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当期目录

    2016年, 第71卷, 第5期 刊出日期:2016-05-31 上一期    下一期
    气候变化
    过去千年太阳活动异常期的中国东部旱涝格局
    葛全胜, 刘路路, 郑景云, 郝志新
    2016 (5):  707-717.  doi: 10.11821/dlxb201605001
    摘要 ( 1434 )   HTML ( 6 )   PDF(2013KB) ( 1749 )  

    根据过去千年中国东部旱涝等级资料,采用各级旱涝发生几率的比率差指标,参照新近重建的5条过去千年太阳活动序列,重建了其间11个太阳活动异常期的中国东部旱涝格局。结果发现:在11个太阳活动异常期,中国东部旱涝格局各不相同。其中在5个太阳活动极小期(1010-1050年、1280-1350年、1460-1550年、1645-1715年、1795-1823年),中国东部旱涝格局虽不一致,但长江中下游地区(华北地区)出现偏旱(涝)的几率更高;而在2个太阳活动极大期和4个太阳辐射高值期,中世纪极大(1100-1250年)整个东部多偏旱,1845-1873年的太阳辐射高值期,整个东部多偏涝;其余4个时段(1351-1387年、1593-1612年、1756-1787年、1920-2000年)则旱涝相间出现。集合平均表明:在太阳活动极小期,中国东部呈自南向北的“涝—旱—涝”分布:长江流域偏旱,南北两侧的华南沿海和华北平原偏涝,且西北东部及西南偏旱;而在太阳活动极大期和太阳辐射高值期,长江流域及西北东部多偏涝,华南和华北多偏旱。

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    中国极端降水事件时空特征及其对夏季温度响应
    顾西辉, 张强, 孔冬冬
    2016 (5):  718-730.  doi: 10.11821/dlxb201605002
    摘要 ( 1516 )   HTML ( 9 )   PDF(10624KB) ( 2116 )  

    基于中国1951-2014年728个气象站点日降水数据,利用POT抽样、变异点分析、趋势分析、分段回归等方法全面分析中国极端降水事件(量级、频率与发生时间)非平稳性特征及其对夏季温度响应。研究结果发现中国极端降水量级有明显变异特征,但无显著趋势变化,中国极端降水频率则相反。并且中国极端降水次数在全国大部分区域有显著增加趋势。另外,研究还表明变异点对中国极端降水量级和频率趋势特征有明显的改变,对极端降水发生时间趋势特征改变较弱;中国极端降水发生时间在中南部呈显著上升趋势,其他区域趋势性不显著。中国大部分区域夏季温度呈上升或显著上升趋势,且变异特征显著。在转折点前,中国大部分区域如西部干旱区东南部、东部干旱区西南部、华北区、华中区和西南区北部夏季温度呈下降或显著下降趋势;在转折点后,上述区域夏季温度转为上升或显著上升趋势。

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    三工河流域山地—绿洲—荒漠系统降水空间变异性研究
    徐利岗, 周宏飞, 潘锋, 吴林峰, 汤英
    2016 (5):  731-742.  doi: 10.11821/dlxb201605003
    摘要 ( 945 )   HTML ( 9 )   PDF(3622KB) ( 1381 )  

    山地—绿洲—沙漠系统(MODS)是中国内陆干旱区最基本、也最典型的地理景观格局,以天山北麓中段、准噶尔盆地南缘的三工河流域为典型区,设置降雨量监测网,获取2007-2014年5-8月份降雨量数据,利用(旋转)经验正交函数分解(REOF/EOF)、分形理论及克里金法(Kriging)等方法探讨流域尺度干旱内陆区MODS多地貌单元复合情况下降水的空间结构型及异质性特征,为深入了解MODS生态系统植被演变规律及其恢复提供借鉴。主要结论为:依据第一特征向量(对总体方差贡献82.4%)0~30 km、30~70 km及70~150 km的3个荷载区段,将研究区划分为山地区、绿洲区及沙漠区;其夏季降水场以“整体一致”型为主,表现为降水一致全流域整体增加,且增幅自山地—绿洲—荒漠依次减小。山地区半变异函数曲线符合高斯模型,绿洲区符合球状模型变程为15.3 km,荒漠区5月、6月及其它时段分别符合高斯模型、指数模型及球状模型,变程58.6 km比山地和绿洲大。随机因素引起的空间异质性占0.01%~9.57%;绿洲区降水空间变异性最大,山地次之沙漠区最小;6月份降水空间异质性最显著,8月最小;在南北方向(0°)和东南—西北方向(135°)变异性最强。

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    1960-2014年中国绿洲严寒期的时空变化特征与成因分析
    柴中华, 刘普幸
    2016 (5):  743-753.  doi: 10.11821/dlxb201605004
    摘要 ( 757 )   HTML ( 3 )   PDF(1741KB) ( 1014 )  

    基于中国绿洲74个地面气象站的逐日平均气温观测资料,计算候平均温度≤ 0 ℃的严寒期起止候及候数,运用线性趋势法、M-K突变检验、Morlet小波分析法、相关分析等方法,分析中国绿洲严寒期的起止候及候数的时空变化特征与成因。结果表明:近55年来,中国绿洲严寒期起始候推后、终止候提前、候数缩短,变化倾向率分别为0.3 p/10a、-0.27 p/10a和-0.58 p/10a;且空间差异显著,其中,柴达木盆地绿洲严寒期来的最早、结束的最晚,严寒期变化趋势最显著。严寒期起止候及候数分别在1990年、1998年、1994年发生突变。严寒期起始候与候数表现出与大气环流和厄尔尼诺有关的显著周期,终止候表现出与太阳活动有关的显著周期,可以证实严寒期起始候和候数的变化与大气环流和厄尔尼诺密切相关,而终止候的变化则与太阳活动有关。青藏高原指数、亚洲区极涡面积指数和二氧化碳排放量是影响研究区严寒期的主要因子,而南亚夏季风指数则对柴达木盆地绿洲影响最显著。研究区严寒期随着经纬度和海拔高度的增加,起始候提前、终止候推后、候数延长,并以纬度的变化最显著。严寒期起止候及候数对区域增暖具有极好的响应,但区域增暖对起止候及候数的影响各不相同。

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    2008-2014年祁连山区夏季降水的日变化特征及其影响因素
    刘雪梅, 张明军, 王圣杰, 王杰, 赵培培, 周盼盼
    2016 (5):  754-767.  doi: 10.11821/dlxb201605005
    摘要 ( 1275 )   HTML ( 17 )   PDF(9683KB) ( 2592 )  

    基于中国自动气象站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量0.1°×0.1°网格数据集通过逐时降水量、降水频率和降水强度等指标研究了2008-2014年祁连山区夏季降水的日变化特征,并结合ERA-Interim再分析资料分析了气象要素对降水日变化的影响。结果表明:① 祁连山区逐时平均降水量和降水频率的时空分布特征较为一致,即东中段大于西段,且7月最大,6月次之,8月最小;降水强度的空间分布则与降水量和降水频率的存在差异,且6月的降水强度平均值最大。② 白天和夜间的降水量均表现出东中段多于西段、山区多于平原的特点,并有明显的夜雨现象;从年际差异来看,2008-2014年白天和夜间的降水量均呈增加趋势。③ 祁连山区夏季降水平均相对变率介于5%~38%之间,全区20:00平均相对变率最大;逐时降水量和降水频率普遍存在较好的相关性,尤其是在东中段。④ 对比再分析资料发现,祁连山区降水日变化与相对湿度和地面温度等气象要素有关。

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    生态
    基于综合指标法的中国生态系统服务保护有效性评价研究
    张立伟, 傅伯杰, 吕一河, 董治宝, 李英杰, 曾源, 吴炳方
    2016 (5):  768-780.  doi: 10.11821/dlxb201605006
    摘要 ( 1520 )   HTML ( 18 )   PDF(3770KB) ( 1357 )  

    将生态系统服务保护纳入到传统的以保护区为基础的自然保护之中是生态保护研究的新领域。利用综合指标方法,分析了中国从2000-2010年的4种生态系统服务时空变化特征;并对中国的七大生态保护和恢复区域的服务空间保护成效进行评价,提出了国家尺度上的生态系统服务保护优先性分级。主要结论为:① 中国的生态系统服务自西北向东南逐渐增加,显著增加区主要分布在黄土高原地区,显著减少区主要分布在东北及华北地区。黄土高原的生态系统服务提高主要是农田向草地和林地、草地向林地的转换引的;华北地区的降低主要是耕地的减少以及人工用地的增加引起的;东北地区是由于林地向耕地草地、耕地向湿地与人工用地的转换引起的。② 七大生态保护和恢复区的生态系统服务均为增加趋势而且显著增加面积大于减少面积;显著增加面积最大的为三北防护林工程区、最小的为重点生态功能区;显著减少最大为重要生态功能区、最小的为三北防护林工程区。而且,对服务的保护成效在重要生态功能区最高,其次为天然林保护工程区,其余区域均小于全国平均水平。③ 提出的生态系统服务保护优先性等级中,极高级别占到了国土面积的26.18%,保护的生态系统服务量占到全国总量的64.19%,保护成效为全国平均水平的2.47倍。

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    欧亚大陆草原地上生物量的空间格局及其与环境因子的关系
    焦翠翠, 于贵瑞, 何念鹏, 马安娜, 葛剑平, 胡中民
    2016 (5):  781-796.  doi: 10.11821/dlxb201605007
    摘要 ( 1269 )   HTML ( 7 )   PDF(6043KB) ( 1580 )  

    本文以欧亚大陆草原为研究对象,收集和整合分析了该区域采用收获法实测的地上生物量数据,探讨了地上生物量的空间分布规律,地上生物量空间格局与环境因子之间的关系。主要结论为:① 欧亚大陆草原地上生物量的空间格局具有复杂的水平和垂直地带性分布规律,具体表现为:随着纬度的升高,海拔的升高,地上生物量都呈开口向下的抛物线变化趋势;随着经度的增大,呈开口向上的抛物线变化趋势。② 欧亚大陆草原地上生物量的空间分布虽然与年平均温度、年总太阳辐射、表层土壤(0~30 cm)的砾石含量、pH和有机碳含量有一定的相关关系,但是,主要受到年总降水量空间变异的影响。③ 欧亚大陆草原地上生物量的空间格局与年总降水量空间变异之间呈现为高斯函数关系,这主要是由青藏高原独特的草原分布与环境因素空间格局特征决定的。

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    生态
    过去50年气候变化下中国潜在植被NPP的脆弱性评价
    苑全治, 吴绍洪, 戴尔阜, 赵东升, 任平, 张学儒
    2016 (5):  797-806.  doi: 10.11821/dlxb201605008
    摘要 ( 1206 )   HTML ( 4 )   PDF(1999KB) ( 1349 )  

    借助动态植被模型IBIS,首先模拟了过去50年(1961-2010年)气候变化下中国潜在植被NPP的动态变化,然后采用IPCC第五次评估报告选定的标准气候态时段(1986-2005年)平均气候状态作为“标准年气候”,并将该气候条件下的潜在植被NPP作为评价基准。通过与基准进行比较,计算每一年潜在植被NPP的波动情况,进而评价该年的气候条件是否使潜在植被“不适应”以及“不适应”的程度,最后根据过去50年的“不适应”次数和程度综合判断气候变化下潜在植被NPP的脆弱性。评价结果显示:在过去50年的气候变化下,天山以南的暖温带荒漠生态系统、北方温带草原生态系统以及青藏高原西部的高寒草原生态系统更容易受到气候变化的不利影响,NPP呈现出较高的脆弱性;而大部分以森林为主的生态系统则不容易受到气候变化的影响,NPP脆弱性较低,其中以常绿阔叶林和针叶林为主的生态系统NPP脆弱性更低。此外,天山以北的温带荒漠生态系统以及青藏高原中部和东部的高寒草原草甸生态系统NPP也呈现出较低的脆弱性。

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    流域土壤有效厚度水平衡验证及其对陆面水碳通量模拟的影响
    黄日超, 陈喜, 孙一萌, 高满, 程勤波, 张永生
    2016 (5):  807-816.  doi: 10.11821/dlxb201605009
    摘要 ( 834 )   HTML ( 0 )   PDF(1827KB) ( 1082 )  

    由于土壤特性和植被分布具有区域性,不同流域土壤有效厚度存在差异,进而影响土壤蓄水容量和陆面水碳等通量的时空分布。以湿润地区的东江流域,湿润、半湿润地区的淮河流域以及半湿润、半干旱地区的泾河流域为研究对象,采用LPJ动态植被模型,以水量平衡为目标率定土壤有效厚度,分析不同气候区典型流域土壤有效厚度以及土壤蓄水容量和陆面水碳通量(径流量R,实际蒸散发量ET和净初级生产力NPP)变化。结果表明:东江、淮河、泾河流域的土壤有效厚度分别为70 cm、90 cm和140 cm,土壤有效厚度和蓄水容量随着气候干旱程度增加而增加;土壤有效厚度的修正有效减低该模型水平衡误差,对陆面水碳通量模拟结果的影响程度与区域气候条件有关,湿润地区多年平均径流深和实际蒸散发修正前后变化显著,半湿润、半干旱地区NPP变化显著。研究成果为提高LPJ模型在不同气候区应用可靠性提供参考依据。

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    重庆市新型城镇化质量与生态环境承载力耦合分析
    张引, 杨庆媛, 闵婕
    2016 (5):  817-828.  doi: 10.11821/dlxb201605010
    摘要 ( 1085 )   HTML ( 17 )   PDF(1125KB) ( 1702 )  

    本文以重庆市为研究对象,采用耦合分析法,通过分析新型城镇化质量和生态环境承载力主要指标,构建新型城镇化质量与生态环境承载力耦合协调模型,计算2000-2012年重庆市及各区县新型城镇化质量与生态环境承载力的耦合度,评价重庆市新型城镇化质量和生态环境承载力耦合阶段及水平,分析生态环境承载力与新型城镇化发展质量的耦合分类,为探索可持续发展的城镇化道路提供数据参考。结果显示:2000-2012年,① 重庆全市耦合度处于在0.967~1.000之间,显示出重庆市的新型城镇化质量与生态环境承载力的耦合阶段处在高水平耦合时期;② 重庆市区县新型城镇化质量与生态环境承载力耦合度分布基本符合“一圈两翼”的空间分异规律,耦合度范围在0.884~1.000之间,也处于生态环境与城镇化质量高耦合时期;③ 但重庆市各区县新型城镇化质量与生态环境承载力存在明显区域差异,尤其是生态环境承载力指数的空间差异比较明显,根据耦合状况可以大致分为4种区县耦合类型。表明重庆市快速城镇化的后果导致都市区生态压力增大,生态承载力空间差异显著的现实将导致原有城镇化发展方式面临不可维系局面,亟需调整城镇化发展方式;发展新型城镇化应通过优化资源利用方式,调整产业空间布局和升级产业达到疏导人口分布和提升城镇化发展质量的目的,最终缓解生态环境因城镇化快速发展带来的压力。

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    农业地理
    华北地下水超采区冬小麦退耕的生态补偿问题探讨
    王学, 李秀彬, 辛良杰, 谈明洪, 李升发, 王仁靖
    2016 (5):  829-839.  doi: 10.11821/dlxb201605011
    摘要 ( 1186 )   HTML ( 3 )   PDF(1264KB) ( 1167 )  

    压减冬小麦种植面积是有效减少华北平原地下水用量最为有效的方法。近期,国家和地方政府均出台了土地休耕政策,拟在华北地下水超采区退耕冬小麦,实现“一季休耕、一季雨养”。然而,华北平原已经出现农户主动退耕冬小麦的现象。在此背景下,明确冬小麦退耕的瞄准目标、制订合理适度的补偿标准是土地休耕政策有效实施所面对的核心问题。本文利用农户问卷数据,构建多层次logit模型分析农户种植制度决策的影响因素,并计算冬小麦退耕的机会成本,旨在确定华北平原地下水超采区土地休耕政策的瞄准目标,并为农户补偿标准的制订提供建议。结果表明:① 地块层次的土地质量和灌溉条件是解释农户种植制度差异的关键因素,近70%的四等耕地和90%以上的旱地已退出冬小麦耕作,土地休耕政策应瞄准一、二、三等土地质量的水浇地;② 相似耕作条件的地块种植春、夏玉米的净收益大致相同,土地休耕的机会成本等于种植冬小麦的净收益;③ 仅考虑冬小麦对地下水资源的影响,土地休耕政策初期以地下水回升和地下水环境恢复为主要目标时,建议以350元/亩作为补偿标准参考值,后期目标转为维持地下水资源采补平衡时,可调整至280元/亩左右。

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    近30年中国农作物种植结构时空变化分析
    刘珍环, 杨鹏, 吴文斌, 李正国, 游良志
    2016 (5):  840-851.  doi: 10.11821/dlxb201605012
    摘要 ( 2733 )   HTML ( 22 )   PDF(3810KB) ( 3283 )  

    综合运用时序变化趋势、空间集聚分析等方法,从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空特征。结果表明:① 近30年来中国前10位的种植结构类型有16种,2002年后多元种植结构逐步替代单一型种植结构。粮食作物占优的单一种植结构类型呈逐年递减趋势,其中1980年全国82.7%的县级农业种植结构是水稻、小麦、玉米及其组合种植类型,2002年后的果蔬类型增加改变了种植结构格局。② 全国种植县中有47%的水稻、61%的小麦和29.6%的玉米的种植比例显著减少,其他作物呈现增加趋势。粮食作物由以水稻为主的格局调整为水稻、小麦和玉米共存格局,其中玉米种植面积比例在空间上变化最为显著,在中国形成北东—西南向的“玉米减少带”。种植结构调整热点的城市地区,城市化对种植结构变化影响显著,水果和蔬菜类种植比例在城市化地区快速增加。③ 种植结构变化趋势在1300个县形成空间集聚效应,水稻的高高聚集占全国县数的2.86%、小麦占5.64%、玉米占6.11%、大豆为4.53%、麻类为1.62%、棉花占7.77%、蔬菜占8.24%、薯类占12%、水果占10%、糖料占1.41%、油料占9.35%,主要分布于中国东北、新疆和沿海的城市化地区。

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    地貌
    全新世中后期开封西郊黄泛沉积序列的孢粉记录
    刘德新, 马建华, 谷蕾, 陈彦芳
    2016 (5):  852-863.  doi: 10.11821/dlxb201605013
    摘要 ( 1081 )   HTML ( 3 )   PDF(1377KB) ( 724 )  

    历史时期以来,黄河在开封市附近多次泛滥形成了相对完整的沉积序列。选取开封市西郊25 m岩芯(ZKjm)为研究对象,通过孢粉分析,结合地层沉积旋回和历史文献资料,探讨了全新世中后期以来大洪水事件的孢粉记录。结果表明:黄泛地层中的孢粉含量及其组成很好地记录了大洪水事件,洪水沉积期的木本植物花粉含量高于其间断期,而人工禾本科花粉含量低于间断期。每个粒度旋回基本上都有与之对应的孢粉亚带,且其上下界限的吻合度较高,表明孢粉可作为划分沉积旋回的代用指标。岩芯孢粉亚带的数目(12个)多于粒度旋回数目(9个),孢粉组合特征可以识别出规模较小的洪水或者一次洪水事件出现的多个短期洪水间歇期所形成的沉积,孢粉指标划分沉积旋回的精度高于粒度指标。

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    基于区域河湖地貌演化历史的大荔人化石层位年代分析
    胡小猛, 蔡顺, 陈美君
    2016 (5):  864-872.  doi: 10.11821/dlxb201605014
    摘要 ( 649 )   HTML ( 1 )   PDF(2390KB) ( 1085 )  

    目前对含大荔人化石的地层年代认识仍存很大争议。采用黄土—古土壤序列定年法广泛调查渭河盆地东北部区域和大荔人化石点附近洛河上下游河段过去的河湖环境演变历史;在此基础上,结合产出大荔人化石的地貌沉积体特征,分析其形成时所处的区域演化阶段及其中含化石的沉积层位堆积年代。结果显示,区域曾在S14、L9、L6、S2、L2和L1SS发育或堆积时期发生过数次古湖湖退或河流下切;含大荔人化石的沉积层是在区域发生于L6晚期的一次湖退后,洛河于出露至气下的古湖湖底上堆积而成的,其堆积时代与S5古土壤发育时代相当,平均年龄约0.55 Ma BP。由该研究结果推论,学界对北京猿人年龄估计的老的年龄框架可能偏年轻。

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    毛乌素沙地汉代古城遗址空间格局及驱动力分析
    阮浩波,王乃昂,牛震敏,贾鹏
    2016 (5):  873-882.  doi: 10.11821/dlxb201605015
    摘要 ( 857 )   HTML ( 9 )   PDF(3828KB) ( 1206 )  

    运用最近邻指数法、空间分析法和耦合分析方法,研究了毛乌素沙地31座汉代古城遗址的分布特征,探讨了古城遗址空间格局与地理环境要素之间的关系。通过对31处古城址进行点格局分析,得出古城遗址间平均最近邻直线距离为25.5 km,属于凝聚分布模式。汉代古城遗址主要集中在4个集聚区,即秦长城—秦直道强影响区(A)、秦长城—秦直道弱影响区(B)、西南集聚区(C)及西北集聚区(D)。其中,秦长城—秦直道强影响区(A)是最主要的遗址分布区,占古城址总量的48.4%。毛乌素沙地汉代古城遗址呈西疏东密的分布特征,形成明显的“空间组群”格局。在当时的气候背景下,地貌和水资源等自然因素主要制约城址的选择,而政治、军事和交通区位等人文因素则对古城遗址的数量和空间结构起主导作用。

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    罗来兴先生的地貌学研究
    姚鲁烽, 王英杰
    2016 (5):  883-892.  doi: 10.11821/dlxb201605016
    摘要 ( 827 )   HTML ( 2 )   PDF(653KB) ( 735 )  

    罗来兴先生是中国著名地貌学家。他在中国黄土地貌、河流地貌、构造地貌等地貌学研究领域取得了一系列的重要成果。从20世纪40年代至80年代,罗先生先后在中国东南丘陵、黄河流域、横断山脉、黄土高原、天山山地等地的研究中,获取了大量的第一手野外考察资料,对研究区的地貌类型、形成原因、空间规律、演化过程等进行了全面和系统地分析。罗先生发表了多项开创新性的研究成果,对中国地貌学发展做出了重要的贡献。

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