦江是连接太湖与长江口的一条多功能平原感潮河流,流经上海市中心城区,干流长113.4km。为从生态学角度揭示其污染程度,采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)对其水生态系统的健康状况作了评价。2013年11月和2014年7月,采用地笼网、三层刺网和拖网对黄浦江7个断面作了相同努力量的样本采集,共获鱼类8816尾。经鉴定有38种,隶属于6目12科,其中鲤形目24种,鲈形目7种,鲇形目4种。通过区分度分析和关联度筛选,构建了由9个指标组成的F-IBI评价体系。结果表明,黄浦江上游水生态系统总体上处于"好"状态,中游及河口处于"一般"至"差"之间,而下游则较"差"。春季各有3个江段"好"或"差",1个江段"一般";秋季有4个江段"一般",2个江段"差",仅有1个江段"好"。评价还表明,黄浦江上游的3大支流中,由于承接太湖来水的斜塘呈"差",导致了为上海市提供约30%原水的松浦大桥断面呈"差"或"一般"状态。因此,保护淀山湖乃至太湖水质,是确保黄浦江上游水源地原水安全的关键。

中心城区建设用地布局优化有助于发挥建设用地的最大效益,关系整个区域土地资源的合理利用和社会经济的可持续发展。采用主成分分析方法从栅格尺度评价杭州市中心城区建设用地适宜性,同时针对中心城区的特点侧重于经济适宜性,并结合GIS技术,实现基于建设用地适宜性评价的中心城区建设用地布局方案。结果表明:侧重经济适宜性的建设用地适宜性评价结果作为杭州市中心城区建设用地布局的决策依据是科学合理的,有助于确定未来城市发展的优势区位,并且布局方案相对紧凑,能有效引导城市紧凑化发展,抑制城市沿主干道蔓延式开发。另外,基于适宜性评价的中心城区建设用地布局是一种自上而下的布局方式,较难体现邻域动态影响、局部规则的交互作用以及不同主体城市开发决策行为所导致的空间格局,可能导致布局结果与城市实际发展情况的偏离,对此仍有待进一步深入研究。

土地利用过程中会产生期望和非期望产出,针对以往土地利用结构评价中忽略环境产生的非期望产出而影响土地利用结构效率真实性问题,以大都市城郊的上海青浦区为例,宏观上,运用信息熵模型对该区2005~2014年土地利用结构有序性进行评价;微观上,运用非期望产出模型测算青浦区研究期间土地利用结构效率,为寻求区域土地利用结构效率损失的原因及改善途径提供参考。结果表明:(1)2005~2014年青浦区土地利用结构信息熵值时序上呈现"M"形变化趋势,空间上由中部向东西两翼递减;(2)2005~2014年青浦区土地利用结构效率变化趋势在时间序列上呈现"W"形变化趋势,空间上由中部的中心城区向东西两翼递减格局;(3)将环境的负产出纳入非期望产出模型进行土地利用结构效率评价,能更加准确的反映土地利用结构效率的真实性;(4)影响青浦区土地利用结构效率水平变化的主要因素为纯技术效率的变化,资源过度消耗和环境污染物排放过量是制约青浦区土地利用结构效率提升的主要原因。针对土地利用结构效率损失的原因及区域差异提出效率提升途径。研究结果可为青浦区土地利用结构优化和可持续发展提供科学借鉴。

土壤重金属污染是近年来备受重视的环境问题,其不仅直接破坏环境质量,还间接危害人体健康,因此研究城市土壤中重金属的累积和分布状况具有一定的意义。选取武汉市不同交通圈为研究区域,分析了表土中Ni、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn6种重金属元素的累积状况和污染来源,评价了重金属的污染程度及生态危害等级,并运用ArcGIS空间插值得到元素的空间分布图。得出以下结论:(1)就平均值而言,Ni、Cr、Cu3种元素均在省背景值以内,Cd平均值约是国家二级标准的10倍,累积最为严重;(2)多元统计分析结果显示6种元素可聚类为两类,Ni、Cr和Cd、Cu、Pn、Zn,前者主要污染源为气候、母质、年代等成土因素,后者主要受到交通、工业等人为活动及成土母质的的影响;(3)不同研究区累积情况不同,内环最严重,三环带次之,二环带最小;(4)研究区重金属污染评价及潜在生态风险评价结果为重度污染或强度生态危害,且程度上都是内环>三环带>二环带。

土壤保持是生态系统服务与功能的重要组成,在防止土壤侵蚀、减少径流泥沙与农业面源污染等方面具有至关重要的作用。以对国家生态安全具有重要作用的土壤保持生态功能区-三峡库区重庆段为研究区域,研究得到了2000~2013年时间序列区域土壤保持服务"流量"结果,结果表明:(1)三峡库区重庆段多年平均土壤保持量为604.39t/hm²·a,沿长江干流自西向东逐渐增强,区域差异显著;(2)三峡库区的土壤保持服务存在明显的垂直分异特征,随着高程的增加,以300m与900m为节点,出现递减-递增-递减的分段规律,与人类活动存在明显的相关关系;(3)增加森林覆被面积是改善区域土壤保持、减少水土流失的重要举措。同时,在三峡库区开展坡改梯工程,减少坡耕地的数量能够有效控制区域水土流失;

汉江流域位于黄土高原南侧,属中国南北气候的过渡区域,其重矿物组成对区域沉积物物质来源与演化研究具有重要意义。运用强磁选、重液分离法等技术手段将汉江上游谷地黄土沉积物中的重矿物提取出来,在双目显微镜和偏光显微镜下测定其含量和特征。结果表明:(1)汉江黄土重矿物有22种,其中角闪石、磁铁矿、钛铁矿等矿物为优势矿物,占重矿物总量的60%以上;稳定矿物约占重矿物总量的47.95%,是汉江黄土最主要的矿物组合。(2)典型黄土和古土壤中重矿物种类相同,但含量有一定差异,马兰黄土(L₁)相较古土壤(S₀)不稳定矿物含量较高,稳定矿物含量较低;(3)汉江黄土与北侧黄土高原黄土相比重矿物种类相似,稳定性组合分布一致,但汉江黄土稳定性矿物含量较高,不稳定性矿物含量较低。这些特征说明:(1)汉江上游地区古土壤和黄土物质来源一致,古土壤S₀在物质组成上继承了黄土,是黄土高度风化的产物;(2)汉江谷地黄土和黄土高原风成黄土两者的物源区一致,但汉江地区黄土受到较黄土高原地区强的风化成壤作用。

中国西南喀斯特地区石漠化问题十分严重。为更好地利用卫星遥感监测和评价石漠化现状,提出了一种基于卫星热红外遥感的石漠化等级划分的新方法。以广西平果县为研究区,利用2014年Landsat 8热红外遥感影像分别提取夏季和冬季的亮温值并计算亮温差,经过高分影像建立典型样本区并分析亮温差,确定不同石漠化等级的亮温差阈值,最后对全县石漠化进行等级划分。结果显示,平果县2014年重度石漠化面积占喀斯特区域面积的比例为3.87%,中度石漠化占9.19%,轻度石漠化占22.26%,潜在石漠化占57.46%,非石漠化占7.22%。研究表明,通过确定适当的夏冬季亮温差阈值可以有效地对石漠化程度进行分级划分,该新方法与已有方法相比,具有物理意义明确、方法简单有效、结果客观等优点,具有推广应用价值。

为进一步了解水电开发对河流健康的影响,本文以雅砻江下游水电梯级开发为例,构建河流健康评价指标体系,选择无人为干扰和干扰较小的河流为参照,以指标变化率衡量水电梯级开发前后河流受扰动程度,分别采用综合评价法和赋值评分法进行了定量评价。综合评价结果显示,雅砻江下游河段的综合健康指数为0.71,该研究区域在丰水期、平水期和枯水期的综合健康指数分别为0.74、0.70和0.69,均处于亚健康状态;赋值评分法结果显示建库前的河流健康指数（River health index,RHI）为19.1,等级为健康,建库后为14.3,等级为亚健康,两种方法评价结果基本一致。本文以期完善河流健康评价体系,并为生态修复提供依据。

河流生境质量评价是河流生态系统健康评价的关键之一。本文评价自然和人为作用下的河流生境质量,以南水北调东线工程徐州段丰县、邳州两市输水通道上的河流为研究对象,结合环境特点,选择了反映河道生境、河岸生境和滨岸带生境的10个指标,给出了每个指标的评价方法和5级标准特征值,建立河流生境质量评价体系,确定评价指标的等级标准,对研究区内16个河段的生境质量状况进行综合评价。结果表明:(1)河流生境质量指数(IRHQ)综合得分介于33~91。根据评价等级划分标准,其中有50%的河段生境质量达到"优"等,其余介于"良"等到"劣"等,河流生境质量整体状况良好。(2)河流生境质量指数与NH₄⁺-N、COD、TN呈负相关,与DO呈正相关,多项生境指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量与水质的相互影响。

以鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)为研究对象,在自制的葛洲坝船闸模型中,研究水流诱导鱼类进入船闸的技术。诱鱼效果采用鱼平均聚集率(P)、诱集效率指数(I)、通过闸门频次(f)和上下游停留时间比(Tr)作为评价指标。研究结果表明:适当范围的水流流速对诱导鱼类进入船闸有一定的诱集作用。当闸门断面平均流速为0.45m/s时,诱集效率最高,此时鱼类在船闸两侧区域平均聚集率和诱集效率指数最大,通过闸门频次最高;当水流流速为0m/s(对照组)时,鱼类的活动规律不明显;当水流速度大于0m/s且小于0.45m/s时,鱼群聚集中心主要集中闸门内高流速区域;当流速超过0.45m/s后,逐渐增大时,鱼类进入船闸的频率呈下降趋势,鱼群聚集中心主要集中在闸门下游侧流速较稳定的区域;当流速超过0.75m/s后,鱼类的顶流行为逐渐减弱,不再呈现向闸门聚集的趋势,出现逃逸行为。通过本研究,为鱼类行为学的研究提供基础数据,同时为中低水头水利枢纽船闸与鱼道结合的可行性研究提供参考依据。

在第一次地理国情普查统计数据与调研数据的支持下,采取小流域划分与圩区划分相结合的方法,对德清县进行水环境空间评价单元划分。选用畜禽养殖污水排放量、重点企业污水排放量、农药化肥入河量、城镇与乡村生活污水排放量等5个指标,运用GIS空间分析与统计分析方法进行水污染负荷综合分析,并进行压力类型划分。尝试利用水环境功能区划及生态环境功能区划的既有成果对各空间评价单元进行水环境目标类型区划分,并将水环境目标类型与其水环境压力类型进行空间匹配分析,共划分为7种水环境胁迫类型区。此外,对各胁迫类型区的主要村域分布进行了识别。

近年来,鄱阳湖水位持续走低,极端干旱事件频繁发生,湿地生态系统结构与功能遭受破坏。为此,于2014年鄱阳湖湿地保护区两个断面分层采集0~100cm土壤,并采集优势种植物和河湖水以及地下水数据,运用稳定同位素技术,分析了土壤-植物-河湖水-地下水稳定同位素变化特征,并探寻它们之间的补给关系。结果表明,两断面土壤水氧同位素变化范围分别为–10.48‰~–5.23‰和–12.39‰~–6.55‰,算术平均值分别为–8.36‰和–8.63‰。断面一表层(0~30cm)土壤水氧重同位素较富集,且随深度增加而减小;断面二表层(0~40cm)土壤水中氧同位素组成基本无变化。断面一的地下水主要是受降水补给,断面二可能是受降水和河湖水共同补给。鄱阳湖湿地两断面优势种植物虉草叶片水的氧同位素值最大,为–0.9‰,其次是灰化苔草和芦苇,分别为–4.23‰和–5.25‰。

2008年5月12日汶川地震诱发了黄洞子沟流域规模巨大的大光包滑坡,部分滑体前冲堆积于沟道内,直接为后期泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质,改变了黄洞子沟泥石流形成条件,使黄洞子沟从一条非泥石流沟演变成了一条高频泥石流沟。震后黄洞子沟几乎每年雨季都会暴发不同规模的泥石流,其中以2013年"7·09"泥石流灾害规模和危害最大。本文着重分析了黄洞子沟泥石流形成特征,并从地形、降水和地质三个方面将黄洞子沟和文家沟进行对比,得出了物源堆积体颗粒粒径与泥石流形成的关系。

在求取襄阳中心城区重现期雨量与可抽排雨量的基础上,采用基于GIS暴雨洪涝淹没模型计算不同重现期致灾雨量的淹没水深和范围;依据城市内涝对道路的实际影响,制作城市道路内涝灾害风险区划图。结果表明,该方法能够直观表达研究区域内不同雨量阈值的内涝灾害淹没风险分布,定量评估淹没水深、淹没范围。同时给出了城市道路内涝灾害风险区划图,结合城市道路信息,准确定位高风险易涝街区,为政府部门决策提供科学依据。