喀斯特地区的水土流失资料很缺乏, 传统的研究方法很多不适用, 为科学地认识喀斯特石漠化治理区水土流失的特征与变化规律, 制定符合喀斯特环境的防治对策, 2006-2010 年间, 结合石漠化治理工程, 对鸭池、红枫湖、花江典型示范区进行了长期的水土流失定位监测, 结果显示, 总体上各研究区在生态及工程治理后土壤侵蚀量明显下降, 地貌类型从宏观上控制着各区域的侵蚀特征, 高原山地土层厚, 大量陡坡开垦, 水土流失严重;高原盆地自然条件较好, 发展生态畜牧和生态农业, 侵蚀量较小;高原峡谷经历早期的剧烈流失后, 现阶段几近无土可流, 侵蚀量极低。生态修复是石漠化治理的核心, 水保林、封禁治理的生态效益好, 草地畜牧业和经济林模式能带来良好经济与水土保持效益。不同等级石漠化的坡度与土被组合特征差异显著, 对土壤侵蚀量有强烈的控制作用, 今后应根据石漠化等级细化喀斯特地区的水土流失分级和制定合适的治理措施。地下流失受研究深度所限, 目前尚无法准确判断其在地表—地下水土流失总量中的贡献率, 对落水洞等关键部位进行工程防治能大大降低其危害性。

以鄱阳湖生态经济区为例, 采用能值形态从投入指标测度耕地的利用集约度, 系统分析了研究区2000-2009 年间耕地的劳动力集约度、机械化集约度、化肥集约度、农药集约度和地膜集约度的时序特征, 然后以这5 种投入能值为基准对研究区耕地利用集约度的整体特征及其时空差异进行分析。结果表明:① 10 年间, 鄱阳湖生态经济区耕地利用集约度呈指数增加, 其中农业机械集约度的比重最大, 达到了99.50%以上, 且逐年上升, 农业机械化成为研究区农业发展的基本趋势;② 耕地属于高度集约利用和低度集约利用的县(市) 最多, 属于精细利用和粗放利用的县(市) 最少;③ 鄱阳湖生态经济区可划分为东部耕地精细利用区、中东部耕地低度集约利用区、中部耕地高度集约利用区、南部和北部耕地中度集约利用区5 个区;④ 耕地利用集约度与社会经济发展水平相协调的县(市) 逐年增加, 社会经济发展水平对当地耕地集约利用水平影响越来越明显。

对浙江地区史前文化的时空分布进行比较研究, 发现4000 cal. a BP前本区史前文化遗址在空间上不断扩大, 较为显著的扩大曾发生过两次, 一次发生在马家浜—河姆渡文化时期, 另一次发生在良渚文化时期;同时以河流谷地为通道, 史前文化从西向东不断向沿海扩展。4000 cal. a BP后, 以马桥文化为代表的各史前文化地域明显收缩, 东向沿海扩散的趋势终止, 同时伴随有南北两种不同模式的生产方式和经济形态转变。浙江地区史前文化分布与全新世海面波动有显著的关系, 尤其是杭州湾两岸的史前文化遗址分布与海面变化的关系最密切, 7000 cal. a BP 以来的低海面—海退成陆过程为史前居民提供了广阔的陆地生存空间。浙江地区史前文化变迁与环境变化在时相上具有一致性, 对比天目山千亩田泥炭和东海内陆架泥质沉积的环境演变记录表明, 4000 cal. a BP前浙江地区史前文化的东向地域扩展是在全新世气候适宜期背景下进行的, 是农业文明和海洋文明共同作用下的扩展和延伸;而4000cal. a BP后史前文化的地域收缩是在气候干冷和沿海海洋环境恶化的背景下发生的。以上初步证明浙江地区史前文化的发展、扩张和收缩与环境变化呈显著的正相关, 而气候环境变化正是引起上述这种变化以及生产方式和经济形态变化的深层次原因。因此, 气候环境成为浙江史前文化变迁的重要影响因子, 其对文化的分布、传播、扩展和演变等都产生了重要影响。

利用1975 年MSS影像, 1992 年、2006 年、2010 年TM影像和1999 年ETM +影像等5 个时期遥感影像为数据源, 提取奈曼旗35 年来沙漠化土地动态变化信息, 并在此基础上, 探讨了区域沙漠化土地景观格局时空演变特征, 旨在为科尔沁地区沙漠化治理和区域生态环境恢复与重建提供参考。结果表明:(1) 35 年来, 奈曼旗沙漠化土地面积总体呈逆转的趋势, 沙漠化总面积减少了123.43 km², 沙漠化土地主要经历了先增加后减少的过程;(2) 景观格局呈波动性变化, 1999 年以前, 景观形状指数和多样性指数增加, 蔓延度和聚集度减小, 破碎化程度加强, 沙漠化程度上升, 沙漠化主导类型为中度和重度沙漠化, 1999 年以后破碎化程度变弱, 沙漠化程度明显下降, 沙漠化主导类型转变为中度和轻度沙漠化;(3) 1975-2010 年间轻度和中度沙漠化土地重心迁移最为明显, 轻度沙漠化土地重心向东北方向偏移了6.35 km, 中度沙漠化土地重心向西南方向偏移了7.24 km。

冰川储量变化与冰川水资源量变化以及冰川对河川径流的贡献量密切相关。在GPR-3S技术支持下, 本研究基于雷达测厚数据、不同时期的高分辨率遥感影像、地形图及实测资料, 分析了天山三个典型地区四条代表性冰川近期厚度及储量变化特征, 并通过对比探讨了造成变化差异的可能原因。结果表明, 1962-2006 年乌鲁木齐河源1 号冰川厚度平均减薄0.15m a^-1, 冰储量亏损26.2×10⁶ m³, 冰川末端平均退缩3.8 m a^-1;博格达峰南坡的黑沟8 号冰川在1986-2009 年间, 冰舌平均减薄0.57 m a^-1, 冰储量损失了25.5×10⁶ m³, 末端平均退缩11.0 m a^-1;位于博格达峰北坡的四工河4 号冰川在1962-2009 年间冰舌平均减薄0.32 m a^-1, 冰储量亏损14.0×10⁶ m³, 末端平均后退8.0 m a^-1;1964-2008 年间, 托木尔峰青冰滩72 号冰川冰舌平均减薄0.22 m a^-1, 由此至少造成冰储量亏损14.1×10⁶ m³, 末端退缩达40.0 m a^-1。对比分析显示, 青冰滩72 号冰川消融退缩最为强烈, 黑沟8 号冰川次之, 与乌鲁木齐河源1 号冰川、科其喀尔冰川相差不大, 稍大于四工河4 号冰川和哈密庙尔沟冰川。这种差异可能与区域气候变化和冰川物理特征有直接关系。

利用1961-2011 年长江源区流域水文、气象观测数据和国家气候中心2009 年11 月发布的中国地区气候变化预估数据集(2.0 版本), 通过分析长江源区流量的演变规律和揭示气候归因, 预测了未来流量可能的演变趋势。研究表明:近51 年来长江源区地表水资源总体呈增加趋势, 特别是2004 年后增加趋势显著, 并具有9a、22a 的准周期;青藏高原加热场增强, 高原季风进入强盛期, 流域降水量显著增加, 加之气候变化导致冰川融水增多, 是引起长江源区地表水资源增加的主要气候归因;根据全球气候模式预测, 在SRESA1B气候变化情景下, 未来20年长江源区地表水资源仍有可能以增加为主。

利用近40 年(1971-2010 年) 西藏高原积雪日数资料, 分析了西藏高原积雪的时空分布特征。分析表明:藏东北部、南部边缘地区积雪较多, 年积雪日数在60 d 以上。近40 年来, 西部和东南部积雪日数呈显著减少的趋势, 除东南部各站、聂拉木和昌都积雪日数减少明显, 聂拉木减幅最大, 达到-9.2 d/10a, 其它各站地区积雪的变化趋势并不显著。西藏各区域积雪日数出现了准2 年、准4 年、准8 年、准14 年和准17~18 年的年代际周期, 南部边缘地区、东北部和西部地区积雪日数以10 年以下的周期为主。各区域积雪日数与冬季平均气温有明显的负相关, 但降水与积雪的相关在那曲中西部地区、沿江一线、东北部和南部边缘地区表现为明显的正相关。

基于2000-2009 年MODIS-NDVI 植被覆盖指数, 采用线性趋势分析、Hurst 指数和偏相关系数等数理分析方法, 对陕甘宁地区“退耕还林还草”实施10a 来植被覆盖时空变化特征、影响因素及其未来变化趋势进行分析。结果表明:① 2000-2009 年陕甘宁地区植被覆盖呈现明显增加趋势0.032/10a, 远快于三北防护林工程区1982-2006 年植被覆盖平均增速0.007/10a;② 陕甘宁地区植被恢复具有阶段性, 整体呈“S”型增长, 具有两次明显的植被高恢复期;③ 陕甘宁地区植被恢复以轻微改善为主, 中度改善次之, 呈退化趋势区域比重较小(2.38%), 零星分布于宁南八县、定边东部、甘肃陇东的环县和镇原;④ 陕甘宁地区植被覆盖度逐年提高、生态环境持续改善是人类活动和气候变化共同驱动, 其中人类经济活动作用明显;⑤ 陕甘宁地区植被恢复具有一定的持续性, 未来大部分区域将持续改善, 退化区集中分布于陕北中东部、“彭阳—镇原”南部以及盐池北部。

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选取香港海域7个水环境控制区在1988 ~ 1999年期间每月或每半月定位连续取样的37个水质测站,每个测站选用17个水质参数,研究香港海域海岸带水体叶绿素-a浓度及其相关因子的时空分布规律。对37个测站17个参数作聚类分析,结果表明,香港海域东部由半封闭海湾组成的水域控制区,其赤潮发生频率较高;西部水域属于河口环境。多变量分析结果表明,BOD5对叶绿素-a浓度普遍存在显著性影响,氮和光照条件在东部海域对叶绿素-a浓度的影响比西部海域更显著,而磷以及包括盐度、温度、溶解氧和pＨ在内的海洋物理化学条件在西部海域有更显著的影响。在整个香港海域,年内平均最高叶绿素-a浓度主要出现在冬末春初和夏末秋初,东部海域的年平均叶绿素-a浓度一般高于西部海域。香港海域的叶绿素-a浓度普遍存在一个8~10年的周期性变化规律。

采用珠江三角洲网河区数十年来的人类活动和水文特征资料,通过分析人类活动的水文响应特征,发现该地区近10年多来水文情势发生了显著异变。主要表现在河道人工采沙以及大洪水冲刷导致河床下切,部分断面水位—流量关系异变。部分河段冲淤特征倒转,汊河分水分沙比发生变化。围垦、桥梁、码头建设以及水闸的不合理调度使得水量集中,蓄滞洪能力减小,河道流量增加。三角洲上部河床剧烈下切,汇流速度加快;而口门多呈淤积状态,加之海平面上升,潮流顶托阻水,三角洲腹地水位抬升,洪涝威胁加剧。剧烈人类活动是珠江三角洲网河区水文与地貌特征变异的直接原因。

利用1954~2001年60个站的气象实测资料,探讨了西北地区东部群发性强沙尘暴的认定标准,建立起该地区近48年较完整的群发性强沙尘暴序列,并初步分析了该地区群发性强沙尘暴的时空分布特征和年际变化。结果表明：近48年西北地区东部共出现了99例群发性强沙尘暴;阿拉善高原、鄂尔多斯高原及河西走廊的大部分地区是强沙尘暴的主要多发区;强沙尘暴的多发季节为3~5月,约占全年的78.8%;强沙尘暴的发生次数、持续时间和覆盖范围以20世纪90年代最少、最短和最小,但是1997年以后有明显的增加趋势。

以陕北长城沿线农牧交错区为例,运用遥感与GIS技术、定性与定量相结合的方法,对研究区1985～1998年土地利用类型转换及土地退化时空规律、趋势和机制等进行了评价与分析。研究表明：该区土地退化的主导类型是土地沙漠化。从成因分析,土地沙漠化主要是长期以来的人口超载、不合理的土地利用方式和高强度的土地开发行为激发了地表自然过程的退化性演替,致使潜在的自然环境脆弱性转化为现实的破坏。过去13年土地退化程度总体上在不断加剧,而且退化类型正向多样化发展。最后,依据评价与分析结果,进一步对该区土地退化防治和沙漠化土地生态恢复的措施与对策进行了讨论。