利用1982年到2000年的探路者NDVI资料,采用奇异值分解分析方法,研究北半球春季NDVI对温度变化响应的空间差异。前7对模态对总的协方差平方和的解释率高达91％以上,反映出NDVI和气温的相关性非常高。第一对模态解释率达42.6%,显示北半球最显著的NDVI响应中心在西西伯利亚。其次是北美大陆,中心在其中东部。第三对及以后的模态反映的是次一级的空间特征。分析表明这些NDVI－温度的耦合模态受大尺度的大气环流系统的显著影响。9个重要的大气环流指标能解释整个北半球NDVI方差的55.6%, 其中对欧洲、北美东南部、北美西北部、亚洲高纬以及东亚地区的影响最突出。因此,研究未来植被生态系统对全球变化响应的区域特征时,必须要考虑到这些环流系统的可能变化及其影响。
在简要阐述陆地系统科学在中国的发展过程和陆地表层系统分区研究重要意义的此基础上,论述了陆地表层系统分区研究的目的与原则,并借鉴黄秉维所提倡的“自上而下”和“自下而上”相结合的研究思路和方法,首先以全国自然区划、生态地理区划、生产潜力分区、经济区划等4个全国性区划及温室气体倍增对未来自然地域分异界线及生产潜力分区的影响为基础,采用叠置与专家评判法将中国陆地表层系统划分成9个一级区,然后采用压力－状态－响应 (PSR) 评价模型和模糊聚类方法,对全国344个地区的46个指标进行模糊聚类分区,进而对各区的陆地表层系统综合状况进行定量评价。结果表明：地貌与气候区域分异是控制我国陆地表层系统综合状况的主导因素,而由人类活动所主导的社会经济因素是控制我国陆地表层系统综合状况的第二位因素。对9个一级区的陆地表层系统状况定量评价表明：华北区、东南区与华南区的陆地表层系统状况最好,东北区居中,内蒙区、陇陕晋区与西南区较差;西北区与青藏区最差。
在遥感技术与GIS技术的支持下,通过1:10万中国土地利用数据库经过分层提取,生成中国土地利用类型空间分布格局数据库,在此基础上对中国土地利用空间格局进行了分析;而后在引入景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数、破碎度指数以及土地利用重心迁移模型和景观类型转移模型的基础上,对中国土地利用景观格局及其空间演变模式进行了定量分析。研究结果表明：10年间,中国耕地重心向北偏东偏移20.93 km左右,林地重心向南偏西移动20.35 km,草地重心向南偏西方向迁移了18.45 km,建设用地重心向南偏东移动,而未利用地重心则向西北偏移7.21 km。
据全国各县近10年的化肥施用量和粮食产量数据,并从不同年份单位播种面积粮食产量和肥料施用量的变化,求出相应不施肥产量和通过施肥可能达到的最高产量,并以上述结果为基础计算出该地区化肥利用率。研究结果表明：当前我国化肥施用的地区差异明显,施用量较集中范围是180～270 kg/hm2和90～180 kg/hm2,部分地区的化肥施用已经过量;单位化肥的粮食产出率主要集中在10～30 kg/kg,化肥利用率大多集中在15%～35%,且与化肥施用量有关。按地区统计,高施肥量区化肥施用明显过量,平均达339 kg/hm2,是全国平均用量 (262 kg/hm2) 的1.29倍;中施肥量区单位面积化肥平均施用量为252 kg/hm2,略低于全国平均水平;低施肥量区则仅为178 kg/hm2,是全国平均的67.8%;我国单位化肥的生产效率及化肥利用率均以低施肥量区最高,分别为17.5 kg/kg 和39.8%;中施肥量区为13.7和36。
根据我国各地区1990~1998年化肥施用量和作物产量,以粮食作物为主要研究对象,从不同年份单位播种面积的粮食产量和肥料施用量变化,求出相应的单位播种面积可能达到的粮食生产潜力,并以此为基础计算出该地区单位播种面积的粮食的增产潜力。研究表明：我国粮食单产大多在3500~5250 kg/hm2范围,粮食单产增产潜力一般在300~600 kg/hm2左右,增施化肥的增产效果一般在5~10 kg/kg (粮食/化肥) 范围,但是各地区的差异较大。对不同地区的比较研究表明：我国粮食单产 (5372 kg/hm2) 和生产潜力 (7462 kg/hm2) 均东部地区 (高施肥水平) 最高;中部地区 (中等施肥水平) 的粮食单产和生产潜力居中,分别为4940 kg/hm2和7216 kg/hm2;西部地区 (低施肥水平) 的粮食单产和生产潜力最低,分别为3844 kg/hm2和5470 kg/hm2。按播种面积计算,粮食单产的增产潜力以西部地区最高,平均达948 kg/hm2;东部地区局中,平均为754 kg/hm2,中部地区则相应较低,为714 kg/hm2。化肥增产效率(增施单位化肥的粮食增产量)以西部地区最高,达9.41 kg/kg (粮食/化肥);中部地区居中,为7.17 kg/kg (粮食/化肥);而东部地区最低,为-11.1 kg/kg (粮食/化肥)。从全国来看,东部地区虽然粮食生产潜力大,但是增产潜力很小,由于施肥量较大,增施化肥的增产效果不明显,因此,今后我国的化肥应该重点考虑投向中部和西部地区。
通过实地观察,分析三峡工程坝区河谷深槽的地貌特征,并在此基础上,对三峡深槽的成因及其发育年代进行探讨。结果表明：(1) 三峡坝区河谷深槽是在三峡地区构造抬升过程中,水流顺构造裂隙强烈侵蚀下切而形成的;对深槽堆积物中朽木进行的14C测年表明,三峡深槽的深切侵蚀大约发生在30~40ka BP;(2) 三峡深槽的向下深切主要是急流 (特别是漩流) 携带岩砾对槽底进行研磨、掏蚀作用形成的;三峡坝区坝上深槽中的岩礁和左壁以及坝下深槽的右壁还受到急流携带岩砾的撞击、冲蚀、磨蚀和下沉流的垂向磨蚀作用;坝下深槽的左壁则是发育了深槽之后,由槽壁岩石的减压张裂及其水下的坍塌而拓展形成的;(3) 深槽的平面延伸受到纵向裂隙构造的控制,最容易发生强烈深切的位置,则受到横向裂隙与纵向裂隙的受切部位控制;深槽中的深潭向下深切所能达到的深度,主要与局部水势的变化及床底岩石抗蚀强度的差异有关,其深度不受海面高度的限制。
三峡库区具有人地矛盾尖锐、生态环境脆弱、经济基础薄弱等特点。本文提出了三峡库区生态环境约束下支柱产业选择的原则,在此基础上建立了库区支柱产业选择的指标体系,运用层次分析法和投入--产出模型等定量研究方法,通过综合比选,将食品工业、以汽车摩托车零配件为主体的机电工业,以中药材深加工为主的医药工业,新型建材和生态旅游作为三峡库区今后15~20年重点发展的支柱产业,并对选择结果作了分析预测。
借助地学信息图谱技术,以不同时相、不同尺度的图像数据源为基础,编制出1949年以来天山北麓绿洲分布图4幅。绿洲演化规律为：1949～1967年为绿洲迅速扩张阶段,耕地面积急剧增加;1967～2000年绿洲扩张速度减缓,耕地面积总量基本保持平衡,城市化进程加快。分析了天山北麓绿洲经济带发展现状,论述了北麓经济带、城市群和主导产业分布格局,讨论了绿洲扩张过程中水资源利用变化以及生态环境问题。这些对研究50年来北麓绿洲经济带的变化具有重要意义,也对未来北麓绿洲经济带的发展具有指导作用。
采用GIS技术和统计分析技术,基于1984年、1992年、1996年和1999年4期土地利用图件和数据,分析了1984～1999年期间北京丰台区农村居住用地变化过程及地域分异特征;提出并应用特征均值探讨了农村人均居住用地和人居密度变化的过程和趋势;以行政村为基本单元,利用1999年农村居住用地数据与对应的农村人口数据建立了表达式为Sv = 11.324e0.0006Pv的农村居住用地与人口相关模型;用1992年数据对模型进行检验和误差分析的结果表明,模型适用地域为北京近郊且不邻近卫星城镇的农村区。
根据大量的植被分布资料,利用地理信息系统软件,将经纬度投影的中国地图划分为1×1o的经纬网格,直观地把冷杉、云杉和落叶松3属的植物分布显示在中国地图上,并对其分布及其丰富度进行分析。结果表明,川西滇北是3属植物共同的现代分布中心;3属植物垂直分布的海拔高度随纬度增加而降低,沿经度方向,由于青藏高原的存在,在经度95~105 oE之间存在高度分布极大值,而这种变化趋势由于复杂的生境出现而常常遭到破坏。文章还简要分析了3属植物分布格局的关系以及3属分布格局的地史成因。
黄土丘陵小流域土壤物理性质在景观尺度上的空间变异以质地、容重和饱和含水量最小,稳定入渗率最大,团稳性与粘结力居中。不同土地利用类型之间诸项物理性质都存在显著差异。土壤质地以林地的砂粒含量显著偏低但粉粒含量显著高于其它土地利用类型,休闲地的粉粒含量显著较低;容重以林地显著偏大,耕地较小;饱和含水量以灌木地较大,林地显著偏低;土壤团稳性以林地显著偏高,耕地显著偏低;土壤粘结力以灌木地、林地、荒地和休闲地显著较强,耕地显著较弱;稳定入渗率以灌木地显著较高,间作地显著较低。就坡形来说,垂直与水平凹形坡的砂粒含量都显著较低而粉粒含量比较高,相反直形坡的砂粒比较高而粉粒含量显著较低;饱和含水量与稳定入渗率都是以垂直直形坡较高,垂直凹形坡则较低。就坡向而言,偏东坡的土壤粘结力显著低于偏西坡;偏北坡土壤质地比偏南坡粘性强,但稳定入渗率低。稳定入渗率还随坡度的增大而增高。随着海拔的升高,土壤砂粒含量与稳定入渗率增高,而粘粒含量与团稳性呈降低趋势。
通过分析黄河下游1958～2000年实测生态可用水,探讨生态需水量内涵,根据黄河特殊性及黄河生态需水量的研究现状,将维持和保护河流功能的黄河下游生态需水量分为汛期输运水量和非汛期生态基流量,在平滩流量输运能力最强的前提下,估算黄河下游汛期输运水量为80~120亿m3,根据实测资料估算作为黄河下游水量控制断面花园口水文站和作为河口地区水量控制断面利津水文站的非汛期生态基分别为80～100亿m3和50～60亿m3。同时指出对黄河下游水沙调控和黄河流域水资源“准市场”的形成,是黄河下游生态需水量实现的保证。
在分析三江平原典型沼泽性河流挠力河径流演变特征及趋势的基础上,应用灰色关联分析和径向基函数网络等方法,探讨了引起径流量减少和发生突变的原因。分析结果表明：当地河川径流演化与沼泽化流域的地理特征以及近50年来沼泽及沼泽化土地的大规模开垦和水资源的开发利用有密切的关系,人类活动是本区河川径流演变的主要驱动力。气候变化在径流演变中所起的作用相应减少。沼泽湿地对区域水系统的水量平衡产生着重要的影响,在流域下垫面已明显变化,水文循环出现变异的情况下,必须加强沼泽湿地保护的水的调控和管理。
通过对地下水系统与生态用水相互作用过程的研究,把生态用水作为重要的用水项目纳入到地下水系统模型考虑范畴,兼顾地下水的经济、环境和生态功能三者统一,在吉林省大安试验区建立了基于生态用水的地下水系统三维模拟与优化管理模型。采用该模型,分别模拟出试验区1998年和1999年地下水系统水资源各项均衡量,并确定了2000年地下水最佳开采利用方案,实现了地下水资源持续高效利用,取得了良好的经济、生态和社会效益。
通过实地监测并全面分析张家界国家森林公园水环境演变趋势,发现金鞭溪水质下降最为明显,而且随着游客的逐年增多,呈现出加速恶化的趋势。金鞭溪水质恶化主要表现为蓝藻、绿藻迅速繁殖,感官质量下降。主要原因是上游接待区锣鼓塔排出的污水中总磷超标。通过建立基于环境脆弱因子的动态阈值模型,计算得出：在不超出张家界景区最为脆弱的环境因子---金鞭溪水质标准:总磷≤0.02前提下,金鞭溪上游接待区住宿设施生态阈值：春季临界床位数为1186,夏季为3057,冬季为545,秋季为333。
