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生态环境学报 2025年第2期34卷 279-292页

作者：孙艺菲孟丹宋加颖胡非凡李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

北京作为中国首都和人口密集城市,其城市热岛效应问题较为严重,研究其热岛效应与人口热暴露风险对于减轻夏季高温对居民健康的不利影响至关重要。基于局地气候分区(Local Climate Zones,LCZ)分析北京市五环路内夏季地表温度(Land Surfac... 详细信息

北京作为中国首都和人口密集城市,其城市热岛效应问题较为严重,研究其热岛效应与人口热暴露风险对于减轻夏季高温对居民健康的不利影响至关重要。基于局地气候分区(Local Climate Zones,LCZ)分析北京市五环路内夏季地表温度(Land Surface Temperature,LST)及地表城市热岛强度(Surface Urban Island Intensity,SUHII)的日变化规律,探究不同LCZ间城市热环境的日动态变化和空间格局,并结合不同时刻的人口数据研究人口热暴露强度的时空分布特征,评估风险等级。结果表明:1)一天中研究区内的平均LST整体呈现先上升后下降的趋势,城市中心保持较高地表温度,SUHII先增加后减弱,夜间局部热岛现象消失,SUHII呈现出从城市中心向外围逐渐降低的层级结构;2)研究区内以紧凑型建筑区为主,不同LCZ类型的昼夜LST变化和SUHII差异显著,紧凑型建筑区的平均LST高于开阔型建筑区,白天SUHII平均值随着建筑高度升高而减小,夜间则相反;3)研究区内不同等级的人口热暴露强度在日内呈现出不同的变化趋势,一天中热暴露强度由城市中心逐渐向外扩散,正午时达到峰值,傍晚至夜间降至最低。因此在城市规划中,应避免过于密集的中高层建筑,并重视提高植被覆盖率,以缓解城市热岛效应,降低人口热暴露风险。

关键词：城市热岛局地气候分区人口热暴露日动态变化生态系统星载热辐射计实验(ECOSTRESS) 北京市

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黄土坡面细沟侵蚀形态特征及横断面分异性

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水土保持学报 2025年第2期 30-39+47页

作者：刘庆沈东辉和继军刘壮壮孙莉英蔡强国首都师范大学城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地水资源安全北京实验室水利部科技推广中心中国科学院地理科学与资源研究所

[目的]为探究细沟侵蚀及其形态特征的变化规律和横断面分布特征。[方法]通过室内人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术，分析不同降雨强度和坡度条件下细沟侵蚀产流产沙和细沟形态分布特征。[结果] 1）降雨强度增大时，坡面产流产沙增幅... 详细信息

[目的]为探究细沟侵蚀及其形态特征的变化规律和横断面分布特征。[方法]通过室内人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术，分析不同降雨强度和坡度条件下细沟侵蚀产流产沙和细沟形态分布特征。[结果] 1）降雨强度增大时，坡面产流产沙增幅显著，90 mm/h降雨强度时，细沟侵蚀量对总侵蚀量的贡献率达90%以上。2）细沟宽度、深度和细沟割裂度受降雨强度的影响明显，且均呈不同程度的增加，细沟割裂度、细沟最大深度与细沟侵蚀量呈极显著正相关。3）细沟横断面沿坡向变化较大，沟壁崩塌现象明显，60 mm/h降雨强度时细沟横断面多呈“窄浅”型分布，90 mm/h降雨强度时，细沟总体表现为沟头和细沟下部横断面呈“窄浅”型，在细沟中部表现为“宽深”型，细沟中部侵蚀较为严重。4)60 mm/h降雨强度时，细沟横断面指标总体为0.46～0.79,90 mm/h降雨强度时总体为0.41～0.85;90 mm/h降雨强度时，随着坡度的增加，细沟横断面指标波动性增强，表明细沟横断面空间分异性更加明显，细沟横断面形态的变化趋于不规则。[结论]研究结果为细沟侵蚀防治提供一定理论支持。

关键词：细沟侵蚀降雨强度细沟形态参数细沟横断面

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城市化背景下京津冀地区遥感植被物候的变化特征

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应用生态学报 2025年第3期36卷 693-702页

作者：花艺玮孟丹胡非凡赵月张聪聪李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 水资源安全北京实验室北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 保定市自然资源和规划局河北保定071000

城市环境面临不透水面增加、城市热岛效应加剧以及空气污染严峻等多重挑战,对城市的植被物候造成一定影响。本研究对2002—2021年京津冀地区的MOD13Q1增强植被指数数据进行时间序列重构,基于动态阈值法提取出关键植被物候参数,探究动态... 详细信息

城市环境面临不透水面增加、城市热岛效应加剧以及空气污染严峻等多重挑战,对城市的植被物候造成一定影响。本研究对2002—2021年京津冀地区的MOD13Q1增强植被指数数据进行时间序列重构,基于动态阈值法提取出关键植被物候参数,探究动态城市化梯度下植被物候的变化特征。结果表明:研究期间,京津冀东南部地区的生长季开始期(SOS)较早、中部和西南部地区的生长季结束期(EOS)较晚,中部和东南部地区的生长季长度(GSL)较长;京津冀大部分地区的SOS提前、EOS推迟,导致GSL显著延长。不同植被类型的物候趋势总体一致,但具体表现各异:农田的SOS提前幅度最大,森林的EOS推迟幅度最大,农田的GSL延长幅度最大。2002—2021年,不透水面占比(ISP)每增加10%,SOS平均提前1.28 d, EOS平均推迟1.33 d, GSL平均延长2.2 d。此外,随着ISP增强,地表温度先升高,ISP到达40%后趋于稳定;随着地表温度升高,SOS呈现先提前后推迟趋势(拐点地表温度为23℃),EOS呈现先推迟后提前趋势(拐点地表温度为20℃),推测这一结果与光温周期耦合调控物候有关。植被物候在动态城市化梯度下的响应程度展现出显著差异,地表温度作为重要环境因素,对城乡物候差异的形成具有重要影响。

关键词：植被物候增强型植被指数城市化梯度地表温度

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基于LCZ的城市热环境及其驱动机制研究——以北京城区为例

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环境生态学 2025年第2期7卷 49-59页

作者：宋加颖胡非凡孟丹刘勇洪李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

城市空间形态与城市热环境的空间分异研究是城市生态环境、城市规划领域重要的研究议题。本研究以北京城区为例,基于Landsat数据,选取二、三维空间形态变量,探讨了局地气候分区(LCZ)视角下研究区四季的地表温度及城市热岛强度(UHII)变... 详细信息

城市空间形态与城市热环境的空间分异研究是城市生态环境、城市规划领域重要的研究议题。本研究以北京城区为例,基于Landsat数据,选取二、三维空间形态变量,探讨了局地气候分区(LCZ)视角下研究区四季的地表温度及城市热岛强度(UHII)变化与时空差异,并进一步分析城市空间形态变量对地表热环境的驱动机制。结果表明:1)研究区内建筑LCZ类型以密集中层LCZ 2和密集低层LCZ 3为主,自然LCZ类型以树林LCZ A/B为主,高密度建筑具有较高的热岛强度,且随着建筑高度增加地表温度降低,绿地和水体覆盖较多的区域热岛效应相对较弱,不同LCZ类型的热岛效应强度存在显著差异,夏季最为显著;2)从不同季节热环境空间分布来看,研究区在春夏两季表现为以热岛区为主,且夏季热岛强度和广度最高,UHII在5℃北京城区大部分街区整体的景观异质性和破碎度较低,景观形状较规则,中心城区容积率、建筑体积与建筑高度普遍较高,天空开阔度较小。通过对典型LCZ类型的热环境归因分析,结果表明,不同LCZ需要采用不同的优化策略,如LCZ 9(零散建筑)的关键影响因子只有BSF,LCZ 2(密集中层建筑)存在多个关键影响因子,需要协同多因子来优化城市热环境。研究结果能够为城市规划设计提供参考,助力于城市的可持续健康发展。

关键词：城市热岛城市空间形态北京局地气候分区

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热融湖塘的提取方法

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北京测绘 2025年第1期39卷 84-89页

作者：王浩李诗彤魏莹莹首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 防灾科技学院应急管理学院河北三河065201

热融湖塘是多年冻土退化所引起的热融灾害之一,其中准确地监测热融湖塘的分布和变化是评估这一灾害的前提。根据以往对热融湖塘的研究发现,小型热融湖塘较多,但由于热融湖塘分布在湿地、草地等不同区域,部分热融湖塘在影像上与周边环境... 详细信息

热融湖塘是多年冻土退化所引起的热融灾害之一,其中准确地监测热融湖塘的分布和变化是评估这一灾害的前提。根据以往对热融湖塘的研究发现,小型热融湖塘较多,但由于热融湖塘分布在湿地、草地等不同区域,部分热融湖塘在影像上与周边环境出现同谱异物的现象,导致无法对小型热融湖塘进行准确统计。本文选取高分六号影像作为数据源,分别采用归一化差异水体指数(NDWI)阈值法、面向对象提取法、LBV变换法对研究区内热融湖塘进行提取。通过解译结果分析,LBV变换法提取精度最高;GF-6影像经过LBV变换之后,水体与其他地物之间的差异更加突出,对小型热融湖塘的提取有较好的适用性。

关键词：多年冻土热融湖塘归一化差异水体指数(NDWI)阈值法 LBV变换法面向对象提取法

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梅州铁山嶂矿区生态修复效果的遥感监测与评估

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环境科学与技术 2025年第1期48卷 225-236页

作者：高佳谷月程杨琪刘伟陈隽敏何柳杨富淋韩瑜佳高明亮孟丹中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663 广东科诺勘测工程有限公司广东广州510663 广东省海上风电智慧工地及生态环境保护工程技术研究中心广东广州510663 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

该文通过实测数据、光学及微波遥感数据,利用遥感图像分类、SBAS-InSAR、改进的遥感生态指数(MRSEI)等技术方法,从地表覆盖类型、地表形变、生态质量综合评估3个方面对广东省梅州铁山嶂矿区生态修复前后进行监测分析。研究表明:(1)2022... 详细信息

该文通过实测数据、光学及微波遥感数据,利用遥感图像分类、SBAS-InSAR、改进的遥感生态指数(MRSEI)等技术方法,从地表覆盖类型、地表形变、生态质量综合评估3个方面对广东省梅州铁山嶂矿区生态修复前后进行监测分析。研究表明:(1)2022年2月-2024年1月,即矿区修复工程开始前至修复工程后期,矿区内大范围的裸土转变为植被/植被覆膜的区域,表明矿区的生态修复工程取得了一定的成效;(2)地表形变空间分布不均匀,地面抬升区主要分布在矿区南部与最北部,地面沉降区分布在矿区中部与西北部区域;(3)铁山嶂矿区的生态质量呈波动变化的趋势,修复工程之前自然恢复阶段MRSEI指数变化较小,2023年7月正值修复工程实施期间,由于工程实施的扰动,MRSEI均值较低,2023年10月为修复工程中后期,MRSEI均值明显升高,2024年1月,即该矿区的生态治理工程后期,修复区域生态质量受植被覆膜养护影响,MRSEI均值较低;(4)生态修复前后MRSEI等级转移与地表覆盖类型变化叠加分析显示,MRSEI表现为生态改善的区域,地表覆盖类型由裸土转化为植被/植被覆膜;MRSEI等级转移与地表形变叠加分析显示,MRSEI表现为生态改善与生态稳定的区域,地表形变表现为一定程度抬升。研究可为矿区生态环境质量评价提供有价值的参考。

关键词：生态修复地表形变改进的遥感生态指数铁山嶂矿区

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释光技术在泥石流标样制作中的应用

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原子能科学技术 2010年第B09期44卷 486-491页

作者：何友兵魏明建刘超魏琳琳张彬周锐首都师范大学国家重点实验室培育基地--城市环境过程与数字模拟北京100048

利用热释光(TL)技术制作泥石流模拟实验的示踪剂。实验对标样的释光机理进行了研究,包括标样的物质选取及制片时粒度和质量的确定等;介绍了标样制作的程序,包括标样的均匀性检验、离群值检验和定值等。对用热释光方法制作大质量的地质... 详细信息

利用热释光(TL)技术制作泥石流模拟实验的示踪剂。实验对标样的释光机理进行了研究,包括标样的物质选取及制片时粒度和质量的确定等;介绍了标样制作的程序,包括标样的均匀性检验、离群值检验和定值等。对用热释光方法制作大质量的地质标样提供一套科学、实用的方法。

关键词：标样积分程序

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黄河三角洲潮沟网络形态特征的时空分异规律及其发育过程

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地理学报 2021年第9期76卷 2312-2328页

作者：牟奎南宫兆宁邱华昌首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸(Ⅰ区)、南岸东(Ⅱ区)、南岸西(Ⅲ区)为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定... 详细信息

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸(Ⅰ区)、南岸东(Ⅱ区)、南岸西(Ⅲ区)为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定量表征了潮沟发育程度的典型形态特征参数,剖析了黄河改道、湿地恢复工程和外来物种入侵等因子对潮沟发育过程的影响,挖掘潮沟网络的时空演变规律。结果表明:(1)潮沟的形态特征具有明显的时空异质性。从1998年黄河改道初期至2004年湿地恢复初期,Ⅰ区各等级潮沟数量大幅减少;由于潮滩淤进和互花米草固滩作用,Ⅱ区潮沟数量、密度、分汊率呈现增长趋势,在2013年互花米草的快速扩张期,潮沟曲率、分汊率明显增大;Ⅲ区潮沟发育的等级、长度、密度最大,等级间的转化频率最高,湿地恢复工程导致低等级潮沟数量、长度明显减少,较强的海洋动力抑制了潮沟曲流的发育。(2)黄河改道和侧弯丁坝建设导致平均归槽长度(OPL)增大,潮沟网络的排水效率减少。互花米草的快速扩张使排水效率增大,OPL不断降低;潮沟发育程度Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区。(3)潮沟系统由快速变化青年期整体进入缓慢变化中年期,发育状态趋于动态平衡。研究成果有助于了解大范围潮沟的发育过程及演变机制,为沿岸潮滩开发与利用提供科学的决策支撑。

关键词：潮沟网络形态特征参数时空分异规律发育阶段性黄河三角洲

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融合Sentinel-2和GF-1时序影像的入侵植物互花米草清除动态监测

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遥感学报 2023年第6期27卷 1467-1479页

作者：闵钰魁柯樱海韩月尹小岚周德民城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 水资源安全北京实验室北京100048 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

互花米草入侵对中国滨海湿地生物多样性和生态系统健康造成严重威胁。近两年,中国沿海多省陆续启动互花米草清除治理工程。及时准确地了解互花米草清除动态对于滨海湿地管理决策具有重要意义。本文以黄河口湿地为研究区,针对2021年互花... 详细信息

互花米草入侵对中国滨海湿地生物多样性和生态系统健康造成严重威胁。近两年,中国沿海多省陆续启动互花米草清除治理工程。及时准确地了解互花米草清除动态对于滨海湿地管理决策具有重要意义。本文以黄河口湿地为研究区,针对2021年互花米草大规模治理工程,提出一种基于密集时间序列遥感影像的互花米草清除动态监测方法。首先融合Sentinel-2 MSI、GF-1 PMS和GF-1 WFV影像,构建高时空分辨率的归一化植被差异指数(NDVI)数据集。充分考虑NDVI的时序变化和潮间带潮汐淹没动态,通过潜在清除时段提取和潮汐淹没监测,识别互花米草清除日期,获取了10 m分辨率下黄河口互花米草清除时间分布图,清除日期总体精度达到88.24%,Kappa系数为0.87。实验表明,相较仅使用Sentinel-2单一数据源,融合Sentinel-2和GF-1数据可以有效提升清除日期识别精度。2021年9月—12月,研究区互花米草清除面积为4816.35 ha,占总面积的92.81%。本研究提出的入侵植物清除监测方法对于全国滨海湿地互花米草治理和湿地修复工程监测评估具有重要的参考意义。

关键词： Sentinel-2 GF-1 入侵物种互花米草治理滨海湿地时间序列

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大气气溶胶偏振遥感研究进展

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光谱学与光谱分析 2014年第7期34卷 1873-1880页

作者：郭红顾行发谢东海余涛孟庆岩中国科学院遥感与数字地球研究所、遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 首都师范大学、北京城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

POLDER-1是国际上第一个可以获取偏振光观测的星载对地探测器,随着POLDER/PARASOL等偏振仪器的应用,偏振遥感在国际上已成为一个快速发展的研究领域,并在大气气溶胶监测等方面发挥了重要的作用,取得了一系列研究成果。从POLDER/PARASOL,... 详细信息

POLDER-1是国际上第一个可以获取偏振光观测的星载对地探测器,随着POLDER/PARASOL等偏振仪器的应用,偏振遥感在国际上已成为一个快速发展的研究领域,并在大气气溶胶监测等方面发挥了重要的作用,取得了一系列研究成果。从POLDER/PARASOL,APS(aerosol polarimetry sensor)和航空偏振相机、地基偏振观测平台三个方面综述了大气气溶胶偏振遥感近20年(1993-2013)的研究进展,重点介绍:(1)POLDER/PARASOL陆地上空和海洋上空气溶胶参数反演算法;POLDER/PARASOL气溶胶光学厚度(AOD)产品精度验证、应用以及与MODIS等卫星AOD产品的对比分析。(2)MICROPOL,RSP和APS陆地上空和海洋上空气溶胶参数反演算法;国产多角度航空偏振相机(directional polarimetric camera,DPC)的气溶胶参数反演算法。(3)CE318-2和CE318-DP的气溶胶地基偏振反演算法。其中卫星、航空和地面气溶胶参数反演的结果包括总的AOD、细粒子AOD、粗粒子AOD、粒子谱分布、粒子形状、复折射指数、单次散射反射率、散射相函数、偏振相函数以及云顶AOD。在以上研究基础上,提出了大气气溶胶偏振遥感研究存在的问题及展望,为大气气溶胶偏振遥感研究提供有价值的参考。

关键词：气溶胶偏振遥感研究进展

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