基于物元模型的民勤绿洲土地生态安全评价

针对生态脆弱区民勤绿洲土地与生态环境系统的特点,运用“经济-环境-社会”模式和层次分析法构建了该区域土地生态安全评价的指标体系和权重,基于物元理论建立了土地生态安全的复合物元模型,对民勤绿洲土地生态安全进行了研究。结果表明:①2005-2007年民勤绿洲土地生态安全整体上呈现出“不安全-较不安全”的上升趋势,并有向更好等级发展的动向,说明近年民勤绿洲环境保护投入和治理绩效明显。②各单项指标存在明显的分异。人均水资源、化肥施用量、森林覆盖率、荒漠化程度、工业废水排放达标率、贫困人口比例和能耗成为制约该区域土地生态安全水平提升的重要因素,也反映了该区域土地生态系统环境容量低,极其脆弱。     

近20年张掖盆地绿洲结构和规模变化及其影响因素

为明晰内陆河流域绿洲化特征及其驱动因素,以黑河流域张掖盆地绿洲为研究对象,根据土地利用和归一化植被指数(NDVI)数据反演得到2000—2020年张掖盆地绿洲规模连续数据,分析张掖盆地绿洲规模和内部结构演变规律,结合盆地近20年经济、人文、水文资源等数据厘清驱动绿洲演变的关键因素。结果表明：近20年张掖盆地绿洲规模扩张了485.78 km²,整体呈现出荒漠向绿洲转化的趋势;绿洲内部土地利用类型以耕地为主,近20年间耕地面积增加最多,相对于2000年增长了19.00%,而林地面积减少最多,相对于2000年减少了25.38%;绿洲规模和内部结构变化受自然因素和人类活动的共同作用,其中经济发展与人口增加对绿洲规模扩张和内部结构变化起直接作用,水资源对绿洲扩张起决定性作用。     

1975—2018年民勤绿洲沙漠化过程及其驱动机制

根据1975—2018年民勤绿洲土地沙漠化分类体系及遥感影像数据,探究了民勤绿洲沙漠化时空变化过程;选取影响绿洲沙漠化的自然与人为驱动因子,运用主成分分析方法定量评价了民勤绿洲沙漠化过程的主要驱动力。结果表明：1975—2018年沙漠化程度以重度沙漠化为主,轻度、中度、重度和严重沙漠化面积均呈减少趋势,以2000年为界表现为先发展后逆转趋势;1975—2000年,轻度、中度、重度沙漠化重心总体向东北方向迁移,严重沙漠化的重心向西迁移,沙漠化有向绿洲东北部和巴丹吉林沙漠发展的趋势;2000—2018年轻度沙漠化的重心向西北方向迁移,中度、重度和严重沙漠化重心相对稳定,绿洲沙漠化发展得到明显控制。在绿洲沙漠化过程中,人为因素贡献率为39.53%,自然与人为综合贡献率为26.58%,自然因素贡献率为10.77%,人为因素是民勤绿洲沙漠化的主要驱动力。水资源极度匮乏是绿洲沙漠化的决定因素,在以后的防沙治沙工作中,合理调控人类的生产经营活动,优化干旱区水资源配置,可从源头上治理民勤绿洲的沙漠化。     

厦门湾城市化过程的人口资源环境与发展调控

首先剖析城市化过程PRED 演变的“五律协同”原理和PRED 演变轨迹的数学概念模型, 在此基础上提出海湾地区城市化过程PRED 演变的“六位一体”宏观调控模型及其指标体系和灰度评估模型; 然后从规划的角度设计海湾地区“六位一体”的调控方案框架, 通过 “六位一体”指标的评估和调控, 确保海湾地区PRED 遵循“五律协同” 原理有序协调地演 进; 最后以厦门海湾为例。厦门城市已进入较高级的发展阶段, 第一产业已基本为第二、第 三产业所替代, 海湾资源的开发利用相当密集, 湾内有中华白海豚、文昌鱼等海洋珍稀物种, 还有以红树林为代表的海洋生态湿地; 经分析评估, 其城市化过程PRED 演变“六位一体” 的灰度值为75.725; 保持PRED 协调演进应加强调控的主要方面是: 保护重要的生态源和海陆之间的生态廊道、防止深水港口岸段和航道的淤积、“控源导流”缩减陆源污染、塑造海湾特色景观和岛链景观、保持港口航运业和滨海旅游业的主导作用并选择性地发展临海工业和海洋新兴产业等。     

伊犁河谷文化遗址时空分布及地理背景研究

选取伊犁河谷为研究区,探讨了夏朝以来的1 029处遗址时空分布和地理背景。结果表明：遗址分布的地貌类型依次为“河岸阶地→河流谷地、谷地的丘陵和高阶地→低起伏低山和低丘陵→冲（洪）积平原、河谷平原”。遗址分布范围分别经历了“分散”、“扩大”、“收敛”、“集中”的演变,其空间格局由前3个时期的“东高西低”演变为后3个时期的“西高东低”,其分布中心经历了从河流“中上游→下游”的演变。遗址集中分布于第2～8级（601～1 300 m）高程和第1～5级坡度（0～9°）,且随着时间的推移,其表现出从高海拔、高坡度向低海拔、低坡度转移的趋势。古遗址数量、规模均以宋元明时期最高,而古墓葬则以春秋-秦时期居首。古墓葬遗址主导文化经历了“安德罗诺沃文化→索墩布拉克文化→乌孙文化”的演变过程。     

博斯腾湖环境变化及其与焉耆盆地[2]绿洲开发关系研究

文章从自然和人类活动两方面分析了自1958年以来博斯腾湖环境变化。认为：近40年来，自然因素对湖水位变化的影响力要大于人为活动对湖水位变化的贡献，绿洲开发引起的入湖水量减少和大量的高矿化度农田排水排入湖区使博斯腾湖迅速演变为微咸湖，控制着博斯腾湖水化学类型的变化和形成。在此基础上，探讨了博斯腾湖环境变化与焉耆盆地绿洲开发和绿洲环境变化相互作用的机理，指出尽管近10几年来绿洲环境的发展是可持续的，但整个焉耆盆地环境持续发展关键在于控制绿洲开发利用规模。适宜的绿洲发展规模，可保证绿洲环境和博斯腾湖环境的可持续发展。     

博斯腾湖环境变化及其与焉耆盆地绿洲开发关系研究

章从自然和人类活动两方面分析了自1958年以来博斯腾湖环境变化。认为：近40年来，自然因素对湖水位变化的影响要大于人为活动对湖水位变化的贡献，绿洲开发引起的入湖水量减少和大量的高矿化度农田排水排入湖区使得博斯腾湖区迅速演变为微咸湖，控制着博斯腾湖水化学类型的变化和形成。在此基础上，探讨了博斯腾湖环境变化与恶焉煮盆地绿洲开发和绿洲环境变化相互作用的机理，指出尽管近10几年来绿洲环境的发展是可持续的，但整个焉耆盆地环境持续发展关键在于控制绿洲开发利用规模。适宜的绿洲发展规模，可保证绿洲环境和博斯腾湖环境的可持续发展。     

天山北坡经济带“组团”点轴城镇空间结构研究

以1990-2007年天山北坡城镇GDP、土地、人口、交通数据为资料,根据城镇空间分布“最近邻点指数”理论,空间相互作用和分形理论,分析了天山北坡城镇空间分布特征,构建了绿洲城镇相互作用强度判断模型,提出并论证了“组团”点-轴空间结构模式优越性。研究发现:①天山北坡经济带城镇人口规模和经济规模在空间结构呈现3个城镇高密集区,两个城镇稀疏区特征;②传统绿洲城镇空间结构下,城镇接受中心城市辐射差异很大,不利于城镇整体发展;③以“乌鲁木齐都市圈”为点的“组团”点-轴空间结构模式,有利于中心组团城镇对其他城镇的辐射;④以“５组团”为点的点-轴模式有利于组团之间的相互作用,有利于城镇发展;⑤天山北坡经济带向伊犁河谷延伸有利于中心组团城镇对其他组团城镇的辐射。     

塔里木河下游典型绿洲滴灌防护林地土壤水盐时空动态

通过野外定位观测,对塔里木河下游典型绿洲防护林地灌溉周期内、不同滴灌年限以及不同质地类型土壤水盐动态进行监测分析。研究结果表明:①绿洲幼龄防护林地土壤水盐变化属于灌溉周期型;灌后土壤湿润体呈“半椭球型”分布,积盐区位于湿润峰附近;当前防护林（沙壤土）滴灌周期为10 d较为合适。②实施滴灌1 a、2 a和5 a林地（沙壤土）土壤水分亏缺量逐年增大;0～20 cm土层随滴灌年限的增大先脱盐后积盐,20～120 cm土层均表现为脱盐。③滴灌5 a后,粉黏土林地表层板结层的形成显著抑制40～60 cm土壤水分蒸发,盐分呈“表聚型”分布;细沙土林地土壤持水性差,各土层盐分呈“均匀型”分布;沙壤土林地持水性较细沙土林地略高,盐分呈“波动型”分布。     

河西地区绿洲NDVI的演变特征及与气候因子的关系分析

选取NOAA和NASAPathfinder AVHRR陆面资料中的1982-2000年中国区域的NDVI逐月数据,进行河西地区植被覆盖状况分析,探讨河西绿洲植被的演变规律,分析研究河西地区NDVI的年际变化特征,发现近20年来额济纳绿洲是明显退化的;临泽和民勤是明显的正值,金塔绿洲也为正值,但值较小。从时间段上来说,1982-1984年,NDVI处于相对高值段,各绿洲有所发展;1985-1989年是NDVI的低值段,绿洲退化;1990-1995是NDVI的高值段,绿洲的发展很明显;1996年开始,NDVI有所下降,绿洲有所退化。对1982-2000年河西绿洲的降水、气温、地温、及各内陆河的径流资料与河西绿洲中部临泽、民勤、金塔、额济纳旗四个绿洲的NDVI作了相关分析,研究了河西中部地区绿洲发展和气候变化及水资源的关系,发现河西中部地区绿洲NDVI与前期3、4月份的气温、降水、内陆河径流的关系较好,与5月份地气温差的相关关系较好。     

石羊河下游沙漠化的自然因素和人为因素及其位移

石羊河流域下游自汉代以来逐渐沙漠化,生态环境退化。其自然因素主要有：地形特征构筑了封闭的内陆河流域;水蚀是内陆河流域沙漠化的开始,上游集流区为中、下游提供了丰富的沙源;水资源的减少使得中、下游大面积湖积沙沙漠化。人为因素主要有：农业开发是引起水资源减少的关键,巩固边塞是引起河西走廊农业开发和耕地面积扩大的主要原因;战争对石羊河流域生态退化的影响不可忽视。石羊河下游民勤县在自汉代以来沙漠化和生态环境退化的漫长历史过程中,人为因素不断增强。20世纪中期以来,尤其是1958年红崖山水库建成以来,沙漠化过程中的人为因素占据了主导地位。     

过去2000年中国农耕区拓展与垦殖率变化基本特征

通过梳理和集成近年研究成果,综述了过去2000年中国主要农耕区拓展的阶段性及其间全国耕地面积和其中近千年垦殖率变化的主要特征。主要结论有：① 中国主要农耕区第一次大规模拓展出现在西汉,从黄河中下游拓至整个长江以北地区;第二次在唐宋时期,主要是长江以南农耕区域从平原低地拓垦至丘陵山地;第三次在清中叶以后,主要是对东北、西北和西南等边疆地区的拓垦和山地的深度开发。② 过去2000年中国耕地面积呈波动增加趋势,公元初突破5亿亩（1亩≈ 667 m²）,8世纪前期突破6亿亩,11世纪后半叶达近8亿亩,16世纪后期突破10亿亩,19世纪前期突破12亿亩,1953年逾16亿亩,1980年逾20亿亩。③ 中国耕地空间分布的主体格局至11世纪前后就已基本奠定。1080年前后,黄淮海、关中平原等的垦殖率达30%以上,长江三角洲、鄱阳湖平原、两湖平原和四川盆地等达30%左右。1850年前后,华北平原、汾渭盆地和陇东地区、四川盆地、两湖平原、鄱阳湖平原及长三角地区等的垦殖率均超过30%。2000年前后,东北平原、黄淮海地区、汾渭盆地和陇东地区、四川盆地、长江中下游平原等农业区中有2/3以上垦殖率超过50%,辽西丘陵、坝上高原、黄土高原及南方各省的丘陵山地也多达15%以上;西北绿洲农业带及青藏高原河谷农业带的局部地区也达50%以上。     

四川盆地农业区的形成历史与地理因素分析

四川盆地农业区最早的农业至少可追溯到新石器时代中期。在其以后的发展过程中,秦汉、隋唐、北宋是三个农业发展的高潮时期。复杂多样的农业自然条件使农业历史悠久且类型多样,而水利建设在不同历史时期的土地开发和农业发展中,都起着先导作用。明末战乱和自然灾害将农业破坏几尽。清康雍时期,外省移民纷至沓来,促进了农业区的全面恢复和发展。     

鄂尔多斯高原明长城的地理界线意义

鄂尔多斯高原明长城位于明万里长城的中部,是明代边防体系的重要组成部分,明长城的地理位置是当时综合自然-社会-经济诸多因素的结果。在实地考察的基础上,从地貌、气候、农牧业界线三个方面分析了明长城的地理界线意义。明长城一线是鄂尔多斯高原与黄土高原的地貌界线,长城南北地貌类型、地貌特征差异显著。明长城处在中国夏季风的尾闾,是中国季风区与非季风区、暖温带与中温带、半湿润区与半干旱、干旱区的分界线。明代鄂尔多斯高原的长城是农牧业的分野,同时鄂尔多斯高原明长城位于中国农牧交错带中部的中轴位置,明长城两侧生产方式和土地利用显著不同,具有农牧分界线的地理意义。研究结果可加深对明长城价值的认识并促进长城的遗产保护。     

中国人口疏密区分界线的历史变迁及数学拟合与地理意义

采用历史时间断面方法和现代空间分析方法,对中国西汉、西晋、唐代、北宋、明代、清代、现代7个时间断面的人口分布进行分析。结果发现：① 中国人口疏密区的分界线就是中国农牧区的分界线,中国人口分布的大格局由中国农耕区和畜牧区的空间分异奠定,理论上中国人口疏密区分界线就是中国农牧交错带的拟合线。② 两千多年的历史证明,中国农牧交错带是一个弧状地带,不能用直线拟合,只能用弧线拟合;“沈天大弧线”（沈阳—天水—大理弧线）是该交错带的函数拟合线,“山兰防弧线”（山海关—兰州—防城港弧线）是该交错带的内缘拟合线,也是中原王朝衰弱时期的农牧分界线;“沈兰西弧线”（沈阳—兰州—西双版纳弧线）是该交错带的外缘拟合线,也是中原王朝强盛时期的农牧分界线;直线的“爱辉—腾冲线”理论上不能拟合弧状的中国农牧交错带,但因为它碰巧是中国农牧交错带的函数拟合线的切线,因而也能较好地刻画中国人口的宏观分异格局。③ 中国人口疏密区分界线有着丰富的地理学意义：一是分界线本身就是农牧业分界线;二是分界线与海岸线围成的区域是中国的“国家核心区”;三是分界线最大限度地刻画了中国东南和西北的自然地理和人文地理的分异。     

黑河流域历史时期水资源利用空间格局重建

黑河流域水资源开发利用的空间格局历史演变在中国西北干旱区具有典型性和代表性,对其进行复原并总结经验教训,对现代水资源开发具有宝贵的借鉴意义。利用历史文献、古今地图、遥感影像等资料,结合实地考察,在地理信息系统技术的支持下,对黑河流域历史时期水资源利用的空间格局进行重建,并分析其演变过程。结果表明: 该区域大规模的农业水资源利用开始于汉代,其范围覆盖流域中下游沿河平原和三角洲的大部分地区。魏晋南北朝时期虽然总体上承袭了汉代的格局,但局部地区萎缩明显。隋唐时期,中游地区灌区规模较大,但随着唐中叶吐蕃的入侵而遭破坏。宋元时期,水资源开发利用仅在主要绿洲的核心区有所分布。明、清直至民国时期,中游地区渠系增加,密度增大,灌区出现沿河向上的溯源扩展和由近岸向两侧的外延扩展,一些地势较高的山前绿洲也被开垦,水资源利用强度持续增加、规模扩大,最终奠定了现代水资源开发利用的空间格局。但是,此时的下游却处于游牧状态,无大规模开发活动。可以发现,明代以前水资源开发利用波动频繁,兴废不定;而明代以来,中游灌区规模稳定扩大和下游萧条情况形成鲜明对比。水资源利用引起尾闾湖萎缩、土地盐渍化、沙漠化等生态问题逐渐显现。     

中国历史时期温度变化特征的新认识——纪念竺可桢《中国过去五千年温度变化初步研究》发表30周年

自竺可桢先生 1 972年发表《中国过去五千年温度变化初步研究》一文以来的 30年中 ,我国历史时期温度变化研究取得了重要进展。本文从 6个方面对此予以概括 :(1 )印证了竺可桢先生确定的主要冷期 ,并对寒冷状况进行了定量估计 ;(2 )新识别出战国冷期和中唐冷期 ;(3)证明了中国存在中世纪暖期 ,并论证了该暖期是过去 2 0 0 0年中国最暖的时期 ;(4)修正了对汉代暖期和隋唐暖期温暖程度的认识 ;(5)发现了历史时期冷暖变化的千年周期 ;(6)定量估算了过去 2 0 0 0年温度变化的幅度和速率。     

近10 a来民勤盆地地下水埋深的空间异质性分析

 在GIS环境下,采用地统计空间分析技术,利用民勤盆地1999-2008年10?a的地下水位观测资料,在插值获取逐年地下水埋深栅格数据的基础上,对民勤盆地地下水埋深的时空格局和空间异质性进行了分析。结果表明：（1）1999-2008年民勤盆地地下水埋深急剧增大,整体平均每年增加幅度为0.52?m,地下水降落漏斗区逐年扩大,并有与附近漏斗区融合的趋势;（2）1999-2008年10 a间的地下水埋深的空间相关性逐年增大,表明民勤盆地地下水埋深的空间结构性逐年增强,地下水储存的空间连通性增加,地下水位的可恢复性和持续可开采性更为脆弱,影响地下水埋深的随机性因素逐渐下降,而人类活动对地下水埋深的影响越来越强烈。     

武威绿洲城镇化的生态效应情景分析

绿洲是人地关系地域系统研究的典型地区,城镇化是影响绿洲生态系统稳定性的重要人类活动之一,选择合理的城镇化模式对绿洲地区可持续发展至关重要。本文以石羊河流域武威绿洲为研究区,采用情景分析方法,对该地区常规城镇化和快速集约型城镇化两种情景的生态效应展开系统动力学模拟。结果表明：在快速集约型城镇化情景下,到2025年,武威绿洲年农业用水将控制在6×108 m3以内,相比目前水平可节约3×108～4×108 m3,生产和生活对生态用水的占用也将相应减少,年总用水量将控制在8×108 m3以内,水资源供需矛盾可得到缓解,下游民勤绿洲生态退化可得到有效控制;而在常规城镇化情景下,水供需矛盾将继续恶化,无法遏制石羊河下游生态退化趋势。因此,快速集约型城镇化模式是维持武威绿洲及石羊河流域生态系统稳定性的可取城镇化模式之一。     

近六百年来长江三角洲地区城镇空间与城镇体系格局演变分析

基于历史文献、古地图和现代遥感数据,引入历史学古代城镇形态复原方法,复原（提取）明代以来长江三角洲地区113座城镇7个时间断面（1461年、1820年、1930年、1970年、1980年、2000年和2010年）下的城镇边界,采用扩张速率、扩张效率、首位度指数和位序-规模法则,分析了近六百年来区域城镇空间与城镇体系等级规模演变格局。取得以下研究结果：\mathrm{①}研究时段内,区内城镇用地总规模由205.98 km²增加到6442.19 km²,扩大了31.27倍;城镇扩张经历了萌芽阶段（明清时期）、起步阶段（民国至改革开放前夕）、成长阶段（改革开放至2000年）和加速阶段（2000—2010年）,城镇扩张速率不断加快,但扩张效率有待提升;\mathrm{②}在城镇等级规模空间格局上,明清时期南京与苏州为区内的一级城镇,民国后,上海逐渐取代其地位,从五级城镇发展成为区域核心城镇,四级以上城镇主要集中在长江干流沿岸和太湖流域,五级以下城镇大多集中在安徽;城镇体系呈首位型分布,城镇首位度较高,且改革开放后的城镇首位度较明清与民国时期要高,不同等级规模城镇之间差距扩大,大城镇优势较强。近30年,长江沿岸城镇发展加速,苏锡常都市圈、南京都市圈等逐渐形成并快速发展。