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当期目录

    2010年, 第65卷, 第9期 刊出日期:2010-09-20 上一期    下一期
    生态系统
    全球变化与陆地系统综合集成模拟——新一代陆地生态系统动态模型(DLEM)
    田汉勤, 刘明亮, 张弛, 任巍, 徐小锋, 陈广生, 吕超群, 陶波
    2010, 65 (9):  1027-1047.  doi: 10.11821/xb201009001
    摘要 ( 2308 )  

    人类社会从陆地生态系统获取生产和生活资料的同时也作为一种干扰形式改变着地气之间的动态平衡。这三个既独立又相互耦合的子系统共同组成了一个复杂的陆地系统。如何深入理解这一系统的过程和机制是人类应对气候变化挑战的前提条件。陆地生态系统模型作为一种集成工具,已广泛应用于全球变化研究的各个领域,但从输入数据到模型结构和过程等诸多方面仍存在很大的不确定性。近年来,随着大气和地面生态观测网络的不断完善以及遥感等空间技术的不断强大,使陆地生态系统模型进一步发展和突破成为可能。新一代多因子驱动的陆地生态系统动态模型(Dynamic Land Ecosystem Model, DLEM) 正是在这一背景下应运而生的。本文旨在介绍DLEM的主体框架、输入输出变量、关键过程、主要功能和特点。

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    中国不同产业空间的碳排放强度与碳足迹分析
    赵荣钦, 黄贤金, 钟太洋
    2010, 65 (9):  1048-1057.  doi: 10.11821/xb201009002
    摘要 ( 594 )  

    采用2007 年中国各省区不同产业各种能源消费等数据,通过构建能源消费碳排放和碳足迹模型,对各省区化石能源和农村生物质能源的碳排放量进行了估算;建立了不同产业空间与能源消费碳排放的对应关系,将产业活动空间分为农业空间、生活与工商业空间、交通产业空间、渔业与水利业空间、其他产业空间等五大类;对各省区不同产业空间碳排放强度和碳足迹进行了对比分析。主要结论如下:(1) 中国2007 年能源消费碳排放总量为1.65 GtC,其中化石能源碳排放占89%;(2) 2007 年中国产业空间碳排放强度为1.98 t/hm2,其中,生活及工商业空间、交通产业空间的碳排放强度较高,分别为55.16 t/hm2和49.65 t/hm2;(3) 2007 年中国产业空间碳足迹为522.34×106 hm2,由此造成的生态赤字为28.69×106 hm2,这说明我国的生产性土地面积不足以补偿产业空间的碳排放,补偿率约为94.5%。各地区碳足迹差异明显,不少省份甚至存在生态盈余。总体而言,从产业活动空间的角度来看,中国目前的碳赤字不大;(4) 全国产业空间单位面积碳足迹为0.63 hm2/hm2,其中生活与工商业空间的碳足迹最大,为17.5 hm2/hm2。不同产业空间单位面积碳足迹大都呈现从东到西逐渐下降的趋势。

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    内蒙古羊草草原呼吸的影响因素分析和区分
    耿元波, 罗光强
    2010, 65 (9):  1058-1068.  doi: 10.11821/xb201009003
    摘要 ( 381 )  

    利用静态暗箱-气相色谱法在植物生长旺季测算了内蒙古锡林河流域羊草草原的土壤微生物呼吸、土壤呼吸和生态系统呼吸。地温和水分是植物生长旺季呼吸最重要的影响因素。地温在水分条件适宜的情况下可以解释CO2通量的部分变化(R2 = 0.376~0.655)。土壤水分含量也可以解释土壤呼吸和生态系统呼吸的部分变化(R2 = 0.314~0.583),但基本不能解释土壤微生物呼吸的变化(R2 = 0.063)。即使在较高温度下,较低的土壤水分含量(≤ 5%) 也会显著的抑制CO2排放。长期干旱后降雨使CO2通量在高温下迅速增大。基于5 cm地温和0~10 cm土壤水分含量的双变量模型可以解释CO2通量约70%的变化。观测期间,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例介于47.3%~72.4%之间,平均为59.4%;根呼吸占土壤呼吸的比例介于11.7%~51.7%之间,平均为20.5%。由于植物体去除引起的土壤水分含量上升可能使我们对土壤呼吸占生态系统呼吸比例的估计略微偏高,根呼吸占土壤呼吸的比例略微偏低。

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    气候变化
    东北地区冬季降雪的集中度和集中期变化特征
    王冀 , 赵春雨, 娄德君
    2010, 65 (9):  1069-1078.  doi: 10.11821/xb201009004
    摘要 ( 669 )  

    应用1961-2005 年东北地区冬季的台站降水资料,计算并分析了东北地区降雪集中度和集中期的时空变化特征和集中度偏高时的环流特征.结果表明,东北地区降雪集中度呈逐年上升趋势,集中期呈明显下降趋势。从年代际变化上来看,集中期存在着12 年的长周期,在1970 年代中期之后存在8 年左右的短周期。从空间变化的情况来看,东北地区冬季降雪集中度由东向西依次增加,吉林的东部地区出现集中度最低值,辽宁中部、吉林中部存在着集中期的高值中心。对于东北不同区域,东北东部和中部变化趋势一致,集中度呈上升趋势,集中期呈下降趋势。东北西南部和东北北部降水集中度均呈微弱的上升趋势,其中东北西南部地区降雪的集中度上升趋势最弱。东北北部降水集中期的下降趋势最弱。在影响东北降雪集中度偏高时,在高空500 hPa 东北地区均处于东亚大槽控制,东亚大槽在东北西部加深,而在东北东部有高压易于形成并加强,导致东亚大槽东移缓慢。高、低空急流均明显存在,与低空急流相比,高空急流更强,位置偏西南。在太平洋上水汽输送的高值区明显增强,范围也增大,东北地区受沿高值中心北侧向西北向输送的水汽影响。

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    长江流域实际蒸发量的变化趋势
    王艳君, 姜彤, 刘波
    2010, 65 (9):  1079-1088.  doi: 10.11821/xb201009005
    摘要 ( 806 )  

    采用经过参数率定的区域蒸散互补关系原理AA模型和全球海气耦合模式ECHAM5/MPI-OM估算长江流域1961-2007 年的实际蒸发量,运用线性回归法和非参数Mann-Kendall 秩次相关检验法对2 种方法估算的实际蒸发量进行年、年代际和季节变化特征分析与对比,揭示长江流域实际蒸发量的变化规律。结果表明:长江流域年实际蒸发量呈现显著的下降趋势,2种方法估算的结果分别以-9.3 mm/10a 和-3.6 mm/10a 的速度下降,从20 世纪90 年代开始实际蒸发量的下降幅度明显增大;在季节变化上,2 种方法估算的结果在春、秋季均呈现显著的下降趋势,在夏、冬季表现为相反的变化趋势;在空间差异上,流域各地区的变化趋势总体较一致,其中以中下游地区的变化趋势最为显著。

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    人地关系
    长江上游侵蚀产沙与社会经济因子的关系
    杜俊, 师长兴, 胡大伟, 王红兵, 范小黎
    2010, 65 (9):  1089-1098.  doi: 10.11821/xb201009006
    摘要 ( 533 )  

    近年来,随着一系列水利水保工程的建设和使用,长江上游地区人类活动改变泥沙过程的作用越发明显,有必要对其地位和作用进行宏观层面的分析。以四川省和重庆市为例,利用2007 年和1989 年县域截面数据研究了长江上游侵蚀产沙与社会经济因子的关系,结果表明:人口密度、耕地面积与侵蚀产沙具有显著的相关性,其中人口密度与侵蚀产沙的联系更为紧密,并且存在一个临界区间,当人口密度超过这个临界,侵蚀产沙随着人口密度与耕地面积的增加而减少;反之,则侵蚀产沙随着人口密度的增加而增加。这种临界现象实质上体现了地形、降水、土壤等自然环境对产沙的影响,也有部分人为作用。从时空变化来看,人口在不断的向产沙较少、自然条件良好的地区集中,从产沙较多、不适宜生产生活的地区迁离。自然因子对东部高人口密度地区产沙影响较小,对西部低人口密度地区的影响较大。总体上,自然因子对长江上游产沙格局的影响占主导。

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    浙江自然地理环境与采石文化的关系
    郑伟忠
    2010, 65 (9):  1099-1110.  doi: 10.11821/xb201009007
    摘要 ( 809 )  

    浙江是石材大省,采石文化源远流长,近年来陆续发现多个古代采石遗迹。浙江采石文化是在浙江特有的地质、地貌、水系、气候等自然地理要素的综合作用下产生和发展起来的。浙江的地质条件是区域采石文化发生和发展的前提条件。“七山一水二分田”的地貌格局对采石文化的产生和发展具有重要影响。山地丘陵本身就是潜在的采石场所,蕴藏着丰富的石材资源,平原中的孤丘、平原与山地丘陵过渡地带以及盆地边缘地带常常分布有采石场,而特殊的河口地貌、漫长曲折的海岸线和数量众多的岛屿都会在一定程度上对采石文化产生影响。纵横交错的水系为石材的运输提供了便捷,有利于采石文化的传播,而河流水利工程的建设也会对采石文化产生一定的影响。特殊的沿海气候条件也会对采石文化产生一定的影响。采石文化对自然地理环境会产生一定的反作用,影响并且改变当地的地貌、水文、植被等自然地理环境要素。人类的采石活动对自然地理环境的改变主要是通过采石场景观的形成和石材的使用两条途径来实现的。

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    地理信息科学
    新开河流域土地利用格局变化图谱分析
    张国坤, 邓伟, 张洪岩, 宋开山, 李恒达
    2010, 65 (9):  1111-1120.  doi: 10.11821/xb201009008
    摘要 ( 603 )  

    基于地学信息图谱分析方法,运用ARC/INFO软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,利用新开河流域33 年(1969-2001 年) 土地利用格局4 期的空间数据(1969 年、1979 年、1992年、2001 年),合成了一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明:在过去33 年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加,其净增面积1357.2 km2,占流域总面积超过32%,其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地;沙地变化有所起伏,占流域总面积不低于23%,虽然总体呈减少趋势,但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重;草地大幅度减少,其净减面积1582.6 km2,占流域总面积由36.2%缩减为18.5%,其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地;居民地、盐碱地呈增加趋势,湿地、林地呈减少趋势。

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    基于GIS的城市用地布局多情景模拟与方案评价——以江苏省太仓市为例
    秦贤宏, 段学军, 杨剑
    2010, 65 (9):  1121-1129.  doi: 10.11821/xb201009009
    摘要 ( 661 )  

    用地布局一直是城市总体规划中的关键难题,以往的规划方案多凭借规划师的经验判断、简单的图层叠加和有限的公众参与生成。然而新的城乡规划法要求从多角度综合考虑城乡用地布局问题,更加注重规划过程的科学性和准确性,也就特别需要有一种适应多情景分析下的城市用地布局模拟与方案评价方法。文章以江苏省太仓市为例,借助GIS技术的强大空间分析功能,探讨了这种方法的技术流程:① 参考已有的大尺度城市未来模型,结合我国特别是研究区的区域特点,构建一个实用的城市未来模型(Urban Future Model,UFM);② 通过用地评价、战略归纳、情景模拟等步骤,生成若干个可选的用地布局模拟方案;③ 应用多目标达成矩阵法从粮食、生态、灾害等多个角度对这些方案进行综合评价,并根据评价结果选择一个最佳方案作为本轮总规用地布局的规划参考方案。

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    基于匀光遥感的6000年来盐城海岸演变研究
    康彦彦, 丁贤荣, 程立刚, 张晶
    2010, 65 (9):  1130-1136.  doi: 10.11821/xb201009010
    摘要 ( 817 )  

    本文研究盐城串场河一线至黄海60 km宽的海积平原海岸演变过程。对1975 年的MSS影像,进行遥感匀光处理、阈值分割等影像解译,获取了盐城海积平原古海岸演变解译图,即“斑马条纹”二值图;对19 个实测底质样品进行分析,发现海积平原呈现砂质(粗颗粒) 与淤泥质(细颗粒) 沉积相间平行的分布规律,而这一空间交替分布特征与解译图上“斑马条纹”的二值条带具有良好的对应关系;同时,搜集整理了近几十年来的盐城古海岸调查资料与研究成果,发现前人历史岸线的空间分布与“斑马条纹”整体趋势相同。综上所述,“斑马条纹”应为盐城海岸演变标志,解译出砂冈10 条,冈间低地10 条,形成了对盐城海积平原地貌沉积及海岸演变过程的新认识。

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    基于耦合地理模拟优化系统GeoSOS的农田保护区预警
    陈逸敏, 黎夏, 刘小平, 李少英
    2010, 65 (9):  1137-1145.  doi: 10.11821/xb201009011
    摘要 ( 725 )  

    依据农田保护区规划与城市发展模拟相耦合的新思路,开展农田保护区预警研究。以广东番禺为实验区,首先利用基于多智能体的空间优化配置模型(AgentLA) 自动生成农田保护区范围。AgentLA模型能避免产生分散、破碎的空间格局,有利于保护区的管理和维护。通过地理模拟优化系统GeoSOS中的神经网络CA模型对研究区2025 年的城市发展格局进行三个情景的模拟:低速增长情景、基准情景和高速增长情景。最后利用GIS空间分析方法将预测结果与农田保护区相结合,提取农田保护与城市扩张产生冲突的区域。总体上,冲突的严重程度随着空间上城市扩张强度的增大而加剧,高速增长情景中冲突区域的面积较大。冲突区域的存在一方面说明了农田保护区需要相应的法律、法规支持,否则可能会因城市扩张而被侵占;另一方面也反映了农田保护与地区发展之间的冲突。因此,可以根据所提取的冲突区域面积大小、空间位置等特征,采取某种形式补偿,以此取得农田保护与地方利益之间的平衡。

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    地理学家
    黄秉维与自然地理研究
    杨勤业, 郑度
    2010, 65 (9):  1146-1150.  doi: 10.11821/xb201009012
    摘要 ( 293 )  
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