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基于遥感生态指数的海南五指山市生态环境质量评价及成因分析 被引量：3
1
作者 胡盈盈 罗红霞 +5 位作者 戴声佩 禹萱 邓春梅 李海亮 梁伟红 郑倩 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期1624-1633,共10页
五指山市作为海南生态环境保护的核心区,研究其生态环境质量及成因对保护海南生态环境完整性具有重要指导意义。以五指山市为评估单元,选取2001、2005、2010、2015、2021年Landsat影像,利用遥感生态指数(RSEI)对其生态环境质量进行评价... 五指山市作为海南生态环境保护的核心区,研究其生态环境质量及成因对保护海南生态环境完整性具有重要指导意义。以五指山市为评估单元,选取2001、2005、2010、2015、2021年Landsat影像,利用遥感生态指数(RSEI)对其生态环境质量进行评价与分析,并用Sen趋势分析和MK检验分析RSEI变化趋势,最后通过最优地理探测器模型(OPGD)分析2021年生态环境质量空间分异成因。结果表明,1)时间尺度上,2001-2021年五指山市RSEI先下降后上升,RSEI均值从2011年的0.579波动上升到2021年的0.682;2001-2021年五指山市RSEI一般和良等级的占比最大,超过92.27%;RSEI等级为良的区域波动增加,RSEI等级为一般的区域波动减少,这表明五指山市RSEI呈高质量波动式增长。2)空间尺度上,RSEI等级为差和较差的区域集中在低海拔水系周边的乡镇;一般等级主要围绕差和较差等级的周围;良和优等级分布在四周、中东部海拔高地区。RSEI显著改善区域与海南热带雨林国家公园五指山片区一致;而显著退化区域则分布在人口密集的乡镇地区。3)变化趋势上,研究区有92.58%的区域呈增加趋势,显著改善区域有5.93%;RSEI呈减少趋势的区域有7.42%,显著变差的有0.01%;趋势变化显示,21年间五指山市RSEI整体呈变好趋势,但是显著改善区域面积有限,仍需持续加强生态环境建设。4)驱动因子分析,气温、高程为主的自然因子和生产总值为主的社会因子是2021年五指山市RSEI空间分异的主要影响因子。高程在单因子中具有最大解释力,气温和高程交互作用对RSEI解释力最高,而降水对五指山市RSEI不具影响力。 展开更多
关键词 遥感生态指数 五指山 最优地理探测器 时空演变 成因分析
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基于波谱-Granger因果检验的稻田甲烷排放通量昼夜变化成因分析 被引量：2
2
作者 戴声佩 居为民 赵志忠 《生态学报》 北大核心 2025年第4期1925-1937,共13页
稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级... 稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级生产力GPP,gross primary productivity、潜热通量LE,latent heat flux、空气温度TA,air temperature、土壤温度TS,soil temperature),并采用波谱-Granger因果分析方法,从因果分析角度重点探讨了稻麦轮作农田生态系统中水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量昼夜变化原因,结果表明:在稻麦轮作农田生态系统中小麦生长季的农田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显;水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量呈现明显单峰值昼夜变化特征,峰值出现在13:00—16:00之间。在小时尺度上,GPP和LE昼夜变化的峰值出现的时间(11:30和14:00)早于稻田CH_(4)通量(14:30),而温度(TA、TS)峰值(15:30和16:30)滞后于稻田CH_(4)通量和GPP、LE。在频率域上GPP、LE、TA、TS与稻田CH_(4)通量在1d和12h周期上存在较强的共振关系;GPP、LE与稻田CH_(4)通量之间存在明显的因果关系,而TA、TS与稻田CH_(4)通量之间在长时间尺度上的因果关系更加明显。在日内时间尺度,相对于气温和土壤温度,与光合和蒸散相关的GPP、LE是更重要的稻田CH_(4)通量昼夜变化的影响因子。本研究可为构建稻田CH_(4)排放模型提供因果机理性解释。 展开更多
关键词 波谱-Granger因果检验 稻田生态系统 甲烷通量 昼夜变化 因果分析
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海口市海岸带土地利用变化及其驱动力机制分析 被引量：1
3
作者 何伟倩 马东来 刘晓静 《地理科学》 北大核心 2025年第3期675-685,共11页
以海口市海岸带为研究区,选取1987年、2004年、2021年3期遥感影像,基于随机森林法对遥感影像进行监督分类,分析35 a间海口市海岸带土地利用时空分布变化及其变化的速度、结构等,揭示社会经济和自然环境对海口市海岸带土地利用变化的驱... 以海口市海岸带为研究区,选取1987年、2004年、2021年3期遥感影像,基于随机森林法对遥感影像进行监督分类,分析35 a间海口市海岸带土地利用时空分布变化及其变化的速度、结构等,揭示社会经济和自然环境对海口市海岸带土地利用变化的驱动机制。结果表明:①1987—2021年海口市海岸带综合土地利用动态演变剧烈,其中建设用地扩张显著(增加189.16 km^(2)),耕地锐减最多(减少81.50 km^(2)),水域及水利设施变化最小。②海口市海岸带时空分布变化明显,建设用地从中部向东西两侧延伸,耕地流失集中于西部,草地分布在南渡江东岸且呈波动减少;土地转换呈现单项集聚特征,有77%的转出面积流向建设用地,草地、林地、耕地转出面积分别超过了转入面积的1.73、2.37和2.88倍。③海口市海岸带在单因子驱动中,1987—2004年的最大驱动力经济指标(GDP)主导地位被2004—2021年的气候因子(降水)取代;交互驱动中,自然−社会因子协同效应显著增强(驱动力指数由1987年的0.535增高到2021年的0.844)。研究结果可为海口市海岸带生态环境保护和土地资源规划提供科学依据。 展开更多
关键词 海岸带 土地利用 随机森林 地理探测器
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基于小波分析的稻田甲烷通量及其影响因子多时间尺度特征研究
4
作者 戴声佩 《热带作物学报》 北大核心 2025年第9期2227-2238,共12页
稻田甲烷(CH_(4))排放通量研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。本研究利用涡度相关通量观测数据,采用连续小波变换、交叉小波变换和小波相干谱,分析稻田CH_(4)排放通量及其主要影响因子的多时间尺度特征,... 稻田甲烷(CH_(4))排放通量研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。本研究利用涡度相关通量观测数据,采用连续小波变换、交叉小波变换和小波相干谱,分析稻田CH_(4)排放通量及其主要影响因子的多时间尺度特征,结果表明:从季节变化特征来看,稻田生态系统CH_(4)排放通量及其影响因子[总初级生产力(GPP)、潜热通量(LE)、空气温度(TA)、土壤温度(TS)]均存在明显的季节变化特征;从昼夜变化特征来看,在水稻生长季稻田CH_(4)排放通量呈现明显的单峰值昼夜变化特征,在非水稻生长季稻田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显,GPP、LE、TA和TS均呈明显的单峰昼夜变化规律。基于连续小波变换和小波方差曲线分析,水稻生长季(7—11月)CH_(4)通量、GPP、LE、TA、TS存在明显的1 d的主周期,同时GPP、LE、TA、TS还存在0.5 d的次周期,而TA、TS还出现以4 d为周期的长周期变化。从交叉小波变换和小波相干谱分析来看,CH_(4)通量与GPP、LE、TA和TS之间的共振周期为1 d左右,在此频域上存在显著的共振关系,且振荡的凝聚性和相干性最强;在高频段区域,CH_(4)通量与GPP、LE、TA、TS之间还存在1个次共振周期,约为0.5 d;在其他频段上,CH_(4)通量与GPP、LE、TA、TS的共振能量较低,但在共振周期4 d和7~10 d范围内,8月中旬到10月中旬的CH_(4)通量与TA、TS存在较好的相干性。研究结果对分析稻田CH_(4)排放通量及其影响因子的多时间尺度特征,以及对研究不同时间尺度稻田CH_(4)排放通量及其驱动因子之间的定量联系提供科学参考。 展开更多
关键词 多时间尺度 稻田生态系统 甲烷通量 小波分析
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昌化江流域月尺度水文模型径流模拟与潜在蒸散发算法适用性分析
5
作者 来文立 李士义 +3 位作者 方海峰 章杰 张飞翔 侯淑冰 《生态科学》 北大核心 2025年第4期110-118,共9页
气候变化和人类活动双重影响下,作为水循环重要环节的径流正发生着复杂的变化。为了明晰模型径流模拟结果不确定性来源,提升湿润区复杂小流域径流模拟准确性,将海南岛昌化江流域作为研究区,收集整理1980—2016年宝桥水文站逐月径流、降... 气候变化和人类活动双重影响下,作为水循环重要环节的径流正发生着复杂的变化。为了明晰模型径流模拟结果不确定性来源,提升湿润区复杂小流域径流模拟准确性,将海南岛昌化江流域作为研究区,收集整理1980—2016年宝桥水文站逐月径流、降水数据,同期东方站和琼中站逐月降水、气温、风速、日照时数和相对湿度数据,选取Mann-Kendall突变检验方法确定径流突变年份并设计4组变量控制数值模拟实验,分别以两种广泛使用的潜在蒸散发算法(Penman-Monteith和Thornthwaite)驱动abcd月尺度水量平衡模型(abcdpm和abcdth)比较不同蒸散发算法的模型适用性。结果表明:(1)昌化江径流存在1988年的显著突变点,相比于1988年以前,1989—2016年径流系数增加12%;(2)降水是影响水文模型最敏感输入变量,其径流敏感性是潜在蒸散发的13.56倍,综合比较多组控制变量实验结果,多站点气象均值作为输入能够有效降低径流模拟误差;(3)两种蒸散发算法驱动下径流模拟准确性较为一致,但趋势结果差异较大,由于abcdth模型仅考虑气温的影响无法准确模拟径流增加的变化趋势,因此具有物理机理的abcdpm模型更适用于昌化江流域。分析结果有助于明晰热带地区复杂小流域径流变化的气候驱动机制,为水文生态预警和水资源优化配置提供科学支撑。 展开更多
关键词 昌化江流域 水文模型 降水 潜在蒸散发 敏感性分析
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基于GEE和Landsat时间序列数据的海南岛土地利用分类研究 被引量：14
6
作者 戴声佩 易小平 +4 位作者 罗红霞 李海亮 李茂芬 郑倩 胡盈盈 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期3351-3357,共7页
土地利用/覆盖变化(land use/cover change,LUCC)是当前全球变化研究的核心内容之一。土地利用遥感监测是土地利用变化相关研究的重要技术手段,尤其是高分辨率遥感技术和谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云计算平台的出现,为土地... 土地利用/覆盖变化(land use/cover change,LUCC)是当前全球变化研究的核心内容之一。土地利用遥感监测是土地利用变化相关研究的重要技术手段,尤其是高分辨率遥感技术和谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云计算平台的出现,为土地利用空间信息的获取提供了新的途径和方法。本研究基于GEE云平台提供的Landsat-8 OLI时间序列卫星影像数据,采用随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machines,SVM)分类算法,对海南岛土地利用类型进行了遥感分类研究。结果表明:RF与SVM算法对海南岛土地利用中水体和建筑用地的分类精度均较高,对耕地、园地和林地分类精度较低。与SVM方法相比,RF分类方法能够更准确识别各类地物信息,更适于海南岛土地利用分类的研究。海南岛林地(包括天然林、橡胶林等)所占比例最大,主要分布在海南岛中部;耕地和园地面积接近,相间分布于海南岛大部分区域;水体和建筑用地面积较小,在海南岛均呈零散的分布状态,以沿海地区为主。GEE平台对于开展大区域土地利用分类与遥感动态监测具有重要的意义。 展开更多
关键词 GEE LANDSAT 土地利用 海南岛
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降雨径流汇入背景下受纳水体可溶态Ni和As的动态变化
7
作者 刘浩峰 刘玉燕 +3 位作者 张一玮 丁方方 张牛牛 王林 《热带地理》 CSCD 北大核心 2022年第12期2088-2097,共10页
选取降雨丰沛、降雨径流突出的热带海岛城市海口美舍河市区河段,使用室内分析与野外采样结合的方法开展降雨径流汇入后受纳水体可溶态Ni和As的动态变化研究。结果表明:降雨径流的汇入直接对受纳水体中Ni和As的固液分配产生干扰,且其对... 选取降雨丰沛、降雨径流突出的热带海岛城市海口美舍河市区河段,使用室内分析与野外采样结合的方法开展降雨径流汇入后受纳水体可溶态Ni和As的动态变化研究。结果表明:降雨径流的汇入直接对受纳水体中Ni和As的固液分配产生干扰,且其对受纳水体Ni和As的输入贡献主要依赖悬浮态,可溶态Ni和As输入相对较弱。具体表现为:降雨径流汇入前受纳水体可溶态Ni和As占总质量浓度的比例分别达到55.67%和94.77%。降雨径流汇入后,受纳水体Ni和As发生一系列动态变化,排水口处可溶态Ni和As占比分别达总质量浓度的20.97%和76.92%,可溶态占比明显下降,变化较为剧烈;排水口下游可溶态Ni和As占比也均下降,分别为47.23%和88.38%。对不同降雨情境下的数据分析发现:当降雨量≤10 mm时,雨前干燥期长短是受纳水体可溶态Ni和As动态变化的主要影响因素;当降雨量在10~30 mm时,雨前干燥期长短、雨强峰值出现时间及其大小是受纳水体可溶态Ni和As对降雨径流响应时间及响应程度的主要影响因素;当降雨量≥30 mm时,雨强峰值出现时间是受纳水体可溶态Ni和As动态变化的主要影响因素。降雨径流对受纳水体可溶态Ni和As的影响存在差异,当干燥期短、且存在最大雨强值过高现象时,受纳水体可溶态As受降雨径流影响小,而可溶态Ni受降雨径流影响明显。 展开更多
关键词 降雨径流 受纳水体 可溶态 雨强 NI AS 美舍河 海口市
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琼北火山岩地区水田和旱地土壤中重金属的累积特征比较 被引量：3
8
作者 王鹏 王军广 +3 位作者 许国强 张固成 吴丹 张东强 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期221-225,共5页
为分析琼北火山岩地区土壤中重金属(As、Cd、Cr、Pb、Ni、Hg)的累积特征,采集旱地和水田的土壤表层样品,并对样品理化性质及重金属含量进行了分析,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染状况进行了评价。结果表明,研... 为分析琼北火山岩地区土壤中重金属(As、Cd、Cr、Pb、Ni、Hg)的累积特征,采集旱地和水田的土壤表层样品,并对样品理化性质及重金属含量进行了分析,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染状况进行了评价。结果表明,研究区旱地与水田土壤均呈强酸性-酸性,旱地土壤阳离子交换量(CEC)(4.66 cmol/kg)略大于水田土壤CEC(3.42 cmol/kg),表明旱地土壤保持养分的能力优于水田土壤。与海南土壤背景值比较,研究区旱地和水田土壤中Cd、Cr、Pb和Ni 4种重金属均有不同程度的累积,其中Cd累积程度较重。研究区旱地和水田土壤中Cr与Ni均具有较高的正相关关系,说明旱地和水田土壤中Cr与Ni可能同源,且受基性火山岩地质背景的影响较大。内梅罗综合污染指数评价结果表明,研究区旱地土壤重金属污染明显高于水田土壤,水田土壤重金属为轻度污染,而旱地土壤重金属已达到中度污染,尤其是Cr和Ni污染比较严重,应引起重视。 展开更多
关键词 火山岩 旱地 水田 重金属 累积 海南
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高位虾池底质重金属富集特性及污染、生态风险评价
9
作者 王子爱 唐少霞 +4 位作者 傅雨萱 郑苗 吴丹 陈珂珂 戴文博 《热带地理》 CSCD 北大核心 2021年第1期136-146,共11页
为研究高位虾池养殖导致的环境影响,用电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS(Agilent7700x型)对海口市东营镇3种类型养殖虾池及其外围沟渠底质中的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb质量分数进行检测,用Vario TOC对底质中的TN(总氮)和TOC(有机碳)质... 为研究高位虾池养殖导致的环境影响,用电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS(Agilent7700x型)对海口市东营镇3种类型养殖虾池及其外围沟渠底质中的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb质量分数进行检测,用Vario TOC对底质中的TN(总氮)和TOC(有机碳)质量分数进行检测,并对所检测的数值采用单因子污染指数、地积累指数和综合潜在生态风险指数等方法进行分析及评价。结果表明:1)未清洗的虾池底质重金属质量分数呈现L1层向L4层明显递增的规律;2)虾池L1层底质中Cd呈现明显的累积(污染)现象,其质量分数是海南省土壤背景值5.47~35.18倍;3)地积累指数(Igeo)的评价表明,各样地底质中均有2种及以上重金属达到轻度—中等及以上污染程度;4)综合潜在生态风险指数(RI)结果表明,底质RI范围值为176.97~1090.87,各样地综合潜在生态风险程度均达到中等及以上生态风险,其中Cd是主要的贡献因子;5)Pearson相关分析显示,虾池底质中的饵料残留物及对虾排泄物所含的Cr、Ni、Cu、As、Cd、TOC相互之间具有极显著相关性,相关系数高达0.9以上,表明农户所使用的饵料不同程度地含有以上重金属,同时有机碳是影响底质中重金属富集的重要因素。 展开更多
关键词 高位虾池 底质 重金属 污染状况 生态风险
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