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当期目录

    2014年, 第69卷, 第3期 刊出日期:2014-03-20 上一期    下一期
    气候环境变化
    近130年来中亚干旱区典型流域气温变化及其影响因子
    姚俊强, 刘志辉, 杨青, 刘洋, 李诚志, 胡文峰
    2014, 69 (3):  291-302.  doi: 10.11821/dlxb201403001
    摘要 ( 766 )   PDF(5252KB) ( 1672 )  
    利用中亚干旱区5 大主要典型流域代表性气象站点近130 年逐月实测气温数据,结合线性趋势、Mann-Kenndall 非参数检验和小波分析等方法,研究了各流域气温的多时间尺度特征,并探讨了引起气温变化的可能因素。研究发现,在近130 年来中亚干旱区各主要流域(除阿姆河外)年均气温均呈上升趋势,增温趋势高于全球和周边地区,中亚干旱区气温对全球变化的响应比其他地区更加明显。20 世纪80 年代之后更加明显,并表现出明显的多时间尺度周期振荡特征,这主要是自然外强迫动力作用、气候系统内部变化和人类活动相互叠加的结果,亚洲极涡强度减弱和面积缩小对主要流域气温变化的作用明显,其次是北半球环状模(北极涛动)和青藏高原的影响,而CO2引起的温室气体增温效应在中亚干旱区也不容忽视。气温表现出与布吕克纳周期(BC)、太平洋年代际涛动(PDO)和准2~3 年振荡周期(TBO)等有关的显著周期,可以证实中亚干旱区气温变化与大气环流、海温和太阳活动等密切相关。
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    1736-2010年华南前汛期始日变化
    丁玲玲, 葛全胜, 郑景云, 郝志新
    2014, 69 (3):  303-311.  doi: 10.11821/dlxb201403002
    摘要 ( 870 )   PDF(939KB) ( 726 )  
    根据清代华南雨雪分寸记载的内容、特点,参照华南地区前汛期降水特征,提出了利用雨雪分寸记载重建华南前汛期开始时间的方法,重建了1736-1911 年福州与广州前汛期开始日期变化序列;并利用福州与广州(分别始于1953 和1952 年)逐日降水观测记录辨识了器测时期两地前汛期的逐年开始时间;据此分析了过去300 年华南前汛期开始日期的年-年代际变化特征。结果表明:1736-2010 年间,福州、广州两地前汛期开始时间平均为5 月第1 候;但存在显著的年际和年代际波动,其中重建时段(1736-1911 年)的主周期为2~3 年、准10 年和准40年,器测时段的主周期为2~3 年、准10 年和准22 年。在年际尺度,重建时段福州和广州前汛期开始时间最早的年份均为4 月第4 候,最晚的年份则分别为5 月第6 候和6 月第1 候;而器测时段两地前汛期开始时间的最早年、最晚年均为4 月第4 候和6 月第1 候。在年代际尺度,重建时段福州和广州相邻年代最大变幅分别为2.2 候和1.6 候;器测时段福州和广州相邻年代最大变幅则分别为2.5 候和2.4 候。
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    中国历史时期森林空间格局网格化重建方法研究——以东北地区为例
    李士成, 何凡能, 张学珍
    2014, 69 (3):  312-322.  doi: 10.11821/dlxb201403003
    摘要 ( 680 )   PDF(2690KB) ( 700 )  
    具有空间信息的历史土地覆被数据集是研究土地覆被变化气候与生态效应的基础数据。本文在潜在植被数据和现代遥感土地利用数据的基础上,确定了土地垦殖前森林植被可能的分布范围;遴选并量化了影响我国土地宜垦性的主导因子,评估了省域尺度上土地的宜垦性;构建了以土地宜垦性为权重的历史森林覆被网格化重建模型(网格大小为10 km×10km);重建了我国东北三省1780 年和1940 年网格化的森林覆被。结果表明:基于省域森林面积数据,该方法较好地再现了历史时期森林空间格局;与2000 年遥感有林地空间数据对比分析显示,模型重建结果与遥感数据绝对误差的单样本t 检验相伴概率(双尾)为0.12,大于显著性水平0.05,表明模型重建结果与遥感数据不存在显著性差异,网格化重建方法具有较好的可行性;同时,重建结果准确性评估也表明:1780 年重建结果在县域尺度上的相对误差在-30%~30%之间的县级政区有99个,占县级政区总数(不含无值区)的74.44%,总体误差相对较小。
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    自然地理
    1981-2010年中国散射光合有效辐射的估算及时空特征分析
    任小丽, 何洪林, 张黎, 于贵瑞
    2014, 69 (3):  323-333.  doi: 10.11821/dlxb201403004
    摘要 ( 579 )   PDF(5193KB) ( 1333 )  
    光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)是植物光合作用的主要能量来源,其散射组分能够增强植被冠层光能利用率,从而增加碳吸收。因此,散射PAR是生态系统生产力模型的重要驱动因子。本文尝试估算我国1981-2010 年的散射PAR,通过空间化得到近30 年月尺度10 km分辨率的散射PAR空间数据集,并分析了其空间分布特征和时间变化趋势。结果表明:(1)1981-2010 年散射PAR多年平均值的空间分布具有明显的空间异质性,总体上东北部较低,南部和西部较高。全国范围内的多年平均值在6.66~15.27 mol m-2 d-1之间,且夏季散射PAR最大,冬季最小。(2)1981-2010 年全国所有像素散射PAR年平均值表现出明显的上升趋势,上升幅度为0.03 mol m-2 d-1/10a;但前10 年下降趋势明显,且1982、1983、1991 和1992 年存在明显异常。春季的散射PAR呈现微弱的下降趋势,其他季节均呈上升趋势。(3)1981-2010 年散射PAR时间变化率的空间分布具有明显的季节变化和区域差异,我国大体呈现南部区域上升,北部区域下降。
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    中国森林生态系统能值与服务功能价值的关系
    吴霜, 延晓冬, 张丽娟
    2014, 69 (3):  334-342.  doi: 10.11821/dlxb201403005
    摘要 ( 695 )   PDF(4633KB) ( 1500 )  
    本研究利用1901-2009 年全球温度和降水数据以及全国1266 块森林样地主要森林类型数据作为基础数据,应用能值理论和生态系统服务功能理论,建立了中国森林能值与服务功能价值之间的函数关系,并且研究了1990 年和2009 年中国森林服务功能价值密度的变化。结果表明:应用函数关系模拟1994 年中国森林生态系统服务功能价值的结果与Costanza 评估结果在空间分布上具有较高的一致性。2009 年全国有林地栅格数目比1990 年增长14.02%,其平均森林生态系统服务功能价值密度增加了54.46 USD/hm2。北京、上海、江苏、天津、河北平均森林生态系统服务功能价值密度分别降低了86.87%、85.45%、81.99%、46.48%和23.07%。河南、湖南、吉林、江西、黑龙江和浙江平均森林生态系统服务功能价值密度分别下降了71.35%、58.65%、52.70%、34.56%、23.36%和22.03%。广西、西藏、甘肃、内蒙古、四川、云南、宁夏森林破坏也比较明显,这些省份的平均森林生态系统服务功能价值密度下降了2.89%~22.36%。根据全国第四次和第七次森林清查报告显示,近年来我国森林面积持续增加。但研究结果显示很多省份的森林生态系统服务功能价值密度仍然降低,这说明森林生态系统仍然没有完全恢复。中国森林生态系统服务功能普遍低于全球森林生态系统服务功能值的平均水平,说明我国森林生态环境并不理想,人类活动对生态系统产生巨大的负面影响。
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    内蒙古中东部地区137Cs背景值的确定
    胡云锋, 刘纪远, 巴图娜存, 甄霖
    2014, 69 (3):  343-352.  doi: 10.11821/dlxb201403006
    摘要 ( 991 )   PDF(1250KB) ( 669 )  
    137Cs 环境示踪研究中,区域137Cs 背景值(CRI)的获取存在许多困难和不确定性。在总结传统137Cs 区域背景值获取方法基础上,本文提出了适用于大尺度区域和长距离路线考察的区域137Cs 背景值获取技术路线,即在参考有关地理背景信息和长时间序列遥感信息、科学划分子区基础上,根据理论模型计算得到区域137Cs 背景值潜在值域,并开展基于137Cs 土壤剖面分布形态特征的蚀积过程分析,最终确定137Cs 区域背景样地和区域背景值。以上述技术流程为指导,本文作者在内蒙古高平原中东部地区开展案例研究,结果表明:兴安盟东部、南部暗栗钙土研究区的CRI 为2447 Bq·m-2,通辽市中部、南部和赤峰市东部风沙土研究区的CRI 为2430 Bq·m-2,赤峰市西北部黑钙土研究区的CRI 为2384 Bq·m-2,锡林郭勒盟南部栗钙土研究区的CRI为2368 Bq·m-2
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    基于作物空间分配模型的东北三省春玉米时空分布特征
    谭杰扬, 李正国, 杨鹏, 刘珍环, 李志鹏, 张莉, 吴文斌, 游良志, 唐华俊
    2014, 69 (3):  353-364.  doi: 10.11821/dlxb201403007
    摘要 ( 867 )   PDF(4498KB) ( 1522 )  
    利用1980-2010 年东北三省分县玉米播种面积与产量统计、耕地分布、农业灌溉分布以及作物适宜性分布等多源数据,结合基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型(Spatial Production Allocation Model,SPAM),在5'×5'的像元尺度模拟了春玉米种植面积与产量的时空分布,并重点分析了两者在纬向、经向,以及高程上的时空变化规律。结果显示:(1)玉米种植面积在2000 年前向北扩展至北纬44°~48°间,2000 年后在中南部出现大规模发展(北纬42°~44°),并进一步向东扩展至东经123°~127°间,同时还表现为向低海拔(高程100 m以下)和较高海拔(高程200~350 m)扩展的态势;(2)单产在纬向上的增加区主要集中在北纬42°~48°,经向上的单产增加则相对均匀,高程上单产提升区主要集中在海拔350 m以下。(3)像元内玉米种植比例整体上由中低种植比例为主逐步演变为中高比例占据主体,并且中高种植比例像元对应的玉米单产水平整体上较高,反映了市场经济驱动下的玉米种植集聚化和规模化的发展趋势。
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    近50年黑河流域的冰川变化遥感分析
    怀保娟, 李忠勤, 孙美平, 周平, 肖燕
    2014, 69 (3):  365-377.  doi: 10.11821/dlxb201403008
    摘要 ( 827 )   PDF(4727KB) ( 1509 )  
    黑河流域作为中国西北地区第二大内陆流域,其景观类型完整、流域规模适中、社会生态环境问题典型,已成为寒区、旱区水文与水资源研究的热点地区。本研究结合1:5 万地形图、Landsat TM/ETM+遥感影像及数字高程模型数据,运用面向对象的图像信息自动提取方法,建立冰川信息提取知识规则,对近50 年黑河流域的冰川变化进行遥感分析。结果表明:(1)20 世纪60 年代黑河流域内的967 条冰川到2010 年左右,减少为800 条冰川,减少数量明显;冰川面积由361.69 km2退缩为231.17 km2,共减少130.51 km2,退缩率为36.08%,平均每条冰川面积退缩0.14 km2。(2)黑河流域冰川分布及变化存在显著的区域差异性,黑河冰川退缩率比北大河大16%左右;冰川末端主要分布在4300~4400 m、4400~4500 m和4500~4600 m海拔区间内。(3)与西部其他山地冰川相比,黑河流域冰川退缩率较高。(4)根据流域内6 个气象站资料分析表明,降水增加对冰川的补给无法弥补气温上升导致的冰川消融所带来的物质损失,是黑河流域冰川普遍萎缩的关键因素。
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    盐沼前缘陡坎韵律性形态特征及其形成过程与机理
    赵秧秧, 高抒, 王丹丹, 许振, 朱冬, 王晓枫
    2014, 69 (3):  378-390.  doi: 10.11821/dlxb201403009
    摘要 ( 1092 )   PDF(6575KB) ( 1392 )  
    盐沼前缘陡坎是潮滩环境中盐沼与粉砂—淤泥质光滩交界处的独特地貌形态,研究其形成过程与机理有助于理解盐沼湿地对潮滩发育及其稳定性的影响。根据江苏中部海岸盐城自然保护区核心岸段互花米草盐沼前缘陡坎形态参数(凹槽长度、凹槽宽度和陡坎高度)的分析,发现不同的形态参数组合对应于不同的陡坎演化阶段。根据陡坎形态特征差异,可将盐沼前缘陡坎韵律性形态发育过程分为三个阶段,而这三阶段的交替旋回过程与近岸波向的季节性变化有关。陡坎处的地貌特征与前缘光滩的沉积物特征表明陡坎形态特征形成与波浪作用有关,且显著的陡坎韵律性形态能够部分地应用边缘波理论来解释。
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    戈壁分类体系与编目研究
    冯益明, 吴波, 姚爱冬, 曹晓阳, 丛日春, 姚斌, 王锋, 卢琦
    2014, 69 (3):  391-398.  doi: 10.11821/dlxb201403010
    摘要 ( 637 )   PDF(3947KB) ( 941 )  
    建立统一的戈壁分类和编目体系,是进一步深入研究戈壁的理论基础,也是合理开发利用戈壁资源的前提。到目前为止,只有少量文献或著作提到戈壁或戈壁类型,关于戈壁编目的研究更鲜有报道。为了促进戈壁研究的规范化,本文在参照现有戈壁分类基础上,结合戈壁科学考察成果,根据戈壁的形成原因、地表物质组成与植被类型,分三级建立了戈壁分类体系,并对每一级每一类的戈壁特征进行了较为详细的阐述。在戈壁分类基础上,提出戈壁编目设想,以期为进一步深入开展戈壁研究奠定基础。
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    水沙研究
    黄河银川平原段河岸摆动速率变化及原因
    王随继, 李玲
    2014, 69 (3):  399-408.  doi: 10.11821/dlxb201403011
    摘要 ( 724 )   PDF(1339KB) ( 761 )  
    研究选取黄河银川平原全长196 km的河段,以1975 年、1990 年、2010 年和2011 年四个年份的卫星影像数据绘制的左右河岸线,与设立的平均间隔为1.3 km的153 个河道固定横断面的交点位置的变化,估算了1975-1990 年、1990-2010 年和2010-2011 年三个时期的河岸平均摆动速率。结果表明,该河段左岸以向右摆动为主,在上述时期左岸总的平均摆动速率分别为36.5 m/a、27.8 m/a 和61.5 m/a;右岸在1975-1990 年以向右摆动为主,此后则以向左摆动为主,其摆动速率分别为31.7 m/a、23.1 m/a 和50.8 m/a。在1975-2011 全部36 年间,左右河岸的年均摆动速率分别为22.3 m/a 和14.8 m/a。河岸摆动速率在A、B、C三个河段相差悬殊,在1975-2011 的36 年间,左岸向左和向右的平均摆动速率之比分别为1:7.6:4.6 和1:1.7:3.8;右岸向左和向右的平均摆动速率之比为1:1.8:1.2 和1:5.6:17.7。显然,无论左岸右岸,它们在A段的摆动速率最小,向左摆动速率最大的出现在B段,而向右摆动速率最大的则是C段。河岸摆动速率在时序上的增大现象主要受制于人类筑坝蓄水等引起汛期流量的逐渐减小,而空间变化主要受制于河岸物质组成的区域差异。
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    三峡水库运行下洞庭湖盆冲淤过程响应与水沙调控阈值
    周永强, 李景保, 张运林, 章新平, 黎昔春
    2014, 69 (3):  409-421.  doi: 10.11821/dlxb201403012
    摘要 ( 893 )   PDF(1550KB) ( 720 )  
    以1951-2011 年洞庭湖区及荆江段干流主要控制站实测径流输沙量资料为依据,分析三峡水库不同蓄水阶段及不同调度方式下洞庭湖盆冲/淤响应,并提出上游来水来沙调控阈值。结果表明:① 荆南三(四)口流量与枝城站流量、荆南三(四)口输沙率存在极显著正相关(p < 0.0001),决定系数r2分别为0.859 及0.895。② 与三峡水库蓄水运用前(1999-2002)相比,一、二期蓄水阶段及全面试验性蓄水阶段(2008.10-2011.12)洞庭湖盆年均冲淤量由+4796.4×104 t 依次递减为+684.1×104 t、+449.8×104 t 及-559.6×104 t,湖盆冲淤率由+70.25%分别降至+31.13%、+23.56%及-42.64%。③ 预泄调度及蓄水调度期,湖盆泥沙均由以淤积为主转变为以冲刷为主,防洪补偿调度期湖盆泥沙表现为淤积,而在补水调度运用期则表现为冲刷。④ 洞庭湖盆处于冲/淤临界平衡状态时的荆南三口平均流量、输沙率及含沙量分别为970.81 m3/s、466.82 kg/s 及0.481 kg/m3。并认为,为增强湖泊调蓄功能,必须进一步优化三峡水库调度方式,合理调控下泄水沙量。
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    1954-2011年间珠江入海水沙通量变化的多尺度分析
    吴创收, 杨世伦, 黄世昌, 王珊珊
    2014, 69 (3):  422-432.  doi: 10.11821/dlxb201403013
    摘要 ( 1022 )   PDF(6001KB) ( 1329 )  
    基于高要(西江)、石角(北江)和博罗(东江)水文站1954-2011 年的连续径流量和输沙率资料,采用Mann-Kendall 非参数秩次检验和小波分析的方法,分析珠江流域的入海水沙通量变化特征。结果显示:(1)1954-2011 年珠江的入海径流量没有明显变化趋势,但输沙率呈明显下降趋势,其间不同阶段的变化趋势不同:1954-1983 年珠江水沙均处于增长阶段,该阶段气候变化和人类活动对输沙的贡献率分别是70%和30%;1984-1993 年珠江水沙通量呈先降后升(1989 年是转折点)波动阶段,主要与气候变化有关;1994-2011 年珠江的水沙通量均呈下降趋势;气候变化和人类活动对输沙率下降的贡献率分别是20%和80%。(2)龙滩水库蓄水后的2007-2011 年与2006 年以前相比,珠江年均入海径流量减少了14%,而年均入海输沙率是减幅达到70%。这一时期水库蓄水和水土保持对输沙率减少的贡献率达到90%以上;(3)珠江的水沙通量变化具有明显年代际周期和年际周期变化特征,且不同子流域的周期有所不同。例如西江的径流量主要存在24 年和13 年的年代际周期以及4~7 年的年际周期,而输沙率主要存在16 年左右和10 年左右的年代际周期和4~7 年的年际周期;北江径流量主要存在12 年左右年代际周期和2 年左右以及8 年左右的年际周期和和输沙率年代际周期主要13-16 年,而年际周期是4~7 年和2~3 年;东江的径流和输沙率主要存在12 年左右年代际周期和2 年左右以及6 年左右的年际周期。这些年代际和年际变化周期与珠江流域降雨量的变化周期有较好关联性。
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