中国科学院路甬祥院长于2005年2月22日视察了中国科学院地理科学与资源研究所, 并在座谈会上发表了重要的讲话。路院长在讲话中就地理学与科学发展观的关系问题;当前地理学研究中的水资源、城市化、区域发展、温室气体排放和自然灾害等问题;以及地理学研究中的研究所发展方向、科研管理体制、地理信息技术发展、野外观测实验台站建设、科研领导组织工作、科研人才问题进行了系统而简要地论述。
随着区域经济社会的快速发展, 中国现行三大地带的划分已难以适应新形势下统筹区域发展的要求。在全面介绍了完整的区域经济体系和美国4层次区域经济体系划分的基础上, 按照科学发展观以及“五个统筹”的要求, 提出了未来中国东北及东部沿海、中部及近西部和远西部等新的三大地带和东北、京津冀鲁沿海、沪苏浙沿海、粤闽琼沿海、黄河上中游、长江上中游、珠江上中游、内蒙古、新疆和青藏高原等10大综合经济区的划分方案。
以网络组织能力提升对空间服务系统的优化为研究目的, 选取中国客运网络中63个城市作为研究对象, 用旅行时间Ti、时间区位系数Ati等指标分析铁路提速对客运网络系统优化及其格局的影响, 并对北京、上海和广州等8大铁路枢纽城市进行了个案研究。分析发现, 提速后：① 客运网络系统“时间收敛”效果明显, 空间服务优化显著;② 优化效果空间分布不均衡, 网络结构变化不大, 有均衡化趋势。③ 促进了交通枢纽城市之间的联系, 但内部也产生了时间效益差异, “500 km半日行动圈”基本形成, “1000 km 一日行动圈”及北京和上海等大都市交通圈逐渐形成。④ 在设施系统发展到“普适化”阶段后, 组织网络的提升对优化空间服务系统、加强城市间的经济联系, 并进而提高运输行业和区域经济的市场竞争力越来越重要;⑤ 交通枢纽城市的腹地和空间服务范围在扩大, 对经济活动空间区位的再选择产生较强的引导力。
长江三角洲自20世纪90年代以来经济发展非常迅速, 在全国的地位不断上升, 且其产业结构也在逐步改善。外商投资在该区异常活跃, 投资规模越来越大, 2003年实际利用外资占全国的比例已达45.55%。该地区还是我国区域经济合作发展实施进程较快、力度较大、政府重视程度较高的地区。但长江三角洲在发展中仍存在不少问题, 如引进外资的整体层次不高、耕地流失严重且建设用地的集约化程度较低、能源缺口较大、交通运输紧张及生态环境恶化等。长江三角洲地区目前虽然出现了这些问题, 但不能由此而限制它的发展, 要充分利用长江三角洲有利的区位优势, 走可持续发展道路, 在发展中解决问题。具体应该做到要切实明确长江三角洲在全国区域经济分工中的地位, 在提高产业发展层次的同时, 不可放松对劳动密集型产业的发展, 并以科学发展观为指导, 加强土地资源和能源的管理, 加速环境保护和生态修复工作的进程。
基于国家资源环境数据库动态土地利用数据, 借助GIS软件支持, 分别计算了1990年和2000年中国31个特大城市平面轮廓形状的分维、紧凑度和形状指数以及城市的用地扩展类型。结果表明, 从1990年到2000年, 中国31个特大城市空间形态的总体变化趋势是, 城市用地空间扩展类型以填充类型为主, 外延类型相对较少且主要发生在发展限制较小的平原地区。总体上, 分维呈减少趋势且南方城市大于北方城市, 形状指数有减少, 城市空间形状有紧凑化趋势。综观1990年和2000年中国31个城市的分维、紧凑度和形状指数的数据, 可以看出广州、南昌、济南、成都、北京和上海等城市形状变化比较大, 而兰州、太原和唐山等城市形状变化很小。若用地扩展为填充类型, 则分维减少, 紧凑性增加, 形状指数减少;相反, 若用地扩展为外延类型, 分维增加, 紧凑性降低, 形状指数增加。
以中国城市老年人日常消费行为状况的问卷调查为基础, 主要运用经验行为主义方法, 从宏观层面揭示出中国城市老年人日常购物行为的空间特征, 通过对北京、深圳和上海三个城市的老年人购物空间圈层结构的比较研究, 发现北京市老年人购物活动随距离衰减的规律比较规则;深圳老年人购物行为空间则随距离增加而波动式衰减;上海老年人购物活动空间的收敛性最强。进一步从微观和实证的角度分析了居住区位因素对老年人购物空间的影响, 得出小区级商业设施的完善程度和可达性直接决定了老年人购物空间的收敛程度的结论。
利用1992年、1996年和1998年的三期DMSP/OLS夜间灯光数据, 提取了区域尺度的环渤海地区20世纪90年代的城市群空间信息, 建立了城市群地区面状、线状和点状城市化空间模式, 分析了环渤海城市群地区20世纪90年代的城市化过程。基本结论如下：① 20世纪90年代环渤海城市群地区城市斑块数量增长较快, 城市化过程明显, 但小斑块所占比重较大, 城市斑块破碎度增加。同时, 区域内城市重心基本维持在经度117.93o和纬度38.49o附近, 整体上表现出向西北方向移动的趋势。② 20世纪90年代环渤海城市群地区城市化过程基本上可以从空间上概括为在中心城市和大城市周围的面状城市化过程、沿交通干线周围的线状城市化过程和广大区域内以新兴小城市或小城镇出现为特征的点状城市化过程三种基本过程。其中, 面状城市化过程一直居于优势地位, 但面状城市化过程的基本有效范围主要局限在面状城市斑块周围3~4 km范围。线状城市化过程和点状城市过程所占的比例相对较小, 但表现出明显的增强趋势, 在区域内的影响范围正逐渐扩大。
针对大都市区城市化快速发展中, 景观替代具有区域相关性和时序变化的基本特点, 以美国华盛顿—巴尔的摩地区200年都市化发展史为例, 以逻辑斯蒂增长模型为基础, 引进2种景观类型的空间增长模型。研究表明, 华盛顿—巴尔的摩都市区的增长具有明显的30~40年周期性, 分为3个大周期和6个半周期。在有限空间容量下, 本区采用大面积发展城市森林的手段, 缓解城市空间扩展与环境恶化的矛盾。运用竞争系数0.1和0.2条件下的增长模型对这一过程进行模拟。
长江中游田家镇附近江面最狭处仅650 m, 江底最深处低于黄海基准面以下-90 m, 是长江干流河床突出的最低所在, 距离长江口900 km。通过实地地质地貌调查揭示田家镇深槽形成及其对洪水的渲泄有何影响。 根据地质、水文、地形和直接考察资料, 卡口深槽段长8 km, 系长江自NW-SE斜切过一排强烈褶曲的三叠系厚层石灰岩山地而成, 3个临江石灰岩小山所成矶头导致江流方向变化与流速加速, 以至形成多处涡流, 向江底侵蚀, 而褶皱的石灰岩抗拒侵蚀、溶蚀能力很低, 因而导致远低于海平面深槽的形成, 估计卡口深槽是从中更新世红色风化壳发育的和缓起伏的地面上叠置下来, 已有以10万年年计的长远历史。近数十年多次实测资料比较, 侵蚀淤积有小量变化, 但河床基本稳定。对正常的中、枯水位江流运行没有影响, 但对超过50 000~60 000 m3/s洪水的排泄则有明显的壅阻作用。
海南岛西部沙漠化土地具有热带海岸沙地的地域特征、形态特征、旱生植被景观特征和土地利用快速演变特征。在大气环流、雨影区和海流的共同影响下, 岛西形成热带半干旱气候和热带稀树草原环境, 孕育并存在自然沙漠化发展的动力、空间和物质基础。岛西历史时期沙漠化受气候变化和毁林开荒等活动的影响, 但仍是自然沙漠化为主的沙漠化过程。20世纪以来现代沙漠化经历了发展、恢复、再发展、逆转、波动等5个阶段, 沙漠化既受数年或数十年尺度的气候变化的作用, 又受人为不合理经济活动的影响。用因子分析等诊断、分析后认为人为活动的贡献率远大于气候变化的贡献率, 现代沙漠化已演变为以人为沙漠化为主的沙漠化过程。
齐云山丹霞地貌主要发育于中白垩统小岩组K2x1红色砂砾岩层中, 该区地貌发育主要受景德镇-祁门断裂带、江湾-街口挤压破裂带和开化-淳安褶断带三大断裂带控制。在白垩世该区经历了地块沉降, 成为陆上的断陷湖盆, 由此接受了巨厚的白垩系红层堆积。在新构造运动中, 该区经历了隆升过程, 巨厚的白垩系沉积物变成了海拔500~600 m的山体。白垩系红色砂砾岩在经历了垂直节理发育、风化破坏阶段及剥蚀搬运阶段后, 同时受岩性本身砂岩与砾岩在组分和结构上的影响, 差异性风化剥蚀显著, 因此形成了壮观的峰林、崖、洞、方山、城堡及天生桥景观。该区585 m、400 m和150 m处的三级裂点, 大致反映了该区新构造运动中三次主要的抬升过程。
土地利用与覆被变化对区域水文过程具有深刻影响。利用1960s以来的三期遥感数据和1980年以来的地下水长期观测数据, 从地下水补给和排泄系统两方面, 分析了近30年来甘肃省黑河流域中游地区土地利用与覆被变化对地下水系统的影响, 结果表明：以1985年为界, 随土地利用与覆被变化强度不同, 前后15年土地利用变化对地下水系统补给的影响分别达到2.602亿m3/a和0.218亿m3/a, 对排泄系统的影响分别为2.035亿m3/a和4.91亿m3/a, 在保持区域人工开采量不超过3.0亿m3/a的合理幅度下, 土地利用变化对区域地下水资源变化起着决定作用;在区域土地利用与覆被变化和近10年来人类较大规模开采影响下, 甘肃省张掖盆地地下水资源变化出现了显著的区域差异性。认识土地利用变化对流域地下水系统的作用与区域地下水资源的时空变化特征, 对流域水土资源合理利用规划与管理有重要意义。
使用8 km分辨率Pathdfinder NOAA-AVHRR/NDVI时间序列数据, 对青藏高原长江、黄河源区1982~2001年地表植被覆盖的空间分布和时间序列变化进行了分析, 并在典型区NDVI与气温、降水量和浅层地温单相关关系分析的基础上, 在不考虑地温作用和考虑地温作用两种条件下, 构建了NDVI与气温、降水量和浅层地温的统计模型。结果表明：近20年来江河源区的植被覆盖总体上保持原状, 局部继续退化。黄河源区的扎陵湖、鄂陵湖周边及其北东部地区、巴颜喀拉山北麓的多曲源头地区、长江源区的曲麻莱和治多一带、托托河沿至伍道梁之间的青藏公路两侧一定范围、格拉丹冬局部地区年NDVI减少显著, 幅度在0%~20%之间, 植被退化严重。江河源区年NDVI的变化, 即植被覆盖状况的好坏主要受温度, 尤其是40 cm附近地温的影响, NDVI对40 cm的地温变化极为敏感。在江河源多年冻土区, 冻土冻融过程不仅与地温变化息息相关, 而且影响土壤含水量的多少, 冻土的退化将会直接影响该区植被的生长。
提出生态环境遥感综合系列制图方法, 采用GPS、RS、GIS相结合, 在野外综合考察与遥感影像综合判读的基础上, 利用GPS定位和GIS数据采集、分析与处理的方法技术, 在室内先生成综合性的生态环境单元轮廓界线图, 并列表记录其类型及其编码, 然后自动演绎派生出生态环境类型图及各要素专题地图。全文包括三个部分:1生态环境遥感综合系列制图的科学依据与基本方法;2生态环境遥感综合系列制图的具体方法和步骤;3结论。该方法不仅保证了生态环境综合系列地图的统一协调和科学质量, 而且大大加快了成图速度, 使系列地图更好地反映生态环境各要素之间的相互联系, 便于各地图的比较分析与综合评价, 尤其为生态环境信息系统和其他地理信息系统基本单元及其数据库的建立提供了最有效的方法。
通过时间序列分析了塔里木河流域山区1961~2002年的降水和温度变化, 源流干流水分的消耗, 并对这些指标进行了KENDALL秩次相关检验。结果显示: 塔里木河源流山区降水和温度均有增加,但是降水增加的趋势在?琢 = 0.05水平上不显著, 温度升高的趋势显著; 塔里木河流域几个源流水量增加, 特别是在1994~2002年,年平均径流量比多年平均增加了25.163×108 m3/a, 而上游三源流补给干流水量只增加0.9985×108 m3/a, 塔里木河干流沿程各站的径流量呈现显著的线性递减趋势, 表明连续十年的丰水期并没有改变干流生态环境恶化的局面; 如果三源流来水以正常年份计算 (1957~2003年平均来水量), 塔里木河干流来水量每年只有22.57×108 m3, 那样塔里木河流域的生态安全将更令人担忧。
泥石流是主动的流域物质输移形式, 土体的颗粒组成决定了泥石流的活动。不同地区、不同流域、不同密度的泥石流样本分析表明, 高密度 (ρs > 2 g/cm3) 泥石流的颗粒分布曲线总体上具有指数形式, 指数呈现出显著的区域性差异。泥石流多发生在一定的指数区间;颗粒组成具有良好的分形特征, 不同密度泥石流颗粒的分形区间不同, 这个区间可以认为是形成泥石流结构的颗粒区间, 从而也确定了泥石流基质的颗粒界限;颗粒的分维随密度变化, 密度越大 (大颗粒含量越多), 分维越大。颗粒的分形结构也是颗粒孔隙的分形结构, 它决定了土体的液化, 因而也决定了泥石流所表现的特征。
通过对洞庭湖1951~1998年径流泥沙演变过程及其驱动力的全面分析表明, 径流泥沙关系密切, 其相关系数r = 0.9013。年径流量、年输沙量总体均呈同步减少趋势, 在演变过程中表现出明显的阶段性。由于湘、资、沅、澧四水流域产水量大, 森林覆盖率达52%以上, 连年兴建的水利工程及工农业、生活用水量的增加, 未能对四水河流水文特征产生根本性的影响, 其入湖径流泥沙基本处于稳定状态, 故没有对湖泊径流泥沙的演变造成深刻影响。而由长江中游河段的调弦口堵口, 下荆江系统裁弯和葛洲坝截流所引起的3次江湖水沙关系调整, 即是导致洞庭湖径流泥沙缓减速减的主动因子。
估算土壤中化学物质的含量与空间分布是了解多孔介质中水盐运移规律并进而因地制宜地提出盐渍土改良措施的关键。大面积的实地采样分析费时费力且耗资巨大。通过地统计分析, 使用有限的采样数据可获得土壤溶质的准确变异。本文探讨和比较了Ordinary kriging (OK) 与Cokriging (COK) 这两种内插方法。结果显示一半的采样点数据的COK较之全部采样点数据的OK精度更高, 相对均方根误差降幅为130.83%;采用同样的协同变量 (239个全盐量数据), 一半的采样点数据的COK较之全部采样点数据的COK精度更高, 相对均方根误差降幅为20.10%。协同变量与主变量的相关度决定了COK的预测精度, 当相关系数由77%升高为99%时, 相对均方根误差降低了48.30%。
通过2004年6月至10月, 在陕北对降雨形成的乡村聚落土壤侵蚀的定位观测, 其结果表明：①乡村聚落的平均径流系数为0.335, 其中延安最大, 为0.44;榆林和绥德较小, 分别为0.293、0.272。同时, 道路和庭院的径流系数较大, 分别为0.39、0.377, 户间空地较小, 为0.277;②径流平均含沙量以户间空地最大 (52.54 g/l), 次为户间道路 (41.42 g/l), 而院落径流含沙量较小 (17.78 g/l);③乡村聚落的平均侵蚀强度为5434.3 t/km2, 已达强度级侵蚀, 其中户间道路、户间空地侵蚀较大, 分别为7348 t/km2、6873 t/km2, 庭院相对较小, 为2081.7 t/km2;④乡村聚落土壤侵蚀的变化, 受人为影响更加突出。说明黄土高原乡村聚落土壤侵蚀较严重, 并且具有特殊性, 不可忽视, 应加强研究和防治。
