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地理科学进展  
  地理科学进展--2011, 30 (3)   Published: 2011-03-25
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研究进展

国内外实验小流域水科学研究综述

付丛生, 陈建耀, 曾松青, 蒋华波, 董林垚
地理科学进展. 2011, 30 (3): 259-267. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.001
全文: PDF (548KB) ( 678 )
摘要 ( 548 )
在回顾和分析小流域/实验小流域相关概念和内涵的基础上,对国内外实验小流域的发展历程、研究现状进行了综述。对中国现存及历史时期存在过的实验小流域做了统计,依流域概念、研究内容进行分类,并对国内外的实验小流域研究做了比较。在此基础上,针对目前实验小流域研究中存在的不足之处,对未来相关研究提出了建议,以期对中国未来的实验小流域研究有所启示。

影响土壤侵蚀的社会经济因素研究进展

王红兵, 许炯心, 颜明
地理科学进展. 2011, 30 (3): 268-274. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.002
全文: PDF (430KB) ( 450 )
摘要 ( 457 )
本文在总结了人为加速侵蚀研究的基础上,介绍了人口增长、政策导向、经济发展和土地利用变化4 个方面社会经济因素对土壤侵蚀的影响,概述了国内外对影响土壤侵蚀的社会经济因素的研究方法。在以上综述的基础上提出了以后研究需要深入的3个方面:多学科交叉研究、社会经济学模型研究和区域差异化研究。

城市不透水表面的水环境效应研究进展

刘珍环, 李猷, 彭建,
地理科学进展. 2011, 30 (3): 275-281. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.003
全文: PDF (421KB) ( 1024 )
摘要 ( 690 )
快速城市化导致的生态环境变化是当前城市生态环境研究的热点问题,而城市化的水环境效应则是其中的重要方向之一。本文通过梳理城市化过程对水环境效应的影响机制,总结和归纳城市不透水表面的水环境效应研究的核心内容与主要方法,指出当前城市化过程的水环境效应研究所面临的诸多难点,并对未来研究趋势进行展望。研究认为,城市化的显著特征之一是不透水表面的不断增加,以不透水表面指数(ISA)为表征的地表覆被参数日益受到城市土地利用/覆被变化研究的重视,成为城市化过程水环境效应研究的热点指标。不透水表面对水文效应的影响主要表现在两个方面,即短时间内增大降雨的径流量,长时间内增加洪水频率和径流总量。同时,不透水表面对水质的影响主要表现为增加水体的非点源污染负荷,目前的研究方法主要依靠城市水文水质监测及模型模拟,对水环境效应的影响机制方面尚缺乏对非点源污染负荷影响机制的深入研究,同时还需要进一步构建适用于城市地区的水文水质模型。可以预见,不透水表面指数将会是城市化过程水环境效应研究的重要参数,并将推动城市土地利用/覆被变化的水环境效应研究向参数简单化与精确化方向发展。

中国耕地保护机制建设研究进展

李广东, 邱道持, 王平
地理科学进展. 2011, 30 (3): 282-289. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.004
全文: PDF (483KB) ( 623 )
摘要 ( 439 )
本文综合运用文献资料法、对比分析法评述了中国耕地保护机制建设研究进展,分析了存在的主要问题,并展望了下一步的研究重点与方向。研究结果表明:中国耕地保护机制建设重点研究了耕地保护经济补偿机制和共同责任机制。对经济补偿模式与整体框架设计、经济补偿标准厘定、经济补偿资金管理与运作、中央政府-地方政府耕地保护关系、耕地保护多主体共同责任关系等问题进行了分析。基于分析得出机制建设是耕地保护的治本之策,农户行为与意愿研究、耕地非市场价值研究、中央政府激励机制设计将是下一步研究主要方向的结论。
气候变化

1960-2005年澜沧江流域极端降水变化特征

李斌, 李丽娟, 李海滨, 梁丽乔, 李九一, 柳玉梅, 曾宏伟,
地理科学进展. 2011, 30 (3): 290-298. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.005
全文: PDF (846KB) ( 519 )
摘要 ( 458 )
极端降水事件是气候变化的一个重要方面。澜沧江流域纵贯13 个纬度,最大相对高差近5000 m,跨6 种气候带,是全球少见的南北向大江,它在气候、水文、地理、生态学等多方面都具有重要的科学研究价值。自1960 年以来,流域经历了显著的气温上升。探讨在气候变暖背景下这一复杂流域的极端降水变化具有重要意义。本文利用澜沧江流域及其周边35 个气象站1961-2005 年的日降水资料,分析了小于5 mm、5~10 mm、10~50 mm以及大于50 mm 4 个不同量级降水的降水量、降水日数和日平均降水强度的变化趋势。并计算了每种量级降水占总降水量的百分比及降水频率。结果表明,各量级各项指标均存在明显的区域变化特征,流域总体上极端降水频率的增加态势明显。对典型地区站点分析表明,极端降水的增加可能与气候系统随机性变强有关。

石羊河流域极端干旱事件的时空变化特征

王兴梅, 张勃, 张凯, 张调风, 戴声佩, 王亚敏, 李丹
地理科学进展. 2011, 30 (3): 299-305. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.006
全文: PDF (1079KB) ( 468 )
摘要 ( 436 )
本文借助ArcGIS 9.2 和Matlab 7.0 数据软件平台,运用复值Morlet 小波分析和数理统计方法对石羊河流域极端干旱事件在时空上的变化特征进行分析,结果表明:①石羊河流域的平均湿润指数自北向南逐渐增大,其湿润指数与年均降水和海拔高度具有显著正相关性(在0.01 置信水平),而与年均蒸发具有显著负相关性(在0.05 置信水平)。②在时间尺度上来说,极端干旱事件的频数具有19a、9a、6a、4a、15a 的周期,可能是受南亚高压的准3 年周期的影响;在空间尺度上来说,极端干旱事件频数与湿润指数的空间分布大体相似,略有不同是两者的最小值不同:即地表湿润指数最小值在民勤,而极端干旱事件发生频数最小值在武威。7-9 月份发生极端干旱频数占年极端干旱总频数的60.62%。③年极端干旱总频数和7-9 月份极端干旱总频数都呈略微上升趋势,且年极端干旱频数的线性倾向率较大,即将达到0.3/10a。通过Pettitt 突变检验法对年极端干旱总频数和7-9 月份极端干旱总频数进行检测,结果检验到突变点分别为2000年和1983 年(在0.01 置信水平)。

1960-2009 年新疆渭干河流域蒸发皿蒸发量变化特征

卢磊, 乔木, 周生斌, 唐金, 闫俊杰,
地理科学进展. 2011, 30 (3): 306-312. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.007
全文: PDF (701KB) ( 435 )
摘要 ( 481 )
根据新疆气象局地面观测资料,整理出渭干河流域1960-2009 年蒸发皿蒸发量资料,运用线性趋势估计、距平与累积距平、滑动t 检验、小波分析、灰色预测等方法,对蒸发皿蒸发量的变化趋势、周期特征、突变特征及未来趋势进行了分析。结果表明:①50 年来,渭干河流域蒸发皿蒸发量有升有降,总体上呈波动式减少的趋势,其变化倾向率为-19.72 mm/10a,通过了0.05 的显著性检验。累积距平曲线的变化趋势显示,年蒸发皿蒸发量以1987 年和2004 年为转折点,前期偏多,中期偏少,后期偏多。②年蒸发皿蒸发量在1987 年发生了由多到少的突变,在2004 年发生了由少到多的突变,突变类型比较复杂,是均值突变和转折突变两种突变类型的组合。③蒸发皿蒸发量在50a 的时间序列中存在8a、17a 和20a 的周期。在8a 的时间尺度上,年蒸发皿蒸发量序列经历了7 个偏多期和6 个偏少期;在17a 的时间尺度上,经历了2 个偏多期和2 个偏少期;在20a 的时间尺度上,经历了1 个偏少期和2 个偏多期。④利用建立的灰色预测GM(1,1)模型对渭干河流域蒸发皿蒸发量进行了预测,发现模型的可靠性高,预测结果准确,年蒸发皿蒸发量在未来3年将出现增加的趋势。

长白山北坡岳桦林线变动的水热条件分析

王晓东, 刘惠清
地理科学进展. 2011, 30 (3): 313-318. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.008
全文: PDF (816KB) ( 588 )
摘要 ( 554 )
近50 年来长白山北坡林线种群呈现明显的扩张态势。为揭示林线变动机制,本文以长白山天池气象站的气象数据(1953-2007 年)为基础,结合野外的气温观测,以温暖指数(WI)及湿润指数(HI)为生态气候指标,以16℃·月和68.8 mm/℃·月为阈值,通过数据保证率的计算推测55 年来长白山北坡岳桦林线的水热条件变化。结果表明:以WIHI 指标确定的林线位置分别在1975 ~ 2460 m和1584 ~ 2231 m。WI 与HI 变化对林线高度变动影响的交互作用不显著(p>0.05),WIHI 变化呈显著负相关(p<0.01),两种林线变化也呈负相关(r=-0.11<0),交互作用和相关分析结果显示水热条件的不同步变化使岳桦林线上侵不能达到各自的潜在高度,林线位置波动在1975 ~ 2231 m。林线上缘波动的复杂程度高于下缘,波动幅度与胁迫力的大小呈正相关。

区域气候变化适应度评价——以咸阳市为例

陈太根, 董婕, 延军平, 郭晓鸽
地理科学进展. 2011, 30 (3): 319-324. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.009
全文: PDF (620KB) ( 580 )
摘要 ( 427 )
选取经济、农业、社会和资源环境系统作为区域气候变化适应度的评价子系统,运用AHP分析法,确定各评价因子的权重,运用模糊综合评判分析法,确定对气候变化适应的隶属度并判断适应度。结果表明,咸阳市1998-2007 年对气候变化适应的隶属度呈逐年增加趋势,适应度处于由“较弱”向“一般”过渡状态,区域整体及各子系统对气候变化的适应处于低水平状态。其中经济系统适应度由“弱”到“强”,受不利因素影响程度小;农业系统适应度由“弱”到“一般”,受不利因素影响程度较大;社会系统适应度由“较弱”到“较强”;资源环境系统适应度由“弱”到“一般”,受不利因素的影响程度较大,稳定性差。
地表过程

岔巴沟流域次暴雨坡面土壤侵蚀经验模型

陈晓安, 蔡强国, 郑明国, 李君兰
地理科学进展. 2011, 30 (3): 325-329. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.010
全文: PDF (578KB) ( 714 )
摘要 ( 529 )
坡面土壤流失预测、水保效益评估,无不需要坡面侵蚀模型。本文以岔巴沟流域坡面径流场降雨水文资料为基础,建立了次侵蚀性降雨坡面土壤侵蚀模型、次降雨坡面细沟侵蚀模型,并对各模型的精度进行了分析。结果发现模型具有较好的预报精度,对大侵蚀产沙事件预测很准;坡度、最大10 分钟雨强、植被覆盖度是影响次侵蚀性降雨主要因子,坡度、最大10分钟雨强、降雨量是影响细沟侵蚀主要因子,植被覆盖对细沟侵蚀产沙影响很小。

水系统综合管理与模拟工具(WIM)的设计与开发

王中根, 姬鹏, 夏军
地理科学进展. 2011, 30 (3): 330-334. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.011
全文: PDF (947KB) ( 554 )
摘要 ( 466 )
大规模的人类活动已经将不同流域连接为一个整体系统,针对跨流域复杂水问题的研究,从科研和管理的角度,迫切需要发展集多源数据集成、水循环过程模拟和决策支撑为一体的水系统综合管理与模拟平台。本文面向国家需求,采用面向对象设计方法,基于GIS 平台创建了具有自主知识产权的WIM(Water system Integrated Modeling and Management Tool)系统。WIM是一个基于模块化结构的水系统综合管理与模拟工具,实现了水循环多源数据集成和多过程耦合模拟,具有数据动态加载、模型在线耦合和模块按需定制等功能。WIM提出为复杂水问题的研究,跨流域调水对陆地水循环影响与水安全分析提供了支撑,促进了中国在水循环综合模拟与系统集成等方面的科技发展。

SWAT与MODFLOW模型耦合的接口及框架结构研究及应用

初京刚, 张弛, 周惠成
地理科学进展. 2011, 30 (3): 335-342. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.012
全文: PDF (689KB) ( 595 )
摘要 ( 604 )
目前水文科学研究的热点是采用水文模拟途径,在确定水文变化基准期的基础上,利用流域水文模型还原人类活动影响期间的天然径流量,定量评价气候变化和人类活动对流域水资源变化的影响,得出气候变化及人类活动对流域水循环过程影响的响应规律和机理,其中应用最为广泛的流域水文模型是SWAT 模型和MODFLOW 模型。首先分析将SWAT模型与MODFLOW模型耦合进行地表水与地下水联合模拟的必要性,然后对实现这两种模型耦合中的单元转换等接口问题及框架结构作了重点研究。由于SWAT模型和MODFLOW模型模拟的最小计算单元分别为水文响应单元(HRU)和网格(CELL),使得要实现SWAT模型与MODFLOW模型的耦合必须首先完成HRU 与CELL 之间的转换,即实现SWAT 与MODFLOW模型耦合的接口,因此提出了一种在Arc-SWAT2005 环境下实现HRU与CELL转换的方法,给出了SWAT-MODFLOW耦合模型的框架结构,并将该方法应用到浑河与太子河流域,为其进行地表水与地下水联合模拟奠定基础。
生态环境

密云水库周边山区滑坡泥石流易发区预估

宋杨, 程维明, 柏延臣, 万丛, 申元村, 蒋艳, 刘海江
地理科学进展. 2011, 30 (3): 343-351. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.013
全文: PDF (1343KB) ( 426 )
摘要 ( 467 )
滑坡、泥石流等地质灾害的易发度主要是地质灾害自然属性特征的体现,它与孕灾环境的各项因子密切相关。这些因子包括地形地貌、流域水文、构造等内部条件因子以及地震、降雨等外部触发因子。为突出反映滑坡及泥石流主导因子的作用,本文参考了许多研究所采用的评价方法和因子选择,重点选取对该地区滑坡及泥石流发生区域分析评价起一定主导作用的、便于研究区域数据资料与空间资料匹配、关系密切的几个指标,包括地形地貌要素(坡度、坡向、坡形、相对高差、地貌类型)、环境要素(植被指数、河网密度、洪水淹没范围)、构造要素(距断层的距离、断层密度、地质岩性),通过对这些因子的敏感性进行分析,采用专家打分方法确定每种要素及因子的权重,借助因子加权叠加办法得出研究区地质灾害易发程度空间分布,用于表示其可能发生的统计意义上的可能性(概率),该研究对于区域地质灾害预防具有一定的适用价值。

快速城市化地区农村居住用地布局变化及其影响因素研究——以深圳市龙岗区为例

孙贵艳, 王传胜, 肖磊, 董冠鹏,
地理科学进展. 2011, 30 (3): 352-360. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.014
全文: PDF (877KB) ( 408 )
摘要 ( 502 )
基于深圳市龙岗区1996 年与2006 年土地利用数据,应用GIS 技术和基于公里格网的多元统计方法定量探讨了龙岗区农村居住用地的布局特征、变化态势及影响因素。研究结果显示:在城镇空间快速扩张的同时,龙岗区农居用地减少有限,且用地地块逐渐破碎与分散化;农居变化是一个大量新建与消失并存的过程,在1996 年农居用地消失42%的同时,亦有相近规模的农居新建而成;城镇化对龙岗区农居用地影响显著,消失农居多布局于邻近深圳主城、城镇化进程显著的西南地区;新建农居倾向避开高速城镇化区域,同时在租金利益下集聚于原有城镇空间附近地域;空间要素对农居布局的影响符合一般规律,其中坡度影响最为显著,陡坡地区农居用地显著减少,而交通干线与水系附近则明显增加。

京郊新农村建设人居环境质量综合评价

周侃, 蔺雪芹, 申玉铭, 吴立军
地理科学进展. 2011, 30 (3): 361-368. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.015
全文: PDF (785KB) ( 527 )
摘要 ( 555 )
农村人居环境是农民生活品质的重要标志,农村人居环境质量的提高可以促进农村居住环境与社会、经济、资源环境之间的良性互动。通过对北京市首批市级新农村规划建设试点村的问卷调查,结合多元统计分析,探讨新农村建设以来京郊农村人居环境质量的要素特征、影响因素和发展水平。研究表明:相比新农村建设前,京郊农村人居环境在基础设施、公共服务设施、自然生态环境等方面取得较大改善;京郊农村人居环境质量的地域特征显著,近郊平原区优于其他地域类型;基础设施配套和社会协调水平对村民形成人居环境整体印象最为重要,收入状况、村内道路质量、垃圾处理设施、卫生所等因素对人居环境满意度有显著影响;加大对农村公共产品的投入和建设力度、建立设施的长效管护机制、增加农民收入是实现京郊农村人居环境优化的关键环节。

国际青藏高原及其周边地区研究文献计量分析报告(2003-2008 年)

张燕, 王婷, 孙成权, 马晓敏
地理科学进展. 2011, 30 (3): 369-378. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.016
全文: PDF (823KB) ( 552 )
摘要 ( 428 )
青藏高原及其周边地区是地球上一个特殊的自然环境地区,其地表变化、生态环境的特殊性及其对地球气候的影响使得这一地区成为地学、资源环境科学、生态学等学科的研究热点和关键领域。本文以国际著名的ISIWeb of Science 数据库为数据源,搜集ISI 数据库在2003-2008 年间所报道的国际青藏高原及其周边地区研究文献及其引用情况,通过文献计量学方法,从多个角度对青藏高原及其周边地区研究现状与进展情况进行分析,包括国家、年代分布、研究机构、著者、发表期刊、合作国家、合作机构等,在此基础上总结了近几年国际青藏高原及其周边地区的研究特点。

甜水沟全新世黄土-古土壤序列风化程度及意义

王丽娟, 庞奖励, 黄春长, 丁敏, 牛晓露, 李艳华
地理科学进展. 2011, 30 (3): 379-384. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2011.03.017
全文: PDF (712KB) ( 664 )
摘要 ( 393 )
对大荔人遗址的甜水沟剖面(TSG)全新世黄土-古土壤序列中常量元素含量、磁化率和Rb/Sr 比值进行了研究和比对。结果表明:在TSG剖面发育过程中,Ca、Mg、Na表现为迁移淋失,Si、K呈现弱富集特征,Fe 的迁移不明显;磁化率、钾钠比、硅铝铁率、SiO2/(MgO+CaO)、(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3的分布随地层的变化而同步变化。上述变化指示古土壤S0形成时期,化学风化程度强烈和气候温暖湿润,黄土L0和Lt堆积时期,风化成壤作用较弱和气候相对干旱,而全新世晚期可能曾出现过一次较为暖湿的次级气候变化。
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