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一种机器学习方法在湖北定时气温预报中的应用试验 预览
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作者 谭江红 陈伟亮 王珊珊 《气象科技进展》 2018年第5期46-50,共5页
利用2015—2017年湖北89个气象站地面观测温度、欧洲中心再分析资料和0~12h预报资料回归模式输出要素与地面气温之间的关系,建立了LightGBM模型,并在2018年数据集上进行测试。结果表明,定时气温平均绝对误差由模式本身的1.8℃下降到1.1... 利用2015—2017年湖北89个气象站地面观测温度、欧洲中心再分析资料和0~12h预报资料回归模式输出要素与地面气温之间的关系,建立了LightGBM模型,并在2018年数据集上进行测试。结果表明,定时气温平均绝对误差由模式本身的1.8℃下降到1.1℃,2℃以内预报准确率由65.9%上升至86.6%,决定系数(拟合优度)高达0.97。该模型已经在武汉中心气象台业务化,初步选取定时气温中的极值进行2018年2—6月预报评分,24h高、低温预报准确率分别为76.9%和91.4%,在客观产品中排名前列,较数值预报模式产品提升明显,低温预报准确率超过预报员水平。LightGBM作为一个年轻的机器学习框架,在气象要素预报方面具备良好的应用前景。 展开更多
关键词 机器学习 决策树 LightGBM 气温 预报试验
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利川市旅游气候适宜性的评价和比较 预览 被引量:1
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作者 王凯 高媛 +4 位作者 刘敏 潘汉标 夏智宏 靳艳秋 王芳芳 《气象科技进展》 2018年第5期101-104,共4页
基于中国15座主要旅游城市1960—2016年的气象资料,采用以温湿指数、风寒指数和度假气候指数为基础的综合气候舒适度指标,计算了气候舒适度指数,界定了舒适期,并对其分布规律进行了分析。结果表明:1)利川市舒适期为4—10月,多年年均综... 基于中国15座主要旅游城市1960—2016年的气象资料,采用以温湿指数、风寒指数和度假气候指数为基础的综合气候舒适度指标,计算了气候舒适度指数,界定了舒适期,并对其分布规律进行了分析。结果表明:1)利川市舒适期为4—10月,多年年均综合舒适日数为153d,占全年总天数的42%,近60年,舒适日数呈显著增多趋势,不适日数呈减少趋势;2)综合舒适期以25°N为界,以北随纬度降低而增加,以南反之,综合舒适日数随纬度降低呈现减少趋势;3)综合舒适期随海拔高度的增加,有推迟的趋势,综合舒适日数以2500m为界,之下随海拔高度的增加而增加,之上明显减少;4)30°N附近综合舒适期基本在4—10月,综合舒适日数基本保持在150d左右。 展开更多
关键词 利川市 生态旅游气候 气候舒适度
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农业气候年景评估指数构建及在江汉平原的应用 预览
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作者 秦鹏程 夏智宏 陈伟亮 《气象科技进展》 2018年第5期40-45,共6页
基于分层指标构建综合评估指数是开展气象服务的基础和主要手段之一。从农业气候资源优劣和农业气象灾害发生程度两个方面,基于气候适宜度和气象灾害指标分别构建指标体系,并采用百分位数进行等级划分,建立了农业气候年景评估综合指数... 基于分层指标构建综合评估指数是开展气象服务的基础和主要手段之一。从农业气候资源优劣和农业气象灾害发生程度两个方面,基于气候适宜度和气象灾害指标分别构建指标体系,并采用百分位数进行等级划分,建立了农业气候年景评估综合指数。以江汉平原为例,从气候变化背景下的农业气候年景趋势演变,以及任意年份农业气候年景等级评定,展示了农业气候年景评估指标体系在业务服务中的应用。结果表明:该指标体系能够客观反映农业气候年景的年际差异以及气候变化背景下的演变特征,内涵丰富且物理意义明确,便于公众理解和服务宣传,可以满足农业气象及生态气象服务的需求。 展开更多
关键词 农业气候资源 农业气象灾害 农业气候年景 江汉平原
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土地利用变化对洪湖流域洪涝灾害影响 预览
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作者 刘可群 周守华 +3 位作者 黄永平 汤阳 李仁东 李梦璠 《气象科技进展》 2018年第5期63-66,共4页
洪湖流域是著名的鱼米之乡,长期遭受洪涝渍害威胁,也是我国血吸虫病流行最严重地区,搞清该地区洪涝的致灾因子很有必要。利用历史上两个典型相似的暴雨强降水过程气象数据、土地利用资料,采用暴雨洪涝淹没模型模拟计算,以及实际洪涝灾... 洪湖流域是著名的鱼米之乡,长期遭受洪涝渍害威胁,也是我国血吸虫病流行最严重地区,搞清该地区洪涝的致灾因子很有必要。利用历史上两个典型相似的暴雨强降水过程气象数据、土地利用资料,采用暴雨洪涝淹没模型模拟计算,以及实际洪涝灾情资料进行对比分析。结果表明,洪湖流域水域面积从1995年的11.70%上升至2010年的14.95%,增加的水域面积主要为水产养殖面积;水产养殖导致对洪水承载能力下降,鱼塘面积的大量增加对洪涝灾害确有放大作用,加剧洪涝灾害;真正落实国家“退田还湖”政策,对于保护湿地生态环境十分重要。 展开更多
关键词 洪湖流域 土地利用 淹没模型 洪涝灾害
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基于卫星遥感的40年洪湖水面变化及驱动力分析 预览
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作者 梁益同 夏智宏 +3 位作者 文雄飞 柳晶辉 张丽文 邓艳君 《气象科技进展》 2018年第5期85-90,共6页
为了定量分析气候变化、人类活动对洪湖的影响,利用20世纪70年代以来的多期Landsat/MSS、TM、ETM+及HJ-CCD卫星数据,提取洪湖主体湖面的水体面积。采用相关分析方法分析洪湖水体面积与降水、降水日数、蒸发等因子的相关性。结果表明,不... 为了定量分析气候变化、人类活动对洪湖的影响,利用20世纪70年代以来的多期Landsat/MSS、TM、ETM+及HJ-CCD卫星数据,提取洪湖主体湖面的水体面积。采用相关分析方法分析洪湖水体面积与降水、降水日数、蒸发等因子的相关性。结果表明,不同年份的洪湖水体面积有较大差异,40年来洪湖水体面积有下降趋势,特别是20世纪10年代中后期面积一直处于低值;洪湖水体面积受降水影响非常明显,降水日数的减少不利于洪湖蓄水;人类活动的增加导致洪湖水体面积减少;气候和人类活动对洪湖水体面积影响系数分别为0.78和0.50,表明气候变化对洪湖水体面积影响大于人类活动,但需要值得注意的是,近年来人类活动呈逐年快速上升趋势,对洪湖水面影响也逐渐加大;20世纪10年代中后期洪湖水体面积低值的主因是降水连续偏少和人类活动加剧。 展开更多
关键词 洪湖 水体面积 卫星遥感 气候变化 人类活动
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荆州市冬小麦产量动态预报方法对比研究 预览
6
作者 艾劲松 孙雨轩 刘凯文 《气象科技进展》 2018年第5期36-39,共4页
利用湖北省荆州市1970—2016年日照、降水、温度及冬小麦生长期、产量数据,采用作物丰歉指数、气候适宜指数方法,开展了荆州市冬小麦产量动态预报,并对两种预报方法的效果进行检验。结果表明,丰歉指数方法的预报准确率高于气候适宜指数... 利用湖北省荆州市1970—2016年日照、降水、温度及冬小麦生长期、产量数据,采用作物丰歉指数、气候适宜指数方法,开展了荆州市冬小麦产量动态预报,并对两种预报方法的效果进行检验。结果表明,丰歉指数方法的预报准确率高于气候适宜指数法,计算过程也相对简单。在产量预报精度不下降的前提下,4月10日可作为产量预报的最优预报日期。 展开更多
关键词 冬小麦 丰歉指数 气候适宜指数 产量预报
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基于面向对象的光学和Sentinel—1 SAR数据油菜种植空间分布信息提取方法研究 预览
7
作者 柴振刚 胡佩敏 熊勤学 《气象科技进展》 2018年第5期58-62,共5页
为提高Sentinel—1SAR数据作物种植分布提取精度,以湖北省江陵县为研究区域,运用资源三号卫星CCD融合数据(空间分辨率为2m)提取田间边界对象,将对象内Sentinel—1SAR后向散射系数取平均,以此消除相干斑点噪声的影响,再通过对各种地物纯... 为提高Sentinel—1SAR数据作物种植分布提取精度,以湖北省江陵县为研究区域,运用资源三号卫星CCD融合数据(空间分辨率为2m)提取田间边界对象,将对象内Sentinel—1SAR后向散射系数取平均,以此消除相干斑点噪声的影响,再通过对各种地物纯像元SAR后向散射特征分析,发现3—4月油菜后向散射系数明显高于其他作物,运用得出的油菜分类阈值(4月22日VH极化的SAR后向散射系数大于2.1且小于3.5,且2月27日NDVI指数大于0.3),对满足条件的对象进行筛选,最后得出江陵县油菜种植空间分布信息。运用GPS定点对分类结果进行验证,得到其KAPPA系数为0.88,并运用其他两种传统分类方法(直接用SAR数据进行阈值分类、运用其他时段SAR数据进行对象提取)进行了比较,发现光学遥感数据提取对象、SAR数据确定对象属性的油菜空间分布提取方法的精度有一个质的提高。由于SAR数据不受云层影响,能定时获取,因此此方法很适合在多云雨地区的作物种植空间分布信息的提取。 展开更多
关键词 边界提取 SAR数据 种植空间分布 面向对象方法
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不同播期冬小麦叶面积指数高光谱遥感监测模型 预览
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作者 范剑 尤慧 +1 位作者 刘凯文 高华东 《气象科技进展》 2018年第5期72-77,共6页
叶面积指数(Leaf area index,LAI)与植物的光合能力密切相关,是评价作物长势和预测产量的重要农学参数,利用高光谱遥感能够实现农作物LAI快速无损监测。为了建立不同播期条件下冬小麦LAI反演的最佳高光谱监测模型,提高冬小麦LAI估算模... 叶面积指数(Leaf area index,LAI)与植物的光合能力密切相关,是评价作物长势和预测产量的重要农学参数,利用高光谱遥感能够实现农作物LAI快速无损监测。为了建立不同播期条件下冬小麦LAI反演的最佳高光谱监测模型,提高冬小麦LAI估算模型精度,将地面实测冬小麦LAI数据和冠层高光谱数据相结合,对4个播期及4个播期组合模拟的混合播期数据进行分析,选取8种植被指数,通过相关分析、回归分析等统计方法,构建不同播期冬小麦叶面积指数监测模型。结果表明,在4个播期处理和由一个所有播期组合下(即混合播期)建立的LAI光谱监测模型中,播期1和播期4分别以EVI2和mNDVI拟合效果较好,播期2、播期3及混合播期均与NDGI拟合效果最好。不同播期及混合播期的拟合方程决定系数(R2)分别为0.803,0.823,0.907,0.819和0.798;通过试验田实测LAI与反演LAI数据进行拟合模型验证,均方根误差分别为0.81,0.78,0.63,0.82,0.91。通过分析可知,不同播期的分期监测模型比混合播期统一监测模型的拟合效果更好,精度更高。因此,播期1、播期2、播期3、播期4分别选用植被指数EVI2、NDGI、NDGI、mNDVI建立冬小麦LAI反演模型。该结果可为实现不同播期下冬小麦长势精确监测提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 冬小麦 播期 叶面积指数 高光谱遥感 估算模型
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石首麋鹿栖息地环境生态现状及其保护 预览
9
作者 张怀胜 艾劲松 +4 位作者 温华军 张玉铭 李鹏飞 杨涛 朱建强 《气象科技进展》 2018年第5期109-112,共4页
2015年调查数据表明,石首麋鹿自然保护区的湿生、水生植物在多样性及生物量上均有明显减少,麋鹿采食的主要食物生物量减少近40%。滩涂旱化使部分水草和沼生牧草因原有的生态位改变而消失,导致茅草、接骨草、苍耳、葎草等劣质旱生牧草迅... 2015年调查数据表明,石首麋鹿自然保护区的湿生、水生植物在多样性及生物量上均有明显减少,麋鹿采食的主要食物生物量减少近40%。滩涂旱化使部分水草和沼生牧草因原有的生态位改变而消失,导致茅草、接骨草、苍耳、葎草等劣质旱生牧草迅速蔓延,麋鹿赖以生存的天然食物链已面临严峻挑战。石首麋鹿自然保护区1991年经湖北省人民政府批准成立,1998年国务院批准为国家级自然保护区。保护区主要保护对象为麋鹿及其生境,总体上由实验区、核心区和缓冲区构成,总面积15.67 hm^2(图1)。目前,保护区仅对实验区和核心区享有自主管理权。长期以来,天鹅洲故道与长江的自然连通,使得低滩和洲滩洼地芦苇和牧草茂盛,中高滩亦有良好的林草生长,这些为麋鹿繁衍生息提供了天然生境。1993,1994和2002年,保护区先后三次从北京麋鹿生态试验中心引进麋鹿94头。 展开更多
关键词 麋鹿自然保护区 生态现状 栖息地环境 石首 国家级自然保护区 湖北省人民政府 旱生牧草 天鹅洲故道
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基于高分一号影像的武汉市洪涝遥感监测与分析 预览
10
作者 张丽文 梁益同 李兰 《气象科技进展》 2018年第5期51-57,共7页
2016年6月30日—7月6日,强降雨引发了武汉及其邻近地区多处的城市内涝及河堤溃坝等严重洪涝灾害。以洪涝前后高分一号(GF-1)WFV影像和2015年30m土地覆盖类型图为数据源,在分析典型地物与洪涝期不同水体的GF-1光谱曲线特征的基础上,对比N... 2016年6月30日—7月6日,强降雨引发了武汉及其邻近地区多处的城市内涝及河堤溃坝等严重洪涝灾害。以洪涝前后高分一号(GF-1)WFV影像和2015年30m土地覆盖类型图为数据源,在分析典型地物与洪涝期不同水体的GF-1光谱曲线特征的基础上,对比NDWI阈值法与面向对象分析法提取研究区各类水体信息的适宜性,采用最优算法对武汉市洪涝灾害范围进行识别和判定。结果显示,面向对象分类法对洪涝期不同城市水体类型的遥感提取结果总体上要优于水体指数阈值法提取结果;城市郊区由河水漫堤和河堤溃坝等原因导致的洪涝淹没范围可以通过GF-1WFV数据有效地进行识别。该研究成果可以对国产高分一号影像在城市洪涝灾害监测气象业务服务提供科学参考。 展开更多
关键词 高分一号 水体识别 NDWI 面向对象 洪涝监测
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利用HJ—1卫星多光谱数据监测城市湖泊蓝藻研究 预览
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作者 柳晶辉 万君 《气象科技进展》 2018年第5期91-95,100共6页
以2009年8月中旬东湖支湖局部暴发蓝藻为案例,对蓝藻暴发前后三个时期的HJ-1卫星多光谱遥感影像数据进行对比分析,利用比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)以及增强型植被指数(EVI)三种植被指数对蓝藻信息进行判别提取,通过已验证... 以2009年8月中旬东湖支湖局部暴发蓝藻为案例,对蓝藻暴发前后三个时期的HJ-1卫星多光谱遥感影像数据进行对比分析,利用比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)以及增强型植被指数(EVI)三种植被指数对蓝藻信息进行判别提取,通过已验证的样本点率定判别方法阈值,并对三种植被指数精度及判别结果进行比较分析。结果表明,利用HJ-1遥感数据可快速鉴别蓝藻范围及其程度,大气校正突出了蓝藻水体和其他地物光谱差异,EVI方法精度较高,可剔去水质中泥沙等悬浮物的干扰,可作为城市湖泊蓝藻变化检测经验模型。 展开更多
关键词 遥感 蓝藻 HJ-1 东湖 多光谱
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2014—2016年荆州城区空气质量与气象要素的关系分析 预览
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作者 邓艳君 赵卓勋 +1 位作者 李玲 张伦瑾 《气象科技进展》 2018年第5期67-71,共5页
利用2014年1月1日—2016年12月31日荆州城区逐日空气质量数据和同期地面气象要素逐日观测资料,分析了荆州城区空气质量状况、变化特征及其与气象要素的相关性。结果表明,荆州城区优良日数偏少,但2014—2016年荆州城区空气质量略有改善,... 利用2014年1月1日—2016年12月31日荆州城区逐日空气质量数据和同期地面气象要素逐日观测资料,分析了荆州城区空气质量状况、变化特征及其与气象要素的相关性。结果表明,荆州城区优良日数偏少,但2014—2016年荆州城区空气质量略有改善,首要污染物为PM2.5;AQI和PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO的月变化规律一致,呈V型分布,冬季空气污染最严重,夏季空气污染相对较轻,O3的变化规律则相反,呈反V型分布;除O3外,AQI和其他污染物浓度与前一日AQI、气压呈正相关关系,与气温、水汽压、湿度、云量、降水、风速呈负相关关系,据此建立了AQI和各污染物浓度的回归预报方程;进一步分析了2014年1月严重污染天气的成因,本地污染物的分布、外地污染物的输入和气象扩散条件是影响空气质量的主要因素。 展开更多
关键词 AQI 污染物浓度 气象要素 相关分析 回归方程
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气象条件对湖北长湖水质的影响研究 预览
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作者 刘韬 夏智宏 朱浪 《气象科技进展》 2018年第5期78-80,共3页
长湖2014—2017年的水质监测和气象数据综合分析表明,长湖水质的主要问题是富营养化,主要污染指标为总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和五日生化需氧量(BOD5)。这些指标的变化呈现出明显的时空异质性。在空间上长湖入水口与出水口... 长湖2014—2017年的水质监测和气象数据综合分析表明,长湖水质的主要问题是富营养化,主要污染指标为总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和五日生化需氧量(BOD5)。这些指标的变化呈现出明显的时空异质性。在空间上长湖入水口与出水口的TP、TN、COD差异明显,但BOD5无明显差异。时间维上,2014—2017年水质总体上有所好转,但各指标显示出不同程度的季节性变化,水质变化受气象因素影响明显。其中,TP与降雨变化呈明显的正相关,而TN与气温存在一定的负相关。 展开更多
关键词 长湖 富营养化 气象 时空变化
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近60年荆州四季趋变特征及给作物生长影响的对策 预览
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作者 耿一风 黄永平 《气象科技进展》 2018年第5期81-84,共4页
根据荆州站1955—2017年逐日气温资料,在研究四季长度和起始时间变化特征的基础上,利用Mann-Kendall检验等方法对季节的时间变化趋势进行研究。结果表明,季节长度变化上,荆州夏季季长有极显著的增加趋势(P<0.01),秋、冬两季季长有极... 根据荆州站1955—2017年逐日气温资料,在研究四季长度和起始时间变化特征的基础上,利用Mann-Kendall检验等方法对季节的时间变化趋势进行研究。结果表明,季节长度变化上,荆州夏季季长有极显著的增加趋势(P<0.01),秋、冬两季季长有极显著的缩短趋势(P<0.01);即夏季以延长为主,秋、冬季主要表现为缩短,而春季季长无明显变化。其中,夏季的延长趋势率最大(0.3725),冬季缩短的趋势率(-0.247)大于秋季缩短趋势率(-0.1559);季节起始日上,冬、秋两季起始日期有极显著的推后趋势(P<0.01),春、夏季则表现为极显著的提前趋势(P<0.01)。 展开更多
关键词 季节 MANN-KENDALL检验 荆州
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荆州市农田植被净初级生产力时空特征分析 预览
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作者 黄端 池泓 +2 位作者 朱浪 邓艳君 夏智宏 《气象科技进展》 2018年第5期96-100,共5页
基于MODIS数据和光能利用率模型估算的植被净初级生产力(NPP)数据,辅以气候和土地利用数据,利用趋势分析、GIS分析和统计分析方法,探讨了2000—2015年荆州农田NPP的时空特征。结果表明:1)2000—2015年荆州农田年NPP均值略有下降趋势,但... 基于MODIS数据和光能利用率模型估算的植被净初级生产力(NPP)数据,辅以气候和土地利用数据,利用趋势分析、GIS分析和统计分析方法,探讨了2000—2015年荆州农田NPP的时空特征。结果表明:1)2000—2015年荆州农田年NPP均值略有下降趋势,但整体上趋于平稳。年NPP总量呈增加趋势,2000—2005年呈增加趋势,2005—2009年呈波动性下降趋势,2009—2016年呈增加趋势。2)空间分布上,2000—2015年荆州市农田NPP存在时空异质性,NPP年均最大值为江陵县,最低的地区是沙市区和洪湖市。3)荆州农田NPP有64.32%为无显著变化,显著上升和显著下降区域分别为3.82%和31.86%。农田NPP呈显著上升的区域主要分布在江陵县、沙市区、监利县以及零星分布在洪湖市和松滋市,农田NPP呈显著下降的区域主要分布在荆州市西南部的松滋市、公安县和石首市,东北部的洪湖市,以及西北部的荆州区。 展开更多
关键词 荆州 农田 植被净初级生产力 时空特征
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江汉平原气候变化及其对农业生态的影响与对策 预览
16
作者 贺程程 周霞 +1 位作者 杨峰 周莉莉 《气象科技进展》 2018年第5期116-119,共4页
近55年来江汉平原年平均气温呈显著上升趋势,降水量呈现微上升趋势,降水年际间变化明显。气候变暖使江汉平原径流量增加,干旱和洪涝等灾害出现的频率进一步增加。基于对生态文明的认识,提出了污染治理、调整产业结构、推广生态农业、打... 近55年来江汉平原年平均气温呈显著上升趋势,降水量呈现微上升趋势,降水年际间变化明显。气候变暖使江汉平原径流量增加,干旱和洪涝等灾害出现的频率进一步增加。基于对生态文明的认识,提出了污染治理、调整产业结构、推广生态农业、打造休闲农业、发挥气象作用等农业生态适应气候变化的策略。江汉平原位于长江中游,地处湖北省中南部,是湖北省及全国的重要商品粮、棉、油生产基地和畜牧业、水产基地。其西起宜昌枝江,东迄武汉,北自荆门钟祥,南与洞庭湖平原相连,面积约4.6万km2,主要包括荆州市的荆州区、沙市区、江陵县、公安县、监利县、石首市、洪湖市、松滋市8个(县、市)区及仙桃、潜江、天门3个省直管市,并辐射周边武汉、孝感、荆门和宜昌4个市的部分地区。江汉平原因其地跨汉江和素有“九曲回肠”之称的长江而得名,这里地势低平,河道纵横交错,湖泊星罗棋布,呈现出一幅典型的“水乡泽国”和“鱼米之乡”的景色。然而,自20世纪50年代以来,人类对江汉平原湖泊演化的影响达到前所未有的地步,湖群资源从总体上遭受巨大破坏,大量湖泊消亡,湖区生态平衡严重失调,洪涝灾害频率增加,水污染不断加重,严重的水污染已经使相当多的地区出现水质型缺水,水资源受到严重威胁。 展开更多
关键词 江汉平原 农业生态 气候变化 调整产业结构 湖泊演化 洪涝灾害 长江中游 年平均气温
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生态画廊建设中流域水资源生态补偿机制的建立 预览 被引量:1
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作者 冯奇 夏智宏 +1 位作者 肖飞 童雯婷 《气象科技进展》 2018年第5期105-108,共4页
全流域的水资源保护和流域内各行政区经济发展的矛盾成为阻碍生态画廊建设的一个瓶颈问题。通过对目前我国水资源生态补偿的现状、补偿标准和途径进行分析,尝试对水资源生态补偿机制建立过程中几个主要问题提出若干建议,为生态画廊建设... 全流域的水资源保护和流域内各行政区经济发展的矛盾成为阻碍生态画廊建设的一个瓶颈问题。通过对目前我国水资源生态补偿的现状、补偿标准和途径进行分析,尝试对水资源生态补偿机制建立过程中几个主要问题提出若干建议,为生态画廊建设提供参考。生态画廊一般涉及某个特定的河湖流域,针对该流域采取相关生态和环境管理措施,保护和恢复流域生态环境,以达到环境恢复、生态景观优良的目的。已有的案例如“汉江、漓江、清江生态画廊”等。在具体的实施中,生态画廊建设是需要立体多维的生态空间,通过大气、流域、土壤、山体、森林等立体生态文明的建立,扩大环境容量生态空间。 展开更多
关键词 生态补偿机制 流域水资源 画廊 水资源保护 流域生态环境 生态空间 经济发展 环境管理
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