研究长江经济带土地城镇化时空格局演变及驱动因素，对长江经济带新型城镇化建设具有重要的理论及实践意义。测度了1994~2014年长江经济带121个地级市土地城镇化水平，并利用探索性空间数据分析方法（ESDA）探究其时空格局演变特征，最后运用偏最小二乘回归分析模型（PLS）探讨了土地城镇化空间格局差异形成的主要驱动因素。研究结果表明：时序演变上，长江经济带土地城镇化水平总体上呈现不断上升的趋势，并表现出阶段性变化特征；空间演化上，长江经济带土地城镇化水平空间差异明显，主要表现为：空间自关联性显著，且土地城镇化热点区域作为极化的核心，集聚趋势由东北向西南方向逐渐递减；长江经济带土地城镇化水平时空差异受到经济发展水平、产业结构升级、人口规模、固定资产投资和区位条件等因素的共同作用影响。

高速铁路的开通给沿线城市的建设带来了重大影响。基于可达性测度以及修正的经济潜力模型，利用GIS对安徽省高铁可达性以及经济潜力进行深入分析。研究表明：（1）高铁开通后安徽省可达性显著提高，但总体格局保持不变，呈现出以合肥为中心，淮南、芜湖等地为副中心的“多核心”模式。池州、铜陵两城市可达性上升幅度最大，黄山紧随其后，芜湖、滁州变化最小。高铁开通后，滁州可达性排名下降5名，下降幅度最大，合肥、淮南、黄山最为稳定，其他城市均有小幅变化。（2）可达性的提升对城市经济潜力造成了一定影响，总体呈现出以合肥为中心的外围扩展模式。池州、铜陵经济潜力增长最为显著，黄山位列第3，可达性的提升直接影响了池州、铜陵、黄山三市的经济发展。高铁开通后，合肥、芜湖经济潜力排名始终位于前二，传统经济中心地位不变。马鞍山排名上升4名,幅度最大，池州、黄山两市处于末端，经济潜力仍然较为薄弱。（3）高铁开通后，时空收敛效应明显，可达性的提升令城市经济潜力增长显著，但受多方面因素影响，可达性与经济潜力呈现不完全契合关系。

在推进新型城镇化和生态建设的背景下，客观定量评价区域 生态环境状态，是当前我国生态建设重要而紧迫的任务之一。高密度的人类活动会对自然生态系统产生超负荷的压力，通过生态承载力的分析能够定量测度这种状况，为区域可持续发展提供借鉴意义。基于生态足迹模型，计算了2008年和2013年武汉城市圈各县域单元的生态足迹/承载力，并进行了时空变化分析。研究发现武汉城市圈各县域单元的生态足迹和生态承载力在空间上存在显著的差异性，生态足迹逐年增加，生态承载力的变化相对较小，出现两级分化的现象。根据生态足迹/承载力进行跨区县生态补偿测算，得到2008年和2013年武汉城市圈48个县域的转移支付情况，表明如果运用财政转移支付的手段，整个区域能够达到生态系统供给和需求动态平衡的目标，缓解武汉城市圈的生态压力，实现武汉城市圈的可持续发展。

由于时代的局限性以及地理单元的独特性，以往城市空间结构理论的研究热点多集中于经济较为发达的东部地区或特大型城市，对于欠发达西部地区的中小城市关注不够。基于RS与GIS技术，通过1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期TM遥感影像提取城市建成区数据，利用城市空间扩展强度和速度指数、紧凑度、分形维数及形状指数对三峡库区重庆段20 a间城市空间扩展及形态演变定量分析。得出以下结论及建议：（1）随着时间增长，城市空间扩展强度及速度总体呈上升趋势，紧凑度持续降低，城市建成区面积逐年递增，城市扩展极不稳定；（2）城市空间形态受重大事件影响易发生“突变”，随着时间的沉淀，空间形态再发生“整合”；（3）1997年重庆直辖以来，前10 a的移民安置工程为城市形态的“突变”提供了良好契机。2007年之后，在经济发展作为城市空间扩展的核心动力支撑下，研究区城市扩展主流模式侧重于沿一到两个方向扩展，形成“一心两辅”的发展态势；（4）在未来城市发展规划中，应坚持可持续发展理念、合理规划用地布局，优化产业结构，加强环境保护，避免“边发展、边污染”的被动局面，同时结合自身交通运输条件的优势，在各个方向上形成依附在中心城镇周围的腹地并作为未来扩展的基础，构建副中心城市，将城市形态有序沿城市发展中心蔓延，形成“一核多翼”的发展态势。

 利用三阶段DEA-Malmquist指数法，对2009~2014年长江经济带11省市水资源全要素生产率及其分解指数进行了测算和分析。研究结果表明：在剔除了外部环境因素和随机误差因素以后，长江经济带水资源的全要素生产率及其分解效率发生了显著变化，水资源全要素生产率年均增长72%，技术进步指数年均增长47%，技术效率指数年均增长24%，技术进步是推动长江经济带水资源全要素生产率增长的主要源泉。分区域来看，西部地区水资源全要素生产率和技术效率年均增长率最高，东部地区技术进步年均增长率最高。长江经济带水资源全要素生产率存在显著绝对β收敛，表明长江经济带内省际水资源全要素生产率差距正在缩小，最终都朝相同的稳态水平趋近。

地理加权回归克里金（GWRK）是在地理加权回归（GWR）基础上扩展得到的一种既能考虑回归关系的空间非平稳性又能考虑回归变量空间自相关性的降水数据融合方法。以赣江流域为例，在评价TRMM卫星数据精度的基础上，分别以GWRK和GWR方法构建了站点-卫星降水数据融合模型，然后采用降水融合数据驱动GR4J水文模型进行水文预报。根据站点尺度降水融合数据精度及水文预报表现，对GWRK和GWR构建的降水融合模型效果进行评价，结果表明：较之GWR方法，GWRK方法能较明显的提高降水融合数据在站点尺度上的精度，但是由于输入到水文模型中的数据为面降水数据，受空间均化的影响，对水文预报精度的提高不如对站点尺度降水融合数据精度的提高明显。

2012年1月~2013年12月连续24个月在长江靖江段沿岸收集似鳊标本2 334尾，采用基于体长频率数据的ELEFAN I技术估算长江近口段沿岸似鳊的生长参数与种群参数。结果表明：似鳊体长(L, cm)与体质量(W, g)幂函数关系为：W=0.0182×^L2.948 (r=0.9823, n=2334)。Von Bertalanffy 生长方程描述的似鳊生长参数为：极限体长(L∞)=19.25 cm，生长系数(K)=0.2/a，理论生长起点年龄(t0)为-1.59 a，体质量的生长拐点年龄为3.55 a。采用Pauly的经验公式估算似鳊自然死亡系数(M)为0.556/a。由长度变换渔获曲线法估算出的似鳊总死亡系数(Z)为1.638/a，捕捞死亡系数(F)和开发率(E)分别为1.082/a和0.66/a。2012~2013年长江靖江段沿岸似鳊年均资源重量和资源数量分别为120.59 t和947.4万尾。经相关估算参数和相对单位补充渔获量分析得出，当前长江靖江段沿岸似鳊已处于过度捕捞状态。建议将沿岸水域禁渔期延长至9月(即4~9月)，以实现似鳊资源的恢复和可持续发展。

有色金属矿产开发在促进经济增长的同时，也带来诸多环境问题，在此现状下，如何评估由此造成的生态损失及系统的状态已成为研究的焦点。借助能值分析可衡量和比较不同类别、不同等级能量的真实价值这一特点，研究江西省有色金属矿产开发生态影响问题。对系统2009~2013年的能值总量、投入产出、生态损失进行核算，分析能值效率、生态效率指标变动趋势，并得出符合实际的生态补偿标准的制定依据。经过计算，2009~2013年江西省有色金属矿产开发能值自给率为0.65左右，整体变化幅度较小；能值投资率在0.23~0.31之间波动，处于较低水平；净能值产出率呈现先上升后下降的趋势；环境承载率整体较高，最低为138.01；可持续发展指数非常小，全部在0.02、0.03；生态补偿指数在62%~69%之间小幅波动。说明江西省有色金属矿产开发对当地的不可更新资源的依赖程度较高，虽然生产效率较高，但当前的生产利用活动已超出环境可承受的范围，系统不可持续发展。为改善环境2009~2013年各年应承担的生态补偿额分别为1.45×109元、1.49×109元、2.06×109元、2.59×109元、1.82×109元。

深入理解道路网络与土地利用之间的关系有助于开展可持续的土地利用与道路网络规划。引入多中心性评价模型，对临近中心性、中介中心性、直线中心性3个指标，运用UNA对湖北省道路网络中心性进行测度；选取景观百分比，香农多样性指数，平均斑块大小，平均形状指数4个景观格局指数计算土地利用景观格局特征，并通过斯皮尔曼相关方法对两者之间的关系进行探讨。结果表明：（1）湖北省道路网络中心性格局和空间特征各异，整体上东高西低，临近中心性呈现条带状分布，中介中心性呈孔隙状分布，直线中心性呈片状分布；（2）景观层面上，土地利用景观破碎化和多样化对直线中心性最为敏感，而临近中心性与中介中心性与景观格局指数关系相对复杂；（3）在类型层面上，道路网络中心性与各类土地利用景观格局相关性各异，其中高中心性区域对林地表现为鲜明的排斥和破碎化效应，而对建设用地表现为强烈的吸引和空间集聚现象。该研究以道路网络中心性视角探讨道路网络与土地利用景观格局之间的关系，为区域空间形态和构成及其相关影响因素提供了新的视角。

城镇化发展是区域气候变化的重要影响因素之一。以Landsat TM影像数据、多期土地利用类型数据、城镇化率数据、DEM数据、气象站点时空数据为基础，通过城镇发展指数法、气温变异指数法，以图谱方式对三峡库区（重庆段）近30 a城镇化发展格局、气温变异格局进行可视化，运用一元线性回归模型，建立了重庆三峡库区城镇发展的气温响应模型。研究表明：（1）研究区全域城镇建设用地增长3.83倍，城镇化发展指数年增长率为4.56%，总量呈现出西南高东北低格局。（2）气温变异指数从20世纪90年代后期开始迅速增加，2005~2014保持在高指数状态，库区蓄水对气温变异指数增长的影响未达显著性水平。（3）从城镇发展的气温响应状况看，呈较强正相关性且拟合精度较高，绝大部分区县t概率值（p值）达到0.05的显著性水平。分析表明，库区下垫面物质环境的改变和人类活动的增加对区域气温的长期同向变化具有较强解释力。

基于南方地区9个省份41个气象站点1956～2015年共60 a逐日降雨量资料，采用线性回归、Kriging插值等方法分析了南方地区降雨量和降雨侵蚀力的时空变化特征。结果表明：南方地区降雨以侵蚀性降雨为主，且比较集中，区域强降雨事件出现的频次在增加。南方地区年均降雨侵蚀力变化范围在3 477.30～24 878.65 MJ·mm/(hm2·h·a)之间，平均值为9 919.93 MJ·mm/(hm2·h·a)，总体由南往北逐渐减少的分布规律。在季节分布上降雨侵蚀力主要集中在夏季。60 a来南方大部分地区年降雨侵蚀力均呈上升趋势，其中海南、浙江、江西3省上升趋势较为明显，说明这些地区面临较大的土壤侵蚀潜在压力。

河流水体污染物消减作用是降低其入湖通量的重要方式，为探明太湖河流氮磷污染物消减速率时空变化特征，研究采用自主研发的原位培养装置，开展了太湖西岸出入湖河口总氮绝对消减速率（TNR绝）、总氮相对消减速率（TNR相）、总磷绝对消减速率（TPR绝）、总磷相对消减速率（TPR相）的变化特征研究。结果表明：西北部和西部河流夏、秋季TNR绝和TPR绝高于春、冬季，南部河流则为秋、冬季高于春、夏季。夏季西部和西北部河流TNR绝和TPR绝高于南部，冬季则相反，春、秋两季空间差异不明显。颗粒态总氮（PTN）浓度及水温是TNR绝时空差异性的主要影响因素。TP浓度是TPR绝的季节差异性的主要原因，不同季节TPR绝空间差异的主要影响因素不同，春、夏、秋、冬四季主要影响因素分别为pH等水体物理性质、TP浓度和SS浓度、SS浓度、TP浓度。TNR绝和TPR绝及其初始浓度是TNR相和TPR相时空差异的主要原因。

 利用2005~2010年浙江省各县市区的社会经济数据和能耗数据，测算了各县市区的碳排放总量、人均碳排放量和地均碳排放量，采用空间自相关方法揭示了县域尺度下相邻县市区碳排放指标的空间关联性，运用地理加权回归模型定量描述了各县市区碳排放总量影响因素的空间异质性。研究结果表明：（1）研究期内，浙江省的碳排放总量从30 486万t增加到49 559万t。人均碳排放量和地均碳排放量也均呈增长趋势，且空间差异显著。（2）各县市区碳排放总量、人均碳排放量和地均碳排放量均存在较强的空间自相关性，总体上浙北浙东呈高高集聚，浙西南呈低低集聚。（3）人口和投资是影响碳排放总量的重要因素，且存在空间异质性。投资对浙西南碳排放的影响逐渐增大。

根据入湖污染负荷监测、调查资料和不同水文条件下流场水质同步监测资料，应用数理统计方法，研究了鄱阳湖氮磷营养物质分布、转移和削减特征。研究结果显示：（1）总磷、总氮是影响鄱阳湖水环境质量的主要污染物，入湖污染负荷与入湖径流水量紧密正相关。（2）鄱阳湖换水周期短，水流更换频繁，氮磷污染物在湖区不会充分混合；氮磷超标水域随着水体流动，逐步向下游转移、扩散；湖水位处于消落状态，通江水道部分水域氮磷浓度超标。（3）湖相状态水环境比河相好，湖相状态一般不会出现大面积的总氮和总磷同时超标。（4）鄱阳湖水环境勉强维持Ⅲ类标准，如果出现损害环境的人类活动，脆弱的水环境将会恶化。针对这些特征提出了保护鄱阳湖“一湖清水”的对策建议。

钉螺是血吸虫唯一中间宿主，研究钉螺与孳生环境因子的空间关系对采取有效的查螺、灭螺措施有重要的科学和社会价值。以鄱阳湖恒湖农场茶叶港草洲为研究对象，应用证据权重法与确定性系数法合成模型研究植物南荻、苔草、藜蒿、土壤温度、土壤湿度、导电率、海拔高程7个证据因子与“钉螺出现与否”的空间关系。结果表明：研究区内一定范围内高程的增加易于钉螺孳生；钉螺在湿度相对较大（大于0.35%(m3/m3)）的环境中分布较少；苔草丰度过大（高于4 368 cm3/m2）过小（低于1 457 cm3/m2）都不利于钉螺孳生；钉螺较易孳生在南荻丰度较大（高于2 745 cm3/m2）的区域；电导率较高（高于0.07 mS/cm）区域钉螺较少；土壤温度在16~20℃范围利于钉螺孳生。在模型预测结果图中，占研究区总面积13.7%的极高易发区的较小范围内预测到82%的钉螺空间分布，评价曲线的曲线下面积高达88.7%，说明模型的预测成功率很高, 表明该模型适合研究区域钉螺孳生与其影响因子之间的空间关系。

 以荆南三口五站1951~2015年实测径流数据，利用MarkKendall趋势突变检验法、累计距平、Morlet复小波等方法分析三口河系径流演变特征；选用ARIMA模型和时间序列模型预测荆南三口河系径流演变趋势。结果表明：（1）荆南三口径流年际变化较大，径流年内分配不均匀，5~10月为丰水期，11月~次年4月为枯水期，呈现出明显季节差异；（2）三口径流总体上呈下降趋势，其中以1959~1980年径流下降趋势最为明显，其趋势幅度p的绝对值达到了698.313， 2003~2015年径流下降趋势较为缓慢，无明显趋势，但其p的绝对值仍达到了166.524;（3）运用MarkKendall突变检验及累计距平法共同检验，三口径流突变年份为1970年、1985年；（4）1951~2015年间三口径流变化过程主要存在48~58 a、20~28 a、10~18 a 3个尺度的周期变化，以55 a、24 a、14 a为周期中心,其小波方差显示三口径流序列第一、第二、第三主周期分别为55 a、24 a、14 a；（5）三口径流在2016~2030年呈现出先减小后增大的趋势，即2016~2018年为波动增减期，2019~2026年前后为枯水期，2026~2030年为丰水期。

 城市化进程的加快，农村人口大量涌入城市，城市布局及局部气候改变等因素使得城市热岛效应问题日益突出，已成为当前城市环境研究热点之一。以武汉市为例，应用遥感技术与地理信息系统技术，选取2004~2015年5个时相Landsat系列影像数据，利用单窗算法反演地表温度，并以此为基础进行热岛强度分级，获取了近10 a武汉市城市热岛效应变化结果，并分析了武汉市11个辖区城市热岛效应动态变化特征及热岛效应与土地利用变化的关系。研究结果表明：（1）自2007年后，武汉市老城区热岛面积持续减少，而新城区热岛面积则持续增加，呈现出以老城区为中心向新城区扩张的趋势，至2015年，新老城区热岛面积仅相差20.74 km2；（2）东西湖区、蔡甸区、江夏区与洪山区是近些年城市热岛面积增长较为显著的辖区，其中江夏区的热岛面积年际变化最大，最高值达95.42 km2；（3）城市热岛效应与土地利用类型的面积年际平均值拟合关系显示，2004~2015年，城市热岛效应与建筑用地的R2值最大，为0.681 2，建筑用地面积的增加是城市热岛强度面积扩张的重要影响因素。

采用变化范围法（RVA）定量研究了丹江口水库蓄水后汉江中下游水文情势的时空变化，评估出汉江干流变化度最大的江段和水文特征指标类别，分析了其对应的生态影响，并针对汉江流域的四大家鱼和水华问题进行了敏感水文指标的变化度分析。结果显示:丹江口大坝蓄水后，汉江下游河道流量是中变化度占主导，比例范围为47～63%；水位是高变化度占主导，襄阳站和皇庄站高变化度的水文指标所占比例远大于其它站点，依次为53% 和75%，各站水位较蓄水前下降了1～2 m。黄家港站高/低流量脉冲出现的频率减少（变化度为-0.49和 -0.62），且持续的时间变短（变化度为-0.87和 -0.74）。皇庄站和襄阳站流量和水位的月均值和极值较蓄水前减少，逆转次数在高RVA范围内较蓄水前增加（变化度为1.82）。四大家鱼产卵的敏感水文指标出现频率较蓄水前减少，且为中高变化度。下游河道枯水期流量和水位减小，增加了水华发生几率。