基于城市流强度模型测算2000年以来长江经济带126个地级以上城市在全国范围内的对外服务能力，进而采用改良锡尔系数、马尔可夫链和ESDA方法对城市对外服务能力的时空演变特征进行探讨。结果表明：研究时段内长江经济带各市城市流强度都有显著提升，但区域间的非均衡现象明显，城市对外服务能力呈现出由东部向西部的梯度递减；省内差异对城市对外服务能力的差异贡献率最高，是空间尺度差异的主要来源；对外服务能力存在明显的俱乐部趋同现象和空间自相关性，对外服务能力相似的区域聚集分布，东、中、西部分别形成长三角、武汉-长沙、成渝等对外服务区域中心；时空演变表现出阶段性特征，经历由极化向均衡的转变。最后指出多中心发展和寻找新增长点应成为长江经济带城市对外服务能力提升的方向。

基于长江经济带1988、2001、2012年路网数据，在ArcGIS软件支持下，以长江经济带110个地级以上城市为基本研究单元，平均可达性为测度指标，对长江经济带城市及城市间可达性进行测算，探讨其格局演变特征。结果表明：（1）长江经济带区域整体可达性改善明显，但东部地区可达性水平优于西部地区的现象未得到有效改善；（2）区域内任一栅格到达最近城市所需时间逐步缩短，1 h圈空间格局由散点分布逐步向网络分布转变；（3）可达性改善状况区域差异显著，西部地区改善值远高于中部地区，平均可达性值越大其改善值越大；（4）城市间可达性水平得到显著提升，可达性水平主导频率由1988年的12~36 h逐步转向2012年的3~12 h，城市间可达性结构改变显著。

基于城市流强度模型和城市间相互作用模型，以长江中游城市群27个地级市为研究对象，分析了城市群内的城市辐射能力及其内在的经济联系。结果表明：（1）长江中游城市群整体集聚和辐射能力较弱，区域内中低级城市流强度的城市占多数；（2）城市群内第二、三产业辐射能力存在较大差异，第二产业呈现出较强的辐射能力，而第三产业辐射能力较弱，并且其空间分布相对较为分散；（3）区域中心城市的核心带动作用总体较弱，辐射范围和辐射强度都有待加强；（4）长江中游城市群内城市间空间联系不够紧密，且联系程度空间差异较大。省际城市之间联系贫乏，城市间尚未形成联系紧密的辐射网络。

由于产业发展正处于转型阶段，我国畜禽养殖污染治理中的管理问题比技术问题更加突出，选择适宜的组织管理模式尤其重要。融合了效果分析、效率评价和适应性分析，尝试构建一个养殖废弃物资源化利用管理模式综合评价框架，并选择太湖流域4个不同类型的典型案例进行方法例证。研究表明，传统的养殖企业主导型管理模式应用于小型、分散养殖废弃物资源化利用时面临着经济效率低、适应性差难题；农村废弃物处理中心、种植企业和有机肥企业的参与可以改善小型、分散养殖废弃物资源化利用的经济效率；综合考虑效果、效率与适应性，种植企业、有机肥企业主导型模式的适宜推广范围更广。应根据不同地区种植-养殖产业关系、污染治理需求、经济发展水平与政府投入能力等，灵活组合应用不同管理模式。

国家公园是被国际社会公认的自然生态保护的有效模式，在生态文明、环境保护等问题上具有重要价值。建立国家公园体制、实施主体功能区制度在中国国家层面得到重视，有关国家公园的学术探讨逐渐成为学界研究热点。从利益相关者角度，运用CVM法测算三峡国家公园利益相关者对公园开发后保护和门票的支付意愿（WTP值），并对二者进行比较，从货币支付角度测度各利益主体对三峡国家公园的重视程度。然后运用Logistic回归模型分析不同利益主体对三峡国家公园保护支付意愿的影响因素。在此基础上探讨三峡国家公园的社区参与、门票管理、机构设置及经营管理，是国家公园体制在三峡库区实施的可行性探索。研究结论对未来三峡国家公园乃至国内其他国家公园建设具有借鉴意义。

在前人研究及大量长时间、连续、大范围河床底质现场采样资料的基础上，对长江口南港北槽河床底质时空分布特征进行了初步分析，并从河床底质的角度对长江口深水航道回淤物质来源进行了初步的探讨。研究表明：长江口河床质具有总体较细、上粗下细以及时空分布不均匀等特点；南港北槽河床质的变化与风浪掀沙、底沙过境、洪枯季变化等因素有关；南港段河床质季节性变化大于北槽；南港河段河床底质有细化的趋势；长江口深水航道回淤物质偏粗且与周边河床质组成相近，航道回淤应关注滩槽泥沙以近底高含沙水流方式的交换。

土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一，土地经济效益是利用土地的目标之一，如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角，梳理复杂系统内变量间的反馈关系，运用系统动力学（SD）进行建模，将约束条件纳入到多目标规划（MOP）中，实现MOP与SD模型整合，进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示，利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化，与2008年真实值相比，耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×10⁴、30.17×10⁴、0.08×10⁴和16.37×10⁴ hm²，其他农用地及未利用地分别减少7.23×10⁴、33.15×10⁴ hm²；与无约束SD单模型仿真相比，土地利用碳排放量减少了58×10⁴ t，经济效益年增长率维持在3.58%，优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求，兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标，能为区域土地资源优化配置提供参考。

城市水生态文明评价指标体系是测量水生态文明，指导城市水生态文明建设的基础。在综述国内水生态文明评价研究文献基础上，按水生态、水经济和水社会三大系统，从水生态、水工程、水经济、水管理和水文化等方面筛选了18项指标构建了水生态文明城市建设平价指标体系，并应用主成分分析法对长江经济带11个省会城市的水生态文明建设水平进行测度分析。结果显示长沙、杭州、成都和贵阳的城市水生态文明综合得分靠前，上海、南京得分较低，并且与其他城市相比差距较为明显；将长江经济带11个省会城市的水生态文明状况划分为5个等级，以体现不同城市水生态文明的差异性,并按空间格局分析了长江经济带东部、中部和西部三大区域的水生态文明程度。

城市格局时空演变以土地利用变化为承载，为城市用地调控、空间发展政策的制定提供依据。以武汉市主城为实证区，采用1989、1999、2008和2015年4期Landsat遥感影像为数据源，综合空间信息技术、用地扩张量化分析方法研究城市土地利用转换关系，测度建设用地扩张强度、弹性与方向，揭示城市格局时空演变过程。结果表明：1989~2015年间，武汉市主城区土地利用变化以建设用地扩张、未利用地和耕地减少为主，经济增长与建设用地扩张关联度高；主城区建设用地在1999年之后扩张速度明显加快，总体扩张强度逐步加强。建设用地扩张呈现时空不平稳状态，扩张主要集中在以汉阳、青山为代表的城郊过渡带区域，以及硚口、武昌等老城区的更新改造区域，1989~2008年间扩张方向以偏西向为主，2008~2015年间扩张方向以东南向为主，反映城市区域发展阶段的差异和空间开发政策变动的影响。

分析丘陵山区都市边缘的农村居民点土地利用空间特征，对于科学认识自然条件与社会经济发展交错影响下的新型农村人地关系具有重要意义。以重庆市两江新区为例，从居民点用地规模特征、居民点空间分异特征、居民点分形特征以及居民点空间格局四方面对农村居民点土地利用空间特征进行了分析。结果表明：两江新区农村居民点用地规模表现出明显的地域差异，在区域内部，受高程、坡度、地质灾害分布、水系、城镇和交通的影响，农村居民点用地表现出较强的空间分异特征，其中有相当一部分居民点的交通及基础设施条件亟待改善；两江新区内农村居民点分形维数介于1.12~1.53之间，由西南向东北方向逐步增大，围绕城市呈现“扇形圈层结构”特征，距离城镇越远农村居民点斑块结构越复杂；从居民点空间格局来看，两江新区镇域尺度上的农村居民点呈现出集聚、均匀与随机3种分布状态，图斑尺度的居民点受地形约束总体上呈条带状分布，在此基础上城镇发展的极化作用吸引农村居民点向城镇集中，形成若干聚集区。研究结果可为丘陵地区开展土地整治及模式探讨、土地利用规划筹提供参考。

公路建设对区域的各种生态过程、灾害活动等影响引起广大学者的关注，目前对小尺度区域公路沿线景观格局的影响效应研究较少。利用3S技术对云南省昆明市东川区蒋家沟小流域内县乡级公路沿线三期影像的景观进行分类和制图，运用Fragstats3.3软件和景观指数计算方法，从斑块和景观两个层次上研究公路建设前后景观格局的变化。结果表明：（1）不同时期建设公路及全部公路沿线均出现坡耕地显著减少、梯田显著增加的趋势；在不同距离梯度上，针叶林、灌丛、坡耕地景观百分比不断降低，梯田、草地面积增加。（2）公路沿线景观格局动态变化则表现为：在斑块层次上，1973年前建设公路沿线景观形态更复杂，破碎化程度高，1973年后建设公路沿线阔叶林、针叶林斑块数量增加，破碎化趋势明显；在景观层次上，公路沿线景观多样性增加，景观内部连通性降低，整体景观格局破碎化加剧，但1973年前建设公路沿线空间连接性有所提升，1973年后建设公路沿线则表现出空间连接性下降的趋势，公路全线两侧150 m范围对景观水平指数的影响最大。

土壤中磷素的含量对土壤肥力和茶叶品质起着至关重要的作用，探讨土壤磷素含量的空间分布特征及其影响因素，可以为茶园管理和茶叶品质的提升提供理论指导。以江苏省东山镇和浙江省溪龙乡两个优质名茶种植区为例，在遥感影像和DEM数据的基础上，应用地统计学方法，对比研究了两个茶园土壤速效磷含量的空间异质性特征。结果表明：（1）按土壤肥力等级标准，东山镇和溪龙乡速效磷含量的平均水平均较高，利于茶叶生长；（2）东山镇和溪龙乡速效磷含量的变异系数分别为0.46和0.52，均属于中等强度变异；（3）空间插值结果显示，东山镇和溪龙乡速效磷在空间上都具有相连成片的特征，但东山镇速效磷呈阶梯状分布特征，而溪龙乡速效磷则呈辐射状分布特征；（4）东山镇和溪龙乡速效磷的块基比值分别为0.343和0.142，表明溪龙乡速效磷受随机性因素的影响较东山镇的小，而受结构性因素的影响较东山镇的大。

区域交通土地一体化规划需要明晰公路沿线的土地利用变化过程。基于随机概率的土地转移矩阵模型及相关结构指数，分析了武汉城市圈公路沿线的土地变化规律。结果显示，从变化量而言，武汉城市圈各类型公路沿线耕地转为建设用地的比例最大，且以国道最为明显；从系统的变化方向而言，各公路类型沿线建设用地占用耕地现象显著，此外，高速沿线建设用地占用水域，国道沿线耕地占用林地，以及各类型公路沿线耕地、林地闲置现象也需及时监测和预警。

准确高效的获取土地利用信息，对于合理利用和开发土地资源具有十分重要的意义。在快速城镇化地区，土地利用活动频繁且密集，土地利用格局演变十分剧烈，增加了城市土地利用精准分类的不确定性；且受环境气候和云雨天气影响增加了有效光学影像获取的难度。为提高城市土地分类精度，该文选取武汉市中心城区为研究案例，以Sentinel-1A和Landsat8 OLI影像为数据源，采用Gram-Schmidt变换方法进行影像融合，选取最大似然、支持向量机、CART决策树、BP神经网络等4种分类方法对融合的影像进行分类，提取了研究区土地利用信息，并对其进行分析。进一步，通过与光学影像的分类结果对比，探究了Sentinel-1A和Landsat8 OLI融合影像在土地利用信息提取方面是否具有优势。研究结果表明：（1）对比其他3种方法，CART决策树分类方法对于融合后的影像分类精度最高，总体分类精度和Kappa系数分别达到88.55%和0.841 4；（2）与光学影像相比，Sentinel-1A和Landsat8 OLI融合影像可以更有效地获取高精度城市土地利用信息；（3）基于多源遥感影像融合的CART决策树分类方法是获取研究区高精度土地利用信息的一种行之有效的技术手段。研究成果可为快速城镇化区域的土地利用分类提供参考。

气候变暖已成为近几十年研究的热点，但是有关温度升高对螺类形态变化的研究还为数不多。利用中型室外模拟控制系统（Mesocosm）模拟百年之后长江中下游地区浅水湖泊水生态系统，实验设置对照组与升温组两个处理，以此探求水体温度升高对铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）形态的影响。应用几何形态测量学得到铜锈环棱螺壳高、壳宽、轮廓面积与周长4个形态参数，并分别与质量进行回归分析。通过协方差分析比较两种处理回归方程的差异，发现螺类周长随温度升高发生显著变化，同时升温增加了螺类春季个体增补数量。升温对于螺类形态变化影响体现在以下3方面：升温显著增加了铜锈环棱螺的密度，加剧了种群个体间竞争，促使性成熟个体趋于小型化；升温改变铜锈环棱螺食物质量，通过影响螺类生长过程对螺类形态变化产生作用；升温改变了水体pH值，进而影响螺类外壳的钙化率和水体中钙可利用程度，对螺类外壳形成产生直接的影响，最终导致螺类形态变化。

基于紫色菜园土壤3年12季连续蔬菜（莴笋-白菜轮作）定位施肥试验，研究不同施肥条件对土壤钾素形态和供钾水平的影响。采用田间试验和室内化学分析结合的方法测定不同施肥处理土壤钾素形态的变化和蔬菜产量的关系。结果表明：紫色菜园土壤钾素主要以矿物钾为主，占全钾的95.11%~97.33%，土壤缓效钾和速效钾分别占土壤全钾的2.22%~3.38%和0.44%~1.52%。连续施用钾肥显著提高土壤速效钾和缓效钾含量，以增钾处理作用最优。定位施肥显著提高土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾含量，以有机无机肥料配施作用优于单施化学肥料。土壤水溶性钾、非交换性钾与土壤有效磷含量呈显著或极显著正相关，莴笋和白菜产量与紫色菜园土壤速效钾、缓效钾含量呈显著正相关。定位施肥协调紫色菜园土壤钾形态，改善土壤供钾能力，以有机无机肥料配施作用为优。

以赣江流域为研究区，基于观测降水和TRMM准实时数据（3B42RTV6、3B42RTV7）和分析数据（3B42V6、3B42V7），驱动VIC水文模型，开展卫星降水产品在赣江流域的水文模拟，评估TRMM降水产品在水文模拟中的应用能力。结果表明：（1）在赣江流域，3B42V7估算的降水与实测降水的对比结果最好，3B42RTV6的估算精度最低，3B42RTV7较3B42RTV6在赣江流域的降水估算精度提升非常明显；（2）在径流模拟方面，3B42V6和3B42V7在日尺度上尽管对洪峰的模拟有所偏差，但模拟结果仍能反映径流变化特征，在月尺度上模拟结果精度较高，纳什系数均在0.9以上，并且二者在4、5月的径流模拟结果较好，7、8月的模拟结果较差，而3B42RTV6对径流的模拟能力较差，日径流量和月径流量均呈现明显低估，3B42RTV7对径流的模拟结果比3B42RTV6有明显改善，可以满足实时水文预报的需求。

海拔高度变化对区域温度、降水都起着至关重要的作用，从而会对植被物候特征产生影响。以丹江口库区为研究区，分析库区植被物候随海拔变化特征，该工作的开展对进一步认识库区植物物候空间特征，进而监测库区土地覆盖变化具有重要实践意义。研究采用Savitzky-Golay滤波算法重建库区2001~2012年MODIS 16天最大合成EVI时序影像数据，对重建后的时间序列影像采用动态阈值法提取库区陆地植被关键物候特征信息，并对库区陆地植被物候特征随海拔梯度变化特征进行分析。研究结果表明，丹江口库区陆地植被生长季为4月上旬至10月上旬，南部山区林地生长季最长，而库区中部、东部耕地生长季较短。植被物候特征随海拔梯度变化呈现两个较为明显的区域，低海拔区域植被生长季开始时间（Start of Season，SOS）随海拔升高而提前，生长季结束时间（End of Season，EOS）随海拔升高而推迟，进而导致生长季长度（Length of Season，LOS）随海拔升高而延长。而在海拔较高山区，林地植被物候呈现完全相反变化趋势。受丹江口水库和人类活动的影响，丹江口库区植被分布随海拔变化呈现两个较为明显的区域。