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[硕士论文] 蒋若蔚
农业遥感与信息技术 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市化进程的不断推进和人类活动的增强,城市热岛效应日益凸显,是城市气候的典型特征之一。通过对城市热环境演变规律的研究,有助于优化城市人居环境,为城市发展的合理规划和城市热岛效应的缓解提供依据。杭州是著名的“火炉”城市,城市化对其地表温度影响深刻,通过研究其城市热环境时空演变规律,不仅有助于其城市内部的规划调整,对于其他城市也有借鉴意义。
  本研究以杭州市主城区为城市热环境演变规律的研究区,采用时空数据融合、时间序列分解、局部空间自相关、引力模型等方法,以克服目前相关研究中数据时间分辨率较低、代表性不够的问题,获取兼具较高时间分辨率和空间分辨率的城市地表温度时间序列,从定性和定量两方面探究了杭州城市热环境地表温度时间序列变化、“热点”轨迹迁移及其相互作用特征。本文的主要研究方法和结论如下:
  (1)通过ESTARFM融合算法和对缺失像素拟合的技术手段,获取了2003-2014年以两个月为时间尺度的兼具较高时空分辨率的地表温度时间序列,并进行了融合精度评价。最终,获取的地表温度时间序列能准确可靠地展现地表温度的时空演变规律。
  (2)2003-2014年间,每年的地表温度分布具有一定共性:春、夏、初秋三季(3月至10月)杭州市主城区的高温区和次高温区较为集中,主要分布于主城区北部的拱墅区、上城区和下城区,主城区东北部的江干区及钱塘江南岸的滨江区也有比较固定的分布,其中夏季(7-8月)的高温集聚更为显著。低温区主要集中在钱塘江、西湖等水域及西溪湿地,起到降温作用。而在深秋和冬季(11月-2月),由于水体降温比陆地慢,钱塘江、西湖不再是主城区的低温区,城区内的高温区和次高温区分布较分散。自2003年以来,江干区的高温区和次高温区有稳定而逐渐扩张的趋势,这得益于下沙高教园区及钱江新城的发展。
  (3)利用BFAST算法对杭州市主城区2003-2014年地表温度(LST,Land Surface Temperature)时间序列和建设用地、绿地和水体样点的平均温度序列进行分解,得到:地表温度的最大值和最小值均随着时间推进而稳步上升,无明显突变,体现了城市化进程中平稳有序的城市地表升温现象。三项指标中增长最显著的为地表温度最小值,与最大值和最小值相比,地表温度平均值的升高趋势相对平缓。三种地类的LST表现为:建设用地>绿地>水体。三者都随时间推进有一定程度的上升,与绿地和水体相比,建设用地的LST变动幅度更大,而城市内部绿地和水体等生态景观能在一定程度上缓解热岛效应。(4)根据高温集聚性提取城市“热点”,结果表明2003-2014年间,主城区北部的拱墅区、上城区和下城区范围内形成了具有一定规模的稳定“热点”,并且部分以多中心的形式存在;江干区“热点”从2003年起逐渐扩张,随着区域发展已趋于稳定;自2005年起,滨江区开始出现了明显的“热点”。将主城区北部的“热点”作为主热点区,从“热点”轨迹迁移中发现2003年的主热点区中心集中于拱墅区与下城区交界地带,而此后的波动范围往东移动,且一直保持着这种态势,2007年后中心主要在下城区和江干区间移动。主热点区热点强度每年呈现出有规律的波动,一般在每年的5-6月或7-8月达到峰值。从每年的热点强度峰值来看,呈现出稳中有降的趋势。主热点区的面积值在2003-2014年虽偶有波动,但整体呈现出增大的趋势,体现出“热点”的扩张现象。
  主热点区对其他“热点”吸引力的变化趋势与主热点区热点强度存在高度一致性,每年在5-6月或7-8月达到峰值。2003年以后,以每年的峰值来看,随着“热点”区逐渐扩张且增多,主热点区的吸引力明显上升且维持在一定水平,2008年以后,主热点区与江干区“热点”有逐渐接近的趋势,使得主热点区的吸引力有升高的趋势。
[硕士论文] 周文娟
马克思主义基本原理 宁波大学 2017(学位年度)
摘要:马克思生态批判思想是马克思基于对社会历史的考察,以唯物史观视角批判资本主义的生态现状。生态批判思想形成的前提离不开对哲学领域人与自然关系的考察,只有形成正确的自然观,对以往哲学家关于人的本质和对自然本质的错误认识加以纠正,才能为形成历史唯物主义奠定基础。本文以马克思经典著作的时间顺序为逻辑线索,系统阐述马克思生态批判思想的形成和发展过程。
  马克思生态批判思想涉及的内容十分广泛,马克思首先批判了人化自然对自然环境的破坏,强调了自然自身、人和自然、人和人关系的异化,其异化的实质是由于人和自然之间不合理的物质变换以及资本主义社会中物质变换的断裂。资本逻辑内部不可调和的矛盾引发了严重的生态危机,资本主义生产实践不仅造成了自然环境的恶劣,更造成了社会环境的恶劣。
  马克思生态批判思想内在的包含了对“人与自然”和谐相处的理论建树。在认识论方面,马克思引入实践的观点,认真分析了实践在社会历史中的地位和作用,提出合理的实践能缓解人和自然的矛盾。又通过可持续发展思想、推翻资本主义制度和建立共产主义社会等先进理论寻找化解生态危机的路径,对解决当代全球生态问题和我国生态问题具有重要的借鉴意义。
  马克思生态批判思想具有一定的现实意义。第一,必须认清几个事实,搞清楚几个重要问题。第二,我们必须汲取马克思生态批判思想的理论精华,积极推进中国特色的生态文明道路。第三,我们要充分认识“人类命运共同体”的重要性,积极推进全球生态文明建设。
[硕士论文] 邹佳
自然地理 上海师范大学 2017(学位年度)
摘要:城市是人类居住的主要区域,随着城市化进程的加快,诸多问题开始浮现。具有缓解城市热岛效应、固碳释氧、减少城市大气污染、保护城市生物多样性等功能的绿色景观越来越受到社会的关注,而绿色景观连通性是区域土地可持续利用和生物保护领域的主要指标,是人类强烈干扰区域中的物种丰富度和迁徙过程的物质基础。
  本文将引入基于数学形态学的空间格局分析(简称MSPA)的方法,研究上海地区绿色景观连通性时空演变规律及其影响。本文主要从以下4个方面进行:
  (1)植被覆盖研究。通过对上海全市三个时期植被覆盖时序变化的研究,结果表明:1995-2015年四种用地类型所占比重排序均为植被>建设用地>水域>未利用地;1995-2005年植被消失的面积要大于2000-2015年植被消失的面积;植被消失在空间分布呈现:1995-2005年植被消失的区域主要集中于中心城区周围几个区域,如北部的宝山区、嘉定区;南部的闵行区;东部的原浦东新区;青浦区、松江区的东北部等;2005-2015年,植被消失的区域相对分散,总体上有向上海外部圈层扩张的趋势。
  (2)绿色景观连通性。首先将用地分类图进行二值图,再使用形态学空间格局分析方法进行绿色景观结构分类运算,划分出7种具有不同连通性功能的绿色景观结构类型。结果表明:1995-2015年核心区、孔隙区域为逐年下降,斑块区、环道区、桥接区、支线区域逐年增加,这表征着上海绿色景观连通性总体上呈现下降趋势;绿色景观连通性的下降有一定的滞后性,通常发生在绿色景观破碎化以后;另外斑块区、支线区这两种类型的绿色景观及其脆弱,是受到人类干扰后最先受影响的区域。
  (3)城市地表温度研究。利用Landsat TM数据,运用单窗算法来反演地表温度,对上海三个时期的遥感影像图进行地表温度信息的提取。结果表明:1995-2005年地表相对温度差值高值区(升温区域)散布的面积较大且有相对集中的区域,主要分布在中心城区周围;2005-2015年地表相对温度差值高值区分布相对零散,没有集中成片的区域,其次分布的位置也不再是中心城区周围,而是演变至上海市的外围区域。上海市城市化发展的阶段性变化以及其由内圈向外圈辐射状的发展趋势。
  (4)将绿色景观连通性与地表温度两者结果进行相关性分析,结果表明:核心、斑块的|R|值均大于0.8,分别为-0.879、0.849,与区域平均相对热之间存在较强的相关性;孔隙、边缘、环道的|R|值在0.5-0.8之间,分别为0.620、0.586、0.692,这表明了孔隙、边缘、环道这三个类型与区域平均相对温度之间相关性为中度相关等级。
[硕士论文] 王丹丹
马克思主义基本原理 华北水利水电大学 2017(学位年度)
摘要:工业文明的发展带来了生产力的巨大变革,使得社会生产规模急剧扩张、人口迅速增加,人类贪婪地从自然界获取资源,传统的经济发展方式导致全球性的资源耗竭和环境污染。环境问题同样制约着我国的经济发展,在经济迅速发展、人均收入快速提升的同时,资源和生态环境问题突出,严重制约着中国经济社会的发展。在当前工业化和城市化快速发展的过程中,促进经济发展和节约资源、保护环境之间的矛盾越来越深,而今我们把目光投向马克思和恩格斯,试图找到解决问题的钥匙,使环境与经济协调发展,改善环境问题,建设社会主义生态文明社会。
  论文研究了马克思主义生态思想形成的时代背景,在研读马克思恩格斯经典文本的基础上概括出了马克思主义生态思想的主要内容,揭示了人与自然和谐发展是马克思主义生态思想的本质要求。之后对我国与郑州市的存在的环境问题进行总结,分析其形成的原因,探索解决生态环境问题的途径。探寻实现经济发展与生态环境平衡的有效办法,以生态文明的理念,走出一条科学、稳健、可持续发展的城市化发展道路。
  人与自然和谐协调发展是生态文明的核心理念,我们建设生态文明,一定要坚持马克思主义生态思想,并在实践中不断丰富发展马克思主义生态思想,既要保护好自然,又要利用自然实现可持续发展。
[博士论文] 傅敏
系统工程 江苏大学 2016(学位年度)
摘要:地球碳循环系统的研究,可以清晰地给出系统中各圈层碳的交换过程,进而明确地球碳循环系统各圈层间的相互关系,及其人类活动的影响程度。大气中的二氧化碳被地球各圈层吸收,然后通过生物、地质过程及人类活动返回大气中。在这个循环中,城市层面的碳循环和流通研究引起学者的广泛兴趣,逐渐成为目前的研究热点之一。深入探讨城市碳循环系统中大气、土壤、陆地植物、陆地动物等变量及其约束条件,有助于探明变量间复杂的关系,揭示碳循环系统的演化机理。
  本文基于经济时期区域大气圈、土壤圈及陆地植物圈之间复杂的循环演化关系,构建了大气—土壤—陆地植物的三维碳循环动态演化系统。给出三维碳循环系统的建模思想,进一步分析系统的相图,时间序列等动力学行为,为深入探究碳循环系统的演化及其规律奠定了模型研究基础。
  进一步,本文基于南京市碳循环系统的统计数据,借助神经网络辨识出满足实际碳循环系统的参数。以人为碳效应指数为衡量指标,探究系统中各变量变化对系统的演化影响。结果表明:大气中碳的峰值到达的越晚,人为碳效应指数的数值越大;动物圈中(人类活动)的碳储量的峰值越早达到,人为碳效应指数越大;人类活动是致使人为碳效应指数变大的主要原因,同时城市碳循环人为碳效应指数的控制应该多地区协同发展,控制总体人为碳效应指数,局部地区才会真正意义上降低碳量。
  根据碳运动规律,给出符合实际的假设,并建立基于假设的大气—土壤—陆地动物—陆地植物碳循环动力系统,研究区域大气圈、土壤圈、动物圈及植物圈中碳随时间变化的运动规律。探索碳循环系统中区域城市陆地系统碳循环的演化规律,分析了所构建动力演化系统的动力学行为。并根据中国江苏南京市的真实数据,对系统作参数辨识,获得南京市的大气—土壤—陆地动物—陆地植物碳循环演化方程。通过对单参数的分叉分析,获得南京市大气-土壤-动植物碳循环的主要影响因素。
  进一步从节能减排角度,研究在3D非线性节能减排系统的基础上引入动物圈作为新的变量,构建动物圈约束下的4D节能减排系统。借助Lyapunov指数和bifurcation理论分析了模型的动力学行为,探究了系统的平衡点问题,并得到了一类新的吸引子。基于南京市统计数据,借助基于GA-BP神经网络辨识出实际系统的参数。分析了实际节能减排系统的相关行为,探讨了动物圈中碳含量自身的发展规律,及其对节能减排、碳排放、经济增长等变量的演化影响。
  基于动物圈约束下的城市节能减排系统,以南京市、扬州—镇江市为例,研究了城市碳循环系统的协调发展问题。基于自适应同步控制方法,探讨了两个城市系统之间节能减排协调发展的条件,得出碳排放峰值是两个城市系统协调发展的关键因素。进一步探究了南京市、扬州—镇江市节能减排的演化及如何实现协调发展。
  本文的创新之处主要体现在:将系统科学方法、非线性动力学理论、优化控制理论等应用于城市碳循环系统模型的构建及研究,定性与定量相结合、理论研究与实证分析相结合。探讨了城市碳循环系统的非线性动力学行为;不同约束条件下系统碳效应指数的演化发展规律;探讨了动物圈中碳含量自身的发展规律,及其对节能减排、碳排放、经济增长等变量的演化影响;揭示了不同城市碳循环系统协调发展的驱动机制。将这些演化发展规律图像化,通过对比分析,得到了一系列符合实际情形的研究成果,为研究城市碳循环问题提供了很好的解决方案。借助非线性动力学方法研究此类问题是很好的尝试,得到的结论更加具有说服性和推广性。
[博士论文] 晋美俊
环境工程 太原理工大学 2016(学位年度)
摘要:我国自80年代改革开放以来,伴随着社会、经济的不断提升,城市建设以前所未有的速度迅速发展,但随之而来也出现了诸如城市热岛、环境噪声等城市问题,这些问题的出现,大大降低了居民生活质量,甚至影响到了居民健康。本文以地处我国中部的山西省太原市为研究区域,利用GIS技术、遥感技术、实地测量、深度学习模拟分析等,对城市及居住区室外热环境和声环境的影响因素和改善措施进行了深入系统研究。
  城市及居住区热环境研究。选取夏季两个时相的Landsat8遥感影像,结合同期MODIS遥感数据,采用本人提出的适用于Landsat8热红外波段的地表温度反演劈窗算法,对太原市城区的地表温度进行了反演。在此基础上,对地表温度进行了空间分布结构分析,利用本人提出的考虑空间聚集效应的城市热岛效应强度指数,评估比较了不同地区、不同时相的城市热岛效应强度。结果表明,就太原市市区总体而言,两个时相的地表热环境高温分布虽然没有出现大片集中的高温聚集热岛现象,但有很多高温小斑块出现在太原市城区范围,对于居住区而言,高温聚集现象比较明显。利用Landsat8多光谱数据,提取了两个时相太原市城区的植被覆盖和不透水面覆盖,在此基础上,研究了地表温度与植被覆盖、不透水面覆盖之间的相关关系。计算结果说明城市地表温度与植被覆盖度和不透水面覆盖度分别呈显著的负相关和正相关。
  对太原市8个样本居住区两个时相的地表热环境进行了分析。结果表明,居住区的热环境优良与其局部热环境和内部地表空间结构有着密切的联系。如果附近紧邻大型集中规模绿地或水体,通过局部空气对流,可以有效降低居住区温度,如果绿化率低,硬化地面率高,再加上建筑密度大,就会出现局部性热岛现象,使居住区内部出现高温聚集斑块。同时,利用实地测量数据对遥感反演温度进行了对比验证,验证结果表明遥感反演结果与实测结果基本一致。在居住区气温与住区各项指标相关性分析中,发现居住区平均气温与绿地率有比较显著的负相关关系、与建筑密度有较强的正相关关系,与其他各项住区指标与气温相关性不大。此外,还就居住区环境舒适度进行了问卷调查,经过对调查问卷的分析可得出:空气温度、太阳辐射和绿化覆盖率是影响居民主观热感觉的主要因素;人们对住区热环境的热舒适度感与绿化率及绿地布置方式有关。因此增加居住区的住区的水体面积和绿化覆盖率,会影响居住区内的空气温度和空气湿度,调节住区内的微环境,从而可以使热环境得到一定改善。
  本文还利用最新人工智能技术——深度学习、GIS和遥感技术,对太原中心城区范围地表热环境改善进行了改善措施模拟分析。模拟结果表明:在增加绿地总规模一定的前提下,效果最好的改善措施是以大中小三类规模组合的公园绿地布局方式;一般情况而言,圆形和正方形绿地斑块降温效果最佳,三角形形状的绿地斑块改善效率最低等结论。在对模拟结果分析的基础上,对城市及居住区热环境改善措施提出了建议。在主城区热环境改善规划方面,首先,在主城区现状用地及生态环境的空间格局上,营造“一环、一轴、双楔、多廊、多点”的多层次网络的降温规划体系;第二,合理规划,以主城区外围增加楔形绿地形式,建立生态廊道系统,与城市外围生态腹地相连,把城市外围凉风引入城市内部;第三,通过科学合理的旧城改造规划和实施,以小型绿地斑块形状为主,适当增加绿地覆盖,打散现状热岛斑块,有效改善城市旧城区热环境;第四,通过在城市主城区以大中小组合形式增加公园绿地,构建城市凉岛,有效缓解城市热岛的同时,给居民提供休憩、度假场所;第五,通过改变现有绿地单体几何形状和科学合理的绿地群体布局,充分发挥绿地在缓解城市热岛中的系统综合作用;第六,通过立体绿化,如屋顶绿化和墙面绿化等,达到不增加绿化用地的前提下,有效增加绿化覆盖率,有效改善居住区内部热环境和生活环境。
  对居住区声环境的研究,根据两种分类方法选择样本居住区进行实测,共12个临街住区,48个样本点,定量研究太原市城市快速路、主干道和次干道交通噪声对相邻住区的临街建筑的临街侧、背街侧和住区内部环境噪声的影响程度。通过对实测数据统计分析,结果表明:太原市交通噪声快速路与主干道噪声级普遍超标,次干道噪声基本在噪声规范规定的限制范围内。住区环境噪声情况也不乐观,主观问卷调查中71%的居民都存在被噪声干扰的情况。声源的相关性分析表明:快速路交通噪声是与其毗邻居住区的主要噪声源。临近城市主干道和次干道的住区噪声源构成比较复杂,相邻道路的交通噪声并不是主要噪声源。在分频声压级方面,以城市快速路中、低频噪声影响程度最高。所以,居住区声环境受到相邻道路交通噪声影响,防治城市快速路交通噪声是重点,主干道和次干道交通噪声也不能忽视。
  本文从噪声源、传播途径两个层面对居住区声环境的改善措施进行了分析。基于交通噪声源的控制策略:提出城市综合道路交通规划、提倡“绿色交通”理念;控制车辆及路面噪声;运用一些交通管制措施等。通过对噪声传播途径的降噪策略:提出控制住宅建筑与道路之间的距离;有效设置绿化带;在道路与住区间插入防噪屏障;合理规划居住区各项要素,降低人为活动噪声影响等。针对太原市居住区声环境现状,分临快速路、临城市干道两大类,对邻快速路的住区主要采用多孔沥青的降噪路面、绿化土堤、下沉式道路、增设建筑临街的方式,以 Cadna/A模拟为途径,分别对邻快速路的四个住区进行了采取措施后的声场模拟。对临城市干道的住区声环境进行了实例措施分析,并对两个住区进行了采取相应措施后的降噪模拟。对于低频噪声的特殊性,以及低频交通噪声对临街住区的危害性,提出降低低频交通噪声影响的策略等。
  对于兼顾温降噪功能的措施,本文提出一种住区绿地布局模式,数量上满足一定的居住区绿地率要求,表现形式上呈现为,并以太原市一住区为例,分别进行了增设绿地之后的居住区热环境和声环境的模拟研究,结果表明,“中心绿地+周边绿带”格局在热声环境两方面都得到了改善环境。
  随着对城市空间有效利用的发展和国家政策的推进,开放性住区建设已成必然。本文探讨了开放性住区新模式下住区的热、声环境的变化。并提出住区开放后并不会增加城市热岛强度,而且在满足一定条件时,甚至可能有助于夏季的降温。声环境方面认为道路上的交通噪声增加势必会对住户及周边环境产生影响,但应该遵循“大开放小围合”的观点,利用构建丰富完整的临街商业建筑,或者利用本人提出的一种新型复合外墙“生态景墙”,来为住区组团形成围合式布局,营造住区组团内部的安静空间。
[硕士论文] 李晓鹏
水利工程 华北水利水电大学 2016(学位年度)
摘要:改革开放以来,我国经济飞速增长,工业和制造业得到大力发展,城市化进程也逐步加快。但随着我国社会的发展和城市规模的日益扩大,我国的生态环境问题也逐渐显现,已经成为一个影响国民生存和社会经济发展的不可忽视的重大问题。城市数量不断增加,城市用地范围不断扩展,农业人口大量涌入城市造成城市人口爆炸,这给城市的资源供给和生态环境带来了巨大的压力和破坏。
  近年来,国家大力提倡发展生态文明城市。党的十八大报告将生态文明与政治、经济、文化、社会四种文明并列,建立了“五位一体”的总布局,也明确了建设生态文明的重要性和突出意义。现如今,城市水生态建设逐渐得到各地市政府的重视,蓬勃发展起来。但由于我国基础设施建设一般采用政府财政支出支付的形式,而经过了改革开放后大规模的城市建设,各地政府的负债率均居高不下,难以满足新兴的城市水生态的建设需要。因此,各省市也相继将PPP模式引入到城市水生态建设中来,利用社会资本进行城市水生态建设项目的融资、建造及运营维护,在减轻政府的负担的同时,也推进了城市水生态建设的进程。
  推广PPP模式的潜力是非常巨大的。“十三五”规划建议强调,在适当扩大总需求的同时,要加强供给侧的改革。供给侧改革的核心是要发挥企业和市场的作用,解决我国中长期的可持续发展问题,并通过制度改革来解决生产侧或供给侧的矛盾和问题。推广PPP模式就是公共服务、供给机制的配合,是投资领域的供给侧改革。PPP模式涉及的范围广,受众的人群多,很多的项目关系到重大的国计民生,是供给侧结构性改革的重要内容,具有重大的发展意义和历史意义。由此可见,将 PPP模式应用于城市水生态建设项目已经成为必然的趋势。
  城市水生态项目采用PPP模式应当先通过物有所值评价。现阶段我国主要以定性评价为主,定量评价根据各地市情况自行开展。但目前国内对于城市水生态PPP项目的研究相对较少,其模式选择、风险识别和管理、所有权和经营权的分配和转移、物有所值评价等方面的研究空间还很大。其中,国内对于城市水生态PPP项目物有所值定性评价还没有形成统一的指标体系和规范。本文基于此,构建了适用于城市水生态项目物有所值定性评价的指标体系,并提出了一种改进的评价计算方法。本文采用改进的不确定型层次分析法确定指标权重,并结合异权重专家打分法修正指标得分,再综合计算项目的最终评价得分,并将其与预先设定的评价标准进行对比,从而对项目进行物有所值评价。此方法简单可行,且其合理性经过实例验证。本文旨在为城市水生态项目定性评价体系的建立提供参考,并为评价方法的后续研究提供思路和经验。
[硕士论文] 王楠
测绘工程 辽宁工程技术大学 2016(学位年度)
摘要:随着城市的快速发展,不透水面方面的研究也越来越广泛。城市不透水面的变化不仅可以用来分析城市扩张,而且其与地表温度之间的相关性还能被用来研究城市生态环境的变化。
  本文以长春市为研究区域,借助遥感软件eCognition8.9、遥感影像处理软件ENVI5.2、地理信息系统软件ArcGIS10.2、景观分析软件Fragstats4.2以及统计分析软件SPSS20,从遥感分析和地理科学的理论视角出发,结合地理学和景观生态学的理论和方法,用面向对象的不同方法提取长春市不透水面信息,得到本文研究所需的最佳分类方法;然后对提取的不透水面进行空间格局分析,并且利用单窗算法反演地表温度以及分析各温度等级的变化趋势;最后从不透水面比例、景观指数和面积变化三个方面分析不透水面与地表温度之间的关系。得到的结果为研究城市土地覆被变化、城市扩张以及城市热岛效应提供了理论依据和可以借鉴的思路,为长春市的规划和发展提供了科学的依据和决策支持。
  研究结果表明:(1)本文的实验要求高精度,随机树分类方法恰能满足此要求。综合四期分类结果可以看出长春市的不透水面总体上呈逐渐上升趋势,平均每年增加15.26km2。(2)各行政区不透水面的景观格局分布较为集中,景观整体上较整齐,聚集度较高。(3)从反演结果看出长春市1993-2014年间高温区面积不断增加,低、次中温区面积不断减少。(4)地表温度与不透水面的比例、景观指数和面积变化均具有较强的相关性。其中,地表温度与不透水面比例之间存在很强的正相关性;地表温度与不透水面景观格局指数的相关性中,地表温度标准化值与斑块密度指数之间存在负相关,与斑块边界复杂性不相关,与其他几种景观指数均呈正相关;不透水面面积增加区域逐渐形成高温区,低温区几乎消失。
[硕士论文] 胡平
地图学与地理信息系统 成都理工大学 2015(学位年度)
摘要:2014年中国GDP总量突破十万亿美元大关,《2012中国新型城市化报告》指出,中国城市化率突破50%,每年将有超过1200万人口成为城市居民,预计到2020年我国的城市化率将达到55%。改革开放以来,我国经济增长速度、工业化和城市化进程令世人惊叹,城市化的快速推进在给中国带来进步和繁荣的同时也引发了严重的生态环境退化问题,城市发展让城市下垫面的结构和类型发生了巨大的变化,原有的森林植被、农田、水体等自然景观被众多低反射率高吸热性的建筑物、道路等不透水面所取代,城市建成区仍在不断向外扩展。由于城区建筑密集度远远高于郊区,沥青和水泥路面跟郊区的土壤、植被相比吸热更快,白天城区储存大量热量,晚上又将热量散发到大气中,加上人为热、温室气体以及大气污染等多方面原因导致的热量在城区空间范围内聚集,最终形成了城区大气和地表温度明显高于郊区的城市热岛效应。
  近几十年来,全球城市化进程不断加快,城市繁荣的光鲜表面背后是由于对自然生态环境不断破坏而导致的大气污染加剧和极端气候频发,1833年,Howard在研究伦敦城市气候特征时首次发现了城市热岛效应,此后,城市热岛效应作为一个比较隐性的城市化不良产物引起了人们的注意。城市热岛效应本身不会像台风、暴雨等强烈天气那样直接造成重大的天气灾害,但是往往会通过改变局地的能量平衡、水循环过程、大气边界层结构、污染物传播和扩散规律从而对人类生产、生活产生间接和持续性的危害。人类对城市环境的要求越来越高,使得城市热岛效应成为亟待解决的课题,引起了全世界学者的广泛关注。由于城市热岛成因非常复杂,影响热岛强度的因子多种多样,并且热岛不仅随时间变化,也随着空间变化,变化模式种类繁多。对城市热岛效应的研究分析,既可以深化为人为活动作用于自然生态系统的机理性研究,也可以应用于减缓城市热岛效应的策略制定。从研究现状来看,城市热岛效应已经成为一个跨学科跨领域的问题。
  成都市是西南地区开发最早的城市,同时作为西南地区的政治、经济、文化方面的中心城市,在西部大开发的不断推进下,近10年来发展尤为迅速,城区范围不断向外扩张,热岛效应变化明显,因此选用成都作为热岛效应研究区具有重要意义和研究价值。在研究方法上,结合作者专业技术特长采用遥感反演法获取研究区城市热岛区域,借助统计学方法进一步分析地表参数和地表温度的相关联系。在选取影像数据时,考虑Landsat陆地卫星具有光谱特性强、高分辨率、数据丰富、获取方便等优势而选用了Landsat8影像作为主要数据源,借鉴LandsatTM/ETM的地表温度反演方法分别采用RTE、SC、IB、MW和SPW五种算法对Landsat8影像实行地表温度反演,并对比分析反演结果。
  本文以2013年4月20日的Landsat8遥感影像为主要数据源,主要取得了如下研究成果和认识:
  1)使用四种单波段算法(RTE算法、IB算法、SC算法和MW算法)和劈窗算法(SWA算法)对研究区地表温度进行反演,对五种算法得到的地表温度结果进行对比分析和精度验证。研究结果表明,使用适用于Landsat TM/ETM的单波段地表温度反演算法同样适用于Landsat8;本次实验的五种算法中,劈窗算法反演得到的地表温度更为接近真实情况,体现了由于Landsat8具有两个热红外波段而可以更加精确计算地表温度的特点。
  2)以成都市环线道路(一环、二环、三环、环城高速)和行政界线为划分单元,对成都市中心城区地表温度进行统计,分析了研究区城市热岛的空间分布格局:越接近城市中心,热岛区面积比例越来越大;越远离城市中心,低温区和次中温区的分布越广;研究区热岛区域大面积且集中地分布在二环至绕城区域,说明城市发展大规模地向外围区域伸展,在新的区域建设中需要合理的规划来降低城市热岛效应。
  3)大量研究表明,土地利用/覆盖变化即城市下垫面材质改变是城市热岛效应的重要因子,为了验证地表参数和地表温度之间的某种特殊相关性,计算研究区NDVI、MNDWI和NDISI这三种分布代表了植被、水体、不透水面分布情况的归一化指数,通过空间采样建立地表参数与地表温度的回归方程,研究表明:不透水面对城市热岛效应具有正相关作用,而水体和植被都具有负作用,尤其是植被对于城市降温具有明显作用。
[硕士论文] 王芳萍
人文地理学 青海师范大学 2015(学位年度)
摘要:21世纪将是城市的世纪,而生态城市是未来城市发展的必然趋势。西宁市是青藏高原最大的城市,也是国家最新发展战略“丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路”(“一带一路”)中包括的重要城市,然而其定量化生态化水平评价仍然较少。因此,本论文以西宁市为研究对象,从经济、社会和环境三个方面来分析西宁市生态化水平。
  本文首先就国内外的研究现状进行了讨论,明确了研究的目的、意义,文章的技术路线,研究方法。然后介绍了生态城市评价的基本理论,并根据西宁市的实际情况,建立了生态城市评价指标体系;同时从经济发展,社会发展和环境保护三个方面对西宁市生态状况进行了定性分析,并运用层次分析法(AHP)和熵值法计算各指标权重,运用综合生态指数模型计算西宁市2000-2012年综合生态指数。最后分析了西宁市生态城市建设的优势和劣势,并在此基础上提出了西宁市生态城市建设的对策措施。
  主要结果如下:
  (1)2000-2012年间西宁市生态城市综合指数值不断增大,其生态城市生态化水平在2000-2004年间中等偏高,2004-2008年间较高,2009-2012年间很高。说明13年来西宁市城市生态化不断优化。
  (2)二级指标中,2000-2012年经济发展指标值增长最快,环境指标值次之,社会进步指标值变化小,增长缓慢。
  (3)通过对西宁市生态城市评价指标体系中三级指标的具体分析,得出西宁市在今后的生态城市建设中攻坚类指标有万元GDP能耗、城乡消费水平、每万人大学生在校人数、废水排放达标率这4个指标;强化类指标有农民年人均纯收入、城镇居民人均可支配收入、每千人拥有医院床位数、人均拥有道路面积、城市恩格尔系数、城镇登记失业率、城市空气质量达到及好于二级的天数、人均公共绿地面积、工业固体废物综合利用率、日人均生活耗水量、化肥使用强度这11个指标;巩固类指标有人均GDP、第三产业产值占GDP比重、人均住宅使用面积、建成区绿化覆盖率、农药使用强度这5个指标。
[硕士论文] 秦文翠
自然地理学 西南大学 2015(学位年度)
摘要:微气候是城市规划的重要组成部分,合理的规划设计是改善城市微气候环境的基础。改革开放后,随着城市建设的快速发展,城市人口日益增多,大规模的建筑物、沥青柏油路等人工构筑物使城市形态复杂化。高密度、高容积率的建成区不断的改变着城市下垫面性质,再加上大量的人为热排放,导致城市与郊区间形成了明显的“热岛效应”。同时,高大而密集的建筑物使城市空气流动受阻,导致排放在空气中大量的气体和颗粒污染物难以扩散和沉降,产生诸如PM污染物等恶劣的大气污染问题。
  城市问题的逐渐加剧,城市生态的研究日趋重要。从长远来看,城市中的环境问题很大程度上是由于城市设计与产业布局不合理致使城市物质与能量在空间布局不合理造成。通过选择下垫面种类、优化构筑物形态布局、合理配置绿化种类与城市生态环境之间的关系以及影响,可为我国城市规划、基础设施配套、旧城改造与管理提供参考。
  本研究以城市微气候为研究内容,对国内外城市微气候相关领域的研究现状及趋势进行了总结,引入了ENVI-met数值模拟方法和应用。首先,从建立3D建筑数字表面模型开始,为解决城市微气候问题的研究提供基础数据。以北京CBD区的部分地区作为研究对象,对卫星遥感图像进行解译与几何校正,确定了建筑物面积、地理坐标等信息,再对建筑物高度信息进行采集,将采集的457栋建筑物高度信息录入ArcGIS软件中并计算建筑面积,初步完成数字表面模型数据库的构建。在此基础上,划分不同构筑物形态区域。
  其次,从生态学的角度,基于微尺度气候模型ENVI-met耦合微气候特征空间分布模式。借助于卫星遥感影像图作为建模底图,根据研究区特定的初始时间、温度等其它控制参数,再结合实测值与模拟值进行对比。使用均方根误差(RMSE)及平均绝对百分比误差(MAPE)对模型的精度进行评价,利用模型决定系数与校正的决定系数衡量模型的质量。一方面,以北京典型住宅区为研究对象,建立实况及没有屋顶绿化两种场景下的三维数值模拟模型,得到了微气候特征在研究区的空间分布结果,同时利用实测数据对两种场景模拟结果进行对比分析。另一方面,在北京CBD区定量划分不同构筑物形态区,建立了基于ENVI-met模拟平台的三维模型,基于该模型比较分析了不同构筑物形态的温度、湿度、风速风向等微气候环境因子,探讨不同构筑物形态与街区尺度上城市微气候之间的关系。
  本文研究结果表明:(1)经过多次参数校正之后,模拟软件结果与实测结果在时空分布趋势上基本一致,能够很好的反响实况下街区尺度上城市气候的分布特征。(2)在住宅区屋顶经过简单的绿化后具有较好的降温增湿效果,使研究区平均温度降低了2-3℃,相对湿度增加了2.7%,风速由0.32-2.70 m/s降低至0.40-1.11 m/s,整体下降了0.34 m/s。(3)街区尺度上的不同构筑物形态的微气候具有空间分异特征,半围合式形态及建筑密度高的区域,温度较高而相对湿度与风速较低;错落行列式的形态区域,空气流动性差致使风速降低。相对湿度在开阔且植被覆盖率高形态区域高于行列式构筑物形态区域。将微尺度模拟软件应用于微气候环境评价中,通过设置不同场景建筑物与绿化配置,分析不同构筑物形态,选择最优方案,在一定程度上对于评估当地微气候设计和城市规划领域具有一定的实用价值。
[硕士论文] 李瑶
地图学与地理信息系统 西北师范大学 2015(学位年度)
摘要:城市是人类创造出来的人工生态系统,以人类聚居为中心,人类与客观世界有大量物质和能量交换,同时产生大量废弃物,因而城市是人与自然矛盾最集中的地方。城市化过程与城市气候、城市环境之间存在着时序和空间上的相互作用和相互依赖关系。城市化引起的城市大气污染、城市热岛、城市灾害等城市病日趋严重,如何建设生态城市,使之可持续发展,已经引起了广泛的重视。
  本文以西安都市圈为例,在GIS技术的支持下,以Landsat5 TM和Landsat8 OLI/TIRS,MODLT1M遥感影像为数据源,辅以西安都市圈、西安市中心城区的基础地理数据及其它相关资料,通过不同模型反演得到西安中心城区地表温度数据,采用分型网络算法提取西安中心城区城市热岛范围,分析了西安中心城区城市热环境空间分布格局及其变化特征;利用混合光谱分解的方法得到西安中心城区不同城市下垫面分量,研究了城市地表温度与不同下垫面因素之间的关系,并以西安市中心城区内10个公园为典型例子,分析了西安中心城区公园内部地表温度与公园斑块特性之间的关系,探索了公园的降温范围;以MODLT1M数据产品为基础,采用均值-标准差的方法划分城市热岛范围,揭示了西安都市圈热环境的季节、昼夜变化特征。本文的主要结论如下:
  (1)西安中心城区地表平均温度连年升高,增温明显,高温与最高温区空间分布范围也随城市规模扩张而增大。1988-2006年,西安中心城区高温与最高温区所占比例增大,2006~2014年高温与最高温区所占比例减小。热岛区与次热岛区在2006年以前基本保持扩张的态势,2006年后,呈现出面积缩小的趋势。26年间,中间区、次热岛区以及热岛区区的面积增加,冷岛区与次冷岛区的面积减少,面积变化的绝对值依次为:冷岛区>中间区>次热岛区>次冷岛区>热岛区。
  西安市中心城区的高温区主要分布在人口、居住、商业密集的城市核心区、企业密集的经济技术开发区、较大面积拆迁地以及植被覆盖较差的区域;低温区、次低温区主要沿渭河、灞河、汉城湖等河流呈带状分布,在汉长城遗址保护区、曲江遗址公园、大唐芙蓉园、兴庆宫等公园绿地区以及已纳入城市规划区范围但仍存在大片农田的长安区、临潼区等地也有分布。
  (2)采用混合光谱分解等方法提取城市下垫面信息,分析城市各种下垫面与地表温度之间的关系;构建公园对周边环境降温的影响模型,探讨城市公园对其周边地区的降温效果。研究发现,西安中心城区地表植被覆盖度与地表温度呈对数负相关,不透水面与地表温度呈对数正相关关系。可以通过增加植被覆盖度,合理有效地在城市建筑用地、道路、房屋顶部增加绿化面积等方式降低地表温度,从而缓解城市热岛现象。
  公园斑块特征参数与地表平均温度间的相关性分析发现,公园内部温度与公园的周长、面积呈显著负相关关系、与周长面积比呈显著正相关。距公园的距离增大,温度呈递增趋势,但达到一定距离时表现出无规律变化;距公园斑块的距离越大,降温幅度逐渐降低,温差与距离呈不明显的对数关系。公园降温范围的大小受公园斑块特性以及周边环境的影响,公园面积、周长以及形状指数均与公园降温范围呈线性正相关性,但相关度不高,因此可以通过增加公园面积、周长达到一定的降温效果。
  (3)以MODLT1M遥感数据产品为基础,对比分析西安都市圈城市热岛的季节、昼夜变化特征。西安都市圈城乡温度差异较大,季节和昼夜差异明显。从白天来看,热岛比例指数表现出夏季>秋季>冬季>春季的特征;从夜间来看,热岛比例指数则呈现夏季>冬季>秋季>春季的趋势。从各月份观察,整体而言,除8、9月份白天的热岛比例指数低于夜间外,其余月份西安都市圈的城市热岛强度均表现为白天大于夜间的特点。
[硕士论文] 巨继龙
人文地理学 西北师范大学 2015(学位年度)
摘要:随着全球化、城市化的快速推进,人们所面临的城市问题也不断出现,如环境污染、人口膨胀、交通拥堵、绿地减少等,直接制约着城市居民生活品质的提升和居住环境的改善。同时,随着人们生活水平与环保意识的增强,居民对人居环境的要求也在不断的上升,因此,在新兴城镇化的推进中,人居环境研究已成为城市规划与城市发展研究的热点。如何协调好经济发展与人居环境之间的关系,也已成为城市发展中面临的突出问题。
  本文利用大规模的实地调查问卷作为基础数据,从设施完善度、出行便捷度、居住安全度、环境健康度、景观优美度和居民归属感六大类指标出发,采用层次分析法、空间插值法和聚类分析法,以市区层面、分区层面和片区层面三个空间角度,对兰州市城市宜居性进行评价和空间特征分析,从而为兰州宜居城市建设提供一定参考。研究表明:兰州市总体宜居性水平一般,且市内各行政区宜居性差异较大,其中,位于市中心的城关区宜居性最好,七里河区宜居性最差;城市宜居性在空间上出现出“多中心”分布格局,并且呈现“东高西低”的不均衡特征,行政区边界和新开发住宅区宜居性水平不高,并且宜居性有串珠式发展趋势。总体来说,兰州市区层面宜居性空间特征评价结果与分区空间特征评价结果和片区空间特征评价结果相吻合。
  从城市居民视角出发,利用ARC/INFO平台,将兰州市行政区划图划分为83个评价单元对人居环境空间特征进行评价;在此基础上,选取579个商品楼盘,借助 Surfer8.0软件,生成房价等高线图评价住宅价格空间分布规律,并通过多元回归模型讨论了影响人居环境与住宅价格相关因素。研究表明:兰州市人居环境满意度存在显著的空间自相关特征,且不同的指标表现出较强空间尺度的变化;人居满意度从各行政区中心向外围逐渐降低的过程中,在一些发展指向性明显的区域同心圆发生变化,出现“绅士化”与“老街坊”的分化,这与住宅价格空间分布规律具有较强的正相关,即人居环境满意度高的地区商品房价格相对较高。
  利用SPSS统计分析软件,对兰州市不同居民的年龄、家庭结构等社会属性与评价指标得分进行相关性分析,得到兰州市居民属性与宜居性的相关关系,虽然各个属性与宜居性的相关关系很小,但是作为影响整体宜居性的因素,可以反映出居民属性对宜居性评价的影响。
[硕士论文] 干立超
城乡规划学 合肥工业大学 2015(学位年度)
摘要:随着城镇化水平的不断提高,社会劳动生产力的不断发展,工业设施和人口的大量规模化集聚,造成了严重的环境问题,改善人居环境已经成为人类社会发展,特别是城市高速发展中的突出问题。为了达到城市人居环境的可持续发展,确保良好的城市环境,满足人们日益增长的物质要求,寻找一种科学、可靠的城市人居环境评价方法就显得尤为重要。同时在计算机和信息化技术不断发展,各学科领域紧密结合计算机技术的背景下,将城市人居环境的评价与计算机技术融合在一起是时代发展的必然选择。
  本研究首先比较分析了国内外人居环境的理论与实践发展过程,梳理了研究的理论基础,同时分析和借鉴了现阶段对于城市人居环境评价的科学方法和实践应用。其次,在原则上选取较为客观指标的基础上,通过专家咨询与参考借鉴等方法建立初步评价指标;通过对评价指标的相关性分析,对初步评价指标进行遴选得出最终的评价指标体系;然后运用CRITIC法对所确定的评价指标进行权值的确定;通过参考国家法规、借鉴理论等方法确定评价指标的标准,从而建立一套完整的较为客观的城市人居环境评价指标体系。
  在计算机技术的支持下,以所得出的城市人居环境评价指标体系为系统进行程序软件开发,同时建立以合肥市区为例的基础数据库,最终形成一套能够代替人工繁琐操作进行自动化计算和评价的城市人居环境评价指标体系管理系统。
  在实证过程中,运用所开发的城市人居环境评价指标体系管理系统对合肥市区的人居环境进行评价,得出历年的客观评价结果,通过对合肥市区的人居环境评价结果静态与动态的分析,找出合肥市区人居环境建设的薄弱环节和不足之处,与此同时对其近年来政府的相关政策进行解读,从而有针对性地提出相应的优化对策。
[硕士论文] 郑博一
环境工程 天津大学 2014(学位年度)
摘要:中国目前处于城市化快速发展的阶段。随着经济水平的飞速发展和城市化水平的不断提高,城市河道受到雨水非点源污染而产生的富营养化问题愈发凸显。污染物总量控制模式比浓度控制模式在解决非点源污染问题上更具有优越性。本文以天津市海河干流上游段,即三岔口至海河桥段为研究对象,针对海河干流上游城市河段富营养化问题及汛期雨水污染严重的特点,对其断面水质状况进行定量评价,计算其汛期水环境容量,确定汛期污染物削减量,提出污染物控制及水环境质量的提升方案。主要研究内容为:
  (1)综合分析现有各类水质评价方法,针对现有评价方法的不足,根据研究区域的特点,本研究将人工鱼群算法与 BP(反向误差传播)神经网络融合,提出人工鱼群神经网络水质评价模型,并用于海河干流上游的水质评价中,对海河干流上游各断面污染现状进行定量和定性分析。
  (2)对水质衰减模型进行研究,根据研究对象特点,选择一维稳态衰减水质模型,模拟水体的稀释、扩散、迁移和降解规律。应用物料衡算模型计算污染物指标为COD(化学需氧量)、TN(总氮)、NH3-N(氨氮)、TP(总磷)的汛期水环境容量和削减量。
  (3)通过对其技术、社会、经济等方面的研究分析,筛选国内外水环境容量提升及水质改善的工程技术方法,提出海河干流上游汛期水环境质量提升方案。
[硕士论文] 许时颖
环境工程 天津大学 2014(学位年度)
摘要:水是一个城市发展不可或缺的战略性资源和自然资源;水环境是一个城市发展的生态基础。在城市化进程逐步加快的今天,如何实现水资源与社会、经济的和谐发展是一个值得研究的问题。本论文以天津市作为中国北方沿海城市的代表,在着重考虑到城市水系统(UWS)中存在的风险因素的情况下,采用系统动力学(SD)的思想和方法,对天津市城市水系统进行了模型构建与风险传播研究。
  首先,对城市水系统作了解释。通过对历年统计资料的收集和整理,分析了天津市社会、经济发展状况和水资源开发利用状况。在此基础上将风险和风险传播的思想纳入到城市水系统的研究当中,总结了天津市城市水系统面临的问题。从宏观的角度出发,分析了天津市城市水系统的构成,确定了天津市城市水系统的层次结构。
  其次,定义了城市水系统内部风险、水量风险和水质风险。根据城市水系统中不同子系统间的结构功能关系,通过对城市水系统内部风险传播条件和传播结构的分析,探索了城市水系统内部风险的传播机制。
  再次,以风险和风险传播为研究切入点,以水流流向为主线,确定了各子系统变量,分析了城市水系统内部风险在各子系统中的传播和反馈;利用Vensim软件构建SD流程图,采用DYNAMO编程语言编写模型方程,分析了风险在各子系统间的传播,明确了各子系统间的功能衔接方式以及各系统变量间的动力学关系;经过三种模型检验方法验证后,建立起基于风险传播的天津市城市水系统SD模型,模拟出了整个城市水系统的风险传播规律和运行规律。
  然后,通过本论文所建立的模型,仿真模拟了常规发展模式下天津市城市水系统的运行状况,分析了内部风险对城市水系统发展过程的影响。通过参数敏感性分析,找出了对系统运行状态影响较大的参数组合以及对系统内部风险影响较大的参数组合。
  最后,从控制风险传播链的角度出发,总结了应如何改善目前天津市城市水系统的结构和功能,为实现城市水系统的可持续发展和水环境的安全设计改造提供了科学依据。
[硕士论文] 王慧
园林植物与观赏园艺 安徽农业大学 2014(学位年度)
摘要:在城市经济快速发展的同时,也同样希望整个城市是一个环境质量高,能满足休闲健康的要求,安全生态的完整的生态系统。快速城市化的过程,使人们开始面对着保护与发展之间的矛盾,对合理利用生态资源提出了更高的要求。生态资源是对城市化地区绿地概念的扩充,目前,我国虽有些地区开展的城市规划或绿地系统规划有涉及更多的生态资源如耕地、湿地等,但未成体系,城市化地区生态资源的合理利用方式的研究和实践还在起步和探索阶段。论文研究提出针对我国城市化地区情况的相对科学并且行之有效的生态资源利用的基础理论框架,对以后的政策及规划提供理论前期支撑。
  论文从四个方面对城市化地区生态资源利用的背景进行研究:基于城市化高度发展的需求、基于建设生态城市的需求、基于城市生态资源进行科学合理利用的需求、绿地系统发展进化的需求以及生态文明发展的政策的需求。通过国内外学者对生态资源利用方式以及城市化地区发展特点的研究,总结城市化地区生态资源利用方式逐渐由开发到保护到科学合理处理利用关系是一个长期的过程,及其对城市化健康发展的重要性。
  对城市化地区生态资源的概念特点及价值进行系统研究,将城市化地区生态资源分为绿地、林地、园地、耕地、滩涂苇地、坑塘养殖水面、水域和未利用土地八大类,并评析城市化地区生态资源的价值功能。提炼城市化地区生态资源利用的原则:基于生态资源承载力的适度性、基于尊重历史与文化的共生性、基于保护与开发并行的统一性、基于科学利用的合理经济型四个方面的利用原则。
  提出政策法规层面要落实国家现有的政策及法规以进行宏观方向的资源利用,并针对目前的发展趋势及不足提出完善措施以建设生态资源的宏观利用体系。提出以规划方式进行生态资源的合理布局与有效利用,统筹城市化地区资源的总体布局结构,优化区域可持续发展的生态环境,突破市域的概念,将更多的生态资源纳入规划范围,要以环状系统以阻止城市无序蔓延、要以楔形系统及廊道系统沟通城乡、要形成纵横交错综合构成网络体系,形成合理利用的综合布局。针对城市化地区未成体系的几类生态资源如耕地资源、湿地资源、林地资源,从开发利用及保护恢复两个角度对细化的资源类型提出具体实施层面的利用方式。总体形成城市化地区生态资源的综合方向确定、布局结构形成到具体措施实施的利用方式体系。
  最后通过对上海市生态资源利用方式的实证研究,对理论、方法研究进行了实例验证,结合研究结果提出政策执法、规划、分类利用三个方面的建议,通过本研究对城市化地区生态资源利用方面提供参考思路和理论支撑。
[硕士论文] 卞晓峰
人文地理学 西北师范大学 2014(学位年度)
摘要:采用2002-2011年中国30个省、自治区、直辖市的能源消费和土地利用等数据,并将土地利用方式划分为居民点及工矿用地、交通用地、农用地及水利设施用地和特殊用地等4大类,并依据土地利用方式和传统能源消费项目对应关系,构建不同土地利用方式的碳排放测算模型,对不同土地利用方式的碳排放及碳足迹进行了定量分析。主要结论如下:
  (1)2002-2011年中国土地利用结构中,农用地及水利设施用地占整个四种土地利用类型面积比例最大(95.29%),其后依次是居民点及工矿用地(4.31%)、交通用地(0.38%)和特殊用地(0.02%)。
  (2)2002-2011年中国能源消费总体呈现波动上升的态势。中国能源消费总量从2002年的75844.89×108t上升到2011年的177009.34×108t,年均增长率达到14.82%。2002-2011年中国能源强度呈现动态下降的趋势,从2002年的0.6368t/104元减少至2011年的0.5878t/104元。其中,西北地区和华北地区能源强度较高,其2011年的能源强度0.9532t/104元和0.7926t/104元,而华南地区、华东地区和华中地区能源强度相对较低。
  (3)2002-2011年中国土地利用能源消费碳排放呈现波动上升的趋势,从2002年的15.33×108t增加至2011年的22.81×108t,年均增长率为4.88%。其变化趋势呈近似―W‖型,其中,中国能源消费碳排放在2003年和2008年均出现下降的状况,其他年份均保持持续增长的态势。在四种用地类型年均碳排放中,居民点及工矿用地碳排放(13.52×108t)>交通用地碳排放(1.92×108t)>特殊用地碳排放(0.53×108t)>农用地及水利设施用地碳排放(0.42×108t)。
  (4)2002-2011年我国碳汇总量呈现波动上升的趋势,从2002年的21.54×108t到2004年的24.20×108t,年均增长率仅为1.38%。从碳足迹压力指数来看,其与中国碳汇总量变化趋势基本一致。从2002年的0.71上升到2011年的0.94,年均增长率3.60%,增幅较小。其中,低碳足迹压力地区主要分布在西南地区,其碳足迹压力均在0.35以下;一般碳足迹压力地区主要集中在西北地区,东南地区和中部地区,碳足迹压力大致在0.60附近;高碳足迹压力地区主要集中在京津冀地区和长三角地区等发达地区。2002-2011年中国能源消费碳足迹重心向西偏移的趋势。
  (5)2002-2011年中国能源消费碳足迹总体保持持续上升的趋势,从2002年的21228×104hm2增加至2011年的42659×104hm2,年均增长率达到10.10%。在四种用地类型年均碳足迹中,居民点及工矿用地碳足迹(25945.64×104hm2)>交通用地碳足迹(3545.20×104hm2)>农用地及水利设施用地碳足迹(1113.20×104 hm2)>特殊用地能源消费碳足迹(908.77×104hm2)。
[硕士论文] 杨晓贝
环境工程 西安理工大学 2014(学位年度)
摘要:我国水资源时空分布不均匀,为解决该现象带来的用水问题,出现了调水工程。调水工程可对水资源重新进行分配,缓解缺水地区水资源供需矛盾,但也会带来自然面貌和生态环境的改变。因此,需对调水工程的环境影响进行分析,为工程设计及施工提供参考,将调水工程的不良影响减至最低,效益增加到最大。
  本文主要研究了调水环境影响。首先计算了受水区的生态需水量,其次收集了实测河流上各断面水质现状,利用模糊神经网络法对水源区、调水沿线和受水区水质进行评价并计算受水区水环境容量。结合工程中河流现状,提出相应的环境保护措施。本文主要研究结果如下:
  1、综合考虑水量、水情及不同功能的生态需水量之间的交叉重叠部分,得出生态需水量计算模型,并分别对其中的基流量、自净需水量、输沙需水量、蒸发需水量和渗漏损失量进行计算,计算得到涑水河逐月生态需水量,9月份量最大,达到1.85m3/s,其次是7月份,达到0.87m3/s,其余月份为0.2-0.53 m3/s。
  2、通过对该工程水源区、输水沿线以及受水区的水质监测和河流水质模拟,计算得到调水后板涧河水库出库水CODcr为26.21 mg/L,BOD5为5.72 mg/L;调水后涑水河下游出口断面CODcr为26.37mg/L,氨氮为0.177mg/L,较现状有明显改善。
  3、选用一维水环境容量计算模型,预测涑水河水环境容量CODcr为1542.81 kg/d,氨氮为53.78 kg/d。
  4、分析预测工程区生态环境,工程前后垣曲灌区、涑水河流域灌区生态综合评价值分别为0.15、0.32和0.06、0.18,工程前后输水沿线引水隧洞段和板涧河水库区分别为0.62、-1和0.63、-0.96。小浪底引黄工程运行后对区域生态环境有一定影响,但影响不是很明显。
[硕士论文] 张敏
环境科学 上海师范大学 2014(学位年度)
摘要:城市化发展引起的土地利用方式和生态系统质量的变化逐渐引起人们的重视,人类的社会经济活动已经对生态系统的结构和功能造成了很大影响。如何依据生态学原理和系统科学方法,评价生态系统质量的演变规律,是协调城市发展与生态保护关系的重要科学问题之一。本文以上海市为研究对象,利用遥感与GIS技术,对研究区生态系统类型变化进行分析,并从生态系统结构、功能和胁迫三个方面构建生态系统质量评价模型,研究了2000、2005和2010年三个时期生态系统质量变化、空间差异及其影响因素。主要结论有:
  (1)自2000年城市发展以来,上海市生态系统类型发生了巨大变化。近十年,城镇用地持续、大幅度增加,年均增长了95.73km2,增幅最明显的是奉贤区;林地面积所占比例较小,但有所增长,在各区县中,崇明县林地面积最多,增幅最大,十年增长了118.19km2;湿地则显现一种波动性变化,先增加后减少,但近10年总趋势是增长,仍以崇明县所占面积最多,增幅最大;耕地在上海市生态系统中一直占较高比例,但受人为影响较大,年均减少111.83km2,浦东新区十年间耕地面积减幅最大,为215.76km2。
  (2)在生态系统质量单因素评价中,崇明县和中心城区生态结构指数最高,总体呈上升趋势;崇明县生态功能指数同样最高,2010年生物量高达143.43万吨,净初级生产力304.50万吨,中心城区最低,2010年生物量仅1.06万吨,净初级生产力7.60万吨;城市化是影响生态系统质量变化的重要胁迫因素,崇明县受城市化胁迫最小,中心城区胁迫最高。
  (3)在生态系统质量综合评价中,从时空变化看,崇明县是上海市生态系统质量最好的区域,三个时期生态系统质量指数均处于优水平,其次是浦东新区和金山区,2000年处于良水平,分别在2010年和2005年降到一般水平,中心城区生态系统质量最差。生态系统质量发生变化的是:金山区、奉贤区和松江区显著变差,浦东新区明显变差,嘉定区略有变差,其余地区变化不明显。
  本研究提供了一种生态系统质量评价的方法,研究结果揭示了上海市2000-2010年生态系统质量演变趋势,可以为上海市生态系统管理提供参考依据。
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