以长江中游城市群为研究对象，提取出28个地级以上城市19个行业2000年和2013年的从业人员数据，归并为11种城市职能类型，运用区位商和纳尔逊等城市职能分析方法，从城市职能的专业化部门、职能规模和职能强度3个要素分析了长江中游城市群城市职能结构演变特征。结果显示，建筑业、行政、社会服务、金融业和商业为其基本职能部门，决定了区域整体职能结构与经济发展特征，特别是城市群内建筑业快速发展，生产性服务业部门发展缓慢。职能规模变化与全国同步，基本职能的专业化部门和职能强度总体增加。研究发现，自2000年以来，快速城市化、区域经济发展水平和国家政策是影响上述城市职能演变的主要动力因子。

以长江经济带130个城市作为空间观测单元，以专利申请量作为衡量各城市创新能力的指标，对长江经济带各城市2000~2014年创新能力的空间分布及演化进行分析。研究表明：（1）从时空总体演变来看，长江经济带城市创新能力表现出非常显著的区域差异，且呈现出由渐进式集聚向缓慢扩散的发展趋势。（2）从空间聚类分布来看，长江经济带创新能力较高的城市主要分布在东部的长三角地区和中西部的省会城市地区。（3）从空间分布演变来看，长江经济带城市创新能力表现出显著的空间自相关，空间分布集聚态势增强，但在地理空间的差异上呈现出缩小的趋势，且不同集聚区在不同空间范围上都表现出一定的扩展与收缩态势。（4）城市的经济发展水平、创新主体、创新投入及创新基础设施的差异性，对长江经济带城市创新能力呈现出不均衡的空间分布产生重要影响。

20世纪90年代以来，生态足迹模型作为定量化可持续评价的重要理论方法得到了广泛的应用。基于传统生态足迹模型，结合遥感产品净初级生产力数据，构建了基于净初级生产力的生态足迹模型，调整了均衡因子和产量因子，并增加了污染物账户。在此基础上，应用传统模型和改进后的模型分别计算了南通市2000~2013年的生态足迹。结果表明：（1）传统生态足迹模型和改进模型下的南通市2000~2013年人均生态足迹都是稳步增长的，改进后的模型变化较小；（2）南通市2000~2013年生态承载力虽有所波动，但整体上呈下降趋势；（3）南通市连续14年出现生态赤字，从2000年的0.308 6 hm²/人上升到0.587 7 hm²/人，生态系统处于不安全状态，生态系统的稳定性降低。可见，改进的生态足迹模型能更准确地反映研究区自然资源利用状况。最后，针对南通市生态不安全状况，从土地结构、能源消费等方面提出减少生态足迹的建议。

旅游圈是推进区域旅游发展的有效载体，对区域内各地区间旅游经济关系产生重要影响。以资源主导型的环鄱阳湖区域为例，根据该区域旅游经济现状，以该研究区5个地级市所属的国家3A级及以上67个旅游景区为研究对象，从景区景观质量引力指数、旅游规模和交通可达性对传统引力模型进行修正，测度2003~2015年各地区间旅游经济联系强度及其演变情况，揭示环鄱阳湖区域旅游经济联系总量呈现出快速增长且联系紧密、区域差异较明显、交通作用逐渐增强等特征。在此基础上，提出构建环鄱阳湖旅游圈区域旅游发展的基本模式，以及圈内各地旅游经济联系的思路，形成多极核的网络化结构旅游圈层格局，并演进为区域旅游圈的一般结构模式，为推进区域旅游可持续发展提供借鉴。

针对水利工程移民的住房感知问题和住房感知等级为定序变量的特点，基于有序logistic回归分析理论，构建移民住房感知的有序logistic回归模型，并针对浯溪口水利枢纽工程移民进行实证研究。主要结论如下：①施肥种类、最高教育水平和家庭年收入对移民住房感知存在显著正向作用，水源种类对移民住房感知存在显著负向作用。②施肥种类要素分析表明，当地移民生活对农业生产依赖性较高，且移民对区域交通状态改变预期是导致其住房感知差异化的主要因素。③最高教育水平要素分析表明，教育程度越高，移民住房感知越高。④水源要素分析表明，移民对水源的获取难度和成本的预期越差，其住房感知越差。⑤家庭年收入要素分析表明，家庭年收入越高，移民对未来的预期越好，其住房感知越高，经济发展是解决移民问题的基础。

以西部山区的缩影川西为研究对象，利用交通矢量化数据和自然社会经济数据，在GIS软件支持下，探讨“十五”计划以来不同时期川西山区交通通达性与GDP的海拔空间分异性及其相关关系。结果表明：（1）2000~2013年间川西山区交通通达性有了显著提高，各县通达水平两级分化有所减弱，高值区集中于攀西城市群，低值区主要位于甘孜州；（2）川西山区GDP与交通水平均具有较为明显的海拔梯度分异，表现为中低海拔区>中海拔区>高海拔区>高原区，呈现出“反自然梯度特征”；（3）从整体上看，川西山区通达性指数与GDP存在显著正向关联且关联程度不断加强，交通主干线显现出更为明显的经济促进作用，而边缘化的地理区位不利于地区对外开放，阻滞了经济发展；（4）不同时期各海拔区交通通达性及其构成要素与GDP的关联方向和程度差异较大。

城市用地结构演变一直是学术界关注的焦点，但是已往学者主要关注于单体城市的研究，而对全球化背景下大都市区或城镇密集地区的研究尚显不足。为此，通过构造城市用地结构演变动力分析框架，并基于2000、2005和2010年《中国城市建设统计年鉴》的城市用地结构数据，对中国经济转型最快、市场化程度最高的长三角51个样本城市用地结构演变特征进行系统分析。结果表明：随着工业化与城市化进程演进，长三角城市正经历着以居住与工业用地增长为主导的空间重构；发达地区（或高级城市）凭借先发优势，其城市用地变化动态度逐渐减小，结构趋于成熟稳定；而相对落后地区（或低级城市）由于工业化进程相对较慢，其用地结构调整规律也较发达地区滞后。总体上，长三角地区城市用地结构总体变动趋于均等化，城市用地结构演变的“热点区”逐渐由发达地区大城市转向相对欠发达地区中小城市。通过对城市用地结构演变规律分析发现，在城市土地利用的复杂巨系统中，全球化与城市化共同驱动下的市场、政府和居民的行为共同促进了城市用地结构演变。

基于土地利用模型测度2000~2014年南京市城市建设用地的动态变化，再运用典型相关分析、主成分分析及逐步回归分析组合的偏最小二乘回归法对南京市城市建设用地的驱动因子进行分析。结果表明：（1）2000~2014年南京市城市建设用地面积总体上呈上升趋势，年均增长率为11.73%；（2）南京市用地结构信息熵呈波动下降趋势，城市建设用地系统结构性增强，但是用地扩展的综合效益趋降；（3）人口增长、道路扩展、投资水平提高及文化产业发展等能够较好的解释南京市城市建设用地的增长，这4类因子对城市建设用地变化具有正向作用；（4）逐步线性回归结果表明，园林绿地面积的增加相对其他因子对南京市建设用地规模增长的作用最大，其次是道路长度和公路里程。

基于长江中游5个气象辐射站点1961年以来的每日太阳辐射成分及其他气象观测数据，应用线性回归、相关分析、Pettitt突变检验等方法，探讨了近半世纪以来长江中游城市群太阳辐射的变化特征，指明地面接收太阳辐射的突变年份，并分析了太阳辐射与相关气象要素的关系。结果表明：近53年来长江中游地面接收太阳总辐射呈现先下降（“变暗”）、后上升（“变亮”）的趋势，该区域的辐射变化与全球范围内的“变暗”及“变亮”的变化趋势是一致的。日照时数与太阳辐射呈现较为显著的正相关性，相关系数r为0.63；而降水量则与太阳辐射呈现负相关性，相关系数r为-0.41。太阳辐射的这种突变变化也直接导致了气温的变化，在“变暗”阶段，太阳辐射与最高气温、气温日较差呈现出显著的正相关性，相关系数分别达到0.61和0.82，但其与最低气温、平均气温的相关性则不显著；在“变亮”阶段，太阳辐射与最高气温、气温日较差、平均气温呈现出正相关性，相关系数分别为0.56、0.62以及0.46，但其与最低气温的相关性则不显著。

大型通江湖泊鄱阳湖水文节律独特，水位和流速是其生态系统功能维持的关键因子。为探究其水位和流速时空特征，基于EFDC（Environmental Fluid Dynamics Code）模型，利用五河及湖口水文数据、气象数据及湖底高程作为输入条件，模拟出鄱阳湖的枯水水文统计年（2010-07-01~2011-06-30）水位和流速时空变化过程。模拟结果表明：（1）星子等4个站点拟合程度较好（r²>0.85），达到了复杂湖库水动力模拟的精度。（2）高水位期，湖区水位空间分布无明显差异，水深直接受湖底高程影响，自上游至下游呈逐级递增；低水位期，鄱阳湖水位在空间上出现明显差异，湖区外缘水位至入江水道逐级递减，水深分布空间差异不大，仅入江水道处水深明显高于其他水域。（3）流速也包括一系列时空变化特征，如高水位时期流速小于低水位时期；除大水面时期外，深水道流速大于主湖区；高水位时期上游流速略高于下游，但其他月份，北部入江水道流速均大于南部湖区等。（4）流速与水位关系密切，且不同水位对应流速大小及分布有所差异。鄱阳湖枯水水位和流速模拟分析可为大型湖库枯水水情管理提供科学参考和辅助决策支持。

生态安全是粮食主产区实现粮食安全主体功能的前提和保障。运用Costanza模型实证测算了2014年我国13个粮食主产省（区）生态系统服务价值及空间分异，重点考察了农田生态系统及其粮食作物供给的生态服务价值贡献。研究发现：我国粮食主产区农田生态系统的粮食供给服务价值与粮食产能存在错配现象；在整个生态系统中农田生态系统的生态服务价值贡献率仅为10.4%，而食物生产作物为主的生态供给服务价值仅占陆地生态系统的9.23%；生态系统服务价值空间分异突出，南北分化严重；粮食安全保障存在较大的生态隐患和生态服务价值损失。相对于耕地“红线”，生态“红线”才是确保粮食安全的根本底线。

采用单隐层RBF神经网络模型预测土壤重金属Cr、As、Ni、Pb、Zn 5种元素的含量，实测35组数据做为训练数据，另用6组做验证数据，该模型是以利用采样的10组数据预测其后的连续5组数据，输入层的神经元个数是10，输出层是5，隐含层的传递函数为径向基函数radbas，输出层的传递函数为线性函数Purelin，其结果表明：采用RBF神经网络模型预测有较高的精度。通过多元统计分析采样样品与预测样品，研究区域As、Ni、Zn的均值超过了上海市土壤环境背景值，As元素达到高度变异，Pb、Zn、Ni 3种元素达到中度变异。通过因子分析，前2个因子基本包含了全部元素变量的主要信息，第1因子中载荷最高是元素Ni（0.946），第2因子中则为元素As（0.930）。通过潜在生态风险指数评价，研究区域整体呈轻度生态风险水平。采用RBF神经网络模型可以降低采样分析成本，更好的评价区域土壤重金属的生态风险。

为了查明江苏盐城地区深层地下水咸化的主要影响因素，采集了不同类型水样（河水、浅层地下水、深层地下水和海水），通过对该地区不同水体的水化学特征、离子比值以及氘氧氚同位素组成进行分析，研究了盐城地区深层地下水水化学特征的形成机理。结果表明：浅层微咸水主要是溶解地层盐分和蒸发作用形成，而滨海港镇的部分地区受到一定程度的现代海水入侵影响。深层地下水总体为淡水，水化学演化以正常的水-岩作用为主，而深层微咸水主要分布在两个地区，一是东部滨海地区的灌河口至大丰一带，二是内陆地区的大丰市及其周边一带。滨海地区的深层微咸水主要是淋滤古海相地层盐分形成，黄沙港镇部分地区则受到轻微的现代海水入侵影响，而内陆地区的深层微咸水主要是浅层咸水下渗造成的。因此，盐城东部沿海矿化度增高的区域应大力加强对地下水的保护，特别是随着全球变暖，黄海海平面有上升的趋势，东部的滨海港镇等受海水入侵影响较大的区域更应引起高度重视。

综合星地协同技术手段，定量化表征1990年以来洪泽湖流域非点源颗粒态磷负荷的时空变化特征，并差别化地探讨其与流域土地利用变化的响应关系，厘清二者的作用机制，为实现非点源磷污染的有效管控提供科技支撑。主要结论包括：（1）近20年，颗粒态磷负荷呈现“下降-上升-下降”的波动状态，1990~1996年呈下降趋势，1998~2006年保持平稳增长状态，2008年后快速下降；（2）颗粒态磷单位负荷空间差异明显，高值区集中分布在淮河支流流域（3.88 t/km²/a），低值区则主要分布在汴河流域（0.57 t/km²/a）；（3）不同土地利用模式下平均颗粒态磷负荷由高到低依次为：多种地类混合的淮河支流流域（681.84 t/a）、城镇化快速增长的高松河流域（317.65 t/a）、农用地主导的维桥河流域（185.73 t/a）、湿地保护区的汴河流域（121.09 t/a）。林地、湿地等用地类型能显著减少颗粒态磷污染物的流失量，农用地和建设用地则会加剧颗粒态面源磷污染。

全球气候变暖背景下，自然生态环境敏感区农业热量资源的时空特征研究具有重要的现实意义。依据1960~2014年秦岭南北47个气象站数据，利用线性趋势、M-K检验和kriging插值法对无霜期时空变化进行分析。结果显示：从时间上看，秦岭南北无霜期随纬度增加而减少，初霜日和无霜期在年际波动中略有下降后快速上升，终霜日在波动中略有上升后快速下降。55年来无霜期呈显著的延长趋势且发生增多突变，秦岭以北、秦岭南坡、汉水流域和巴巫谷地的延长速率分别为0.400 6、0.280 4、0.396 1和0.407 5 d/a，突变年份分别为1999、2002、2001和1990年。从空间上看，无霜期平均值和标准差由南向北增加，80%站点初霜日推后、终霜日提前和无霜期延长。多数无霜期延长是初霜日推后与终霜日提前的共同影响。无霜期在28个站点呈波动变化，19个站点发生突变，突变时间多在1990s~2000s，2000s的突变区域面积最大且集中分布在东北部。分析结果可为气候变化对生态环境和农业生产布局的影响提供参考。

贵州省石漠化演变态势遏制了长江、珠江流域的生态安全需要。为响应国家生态环境保护与修复政策，加强长江上游生态保护工作，遏制贵州省生态环境恶化趋势，研究基于遥感和GIS技术，针对贵州省喀斯特石漠化等典型生态环境问题，依据《生态红线划定技术指南》（2015-06）建立敏感性评价指标体系及评价模型，评价贵州省石漠化敏感性现状，划定石漠化敏感区生态保护红线，定量揭示贵州省石漠化敏感区生态红线现状及地域分异，并根据贵州省石漠化治理实际情况，提出具体管控措施。结果表明：（1）2011年贵州省石漠化敏感性以强度敏感性为主，面积达36 227.83 km²，占全省喀斯特地貌面积的32.23%，总体分布规律呈条带状分布；（2）通过叠加分析得出石漠化敏感区的空间分布与石漠化现状有一定关系，表现为除去无明显石漠化、潜在石漠化、不敏感性、轻度敏感性之外，已石漠化土地与中度以上敏感性所占面积比例变化趋势呈正相关。（3）贵州省石漠化敏感区生态红线面积达6 814.25 km²，占全省国土面积的3.87%；主要由破碎斑块组成，较集中分布于贵州北部、南部及西部地区，其中遵义市、毕节市以及黔南州面积最大、最集中；（4）石漠化敏感区生态红线的管控措施应实施治理与保护并行，主要以保护为主，同时，加强石漠化敏感区综合治理以及生态保护政策体系建设。

长时间大范围的区域暴雨作为一种极端天气气候事件，是人民生产生活的一大威胁，已成为社会和学界的关注焦点之一，亟需研究中国长时间序列区域暴雨的时空演变特征。通过定义的区域暴雨事件，选取持续天数、影响站点数、最大日降雨量和最大累积降雨量4项指标，统计分析了1961~2010年中国区域暴雨的时空变化格局。结果表明：在空间格局上，1961~2010年中国区域暴雨主要分布在黑龙江漠河至云南腾冲一线以东的东部沿海季风区，而西北内陆则无区域暴雨发生；在省际分布上，多集中发生在以广东为首的东部沿海省市；在时间序列上，中国区域暴雨存在准10a（6.5a和13a）的周期振荡，以1997年前后年份发生次数较多，年内多集中在5~9月，且4项指标均在6月份达到最高。

采用2007~2011年冬季（12月~次年2月）CALIPSO星载激光雷达L1监测数据，通过分析532 nm总后向散射系数、体积退偏比和色比，对重庆地区冬季霾期间气溶胶光学和微物理特性的垂直分布进行了研究。结果表明：重庆地区冬季霾期间，大气散射能力随高度减弱，在0~1 km高度最强；各高度层气溶胶粒子规则性与粒径大小的分布情况与全年总体分布情况基本相同，但变化趋势单调性更强，0~1 km高度层规则的、大颗粒气溶胶所占比例最大，3~4 km高度不规则的、小颗粒气溶胶所占比例最大；年际变化上，气溶胶散射强度逐年增强，其中2008~2010年变化较小，2011年明显增强；各年均以规则的、小颗粒气溶胶为主，2011年不规则气溶胶所占比例最大，而大颗粒气溶胶所占比例逐年增大。