能源与水资源保障风险综合评价研究是当前国际综合风险防范研究的一个热点领域，不仅是中国社会实现可持续发展与构建和谐社会所函需解决的一个重要科学技术问题，也是中国当前科技创新体系的一个重要内容。本文介绍了能源与水资源保障风险综合评价研究的口标和内容，构建了风险评价的概念框架，分析了综合风险评价研究中存在的主要技术难点和问题，以期为中国进一步开展能源与水资源保障综合风险评价研究提供基础。
随着社会经济发展对水资源需求的增加，区域水资源供需矛盾日益加剧，如何科学评价水资源供需矛盾引起的风险成为有效解决水资源失衡的有效途径。本文以1999-2006年的水量、水质和社会经济数据对松辽流域的水资源利用现状进行了分析，构建了由区域水资源总量等10个指标组成的水资源利用风险评价指标体系。采用因子分析得到高需水量、高供水量和劣质水3个公因子，然后采用空间聚类方法对上述3个公因子进行评估，得到松辽流域水资源利用风险分布图。研究表明，松辽流域水资源利用风险呈现出嫩江流域和松花江流域偏高，其它流域偏低的总体格局;嫩江和松花江流域为水资源利用高风险区;图们江和乌苏里江流域水资源利用风险程度较低。
水资源短缺风险评估是当今风险研究中的热点问题之一。然而，区域内部差异性使得区域尺度水资源短缺风险相比城市尺度更为复杂。本文构建了由水资源供给保障率、水资源保障可靠性、水资源利用率和水资源利用效率4项指标构成的区域尺度水资源短缺风险评估与决策体系，给出了定量计算方法，并在京津唐地区进行了实例研究。结果表明，2020年北京、天津、承德、张家口为“低风险”，秦皇岛为“中风险”，唐山、廊坊为“高风险”。京津唐地区水资源短缺风险防范对策应以节约用水、加强非常规水源利用为主，并加强区域内部调节，适度增加唐山等地的分水量。在廊坊市，应考虑降低复种指数减少农业用水需求。区域水资源短缺风险评估与决策体系能够直观反映区域水资源风险和规避风险的能力，揭示区域水资源短缺问题的特征，从而能更好地服务于水资源管理决策。
从资源丰富度、稳定度和保障度3个方面，分别选取了较有代表性的太阳总辐射、日照时数和有效日照天数3项量化因子，利用多指标评分法对中国陆地太阳能资源开发潜力进行了综合评价和分析。结果表明:①中国青藏高原大部、日一肃北部、新疆东部和内蒙中西部地区，太阳能资源极为丰富，最适于进行大规模光电开发;②日一肃中部、新疆、青海东部和南部、内蒙古中东部、东北西部、河北与宁夏北部、四川西部，太阳能资源比较丰富，也适于规模化的太阳能发电;③东北东部和北部、华北平原北部、黄上高原大部、青藏高原东南缘、云南大部、雷州半岛和海南岛，以及新疆北部，太阳能可小规模或季节性开发利用;④其余地区太阳能资源比较贫乏，规模性开发潜力低。
在构建煤炭与石油保障风险综合评价指标体系，计算煤炭和石油保障综合风险度以及简历风险源、风险度评价模型等研究成果的基础上，采用层次分析法，划分了中国煤炭和石油保障风险的综合等级，将风险可能性划分为极低、低、中、高、极高5个级别。进一步选择了北京和浙江，结合两地煤炭石油保障的实际情况，利用这一评价体系评价了两地的煤炭和石油各风险源、风险度，集成得到综合风险度指数，进而划分了两地的煤炭与石油保障风险等级。结果表明:北京市和浙江省的煤炭综合风险级别分别为较低和中等，石油综合风险级别分别为中等和较高，研究结果基本符合现状，从而验证了该指标体系及其评价方法的适用性与合理性;同时，实证结果还对两地煤炭和石油的风险发生概率进行了预测，以期起到一定的预警参考作用。
土地利用/覆被变化与环境要素的动态作用过程自LUCC相关研究计划开展以来一直是重点内容，并且愈来愈受到重视。将土地利用主体的决策过程和环境要素变化过程综合起来研究土地利用系统动态变化，是实现土地自然生态系统与社会经济系统藕合研究的途径与方法。本文在对土地利用系统复杂性分析的基础上，提出口前土地利用系统变化模拟需要解决的基本科学问题，主要包括土地自然环境要素对土地利用主体决策的影响、不同空间尺度土地利用主体及主体间相互作用及在此基础上的区域土地利用动态变化模型研究。土地利用模型是分析土地利用系统结构与功能的有力工具，通过分析土地利用系统模拟研究进展发现国内外真正实现了自然生态系统和社会经济系统综合研究的模型尚不多见。基于主体的土地利用模拟方法综合了土地利用变化中空间变化和主体决策过程，适合于分析土地利用系统变化的空间过程、空间相互作用和多尺度现象。本文在对国际上基于多主体模型进行土地利用系统模拟的相关进展、模拟平台等分析评述的基础上，提出未来我国开展基于多主体模型进行土地利用变化研究的建议。
农户耕地利用决策分析是研究中国农地利用变化的一个重要视角，而农户的决策必然要考虑其劳动力的务农机会成本。本文以河南省唯县为例，利用农户调查数据，首先区分不同劳动力从业类型和非农从业情况，用不同劳动力类型的非农从业机会对非农工资进行修正，以此估算劳动力务农机会成本。在此基础上，重点分析不同劳动力机会成本水平下农户的耕地利用决策行为，揭示劳动力机会成本上升对区域耕地利用变化的影响。结果表明:劳动力机会成本较高的农户非农收入较高，对农业生产的依赖性较弱，一定程度上促进了耕地转出行为;在种植结构决策中，机会成本较高的农户更倾向于选择劳动生产率较高的粮食作物，土地利用类型趋于单一化;在集约度上，表现为伴随机会成本上升，劳动集约度迅速下降，资本集约度中增产性投入有所减少，省工性投入增加，农户通过增大机械投入来替代劳动力的现象明显;耕地利用中增产性投入的减少在粮食生产中的表现为劳动力机会成本较高的农户粮食单产水平相对较低。
基于RS , GIS技术和SPOT VGT-NDVI数据，运用累积平均法、均值法、趋势线分析法和影像差异法，分析了祁连山草地植被覆盖在时间和空间上的变化特征，并用Hurst指数动态预测祁连山草地植被覆盖未来变化趋势。结果表明:①1999-2007年祁连山草地植被NDVI呈缓慢增加趋势。典型草原和平原草地植被年均NDVIy和生长期NDVIg增加速率高于高寒草甸草地和沙漠草地。祁连山草地植被NDVI增加和减少的面积分别为69776 km2和15928 km2，植被NDVI增加的区域分布在冷龙岭、拉脊山、大通山、达坂山、青海南山、走廊南山、托来山、托来南山等地区，减少的区域分布在乌鞘岭、大通河、石羊河、黑河、北大河、疏勃河等河流河谷以及青海湖周边地区。②祁连山草地植被NDVI年内月和句变化曲线均呈单峰型。③冷龙岭、宗务隆山、青海南山、镜铁山、拉脊山、乌鞘岭、大通河、黑河、北大河、疏勃河等河流河谷以及青海湖周边等地区未来草地植被覆盖有改善的趋势;走廊南山、托来山、托来南山、大通山以及涅水、石羊河等河流河谷地区未来草地植被覆盖有退化的趋势。沙漠草地、高寒草甸草地未来有改善的趋势;而典型草原和平原草地未来则有退化的趋势。
土地利用方式影响流域氮输入的空间分布和氮素的迁移输出过程，与非点源污染的防治密切相关。本文利用加州San Joaqnin流域数据，考虑不同土地利用方式的影响，在GIS平台上分析了流域氮输入与输出的关系及其空间分布本文提出了一个新的指标(F=CN/(L/Q))来衡量河流氮输出的变化趋势，该指标综合考虑了田间产流和河道输移两个过程的影响因子，能够描述土地利用类型对流域氮素迁移转化的影响。在实例研究中，通过该指标能够指示出研究区氮素流失的高风险区，为流域土地利用规划和非点源污染防治提供了重要的科学依据。
长期以来，各种因素导致学者们对巴丹吉林沙漠确切范围的认识和理解存在争议，关于其面积大小属于中国第三大沙漠还是第二大沙漠存在颇多分歧。根据巴丹吉林沙漠相关领域研究新成果和2009年野外考察取得的相关数据资料，从地理学角度研究了确定巴丹吉林沙漠范围与界线的原则与涉及的问题，结合RS , GIS和GPS技术方法重新对巴丹吉林沙漠范围与界线位置进行了精确定位和定量分析。结果表明，巴丹吉林沙漠位于雅布赖盐湖与雅布赖山之西北，宗乃山、省道S218公路之西，黑河正义峡出山口、弱水东岸至古日乃湖之东，横跨5个经度，东西长约442 km;合黎山、北大山、黑山头之北，拐子湖、古居延泽之南，纵贯3个纬度，南北宽约354 km。地域范围位于39°04'15"N～42°12'23"N, 99°23'18"E～104°34'02"E，面积为5.2162万km2，应系我国仅次于塔克拉玛十沙漠的第二大沙漠。
基于压力—状态—响应(PSR)概念模型，从20个指标通过数据标准化处理、指标权重确定和生态安全评价模型的构建，以三峡库区重庆段为例，分析三峡库区重庆段自直辖以来的生态安全问题。运用嫡权和AHP的平均值作为权重，结合主观和客观赋权的优点，使评价更为合理。结果表明，三峡库区重庆段1997-2003年生态安全度为很不安全状况，2004-2007年生态安全度为不安全状况。从资源环境压力来看,1997-2007年其ESI一直处于很不安全状况;从资源环境状态来看,1997-1999年为很不安全状态，2000年和2001年为不安全状态，2002-2006年为临界安全状态，2007年为较安全状态;从人文环境响应来看，1997-2004年为很不安全状况，2005-2007年为不安全状况。从压力—状态—响应模型3方面分析对三峡库区重庆段生态安全的影响，据权重值得知，人文环境响应对城市生态影响最大，其次是资源环境状态，影响最小的是资源环境压力。
以青海省柴达尔一木里铁路、热水一江仓公路沿线两侧约10 km缓冲区为研究区域，以冻土钻孔实测数据为基础，定量分析和评价了经度、纬度、高程、太阳辐射、坡度、坡向、地面曲率等地形一候因子对沿线区域多年冻土分布的影响，建立了以经度、高程、坡度为自变量、多年冻土发生概率为因变量的Logisti。模型。借助于GIS软件和DEM数据，完成了道路沿线区域多年冻土分布概率图的绘制和多年冻土分布概率的特征分析。结果表明，极可能多年冻土(概率值为0.75～1)的分布面积为1983 km2，占整个研究区域面积的65 %;可能多年冻土(概率值为0.5-0.75;的分布区面积为192 km2，占研究区域面积的6%;季节冻土(概率值<0.5)的分布区面积为894 km2，占沿线区域面积的29%。
为探讨区域生态可持续发展的程度，运用物质流分析方法，对深圳市经济环境系统在1992-2007年期间的物质输入与物质输出的规模进行了动态分析，并将物质强度与物质效率与其他区域的相关研究进行了比较。结果表明:深圳是一个资源外部性依赖很强的地区，区域经济系统的物质输入在2004年出现拐点，物质输出与物质输入具有高相关性，区域物质消耗调控的关键应当从源头上控制物质投入规模;深圳市正处于城市发展的第3个阶段，物质输入强度逐步回落，物质输出强度缓慢上升，城市的发展逐步摆脱对物质的依赖性，但区域生态环境系统的压力依然很大;深圳市资源生产率和环境效率逐渐上升，技术的进步提高了物质的利用效率，区域社会经济系统发展的物质消耗成本和环境污染成本越来越小;深圳市经济系统与生态环境系统的相互作用分为两个阶段，口前区域生态系统正处于由相对可持续发展向绝对可持续发展的转型阶段。
利用地处北方农牧交错带的西辽河流域及其周边45个地面气象台站1974-2005年的月平均气象资料(温度、湿度、风速和太阳辐射等)，采用先计算后插值(CI)的方法，选用彭曼一蒙特斯(Penman-Monteith)(98)模型，对45个站点的多年平均潜在蒸敞量进行了计算，在Arc GIS 9.0软件平台的地统计模块下，运用普通克里格法，对西辽河流域的多年平均潜在蒸敞量逐月进行空间插值。在此基础上对全流域多年平均潜在蒸敞量进行了时空格局分析，结果表明:西辽河流域潜在蒸散量ET0与气温、日照时数和风速显著正相关，与平均相对湿度为显著负相关;受各气象要素影响，ET0的逐月变化曲线为一条单峰曲线，冬季ET0普遍较低，春末、秋初及夏季ET0则较高;西辽河流域潜在蒸敞量空间分布格局呈现以科尔沁沙地为中心区域向东北、西南两侧逐渐递减的总体趋势。
以2005年为现状年，用定额法、潜水蒸发法和地下水储量变化法估算出塔里木河十流的生态需水量，其结果分别为33.89×108 m3,23.97×108 m3和33.07×108 m3，通过分析得到现状年合理的生态需水量为30.31×108 m3。并根据阿克苏、沙雅、库车、轮台、库尔勒、尉犁和铁十里克7个气象站1995-2004年的月平均蒸发量，采用阿维里扬诺夫公式和群克水均衡场公式对塔里木河十流天然植被的月潜水蒸发量进行计算，在此基础上计算月生态需水量。通过分析发现，植被生长期(4-10月)的生态需水量占全年生态需水量的86%，尤其是植被生长旺盛时期的5-8月的生态需水量占全年的59%根据制定的生态恢复方案，用定额法和潜水蒸发法预测3个口标年的生态需水量，将两者计算结果加以算术平均，得到2010,2015及2020年合理的生态需水量分别为31.88×108 m3,34.08×108 m3及36.84×108 m3，为塔里木河流域的水资源优化配置提供科学依据。
为了研究玛纳斯河流域水系结构演变状况，利用其1958,1976,1987,2006年4期遥感影像图，在ArcInIo支持下进行口视解译，根据解译结果，定量分析了水系长度、密度、分枝比、长度比和分维等参数的变化特征，并探讨其主要驱动因素。研究表明:1958-2006年玛纳斯河流域水系变化满足Hotton定律，水网数口及河道平均长度随水网级别呈几何级数变化，并且水网密度、水系长度比、分枝比等参数持续增大;流域内绿洲地区水网密度高于南部源流山区与北部荒漠区，这种区域差异是由不同生态经济单元的自然生态环境类型、社会经济发展状况，综合发展需求及生态修复重建等方面共同决定的;玛纳斯河流域水资源量近50年来不断增加，人口数量持续攀升，耕地与绿洲面积不断扩大等因素是玛纳斯河流域水网结构演变的主要驱动力。然而耕地不能无限扩大，绿洲也不能过度扩张，要以水资源的承载能力为限，因此确定合理的绿洲面积，优化水系结构，提高水资源利用效率将成为今后研究的重点。
地表水汽压是大气科学、水文学等多项研究中的一个重要输入参数。鉴于常规观测方法对于地面气象站点依赖性强且空间不连续的缺点，采用MODIS遥感数据对海河流域的日平均地表水汽压进行估算。通过相关分析得出日平均地表水汽压与MOD07低空可降雨量数据具有很强的相关性，并通过对比采用二次曲线进行建模。选取2009年1-4月数据对二次曲线模型的验证结果表明，估算结果与实测日平均地表水汽压1:1曲线的相关系数 R2为0.83。本文的研究结果提供了一种实用的基于遥感数据估算日平均地表水汽压的方法。
不透水表面是城市中一种人工地表特征，隔离地表水下渗到上壤，割断了城市地表与地下水文联系，主要由城市中的道路、停车场、广场及屋顶等建筑物组成。不透水表面影响城市的地表径流、水文循环、水体质量、局部气候、生物多样性等生态环境要素，是监测城市生态系统及环境变化的重要指标，也是许多生态环境模型的主要输入参数。本文归纳了不透水表面提取技术及其对城市自然生态环境影响的研究进展。从遥感提取技术方面看，亚像元分解等新的运算方法提取中尺度分辨率遥感影像的不透水表面，将是未来遥感技术应用到城市自然资源环境研究的趋势。在数据源方面，中分辨率(10～100m)与高分辨率(0.3～5m)遥感数据为不透水表面指数在大范围、多时段的获取提供了可靠基础。在不透水表面指数应用方面，城市地表覆被监测与模拟可以为城市未来发展及规划管理提供基础。鉴于不透水表面决定了城市地区的地表水文循环、非点源污染、能量分布、植被变化及生物多样性等生态环境要素，因此搭起深入理解城市景观格局与生态过程相互关系的桥梁，是研究城市化的生态环境效应的最佳切入点。
