地理科学

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中国东北地区典型流域水文变化特性及其对气候变化的响应

王国庆, 王兴泽, 张建云, 金君良, 刘翠善, 严小林

2011, 31(6): 641-646. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.641

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以辽河的主要水源区太子河流域为对象,分析近50 a来流域的降水径流变化特性,采用水文模拟方法,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:近50 a来实测径流量总体呈现减少趋势;20世纪80年代以来,气候因素对河川径流量的绝对影响量呈现增加趋势;降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。

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基于DEM的平原区人工微地貌数字提取方法探讨

肖飞, 杜耘, Parrot J F, 王学雷, 严翼

2011, 31(6): 647-653. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.647

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针对江汉平原区堤垸人工微地貌,综合局部地形分析、水流模拟分析以及GIS空间分析和地统计分析方法,利用SRTM DEM数据进行微地貌自动提取研究。根据人工微地貌特点,构建一种局部地形形态分析方法来对结构线位置进行标示,并提出一种流域合并的方法来进行微地貌结构线提取;进而综合上述两种方法的计算结果,提出平原区人工微地貌的组合提取方法。研究结果表明该方法可较好实现平原区垸堤人工微地貌结构线提取。

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水沙过程变异下洞庭湖系统功能的连锁响应

欧朝敏, 李景保, 余果, 杨燕, 邓楚雄, 张磊

2011, 31(6): 654-660. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.654

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从作用于洞庭湖系统功能的水沙过程入手,探讨水沙过程变异下湖泊系统功能的连锁响应认为:① 洞庭湖是一个由其形态系统功能﹑生态系统功能和服务系统功能共同维系的巨系统;② 水沙条件变化导致湖盆结构变形﹑湖面湖容缩小﹑生物多样性不稳定﹑航运里程缩短﹑水环境净化能力减弱﹑东方田鼠与钉螺极度膨胀﹑鱼类捕捞产量和水资源量减少等响应现象;③ 水沙过程变化与湖泊系统各项功能之间始终保持着短期与长期﹑局部和整体等不同层次﹑不同时空的耦合关系,因而表现出层次关联性﹑时空差异性﹑对应因果性和相互依存性等特性。

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基于HJ卫星IRS遥感数据的农作物秸秆火点提取模式研究

王玲, 田庆久, 包颖

2011, 31(6): 661-667. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.661

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根据农作物收割前后的HJ-1B 卫星红外相机(IRS)遥感数据特征,提出农作物秸秆焚烧火点提取模式:利用IRS波段3(3.78 μm)与波段4(11.36 μm)结合两种经典火点探测算法首先提取出所有类型的地面火点;再利用收割前后的IRS波段2(1.72 μm)与波段1(0.9 μm)建立农作物秸秆地判定依据,从而从所有类型的地面火点中识别出秸秆火点。结合10月6日、10月21日的HJ-1B IRS影像,对10月21日江苏省农作物收割时期的秸秆火点进行提取实验,并与对应的MODIS探测结果进行相关分析,相关系数R²为0.685,验证了研究方法的合理性。

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天水及其南北地区地热水水化学特征及起源

温煜华, 王乃昂, 朱锡芬, 张华安, 马宏伟, 陈立

2011, 31(6): 668-673. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.668

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运用水化学和同位素示踪的原理追溯地热水的水岩相互作用和起源,得出武山和天水地热水为pH较高(7.94~9.06)的低TDS(226~255 mg/L)HCO₃型水,通渭和清水地热水为pH较低(7.1~8.07)的较高TDS(915~1 793 mg/L)SO₄型水,地热水的水化学特征主要受不同的围岩及与围岩相互作用的程度所控制。地热水的δD和δ¹⁸O值说明地热水起源于大气降水,且未受水-岩同位素交换明显影响。综合应用各种地热温标,估算地热水的热储温度为70~111℃,属于中低温地热资源。对年均降雨量约500 mm的天水及其南北地区,应采取采、停交替的地热水利用方式。

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川渝地区气候与物候的变化特征分析

王炳赟, 范广洲, 董一平, 华维, 周定文, 朱丽华, 张琪

2011, 31(6): 674-681. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.674

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利用川渝地区44个气象台站的气象资料和2个物候观测站的物候资料分析了该地区的气候与物候变化特征:最近10 a年均温度比前30多a高0.68℃,年均降水量基本无变化。低温主要分布在川西高原,低温天数、低温积温绝对值都在减少。日均最高温度在高原南部、西南山地减少,其它地区都增加;日均最低温度都在增暖。降水在四川盆地下降,在重庆西部、川西高原增加。降水日数在高原西部增加,其它地区都下降。春始期仁寿略微推迟,北碚微弱提前;秋始期都推迟。展叶期的杏树、刺槐、水杉、紫荆、梧桐推迟,紫藤、毛桃提前。落叶期仁寿刺槐提前,北碚的植物全部推迟。

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天目山阔叶林的TM影像及其地形的分维相关分析

单勇兵, 于法展, 李先华

2011, 31(6): 682-687. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.682

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在RS、GIS技术支持下,对天目山地区的TM影像进行处理与分类,得到研究区的阔叶林空间分布图。运用GIS空间分析与SPSS统计功能,对阔叶林的TM影像及其所处的地形进行分维估算,研究其分维的空间分布规律。阔叶林的TM影像分维在高程、坡度和坡向3个方面有分布规律:随海拔的升高、坡度的增加, TM影像分维呈增加的趋势;阳坡、半阴半阳坡比阴坡的影像分维大。阔叶林的地形分维在高程和坡向2个方面有分布规律:随海拔的升高,地形分维呈减小的趋势;阴坡比阳坡、半阴半阳坡的分维大;地形分维与坡度没有关系。阔叶林TM影像与其地形的分维之间存在正相关。

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基于遥感影像的于田绿洲空间热环境分布特征

张飞, 塔西甫拉提·特依拜, 田源, 丁建丽, 买买提·沙吾提

2011, 31(6): 688-694. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.688

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以新疆于田绿洲为例,以Landsat TM/ETM+为基础数据源,利用空间分析方法、3S技术方法等定量分析于田绿洲平均温度的分布特征,得出地表温度受下垫面类型的影响比较明显,地表土地类型的分布基本决定地温的总体分布;通过对温度相异图的研究,发现温度的分布同时也受到不同土地利用类型空间分布的影响;对克里雅河下游河段进行温度变化的趋势分析,得出在南北方向上,没有温度变化趋势,而在东西方向上,温度变化比较明显。同时也说明克里雅河对其河道两边的影响范围十分有限。

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光释光测年和孢粉分析揭示的晚冰期以来科尔沁沙地演化过程

杨林海, 赖忠平, 周杰, 隆浩, 张静然

2011, 31(6): 695-701. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.695

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利用光释光测年技术对科尔沁沙地的7个风成砂-砂质古土壤剖面进行年代测试,结合地层和孢粉分析得到晚冰期以来科尔沁沙地的演化过程如下:16~10 ka B.P.,风成砂出现,沙地活化;10~3 ka B.P.,砂质古土壤发育,沙地固定;约3 ka B.P.前后,风成砂出现,沙地活化;3 ka B.P.至今,多层弱发育砂质古土壤和风成砂的交替出现,指示晚全新世科尔沁沙地的多次固定与活化;从约4~2 ka B.P.,沙地环境由草甸草原逐渐退化为典型草原。分析表明,3 ka B.P.以前科尔沁沙地的演化完全受气候变化的控制,之后(尤其是辽代以后)人类活动的影响日益增强。

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新疆表土孢粉的植被定量重建

冯晓华, 阎顺, 倪健

2011, 31(6): 702-707. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.702

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利用一种新的全球植物功能型分类系统(PFTs)和标准的孢粉生物群区化定量技术(Biomisation),共36个表土孢粉采样点(200个表土孢粉样品)参与重建新疆植被的模拟。包括建立孢粉数据库、设计植物功能型、设计生物群区、利用Biomisation方法重建表土植被和古植被以及制图等主要内容。利用表土孢粉样品在垂直海拔上重建的生物群区与现代自然植被表现出较好的一致性,在水平地带分布上也获得理想结果,证明该模型可用于重建新疆过去地质历史时期古生物群区,并进行动态定量分析。

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陇中和鲁西南乡村居民对当地气候变化感知研究

常跟应, 李曼, 黄夫朋

2011, 31(6): 708-714. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.708

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基于问卷调查、气温和降水资料等气象资料以及农业灾害资料,分析甘肃省会宁县和山东省单县乡村居民对当地气候变化感知情况,探讨影响感知的因素。研究发现,绝大部分受访者在大部分情况下正确感知到气候变化,但感知及其影响因素较复杂。气候变化及其产生的影响是制约人们感知的最重要的要素,决定了感知的总体特征;感知也受相较调查时间而言较为显著的气候变化情况发生时间远近、极端天气事件和更长时间尺度的变化趋势等因素影响,这些因素虽然是非主流的,但其影响也可能是决定性的。

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广东省干旱趋势变化和空间分布特征

郑彬, 林爱兰

2011, 31(6): 715-720. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.715

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利用广东省86个地面站的降水和气温资料,定义广东省月干湿气候指数。定义的干湿气候指数可以明显地区分广东省干湿季,而且对春季粤南偏旱、秋季粤北偏旱也有反映,体现指数定义的合理性。趋势分析表明:全省2~3月、7~8月和12月明显变湿,而10~11月显著变干,其余月份趋势不明显。趋势分析结果指出,广东省未来的秋季旱情可能有加重的趋势,而冬春季旱情会有所缓解。各月趋势的空间分布有很大差异,分析结果指出,其年际变率的主要影响因子可能为海-气相互作用过程和陆-气相互作用过程。

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泾河流域近50年来的径流时空变化与驱动力分析

张淑兰, 王彦辉, 于澎涛, 张海军, 刘革非, 屠新武

2011, 31(6): 721-727. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.721

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利用近50 a的实测数据,分析了泾河流域的径流时空变化规律和主要驱动因子。研究表明:年降水量和径流深的空间分布均呈现从南到北的明显减少趋势,并在上游山区出现高值区。流域径流总量自20世纪60年代到21世纪初显著减少,由50.1 mm减到22.3 mm,但各区域的变化很不均匀,其中西部、西南和东南的子流域径流大量减少,可达17.5 mm/10 a;北部和东北则减少不明显,最大减少率仅为1.3 mm/10 a。降水量变化曾是径流减少的重要原因,但20世纪90年代后实施的退耕还林等生态工程在2000年后已经成为引起径流减少的最主要原因。

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新疆塔里木河三源流径流量变化趋势分析

凌红波, 徐海量, 张青青, 史薇

2011, 31(6): 728-733. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.728

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运用非参数检验、R/S分析和小波分析等方法对塔里木河三源流的年径流序列进行了分析。结果表明:阿克苏河与叶儿羌河的突变点在1993年,而和田河在1978年;阿克苏河径流呈显著增加趋势而叶儿羌河增加不显著,结合其Hurst指数可知,在未来阿克苏河仍将保持增加走势而叶尔羌河将转变为减少;和田河径流呈轻微的减少趋势,其Hurst指数接近于0.5,具有随机性,不可做长程预测;阿克苏河在6、18、22 a周期性明显,和田河主周期为9和17 a,而叶尔羌河在3、9、13和17 a处周期性明显。

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玉龙雪山周边典型河流雨季水化学特征分析

蒲焘, 何元庆, 朱国锋, 辛惠娟, 杜建括, 王淑新, 王世金

2011, 31(6): 734-740. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.734

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2009 年5~10 月在玉龙雪山周边典型小流域白水河、三束河、哥吉河采集河水样品,水化学分析结果表明,三条河流河水均呈现弱碱性,主要离子组成表现为富集Ca²⁺+Mg²⁺和HCO₃^-+SO₄^2-,且以Ca²⁺和HCO₃^-为主,各类离子存在显著季节变化。离子来源分析表明,玉龙雪山周边小流域河水雨季主要受降水和岩石风化影响,大气降水对河水主要常规离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-的贡献率为分别为23.44%,9.66%,3.10%,17.81%,10.48%。研究区碳酸盐岩的风化产物是河水离子组成的主要控制因素。

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格陵兰海近海海域夏季海水水质特征分析

宋天泽

2011, 31(6): 741-746. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.741

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2010年7月,在北京青少年科技俱乐部组织的北极科学考察活动过程中,对斯瓦尔巴德群岛、格陵兰岛以及冰岛的近海海域进行表层海水水样、冰样及陆地径流的采集。对采集样品的9项指标分析结果表明,海水样品中未检到F^-和NO₃^-;其他离子含量的排序依次为:Cl^-,Na⁺,SO₄^2-,Mg²⁺,K⁺,Ca²⁺,与自然海水常规离子含量的排序基本一致;各离子含量与氯度的比值与恒比定律中给出的值基本一致,证明了北极海水主要受到陆地降水直接补给。近岸海水的离子含量远远低于远岸海水的原因是由于冰川融化,通过地表径流的方式补给表层海水有关。斯瓦尔巴德群岛的地表径流中存在有NO₃^-,但对所采海水样品的检验中,未检测到NO₃^-,说明地表径流中的NO₃^-在海水的对流等作用下得以充分稀释。

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地磁Ap指数与太阳黑子数的交叉小波分析及R/S分析

王亚敏, 张勃, 郭玲霞, 戴声佩, 王兴梅

2011, 31(6): 747-752. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.747

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利用1932~2009年间的地磁Ap指数和太阳黑子数资料,用交叉小波方法和R/S方法分析了地磁Ap指数和太阳黑子数的关系。分析结果表明,① 地磁Ap指数和太阳黑子数在高频段上显著带的形状有一定程度的相似性, 具有显著和稳定的8.02~11.35 a的振荡周期;在低频部分, 地磁Ap指数和太阳黑子数4~6月的周期变化不连续,仅在部分年份通过了95%的红噪声检验。② 地磁Ap指数和太阳黑子数在8.02~11.35 a的频段上具有显著的共振周期, 且在此频段上地磁Ap指数落后太阳黑子数1.5 a左右稳定的相位变化。地磁Ap指数和太阳黑子数在低频部分存在4~6月共振周期, 但二者的位相关系不稳定。③ 地磁Ap指数和太阳黑子数时间序列的Hurst指数分别为0.79和0.81,表明地磁Ap指数和太阳黑子数都是持续的时间序列,且未来的变化将持续过去的变化趋势,具有长期记忆性和混沌特征。

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耕作方式对西南地区紫色水稻土全氮及碱解氮的影响

祝滔, 郝庆菊, 江长胜, 袁雪

2011, 31(6): 753-757. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.753

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以位于西南大学试验农场的紫色土长期免耕试验田为研究对象,探讨了不同耕作方式-冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)对紫色水稻土全氮及碱解氮的影响。结果表明,在0~60 cm的土壤深度内,不同耕作方式下土壤全氮的含量为LM (1.53 g/kg)>DP (1.50 g/kg)>XM (1.32 g/kg)>LF (1.31 g/kg)>SH (1.16 g/kg),碱解氮为DP (111.48 mg/kg)>LM (105.20 mg/kg)>SH (101.97 mg/kg)>LF (97.26 mg/kg)>XM (95.19 mg/kg),长期垄作免耕有利于土壤中全氮的提高。不同耕作处理下土壤C/N在7.96~16.56之间,免耕农作更有利于有机质矿化过程中养分的释放。

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典型喀斯特石漠化地区表土孢粉与现代植被关系

郝秀东, 欧阳绪红, 谢世友, 石胜强, 李林立, 罗伦德

2011, 31(6): 758-763. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.758

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喀斯特石漠化地区6个不同植被类型的25个表土和苔藓样品的孢粉分析表明:(1)研究区植物孢粉共由47科属组成,以草本和蕨类植物占据优势,含量为23.62%~76.47%,其次是乔木[主要为马尾松(Pinus masso-niana)],含量为17.73%~74.05%,灌木植物花粉含量最低,为0~12.50%,显示该区植被退化严重;(2)研究区不同植被类型的表土孢粉组合差别明显,与其相应的实际植被情况大致相同,基本反映了石漠化地区现代植被的基本状况,表明孢粉可以为该区恢复和重建自然生态环境提供参考性依据。

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中国沿海地区近20年台风灾害风险评价

牛海燕, 刘敏, 陆敏, 权瑞松, 张丽佳, 王静静

2011, 31(6): 764-768. https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2011.06.764

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依据自然灾害系统理论,综合考虑致灾因子和承灾体特征,提出台风灾害风险评价方法。在GIS环境下对中国沿海地区台风灾害危险性、脆弱性和风险进行分析评价。评价结果显示:海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害危险性较高;北京市、天津市、上海市和江苏省、山东省的大部分地区及广东省、福建省、浙江省、河北省的沿海区域承灾体脆弱性较高;海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害风险较高;而北京市、天津市以及河北省、辽宁省和山东省的大部分区域台风灾害风险较低。

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