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当期目录

    2014年, 第69卷, 第1期 刊出日期:2014-01-20 上一期    下一期
    土地利用与土地覆盖
    20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局
    刘纪远, 匡文慧, 张增祥, 徐新良, 秦元伟, 宁佳, 周万村, 张树文, 李仁东, 颜长珍, 吴世新, 史学正, 江南, 于东升, 潘贤章, 迟文峰
    2014 (1):  3-14.  doi: 10.11821/dlxb201401001
    摘要 ( 2086 )   PDF(3813KB) ( 3175 )  
    土地利用/土地覆被变化(LUCC)是人类活动与自然环境相互作用最直接的表现形式,本文采用相同空间分辨率的卫星遥感信息源和相同的技术方法,对中国1980 年代末到2010 年土地利用变化数据进行定期更新。在此基础上,提出并发展土地利用动态区划的方法,研究土地利用变化的空间格局与时空特征。我们发现:1990-2010 年的20 年间,中国土地利用变化表现出明显的时空差异。“南减北增,总量基本持衡,新增耕地的重心逐步由东北向西北移动”是耕地变化的基本特征;“扩展提速,东部为重心,向中西部蔓延”是城乡建设用地变化的基本特征;“林地前减后增,荒漠前增后减,草地持续减少”是非人工土地利用类型变化的主要特征。20 世纪末与21 世纪初两个10 年相比,中国土地利用变化空间格局出现了一些新特征,原有的13 个土地利用变化区划单元演变为15 个单元,且部分区划单元边界发生变化。主要变化格局特征为黄淮海地区、东南部沿海地区、长江中游地区和四川盆地城镇工矿用地呈现明显的加速扩张态势;北方地区耕地开垦重心由东北地区和内蒙古东部转向西北绿洲农业区;东北地区旱作耕地持续转变为水田;内蒙古农牧交错带南部、黄土高原和西南山地退耕还林还草效果初显。近20 年间,尽管气候变化对北方地区的耕地变化有一定的影响,但政策调控和经济驱动仍然是导致我国土地利用变化及其时空差异的主要原因。2000 年后的第一个10 年,土地利用格局变化的人为驱动因素已由单向国土开发为主,转变为开发与保护并重。在空间格局变化的分析方法方面,应用“动态区划法”开展世纪之交两个10 年中国LUCC空间格局变化的分析,有效揭示了20 年来中国LUCC“格局的变化过程”,即动态区划边界的推移、区划单元内部特征的变化与单元的消长等;以及“变化过程的格局”,即土地利用变化过程与特征的分阶段区域差异,清晰刻画了LUCC动态区划中区划单元的消长,单元边界的变动,以及前后10 年的变化强度特征,揭示了土地利用“格局”与“过程”之间的交替转化规律,以及不同类型和区域的变化原因,证明了该分析方法的有效性。
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    1982-2010年中国草地覆盖度的时空动态及其对气候变化的响应
    周伟, 刚成诚, 李建龙, 章超斌, 穆少杰, 孙政国
    2014 (1):  15-30.  doi: 10.11821/dlxb201401002
    摘要 ( 738 )   PDF(8006KB) ( 1611 )  
    基于1982-2006 年的GIMMS NDVI 数据和2001-2010 年的MODIS NDVI 数据反演中国草地覆盖度的空间格局和变化趋势,结合1982-2010 年中国气象站点气温和降水数据,分别从不同时空尺度和不同草地类型上分析中国草地覆盖度的年际和月际变化对气候变化的响应。结果表明:(1) 1982-2010 年间中国草地分布区气温呈上升趋势(0.04 ℃/年),降水量呈减少趋势(-0.39 mm/年),西北干旱区气候暖湿化趋势明显。(2) 中国草地覆盖度空间上呈现东南高西北低的特征,29 年间草地覆盖度平均值为34%,坡面草地覆盖度最高为61.4%,荒漠草地覆盖度最低为17.1%。(3) 29 年间中国草地覆盖度总体呈现上升趋势,平均为0.17%/年,西北干旱和青藏高原地区草地覆盖度增加趋势明显。坡面草地覆盖度增加趋势最明显,平均值为0.27%/年,平原草地和草甸增加趋势较小,平均值仅为0.11%/年和0.10%/年。总体上,中国草地覆盖度呈极显著增加(46.03%) 和显著增加的面积比例(11%)大于极显著减少(4.1%)和显著减少的面积比例(3.24%)。(4) 从年际变化上,草地覆盖度与气温和降水量均呈不显著正相关(R = 0.21;R = 0.1);从不同草地类型上,荒漠草地和平原草地覆盖度受降水量影响较大,而高山亚高山草甸、高山亚高山草地、坡面草地和草甸覆盖度与温度相关性较大。(5) 从月际变化上,草地覆盖度与当月气温、降水量具有显著的相关性(R = 0.80;R = 0.76),表明水热因子的季节波动对牧草生长的影响更大;并且所有类型植被覆盖度与前一月气温和降水量的相关系数最大,表现出明显的时滞效应。
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    黄河中游多沙粗沙区(渭河段)土地利用对植被盖度的影响
    杨胜天, 周旭, 刘晓燕, 刘昌明, 罗娅, 吴琳娜, 赵海根
    2014 (1):  31-41.  doi: 10.11821/dlxb201401003
    摘要 ( 769 )   PDF(6361KB) ( 1248 )  
    针对黄河中游多沙粗沙区植被变化及其影响因素研究薄弱环节,利用MSS、TM和环境星CCD等多源遥感数据,运用相邻图幅递进回归分析消除时相差异后反演植被盖度,人机交互式解译土地利用,研究黄河中游多沙粗沙区(渭河段) 1978-2010 年间3 个时期土地利用对植被盖度的影响。结果表明:(1) 研究区内植被盖度已显著恢复,植被变化有较强的波动性和异质性;(2) 土地利用已发生明显变化,土地利用变化有较强的时空分异特征;(3) 土地利用转型和渐变均有利于促进植被盖度恢复,但土地利用转型对植被恢复的贡献更突出;(4) 土地利用对植被盖度的影响有一定的复杂性和差异性,区域植被持续恢复迫切需要有针对性的土地利用转型与生态系统优化策略。
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    黄河河口镇—潼关区间1998-2010年土地利用变化特征
    罗娅, 杨胜天, 刘晓燕, 刘昌明, 宋文龙, 董国涛, 赵海根, 娄和震
    2014 (1):  42-53.  doi: 10.11821/dlxb201401004
    摘要 ( 772 )   PDF(4527KB) ( 812 )  
    运用土地利用变化重要性指数(Ci)、土地利用变化面积比重(D)和林草植被变化指数(I)等3 个指标,基于干湿条件、地貌类型与坡度坡向,由宏观到微观,分析黄河河口镇—潼关区间1998-2010 年土地利用变化的主要类型、变化的剧烈程度以及林草植被变化程度,以期为评价退耕还林(还草) 政策在黄河河口镇—潼关区间的实施效果提供参考。结果表明:① 1998-2010 年,土地利用变化面积占总面积的19.19%,高覆盖度草地、有林地、其它林地面积明显增加,低覆盖度草地、农用地面积明显减少,土地利用变化十分显著;② 空间上,土地利用变化主要发生在35°~38°N的区域,包括黄河以西的泾河支流马莲河流域、北洛河流域、延河流域、清涧河流域、无定河上中游区,以及黄河以东的沿黄区域;③ 土地利用变化过程中,低覆盖度草地转化为中覆盖度草地、中覆盖度草地转化为高覆盖度草地、农用地转化为其它林地、灌木林地转化为有林地是土地变化的主要类型;④ 土地利用变化呈现明显的干湿、地貌和坡度差异,但无明显的坡向差异。
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    1976年以来北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应
    吴琳娜, 杨胜天, 刘晓燕, 罗娅, 周旭, 赵海根
    2014 (1):  54-63.  doi: 10.11821/dlxb201401005
    摘要 ( 956 )   PDF(2583KB) ( 956 )  
    土地利用变化是反映人类活动程度的重要因子,分析土地利用时空变化规律,是揭示人类活动程度的有效方式。在遥感和地理信息系统技术的支持下,采用人机交互图像处理方法获取北洛河流域1976 年、1998 年和2010 年土地利用数据;从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度方面,全面分析1976 年以来北洛河流域人类活动作用下的土地利用时空变化规律。结果表明:① 1976-1998 年和1998-2010 年间北洛河流域综合土地利用动态度从0.61 增加到6.66;耕地和草地面积减少,减小速度分别从2.00%和2.69%增加到26.20%和23.33%,林地和城乡工矿居民用地面积增加,前者增加速度从5.93%增加到59.68%,后者增加速度从6.59%减小到3.52%。② 两个时段土地利用类型转移方向都呈现出耕地和草地主要转化为林地,少部分耕地转化为城乡工矿居民用地的特点;③ 流域各县土地利用程度综合变化指数从-2~1 之间,扩大为-27~4 之间。证明流域内人类活动对自然环境的影响逐渐增大;主要表现为耕地、草地、林地和城乡工矿居民用地的相互转化;影响区域主要分布在流域上游吴旗县、富县、甘泉、黄陵县和洛川县;而人类活动作用导致的林地面积增大程度远远大于耕地和草地面积减小和城乡工矿居民用地面积增加程度。
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    水土保持
    黄河中游多沙粗沙区流域坡面水保措施变化特征
    周旭, 杨胜天, 刘晓燕, 刘昌明, 周秋文, 赵海根, 罗娅, 马红斌
    2014 (1):  64-72.  doi: 10.11821/dlxb201401006
    摘要 ( 704 )   PDF(2177KB) ( 624 )  
    选用Landsat TM、环境星CCD、SPOT4 和资源三号卫星影像等多源地学数据,通过人机交互式解译和修订土地利用与梯田数据,提出用相邻图幅递进回归分析法消除NDVI时相差异后反演植被盖度,构建起退耕还林还草面积比例、植被盖度均值变化量和有效梯田累计保存面积比例3 个坡面特征变化指示参数后,运用综合聚类分析和多要素贡献率模型研究黄河中游多沙粗沙区的流域坡面水保措施变化特征。结果表明:(1) 1998-2010 年间研究区内流域坡面水保措施变化显著,平均退耕还林还草面积比例为5.55%,平均林草植被盖度均值增加20.63%,平均有效梯田累计保存面积比例达6.25%;(2) 多要素水保措施变化共同作用下的流域坡面变化特征主要有7 种类型,即植被盖度变化主导型、植被—土地变化主导型、土地—植被变化主导型、植被—梯田变化主导型、梯田—植被变化主导型、梯田面积变化主导型和多要素变化共同主导型;(3) 不同类型的空间分布存在一定的地貌背景差异,后续研究应结合流域坡面变化特征及其地貌格局来优化配置水保措施,并合理估计水沙模型模拟的敏感性参数。
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    陕北黄河中游淤地坝拦沙功能失效的判断标准
    高云飞, 郭玉涛, 刘晓燕, 何兴照
    2014 (1):  73-79.  doi: 10.11821/dlxb201401007
    摘要 ( 1045 )   PDF(936KB) ( 678 )  
    利用2011 年第一次全国水利普查中4157 座骨干坝数据、1989 年陕北淤地坝调查中1640座中小坝数据,分别计算了1950-2011 年期间骨干坝、1956-1989 年期间中小坝的逐年平均淤积比例,得到截至2011 年,1980 年前修建骨干坝的平均淤积比例基本稳定,平均值为0.77,1980 年后开始逐渐下降;截至1989 年,1980 年前修建中小坝的平均淤积比例基本稳定,平均值为0.88,1980 年后开始逐渐下降的变化趋势,确定平均淤积比例0.77、0.88 分别为骨干坝、中小坝拦沙能力失效的判断标准。利用陕北淤地坝调查数据计算得到的骨干坝拦沙功能失效判断一致;在无定河、延河流域,水文站输沙数据的变化趋势与淤地坝是否拦沙显著相关。最后从淤地坝工程结构的角度,剖析了排水排沙位置的改变是判断标准形成的原因。
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    黄河中游大尺度植被冠层截留降水模拟与分析
    宋文龙, 杨胜天, 路京选, 刘昌明, 王树东
    2014 (1):  80-89.  doi: 10.11821/dlxb201401008
    摘要 ( 1052 )   PDF(2892KB) ( 910 )  
    大尺度植被冠层截留降水定量模拟与分析是揭示气候变化和人类活动综合作用下区域水沙变化机制的重要研究内容。以黄河中游河口镇—潼关区间为研究区,耦合遥感等空间数据与植被冠层截留估算模型,利用地面监测站点降水数据、GLASS叶面积指数遥感数据和地理信息空间分析技术,定量模拟和分析了黄河中游20 世纪80 年代以来3 个典型年份的地表植被冠层截留降水及其时空变化特征。结果表明:(1) 20 世纪80 年代以来,特别是20 世纪末实施的生态修复政策,使得黄河中游叶面积指数显著提高,植被覆盖明显改善;(2) 20 世纪80 年代以来,黄河中游植被冠层截留降水发生了明显变化,1984 年、1995 年和2010 年研究区植被冠层截留降水量区域年平均值分别为19.57 mm、13.66 mm和22.68 mm,截留率分别为3.24%、3.32%和4.92%;(3) 黄河中游植被冠层截留降水特征及其变化受降水特征和地表植被状况共同影响,其中,降水量是决定植被冠层截留降水特征的控制性因素,而叶面积指数年际变化是影响植被冠层截留降水特征变化的主要因素。
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    黄土高原典型流域LCM模型集总、半分布和分布式构建对比分析
    张亦弛, 刘昌明, 杨胜天, 刘晓燕, 蔡明勇, 董国涛, 罗娅
    2014 (1):  90-99.  doi: 10.11821/dlxb201401009
    摘要 ( 724 )   PDF(1612KB) ( 600 )  
    暴雨中心的空间分布是影响小流域暴雨洪水过程模拟精度的关键要素。不同模型构建方式对降雨空间异质性的响应差异很大,选择恰当的水文模型构建方式对提高模型计算效率,减少降雨空间异质性对模型的影响从而提高预测精度具有重要意义。为此,本文基于刘昌明提出的适用于黄土高原超渗产流机制的LCM (Liu Changming Model)模型,分别构建了集总式、半分布式和全分布式的暴雨—径流模型,旨在比较分析不同模型构建方式对于降雨空间异质性的响应及其对模拟精度和计算效率的影响。结果表明:分布式构建模拟精度最高,纳什效率系数达到0.81,相关系数达到0.82;集总式构建计算时间最短;相比较而言,半分布式构建方法纳什效率系数达到0.78,主峰值模拟精度分别达到76.1%和65.8%。总体上,全分布式构建方法模拟精度最高,集总式计算耗时最短效率最高,半分布式在保持较高模拟精度的同时也具有较高的计算效率。
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    地理环境
    虚拟地理环境中尺度适宜性问题的探讨
    张春晓, 林珲, 陈旻
    2014 (1):  100-109.  doi: 10.11821/dlxb201401010
    摘要 ( 628 )   PDF(1329KB) ( 906 )  
    本文沿着地理学语言的演化过程,讨论了地理学中尺度概念的演变;针对虚拟地理环境的框架结构,依据尺度概念的维度、类别和组成因素分析了四组尺度适宜性问题,并讨论了在虚拟地理环境搭建和应用过程中各种尺度适宜性之间的关系。以香港区域气象过程模拟为例,应用多尺度地形数据和模型,简要分析了在空间维上,测量尺度类别中组成因素(分辨率) 层次的尺度适宜性。该案例不只表明尺度适宜性对动态地理过程问题求解的重要影响,同时表明对尺度适宜性的讨论有助于其认知与分解,丰富虚拟地理环境的理论与方法。
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    新疆耕地变化对区域碳平衡的影响
    王渊刚, 罗格平, 赵树斌, 韩其飞, 李超凡, 范彬彬, 陈耀亮
    2014 (1):  110-120.  doi: 10.11821/dlxb201401011
    摘要 ( 693 )   PDF(1434KB) ( 833 )  
    基于“Bookkeeping”模型,对1975-2005 年期间新疆耕地变化对区域碳平衡的影响进行了分析。荒漠土地开垦和耕地转移是新疆耕地变化的两种主要方式,1975-2005 年这两种耕地变化方式使新疆碳储量增加了20.6 Tg C,其中土地开垦使区域碳储量增加了51.8 Tg C,而耕地转移则向大气排放了31.2 Tg C。在1975-1985 年期间,新疆耕地大规模转移,区域碳储量的变化趋势受耕地转移的影响较大;1985 年后随新疆土地开垦规模的增加,碳储量变化趋势主要受土地开垦影响。30 年间,新疆碳储量增加主要是由草地开垦为耕地引起,而耕地转移为草地是新疆碳储量减少的主要原因。新疆地区进行合理的水土开发活动有利于区域碳固定,且长期的耕作管理活动会进一步增强耕地的碳汇功能。
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    中国省际水资源利用效率与空间溢出效应测度
    赵良仕, 孙才志, 郑德凤
    2014 (1):  121-133.  doi: 10.11821/dlxb201401012
    摘要 ( 1257 )   PDF(948KB) ( 1362 )  
    基于省际水足迹和灰色水足迹等的面板数据,本文利用带有考虑和不考虑非期望产出的数据包络分析方法测度了1997-2011 年中国31 个省市区的水资源利用效率;建立基于经济—空间距离函数的空间权重矩阵,探讨水资源利用效率的空间自相关关系;利用绝对β趋同模型验证水资源利用效率增长趋势存在绝对β趋同,考虑和不考虑非期望产出情况下达到1/2 趋同程度的时间分别约为52.6 和5.6 年;运用空间Durbin 计量模型研究了中国省际水资源利用效率的空间溢出效应。研究发现:(1) 考虑和不考虑非期望产出的中国省际水资源利用效率都具有显著的空间自相关性;(2) 考虑和不考虑非期望产出的空间自回归系数ρ分别为0.278 和0.507,且都在1%的水平上显著,说明中国水资源利用效率存在空间溢出效应;(3) 考虑非期望产出情况下中国各省市的教育经费、交通基础设施、工业和农业用水比重因素正向影响水资源利用效率,外商直接投资、万元工业增加值用水量、人均用水量、降水总量因素负向影响水资源利用效率;(4) 不考虑非期望产出情况下中国各省市的劳均GDP因素较大正向显著影响,而交通基础设施和万元工业增加值用水量因素变为不显著影响;(5) 不考虑非期望产出的水资源利用效率测度对中国水资源真实利用情况出现偏差估计及对政策制定产生误导,考虑环境因素到水资源利用效率测度更为合理。
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    1750-2010年强火山喷发事件的时空分布特征
    王欢, 郝志新, 郑景云
    2014 (1):  134-140.  doi: 10.11821/dlxb201401013
    摘要 ( 768 )   PDF(2295KB) ( 1261 )  
    根据美国Smithsonian 研究院全球火山计划发布的火山喷发年表,提取了1750-2010 年逐次强火山喷发(火山爆发强度指数VEI ≥ 4)事件的详细资料,按照地理纬度、海拔高度、发生年份及月份等要素进行分类统计,分析了1750 年以来的全球强火山喷发的主要特征。结果表明:1750-2010 年间强火山喷发多集中于环太平洋火山带以及苏门答腊岛—爪哇岛火山带上,并以赤道两侧地区(10°N~10°S)最多;1000~2000 m海拔高度上易多发强火山喷发事件;1 月和4 月是强火山喷发最为集中的月份,夏半年(4-9 月)较冬半年(10 月-次年3 月)发生次数略多;强火山喷发具有15~25 年和35~50 年的年代际周期,且1870 年以后强火山喷发周期变化较之前更为频繁,其中1750-1760 年、1776-1795 年、1811-1830 年、1871-1890 年、1911-1920年及1981-1995年强火山事件相对多发,其他时段则相对少发。
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    学术活动
    中国地理学会2013年华南地区学术年会在广州举行
    裘刚, 李小玲
    2014 (1):  141-143. 
    摘要 ( 230 )   PDF(2970KB) ( 800 )  
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    学术信息
    2013年《地理学报》中、英文版办刊进展
    姚鲁烽, 赵歆
    2014 (1):  144-144. 
    摘要 ( 187 )   PDF(184KB) ( 487 )  
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