近年来,中国地理学在应用方向的发展及人才培养等方面取得明显成就的同时,综合方向削弱,地理教育和研究机构易名混乱,国家重大问题的研究未受到广泛重视。根据中国地理学目前存在的问题,阐述了地理学在新世纪的发展方向和加强理论与综合研究的建议。
面对国内外高度重视创新人才培养的形势,以及培养在中国市场经济体制下地理各专业人才的就业竞争力,中国地理教育在继承优良传统的基础上必须创新;中国地理教育必须对基础地理教育和高等地理教育进行全面的改革。为此提出实施地理学跨越式发展的三条对策,即在地球系统科学与可持续发展科学的框架下,构建中国地理教育的新体系;在国家标准和适应国际规范的前提下,规范高等地理教育的学科划分和课程体系;在国家自然科学名词审定前提下,规范高等地理教育中的地理科学术语。
运用基于格点生成法的人口密度空间分布模拟模型,通过运行净第一性生产力空间分布、数字高程、城市规模及其空间分布和交通基础设施空间分布等数据集,模拟了中国人口密度的空间分布规律。模拟结果表明,人口密度的最高值集中在北京、上海和郑州之间的三角区 (BSZ) 及珠江三角洲地区;同时,这个BSZ峰值三角区有发展为以上海-南京-杭州大都市密集区、武汉市、西安市、北京-天津-唐山大都市密集区和沈阳-大连大都市密集区为顶点的五角形峰值区的趋势,珠江三角洲峰值区也正在向外围地区扩展。
根据2000年第5次全国人口普查数据分析,西藏、青海2省区各市县平均人口密度与海拔高度、土地利用、主要道路有较强的相关关系,河流水系对居民点分布的影响较为明显,而居民点是人口分布的重要指示因子。以GIS软件为工具,通过较为客观的方式赋予各影响因子人口分布影响权重,运用多源数据融合技术进行了人口统计数据的空间化。结果显示,通过数据融合产生的人口密度与各市县实际人口密度的相关系数大于0.80,与试验区各乡镇的实际人口密度的相关系数大于0.75。最终生成的栅格人口密度数据既与各市县统计型人口数据保持一致,又反映了各市县内部人口分布的空间变化。
运用景观生态学方法和Arc/Info软件,研究1995年至2000年 兰州至格尔木铁路沿线的区域土地利用和景观格局变化,分析交通干线 (公路和铁路) 的影响程度与范围。主要结果如下:(1) 东线土地利用和景观格局没有发生显著变化,西线土地利用和景观格局变化较大;(2) 东线缓冲带土地利用程度综合指数没有显著变化,西线缓冲带土地利用程度综合指数明显升高。缓冲带综合土地利用动态度的变化反映了交通干线的轴向影响规律; 兰州至西宁铁路对土地利用变化的显著影响范围是5 km, 青藏铁路对土地利用变化的显著影响范围是7 km;(3) 9个城市缓冲带的土地利用变化分析表明:城市扩展主要发生在1 km缓冲带内。
根据1987年、1991年、1997年和2000年4期Landsat TM/ETM影像的土地利用/土地覆盖分类结果,运用地理信息系统空间分析方法,分析了内蒙古锡林河流域1987~2000年间各土地利用类型及草甸草原、典型草原、荒漠草原的数量变化和空间变化特征。分析结果显示,锡林河流域土地利用/土地覆盖变化的主要特征为草甸草原、典型草原面积的大幅减少和荒漠草原、农田和沙漠化土地面积的大幅增加及城镇的扩张。其中面积增加最大的是荒漠草原,增加了2328 km2;相当于1987年荒漠草原面积的56 %。农田和城镇面积逐年增大,分别从1987年的114.3 km2和25.2 km2增加到2000年的332.1 km2和43.6 km2。面积减少最多的是羊草+丛生禾草、羊草+杂类草等优良高产温带典型草原类型,共减少2040 km2。草甸草原面积亦呈逐年减少的趋势,从1987年的1103 km2减少到2000年375 km2,面积减少了65.9 %。农田、沙化地及城镇等非草原土地利用类型面积增加了62.5 %。
为分析地表覆被变化的水文效应,以半分布式的地形指数模型 (TOPOMODEL) 为基础,对梭磨河流域1960~1999年逐日流量过程进行了模拟。结果表明,对于流域面积2536km2 的梭磨河流域,该模型也能取得较好的模拟结果。模拟了流域40年来气候波动和地表覆被变化对流域水文的影响。最后在4种不同的流域土地覆被情景下模拟了1960~1999年逐日径流过程。对于实际蒸散发与潜在蒸发有300多mm差距的梭磨河流域,在其它条件不变的情况下,随着流域土地覆被和冠层最大截流量的增加,冠层截流蒸发和流域总蒸发增加,植被蒸腾和土壤表面蒸发减少,土壤水分增加而流域水分含量和饱和层含水量减少。地表径流、地表以下径流、总径流减小。重现期小于20年的洪峰流量减小,但对40年一遇的洪峰流量影响很小,甚至有增加洪峰流量的作用。
应用遥感和GIS技术及数理统计学方法,以新疆三工河流域冲洪积扇-冲积平原型绿洲为研究区,利用1978年、1987年和1998年的遥感数据,深入研究了70年代中后期以来干旱区绿洲LUCC的过程和趋势。结果表明:(1) 遥感和GIS在绿洲土地利用与覆被变化数据获取和空间分析方面是一种非常强大而有效的技术手段;(2) 通过建立绿洲LUCC的幅度、速度、区域差异和变化趋势数学模型,可以较好的研究绿洲土地LUCC的过程和趋势,如变化的双向性、单向性、正向性和反向性,变化的涨势或落势等,在三工河流域绿洲应用取得良好效果;(3) 自70年代中后期以来三工河流域绿洲LUCC趋缓,并存在显著的时空差异:前期绿洲LUCC处于单向转换过程的非平衡状态,并呈现一定的地段分异,其中绿洲上部处于准平衡状态,而绿洲中部和下部处于非平衡状态。后期绿洲LUCC呈现双向转换为主的发展态势,使绿洲LUCC处于准平衡状态;绿洲上部和中部处于非平衡状态,绿洲下部处于平衡状态,均表现出不同的变化过程和趋势。
对史料重新进行了综合分析和解读,结合现代水文、地貌、土壤侵蚀的观测研究成果,就两汉黄河下游水患和中游土地利用方式的环境后果,提出了新的观点:(1)《后汉书》有关水患的记载简单笼统,但对伊洛河洪灾记载相对详细。当时伊洛河曾多次发生大水,甚至发生淹及洛阳城门和皇家园林的特大洪水,这些洪水涌入黄河干流同样可能导致下游水患;(2)自AD11河决魏郡后,一直到AD69王景治河的58年间,下游既未堵塞决口也未大规模治理,洪水来时任由泛滥。显然《后汉书》中没有具体记载是有意或无意漏记;(3) 对史籍中东汉大水、水出等记载逐年逐次排查,发现东汉水患频率高于西汉,灾情也更为严重。王景新河仅使下游安定了36年而非过去认为的800年或83年;(4) 东汉时期中游农耕人口比西汉减少近3/4,而河口镇至龙门间农耕人口减少九成以上,同时迁入大量游牧民族。原始游牧对天然植被破坏极大,是造成东汉黄河下游水患加剧的主要原因。
通过对南极冰盖边缘17支浅冰芯氧同位素的对比研究,揭示了整个南极冰盖边缘近50年来、150年来和250年来气温变化的地域分布特征。近50年来,南极冰盖边缘的氧同位素温度有的呈现上升趋势,有的呈现下降趋势,但气温变化的地域规律性不强;近150年来,南极冰盖边缘的同位素温度的升高和降低趋势大致呈现出一种交替分布的态势;近250年来,南极冰盖边缘所有的氧同位素温度都记录了小冰期的降温事件。气温的这种地域分布特征可能是南大洋独特的环流形式——环南极波 (ACW) ——在特殊地形 (如大的冰盆) 影响下,在南极冰盖边缘的表现形式,并且随着时间尺度的不同,南大洋独特的环流形式 、ACW和地形的影响强度各异。
针对中国干旱区生长的树木缺失轮和伪轮多等具体情况,及常规树轮定年方法应用于中国干旱地区时所遇到的问题,本文以柴达木盆地东缘山地上生长的千年祁连圆柏树轮定年工作为例,详细探讨了在中国干旱地区建立树轮定年年表的方法体系及技术路线,对常规的工作方法提出新的改进。这包括:采样中要采集不同树龄、不同小生境且大复本量的样本;交叉定年工作要按一定的工作程序;安放缺失轮时要同时考虑窄轮和宽轮变化的一致性;用多种方法对定年和轮宽量测值进行检验等。这些方法的具体应用有助于在中国干旱地区建立定年准确、千年尺度的树轮年表。
运用自然地理学和生态学的方法,根据元代古籍中的景观与物候信息复原了13~14世纪滦河上游及其邻近地区的自然景观:(1) 坝下的落叶阔叶林景观;(2) 坝缘和坝上东部的草甸草原景观;(3) 坝上西部的典型草原景观;(4) 北部的沙地疏林草原景观;(5) 河湖湿地景观。事实表明:从宏观上看,元代的景观结构与现代基本一致。另外,通过物候现象的古今对比,发现14世纪30年代夏季芍药的始花期比现代约提早10天,而14世纪中叶初雪较现代约提早10天。
应用数量分类和排序方法,对新疆塔里木河中游地区植被进行了多元统计分析。结果表明,该地区共有植物23种,隶属于11科21属。其中,多数植物种类在样方中的出现频次较低,说明该地区植物物种丰富度较低。TWINSPAN结果表明,该地区3个断面19个样地可分为3个主要类型,与实际调查结果一致。CCA排序结果同TWINSPAN分类结果基本一致,反映出植物群落分布格局的一般规律及其随环境因子梯度变化的趋势。分析了不同环境因子间的关系,并从定量的角度,以CCA排序图直观地揭示了决定塔里木河中游地区植物群落分布的环境因子主要是地下水位和土壤含水量,其回归模型分别为:X1 = -9.5991L + 100.86 (R2 = 0.6459);X2 = 1.65W + 43.011 (R2 = 0.7646)。
利用NOAA-AVHRR数据,以归一化植被指数 (NDVI) 作为植被活动的指标,研究中国1982~1999 年四季植被活动的变化,探讨植被活动对全球变化的主要响应方式。结果表明,18年来,中国植被四季平均NDVI均呈上升趋势。春季是中国植被平均NDVI上升趋势最为显著 (P<0.001)、增加速率最快的季节,每年平均增加1.3%;而秋季是NDVI上升趋势最不显著的季节 (P=0.075)。不同植被类型的季节平均NDVI的年变化分析表明,生长季的提前是中国植被对全球变化响应的最主要方式,但这种季节响应方式存在明显的区域性差异。夏季平均NDVI增加速率达到最大的地区主要分布在西北干旱区域和青藏高寒区域,而东部季风区域的植被主要表现为春季NDVI增加速率最大。
利用ArcGIS,对贵州省2000年所作的森林资源连续清查遥感判读样点数据进行处理和分析,提取了森林资源分布图、林龄结构分布图、郁闭度分布图等系列森林景观图;分析结果表明:(1) 贵州森林植被类型多样,但覆盖率相对较低,全省森林覆盖率为25.27 % (不含疏林、灌木林、未成林造林地面积);(2) 森林地理分布不均匀,主要分布在黔东南及北部的遵义地区;(3) 地带性植被常绿阔叶林破坏严重,森林具有明显的次生性,表现为针叶林和灌木林所占比重大;(4) 林种结构的特点是用材林占比重大,防护林、经济林所占比重小;(5) 林龄结构的特点是幼中龄林为主,近成过熟林面积、蓄积比重都相对较小;(6) 贵州森林不能充分发挥森林植被对喀斯特山区生态环境的保护功能。
利用RS与GIS技术对新疆境内的森林资源进行调查分析,以新疆全区为控制总体,采取卫星数据解译结合现地调查及抽样方法获取全疆森林资源数据。在GIS支持下,对1996、2001年两期卫星遥感调查数据进行对比。研究了新疆各类森林资源的动态变化。近五年森林资源变化的总趋势是林业用地、有林地、疏林地、苗圃、宜林地面积均有增加,森林覆盖率提高,活立木总蓄积量增加,实现了森林资源面积和蓄积双增长。全疆有林地面积由17331 km2增加到17837 km2,年均增加101 km2。森林覆盖率由原来的1.05 %上升到现在的1.08 %,提高了0.03 %。全疆活立木总蓄积由262416000 m3增加到289985200 m3,共增加27569200 m3,年均增加5514000 m3,年均净增率为2.00 %。分析结果表明;新疆森林资源总体呈上升趋势。但仍存在着天然林稀少、森林覆盖率低、林分年龄结构失调、树种单一等问题。
通过对中国2000年第二次土壤侵蚀遥感调查成果的分析,讨论了20世纪末中国土壤侵蚀空间分布特点。结果表明,水土流失仍然是我国持续影响面最大的环境问题。西部是我国土壤侵蚀的主要分布地区,轻度侵蚀对整个土壤侵蚀格局影响最大。水蚀的分布明显体现出地形的影响,轻度水蚀基本上分布在山地丘陵区 (含黄土地形区),严重水蚀近半分布在黄土地形区。轻度水蚀主要分布在耕地、林地、草地。严重水蚀、轻度风蚀面积均约半数分布在草地,各类草地的保护与整治均应是水、风蚀区水土保持的重要内容。土壤资源中,黄绵土是受到土壤侵蚀威胁最严重的类型。但对我国土壤侵蚀的进一步分析还需要更多对方法和相关数据分析的研究工作。
田间模拟降雨径流试验研究了北京地区农田暴雨径流氮素流失与雨强、作物覆盖、施肥因子的关系,以及侵蚀泥沙的粒径分布特征和对氮的富集作用。结果表明:(1) 降雨强度越大,地表径流模数和侵蚀模数增大,氮素流失越多;作物覆盖有效地减少地表水土和颗粒态氮流失;(2) 颗粒态氮浓度占径流全氮浓度的88.9 % (施尿素) 和98 % 以上 (未施氮肥),是农田径流氮损失的主要形态;(3) 施用化学氮肥增大了农田径流溶解态氮浓度,化学氮肥容易通过地表径流流失;(4) 侵蚀泥沙的团聚体组成和原来土壤有很大差异,粒径 <0.25 mm的团聚体,尤其是含氮量较高的 <0.045 mm 团聚体的富集是侵蚀泥沙富集氮的主要原因。减少地表径流和土壤侵蚀,降低表土速效氮含量是减少农田地表径流氮养分流失的关键。
通过构建山地垂直带谱数据结构,实现了垂直带谱数字化,增强了垂直带谱的可视化;提出了垂直带谱的三级体系:以基带区分一级带谱,以特征垂直带区分二级带谱,以垂直带组合结构、优势垂直带及垂直高度及宽度区分三级带谱;概括出山地垂直带谱的7种变化模式:同构模式、结构递减模式、突变模式、纬向递减模式、经向减升模式、阶梯递增模式和高原叠加模式;归纳出垂直带谱的5种生态类型:与自然地带相联系的顶极带谱、与主要山地相联系的基本带谱、与特殊地生态现象相联系的过渡/特殊带谱、与人类干扰相联系的扰动带谱,以及与强烈人类活动相联系的次生带谱。深入比较和分析垂直带信息图谱,可以揭示更多的地学信息。
以地区 (市) 作为基本研究单元,选取大小兴安岭、燕山、太行山区、沂蒙山区、武陵山区、东南丘陵、喀斯特山区、横断山区、祁连山区等具有典型性的中国山区,定量分析2000年中国山区经济发展态势以及影响和制约山区经济发展的深层次因素,并与平原地区和经济发达地区进行宏观、中观层面上的多方位对比分析。结果显示: 中国山区人均GDP的区域变化特征与山区非农产业人均增加值发展态势呈正相关;各类山区农业产业人均增加值表现为一条无差异曲线,即山区居民家庭收入的差距,主要来自非农产业,农业产业收入退于次要地位,非农产业人均增加值决定中国山区的经济发展的空间分异。
根据贡嘎山海螺沟内5种主要林地上的生物量调查、土壤呼吸和光合作用测定,研究亚高山地区典型林带上C的存贮、吸收和排放关系。对于海拔3000 m附近的峨眉冷杉林,其地上和地下C贮量分别为177.4 t/hm2和143.2 t/hm2,森林光合作用吸收的C量在22~24 t/hm2·a之间,通过呼吸释放C量为3~5.5 t/hm2·a (乔木冠层) 和10~19 t/hm2·a (地面土壤及根系),年光合作用净固定的C为7.05 t/hm2。低海拔处生态系统C的呼吸量较大,100a以内的中幼龄树木固C能力高于成熟林的固C作用。林地在成为过熟林之前主要还是C的汇,林间裸地是大气的C源。
在野外考察获取第一手资料的基础上,主要采用Shannon-Weaver指数和S?rensen指数对小五台山亚高山草甸植被的植物生物多样性及其空间变化格局进行了分析和研究。主要结论如下:1) 海拔高度对植物生物多样性影响非常明显,海拔2300 m和2700 m左右分别既是α多样性也是β多样性出现明显变化的地段。2) 不同坡向条件下群落的α多样性表现为东坡>西坡>南坡>北坡;而S?rensen指数分析表明,当坡向变化时,β多样性较高。3) 山坡中部特别是中下部具有较高的α多样性,而β多样性较低,坡面上β多样性的大小主要取决于坡面所处海拔高度的范围。
利用筛选的1954~2000年中国338个站沙尘天气资料及相关气候资料,从沙尘天气区划方面着重分析研究了我国沙尘天气的区域特征。结果表明: 1) 我国沙尘天气多发区分别位于以民丰至和田为中心的南疆盆地和以民勤至吉兰泰为中心的河西地区。不同类型沙尘天气的空间分布范围不尽相同,其中沙尘暴主要发生在与北方沙漠及沙漠化土地相联系的极干旱、干旱和半干旱区内。扬沙和浮尘天气除了在沙尘暴发生区的绝大部分地区出现外,还向其它邻近地区扩展,如扬沙可向东北地区和东南的黄淮海平原及以南地区扩展;而浮尘天气则主要向东南方向扩展,可涉及整个黄淮海平原和长江中下游地区。相比之下,上风方向的中高纬地区,如北疆和东北北部地区,浮尘天气发生甚少。2) 全国沙尘暴天气易发区可划分为北疆、南疆、河西、柴达木盆地、河套、东北和青藏等7个亚区。沙尘暴和浮尘在南疆区发生日数最多,而扬沙在河西区发生日数最多。
塔克拉玛干沙漠公路447 km路段穿越新月形沙丘与沙丘链、复合横向沙垄以及高大复合纵向沙垄区,风沙危害极为严重,被誉为“世界公路建筑的奇迹”。为解决沙漠公路风沙防护体系构建的一系列科学与技术问题,沙漠学界随之开展了风沙运动规律,风沙危害的成因、强度、时空分异及其机械、化学、生物防治的理论与应用研究。本文对风沙危害及其防治研究的主要内容及研究进展进行了全面总结,认为塔克拉玛干沙漠公路风沙危害与防治的理论研究成果与实践应用水平取得突破性进展。
根据1951~2000年中国登陆热带气旋与厄尔尼诺年、拉尼娜年的关系分析,得到了一些重要认识:(1) 在厄尔尼诺年,中国登陆热带气旋数偏少;(2) 厄尔尼诺事件强度越大,中国登陆热带气旋数越少;(3) 厄尔尼诺事件的结束时间若超过5月1日,那么次年中国登陆热带气旋数偏少;(4) 中国登陆热带气旋数的特多年主要集中在拉尼娜年;(5) 在拉尼娜次年,中国登陆热带气旋数偏少;(6) 中国登陆热带气旋强度越大,在厄尔尼诺年出现机会越少;(7) 在厄尔尼诺年,中国初旋偏迟,终旋偏早。同时对其机理进行了探讨。
分析塔里木河1956~2000年间水资源开发利用过程中的生态与环境问题时发现,进入90年代,塔里木河源流区的山区来水量增加了约10.9 %,但是,源流区补给塔里木河干流的水量却减少了18.83 %。三源流灌区用水量的增加导致塔里木河干流区的来水量不断减少,而塔里木河下游来水量的大幅度减少,则是因塔里木河干流上中游耗水量的增加引起。塔里木河干流自身沿程水量变化对下游水量减少的影响,远大于塔里木河上游三源流来水变化对下游造成的影响;塔里木河下游来水量的锐减,造成下游河道断流321 km,尾闾湖泊干涸,地下水位下降,天然植被衰败,沙漠化过程加剧。
对长江中下游武汉至河口段304处河床沉积物样品进行了粒度测量与分析,通过各参数间的模拟、统计及对比,探讨了沉积物粒度、水动力因素及河床地貌三者间的关系。研究结果表明:本区河床沉积物以中、细砂为主,床底搬运十分微弱,河道相对稳定;从上至下沿程有明显的“粗-细-粗-细”粒径变化,主要反映河流动力地貌、动力沉积特征;粒径在河床的沿程分布总体为北粗南细,说明北岸侵蚀,南岸淤积的特点。研究同时也表明,颗粒因河型不同而迥异;颗粒偏态度-峭度在不同河型中表现各异,对区分顺直微弯分汊和鹅头形分汊河道尤为显著。
通过实地调查和收集长江下游1950~2000年水文、水利工程资料,建立了长江大通以下枯季径流量变化地理信息系统,分析了影响长江大通水文站以下径流量变化的水文过程,探索了这一区间枯季径流量变化的成因与过程。调查研究表明,截止2000年大通以下各类抽引水工程的总数已达64个,抽引水能力达到了4626 m3/s (潮周期内平均抽引水流量)。实际抽引水量呈现很大的年、季波动,这与本区气候干旱情况、农作物生长期、跨流域调水量等多种因素有关。研究表明:大通-河口段沿江两岸大量的抽引水已成为影响长江大通以下枯季入海流量变化的最重要的因素。本文在过去实际抽引江水资料的基础上,估算了过去不同水文、气候背景下长江大通以下枯季径流量的变化幅度及其对入海流量的影响,并利用实际数据进行了验证。在此基础上,探讨了未来长江大通以下枯季的径流量变化趋势。
通过遥感影像、地貌沉积、历史文献与地图等相关资料分析集成研究,将后套平原分为西部冲积扇平原,东部是泛滥冲积平原,并详细探讨了近2000年来本区黄河河道的演变。公元前2世纪时,后套西部平原南 (上) 冲积扇停止发育, 北(下) 冲积扇河道发育,黄河主河道的位置与现代不同,它偏于泛滥平原北部的阴山山前东流;公元6世纪后套平原西部北 冲积扇上黄河河道向东移,在东部泛滥平原上黄河明显地分为南北两汊,而黄河主流仍位于河套平原北部山前;18世纪早期至末期,黄河主河道从河套平原的北部山前南移至平原南部;19世纪中叶‘北河’淤塞,现代黄河形成。
采用沉积学方法提取沉积速率的记录,利用历史文献研究的方法提取气候与人类活动变化的信息,对黄河下游2300年以来的沉积速率的变化及其与气候、植被及人类活动的关系进行了研究,揭示黄河流域地貌系统对气候变化及人类活动所导致的土地覆被、土地利用方式变化的响应过程。研究表明,黄河流域地貌系统中的下游沉积带对于中游侵蚀带的响应是灵敏的,流域植被和土地利用方式的变化,是导致下游河道沉积加速的主导因素;这种变化主要取决于人类活动,同时与气候的变化也有一定关系。在沉积加速的过程中,公元7世纪至10世纪以及18世纪中叶以来,表现为两个突变时期。
水循环包括自然水循环和社会经济水循环两个方面。社会经济系统水循环指社会经济系统对水资源的开发利用及各种人类活动对水循环的影响。对目前国际国内关于社会经济水循环关注的主要问题 (水资源安全、水资源社会经济研究、人类活动对水循环的影响、水环境、水资源可持续管理和综合管理) 及其进展进行了评述。水资源安全的主要对策已由增加供给转变为水资源需求管理。增加社会参与和明晰水权是水资源管理体制改革的方向。水价在水资源管理中的重要作用得到越来越多的重视。水资源可持续管理和综合管理正逐步落实。水资源需求管理机制、水权水价等水资源管理制度设计、作为可持续水资源管理基础的生态需水问题和环境变化对水资源的影响,将是未来社会经济系统水循环研究的焦点。
芦苇面积,苇下水位变动和邻近水域大小等是影响鹤类生境选择的重要因子,通过建立向海地区的数字高程模型 (DEM),将其与从遥感影像上获取的向海湿地景观信息在ARC/INFO模块下进行空间叠加分析,建立了水位与芦苇分布的动态关系。通过模拟得出:当湿地水位达到165 m时,鹤类可选择的生境面积最大,为981.2hm2。此外,本文还模拟了不同水位以上芦苇面积的等级分布规律。该模拟结果对于向海自然保护区鹤类生境的优化管理及主要供水源向海水库的科学管理具有重要的参考价值。
从改革开放的视角,用实证的方法,对中国城市经济区进行了新的研究。根据城市中心性的等级体系,确定京津唐、长江三角洲和珠江三角洲为全国的经济核心区;通过外贸货流、铁路客货流、人口迁移流、信件流等流量流向分析,概括了3大核心区的内向型和外向型腹地范围;在此基础上,把中国经济地域划分为北方区、东中区和南方区3个一级城市经济区和11个二级区。对中国目前的经济空间组织形成许多新的认识。这一研究对于各地区经济联系方向的选择具有重要意义。
选择1990~2000年中国城市用地面积位于前200位的地级及地级以上的城市用地资料,把运用在城市人口规模上的位序-规模法则移植到城市用地上,分析了城市土地利用规模的变化规律。然后运用分形理论,阐释了城市用地的位序-规模曲线。结果显示:(1)以建成区面积作为衡量城市规模的指标,中国城市规模分布符合位序-规模法则,拟合曲线的判定系数都在0.95以上;(2)根据位序-规模曲线的形态,中国城市按建成区面积可分为3类:用地面积>200 km2的大城市,50~200 km2的中等城市和<50 km2的小城市;(3)城市建成区用地的位序-规模曲线有平行向前推进的特点,这为预测我国未来城市建成区用地规模提供很好的基础;(4)中国位于前200位的城市用地规模分布的均衡度不断增强,城市建成区用地规模总量持续增加。
在分析大都市区城市扩展特征的基础上,从宏观外部约束性因素和局部城市单元自身扩展能力变化共同作用影响城市发展演变的角度,构建了一个模拟和预测大都市区城市发展演变过程的城市扩展模型 (City Expanding Model in Metropolitan Area; CEM)。首先对北京1975~1997年的城市发展过程进行模拟重建,然后在此基础上从城镇用地数量最优和位置最佳相结合的角度对北京2005~2015年的城市发展格局进行了预测。结果表明,在对各种影响因素进行严格标准化并利用自适应Monte-Carlo方法多次模拟确定最佳影响权重的基础上,该模型可以在一定程度上反映城市发展,尤其是大都市区城市发展演变的特征和规律。
土地利用可持续性的度量指标应该具有时间序列性、空间敏感性、客观性和综合性,能显示趋势性和可预测性,有参照值或阈值,能表达逆转性和可控性,能正确地进行数据转化,能方便地采集和使用数据。迄今所见的指标体系,在方法上皆可归纳为枚举法和综合法。枚举法的困难是:指标体系很难穷尽所有的影响因素,又不能准确判断每一因素的影响程度,也难以有完备的数据序列。综合法避免了枚举法的困难,但目前还没有完整的时间序列,因而只能评价现状而不是过程。本文提出一种针对变化过程进行评价的指标体系,采用系统综合指标,即生产力、稳定性、恢复力、公平性、自立性、协调性,来定量地评价土地利用的可持续性,并应用于山东省莱西市案例研究。
在构筑1:50万贵州岩溶地区岩石组合类型分布图的基础上,以GIS为分析手段,对贵州省石漠化分布图和地层岩性图进行了空间分析,探讨了各类岩性与不同级别石漠化之间的相关关系。石漠化与岩性具有明显的相关性,强度石漠化主要分布在纯质碳酸盐岩地区,尤其是纯质灰岩地区;中度石漠化在白云岩组合中的比例较灰岩组合中高;轻度石漠化在碳酸盐岩与碎屑岩夹层和互层中分布较广;石漠化与纯碳酸盐岩相关关系最明显。
根据中国资源环境数据库中的耕地数据以及20世纪80年代末期、1995年和2000年3期覆盖全国时间跨度约为10年的遥感数据,对中国耕地时空变化进行分析。总趋势表明,近10年来我国耕地资源总量有所增加;东部及沿海地区优质耕地迅速减少;东北地区和内蒙古自治区耕地大量开垦;水田旱地转换明显。利用GIS方法将耕地变化数据与中国生态环境质量数据进行叠加,表明近10年来耕地的生态环境质量下降了。近10年耕地动态变化的空间分布表现出13种动态格局。对80年代末至1995年 (前5年) 和1995年至2000年 (后5年) 这2个时间段内的耕地变化进行对比分析,表明了前5年与后5年耕地变化的动态格局有空间上的相似性,但前后变化幅度相差较明显。近10年来气温的升高与中国水田北移有较好的一致性,而降水的减少对西北地区耕地的撂荒和开垦有明显作用。中国经济的发展所导致的城市化过程使得大量耕地被占用。近10年来相关的耕地政策对控制耕地面积的减少有作用,但耕地的总体质量却下降了,这直接影响了粮食产量。
以河北省曲周县为集约化农区的分析样区,通过对1980年、1999年土地利用类型变化和2期不同用地类型的土壤养分变化进行分析。结果表明:曲周县1980~1999年之间的土地利用类型以水浇地、旱地、菜地、园地、林地等农业用地类型为主,1980年农业用地类型占土地总面积的77.47%,1999年的农业利用类型占土地总面积的77.43%;但是土地利用类型也存在着转化,转化的顺序为荒草地向旱地、水浇地、菜地方向转化,旱地向水浇地、菜地方向转化;1980年土壤养分含量在不同用地类型间的变化顺序为水浇地>旱地>荒草地,差异幅度在2%~18%之间,1999年土壤养分含量在不同用地类型间的变化顺序为菜地>水浇地>旱地,差异幅度在18%~690%之间;2期对比分析表明,土壤养分含量除速效钾外不仅在相同用地类型之间增加幅度大,而且在转化后地用地类型之间也存在明显差异;土壤有机质、全氮、速效磷含量在不同土地利用类型中的变化顺序为菜地>水浇地>旱地>荒草地,速效钾含量变化的顺序为旱地>荒草地>菜地>水浇地。
根据分形理论研究杭州1949~1996年间城市形态和土地利用结构的演化特征,发现杭州城市具有明确的自相似规律。研究表明,杭州城市形态和土地利用结构的分形性态逐渐变好,这与国外学者“演化的城市分形”观相互印证。各类土地形态的维数都小于整个城市形态的维数,从而证实了国内学者“城市化地区的分维大于各职能类土地空间分布维数”的理论推断。从时空变化来看,杭州城市形态的分维呈上升趋势,1996年接近Batty等提出的理论预期维数D = 1.71;居住用地、工业用地和对外交通用地的分维近20年来趋于增大,而教育用地和绿化用地的分维则有所减小。杭州市的分形演化和分维变化总体上揭示了城市自组织演化的特征,但工业用地维数的大幅度上升和绿化用地维数的下降显然暗示该城市在进化过程中的局部退化倾向。