长江学者和创新团队发展计划(IRT0865)
- 作品数：12 被引量：265H指数：9
- 相关作者：董霁红卞正富许吉仁金丹程伟更多>>
- 相关机构：中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室徐州师范大学更多>>
- 发文基金：长江学者和创新团队发展计划高等学校学科创新引智计划江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程经济管理矿业工程历史地理更多>>
- 基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用被引量：40
- 2010年
- 为衡量和评价区域发展的可持续状况,针对传统生态足迹模型以土地生产力为基础的不足,结合能值理论和方法,运用能值转换率和能值密度对模型进行改进,建立基于能值的生态足迹模型。改进的模型重点在采用区域能值密度,更加全面真实地反映区域生态承载力的大小以及区域发展模式下生态足迹的需求。能值-生态承载力的计算主要考虑区域可更新自然资源和生物生产性土地的可更新部分;能值-生态足迹计算人民生活需求资源消费量和区域经济发展的资源出口量。模型应用的结果为:资源型城市徐州市2006年人均能值-生态承载力1.03hm2,人均能值-生态足迹37.76hm2,分别是其他改进模型计算结果的4.4倍和4.3倍。如果不进行能值转换率的全球能值基准转换,能值-生态承载力将是2.6倍。生物生产性土地的可更新部分在徐州生态承载力中占有很大比重;当地承载了其他地区发展所需要的大量能值-生态足迹(出口资源)。可持续性评价指数为0.97,表明在为其他地区发展做出巨大生态贡献的同时,徐州的可持续发展状况十分堪忧。适度控制资源开采规模,延长产业链,增加出口产品附加值;开发利用可再生能源是资源型城市兼顾社会经济发展和生态环境持续的发展策略。
- 金丹卞正富
- 关键词：生态承载力生态足迹能值
- 南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务价值响应被引量：22
- 2013年
- 利用1987—2010年5期卫星遥感影像监测南四湖湿地景观格局变化,并且采用市场比较法、影子工程法、工业制氧成本法、碳税法和价值替代法等多种评估方法对南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务功能价值响应进行深入探讨。结果表明,南四湖湿地中大量芦苇、荷田等自然湿地景观转化为养殖水域、水稻田等人工湿地,景观格局趋于破碎化;湖泊湿地景观格局变化对于湿地的供给功能、调节功能、文化功能和支持功能均有影响,其中对供给功能和调节功能影响最大。以2010年不变价计算,南四湖湿地景观格局变化导致2010年湿地生态系统服务功能价值比1987年减少3.06亿元,其中大气成分调节功能价值损失11.7亿元,净化功能价值损失3.77亿元,涵养水源功能损失0.65亿元,物质生产功能价值增加13.06亿元,其他功能价值对湿地景观格局变化的响应不明显。
- 许吉仁董霁红
- 关键词：生态系统服务功能湿地南四湖
- 徐州耕地生态经济系统结构、功能及可持续性能评价被引量：4
- 2010年
- 研究目的:评价1990—2006年徐州耕地生态经济系统运行及可持续性能状况。研究方法:能值理论和方法。研究结果:(1)提出基于能值的"粮经比",衡量农村产业结构调整程度,徐州耕地生态经济系统基于能值的"粮经比"已由72∶28调整为48∶52;(2)不断增长的工业辅助能投入(电力、燃料、机械、农药、化肥)未能提高系统的净能值产出率,却在持续增加系统的环境负载率;(3)随着产业结构调整,系统内粮食作物和经济作物的能值产出结构趋于平衡、合理,系统的自稳定性逐渐增强;(4)系统的可持续性能很弱,且呈下降趋势。研究结论:基于能值的徐州耕地生态经济系统产出率和可持续性能不高,应实现由"石油农业"向生态农业的转变。
- 金丹卞正富
- 关键词：耕地保护耕地生态经济系统能值分析
- 矿山生态系统物能流核算被引量：1
- 2011年
- 以社会-经济代谢为理论基础、MEFA模型为物能流核算框架、能值理论与方法为核算工具,以进入矿山生态-经济-社会复合系统的各子系统物能流历史数据为基础,研究矿山生态系统能学过程,考察矿山特定生命周期阶段主要年份的代谢机制。选择我国东部矿区中煤集团大屯公司姚桥煤矿和兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿开展矿山生态系统实证研究。通过区域和矿山生态系统的能值评估,从系统运行、污染物排放以及与土地利用之间的关系三个方面开展系统能值流分析。实现了以统一的标准分析社会-经济系统与生态系统之间的相互联系,解决了多学科综合评价的指标难以兼容的难题。以量化的数据说明了环境资源对经济发展的贡献以及采矿活动对环境和人类的影响,评价了经济社会与生态环境相互作用的可持续性。对矿山生态系统所在区域复合系统进行能值评估,以实例详细介绍能值理论和评估方法,通过分析能值指标的变化轨迹评价区域生态经济系统的发展状况,为矿山生态系统能值评估提供区域能值指标。其中全社会电力能值使用量比例、总电力能值使用量比例之间逐渐扩大的差距体现了徐州延长煤炭产业链开发电力能源的发展策略。依据能路语言符号,绘制矿山生态系统物能流概略图,极大地辅助了繁复的能值评估过程,建立了一套矿山生态系统能值评价指标体系。能值指标分析表明:2000年后的矿山生态系统物能流综合利用效率较2000年前大幅提高,近5 a姚桥煤矿对环境资源和经济反馈的综合利用效率优于济三煤矿,但济三煤矿对经济反馈资源的利用效率是姚桥煤矿的3倍,万吨产量姚桥煤矿生产活动的经济反馈成本高;环境资源投入在系统总能值投入中占95%左右,其中几乎全部由煤层能值贡献,人类只需要投入数量级为10-7 J能量就能获得1 sej(�
- 金丹
- 关键词：能值
- 基于居民点密度的人口密度空间化被引量：67
- 2011年
- 提出了一种基于居民点密度的人口密度空间化方法。以江苏省人口数据空间化为例,在采用核密度估计法得到江苏省镇(乡、街道)居民点密度后,运用基于居民点密度的人口密度空间化计算公式获得江苏省1 000m×1 000m的人口密度格网图,结果表明:江苏省人口分布的热点地区正是在建的三大都市圈(苏锡常都市圈、南京都市圈和徐州都市圈),其中苏锡常都市圈的人口分布呈现各向异性,而南京和徐州都市圈的人口分布则表现为各向同性;人口密度不仅取决于居民点密度,还与平均每个居民点的人口数密切相关,居民点密度大的区域的人口密度不一定大,居民点密度小的区域的人口密度也不一定小。
- 闫庆武卞正富张萍王红
- 近25年来中国典型温带草原系统土地覆被变化及NPP响应——以皇甫川流域为例被引量：2
- 2015年
- 以皇甫川流域为研究区域,定量分析皇甫川流域土地利用变化,采用光能利用率模型,研究1987年、1995年、2000年、2007年和2011年7月份皇甫川流域植被净第一性生产力(net primary productivity,NPP)的动态变化。结果表明:研究区建设用地、林地面积逐渐增加,水域面积逐渐减小,耕地、草地、灌丛、裸岩和沙地呈波动变化;5个时期皇甫川流域NPP总量分别为28.12 Gg C,53.47 Gg C,73.23 Gg C,157.92 Gg C和78.52 Gg C;1987—1995年间,草地转移为灌丛是NPP增加的主要原因;1995—2000年间,裸岩减少是NPP增加的主要原因;2000—2007年间,灌丛转移为草地是NPP增加的主要原因;2007—2011年间,草地转移为灌丛是NPP减少的主要原因。研究结果对温带草原系统土地资源合理利用、土地利用结构优化、脆弱生态环境改善具有重要的理论与实践意义。
- 许吉仁董霁红杨宏兵
- 关键词：植被净第一性生产力皇甫川流域CASA模型
- 基于支持向量机的矿区复垦农田土壤-小麦镉含量高光谱估算被引量：10
- 2014年
- 以徐州柳新矿区复垦农田土壤-小麦为研究对象,采用传统采样检测方法分析土壤-小麦中重金属镉含量,借助ASD FieldSpec 3型便携式高光谱仪测量样品反射光谱,对光谱进行加权移动平滑、一阶微分变换、包络线去除以及倒数的对数变换,据此选择具有显著相关的土壤和小麦镉污染胁迫敏感波段作为相关因子,建立基于支持向量机的矿区复垦农田土壤-小麦镉含量高光谱估测模型.结果表明:以粉煤灰和煤矸石作为充填物料的复垦场地镉含量在土壤环境质量三级标准值之下,但是其上种植的小麦镉含量均超标,受到严重的镉胁迫;建立的模型能够较理想地进行土壤-小麦镉含量估测,土壤的估测模型相关系数为0.947,小麦的估测模型相关系数为0.782.该研究为监测复垦农田土壤及作物重金属污染提供新方法,为保障矿区粮食安全提供技术手段.
- 许吉仁董霁红杨源譞谭琨程伟
- 关键词：高光谱遥感支持向量机矿区复垦土壤小麦
- 1987～2010年南四湖湿地景观格局变化及其驱动力研究被引量：34
- 2013年
- 在遥感和地理信息系统技术支持下,选用5期南四湖湿地TM影像、气象资料和社会经济资料,利用面向对象的K临近分类方法对地物进行监督分类,利用统计方法筛选驱动因子,研究1987～2010年期间南四湖湿地景观格局演变及其驱动力.结果表明,1987～2010年,南四湖天然湿地面积（湖泊、河流、芦苇沼泽、荷田）减少;人工湿地,主要是水产养殖区和水稻田面积不断增加.南四湖湿地景观趋向破碎化,抗干扰的能力和维持自我稳定的能力下降,生物多样性减少;南四湖湿地景观格局受自然和人文驱动力的影响,人文驱动力中人口因素和经济发展水平因素对景观空间格局影响最大,影响因素重要性排序为渔业总产值、第一产业比重、总人口、非农业人口、农民人均纯收入、GDP、人均GDP和第二产业比重.通过湿地景观格局驱动力研究,揭示了南四湖湿地景观格局的变化特征及其与自然因素、人文因素的相互关系,可以为南四湖湿地农业结构调整、环境保护管理提供理论依据,可以为该区域土地利用格局优化提供参考.
- 许吉仁董霁红
- 关键词：驱动力南四湖湿地
- 荒漠矿区关键环境要素的监测与采动影响规律研究被引量：20
- 2010年
- 为研究地下煤炭开采对荒漠区脆弱环境的影响规律,选择植被、水体(土壤水、包气带水、地下水)作为荒漠矿区的关键环境要素,以具有代表性的神东矿区为研究区域,集RS、GIS、GPR、现场调查等多种技术手段,多尺度监测研究关键环境要素的时空演变规律,并在监测技术与采动影响规律方面取得了以下成果:在宏观尺度上,利用MODIS-NDVI(250m/km)实现了区域植被的2000—2005期间的月际时序监测分析,以及与气温、降水等气象因素的关联分析。结果表明,研究区植被仍具有明显的物候年周期性,植被与气象因素具有明显的相关性,其中植被对降水变化的响应最为敏感。总体来讲,矿区植被呈现出区域性变化,近年来开展的生态建设影响,使得植被有明显好转,空间变异性增强。然而小尺度的植被现场调查与Landsat-NDVI监测表明,地下开采导致了部分矿井采区植被相对非采区小幅下降。为解释采矿对植被的影响规律,对矿区浅层土壤含水率进行了遥感定量反演。研究表明,相对于土壤反射率、土壤湿度、地形湿度指数,土壤含水率与表观热惯量之间具有更加显著的相关性。通过改进的土壤温度预测模型,建立了适用于TM或ETM+的土壤温差转换模型。利用该模型能更准确地提取任意深度的土壤温差信息,这比单纯利用MODIS影像能提取更高分辨率的表观热惯量。改进后的表观热惯量与10cm埋深土壤含水率的R2由0.264提高到了0.789。从而实现了基于表观热惯量法与TM/ETM+、MODIS影像相结合的土壤含水率高分辨率反演。反演结果与现场调查一致发现,受地表沉陷影响,采区土壤含水率均略偏小于非采区,该现象在风沙区更加明显。对补连塔工作面上方地下水采前、采中、采后的长期观测表明,采矿对地下水具有显著的负面影响,且采后地下水的恢复过程缓慢。但是,该工作面上方植被并没有�
- 雷少刚
- 关键词：环境监测植被水体探地雷达
- 矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性被引量：30
- 2010年
- 为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。
- 董霁红于敏程伟葛冬梅李科心
- 关键词：重金属复垦土壤小麦
