地理科学进展

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全球气候变化

中国全新世气温变化特征

侯光良, 方修琦

2011, 30(9): 1075-1080. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.001

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以中国全新世气温集成序列为资料,分析中国全新世气温变化特征,研究发现：全新世气温变化可以分为早全新世(11.5 ~ 8.8 kaBP)波动升温期、中全新世(8.8 ~ 4.2 kaBP)大暖期和晚全新世(4.2 kaBP 以来)转冷期3 个阶段。8.0 ~ 6.2 kaBP 是暖期盛期,气温较现代高1℃多。全新世期间发生多次冷暖事件,有11.0 kaBP、9.8 kaBP、9.2kaBP、8.9 kaBP、8.2 kaBP、6.2 kaBP、4.0 kaBP、2.8 kaBP、1.5 kaBP 和0.4 kaBP 等10 次冷事件,有8 次可以北大西洋相互对应;其中4.0 kaBP 和0.4 kaBP 是全新世最显著的冷事件;暖事件主要发生在8.6 kaBP、4.7 kaBP 和3.5 kaBP前后。全新世冷暖事件变化分别具有显著的1000a、700a的周期。

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全球气候变化

马莲河全新世古洪水沉积学和水文学研究

周芳, 查小春, 黄春长, 王夏青, 桑京京

2011, 30(9): 1081-1087. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.002

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通过对马莲河中下游的深入考察,在甘肃省合水县河段发现全新世古洪水滞流沉积剖面,对采集的沉积物样品进行粒度成分、石英砂表面结构等分析,证明为典型的古洪水滞流沉积物。通过地层学年代对比分析,确定马莲河在全新世中晚期发生特大洪水,年代大致为4200~4000a B.P.之间。根据该组古洪水滞流沉积物所指示的洪峰水位,采用比降法恢复洪峰流量在16400~16900 m³/s 之间。同时对该断面2003 年和2005 年洪水的洪痕进行了流量恢复计算,计算结果与实测洪水误差小于5%,证明古洪水水文学计算结果合理可靠,从而为马莲河水利工程建设及沿岸城镇的防洪减灾提供了科学依据。

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全球气候变化

全球变化背景下的适应性研究综述

崔胜辉, 李旋旗, 李扬, 李方一, 黄静

2011, 30(9): 1088-1098. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.003

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适应性研究是全球变化科学研究的重点领域。本文基于对适应性概念的辨析,探讨了全球变化背景下适应性的科学内涵,总结了适应性研究的途径。通过文献分析与归纳,将适应性研究途径分为敏感性-脆弱性-适应性框架、暴露-适应能力-脆弱性框架与弹性-脆弱性-适应性框架。从“适应对象”、“适应者”以及“如何适应”的角度概述了适应性研究的实践与应用,最后指出了未来的研究重点和发展方向。

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全球气候变化

古风向重建指征研究进展

刘立安, 姜在兴

2011, 30(9): 1099-1106. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.004

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古风向的重建是古大气环流研究的重要内容,具有重要的古气候意义。目前对古风向的恢复所使用的地质指征包括风成地貌的形态、风成沉积物空间分布特征、风力作用产生的结果等,通过对这些指征识别和判断来重建古风向。本文对现有的古风向研究中的指征进行了总结归纳,可以将其分为直接指征、间接指征和其他类型指征。从时间尺度上看,第四纪以来的指征较多,方法多样,第四纪以前的地质指征数量相对较少,但研究应用仍很广泛;从空间尺度上看,干旱气候区的指征较易于获得,而湿润气候区指征匮乏,且适用较为严格。探寻新的古风向重建指征是古风向研究亟待解决的中心问题。

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气候参数空间反馈

湿地生态系统雷达遥感监测研究进展

王莉雯, 卫亚星

2011, 30(9): 1107-1117. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.005

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湿地是地球上最具生产力和最富生物多样性的生态系统之一。湿地具有很高的资源价值、经济价值、环境效益和多种生态功能。湿地研究己成为当前地理科学、环境科学和生态科学等多学科交汇研究的一个热门领域。目前国内外在对湿地研究过程中,采用遥感技术的关注焦点已逐渐从光学遥感转移到雷达遥感上。采用雷达遥感数据监测湿地的研究,经过了20 ~ 30 年的研究历程,虽取得了一定的研究成果,但是面对复杂性较为突出的湿地生态系统来说,仍有诸多问题需要深入研究。本文从雷达遥感系统的主要参数波长、极化、入射角,以及湿地雷达遥感监测的主要相关专题时相、环境影响和采用的分析技术方面,回顾了国内外主要地理科学文献上发表的相关研究成果,并总结分析了研究结论和研究发展趋势。

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气候参数空间反馈

U-TAE算法提取城市热岛信息的空间尺度分析

刘宇鹏, 杨波, 陈崇

2011, 30(9): 1118-1124. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.006

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U-TAE算法是一种使用不同范围的滑动窗口来提取城市热岛信息并根据稳健估计法设定窗口阈值的算法,该算法根据像元被记为热岛像元的累积总次数是否为0 来区别热岛区与非热岛区,根据累积总次数的多少来判断热岛强度的强弱,具有动态阈值的特点和无偏特性。文章以长沙地区为例,对U-TAE算法在6 个不同空间尺度上(5×5,11×11,25×25,51×51,101×101,201×201)对城市热岛信息提取的效果从提取范围、提取强度、空间构成以及大面积热岛提取稳定程度4 个方面进行了评估。结果认为大小为11×11 的窗口在4 个方面均取得较好的效果,提取的城市热岛信息更加完整和有效。

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气候参数空间反馈

光合有效辐射(PAR)估算的研究进展

董泰锋, 蒙继华, 吴炳方, 杜鑫, 钮立明

2011, 30(9): 1125-1134. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.007

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光合有效辐射(Photo-synthetically Active Radiation, PAR )是研究全球变化与陆地生态系统变化的核心之一,不仅是衡量生态系统光合作用变化、碳收支变化的重要数据来源,也是反映全球气候变化主要驱动因子。本文在回顾PAR估算方法的基础上,综合分析了传统方法中的气候学方法、模型参数方法,及在此基础上发展起来的基于遥感的转换系数、模型化参数法的优缺点,并对PAR估算方法研究做出了展望。气候学法、模型参数法等传统方法一直是进行PAR估算的常用手段。然而,随着对生态系统研究的日益深入,基于遥感的估算方法已经成为一种新的手段,凭借遥感覆盖范围广的优势,它使得获取区域乃至全球PAR估算成为可能。因此,如何利用遥感数据获取长时间序列PAR,成为目前关注的重点之一。已有研究表明,查找表方法之类的定量化估算方法将成为主要的估算方法,它不仅在机理上解释了PAR的传输过程,而且增强了估算方法的可靠性、可操作性与普适性。

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气候参数空间反馈

基于小波理论的广西低温阴雨灾害天气波动特征

于文金, 阎永刚, 郝玲, 余恒鑫, 李芬

2011, 30(9): 1135-1142. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.008

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基于广西4 个典型站点52 年气侯资料的Morlet 小波分析,对广西低温阴雨天气灾害波动频率规律进行研究,结果表明：①广西2-4 月平均气温逐渐增高,低温阴雨的年总天数逐渐减少,结束日期逐渐提前;②广西2-4 月平均气温变化存在30 年、18-19 年、12 年和3 年的振荡周期,其中30 年周期为温度变化的主控周期;低温阴雨年总天数变化存在30 年左右、10 年左右和2-5 年左右的振荡周期,主控周期南北分布不一致,由北向南,主控周期的尺度也逐渐变小;③广西2-4 月平均气温和低温阴雨总天数在大尺度(30 年)的振荡上表现出了一致性。研究表明,利用小波理论研究灾害天气波动规律具有很好的效果。

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气候参数空间反馈

基于MODIS数据和气象观测数据的气温空间插值方法比较

周婷婷, 陈文惠

2011, 30(9): 1143-1151. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.009

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本文以福建省福州市为研究区域,利用MODIS影像数据反演福州市地表温度;同时利用相同时间的福州市及其周边的32 个气象站日平均气温数据,结合数字高程模型(DEM)中提取出的地形因子,研究温度与经度、纬度、海拔高度等的相关关系,提出了福州市地形因子与气温相关模型,利用该模型插值得到福州市的地表温度;再利用气温垂直递减规律进行插值得到地表温度。对比3 种结果可知,对于气象数据容易获得,气象站点较多且均匀分布在研究区时,利用气象数据插值地表温度较快,但计算结果比实际值略高;对于气象数据不易获得或站点较少时,可以用影像数据来反演地表温度,其精度受提取参数的精度的制约,在参数使用正确情况下比插值方法反演精度高。

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水系统研究

基于GIS和FVCOM数值模型的近海岸水动力计算 ——以渤海为例

赵晓东, 王亮, 沈永明

2011, 30(9): 1152-1158. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.010

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GIS 以其强大的空间数据存储、处理和分析功能已经广泛地应用于众多工程模型的建模和计算中。FVCOM模型对复杂地形岸界适应性好,同时又可以更好地保证质量的守恒性,是理想的近海岸水动力计算模型。以渤海的水动力计算为例,基于两者的耦合,提出了GIS支持下的近海岸水动力模拟计算前处理的空间数据管理、自动剖分网格和数据自动提取的方法,提高了建模、调试和前处理的效率。后处理使用了NetCDF和Geodatabase 空间数据库格式存储多维计算结果数据,对渤海潮流和温盐的计算结果进行了验证和分析。计算结果表明,GIS 耦合模型的使用能够方便模型数据的处理,大大提高模型的建模效率,清晰和生动地表达计算结果,反映了模拟研究区域的物理特性,对近海环境管理决策提供了数据和理论的决策支持。

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水系统研究

地下水监测网优化方法研究综述

郭燕莎, 王劲峰, 殷秀兰

2011, 30(9): 1159-1166. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.011

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地下水监测网优化的总体目标是用最少的投入最大化地获得满足一定精度要求的地下水动态信息。一个高效的监测网,不仅能够提供动态实时的地下水信息,而且可以为地下水环境的科学研究提供可靠来源,同时也是决策者有效管理的辅助工具,故地下水监测网布局的合理与否意义重大。关于地下水监测网的优化问题,主要包括监测密度、监测位置、监测指标以及监测频率的优化,现国内外众多专家学者已提出并尝试了一些定性(如水文地质分析法)和定量(如克里格插值法和信息熵等)的优化方法,取得了诸多成效,但基本上都是针对单一目标的优化,多目标的综合时空分析较少,且各种方法的组合优化不多,使得方法间的优势未充分发挥出来,这些都有待进一步的探索研究。本文目的旨在综合分析比较地下水监测网各种优化方法,且在此基础上,提出了一种多方法融合的多目标优化体系。

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水系统研究

水文系统不确定性分析方法及应用研究进展

王育礼, 王烜, 杨志峰, 谭雅懿

2011, 30(9): 1167-1172. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.012

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水文系统是一个复杂的系统,包含了很多不确定性因素,增加了精确模拟和预测水文过程的困难。为了提高计算结果的可靠性,水文系统的不确定性分析已成为当前研究的热点。本文对水文系统不确定性分析方法及应用研究进展进行了分类综述,介绍了它们的数学原理、操作程序和应用现状,并对值得进一步研究的问题进行了展望,指出加强水文过程机理研究、在水文循环过程更多环节上拓宽不确定性研究、以及将多种不确定性分析方法进行综合是未来的研究趋势。

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土地利用

河北省土地生产率的空间差异及其影响因素

李义, 朱会义

2011, 30(9): 1173-1179. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.013

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在耕地总面积持续减少的背景下,提高土地生产率无疑是保障中国粮食安全的长期出路,而要提高土地生产率则需要科学地认识土地生产率的时空差异及其演变规律。本文选取作为中国粮食主产区之一的河北省为研究区域,以省内136 个县(市)为基本空间单元,分析当前区域土地生产率的空间差异,并运用偏相关分析和主成分分析的方法探讨这一差异的主要影响因素。研究结果表明,当前区域土地生产率的空间差异不是由单一影响因素决定,而是受到地形条件和生产要素投入等自然因素和社会经济因素共同作用的结果,并且不同土地生产率水平地区内的主导影响因素明显不同,从而为如何提高区域土地生产率提供了科学依据。

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土地利用

哈大齐工业走廊土地利用空间变化动态模拟

张丽娟, 李文亮, 刘栋, 周东颖, P.H.Verburg

2011, 30(9): 1180-1186. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.014

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CLUE-S模型是研究中小尺度规模高分辨率土地利用变化空间模拟模型,哈大齐工业走廊面积为3451044hm²,属于大尺度规模的研究区域。本研究基于哈大齐工业走廊1990、2000、2005 年的Landsat TM遥感影像资料,利用CLUE-S模型首先对哈大齐工业走廊所属的7 个市县土地利用变化分别进行模拟,然后将各市县土地利用变化模拟图进行拼接,采用面积优先法解决拼接时所遇到的行政区边界出现的土地利用类型不连续面,实现了利用CLUE-S模型模拟大尺度规模的土地利用变化空间模拟。研究结果表明,哈大齐工业走廊地区2015 年土地利用变化主要趋势表现为耕地数量将略有增加,约增加2.62%,建设用地将明显增加,约增加24.37%,林地、草地和水域面积减少较为突出,分别减少11.17%、6.44%、18.04%,未利用地减少约5.58%。

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土地利用

2000-2007 年中国东部地区城市土地集约利用分析

周伟, 曹银贵, 乔陆印

2011, 30(9): 1187-1192. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.015

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本文以中国东部地区10 省市87 个城市为研究对象,利用层次分析法构建城市土地集约利用评价的指标体系,分析2000-2007 年城市土地集约利用变化的规律,并建立城市土地集约利用指标值与影响因子之间的多元回归模型,寻找影响城市土地集约利用变化的差异。研究结果表明：①从人口承载、经济投入与经济产出的角度构建了评价指标体系,经济产出成为城市土地集约利用的主要影响因素。②北京市城市土地集约利用指标值均值的变化最大,其他东部9 省市各城市土地集约利用指标值均值的变化趋势类似,变化相对平缓。广东城市土地集约利用指标均值的标准差最大,海南城市土地集约利用指标值的标准差起伏最大。③多数城市土地集约利用指标值均分布在0.1000 ~ 0.2000 之间。④构建了城市土地集约利用指标值与各影响因子之间的多元回归模型,72个城市通过了规定条件的检验。

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土地利用

农村集体建设用地流转研究进展

文枫, 鲁春阳, 杨庆媛, 周桂芳, 王成

2011, 30(9): 1193-1200. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.09.016

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集体建设用地流转是市场经济体制下生产要素合理流动与优化配置的要求,是盘活农村存量土地资产,提高土地利用效率和效益的重要手段。本文在总结我国农村集体建设用地流转可行性、动因、现状、模式、主体、收益分配以及流转制度、支撑体系等方面研究进展的基础上,总结了现有研究内容和方法上存在的不足,对未来农村集体建设用地流转研究趋势进行展望,以促进农村集体建设用地流转研究的创新和发展,为进一步开展本领域的相关研究提供借鉴,使农村集体建设用地流转研究成果更好为统筹城乡发展提供政策参考。结合当前和未来一定时期内中国农村集体建设用地市场发展和城乡统一建设用地市场建立的要求,未来农村集体建设用地流转应加强以下5 方面的研究：①完善农村集体建设用地流转潜力测算的方法研究,摸清家底,科学判断区域可流转的集体建设用地数量及空间分布,为集体建设用地流转的时序安排提供基础,为集体建设用地流转提供可量化的指标。②深化对农村集体建设用地流转价格的研究。目前农村集体建设用地的地价管理和地价评估研究滞后于农村土地市场发展的要求,应加强集体建设用地定价方法研究,为集体建设用地流转价格的确定提供依据。③加强集体建设用地流转收益分配研究。由于各地开展集体建设用地流转的形式不同,参与流转收益分配的主体及收益分配关系的差异较大,存在各主体利益无法得到合理保障等问题。应加强集体建设用地流转收益的形成机理研究,合理确定参与收益分配的主体及参与主体的收益分配比例。④重视集体建设用地流转的风险控制研究。集体建设用地流转涉及多个利益主体,存在不同程度的不确定性和风险。重视集体建设用地流转的风险识别及风险评估研究,探索建立集体建设用地流转风险控制机制,有效规避及降低风险,实现集体建设用地流转效益的最大化。⑤注重集体建设用地流转潜力、驱动力等方面定量研究。在现有定性分析为主的基础上,加强集体建设用地流转相关方面的定量研究为决策部门把握流转动态及相关决策的制定提供可量化的成果。

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