耕地资源对农业和国民经济可持续发展起着不可替代的基础性作用。中国人均耕地资源短缺,快速工业化、城市化进程对耕地的占用使耕地资源更趋紧张。目前的市场机制必然驱动耕地资源不断向获利更多的用途转移,最终会危急食物安全。因此,创新耕地资源利用与保护的调控机制已迫切之至。基于中国耕地资源流失原因及态势的分析,提出了最小人均耕地面积和耕地压力指数概念,并以此为基础提出了构建耕地资源利用和管理调控机制的思路。实际数据分析结果表明,以最小人均耕地面积和耕地压力指数作为耕地保护的基本标准,能因地制宜地兼顾食物安全和经济发展对土地的需求,具有显著的科学性和可操作性。
城郊化是大都市生命周期中的重要阶段之一, 20世纪90年代以来北京进入了典型的城郊化过程。根据1985~2000年遥感影像和1992~2000年2000多个土地开发样本资料,在GIS的支持下,通过对比北京80~90年代城郊化空间特征, 概括出城市用地5种扩展方式和廊道效应作用下的波浪式扩展过程。在模拟分析的基础上结合北京举办2008年奥运会带来的巨大投资规模,预测北京大都市城郊化的3个圈层、8个扇面和6条廊道的发展趋势。
分析了1982~1990年和1990~1998年2个时期的人口增长率,并用空间统计分析方法研究了2个时期人口增长率的空间关联关系。1982~1990年中国可分为北部人口低增长、中西部高人口增长率、中东部低人口增长率和南部高人口增长率等4个区域,1990~1998年中国可分为北部低人口增长率和南部高人口增长率2个区域,2个时期的空间聚类虽然不完全相同,但它们有共同的特点,南部和西部的人口增长率都比较高,北部地区的人口增长率都比较低。最后对实证研究的结果进行了分析。
由于案例推理接近于人类认识、解决问题最原始的思维方式,具有在无法获取机理模型、确定规则或统计模型时,采用简单的历史相似性实现问题的定量求解和预测的特点,成为当前人工智能中备受关注的领域。在讨论案例推理方法发展的基础上,探讨应用案例推理进行地学问题求解的具体方法。从地学数据分析的角度提出了地理案例推理,并结合地理案例的特点,具体讨论了地理案例的表达模型和推理模型,最后结合东海中心渔场预报的实际工作,给出这种方法的具体应用实例。
提出了一种基于神经网络的单元自动机 (CA)。CA已被越来越多地应用在城市及其它地理现象的模拟中。CA模拟所碰到的最大问题是如何确定模型的结构和参数。模拟真实的城市涉及到使用许多空间变量和参数。当模型较复杂时,很难确定模型的参数值。本模型的结构较简单,模型的参数能通过对神经网络的训练来自动获取。分析表明,所提出的方法能获得更高的模拟精度,并能大大缩短寻找参数所需要的时间。通过筛选训练数据,本模型还可以进行优化的城市模拟,为城市规划提供参考依据。
传统空间单元的区域划分通常仅以属性数据作为划分依据,而对单元之间空间依赖关系考虑不周。在尺度空间理论基础上,提出多尺度空间单元区域划分方法,在考虑空间单元属性信息的同时,增加了空间单元的相互依赖关系,使得在空间尺度在由小变大过程中,具有高度空间相互依赖关系的空间单元相互融合,得到不同空间尺度下的区域划分。以江苏省从1978年到1995年的18年社会经济发展数据为基础,进行了全省社会经济发展水平的区域划分的试验,结果表明与实际发展水平的分布情况相吻合。
参照约30个红树林孢粉分析实例,探讨中国南方晚第三纪以来红树林的发展。红树林开始出现于晚始新世;晚第三纪其分布比今偏北;第四纪冰期使红树林向南退缩至雷州半岛北部。末次间冰期42 000～25 000 a BP红树林扩展,以海桑属为代表的典型红树林的北界从现今的19o30'N扩展到23o40'N。末次冰期红树林衰落。早全新世9 600～7 900 a BP红树林复兴,中全新世达到繁盛,向北分布到闽江口(26oN),与现今的北界一致,但是中全新世以来海桑属在19o30'N以北不再出现,奠定了现今红树林地带性分布的格局。
西北太平洋副热带高压是影响我国夏季气候的一个非常重要的环流系统,本文主要分析了其年代际尺度的变化。发现在1979/1980年前后,其强度和范围发生了一次明显的年代际尺度的变化。1980年代以来,副高明显偏强,范围向西向南显著扩展。副高的年代际变化也对我国东部地区的气候产生了显著的影响。主要表现在近20多年来长江中下游地区夏季降水显著增加,华南地区夏季气温显著偏高,以及西太平洋20oN以南台风活动相对偏弱而20oN 以北洋面台风活动相对增强。副高的年代际变化与冬、春季赤道太平洋海表温度及同期热带印度洋海温有密切联系。
根据土地详查和土地利用总体规划资料,分析太湖流域近20年土地利用的现状特点和将来变化趋势。并以1991年降雨类型分别计算了1986、1996和2010年土地利用状况下流域的产水量。结果表明,太湖流域土地利用变化的主要特点是耕地面积的减少和建设用地面积的增加。同样降雨类型,1996年流域下垫面状况下的产水量比1986年的多10.18×108 m3,2010年产水量将比1986年多12×108 m3。太湖流域土地利用变化对流域产水量有较大影响,这与20世纪90年代以来太湖持续高水位的现象相吻合。
自从20世纪60年代大规模开采地下水以来,栾城县的地下水位以每年大约0.65 m的速度下降。降雨量的减少、农业产量的大幅度提高、种植结构的变化以及上游水利工程的修建,都与地下水位的下降有着密切联系。利用Visual Modflow软件,在分析该县水文地质条件与水资源利用的前提下,运用三维地下水流模型,通过有限差分方法对栾城县的地下水系统进行了模拟,结果表明：5个观测孔的地下水位计算值与实测值拟合程度很好,模拟出的地下水流场与实际情况基本一致。利用掌握的水文地质资料,进行参数分区,通过实测资料的校正、调参,模拟出各分区参数值。利用校正后的数学模型,对栾城县地下水对不同开采量的响应进行了计算,结果如下：在现状农业开采量1.01×108m3基础上分别减少14 % (0.14×108m3)、 29 %(0.29×108m3) 和增加29 % (0.29×108m3) 的情况下,到12月份5个观测孔的平均地下水位分别比现状地下水位上升了0.33 m,0.64 m 和下降了 0.45 m。
采用“水文—地貌法”即水文站实测值与侵蚀形态类型相结合的方法,将黄土高原划分为292个侵蚀产沙单元,分别对治理前后侵蚀产沙强度的时空变化特征进行了分析。结果表明：黄土高原自70年代以来,由于降雨因素和水土保持作用的影响,侵蚀产沙强度的结构特征发生了明显变化,侵蚀模数>10000 t/km2.a的极强烈以上的侵蚀面积急剧减少 (减幅71.8 %),减沙幅度最大的区域主要分布在以无定河为中心的极强烈侵蚀区和汾河流域的大部分地区 (减幅50 %以上);黄土高原侵蚀产沙,按流域区段主要来自河龙区间 (54.8 %),按类型区主要来自黄土峁状丘陵沟壑区 (27.4 %) 和干旱黄土丘陵沟壑区 (23.1 %),按侵蚀带主要来自暖温带半干旱草原风蚀、水力侵蚀带 (34.8 %) 和暖温带半干旱森林草原水力侵蚀带 (32.6 %);以侵蚀模数> 10000 t/km2.a作为标准,可将黄土高原划分为7个极强烈以上的侵蚀产沙中心,其面积虽仅占全区总面积的15.5 %,但其产沙量却占到全区总产沙量的42.1 %。
利用REE示踪技术探讨了坡面细沟侵蚀的发育过程。试验结果表明：在细沟发育过程中,各坡段细沟侵蚀量呈动态变化趋势;细沟发育过程可以分为起始、发展、稳定3个阶段,在不同阶段,侵蚀方式、发育特征迥异。总的看来,在坡顶部、上部、中部、下部4个坡段上,细沟发育过程中,坡面下部的侵蚀量较大。但随着放水流量的增加,坡面上部侵蚀量的比重增加。由于溯源侵蚀,最下部坡段的相对侵蚀量从92 %减少到37 %,呈显著下降趋势,其它3个坡段则分别从4.7 %、0.25 %、2.14 %增加到29 %、17 %和23 %。试验结果还表明,REE示踪法不仅可定量测定不同坡位的侵蚀量,还可以揭示冲刷过程中各坡位相对侵蚀量的变化趋势。
根据黄河1919~1999年系列水沙资料,系统分析了其下游水沙变化时空过程,揭示了其发生断流原因及由此引发的环境问题,模拟了不同历史时期水情条件下环境用水需求量,并对如何提高黄河水资源开发承受能力,如何满足其环境用水提出看法。
以黄河中游多沙粗沙区为研究区,在流域泥沙粒径、降雨、地面物质组成、地面形态、植被和高含沙水流等资料采集的基础上,采用“环境要素法”和多元回归分析来阐明泥沙粒径空间分异的机理。研究表明,随降雨不均匀系数的减小,断面最大含沙量的减小,流域内黄土覆盖面积的增大,以及植被盖度的增大和沟谷密度的减小,悬移质泥沙粒径趋于变细,反之,趋于变粗。其中,流域地面物质对泥沙粒径组成起最重要的控制作用,其次是植被,高含沙水流、沟谷密度和降雨影响作用相对较小。
泥沙灾害按驱动力、灾害发生的地貌学系统、灾害的表现形式及具体灾害系统,分层次逐级划分成自然动力与人为动力泥沙灾害2个灾列;流域水系,沟道坡面、河道及平原河口海岸4个泥沙灾害类;侵蚀型、输移(搬运)型、堆积型、复杂型及关联型5种泥沙灾害型;最后分别列出2系列的49个及54个灾种。这是一种比较综合、系统的分类原则和类型划分。从流水地貌、泥沙运动及灾害学相结合来看,泥沙灾害具有自然地理地带性、垂直分带性、群发性、继发性和周期性、渐发性和突发性,以及复杂性和非线性等特征。
