地理学报

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气候变化

历史时期中国重大自然灾害时空分异特征

刘毅, 杨宇

2012, 67(3): 291-300. https://doi.org/10.11821/xb201203001

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通过历史文献和史料记载的整理,对中国历史时期的重大自然灾害进行了系统的梳理,分析了公元前180 年-1911 年和民国时期重大自然灾害发生的频次和损失的时空格局特征,得出结论:(1) 对灾害发生的频次进行分析,不同灾种发生频次不同,空间格局呈现明显的地域分异,灾害的空间分布与灾种之间的关系明显;(2) 对灾害带来的损失进行分析,发现不同类型灾害发生的频次与灾害带来损失的空间格局并不相同。究其原因在于:(1) 各种自然灾害的孕灾环境不同,是其空间格局差异性的决定性因素;(2) 自然灾害带来的损失大小与经济和人口的集中程度密切相关。自然灾害损失较大的往往都是农业、文化、商贸较为发达的区域,这也是我国区域经济格局空间差异的必然。

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气候变化

1900-2009 年中国均一化逐月降水数据集研制

李庆祥, 彭嘉栋, 沈艳

2012, 67(3): 301-311. https://doi.org/10.11821/xb201203002

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收集、整理全国1900-2009 年110 年逐月站点历史降水量资料,采取标准正态检验(SNHT) 方法,对台站序列进行了均一性检验,并对部分明显不连续的站点序列进行了均一化调整和订正。在此基础上,分别对近百年降水距平序列和1971-2000 年气候标准值进行了网格化,形成了逐月网格化气候数据集(5°×5°,2°×2°),并采用经验正交展开(EOF) 技术方案进行了统计插补实验,形成了完整的5°×5°经纬度网格点数据集。基于不同分辨率网格数据集,建立了110 年中国降水变化序列,计算了110 年中年及季节降水量变化趋势。结果表明,中国近110 年来年降水量变化略呈下降趋势,但没有达到统计显著性水平,各个季节的情况略有差别。统计插补后对1900年以后几年的降水量略有下降,使得近百年线性趋势略上升。

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气候变化

新疆地区最大连续降水事件时空变化特征

李剑锋, 张强, 白云岗, 张江辉

2012, 67(3): 312-320. https://doi.org/10.11821/xb201203003

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基于新疆51 个站点1960-2005 年的日降水资料,从最大连续降水事件出发,以年、夏、冬为研究时期,定义描绘最大连续降水事件的日数、降水量和降水强度的9 个极端降水指标,研究最大连续降水事件的时空概率特征。本文应用改进的Mann-Kendall 法对各指标变化趋势进行检验,采用基于F 检验的线形分析计算其变化率。研究结果表明:(1) 年和夏季最容易发生2 天的最大连续降水天数,最大连续降水事件日数越长,降水强度越低;冬季易发生1 天的最大连续降水天数,随最大连续降水事件日数的增加,降水强度增加;(2) 近年来,日数短的连续降水天数事件频率减少,而随降水日数的增加;降水量有增加趋势;因此,新疆降水有极端化的趋势;(3) 新疆有湿润化趋势,而南疆在夏季的湿润趋势比北疆明显,北疆在冬季比南疆显著。

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气候变化

中国日降水量小于不同阈值日数时空分布特征

廖要明, 陈德亮, 谢云

2012, 67(3): 321-336. https://doi.org/10.11821/xb201203004

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利用中国672 个站点1951-2010 年的逐日降水资料,系统分析了全国各地日降水量小于0.1 mm、1 mm、5 mm和10 mm不同阈值的日数、平均持续日数、最长持续日数和持续10 天以上过程出现频次等要素的时空分布特征,并分别选择齐齐哈尔、乌鲁木齐、北京、昆明、常德、南京、汕头和海口8 个代表站点,分析了各变量的历史演变趋势。结果表明,全国日降水量小于0.1 mm、1 mm、5 mm和10 mm日数、平均持续日数、平均最长持续日数、极端最长持续日数以及日降水量小于0.1 m持续10 天以上过程发生频次的时空分布特征基本相似,空间上自西北向东南方向递减,时间上冬、秋季多,春、夏季少,这与我国气候干旱的时空分布特点基本一致;而全国日降水量小于1 mm、5 mm和10 mm持续10 天以上过程出现频次的时空分布特征,与我国实际干旱灾害的发生规律基本一致,高值中心出现在华北、黄淮、江淮、江南等地,发生时间集中在春、夏季。全国主要区域代表站点日降水量小于0.1 mm日数、平均持续日数、最长持续日数基本都呈增加趋势,且南方强于北方;日降水量小于1mm、5 mm和10 mm日数、平均持续日数和最长持续日数在西部地区,特别是西北地区表现出较为明显的减少趋势,其中乌鲁木齐日降水量小于5 mm和10 mm平均持续日数线性减少趋势分别达2.0 d/10a 和7.5 d/10a,最长持续日数线性减少趋势分别达9.3 d/10a 和11.8 d/10a,呈现出明显的湿润化趋势。

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气候变化

气候变化对小麦生物量影响的概率预测和不确定性分析

刘玉洁, 陶福禄

2012, 67(3): 337-345. https://doi.org/10.11821/xb201203005

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气候变化对农业生产的影响和适应一直是学界关注的重点。但是,由于气候模式输出、排放情景、尺度转换、模型参数化等研究过程中存在的不确定性,往往导致研究结果也存在较大的不确定性。为减少研究结果的不确定性,本研究综合了IPCC 四个排放情景(A1FI、A2、B1、B2) 以及5 个全球气候模式(HadCM3, PCM, CGCM2, CSIRO2, ECHAM4) 的输出结果,基于英国CRU 气候中心的20 个未来情景数据库,生成全球平均温度升高1℃(GMT+1D)、2℃ (GMT+2D)、3℃ (GMT+3D) 下研究站点的气候日值中值情景数据,利用过程模型CERES-Wheat 和概率预测方法研究CO₂肥效作用和GMT+1D、GMT+2D、GMT+3D对我国小麦主产区小麦生物量的影响。研究结果表明:CO₂肥效作用可以补偿由于温度升高而造成的小麦生物量减产且补偿作用随着温度的升高而增加。当有CO₂肥效作用时,灌溉小麦和雨养小麦生物量均增加,且随着温度的升高生物量的增长程度增大,相同情景下,雨养小麦生物量的增高概率大于灌溉小麦。当不考虑CO₂肥效作用时,灌溉小麦和雨养小麦生物量均降低,且灌溉小麦生物量减产的概率大于雨养小麦减产概率。

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遥感应用

农田景观空间异质性分析及遥感监测最优尺度选择——以三江平原为例

温兆飞, 张树清, 白静, 丁长虹, 张策

2012, 67(3): 346-356. https://doi.org/10.11821/xb201203006

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农情遥感监测需要高时间分辨率的遥感数据,目前这些数据大都为中低空间分辨率影像。在这些尺度下,像元内部往往是异质的,从而影响农情参数反演精度。因此分析和表达农田景观空间异质性和最优尺度选择对遥感农情监测质量的提高具有重要的应用价值。选取建三江农垦区四种典型农田景观为研究点,Landsat/TM NDVI为实验数据,利用实验变异函数对四种景观类型的各向空间异质性进行了分析, 而后通过变异函数模型拟合,定量分析了各个研究点的整体空间异质性,并在此基础上进行了研究区遥感监测最优尺度选择。研究表明:(1) 基于实验变异函数的结构分析方法,可定性地认识空间异质性的大小和方向,进而挖掘出其背后的自然和人为驱动因素。(2) 对实验变异函数进行拟合分析,可定量地刻画不同景观格局各自的空间异质性特性。此外,基于变异函数对空间异质性的定量表达,讨论了利用积分变程A结合Nyquist-Shannon采样定理进行最优尺度选择的方法。

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遥感应用

基于Logistic回归模型的北京市水库湿地演变驱动力分析

李洪, 宫兆宁, 赵文吉, 宫辉力

2012, 67(3): 357-367. https://doi.org/10.11821/xb201203007

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水库湿地作为北京市面积最大的人工湿地,是北京市重要的生态基础设施。从自然环境和社会经济因素两个方面,构建北京市水库湿地演变的驱动因子指标体系,其中自然驱动因子包括年均降水量、气温、入境水量和地下水埋深;社会经济驱动因子包括常住人口数、城市化率和人均GDP。应用长时间序列(1984-2010 年) 的TM遥感影像,提取北京市近30 年来水库湿地的空间分布信息,根据湿地面积增长和消退的演变规律,利用Logistic 回归模型定量分析不同时间段下水库湿地演变的驱动机制。结果表明:不同时期内水库湿地变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异。在1984-1998 年间,北京市水库湿地增长变化的主导驱动因子是年均降水量和入境水量,Logistic 回归的贡献率分别为5.778 和3.504,主要受自然环境因素的影响;在1998-2004 年期间,水库湿地急剧减少的驱动因子主要为常住人口、地下水埋深和城市化率,影响贡献率分别为9.41、9.18 和7.77,人为活动的影响开始加剧;在2004-2010 年间,影响水库湿地发生变化的主导因子是城市化率和年均降水量,贡献率分别为6.62 和4.22,受自然和社会经济因素的交叉影响。

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遥感应用

黄河三角洲岸线及现行河口区水下地形演变

彭俊, 陈沈良, 李谷祺, 刘锋, 陈广泉

2012, 67(3): 368-376. https://doi.org/10.11821/xb201203008

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根据实测的岸线和水深数据,利用Surfer 和Mapinfo 等软件进行数据处理,结合不同阶段利津站输沙量,分析了黄河三角洲岸线及现行河口区水下地形演变。结果表明:1953-2000年,68%左右的入海泥沙淤积在口门和滨海区。由于入海流路变迁,不同岸段的岸线变化具有各自的特征。刁口河流路以西岸线基本稳定;刁口河流路以东—孤东油田以北岸线经历先淤后冲,属于强侵蚀岸段,但在防潮大堤的保护下得到人为控制下的稳定;清水沟流路形成的岸线整体向海淤进,但清8 出汊后,清水沟老河口沙嘴南侧出现侵蚀。1976-1996 年,现行河口(清水沟流路) 水下地形总体上表现为淤积,顶坡段变缓,前坡段变陡。1996-2005 年,清水沟老河口水下地形顶坡段和前坡段发生侵蚀,底坡段呈现淤积;出汊新河口水下地形继续淤积,但程度和范围都比1976-1996 年的小。孤东油田近岸侵蚀加剧。

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遥感应用

基于影像间潮滩地形修正的海岸线监测研究——以黄河三角洲为例

刘艳霞, 黄海军, 丘仲锋, 陈纪涛, 杨曦光

2012, 67(3): 377-387. https://doi.org/10.11821/xb201203009

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针对潮滩环境中潮汐和坡度变化对海岸线变化监测的影响,提出一种通过两景影像计算潮滩坡降进而准确获得海岸线的方法,并利用坡降值估算潮滩体积。以岸线变化较剧烈的黄河三角洲南部的甜水沟口至小清河口的粉砂淤泥质潮滩为例进行应用研究。结合遥感影像、实测固定断面数据和水深测量数据分析表明,影像间的潮差对坡降估算值虽有较大影响,但选择合适潮位估算潮滩坡降是可行的,估算坡降的最小相对误差可达0.2%,均方根误差小于实测坡降一个数量级。1973-2009 年甜水沟口至小清河口14 个年份的岸线变化分析显示,黄河改道对本区的直接淤积影响在甜水沟向南3 km范围内,最大淤积区位于甜水沟口附近,年均淤积率31 m/a,而后在1989-2002 年海区南部出现较大幅度淤积,主要为黄河入海水沙直接或间接淤积造成的;研究时段内岸滩总体演化趋势为蚀退,最大年均蚀退速率51 m/a,黄河改道造成的海洋动力变化是影响本区海岸冲刷的主要因素。验证表明,本文方法计算的潮滩体积用于指示海滩冲淤变迁是合理可行的。

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水文

皇甫川流域降水和人类活动对径流量变化的贡献率分析——累积量斜率变化率比较方法的提出及应用

王随继, 闫云霞, 颜明, 赵晓坤

2012, 67(3): 388-397. https://doi.org/10.11821/xb201203010

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随着全球或区域气候的变化,加上渐强的人类活动的影响,世界上一些河流的径流量发生了明显减小的变化趋势,这在干旱及半干旱地区的河流中尤其明显。在我国,北方干旱及半干旱地区河流的径流量的减小已经引起了严峻的生活及生态方面的问题。因此查明流域径流量的变化特征、趋势及分析其原因,是流域管理中面临的重要科学问题。该研究以黄河中游一级支流皇甫川流域为例,利用1960-2008 年的数据资料,采用累积距平方法、年际累积量方法,分析了该流域径流量和降水量的变化趋势,识别出径流量变化过程中1979 和1998 为其两个突变年份,而降水量变化过程中仅存在唯一的突变年份1979。利用统计分析法分别分析了1960-1979、1980-1997 和1998-2008 三个时期的累积径流量与年份之间的线性关系,以及1960-1979、1980-2008 两个时期累积降水量与年份之间的线性关系。采用本文提出的新的计算方法——累积量斜率变化率比较方法,以1960-1979 为基准期,在不考虑蒸散总量的影响时,计算得出皇甫川流域径流量减小的降水量和人类活动的相对贡献率在1980-1997 年间分别为36.43%和63.57%,在1998-2008 年间分别为16.81%和83.19%。该研究结果揭示了皇甫川流域近半个世纪以来径流量的变化趋势及其主要影响因素的贡献率,对于该流域未来水资源的开发利用具有重要指导作用。同时,所提出的定量研究方法可以应用在干旱—半干旱地区河流径流量变化及其影响因素的定量评估中。

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水文

淮河流域极端径流的时空变化规律及统计模拟

杜鸿, 夏军, 曾思栋, 佘敦先, 张永勇, 严子奇

2012, 67(3): 398-409. https://doi.org/10.11821/xb201203011

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以淮河流域蚌埠闸以上20 个水文站点1956-2010 年日径流量观测数据资料为基础,采用游程检验、趋势检验和Mann-Kendall 检验法分析年最大日径流量的变化规律。分别采用年最大值法(annual maximum,AM) 和超门限峰值法(peaks over threshold,POT) 抽取径流序列样本, 运用广义极值分布(generalized extreme value distribution,GEV) 和广义帕累托分布(generalized Pareto distribution,GPD) 两种极值统计模型对规范化样本进行拟合,分析淮河流域极端径流的时空变化规律。研究表明:1956-2010 年,淮河流域蚌埠闸以上的研究站点中,10 个站点的年最大日径流量有减少的趋势,另外10 个站点有不显著的增加趋势。极端径流事件大多发生在20 世纪60、70 年代,且以汛期居多。淮河流域的极端径流主要来自淮河干流、淮南山区和伏牛山区。使用Kolmogorov-Smirnov (K-S) 法检验发现,GEV和GPD分布分别能较好的拟合AM和POT序列。采用百分位阈值法、平均超出量函数图法和超定量洪峰法三种方法选取阈值,对于淮河流域的极端径流事件模拟而言,百分位阈值法较好。

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水文

中国水资源对区域社会经济发展的支撑能力

李九一, 李丽娟

2012, 67(3): 410-419. https://doi.org/10.11821/xb201203012

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综合考虑区域自产水和上游来水条件,构建了水资源支撑指数(WSPI),定量描述区域水资源短缺程度,表征水资源条件对区域社会经济发展的支撑能力。通过构建全国评价模型,计算了210 个水资源三级区以及省、县两级行政单元的WSPI。据此划分了水资源支撑能力等级,探讨了我国水资源支撑能力空间格局,分析了其与人口、GDP指标的关系,着重讨论了缺水区域空间分布及其缺水机理的差异性。该方法评价结果与我国实际水资源短缺问题基本一致,表现了较强的适用性,可以为水资源政策制定以及社会经济发展规划等宏观决策提供科学支撑。

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土地利用

基于生计转型的中国农村居民点用地整治适宜区域

陈秧分, 刘彦随, 杨忍

2012, 67(3): 420-427. https://doi.org/10.11821/xb201203013

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理论解析以非农就业程度表征的农户生计转型和以人均农村居民点用地面积度量的农村土地利用特征的相互关系,应用GIS技术和空间自相关分析方法研究中国县域尺度农户生计转型的存在性、拐点值及其主导下的农村居民点用地整治适宜区域,为规范推进农村居民点用地整治与重构乡村地域的可持续性提供决策参考。结果表明,农户非农就业程度与人均农村居民点用地面积存在倒U型规律;资源禀赋、经济发展阶段、地形等外部因子影响农户生计与农村土地利用的相互关系;控制资源禀赋、地形等外部因子作用的农户非农就业程度拐点为38.36%,结合人均农村居民点用地规模,可将中国县域划分为适宜程度依次递减的优先整治区、优化调整区、适度挖潜区与限制整治区等4 种类型区;最后,提出了切实反映农户生计特征的区域农村居民点用地整治政策建议。

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书评

《唐代东南的历史地理》评介

祁琛云

2012, 67(3): 428-429. https://doi.org/10.11821/xb201203014

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自隋唐以来,广大东南地区社会经济发展迅速,其在全国的区位优势日益明显。东南地区的崛起,除了人口大迁移带来的经济大发展外,与其优越的地理环境密切相关。关于历史时期东南地区的地理环境与社会发展的关系,一直是学界关注的热点问题,近期出版的吴洲先生的《唐代东南的历史地理》(中国社会科学出版社2011 年出版) 一书是作者对这一课题持久关注与深入研究的成果。该书40 余万字,内容涉及唐代东南地区的地质地貌、山川形势、气候物种、政区沿革、人口分布、社会形态及经济发展等。同时对东南地区各州郡县的地理形势与生态环境进行全面的考察,对古代典籍中涉及到的东南地区的地理名物详加考释,对有关唐代东南地区的史地类文献加以整理与研究,并对重要的人口定居区域的地理形态进行分类研究。该著内容丰富、考证精细,是研究历史时期区域地理的一部力作。

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学术信息

获2011 年度国家科学技术奖的地理学项目

姚鲁烽

2012, 67(3): 430-430. https://doi.org/10.11821/xb201203015

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2012 年2 月14日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。党和国家领导人胡锦涛、温家宝、李长春、李克强出席大会并为获奖代表颁奖。

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学术信息

北京国遥新天地信息技术有限公司简介

《地理学报》

2012, 67(3): 431-432. https://doi.org/10.11821/xb201203016

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北京国遥新天地信息技术有限公司(EarthView Image Inc.) 以中国科学院遥感应用研究所和国家遥感应用工程技术研究中心为背景依托,提供遥感影像数据、遥感应用软件两大业务板块服务,提供全面遥感解决方案。

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