地理科学

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中国海陆过渡带——海岸海洋环境特征与变化研究

王颖, 季小梅

2011, 31(2): 129-135. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.129

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海岸海洋是陆地与海洋过渡的地带,位居亚洲与太平洋之交的中国海岸类型丰富,河海交互作用与人类活动影响使海岸海洋环境与作用过程独具特色。河流的贯通作用,使得全球变化与人类活动对河流流域的作用,亦在海岸海洋地区表现出来,并对海洋环境形成显著的影响。历史与现实实例表明,在海岸海洋的开发利用中需重视研究海陆交互过渡带环境特征,尽可能减小人类活动对海岸海洋环境的负面效应。人们应调查研究区域海岸环境特点,探索其动力过程机制,阐明其发展变化趋势,依据自然规律,在阀值极限的范围内规划设计工程与开发利用,才可达到事半功倍与避免灾害的效果,确保海岸海洋的可持续性开发利用。

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天然湿地土壤产甲烷菌及其影响因子研究进展

刘德燕, 丁维新

2011, 31(2): 136-142. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.136

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综合评述了天然湿地产甲烷菌种类、主要产甲烷途径的空间变异及其影响因子。温度不仅可以改变产甲烷菌群落结构和功能,也可影响产甲烷菌功能发挥,目前有关温度对湿地土壤甲烷产生的影响机制有待揭示。以乙酸为底物的产甲烷菌大多生存于维管束植物生长的湿地,H₂/CO₂还原则为苔藓泥炭沼泽甲烷产生的主要途径;在pH<4.7的偏酸性湿地中,自由态乙酸可以降低乙酸发酵型产甲烷菌活性,而氢营养型产甲烷菌和部分其他微生物可能具有自身的弥补机制。还提出今后中国沼泽湿地产甲烷菌和甲烷排放有待加强研究的主要内容。

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基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型

金菊良, 刘丽, 汪明武, 李如忠, 周玉良

2011, 31(2): 143-147. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.143

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采用随机模拟方法模拟三角模糊数,把三角模糊数及函数间运算简化为普通的实数之间运算,建立基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型(ARA-SSTFN)。结果说明:以置信区间形式表示的ARA-SSTFN评价结果,比现有常规方法结果提供评价结果可靠性方面更多信息,能反映受多种不确定性因素综合影响的地下水环境系统综合风险评价客观实际情况;ARA-SSTFN在流域水资源、水环境和水旱灾害等有随机性、模糊性和数据资料不精确等多种不确定性因素综合作用的各种资源环境系统综合风险评价问题中有推广应用价值。

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基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价

权瑞松, 刘敏, 张丽佳, 陆敏, 王静静, 牛海燕, 许世远

2011, 31(2): 148-152. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.148

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由于城市的快速发展和土地利用覆被变化,由暴雨或台风引起的内涝已成为全球研究的热点。潜在的内涝风险危及建筑及室内财产安全。文章应用简化内涝模型模拟上海市中心城区不同情境下的积水情况,并根据每幢建筑室内进水深度对其进行暴露性分级。然后分析、评价了上海市中心城区建筑不同情境下的暴雨内涝灾害暴露性。研究结果发现:仓储和旧式住宅是最易暴露在内涝灾害中的建筑类型;总体上,杨浦、普陀和徐汇区是政府最需要采取安全措施的区域,长宁和虹口区处于中等暴露性水平;同时,内涝对黄浦、静安、卢湾和闸北区影响很小。研究结果可为地方政府改善内涝风险管理提供参考依据。

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区域干旱帕默尔旱度指标的修正

张伟东, 石霖

2011, 31(2): 153-158. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.153

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帕默尔旱度模式是评估干旱严重程度的重要模型,20世纪引入中国后,安顺清等人相继进行了修正,但是多采用的是单个站点数据进行运算,在研究大尺度的区域时则不适用,文章将各研究区站点数据平均整合,并以辽宁省范围内辽河流域片的7个代表性区域进行建模,以海滦河流域、淮河流域、黄河流域、长江流域的23个代表性区域相关资料为权重因子进行修正,同时利用综合水平衡模型对原帕默尔旱度模式中的水量平衡模型进行替换,经过对修正模式的验证,结果显示符合实际情况,对于区域干旱研究具有实际意义。

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南黄海辐射沙洲邻近海域表层悬浮颗粒物浓度遥感反演

樊辉, 黄海军

2011, 31(2): 159-165. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.159

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利用2003年春、秋季南黄海辐射沙洲邻近海域水体表观光谱测量与同步水体取样数据,分析该海域不同季节表层水体遥感反射率光谱响应特性。结合常用水色传感器波段光谱响应模拟,建立春、秋季表层水体总悬浮颗粒物浓度(TSM)与悬浮泥沙浓度(SSC)的最适单波段、双波段(波段比值)和3波段统计反演模式。结果表明,不同季节水体上述3类算法的最优波段均不相同,欲寻求适合所有季节水体的统一反演算法,仅能选择次优波段。通过比较,3种不同反演模式中三波段模式更适于反演近岸水体悬浮颗粒物浓度。

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西江水体有机碳含量变化及悬浮物碳同位素的意义

魏秀国, 李宁利, 沈承德, 郭治兴

2011, 31(2): 166-171. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.166

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以西江马口断面水体为研究对象,讨论其有机碳含量、悬浮物同位素组成(δ¹³C、Δ¹⁴C)与环境之间的关系。西江马口断面有机碳含量呈现季节性变化,其中颗粒有机碳(POC)含量范围介于0.13~4.98mg/L之间,溶解有机碳(DOC)含量范围介于0.98~4.17mg/L之间,DOC/POC比值为1.34,远低于世界多数河流之比值。近年来马口断面悬浮物POCδ¹³C的变化范围介于-21.3‰~-26.1‰之间,随时间出现整体性漂移现象,表明流域生态环境整体改善。POCΔ¹⁴C变化范围介于-132‰~-425‰之间,与取样期间的流域降水过程及土壤的侵蚀相关。

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不同胸径胡杨径向生长的合理生态水位研究

叶茂, 徐海量, 龚君君, 安红燕

2011, 31(2): 172-177. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.172

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借助树木年轮水文学的方法,分析不同胸径胡杨在不同地下水埋深条件下其径向生长量的变化特点和规律。研究结果表明:随着地下水埋深的增加,不同胸径胡杨径向生长量均呈现明显降低趋势,其对地下水埋深变化响应的灵敏度降低幅度呈现先增加,后减少的趋势。3个胸径等级的胡杨径向生长灵敏度最大值对应的地下水埋深为分别是3.3、7.4、7.9m。说明,不同生长阶段的胡杨径向生长量变化对地下水埋深变化响应的敏感性存在差异。可以认为这3个地下水埋深是不同胸径等级胡杨径向生长水分胁迫的合理生态水位。

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沙盖黄土丘陵坡地土壤理化特性随地形变化规律研究

张丽萍, 王小云, 张赫斯

2011, 31(2): 178-183. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.178

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在陕西神木县与内蒙古东胜市交界的饮马泉小流域,选择有代表性的坡面进行地形剖面和土壤层垂直方向的系统采样。每个样品进行了粒级、土壤质量含水量、土壤有机质测试。经数据的分析模拟,得以下结论:①土壤粒级构成和物理性粘粒含量特征,可以指示研究区土壤的沙化程度和演化趋向,其具有向西北更干旱粗化方向过渡的倾向。②土壤水分随地貌部位的变化规律比较明显,在峁坡顶部和上部,垂向上具有自上而下增加的趋势,而在峁坡下部和坡脚却正好相反。不论何种地貌部位都存在一个相近的土壤蒸发、渗漏、持水能力相对的平衡深度。③土壤的物理性粘粒含量与土壤的水肥关系密切,物理性粘粒含量相对高的土壤剖面,土壤的水肥组合效果较好。④土壤水肥质地的组合效果,丘陵顶部的最差,依次过渡到坡脚的组合效果最好。其进一步表明,地貌因素在土壤形成后的一系列熟化、退化、被侵蚀和沙化的演化过程中,地貌仍起着至关重要的作用。

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中国东北地区17世纪后期的自然植被格局

张学珍, 王维强, 方修琦, 叶瑜, 李蓓蓓

2011, 31(2): 184-189. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.184

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通过整理、分析历史文献中的自然植被记录,复原了中国东北地区近代大规模农垦前(17世纪后期)的自然植被格局。结果表明,当时的主导植被类型是森林和草地,森林主要分布于山区,其中大兴安岭北端主要是寒温带落叶针叶林,长白山南端主要是温带落叶阔叶林,其余山区是针阔混交林,草地主要分布于东北平原和内蒙古高原,林-草的分界线与地表等高线有很好的对应关系;在三江平原分布有大面积的沼泽。潜在植被格局与历史自然植被格局基本一致,但是林-草分界线有明显差异,且潜在植被图中没有沼泽。

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干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸日变化差异及影响因素

周洪华, 李卫红, 杨余辉, 曹志超, 李稚

2011, 31(2): 190-196. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.190

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利用开路式土壤碳通量测量系统-LI-8100对塔里木河下游6种土地利用方式下土壤呼吸速率的日变化进行了野外定位测量,并就水热因子及土壤理化性质对土壤日呼吸速率差异的影响进行了分析。结果表明,梨园、弃耕地、棉田、人工林、草地和天然林土壤呼吸速率日变化均呈单峰曲线,土壤日呼吸速率差异显著。大气温度和土地利用方式是造成土壤日呼吸差异的主要因素,其中土地利用方式通过改变地表温度、土壤水分、电导率、pH、盐分含量及机械组成等影响土壤日呼吸速率。

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基于HJ-1号卫星数据的太湖悬浮物浓度空间分布和变异研究

夏叡, 李云梅, 吴传庆, 金鑫, 王彦飞

2011, 31(2): 197-203. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.197

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以太湖为研究区,利用环境1号卫星第4波段建立的线性模型反演了太湖悬浮物浓度,得到2009年全年太湖悬浮物质量浓度空间分布特征。通过等间距的布点和地统计学的相关原理,揭示太湖悬浮物浓度的空间变异特征。结果表明:2009年太湖悬浮物浓度值比较高,大都集中在30~50mg/L和50~70mg/L,高值区从西北太湖或西南太湖区域逐渐向湖心扩散,最终在湖心形成大面积区域。通过地统计学分析发现,太湖悬浮物具有块金效应和强烈的空间相关性,其中6月份的变程最小,为9.2km,而2009年其他月份的变程都大于20km。

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基于GIS的社区居民避震疏散区划方法及应用研究

黄静, 叶明武, 王军, 许世远, 陈振楼, 刘耀龙

2011, 31(2): 204-210. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.204

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在快速城市化和地震灾害频发的背景下,灾前人群紧急疏散区划成为防灾减灾规划研究的重要课题。结合当前城市应急疏散设施布局现状,立足于社区夜间避震疏散需求,综合运用GIS空间分析技术,从应急疏散需求分布、疏散空间可达性、疏散优化归属3方面逐步构建居民避震疏散区划方法,并选择上海市内人群和建筑相对密集的陆家嘴街道为对象开展实证研究。从而为城市防震减灾规划的避难设施优化布局和应急疏散预案编制提供科学适用的技术手段。

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基于Hopfield神经网络的中国近40年气候要素时空变化分析

张翀, 李晶, 任志远

2011, 31(2): 211-217. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.211

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利用1961~2000年中国大部分省区(香港、澳门、台湾、海南地区数据暂缺)194个气象站点逐日降水量、气温和相对湿度数据,通过克里格插值、Hopfield神经网络聚类以及方差分析,对中国气候变化的时空特征进行分析。分析结果表明:中国以增温为主导趋势,其次是多雨趋势;东部地区出现变干趋势,而西部地区在逐渐增湿;对3种要素进行聚类分析,并利用方差分析检验差异性是否显著,最后分析了聚类结果变化趋势,结果与插值分析一致,说明克里格插值结果的可信性。表明在全球增温的驱动下,中国气候变化格局处于调整状态,湿润地区干旱化,干旱地区变得湿润。

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基于局部地表形态的可变过水宽度多流向算法

程海洲, 熊立华

2011, 31(2): 218-225. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.218

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流向是地形分析中的重要内容之一,在分布式水文模型等研究中起着重要作用。文章提出基于局部地表形态的多流向算法,即对每一个DEM栅格,在以其为中心的3×3窗口中进行局部地形分析,确定基于随坡度和过水宽度而变化的水流分配系数。该方法被应用在实际数字地形模型上,并以汇水面积和比汇水面积为研究指标,与目前流行的D8、Dinf等算法进行了相似性分析。结果表明,该方法能够获得更为符合实际的水流汇集的空间分布。

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长江三角洲地区小麦植株的重金属分布及其相关性——以昆山市为例

王晓瑞, 周生路, 吴绍华

2011, 31(2): 226-231. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.226

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以苏州昆山市为典型区,测定该地区小麦植株根、茎、叶、籽粒及对应点位土壤中Hg、As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd这8种重金属含量,探究长江三角洲地区小麦植株各器官重金属的吸收状况及其关联分析。结果显示,小麦根对各种重金属的吸收能力最强,各器官以及小麦全植株对Cd的吸收系数最大而对Cr的最小;小麦籽粒重金属含量与根、茎、叶中重金属含量存在一定的相关性,但没有确定的规律;Hg、Zn、Cd这3种重金属的潜在生态风险都达到中等以上级别,8种重金属的综合潜在生态风险达到较高级别。

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基于小波分析的长江和黄河源区汛期、枯水期径流特征

邴龙飞, 邵全琴, 刘纪远, 赵志平

2011, 31(2): 232-238. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.232

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利用db3小波分解和重构1965~2007年长江源沱沱河站、直门达站和黄河源吉迈站、唐乃亥站春汛期、夏汛期和枯水期流量数据,除沱沱河外,各站春汛期、夏汛期和枯水期流量皆呈下降趋势,各站流量下降速率依次为夏汛期>春汛期>枯水期。沱沱河站多年流量呈增加趋势,夏汛期变化速率依然高于春汛期。应用复Morlet小波分别分析上述4个水文站实测流量的周期特征。黄河源总体存在11~12a波动周期;长江源春汛期有4~6a波动周期,夏汛期有13~14a波动周期。不同流域春汛期、夏汛期和枯水期主周期分布规律不同。

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汉江中下游新石器文化遗址的空间格局

李中轩, 朱诚, 闫慧

2011, 31(2): 239-243. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.239

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用趋势面方法讨论汉江中下游地区新石器时期大溪文化(6.3~5.0ka B.P.)、屈家岭文化(5.0~4.6ka B.P.)和石家河文化(4.6~4.0ka B.P.)遗址空间过程,发现汉江中下游地区新石器文化的空间演化大致分两阶段:(1)屈家岭文化时期遗址沿汉江干流、涢水向上游扩散;(2)石家河时期文化遗址则以收缩为特征,主要集聚在丹江-枣阳-随州一线。结合本区中全新世气候和地貌变迁过程,认为汉江中下游遗址分布格局和遗址高程变化主要受古洪水和湖面扩张胁迫影响,遗址扩散与集聚过程特征和农业生产、文化融合等社会因素密切相关。

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六棱山北麓中段冲沟地貌发育的定量研究及其新构造意义

闫冬冬, 吕胜华, 赵洪壮, 李有利

2011, 31(2): 244-250. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.244

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利用地貌形态指标对六棱山北麓断层中段的5条冲沟进行定量化研究,流域的冲沟比降指标(SL)、面积-高度积分值(HI)和流域盆地形态因子(Bs)的异常值表明5条冲沟的发育对六棱山北麓断层活动性有明显的响应,流域发育处于壮年期。秋林沟口野外实测数据验证并揭示了六棱山北麓断裂晚第四纪以来的活跃性。

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利用树轮宽度资料重建天山中段南坡巴仑台地区过去645年来的降水变化

张同文, 王丽丽, 袁玉江, 魏文寿, 喻树龙, 张瑞波, 陈峰, 尚华明, 范子昂

2011, 31(2): 251-256. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.02.251

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在分析树木生长对气候要素响应的基础上,利用采自天山中段南坡夫斯坦沟的雪岭云杉树轮宽度年表,重建了巴仑台地区1360~2004A.D.当年7月至次年6月的降水量序列,方差解释量达53%(调整自由度后为52%)。交叉检验结果表明重建方程稳定可信。过去645a以来,巴仑台地区的降水量变化存在12个偏少阶段和12个偏多阶段。巴仑台地区降水量重建序列存在10.7~11、6.7和2.1a的显著准周期及16.5~17.2和2.4~6.6a的较显著准周期,并且在1496A.D.前后发生了降水量由少向多的突变。

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