在全球变化及其生态环境效应研究中,如何对生态过渡带的空间分布格局及变化情景进行空间定量识别和模拟分析,对揭示气候变化和人类活动对全球变化的响应及反馈具有指示性意义。在对HLZ模型进行修正和拓展的基础上,建立了生态过渡带类型的空间识别方法。并基于1981—2010年的全国782个气候观测站点数据,在实现全国生态过渡带类型及分布的空间识别基础上,结合3种气候情景数据CMIP5 RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5,实现了T0（1981—2010年）、T1（2011—2040年）、T2（2041—2070年）和T3（2071—2100年）4个时段内全国生态过渡带的空间分布格局及其未来情景模拟。另外,引入平均中心空间分析模型,对全国生态过渡带平均中心的时空偏移趋势进行了定量分析。结果显示：在T0~T3时段内,全国共出现41种生态过渡带类型,约占全国陆地面积的18%;冷温带草原/湿润森林与暖温带干旱森林过渡带（564238.5 km²）、冷温带湿润森林与暖温带干旱/湿润森林过渡带（566549.75 m²）、北方湿润/潮湿森林与冷温带湿润森林过渡带（525750.25 km²）是最主要的3种生态过渡带类型。面积占到全国生态过渡带总面积的35%;2010—2100年期间的冷温带荒漠灌丛与暖温带荒漠灌丛/有刺草原过渡带的增加速度最快,在3种情景RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5下,其面积将分别增加3604.2 km²/10a、10063.1 km²/10a和17242 km²/10a;寒冷型生态过渡带类型总体上呈向暖湿型过渡带类型增加的趋势;北方潮湿森林与冷温带湿润/潮湿森林过渡带的平均中心偏移幅度最大,在4个时段内整体向东北方向偏移,其偏移幅度将超过150 km。另外,随着气温的逐渐上升和降水量的增加,中国北方的生态过渡带整体呈向北偏移趋势,南方生态过渡带则逐渐减少且平均中心呈现逐渐向高海拔地区退缩的趋势,气候变化对青藏高原区生态过渡带时空格局的影响日益显著。

资源环境承载力定量评价与综合计量是资源环境承载力研究由分类走向综合的关键技术环节。本文从系统角度出发,提出了“人居环境适宜性分区——资源承载力限制性分类——社会经济发展适应性分等——资源环境承载力警示性分级”的资源环境承载力综合评价的研究思路与技术路线,构建了具有平衡态意义的资源环境承载力综合评价的三维四面体模型,对区域资源环境承载力监测预警机制的建立具有清晰的政策指导意义。基于上述模型方法,以公里格网为基础,以分县为基本单元,开展了西藏自治区的资源环境承载力综合评价。研究表明,西藏3/4左右土地、4/5以上人口所在的县域资源环境综合承载力处于盈余或平衡状态,资源环境综合承载状态良好;人居环境以不适宜和临界适宜为主要特征,社会经济发展水平普遍滞后,人居环境自然适宜性和社会经济发展水平在较大程度上限制了西藏资源环境承载力的发挥及其提升。

以生产、生活污染源为对象进行环境空间管控是新时期区域环境保护治理和国土精细化管治的新路径。本文在明确区域环境功能管控区划的概念、目的和原则的基础上,科学识别污染物与污染源空间,提出管控单元和分级管控区的空间结构模式,建立环境污染物的单项评价指标算法和综合集成模型,形成区域环境功能管控区划技术方法,并在浙江省嵊州市进行县级尺度的实证应用研究。研究表明,嵊州市共有垃圾填埋场、污水处理厂、高污染型工业场所、畜禽养殖场、居民居住场所等18个管控单元类型,按集成特征值高低及污染排放特征可归类至Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级和〇级管控区。Ⅴ级和Ⅳ级管控区以工矿业生产空间为主,污染排放量大,对水体、大气和土壤等影响程度高,存在危害性,是源头管控的重点。Ⅲ级管控区覆盖生活空间,污染排放中等,影响大气和水体,可控性相对较弱。Ⅱ级管控区有少量的农业固废和废水排放,存在面源污染风险。Ⅰ级和〇级管控区内部无环境污染源,强调生态保护的重要程度。其中,〇级管控区是生态保护红线范围,实施最严格的环境保护制度,要求“零排放,零污染”。区域环境功能管控区划方法具有可操作性,可为地方开展中长期环境保护与发展规划提供新的方法。

科学地评估自然保护区缓解人类活动压力的效果,对于有效的自然保护至关重要。目前中国国家尺度下的这方面研究,仅将保护区内、外的人类活动压力进行对比,其缺陷是样本选择性偏差会导致评估结果的不合理。本文选择了倾向得分匹配（Propensity Score Matching）方法来克服保护区评价中的样本选择性偏差问题。首先耦合多源数据构建了2013年、2015年、2017年的人类活动压力指数,然后采用倾向得分匹配方法对自然保护区内、外的随机点进行匹配,使两个对比组的观测变量尽可能相似。最后通过相对有效性指标和面板模型从不同层面评估了中国680个自然保护区在2013—2017年间缓解人类活动压力的效果。研究结果表明：① 2013—2017年,全国86.72%的自然保护区内人类活动压力指数呈现上升趋势,其面积占保护区总面积的43.80%。② 69.85%的自然保护区在缓解人类活动压力方面的效果较好。其中,除了海洋海岸、野生植物、野生动物类的保护区以外,其余保护区类型都表现出较好的缓解人类活动压力的效果,且保护区级别越高,保护效果越好。③ 中国自然保护区建设在2013—2017年间能缓解22.90%的人类活动压力,且保护区缓解人类活动压力的能力存在区域性差别。本文研究结果可为中国自然保护区监测、评估和管理提供更科学的参考依据。

本文以广州市主城区为研究对象,简化城市建筑群后绘制出无建筑区域的中心线,进而识别风道。利用2016年逐时风向风速数据,基于GIS提出了度量风道物理、热力属性的指标,据此分析风道特征,并对通风效能进行了评估。研究表明：① 在40 m分辨率下识别出潜在风道中心线共有2451条,相互组合后达到风道标准的有142条,总通风面积为96.49 km²,占研究区的21.59%。② 以珠江新城为中心,研究区潜在通风网络呈现略向东北方向倾斜的密—疏—密的圈层特征;老城区通风面积有限,区际间风道的宽高比差异较大,珠江新城最低（6.54）,海珠湿地最高（74.43）;主城区外围区域的绿地与水域占风道通风面积比重超过90%。③ 由走向效能空间分布格局的相似性,可分为春、夏和秋冬3个模式;依据走向效能得分的季节变化规律,划分出常年风道、季节风道和沟通风道3类。各季节通风效能评估优劣关系为：秋>冬>春>夏。④ 研究区内高架桥对阻滞度的贡献是行道树的2倍以上,阻滞度最大值为4.70 m³/m²,阻滞程度较高的区域大部集中分布在研究区西侧,特别是三元里周边密集的立交桥群区域。

定量解析土壤重金属污染来源并绘制空间分布图是土壤重金属调查评价的核心,可为区域土壤环境管理和修复提供科学参考。以中国北方名优农产品生产基地烟台海岸带为研究区,系统开展表层土壤样品采集和重金属分析测试;利用正定矩阵因子分解定量解析土壤重金属的来源贡献;基于独立成分分析和序贯高斯模拟构建多元地统计模拟技术,实现土壤重金属的空间预测及潜在污染区域划定。结果表明：① 研究区表层土壤中 As、Co、Cr、Mn和Ni主要为自然来源,且空间分布受成土母质的控制;② 工业和交通排放是土壤中Cd、Pb和Zn的重要来源,三者在金、铜矿的尾矿区以及烟台市区呈现出污染热点;③ 土壤中Cu主要来自铜基杀菌剂和有机肥施用等农业活动,高值区主要分布在果园土壤;④ 土壤中Hg主要来源于煤炭燃烧和混汞法炼金所排放Hg的大气沉降,高值区主要分布在金矿以及龙口、蓬莱市区周边;⑤ Cu、Hg和Cd的潜在污染区域面积占研究区总面积的37.5%、14.3%和8.6%,应给予重点关注。

基于绿色发展科学内涵,综合构建了黄河流域绿色发展的评价指标体系,并采用熵值法、空间自相关分析、地理探测器模型等多种计量方法研究了2005—2017年黄河流域生态经济走廊绿色发展时空分异特征与驱动因素,结果如下：① 黄河流域绿色发展主要来源于规模化扩张与总量增长的外部驱动作用,热衷于发展速度与规模,忽视质量与效率的内涵式提升势必导致内生驱动作用不足与不可持续性;② 研究时限内黄河流域绿色发展低水平区不断减少,较高水平区稍有增加,但低水平与中低水平区占比长期稳定在65%以上,说明黄河流域绿色发展质量有待于进一步提升;③ 2005—2017年间黄河流域61地级市整体存在较为明显的空间依存关系,且绿色发展水平具有相对明显的空间俱乐部收敛特征,流域内两极分化现象较为明显;④ 经济发展水平、科学技术与政府调控始终是黄河流域绿色发展的高作用力影响因子,因子交互作用后对黄河流域绿色发展解释力远超单因子,反映出黄河流域绿色发展的驱动因素具有复杂性特征。

为查明汾渭平原典型城乡地区重度污染天气PM_2.5中多环芳烃（PAHs）污染特征及其人群健康效应,本文于2018—2019年冬季分别选取西安和陇县作为城乡对比参照点,采集了重度污染天气PM_2.5颗粒态气溶胶样品。利用气相色谱—质谱联用仪（GC-MS）检测样品中具有“三致效应”的15种PAHs含量及组分特征,使用特征比值法及主成分法进行PAHs源解析,并分析了气象因素对PAHs质量浓度的可能影响,通过对苯并芘（BaP）等效毒性浓度和终生超额致癌风险度（ILCR）的计算,对人群健康风险进行评估。结果表明：西安与陇县在重度污染天气条件下PM_2.5中15种PAHs总平均质量浓度分别为243.78 ng/m³、609.39 ng/m³,其中4~6环PAHs占比最高;且PAHs浓度与气温、气压及风速呈显著负相关,与相对湿度则无明显相关性。西安PAHs污染主要来自燃烧源与交通排放源,而煤炭及生物质燃烧是造成陇县PAHs质量浓度偏高的主要原因。健康风险评估结果显示,重污染天气下陇县人群通过呼吸引发的致癌风险要高于西安,女性致癌风险高于男性,成人致癌风险高于儿童,且两地区成人ILCR值均超过风险阈值,存在潜在致癌风险,儿童则无明显致癌风险。

通过土地流转实现规模化经营是农地利用变化的重要趋势,土地规模化流转市场的租金关乎规模经营主体的形成及其可持续发展,但目前对全国层面耕地规模化流转租金的研究还较为欠缺。基于土地流转信息发布平台的2万余宗规模化流转地块,论文揭示了中国耕地规模化流转租金的总体水平与区域差异,并采用分位数回归方法识别地块属性特征对耕地租金分化的影响及异质性。结果表明：全国耕地平均租金为11339.10元/hm²,租金介于≤ 7500元/hm²、7500~15000元/hm²、15000~22500元/hm²、> 22500元/hm²区间的地块数量比例分别为38.93%、37.97%、14.52%和8.59%;云贵高原区和黄淮海平原区租金较高,比全国平均值分别高出32%和23%,而北方干旱半干旱区租金较低,租金约为全国均值的一半。地块质量特征、地块规模化特征、地块区位特征、地块产权特征对耕地租金具有显著的影响;对低租金地块而言,灌溉条件、土地平整度、道路质量的边际效应更大,而邻近高速公路则对高租金地块具有更强的增值效应。为降低农业生产的土地成本,政府应努力降低土地规模化流转过程中的交易成本、减少农业补贴对农地租金的干预、加强农田基础设施建设与农地流转租金的常态化监测。