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地理科学进展  
  地理科学进展--2012, 31 (3)   Published: 2012-03-25
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气候变化

全球平均气温未来情景的降尺度分析

范泽孟, 岳天祥, 陈传法
地理科学进展. 2012, 31 (3): 267-274. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.001
全文: PDF (887KB) ( 629 )
摘要 ( 720 )
如何提高全球气候模拟数据的分辨率,以满足全球、区域乃至局地陆地生态系统全球变化响应的定量分析,是当今全球气候变化研究的核心内容之一。在全球尺度上,本文利用全球气象观测站点的气候数据和DEM 数据,对全球年平均气温与纬度和海拔高程之间相关性进行回归分析,建立全球气候降尺度空间模拟的统计转移函数,并与高精度曲面建模(HASM)方法进行集成,从而实现IPCC GCM HadCM3 的模拟数据从3.75° × 2.5°到 0.125° × 0.125°的降尺度处理。研究结果表明,在3 种气候情景的T1-T4 时段内,格陵兰岛平均气温在0℃以下的区域和南极洲平均气温在-35℃以下的区域均呈逐渐缩减趋势,赤道至南北回归线之间的平均气温大于40℃以上的区域呈逐渐增加趋势。其中,A1Fi 情景的平均气温上升速度最快,A2 情景次之,B2 情景的平均气温上升速度最慢。构建降尺度方法有效地将IPCC GCMs的粗分辨率的气候情景数据降尺度转换成高分辨率的气候数据,并克服和弥补了目前IPCC GCMs的模拟数据因分辨率低而不能对区域乃至局地气候变化的细节及趋势进行刻画的缺陷。

IPCC A1B情景下中国西南地区气候变化的数值模拟

吴迪, 裴源生, 赵勇, 肖伟华
地理科学进展. 2012, 31 (3): 275-284. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.002
全文: PDF (3479KB) ( 485 )
摘要 ( 640 )
利用ECHAM5/MPI-OM 全球海气耦合模式模拟的当代(1986-2000 年)和IPCC A1B情景下未来(2011-2025 年)2×15a 的模拟输出格点场资料,驱动20 km高水平分辨率区域气候模式RegCM3 进行西南地区气候变化的数值模拟,主要分析未来地面温度和降水的可能变化。结果表明:①通过与32 个地面气象站观测资料和CRU资料对比分析,RegCM3 能够很好的模拟研究区基准时段地面温度和降水的局地分布特征。②A1B情景下未来西南地区年、四季平均温度均明显增加,北部温度变化幅度大于南部。③最高/最低温度一致升高,冬季最高/最低温度变化幅度大于夏季;年、秋冬季降水有所增加,冬季降水增加明显,而春夏季降水略有减少。④研究区未来春夏季温度升高、降水减少的趋势可能导致局部地区高温、干旱等极端天气的可能性增大;同时冬季降水增加,可能加重局部地区洪涝灾害的风险。

长白山区植被生长季NDVI时空变化及其对气候因子敏感性

侯光雷, 张洪岩, 郭聃, 郭笑怡
地理科学进展. 2012, 31 (3): 285-292. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.003
全文: PDF (746KB) ( 701 )
摘要 ( 580 )
本文利用长白山区SPOT/VGT NDVI 数据和气象数据,分析该区不同植被类型NDVI时空变化特征以及与气候因子的相关关系,并探讨了植被对气候变化响应的滞后性。结果表明:①2000-2009 年,长白山区植被NDVI 逐年变化总体呈增长趋势,增长区域的面积占全区面积的83.91%,在空间上主要集中在北坡和西坡,NDVI减少区域集中在南坡;②NDVI变化率随季节和植被类型变化而不同,NDVI增长主要集中在5 月和9 月,而7 月NDVI变化较小,甚至出现下降趋势;③植被NDVI与温度和降水存在着显著的正相关性(p<0.01),且NDVI与温度的相关性高于与降水的相关性,且随海拔升高,NDVI与温度相关性增强;④NDVI对气温和降水变化的响应存在滞后期, 不同植被类型,滞后期存在差异。苔原NDVI对温度和降水响应的滞后期大约10 天,而针阔混交林和针叶林NDVI 对温度和降水响应的滞后期约为20 天。

纵向岭谷区地表大气水汽含量的气候学计算

潘韬, 吴绍洪, 刘玉洁, 戴尔阜
地理科学进展. 2012, 31 (3): 293-302. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.004
全文: PDF (1273KB) ( 551 )
摘要 ( 512 )
基于1976-2005 年30 年的高空气象逐月资料,分析了地表大气水汽含量与实际水汽压之间的统计关系,构建出基于地表水汽压的大气水汽含量气候学计算模型;结合地面气象资料,计算得到纵向岭谷区各站点的地表实际水汽压;采用ANUSPLIN气象要素插值模型,对站点地表水汽压进行空间化处理,实现地表水汽压的栅格化;最后,将地表水汽压格网数据输入构建的气候学模型,基于GIS地理空间分析平台,得到纵向岭谷区地表大气水汽含量的空间格局,实现大气水汽含量的空间化模拟。讨论纵向岭谷区地表水汽压与大气水汽含量的空间分布特征及其主要成因,认为纵向山系对水汽输送的东西向阻隔作用导致了地表水汽压与大气水汽含量的东西差异,南北走向深切河谷是季风水汽输送的重要通道;地形的“通道-阻隔”作用形成了大气水汽含量的特殊空间分布格局。
生态环境

生态系统恢复力研究进展综述

闫海明, 战金艳, 张韬
地理科学进展. 2012, 31 (3): 303-314. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.005
全文: PDF (511KB) ( 1087 )
摘要 ( 850 )
气候变化和人类活动等致使全球生态系统发生了巨大变化,导致区域乃至全球生态系统恢复力不断下降, 成为胁迫生态系统可持续发展能力因素之一。如何维持生态系统的可持续发展能力,降低不确定性因素导致的问题已引起学术界及社会各界的高度重视。生态系统恢复力理论为解决这些问题提供了思路,生态系统恢复力提供了缓解生态系统状态转化的途径。虽然恢复力这一概念的管理价值已被接受和认可,但恢复力研究仍停留在概念层面及案例分析的模式上。目前生态系统恢复力研究尚缺乏科学统一的定义,且多为理论性分析而定量测度相对较少,生态系统恢复力的测定成为进一步探讨恢复力的重要步骤和切入点。本文通过回顾生态系统恢复力概念发展进程,概述关于恢复力概念的观点和恢复力的内涵与属性,描述目前恢复力的主要理论基础,论述目前研究者对恢复力测量的尝试;总结了相关研究中发现的影响生态系统恢复力的关键因素及其影响机制,进而提出了目前生态系统恢复力研究方面亟待加大研究力度的方向。

基于遥感反演参数与双约束空间聚类算法的湖泊营养物生态分区

柯新利, 刘曼, 邓祥征
地理科学进展. 2012, 31 (3): 315-323. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.006
全文: PDF (910KB) ( 516 )
摘要 ( 508 )
中国湖泊营养物水平和富营养化效应存在显著区域分异特征,开展湖泊营养物生态分区研究,是实现湖泊分区控制的前提和基础。本文以云贵高原亚热带湿润区为案例区,通过遥感反演得到研究区域湖泊水体的叶绿素a(Chl-a)、总氮(TP)和总磷(TN)含量,从自然地理要素、生态系统和人类活动3 方面建立指标体系;根据研究区域 DEM数据划分小流域,将各指标因子投影到小流域;在小流域尺度上,采用数理统计方法定量分析各指标分别对 Chl-a/P 与Chl-a/N 的作用,计算两种湖泊营养物生态分区评价分值;采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上两种湖泊营养物生态分区评价分值共同进行聚类,形成湖泊营养物生态分区结果。研究发现:①通过遥感反演模型可以将少数呈点状分布的监测数据推演到面上,这在一定程度上弥补了有限的野外监测数据量难以支撑湖泊营养物生态分区的不足;②通过构建各指标因子分别与湖泊水体中Chl-a/P、Chl-a/N 的定量关系,实现了湖泊营养物生态分区中湖泊水体微观指标与湖泊流域宏观指标的有机结合;③采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;④根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,将云贵高原亚热带湿润区分为4 个区:北云南高原湖区、滇南河谷山原湖区、桂西-滇东-黔南岩溶湖区、贵州高原东北部湖区。本文提出的基于双约束空间聚类的湖泊营养物生态分区方法也可以作为其它地区乃至国家尺度湖泊营养物生态分区的借鉴。

基于熵权的属性识别模型在海水入侵现状评价中的应用

李淼, 夏军, 李福林, 孟德娟
地理科学进展. 2012, 31 (3): 324-329. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.007
全文: PDF (675KB) ( 514 )
摘要 ( 491 )
针对海水入侵现状评价中单指标(Cl-或矿化度)评价方法的片面性和不确定性等问题,本文将熵值理论和属性识别模型相结合,建立了熵权属性识别模型,并将其应用于滨海地区海水入侵现状评价中。以潍北平原8 个海水入侵实测点为应用实例进行研究。结果表明,潍北平原大部分地区海水入侵属于轻度侵染,水质为微咸水,东部地区(6、8 号点位)在5 月份海水入侵属于较严重侵染,但在11 月份侵染程度减缓,可能的原因是气候因素(降水增加、海平面上升)以及人为因素(地下水抽水量减少)等共同影响的结果。同时,5 月及11 月各个测点海水入侵侵染排序略有差异,但是差异较小。通过实例证明,该方法通俗易懂,计算方法简洁明了,便于掌握和应用,为海水入侵现状评价提供了一种可行有效的方法。

江西泰和县森林生态系统水源涵养功能评估

吴丹, 邵全琴, 刘纪远
地理科学进展. 2012, 31 (3): 330-336. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.008
全文: PDF (724KB) ( 572 )
摘要 ( 483 )
森林生态系统综合水源涵养能力是林冠层、枯落物层和土壤层蓄水能力的总和。本文根据江西泰和县 2003 年森林资源二类调查,结合文献收集,从3 个作用层评估了泰和县森林生态系统的水源涵养量及其空间分布格局,比较了不同森林类型、林龄、海拔、坡度下的林冠降雨截留能力,枯落物最大持水量和土壤蓄水能力。结果表明,林冠层平均截留率为16.31%,枯落物层持水率为2.14%,土壤层蓄水率为81.55%,3 个层次总截留和蓄水量为1.41 亿m3。各种森林类型水源涵养量由大到小依次为:杉木林>马尾松林>湿地松林>阔叶林>毛竹林>灌木林> 混交林>经济林。幼林龄、中林龄、近熟林、成熟林和过熟林水源涵养贡献率分别为17.58%、65.39%、14.18%、 2.48%和0.37%,涵养水源能力随林龄的增加而增加。空间上,泰和县森林生态系统的综合水源涵养力表现出从东西两侧向中部递减的分布。不同立地条件下林分的合理经营与管理对于整个森林生态系统水源涵养功能的发挥具有重要的作用。

基于GIS和RS的区域氧气生产量模拟——以哈尔滨市为例

张丽娟, 马俊, 延晓冬, 刘栋, 张利
地理科学进展. 2012, 31 (3): 337-343. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.009
全文: PDF (807KB) ( 459 )
摘要 ( 487 )
随着对气候变化研究的深入,大气中氧气含量变化也应引起关注。本研究利用绿色植物光合作用产生有机碳和氧气的原理,通过模拟植物各级生产力,估算出区域氧气生产量。利用MODIS的GPP 产品,通过投影转换、影像裁切等处理,与GIS融合,采用C-FIX 模型估算区域NPP、NEP,实现区域氧气生产量的总量估算和空间分布。以哈尔滨市为例估算了2008 年区域氧气生产量,主要结论如下:①2008 年哈尔滨市生产净氧气量394423.95 t,植物自养呼吸消耗占初始氧气生产量的30.787%,异养呼吸消耗占0.001%,初始氧气生产量越多,植物自养呼吸消耗和异养呼吸消耗也多;②哈尔滨市处于高寒地带,2-12 月氧气生产量基本趋近于0,夏季最高,秋季略高于春季;③哈尔滨市各月及全年以阿城区氧气产量最多,呼兰区、松北区次之,主城区即南岗区、道里区、道外区、香坊区及平房区最低。本研究采用RS 、GIS 等技术,利用植物光合作用原理,实现了区域氧气生产日、月、年总量估算和空间分布变化,为区域氧气生产量的估算提出了新的思路,为研究大气中氧气含量的变化和评价人类生活环境质量提供了依据。

基于集对分析的鞍山市人地系统脆弱性评估

韩瑞玲, 佟连军, 佟伟铭, 于建辉
地理科学进展. 2012, 31 (3): 344-352. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.010
全文: PDF (734KB) ( 555 )
摘要 ( 590 )
脆弱性评估是当前脆弱性研究的一项重要内容,其已成为分析人地系统相互作用的过程与机理的有效工具之一。应用集对分析方法和熵权法,根据鞍山市经济发展的资源依赖特征、社会就业的不稳定特征、资源型城市生态环境破坏相对严重的特征,评估了1990-2009 年鞍山市经济系统、社会就业系统、生态环境系统3 个系统各自的敏感性、应对能力和脆弱性,进而对鞍山市人地关系的脆弱性程度进行了评估。文章发现,鞍山市人地系统作用关系属于低敏感型、高应对能力型,其相对于其他东北地区资源型城市具有较好的可持续发展基础,未来发展应注重降低经济系统的敏感性,并积极提高其应对能力。
自然灾害风险评估

多灾种综合风险评估软层次模型

薛晔, 陈报章, 黄崇福, 严建武
地理科学进展. 2012, 31 (3): 353-360. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.011
全文: PDF (642KB) ( 613 )
摘要 ( 653 )
在复杂的灾害风险系统中,风险并非简单相加,但目前的研究成果基本是单一灾种简单相加得到的综合风险,缺乏可靠性。因此,此研究基于灾害风险系统理论,引入模糊信息粒化方法和模糊转化函数,利用模糊近似推理理论和方法,建立一个多灾种综合风险评估软层次模型。研究表明该模型的优势:1)不仅考虑了灾害风险系统中的确定性,而且还包括了随机不确定性和模糊不确定性;2)利用模糊信息粒化方法不仅减少了数据的不确定性,而且还包括了一些主观信息,使得评估结果更加接近实际,理论与实际紧密结合,更有利于风险管理者和决策者为减少损失规避风险提供依据;3)通过模糊转化函数将不同灾种得到的不同量纲的量转化同一量纲的量,以便于综合分析和模糊近似推理,获得多灾种综合风险。以云南省丽江地区(市)的地震-洪水灾害为例,验证多灾种综合风险评估软层次模型的实用性,并将其结果与世界银行灾害管理中心和哥伦比亚大学灾害和风险研究中心所建议的风险评估模型(HMU-CHRR模型)的结果进行比较分析,讨论了本研究所建模型在多灾种综合风险评估中的特点。

洪涝灾害风险监测预警评估综述

廖永丰, 聂承静, 杨林生, 李海蓉
地理科学进展. 2012, 31 (3): 361-367. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.012
全文: PDF (448KB) ( 943 )
摘要 ( 796 )
随着全球气候变暖,洪涝灾害愈加频繁,灾害风险监测预警评估作为防灾减灾的重要基础成为当前灾害学研究的核心内容之一。本文在总结国内外灾害研究和应用的基础上,阐述了洪涝灾害风险监测预警评估的概念、 内容、评估的基本思路和监测预警的技术方法。本文提出:①应结合中国实际,加强洪涝灾害的基础研究,深入机理层面探索洪涝灾害的孕育、发生机制,以及减少洪涝危险性和承灾体脆弱性分析的不确定性。②以研究技术手段的进步促进洪涝灾害风险监测预警评估的发展,改进传感器性能,提高监测精度;综合多源遥感和各种基础数据;进一步发展“3S”集成技术。

基于GIS的中国地震灾害人口风险性分析

刘欢, 徐中春, 吴绍洪, 刘荣高
地理科学进展. 2012, 31 (3): 368-374. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.013
全文: PDF (675KB) ( 646 )
摘要 ( 740 )
中国地震灾害发生频繁,因此进行有关地震灾害风险性分析十分必要。本文在分析地震灾害形成的各主要因子的基础上,结合1900-2009 年地震灾害数据,建立了地震灾害风险评估模型,定量确定了各风险性影响因子。最后利用ArcMap 软件的栅格计算功能,对于地震灾害中最重要的人口因素进行了分析,形成了中国地震灾害人口风险性分布图,并划分出了人口高风险区。

中国地震灾害宏观人口脆弱性评估

聂承静, 杨林生, 李海蓉
地理科学进展. 2012, 31 (3): 375-382. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.014
全文: PDF (709KB) ( 544 )
摘要 ( 663 )
地震灾害脆弱性不但是国家和地区中长期规划的基础,也是地震应急时的重要决策依据,因此地震灾害脆弱性评估是当前研究的热点和重点。本文首先介绍了地震灾害人口脆弱性定义,指出了地震灾害人口脆弱性的影响因子和影响模式;然后通过分析传统地震灾害人口脆弱性的宏观和微观评价方法和模型,利用人口总量、儿童人口比例、老年人口比例、人口密度和人均GDP 5 个指标建立了地震灾害宏观人口脆弱性综合评价模型,并对全国各县市区的人口脆弱性进行了评估。结果表明:中国地震灾害人口脆弱性区域差异明显,东部地区人口脆弱性明显高于西部;人口总量是脆弱性的主要因素,宏观人口脆弱性综合评估模型对地震灾害人口脆弱性的修正作用显著。

泥石流灾害风险评估理论与方法研究

刘光旭, 戴尔阜, 吴绍洪, 吴文祥
地理科学进展. 2012, 31 (3): 383-391. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2012.03.015
全文: PDF (640KB) ( 901 )
摘要 ( 878 )
近年来,频繁发生的泥石流灾害给中国部分地区造成了巨大的破坏。泥石流点多面广、成灾迅速,难以对其进行准确的监测预报,风险评估就显得尤为重要。本文从泥石流灾害风险的构成要素、危险性评估研究和承灾体脆弱程度评估研究等方面分析了泥石流灾害风险的研究现状。从当前的研究现状中可以发现:灾害风险公式得到广大学者普遍认同,泥石流危险性评估方法也相对比较成熟;但在泥石流灾害对承灾体的致损风险机理分析方面研究尚需深入,危险性评估中如何实现从点评价向面评价过渡还需进一步探讨,对承灾体脆弱性研究也需要引起重视。因此,在今后的评估研究中,需要加强这些方面的研究探索,进一步提高泥石流灾害风险评估结果的可信度,提高其实用性。
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