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地理科学进展  
  地理科学进展--2015, 34 (10)   Published: 2015-10-25
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气候变化

城市空间形态应对气候变化研究进展及展望

崔胜辉,徐礼来,黄云凤,黄葳
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1209-1218. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.001
全文: PDF (643KB) ( 1305 ) RICH HTML
摘要 ( 681 )

气候变化与城市化的叠加使城市成为温室气体减排和气候变化许多关键风险集中的区域,如何应对气候变化已成为城市面临的重大挑战。以空间形态作为切入点,开展城市应对气候变化研究日益成为城市环境与气候变化领域的发展前沿和热点问题。本文通过文献分析和归纳,综述了城市空间形态应对气候变化研究的主要影响及评估方法、城市空间形态与温室气体排放和气候变化主要风险之间的关系、空间形态应对策略以及规划应用研究。在此基础上,展望了未来的研究重点和方向。

城市化对极端高温事件影响研究进展

杨续超,陈葆德,胡可嘉
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1219-1228. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.002
全文: PDF (623KB) ( 2517 ) RICH HTML
摘要 ( 684 )

目前有关城市热岛效应的时空分布特征及其对气温变化趋势的影响已有大量研究,但对于极端高温—热岛效应相互作用、城市化对高温热胁迫及其健康后果的影响等研究还不够深入,在进行未来气候变化预估时也很少考虑城市的影响。在气候变化、中国城市化快速发展和人口老龄化的背景下,这将严重低估城市未来的变暖幅度以及城市极端高温的健康风险。随着近年来气候变暖所导致的高温热浪事件频发,城市化对极端高温事件的影响引起了广泛关注。本文对国内外陆续开展的城市热岛效应影响极端高温及其长期趋势的观测事实、城市极端高温数值模拟、城市高温期间超额死亡率的流行病学研究等方面所取得的成果进行了系统性的总结和评述。大部分观测和数值模拟研究都发现,城市热岛效应加剧了城市极端高温发生的范围和强度,增加了城市居民的高温健康风险,对城市极端高温的长期上升趋势也有重要贡献;流行病学研究表明,城市化引起的热岛效应对极端高温期间的死亡率有着重要影响。最后,对城市化影响极端高温未来的研究方向进行了探讨。

IPCC AR5全球气候模式对1996-2005年中国气温模拟精度评价

孙侦,贾绍凤,吕爱锋,朱文彬,高彦春
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1229-1240. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.003
全文: PDF (63232KB) ( 2209 ) RICH HTML
摘要 ( 749 )

本文利用中国660个站点逐日地面温度资料,评估了参与政府间气候变化专门委员会第五次报告(IPCC AR5)的9个全球气候模式(Global Climate Models, GCMs)及多模式集合(Multi-Model Ensemble, MME)对中国地区气温的模拟精度。结果表明:9个IPCC AR5全球气候模式和MME模拟的中国地区1996-2005年日平均气温与气象站点观测值的相关系数都大于0.86,表明相关性较好;气候模式模拟的中国东南部地区1996-2005年日平均气温的模拟精度较高,模拟值的偏差、平均相对误差、平均绝对误差和均方根误差都比较小;而西部地区的模拟效果较差,模拟精度较低。综合考虑模式模拟值与站点观测值的相关系数、偏差、平均相对误差、平均绝对误差和均方根误差发现,MME在中国地区的气温模拟精度优于大部分单个模式。

2000-2013年西藏纳木错湖冰变化及其影响因素

勾鹏,叶庆华,魏秋方
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1241-1249. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.004
全文: PDF (4185KB) ( 1856 ) RICH HTML
摘要 ( 749 )

湖冰物候事件是气候变化的敏感指示器。本文以西藏纳木错湖为研究对象,基于MODIS多光谱反射率产品数据监测了2000-2013年纳木错湖冰冻融日期,并结合多个气象站点的气象数据和实测湖面温度、湖面辐射亮温分析验证了湖冰变化的原因。纳木错湖冰变化较好地响应了区域气候变暖:开始冻结日期延迟和完全消融日期提前使湖冰存在期显著缩短(2.8 d/a)、湖冰冻结期增长、湖冰消融期缩短,其中消融期变化最为明显,平均每年缩短3.1 d。湖冰冻融日期的变化表明:2000年后纳木错湖冰冻结困难,消融加速,稳定性减弱。纳木错湖冰变化主要受湖面温度、湖面辐射亮温和气温变化的影响,它们可以作为气象因子来解释区域气候变化。

城市与区域

北京市长安街沿线的扒窃案件高发区分析及防控对策

陈鹏, 李欣, 胡啸峰, 曾昭龙, 赵鹏凯
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1250-1258. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.005
全文: PDF (6206KB) ( 1535 ) RICH HTML
摘要 ( 557 )

本文利用空间分析方法,对北京市长安街沿线的扒窃类案件的空间分布特征进行了研究。首先分析了长安街沿线的犯罪分布状况,发现该长安街沿线共存在3个异常明显的犯罪高发区域,分别对应于西单商业圈(A)、建国门路段(B)和大望路—四惠路段(C),通过将长安街沿线的常住人口与兴趣点(Point of Interest, POI)分布进行比较,发现案件与POI密度较高的区域存在较高的相关性。随后,利用核密度估计方法和时空热点矩阵方法分析了3个异常明显的案件高发区域内的犯罪活动时空分布模式,结果表明:高发区域A的犯罪高发时段为上午10时至下午18时,其中峰值出现在正午12时,犯罪活动主要集中在区域内的一些大型购物场所内;高发区域B和C的犯罪高发时间均为上午6时和下午18时前后,与早晚交通高峰时间比较一致,犯罪活动主要集中在区域内比较重要的公共交通站点附近。最后,根据长安街沿线案件高发区域内犯罪活动的时空规律性特征,提出了犯罪防控措施与建议。

基于邻域扩展量化法的城市边界识别

谭兴业,陈彦光
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1259-1265. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.006
全文: PDF (9112KB) ( 2438 ) RICH HTML
摘要 ( 487 )

城市空间分析的基本条件是可靠的测度,而城市的基本测度是规模。客观定义城市边界是有效确定城市规模的技术前提。近年来国内外学者提出几种城市边界识别的方法,其中能够定量反映城市内部实体空间组织关系的多采用矢量图像。但这些矢量数据的获取十分困难,且实时性差。因此,本文借鉴前人的研究成果,基于邻域扩展量化和标度思想,提出一种应用于遥感栅格图像上的城市边界识别方法。该方法的本质是一种空间邻域融合法,通过改变像元邻域的作用范围,可以得到不同的空间集群数目;借助搜索范围与集群数目的标度关系确定一个客观的半径,据此可以利用GIS技术确定城市边界。将该方法应用于北京地区多个年份的遥感图像,发现了像元的有效邻域作用范围。此方法以栅格图像为基础,数据实时性好并且获取容易,计算过程简便,在未来的城市边界研究过程中,可望与现有的方法相互补充。

川渝地区城乡统筹水平演化特征分类研究

刘洁敏,吕斌
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1266-1274. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.007
全文: PDF (5497KB) ( 1446 ) RICH HTML
摘要 ( 462 )

针对当前国内研究区域城乡统筹水平定量测评方法中存在的问题,如未能区分整体发展指标和协调发展指标,截面和时序数据难以同时体现,以及城乡统筹评价指标体系集成数据导致的“黑箱子”效应等问题,本文建立了涵盖城乡整体发展水平指标、城乡协调发展水平指标及时间指标的三维坐标系统,并通过转化为二维“九宫格”坐标系统的方法,提出一种包含时序数据和截面数据的城乡统筹水平综合评估的方法论,定量地测评一个区域内各城市在某个特定时间段内的城乡统筹演化特征。本文将城乡统筹水平分为经济、产业、基础设施、公共服务4个方向,对川渝19市2006-2011年间城乡统筹演化特征进行了分类研究。研究结果表明,川渝19市在城乡经济和公共服务统筹方面整体差距缩小且成效显著,而在产业和基础设施统筹方面城乡差距仍在拉大;成渝二市的整体成效远超过区域内其他城市。上述研究成果可对川渝19市优化城乡统筹发展方向提供理论指导和方法论工具,亦可为国内其他地区城乡统筹成效的测评方法提供指导与示范。

模型与遥感应用

离散选择模型研究进展

王灿,王德,朱玮,宋姗
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1275-1287. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.008
全文: PDF (745KB) ( 6393 ) RICH HTML
摘要 ( 616 )

本文从离散选择模型(discrete choice model, DCM)体系的一般原理和应用价值出发,总结了各经典模型的基本理论和典型应用,并概括了近来年一些重要的研究新动向。多项Logit模型(multinomial logit model, MNL)是离散选择模型体系的基础,具有简洁、可靠、易实现等优点,但也存在固有的理论缺陷,由此产生了对更加精细化模型的需求。替代的精细化模型中,嵌套Logit模型(nested logit model, NL)常用于处理备选项相关、“都不选”备选项、数据合并等问题,一般极值模型(generalized extreme value model, GEV)体系是其更一般的形式;混合Logit模型(mixed logit model, MXL)可用于解决随机偏好问题和多种相关问题,包括备选项相关、面版数据相关、随机系数相关、数据合并等,与之类似的潜在类别模型也有着广泛应用;多项Probit模型(multinomial probit model, MNP)具有极高的灵活性,但其复杂的模型设定与庞大的运算量大大制约了其应用范围。本文在研究新动向上介绍了4个重要的研究关注点:由多种经典模型形式相结合而成的复杂模型;面向RP/SP数据、定序、排序、多选等不同数据类型的适宜模型;基于各种受限理性选择策略的更为真实的模型;以及考虑选择的时空背景的模型。

数字高程模型在活动断层位置及地表变形变位特征提取研究中的应用

张欣欣
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1288-1296. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.009
全文: PDF (4561KB) ( 1712 ) RICH HTML
摘要 ( 541 )

活动断层的位置分布及其地表变形变位特征的准确识别是研究和评价活动断层的基础,国内外学者利用数字高程模型(DEM)对断层提取进行了大量研究。本文基于DEM的活动断层位置的提取方法进行综述,总结了DEM提取断层位置的地貌形态特征分析、图像处理以及综合处理提取方法,突出介绍了高分辨率DEM在详细的断层位置分布提取中的优势,DEM在断层地表变形变位及其特征参数提取研究中的最新应用进展。随着高分辨率DEM的快速发展,DEM及其空间分析技术已成为一种常见的地学研究方法,将其与野外调查、遥感、测年等技术结合进行综合分析,能够促进对活动断层的深入研究,并成为断层定量化研究强有力的技术手段。

2001-2010年秦岭森林物候时空变化遥感监测

夏浩铭,李爱农,赵伟,边金虎,雷光斌
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1297-1305. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.010
全文: PDF (11753KB) ( 1395 ) RICH HTML
摘要 ( 693 )

植被物候是陆地生态系统对全球气候变化响应的最佳指示器,研究其时空变化对深入理解陆面水热过程、碳循环过程及预测陆地生态系统的时空变化具有重要意义。本文采用2001-2010年MODIS MOD09A1产品,通过引入MOD09A1的时间控制层DOY(Day of Year)提高EVI的时间精度;采用最大变化速率法和阈值法相结合提取秦岭森林物候期。结果表明,随着水热条件变化,由低海拔至高海拔,东南向西北,生长季始期(Start of Growth Season, SOG)逐渐推迟,集中在第81~120 d(即从3月下旬-4月末);生长季末期(End of Growth Season, EOG)逐渐提前,集中在第270~311 d(10月初-11月上旬);生长季长度(Length of Growth Season, LOG)逐渐缩短,集中在150~230 d。秦岭森林物候期与海拔关系密切,海拔每升高100 m,SOG推迟2 d,EOG提前1.9 d,LOG缩短3.9 d。2001-2010年,森林SOG提前、EOG延后和LOG延长主要分布于秦岭中高海拔区;SOG延后、EOG提前和LOG缩短主要分布在海拔1000 m以下部分区域。高海拔区物候的年际变化要比低海拔区复杂,2000 m以上区域SOG提前、EOG提前、LOG缩短。上述研究结果量化了不同海拔梯度森林的物候差异,揭示了近10年秦岭森林物候的时空格局,可为秦岭地区生态环境评价和保护提供科学依据。

湖南省单、双季稻识别与生育期提取研究

王尧,卓莉,易沵泺,叶涛
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1306-1323. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.011
全文: PDF (15512KB) ( 1131 ) RICH HTML
摘要 ( 726 )

本文基于MODIS数据,构建并分析了湖南省典型地物的植被指数及地表水分指数的时序曲线,利用分类回归树区分单、双季稻像元,并使用转折点法和最大变化斜率法提取双季稻的主要生育期。结果表明,湖南省内双季稻主要分布于洞庭湖区、湘江流域株洲以下、衡阳以上河段的干流及各级支流周边的平原区,以及永州、郴州境内阳明山和南岭山脉之间的狭长地带;单季稻主要分布在双季稻种植区外围,湘西州、怀化市等地的山间谷地也有种植。双季稻生育期在空间上保持了较好的相对一致性。洞庭湖以南平原区以及湘南山地丘陵区的各阶段生育期均早于省内其他地区,而洞庭湖区东北部、娄底、邵阳等地则相对滞后。湖南省大部分地区单、双季稻及生育期的分布都较为破碎,且空间镶嵌程度较高。上述结论可为后续开展湖南省水稻自然灾害与气候变化风险研究提供支持。

土地利用

农牧交错区农村居民点土地利用形态演变——以内蒙古自治区阿鲁科尔沁旗为例

晨光,张凤荣,张佰林
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1316-1323. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.012
全文: PDF (2840KB) ( 1101 ) RICH HTML
摘要 ( 549 )

以农牧交错区的阿鲁科尔沁旗为例,选取7个典型村,运用参与式农村评估(PRA)、GIS与遥感技术相结合的方法,探讨农牧交错区农村居民点土地利用形态特征及其与农牧户生计的关系。结果表明:①半农半牧型农村居民点由纯牧型农村居民点演变而来。人口增加导致人地矛盾突出和草原开垦耕种,农牧户生计策略转为畜牧业和种植业结合,农村居民点向半农半牧型转变;②半农半牧型农村居民点内部用地类型逐渐多样化。从改革开放前居民点内部以农村宅基地占主导,到改革开放后居民点内部公共设施用地、商服用地、工矿仓储用地迅速扩大;③由于农牧户生计活动的多样化和非农化,农村宅基地内部不但包括居住用地(住房),还包括生产性用地和生产辅助性用地(如牲畜的棚圈、菜园和粮草仓库等)。研究认为,半农半牧型农村居民点人均居民点用地和户均宅基地都远大于国家规定的用地标准,是与半农半牧的生产方式和生计需求紧密相关的。

2000-2010年西伯利亚地表覆盖变化特征——基于GlobeLand30的分析

张宇硕,陈军,陈利军,李然,张委伟,鲁楠,刘吉羽
地理科学进展. 2015, 34 (10): 1324-1333. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2015.10.013
全文: PDF (17666KB) ( 5984 ) RICH HTML
摘要 ( 623 )

西伯利亚是全球环境变化的重要敏感性区域,但以往缺乏该区域中高分辨率地表覆盖数据,对其地表覆盖的整体分布与变化缺乏深入的认识。本文利用中国新近研制的2000、2010年两期30 m分辨率地表覆盖数据产品GlobeLand30,对2000-2010年西伯利亚地表覆盖的空间分布格局、变化幅度、区域差异及主要地类的变化原因进行了综合分析。研究发现:①西伯利亚地表覆盖的空间分布现状具有明显的地带性特征。②10年间,西伯利亚地区地表覆盖整体变化幅度较大,其中林地及草地呈显著缩减、湿地呈较大幅度增加、耕地呈微弱减少、人造地表呈增加态势。③10年间,西伯利亚地表覆盖变化具有显著的区域差异性。变化最显著的为西西伯利亚地区,其中以湿地增加最明显,主要分布于鄂毕河—叶尼塞河流域,林地、草地及耕地减少集中于西伯利亚西南部。④人类活动和气候变暖是引发西伯利亚地表覆盖变化的主要原因。大规模林地砍伐导致林地减少;冰冻层消融,林地、草地和水体向湿地的转化是湿地增加的主要原因;耕地的人为废弃和撂荒导致耕地面积有所减少。

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