地理科学进展

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研究综述

中国西部冰冻圈地区大气降水化学的研究进展

李向应, 秦大河, 韩添丁, 成鹏

2011, 30(1): 3-16. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.001

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大气降水化学是大气化学的重要组成部分，是评估人类活动对大气环境影响的可靠指标，而且保存在高海拔地区雪冰中的化学成分对研究局地和全球气候环境变化以及环境演变过程具有重要意义。中国西部冰冻圈地区的大气降水化学研究始于19世纪70年代末，目前已取得一些重要进展，特别是结合积雪和冰芯化学的研究获得了大量的降水化学资料。回顾了中国西部冰冻圈地区大气降水化学的研究背景，综述了该领域取得的主要研究成果并对其研究前景进行了展望。

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研究综述

干湿气候区划研究进展

毛飞, 孙涵, 杨红龙

2011, 30(1): 17-26. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.002

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干湿气候区划是气候学、地理学、生态学和农学等学科的重要内容。自1900年以来，国内外学者在干湿气候等级、干湿气候区划指标及其计算方法等方面取得了长足的进展。本文综述了近100多年来国内外学者关于干湿气候区划指标、潜在蒸散量计算方法、干湿气候等级及其命名方法等方面的研究成果，提出了目前该领域存在的科学问题。

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研究综述

区域气候变化脆弱性综合评估研究进展

喻鸥, 阎建忠, 张镱锂

2011, 30(1): 27-34. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.003

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区域脆弱性评估为脆弱性地区农户摆脱贫困、区域持续发展和政府制定适应策略提供科学依据。由于区域内部人地系统的复杂性，区域的脆弱性定量评估较为困难。中国脆弱性研究起步较晚，关注较早的是脆弱性区域的分布，但对区域内脆弱人群的脆弱性研究较少，认识上的不足影响了国家和地方政府制定科学的适应政策和措施。本文介绍了对脆弱性的认识，梳理了区域气候变化脆弱性评估方法，阐释了定性内涵、指标评估、以可持续生计框架为基础的脆弱性评估、基于地理信息系统的脆弱性评估等方法。针对中国的生态脆弱区，建议利用可持续生计框架构建指标体系，定量评估其脆弱性。

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研究综述

城市地表温度热岛影响因素研究进展

谢苗苗, 王仰麟, 付梅臣

2011, 30(1): 35-41. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.004

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城市地表温度热岛是城市生态环境效应研究的热点之一，其影响因素研究为缓解城市热岛带来的负效应、促进城市可持续发展提供依据。本文系统回顾了国内外关于城市地表温度热岛影响因素的研究进展。首先结合热岛效应表征的地表能量过程，基于景观生态学格局-过程理论，从地表能量吸收释放、转换及传输3种过程中归纳热岛效应的影响机理，分别对应地表覆盖、人为活动和景观格局特征3方面影响因素；其次，从影响因素的3个方面分析了近年来的研究进展，并比较了国内外地表温度热岛综合影响因素研究领域的异同；最后探讨了研究进展与热岛效应影响机理研究的差距，提出利用多源数据深化城市热岛效应的机理性与综合影响因素研究，以期为制定热岛效应缓解策略有所启示。

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研究综述

山区河流阶梯-深潭研究应用进展

余国安, 黄河清, 王兆印, 姚治君

2011, 30(1): 42-48. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.005

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阶梯-深潭是大坡度山区河流常见而又十分重要的河床微地貌形态，河床常由一段陡坡和一段缓坡加上深潭相间连接而成，在河道纵向呈现一系列阶梯状。阶梯-深潭系统能有效耗散水流能量，控制河床侵蚀下切，并维持良好的河流生境和生态，因而是大坡度山区下切河流维持健康稳定的重要河床结构形态。20世纪80年代以来，国外对阶梯-深潭发育的环境条件、阶梯和深潭结构的形态特征和形成机理，以及河流地貌和生态效应等开展了大量研究，研究方法主要为野外调查、室内水槽实验及数学模型等。近年阶梯-深潭系统及相近的河床结构形态已经在山区河流治理上得到应用，并取得良好效果。本文为阶梯-深潭系统近30年研究进展和山区河流治理、修复应用情况的综合述评，并就未来研究方向提出建议。

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气候变化

长江源头湿地消长对气候变化的响应

李凤霞, 伏洋, 肖建设, 时兴合, 刘宝康

2011, 30(1): 49-56. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.006

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位于青藏高原腹地唐古拉山以北的长江源头区域，由于受直接人类活动的影响程度较小，因此，从气候变化与湿地消长关系的强弱程度上可以看出其中的关键信息，能更真实地反映气候变化对长江源头湿地的影响。据灰色系统理论分析发现，蒸发量对湿地总面积的消长相对其他气候因子更具主导作用，其次为降水量的影响，且夏季各气候因子对湿地面积消长的影响较其他季节更为显著；1990 年以来长江源头呈现出气温升高、降水量增加和蒸发量减少的暖湿化趋势，但进入21 世纪以来年降水量呈下降以及年蒸发量呈增加的趋势，对于湿地的消长具有明显驱动作用；利用遥感技术分析，1990-2000 年长江源头的湿地总面积共增加353.22 km²，年平均增加速率为35.32km²/a，而2000-2004 年减少20.57 km²，这两个阶段湿地的消长与相应的气候变化特征有着很好的响应规律。

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气候变化

地形湿度指数算法误差的定量评价

包黎莉, 秦承志, 朱阿兴

2011, 30(1): 57-64. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.007

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地形湿度指数(TWI)能够定量指示地形对土壤湿度空间分布的控制，是一种应用广泛的地形属性。目前基于栅格DEM的TWI 计算方法结果各异，因此有必要对TWI 算法进行定量评价。对TWI 算法通常是应用实际DEM数据进行评价，但实际DEM中存在的数据源误差会干扰对算法误差的评价。针对该问题，本文介绍了一种用不含数据源误差的人造DEM定量评价TWI算法误差的方法。本文选择4 种代表性TWI算法：基于经典单流向算法的TWI算法、基于经典多流向算法的TWI算法、基于局域地形自适应多流向算法的TWI算法，以及自适应多流向算法与最大下坡相结合的TWI算法，应用该评价方法构建了一组模拟4 种典型复合地形条件的人造表面，并分别离散成具有不同空间分辨率(1 m、10 m和30 m)的人造DEM数据，对TWI算法进行定量评价。评价结果显示：在中心凸、凹坡和马鞍面地形条件下，基于多流向算法计算的TWI优于基于单流向算法的TWI结果；在山脊地形条件下，基于单流向算法的结果仅次于MFD-md结合最大下坡度算法计算的结果。随着分辨率降低，基于多流向算法计算结果的误差逐渐增加，而基于D8 算法的计算结果随着地形条件的不同而呈现出不同的变化趋势。本文所推荐的TWI算法定量评价方法通过简单扩展也同样适用于其他复合地形属性算法误差定量评价。

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气候变化

1960-2009 年云南高原楚雄市气候年代际变化特征及城市气候分析

何萍, 李宏波, 黄惠

2011, 30(1): 65-72. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.008

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文章利用云南高原楚雄站、南华站、双柏站1960-2009 年近50 年的气温、降水、相对湿度、低云量等气象要素资料，利用常规距平法、3 阶多项式拟合趋势法、5 年滑动平均法分析其年代际特征及城市气候，同时对楚雄市城市气候的影响因素进行了关联度分析。结果表明：年平均气温、最高气温、最低气温在20 世纪80 年代有一个明显的变化，在此前，气温一直呈下降趋势，80 年代后呈上升趋势。而且城郊对比也是在80 年代后越来越明显，这些都说明了楚雄市的热岛效应越来越显著。从年平均相对湿度来看，呈下降趋势，说明城市干岛正在形成，城区年降水量与年平均低云量都有高于郊区的趋势，这些也就说明楚雄市的城市雨岛已经形成。

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气候变化

中国气候变化敏感区降水量区域对比——以黑龙江、新疆和西藏三省区为例

郝成元, 赵同谦

2011, 30(1): 73-79. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.009

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近40 年来全球气候变化研究已经是当今自然科学重大课题之一，中国的区域响应也日渐引人关注。依据黑龙江、新疆、西藏三省区93 个国家基准或基本气象站1961-2008 年间的日降水数据，就中国气候变化敏感区降水变化过程和波动特征进行了对比分析。①年降水量上，黑龙江微弱减少，新疆增多、西藏明显增多，特别是1995年以来其趋势更加显著，且后两者线性变化趋势均通过了α=0.01 的统计检验；②冬春两季，三省区的降水量都呈现增长态势，但春季以新疆最弱、黑龙江次之、西藏最强为序，而冬季则相反，而且其线性变化趋势基本都达到了α=0.05 的显著水平；③夏秋两季，三省区的降水量值分别为黑龙江微弱减少、新疆微弱增多、西藏增多，但线性变化趋势并不显著；④三省区气象站点降水线性变化趋势显著性对比上，黑龙江冬季61.5%的气象站、西藏春季64.7%的气象站、新疆年总量50%的气象站点通过α=0.05 的最低统计检验；⑤无论年降水总量还是不同季节降水量的年际波动量值均以新疆和黑龙江明显、西藏相对平稳为特征。

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地表过程

流域水文模型对土壤数据响应的多尺度分析

李润奎, 朱阿兴, 李宝林, 裴韬, 秦承志

2011, 30(1): 80-86. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.010

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流域水文模拟对输入数据空间详细程度的要求受流域面积大小的影响，而流域面积影响作用的定量描述有助于模拟时的数据选取。本文以美国Brewery Creek 流域(约19.5 km^{2^{)为例，在逐级连续的汇流面积上，分析了SWAT 模型基于1∶2.4 万的SSURGO和10m分辨率的SoLIM 土壤数据模拟的径流量的差别随汇流面积的变化。结果显示：汇流面积较小时，基于不同土壤图的模拟径流一致性较差；随着汇流面积的增大，模拟径流的差别逐渐减小并趋于稳定，在汇流面积大于约10 km²时，差别变得相对不明显，不同土壤数据的模拟径流相当。根据实验结果，流域径流模拟对数据的要求受模拟面积的潜在影响，当流域面积大于一定值时，较粗分辨率的输入数据同样可能取得较好的模拟效果。研究度量了面积对模型响应的潜在影响作用，为中小流域水文模拟时土壤数据的选取提供了初步参考。}}

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地表过程

黄土丘陵区地表水和地下水对降水的响应——以康沟小流域为例

党丽娟, 徐勇, 徐学选

2011, 30(1): 87-94. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.011

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以“退耕还林”为主体的黄土丘陵区生态环境建设在过去10 年来取得了显著成效。为揭示“退耕还林”政策实施以来黄土丘陵区的降水与地表水和地下水的关系，本文以延安康沟流域为例，根据1997-2006 年延安站的逐日气象数据和康沟流域地表径流、泉水、井水水位实测水文数据，以及康沟流域地形地貌和土地利用等资料，利用相关分析法分析了康沟流域的降水、地表径流及地下水的时空变化特征，探讨了降水与地表水、地下水之间的关系，揭示了地表水和地下水对降水补给响应时间的差异性。分析结果表明：地表径流量与降水量有极好的季节响应关系，地表径流呈现为峰、谷交替曲线形态，降水少的年份出现单峰值，降水多的年份具有双峰值。降水量的多少和季节分配直接影响着井水、泉水的变化，同样降水条件下，井水的变化较泉水更敏感，泉水响应降水的时间大约滞后22~30 天，井水为7~10天。

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地表过程

岔巴沟、大理河与无定河水土保持减水减沙作用的尺度效应

綦俊谕, 蔡强国, 蔡乐, 孙莉英

2011, 30(1): 95-102. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.012

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运用经验公式法、双累积曲线法和不同系列对比法计算出岔巴沟、大理河与无定河流域在20 世纪70 年代水土保持综合措施的平均减水效益分别为14.47%、20.22%和20.78%，平均减沙效益为64.97%、43.62%和47.26%。对计算结果进行分析发现，用3 种方法对岔巴沟、大理河与无定河流域水土保持综合措施减水减沙效益的计算结果之间的关系没有尺度效应。引进“减水效率”和“减沙效率”的概念来表示水土保持措施减水减沙作用的能力，然后通过对3 个流域水土保持综合措施减水效率和减沙效率的分析发现：①无论是小流域还是中、大流域，水土保持综合措施减沙效率都大于减水效率，小流域的减沙减水效率比大于中、大流域的减沙减水效率比，尺度效应明显，后两者减沙减水效率比都各自趋于一致，尺度效应不明显；②小流域水土保持综合措施减水效率要低于中、大流域的减水效率，而小流域水土保持综合措施减沙效率远高于中、大流域的减沙效率，尺度效应明显，中、大流域减水减沙效率都各自趋于一致，尺度效应亦不明显。

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生态环境

区域尺度陆地生态系统碳收支评估方法及其不确定性

于贵瑞, 王秋凤, 朱先进

2011, 30(1): 103-113. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.013

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定量评估区域和不同类型生态系统的碳收支，可以为科学预测气候变化、服务于减缓和适应气候变化的区域碳管理提供科学依据，是生态系统与全球变化科学研究的重要科技问题。虽然区域碳收支的定量评估和认证还很难用当前的各种直接观测和评估方法来精确实现，但是，近年来这方面做了很多研究工作，也取得了一定进展。为此，本文综述了陆地生态系统碳收支的观测技术体系，重点分析区域尺度陆地生态系统碳收支评估方法及其不确定性。分析结果认为，为了定量认证中国区域的陆地生态系统、主要行业以及与碳汇相关项目的碳汇功能及其时空格局，急需采用“多尺度观测、多方法印证、多过程融合、跨尺度认知和跨尺度模拟”的研究思路，构建基于野外台站的碳循环及其通量的观测和实验研究网络、发展地面站点-陆地样带-生态网络与卫星和航空观测结合的多尺度观测系统，发展观测数据-生态过程模型-卫星遥感模型-GIS 空间分析系统。同时，本文指出：生态系统碳-氮-水循环间的耦合机制及其对碳源汇时空格局影响研究必将成为生态系统碳循环及其区域碳收支评估和定量认证科学研究的重要发展方向和新的研究热点。

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生态环境

年轮化学示踪技术及在重现矿区重金属污染历史中的应用

雷梅, 郭立新, 张山岭

2011, 30(1): 114-120. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.014

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矿区自然分布的树木从环境中吸收重金属元素，并在形成层发育过程中将重金属元素储存在年轮中，通过分析年轮中重金属元素含量的变化特征，可以半定量判定不同污染途径对年轮中重金属元素的贡献率，进而重现矿区环境变迁历史。本文综述了国内外年轮化学在环境污染分析中的应用案例，针对影响年轮化学分析精度的各种环境因素，结合矿区污染特征，探讨了如何提高年轮化学在矿区大气污染和土壤污染研究中的分析精度。随着年轮中重金属元素分析手段的不断改进，年轮化学将在矿区污染监测方面发挥越来越重要的作用。

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生态环境

良渚时期文化发展与海平面变化

朱丽东, 冯义雄, 叶玮, 王天阳, 李凤全, 李黎霞

2011, 30(1): 121-128. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.01.015

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浙沪苏地区良渚考古资料和海平面变化研究表明，良渚文化的兴、盛、衰与5.5-4 ka B.P.期间海平面升降密切关联。5.5-4.9 ka B.P.，浙沪苏地区海平面处于高海面之后的急剧下降期，降幅约3.9 m，陆地生存空间扩大，加之气候温暖，良渚文化开始兴起，良渚人择高地而居，盛行干栏式建筑，遗址分布相对分散，从事稻作农业生产。4.9-4.3 ka B.P.，浙沪苏地区进入低海面时期，良渚文化发展达到鼎盛，遗址数量增多，分布相对集中，并向外围地区扩展。此时气候干凉，水井大量出现、盛行地面建筑、稻作农业和手工业发展，社会等级分化，揭示出低海面促进了良渚文化的繁荣。4.3-4 ka B.P.，海平面回升，渐渐进入又一高海面时期，良渚先民生存空间缩小，文化分布范围相对压缩，且以台墩和坡地建筑为主，遗址数量较中期减少，海面回升的同时，洪涝灾害，异常降温等灾变加速了良渚文化的衰落。总体来讲，5.3-4.0 ka B.P.期间“海面下降-低海面-海面回升”的过程推动了良渚文化由兴起到繁盛再到衰落的演替过程。

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