山洪泥石流是中国常见的自然灾害,充分认识其形成机制与潜在风险是防灾减灾的关键。本文阐述了山洪泥石流形成机理,以及风险分析与管理的方法和内容,系统认识了地表产流流量激增、土体破坏物质供给激增、沟道堵塞体级联溃决流量放大和动床侵蚀规模增大等4个山洪泥石流的形成过程,介绍了基于动力过程的山洪泥石流风险评估方法和承灾体易损性评估方法,构建了基于灾害动力过程的风险评估与风险制图方法。进而,基于风险评估结果,提出可用于具体灾害点减灾的风险管理内容和风险调控技术、灾害防治的工程与非工程措施与制技术方案。最后,重点讨论了包括灾害风险预测、临灾预案、灾害防治工程方案等内容的风险处置对策,并形成一套基于山洪泥石流动力过程的风险评估与风险管理理论与方法体系。
在气候变化与城市化背景下,暴雨洪水灾害损失风险加剧,给人口生命安全带来极大威胁,评估暴雨洪水灾害的人口损失成为灾害风险研究关注的焦点问题。本文基于灾害系统理论,归纳了基于“致灾因子(H)—承灾体(V)—孕灾环境(E)—人口损失(D)”的暴雨洪水灾害人口损失评估的概念框架;基于现有国内外典型研究,梳理了相应的指标体系和研究方法,以“影响指标—损失指标—分析方法”多维图显示,认为“综合影响因素—人口损失”关系分析是评估暴雨洪水灾害人口损失的核心。目前人口损失的评估方法依据其考虑的要素可划分为：基于“H-D”关系的脆弱性曲线法、基于“H-V-E-D”关系的多要素综合法和刻画过程的灾害系统模拟法等。着重从数据可获取性和方法有效性两方面进行综述,认为单一方法不能满足人口损失风险评估的需求,因此从灾害系统角度出发,从单一要素向多要素综合发展、从指标统计分析向过程动态模拟发展、从单一方法向综合集成方法发展是人口损失及风险定量评估的发展趋势。
重建长时间序列具有空间属性的土地覆被数据集,对研究历史时期土地利用/土地覆被变化及其气候和生态效应具有重要意义。近年来,国内外学者就定量重建中国区域历史土地覆被数据集进行了积极探索。但由于历史时期土地利用数据来源多元、重建方法多样、验证方式各异等原因,不同学者的重建结果迥异,其中重建方法是导致差异形成的重要原因之一。本文从重建思路、假设和方法、结果验证等方面对覆盖中国区域的主要空间数据集进行了综合评述,结果表明：①基于历史记录的还原法和基于地理空间模型的重建法是历史土地覆被空间重建的主要方法,而根据建模过程,后者又可进一步分为“自上而下”的配置模型和“自下而上”的演化模型法。②基于数量重建进行空间重建是当前历史土地覆被数据集重建的主流,在缺少充分、客观历史数据的条件下,对基础数据、分布控制因素和限制因子进行合理假设是取得合理结果的重要条件。③为提高研究成果的解释力,需要对重建结果进行检验,直接验证法虽较为准确,但受时空尺度限制,具有显著的局限性,间接验证法可作为有效的补充。
选取居民住房内管道自来水、厨房、厕所、洗澡设施配置率作为衡量指标,在分析单项生活设施配置及区域差异状况的基础上,运用序排列多边形面积法计算综合指数,阐释全国居民住房内生活设施配置及区域差异综合状况,并通过相关性研究解析其形成的原因,最后提出了相应的政策建议。结果表明：全国各县级单元四项设施配置的区域差异显著;大致以“胡焕庸线”为界分为东南、西北两个部分,东南部综合指数高,以高、较高、中等类型区为主;西北部综合指数低,以较低、低类型区为主;东、中、西、东北四大板块综合指数差异大小依次为：东部地区>西部地区>中部地区>东北地区;经济发展水平、居民收入、受教育程度、城镇化率是影响住房内生活设施配置区域差异的重要因素。
以环渤海地区为案例区,综合运用多层线性模型、GIS空间分析和多元线性回归分析模型,基于居民主观感受数据,对研究区域内43个城市的居住环境进行评价,并探讨城市客观特征对主观评价结果的影响。研究表明：①环渤海地区城市之间的居住环境评价差别明显,辽宁省城市的评价结果整体较优,河北省城市的评价结果整体较差;②环境健康性是居住环境评价得分较低城市的共同短板;③城市规模、人口密度、经济发展水平与居住环境的满意度均呈负相关,中小城市的居住环境满意度普遍高于大城市,临海城市的居民对所在城市的满意度评价更高;④在城市居住环境的可提升要素中,治理雾霾是当前最迫切的任务。
本文研究了2007-2011年间中国352个地级及以上城市贫困的空间演化、分布的差异特征。结果显示：近5年来贫困人口总量略有增长,贫困人口分布整体呈现均衡化趋势;从区域看,西部地区的城市贫困人口集聚加剧,贫困加深区较多;从城市看,小城市、资源型城市和少数民族聚居型城市是构成贫困加深区的主要类型。2011年,贫困发生率自东向西逐渐升高,中小城市、资源型城市和少数民族聚居型城市相对拥有更高的贫困发生率。进一步分析,东北地区资源型城市呈现高人均GDP和高贫困发生率的“隐藏性贫困”,西南地区部分少数民族聚居型城市呈现低人均GDP和相对低贫困发生率的“特殊性低贫”。未来国家反贫困政策应该充分考虑城市的区位、资源条件、人口规模和构成特征,重点关注贫困加深地区的中小城市、资源型城市和少数民族聚居型城市,并解决经济发展和贫困之间的特殊关系。
城市是人类生产和消费活动最为集中的区域,带来了大量的能源消耗和碳排放,低碳城市受到国内外学者广泛探讨。本文从低碳开发、低碳经济、低碳环境、城市规模与能源消耗5个方面22个指标构建了低碳城市评价体系,引入遥感影像中的DMSP-OLS夜间灯光数据集与PM2.5浓度反演影像;利用因子分析、聚类分析及空间相关性分析,将2006年及2010年284个地级及以上城市按照低碳水平分为低碳、相对低碳、相对高碳、高碳四类城市;根据驱动力分为环境主导型、居民主导型、城镇化主导型及产业主导型四种城市类型;空间上识别出京津冀、长三角、山东省及珠三角地区具有低碳城市发展集聚效应;低碳城市发展水平受城市行政等级、产业转型等因素影响。
本文在系统分析社会生态脆弱性综合方法研究进展后指出,综合指数法可作为代表某时期在社会和生态脆弱性两方面的指标,解释总体水平下的脆弱性等级,但无法反映指标间相互影响的程度和影响方向;相关系数分析能解释两指标间的相互关系,但无法解释其因果关系;由最小二乘法得到的解释指标变动系数,但由于解释指标和被解释指标选择的主观性,其相互作用的方向性仍无法判断。针对上述关系计量推断中存在的问题,本文探讨了工具变量估计参数的可行性,通过实例证实该方法能揭示社会脆弱性和生态系统脆弱性指标之间相互影响的方向。结果表明,社会脆弱性(SoVI)对生态脆弱性(NPPI)的影响强度大于反方向的影响作用,从1980 s到2000 s,NPPI对SoVI的作用由强减弱,其作用显著省区由5个减少至2个;而SoVI对NPPI的作用由弱增强,其作用显著省区由1个增加为7个。定量且具备相互影响方向的推断方法有利于揭示社会系统和生态系统相互作用的机理。
作为恢复力的重要内容之一,承灾体的防灾减灾能力是评估灾害经济损失的重要参考因素。根据在里下河地区李中镇调研所得数据,绘制初始灾损率散点图,构建了初始灾损率曲线;然后考虑防灾减灾能力因素,绘制实际的灾损率散点图和拟合曲线。结果显示：①在0.05的显著性水平下,住宅区、工业区、商业区、公共设施区和农业区五类承灾体财产的淹没水深与灾损率均存在乘幂函数关系。②考虑防灾减灾能力因素后,洪涝灾害对不同承灾体的经济损失有所减少。住宅区财产在淹没水深3 m时经济损失减少了34%,工业区在2 m时经济损失减少了17%,商业区在3 m时经济损失减少了24%,公共设施部门在2 m时经济损失减少了11%。防灾减灾能力因素对住宅区洪涝灾害经济损失的影响更加明显。本文作为有关灾损率曲线研究的有益补充,结果可为类似地区城镇的防灾减灾决策及灾害风险管理提供参考。
土地利用多功能性是根据社会经济目标进行土地利用的过程,是确保社会经济与生态环境协调发展的关键。本文通过构建“社会—经济—生态”三维土地利用多功能性评价指标体系,对1990-2013年东北地区土地利用多功能性进行综合评价,旨在阐释其土地利用多功能性演化的时空格局。研究表明：1990-2013年东北地区土地利用功能值均呈现上升态势但增速有所差异,黑龙江、吉林、辽宁土地利用功能发展程度依次递增,其年均增长率分别为2.976%、2.725%、2.261%;黑龙江和吉林社会功能值呈现波动性增长,辽宁则表现为阶段性变化;黑龙江经济系统功能值逐渐增大,而吉林和辽宁经济功能值总体呈现上升趋势,但在2000-2005年有所波动;黑龙江与吉林生态系统功能值呈现由基本稳定转变为波动增长的趋势,而辽宁则始终具有较大波动性;经济功能中的土地的生产功能与交通功能对东北地区省域土地利用功能均有较大影响,经济和社会因素对黑龙江与吉林土地利用功能多样性影响较大,生态因素则对其影响较小,而经济、社会和生态因素对辽宁土地利用功能均有较大影响。
在遥感、地理信息系统和统计定量分析结合的基础上,引进土地利用变化强度分析理论方法。作为一种解释性的数学框架,通过不同时间间隔的土地利用转移矩阵计算了每个时间间隔和每种地类的变化面积和变化强度。强度分析自上而下分为3个层次：间隔层次、地类层次和转变层次,将观察变化强度与平均变化强度比较,揭示不同层次的变化特征,并依次用快速的与缓慢的、活跃的与平稳的、来源与转变三对术语来描述。本文以昆明市的土地利用变化为例,深入阐述了不同层次的面积变化和强度变化,并对不同层次的稳定性进行了深入分析。结果表明：在间隔层次,2000年后昆明市的土地利用变化强度逐渐加大;在地类层次,建设用地的变化强度是最活跃的,林地的变化强度是最平稳的;在转变层次,增加的建设用地主要来源于耕地,减少的林地主要转变为草地。强度分析在土地利用变化过程分析中具有系统性的优势,对深入挖掘土地利用变化信息、理解土地利用变化过程具有重要作用。
高分一号(GF-1)卫星具有多种分辨率与大幅宽结合、重访周期短等优势,而Landsat-8卫星具有多波段、高辐射分辨率等优势。针对不同传感器参数特点,利用支持向量机分类器(SVM)对同区域同期两种数据进行土地覆盖分类对比研究。结果表明：两种传感器对应波段决定系数均大于0.92;典型样本的光谱趋势一致性良好,但在农田与林地、不透水面与裸土的典型样本可分离性方面,Landsat-8优于GF-1;GF-1与Landsat-8的分类总精度分别为90.38%和90.07%,但不同地物类型的分类精度存在差异,波谱响应函数的差异可能是导致Landsat-8对林地的分类精度高于GF-1的原因;此外,GF-1对零碎分布地物类型的分类精度高于Landsat-8,主要原因是GF-1具有更高的空间分辨率。
