基于遥感与SRTM的青藏高原冰缘地貌信息提取方法——以1 ∶ 100万标准分幅拉萨幅(H46)为例

根据模型和分布函数,本文首先依据多年平均气温、地温和SRTM等数据对研究区域冰缘地貌的分布范围进行分别提取,并利用遥感数据和人工解译方式对其进行了修正。在此基础上,采用一定指标,利用SRTM数据对冰缘地貌次级类型(如起伏度、海拔高度和坡度等)进行了提取,从而完成研究区域冰缘地貌信息的提取。研究结果表明:①研究区域冰缘地貌总面积约5.15×10⁴km²,主要分布在研究区域的西北部和西南部,另外在东北部也有少量分布;通过提取,研究区域中最重要的冰缘地貌类型是冰缘作用的中起伏缓极高山,面积约0.82×10⁴km²,分布范围较广。②冰缘地貌的分布与海拔高度、气温和地温等有密切的关系,基于此提取的结果可为冰缘地貌的解译提供一定的参考;由于青藏高原气象站点较少,数据精度较低,自动提取精度受到很大限制,因此进行人工解译修正是非常重要和必不可少的。     

气候变化对河北省海河流域径流量的影响

利用河北省境内海河流域51个气象站、68个水文站1956~2000年近50年的气象、径流量数据,分析了气象要素和径流量的变化规律。河北省境内海河流域多年平均地表径流量为67.0×10⁸m³,从20世纪 50 年代至 90 年代地表径流量呈逐渐减小的趋势,50年代为105.3×10⁸m³,90年代为54.7×10⁸m³。地表径流量随降水量的减少而减小,随气温的升高而下降,用回归方法建立的径流量与气象要素之间的模型为对数模型。根据未来气候变化情景对河北省海河流域径流量的预测:2030年为70.0~76.8×10⁸m³,2050年为69.8~76.9×10⁸m³。     

Driving forces of land use and land cover change (LUCC) in the Zoige Wetland, Qinghai-Tibetan Plateau

The Zoige Wetland is located in the northeastern Qinghai-Tibetan Plateau, which is highly sensitive to global environment change and human disturbance because of its high elevation and cold environment, thus, it’s a hotspot for land use and land cover change (LUCC) research. We used Landsat MSS images from 1975, Landsat ETM images from 2000, and Landsat TM images from 1990 and 2005 to assess the LUCC in the study area, using GIS techniques, as well as topographic, vegetation, and soil maps combined with field investigations. The monitoring result shows that the study area’s environment degraded rapidly between 1975 and 2005, including wetland shrinkage from 5,308 km² to 4,980 km², sandy land expansion from 112 km² to 137 km², forest land decreasing from 5,686 km² to 5,443 km², and grassland degradation from 12,309 km² to 10,672 km². According to the analysis of meteorological data and social-economic statistical data, we concluded that the LUCC in the Zoige Wetland was caused by both natural and anthropogenic factors, but human activities were primarily responsible for the observed LUCC, thereby, we suggest human behaviors must be adjusted to control environmental degradation.     

西藏玛旁雍错流域冰川与湖泊变化及其对气候变化的响应

利用遥感和地理信息系统技术,基于1974,1990,1999和2003年4个不同时期的遥感影像,包括Landsat系列影像,ASTER影像和地形图,研究了玛旁雍错流域(面积7786 km²)内冰川与湖泊的变化及其对气候变化的响应。研究结果表明,由于气候变暖,在过去30年里该流域冰川和湖泊都以退为主,有进有退。自1974年到2003年,冰川面积从107.92 km²减少到100.39 km²,冰川退缩明显加速。由于年降水量减少、蒸发量增大,30年中湖泊总面积从782.24 km²减少到748.08 km²。湖面的缩小与扩涨都在加速,尤其是小湖泊变化更明显,湖泊的加速变化可能是青藏高原高海拔内陆流域水循环过程加速的表征之一。     

长江上游离子径流量的估算及时空变化特征

离子径流是河流水文要素之一。本文估算了流域侵蚀强度较大的长江上遊地区的离子径流量为9140.3×10^4t,平均离子总量为202.7mg/l,离子流量为2898k''s,离子径流模数为90.9t''km²;初步分析了这些离子径流特征值的时空变化特征。     

地下水模型MODFLOW和GIS在华北平原 地下水资源评价中的应用

从MODFLOW源程序的角度出发,根据地下水模型计算需要的输入输出数据格式和我国GIS类数据以MAPGIS为主的特点,建立了二者之间的集成关系,并将其应用于华北平原地下水资源评价中。根据华北平原特定的水文地质条件,建立了适合本区的三维非稳定流地下水模型,结合2003年12月的实际流场以及随时间变化的动态观测资料对模型的渗透系数、给水度和释水系数等参数进行了校正。同时进行了水均衡分析,结果表明华北平原地下水在2002年1月至2003年12月总补给量为493.74×10⁸m³,总排泄量为565.30×10⁸m³,均衡差为-71.56×10⁸m³,为负均衡。集成了该地下水模型的信息系统,可以通过更新源汇项数据库资料而对地下水资源进行实时评价,为华北平原水资源可持续利用和管理提供依据。     

我国水土保持工作现状、问题和对策

本文回顾了我国水土保持工作的历史并将其划分为4个阶段.对占国土面积38.2%的367万km²水土流失状况、成因类型和地域分布作了分析.对建国以来累计治理水土流失面积60万km²,建设基本农田1.5亿亩,营造水土保持林5亿多亩,以水土保持措施使每年增产粮食150亿kg、增产果品250亿kg,每年减少土壤侵蚀11亿t、增加保水能力180亿m³,以及水土保持在立法、科研、教育等方面取得的成就作了总结.对目前存在的主要问题及部分地区水土流失面积扩大危害加剧趋势,论文从依法治理、实施全国水土保持规划纲要、抓好7大江河和17片重点治理工程、加强教育和科研等方面提出了具体对策.     

主体功能区划可利用土地资源指标项及其算法

测算和评价可利用土地资源(即后备适宜建设用地潜力)是开展主体功能区划的关键基础工作之一。在重点阐述主体功能区划可利用土地资源指标项涵义、功能、重要因素参数选择以及算法和技术流程的基础上,借助GIS空间分析技术,利用数字地形高程图(DEM)、2000年TM遥感影像解译土地利用图、县级行政区划图和国土部门土地利用变更数据,测算和评价了2005年我国可利用土地资源的数量和空间分布特征。研究结果表明:2005年我国可用于建设用地的可利用土地资源面积约28.54×10⁴km²,占全国陆地国土总面积的3.01％;全国人均可利用土地资源面积为0.34亩/人,其空间分布的基本特点是高值区相对集中于东北、华北北部、西北以及黄河中游地区,低值区成片集中于青藏高原和中、东部人口密集地区。     

青藏高原高寒草原区域碳估测

CASA(Carnegie-Ames-Stanford Biosphere)模型是一个表征陆地生态系统水、碳素和氮素通量随时间变化的生态系统过程模型。本研究采用MODIS遥感数据与CASA模型相结合的方法计算了青藏高原高寒草原生态系统植被净初级生产力(NPP)总量为20.57×10¹²g·a^-1的碳。同时根据五道梁实验点上得到的经验关系估算了青藏高原高寒草原生态系统区域上的土壤碳排放(Heterotrophic respiration)总量为8.07×10¹² g·a^-1,因此推算得高寒草原区域内净生态系统生产力(NEP)折算成碳为12.50×10¹² g·a^-1。     

长江上游输沙尺度效应研究

利用长江上游DEM、降雨、土地利用、土壤类型数据库,计算出通用土壤流失方程中代表影响侵蚀产沙的各因子,建立这些因子以及流域面积与长江上游268个水文站以上流域输沙模数回归关系,探讨上游侵蚀输沙的尺度效应。结果显示长江上游输沙模数与流域面积之间呈负幂函数单元回归关系,而且这一关系主要产生于降雨侵蚀力因子和土壤可蚀性因子随流域面积的变化。长江上游输沙模数随流域面积增大而降低主要发生在大约1×10⁴~1.58×10⁵km²之间。在考虑了影响侵蚀产沙因子对输沙模数的作用后,输沙模数与流域面积之间呈正幂函数相关,反映出上游输沙近源沉积的特征。分析还发现长江上游各主要支流输沙模数变化与流域尺度大小的关系和原因有明显不同。     

渭河关中段洪水资源化潜力评估

洪水资源化是实施渭河流域关中段流域资源综合管理和实现区域经济可持续发展的必然要求和重要途径。通过对渭河流域关中段来水来沙丰枯变化规律和河道冲淤特性的分析,从有利于输水输沙减少泥沙淤积考虑,确定渭河中游洪峰2000m³/s、渭河下游段3000m³/s为洪水利用起算标准;依据这一标准,计算出林家村—魏家堡河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为4.038×10⁷m³、6.83×10⁶t,魏家堡—咸阳河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为为9.139×10⁷m³、6.05×10⁶t,咸阳—华县河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为1.617×10⁸m³、1.843×10⁷t;流域综合管理过程中,必须引入风险管理机制,利用优化理论寻找平衡机制,实现流域防洪、供水和生态保护兼顾的最佳效益。     

干旱区绿洲化、荒漠化研究的进展与趋势

  干旱区绿洲化、荒漠化是两个反向发展而又相互联系的过程。近60 a来,我国绿洲化面积从20世纪50年代后期的2.5万km²扩大到10.4万km²,沙漠化土地面积由5.3万km²扩大到11.4万km²,受盐渍化危害的耕地面积达到1.5万km²,占总耕地面积的30%。绿洲化优化了局地生态环境,扩大了人类的生存空间,但绿洲低水平、无序的开发使绿洲稳定性下降,同时引发包括荒漠化在内的一系列生态环境问题。通过对绿洲化、荒漠化研究进展的综述,提出了围绕几个关键科学问题近期需要开展的主要研究内容和总体思路,努力在全面认知人类活动与气候变化作用下水、土、气、生过程及其相互作用的基础上,揭示绿洲化、荒漠化过程及其演变机理,为综合评价环境变化趋势和效应以及调控对策与管理模式的研究,提供科学依据。     

长江中上游土壤自然侵蚀量及其估算方法

首先阐述了土壤侵蚀可分为自然侵蚀和人为加速侵蚀,自然侵蚀是自地球形成以来就普遍存在的一种自然现象;继而从夷平面、河流阶地、沉积盆地等侵蚀和堆积地貌形迹论述了第四纪以来长江中上游土壤自然侵蚀存在的佐证事实;在此基础上,依据侵蚀沉积相关原理,利用沉积物的厚度、面积和沉积时段分别计算了洞庭湖流域、鄱阳湖流域和古云梦泽流域全新世以来的自然侵蚀量,它们分别为264.2t/km² · a、 312.5t/km² · a和297.0t/km² · a;同时,本文还辅以川西和三峡地区的对比实验小区资料,现代自然侵蚀量分别为342.0t/km² · a、 75~270t/km² · a佐证历史自然侵蚀量。长江上中游区域的自然侵蚀量介于264.0t/km² · a ~342.0t/km² · a之间。流域平均自然侵蚀量是现代侵蚀量的50%~60%之间;本研究成果有助于对长江中上游现代土壤侵蚀的属性、演变过程有一个科学的认识;同时可为生态保护、环境友好建设目标提供背景参照物。     

Lake Area Changes and the main causes in the hinterland of Badain Jaran Desert during 1973–2010, China

Lake area information in the Badain Jaran Desert in 1973, 1990, 2000, and 2010 was obtained by visual interpretation and water index analysis of remote sensing images, based on the spatial and temporal characteristics of lake area changes during 37 years. Results indicated that the number of lakes declined from 94 to 82 and the total surface area was reduced by 3.69 km² during 1973–2010. The desert lake area reduced by different degrees in different periods, but this occurred most rapidly during 1973–1990. According to the statistics of lake area changes, lake area decreases mainly occurred in the lakes with areas less than 0.2 km², while the areas of lakes greater than 0.9 km² only fluctuated. The changes of lake areas were probably due to changes in the quantity of underground water supplies rather than the effects of local climate change or human factors.     

Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O五元体系25 ℃相图及其应用

Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl-,SO2-₄-H₂O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25 ℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl^-,SO^2-₄-H₂O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。     

城市建设用地生态适宜性评价的 潜力-限制性分析 ——以大连城市化区为例

城市建设用地生态适宜性评价是合理利用我国有限土地资源的一项基础性工作,本研究的特色是以大连城市化区为例在归纳GIS方法应用的基础上,将目前国内广泛采用的单纯权重叠加法推广到加权的潜力—限制性分析法。该方法的主要优点是把评价要素分为生态潜力和生态限制性两大类,通过取大原则和成对明智比较法分别确定权重,从而更加科学确定土地利用生态适宜性等级。结果表明,大连可做高强度开发的城市建设用地面积约为850.46 km²,约占总面积的6.28%;可在指导下进行适度开发利用的土地面积为1835.97 km²,占总市域面积的13.56%;而不宜作为建设用地的土地(不适宜和中低适宜区)面积为10851.92km²,约占总市域面积的80.16%,即城市建设用地的影响范围应该控制在区域的20%土地利用类型中,另外80%的土地不适宜进行城市建设的开发。根据上述结果,全区规划分为优化建设区、重点建设区、限制建设区和禁止建设区,并提出用地分区发展管制对策。     

黑土侵蚀速率及其对土壤质量的影响

利用¹³⁷Cs示踪法,研究了东北黑土耕作土壤的流失厚度和速率,探讨了水土流失对土壤机械组成、有机质、土壤水分、容重及其N、P含量的影响。结果表明:研究区侵蚀坡面¹³⁷Cs的分布深度在0～25cm,¹³⁷Cs的活度在1246.05±85.90～1499.45±101.73Bq/m²,侵蚀厚度可达0.316～0.433mm/a,侵蚀强度3033.6～3940.3t/km²·a,已属于中度侵蚀水平。水土流失造成土壤质地粗化,从坡顶向坡底,耕层土壤有机质增加、容重变化不大,含水量增加,土壤养分的“贫化”现象明显。     

《风沙地貌学》评介

沙漠化是干旱地区面临的严重问题.目前地球上受其影响的面积已达3843×10⁴km²余,涉及近百个国家和地区.1977年8-9月联合国在内罗毕召开了世界沙漠化会议,商讨沙漠化现象及其成因和可能采取的防治途径.正值此时,国内第一部阐述风沙运动和风沙地貌的专著——《风沙地貌学》由科学出版社于1987年10月出版发行.     

土壤盐分特征对内陆盐沼盐生植物群落的影响

为研究内陆盐沼植物群落的分布对土壤盐分的响应特征,选取鄂尔多斯盐湖盐沼区作为研究区,筛选了肉质耐盐植物群落,苔草植物群落和禾草植物群落3类典型植物群落,开展了土壤含水量、pH、电导率以及Na_⁺,K_⁺,Mg2_⁺,Ca_{^{2 +}},Cl_^-、SO_4^2-、CO_3^2-和HCO_3^-的测定,分析了区内典型植物群落对土壤水盐因子的响应规律。探讨了3类植物群落之间土壤因子含量的差异性;采用相关性分析和CCA分析,评价了3类植物群落多样性及物种分布随土壤因子的变化规律。结果表明,区内3类植物群落中,土壤盐分含量表现为肉质耐盐植物群落最高,苔草植物群落最低,禾草植物群落居中;植物多样性与土壤中含量最高的Na_⁺和SO_4^2-的相关性最显著;植物分布同时受到土壤盐分、水分和pH的显著影响。研究结果可为鄂尔多斯盐湖区土壤盐渍化改良和植被恢复提供理论支撑。     

海南省松涛水库流域土壤侵蚀及控制方案

采用RS和GIS技术,基于USLE方程实现了热带地区海南岛松涛水库流域2003~2005年平均土壤侵蚀的定量模拟,通过情景分析研究了流域土壤侵蚀控制方案。结果表明:流域内潜在土壤侵蚀量约为4261万t/a,超过容许土壤流失量的60倍;在植被的保护下,现有年均土壤侵蚀量约为51.46万t/a,主要集中在退化的林地、浆纸林和橡胶林;流域平均土壤侵蚀模数略低于容许土壤流失量,但空间分布不均,部分区域侵蚀发育强烈;如对经济林、园地和耕地采取水土保持措施或恢复林草植被,能有效控制流域内土壤侵蚀,分别减少侵蚀量22.46万t和14.15万t,减少侵蚀面积98.48km²和65.90km²。