量化中国山区范围——以四川省为例

山区范围较之山地范围更具有模糊性和不确定性,同时山区在空间分布上更为连续和完整.在计算中国山地范围的基础上,运用地理信息系统的空间分析功能和统计模型中的聚类分析和多元回归分析技术,选择人口、土地利用、GDP、道路等社会经济因子,构建了计算山区范围的边缘生长模型,同时运用该模型计算出四川省的山区面积占总面积的76.77%,较之四川省的山地面积增长了3.21%,主要分布在川西及盆地周边区域.     

基于DEM的地貌实体单元自动提取方法

我国传统地貌基本形态类型分类强调地貌单元的完整性,界线划分沿地貌实体边界而非规则统计单元,目前尚缺乏地貌实体单元的有效自动提取方法。针对这一难点,本文提出一种基于DEM的地貌实体单元数字提取方法。利用坡度分级,并搜索相邻栅格单元、计算坡度级别内相互连通栅格的面积,建立坡度、面积阈值综合判别规则进行山地平原的自动划分;利用地形倒置、水文淹没分析,将山体划分的二维判别规则扩展到实际三维地形中,并结合地形结构线提取算法进行山体界线自动提取、确定山地地貌实体单元。结果表明,该方法符合我国传统地貌分类体系,能够较好实现山地/平原的自动划分和山体界线的数字提取。     

基于DEM的中国山地空间范围定量界定

目前为止,中国的山地空间范围尚没有一致的划定和界线.在众多影响山地和非山地划分的因素中,山地的界定标准和地形起伏度计算尺度最为重要.山地是一个令许多科学工作者难于严密定义的科学对象和学术用语,到目前为止,仍然没有统一的山地定义出现.该文对前人研究成果进行了总结和分析,提出4种关于我国山地的定量界定标准,结合作者关于地形起伏度计算尺度的研究,分别得出4种定义下的我国山地的范围和面积.通过与现有资料(《中国地貌类型图》)的对比和分析,确定适合于我国的山地定量界定标准,并最终计算出我国山地面积为658.81万km2,占国土面积的68.2％.     

四川省山地类型界定与山区类型划分

山地类型的界定是科学认知山地规律的基础,对山地科学的发展有着基础性的意义。山地科学研究的出发点与落脚点,是为了促进山区区域在各方面的可持续发展,所以在山地类型界定的研究结果基础上对山区类型进行划分,是山区可持续发展的基本科学依据。采用GIS技术并结合DEM数据,对四川省的山地类型进行界定,同时对山区的类型进行划分。在山地类型界定涉及到的地形起伏度计算中,对均值变点法的应用结果进行了讨论与改进,得到地形起伏度最佳统计单元为9.92 km2。将四川省山地类型界定为丘陵、低山、中低山、中山、次高山、高山、极高山;将山区划分为纯丘陵县、半山区县、准山区县、显山区县、整山区县,并对山区发展的政策方向提出了一定的建议。     

中国山地分类研究

中国是多山的国家,山地类型多样复杂,开展山地分类研究很有必要。基于前人山地定义分析基础上,确定中国山地分类原则和基本思路,提出中国山地分类系统,共计分出6个类型,其中3个属于大尺度类型,适用于全国和跨省(区)制图,其余类型适用于县(区、市)制图;同时提出了每个类型的划分标准。基于SRTM 90 m分辨率的DEM数据,确定出大尺度类型,即山地大区、山地带和山地大类的分布范围,编制了相应的图件,并对各类型面积作了计量统计。结果表明,分布于不同海拔带的丘陵面积占中国陆地面积的18.2%;起伏度大于200 m的山地面积占中国陆地面积的55.2%,其中,低山、中山和高山面积分别占16.5%、14.8%和18.5%,高中山和极高山面积分别为4.3%和1.1%。     

中国山地范围界定的初步意见

中国山地的范围一直缺乏可操作的、准确的量化方法,从而导致对山地及其内部资源、环境、人口和发展问题认识的不全面.同时,准确界定山地范围是实施数字山地战略的一项基础性工作.在前人研究的基础上,采用两种方案确定中国山地范围.方案一:将满足以下两种情况的国土界定为山地,1)海拔≥3 000 m;2)海拔≥1300～3 000 m,同时相对高差>200 m或坡度>25°.根据此标准计算,中国山地面积为4 000 265 km2,占中国陆地面积的41.67%.方案二:根据UNEP-WCMC的标准,将满足下述情况的国土定义为山地,1)海拔≥2 500 m;2)海拔≥1 500～2 500 m,坡度≥2°;3)海拔≥1 000～1 500 m,坡度≥5°或相对高差≥300 m;4)海拔≥300～1 000 m,相对高差≥300 m.根据此标准计算,中国山地面积为4 426 130 km2占中国陆地面积的46.11%.按两种方法计算所得的分省山地面积中,前5名都是西藏、青海、新疆、四川和云南.将两种方案计算的山地面积按高程划分为六级:①300～1 000 m(含300 m),②1 000～1 500 m(含1 000 m),③1 500～2 500 m(含1 500 m),④2 500～3 500 m(含2 500 m),⑤3 500～4 500 m(含3 500 m),⑥≥4 500 m.根据两种方案的定义,海拔3 500 m以上的山地面积相等;除了方案-在300～1 000 m间山地较方案二多324 508 km2外,其余几个级别山地的面积均为方案二大于方案-的山地面积,其中2 500～3 500 m间多133 432 km2,1 500～2 500 m间多336 186 km2,1 000～1 500 m间多282 273 km2.     

"加强山地科学研究,支撑国家可持续发展"倡议书

我国山地面积约占陆地面积的70%,是世界第一山地大国.我国近半数人口的生存依赖于山地.改革开放以来,虽然我国山区社会经济得到稳定、快速的发展,但山区经济总体发展水平严重滞后于全国平均发展水平,山区GDP仅为全国的30%左右,山区与平原的经济发展差距仍然十分巨大.     

山地文化特性及其对山地区域经济发展的影响

分析了山地文化的特性和形成机制,并从实例分析入手剖析了山地文化特性对山区经济发展的影响,提出了从改善山区文化入手促进山区经济发展的措施。     

基于DEM的中国地形起伏度适宜计算尺度研究

基于SRTM和ASTER DEM数据,在全国范围内选取13个实验区,在渐变尺度下计算平均起伏度变化曲线的"突变点",据此确定中国地形起伏度的适宜计算尺度;结合山地界定标准计算各实验区山地面积,并采用人工解译的山地范围对计算结果进行检验。研究结果表明:1)地形起伏度适宜计算尺度与所采用的DEM数据有关,DEM分辨率越小,地形起伏度适宜计算尺度越大;2)针对同一分辨率DEM数据,中国境内的地形起伏度适宜计算尺度随地貌特征变化而变化,但总体变化幅度不大;3)针对SRTM和ASTER DEM两种常用数据源,分别选择4.72km2和3.20km2作为地形起伏度适宜计算尺度是合理的,山地界定精度达90%以上。     

山地科学的重点问题与学科框架

现代社会面临全球性的人口、资源、环境与发展问题的严重挑战,山区作为我国未来发展的战略后备地将具有更加重要的地位.山地资源利用、生态环境与生物多样性保护,山地灾害防治以及山区国土整治等一系列问题的解决需要科学的指引.从山地的概念和属性人手,论述了山地科学在地理科学中的地位,讨论了山地科学与山地学的联系与区别,构画了山地科学的学科框架,提出山地科学近期应关注的5个重点领域:1.山地环境演变过程与作用机理;2.山地自然资源开发与保护关系;3.山区城乡关联发展模式;4.山地自然灾害形成机理与减灾途经;5.数字山地与虚拟现实技术.加强山地基础科学问题和分支学科的研究,将进一步丰富和发展地理科学,并为山区资源和环境的科学管理奠定基础.     

云南山区日照时数的垂直分布

根据云南省内若干山区气象资料,研究云南山区日照时效的垂直分布规律,得出一些有意义的结论:日照时数垂直分布有抛物线型、线性型、缓变型等;日照时数年内变化有冬大夏小型、春大夏小型、夏大冬小型3种;山区日照时数坡向差异明显,各山区不尽相同。     

典型山地生态系统服务权衡与协同关系的时空分异研究

山地占中国国土面积比重高,是我国破解区域发展不平衡矛盾的焦点区域,也是生态系统服务重要供给区,长期面临着经济发展和生态保护的双重压力与挑战。研究选取我国石漠化山地、新构造运动活跃区山地和北方土石山区的典型区域黔桂岩溶山地、横断山地和太行山地为案例,以支持服务中NPP(Net Primary Productivity)、调节类服务水源涵养和供给类服务农产品供给三类生态系统服务为代表,采用线性回归、相关分析等方法探讨了1990–2015年三大山地生态系统服务权衡与协同关系的时空特征。主要结论如下:(1)三大山地农产品供给服务相对下降,NPP和水文调节等支持和调节服务提升更为显著;(2)三大山地NPP与水文调节服务存在彼此增益的协同关系,黔桂岩溶山地协同关系增强,而横断山地和太行山地变弱,且前者变弱的程度更大;三大山地NPP、水文调节服务与农产品供给服务存在此消彼长的权衡关系,其中黔桂岩溶山地NPP与农产品供给服务权衡关系变弱,而横断山地和太行山地权衡关系增强,且后者变强的程度更大;(3)三大山地生态系统服务权衡与协同关系存在显著的空间分异。     

山区生态旅游发展模式研究——以梅州阴那山旅游区为例

近20年来,生态旅游逐渐兴起并成为旅游发展的主流。山区具有别于其他地区的旅游发展模式,研究山区生态旅游发展模式对山区旅游发展具有积极和现实的意义。从生态旅游的概念和内涵出发,总结出山区生态旅游发展模式,并以广东省梅州市阴那山生态旅游发展为例,探讨资源品位不高、区位不佳、经济较薄弱的山区发展生态旅游的道路。     

河西地区水、土资源的合理开发利用

通过调查计算,评述了河西地区水、土资源状况及开发利用过程中引起的环境变化和存在的主要问题,提出合理开发利用水、土资源的建议和意见:1.以流域为单元进行水、土资源合理利用布局,2.以水定地、搞好水土平衡,3.提高单位面积产量,适当扩大灌溉面积,4.合理利用和改良草场,5.种草种树,保护植被,6.提高水资源利用率。     

典型山地水土要素时空耦合特征及其成因

水土资源是人类生存的基础,山地水土要素耦合性与“三生空间”的功能性密切相关,其耦合的时空过程及规律关乎山区的生态服务与经济社会可持续发展。通过构建更加科学的水土要素耦合指数对太行山地、横断山地、黔桂喀斯特山地水土要素耦合特征进行大尺度、长时序的分析,并采用地理探测器方法分析了各时期水土耦合的影响因素。结果表明：① 三大山地水土要素耦合空间差异十分显著。太行山地以缺水区为主,横断山地以平衡区为主,黔桂喀斯特山地平衡区和充沛区兼有。② 垂直分异上,三大山地水土要素耦合指数分别在1300 m、1800~3400 m、500~1500 m处发生变异。各山地水土要素耦合指数在生态功能亚区表现为,林地生态亚区>林草复合生态亚区>农业生态亚区。③ 三大山地水土要素耦合的空间异质性是自然要素和人文要素综合作用的结果。其中,气候要素为主导驱动,地形地貌和土地利用居次,人为作用叠加在自然作用之上,加剧了水土要素耦合的时空复杂性和变异性。本文构建的水土要素耦合指数,加深了山地水土要素相互作用的时空过程研究,可为促进变化环境下的山区可持续发展提供决策依据。     

Columbia Mountain landslide: late-glacial emplacement and indications of future failure, Northwestern Montana, USA

The well preserved and undissected Columbia Mountain landslide, which is undergoing suburban development, was studied to estimate the timing and processes of emplacement. The landslide moved westward from a bedrock interfluve of the northern Swan Range in Montana, USA onto the deglaciated floor of the Flathead Valley. The landslide covers an area of about 2 km², has a toe-to-crown height of 1100 m, a total length of 3430 m, a thickness of between 3 and 75 m, and an approximate volume of 40 million m³. Deposits and landforms define three portions of the landslide; from the toe to the head they are: (i) clast-rich diamictons made up of gravel-sized angular rock fragments with arcuate transverse ridges at the surface; (ii) silty and sandy deposits resting on diamictons in an internally drained depression behind the ridges; and (iii) diamictons containing angular and subangular pebble-to block-sized clasts (some of which are glacially striated) in an area of lumpy topography between the depression and the head of the landslide. Drilling data suggest the diamictons cover block-to-slab-sized bedrock clasts that resulted from an initial stage of the failure.The landslide moved along a surface that developed at a high angle to the NE-dipping, thinly bedded metasediments of the Proterozoic Belt Supergroup. The exposed slope of the main scarp dips 30–37°W. A hypothetical initial rotational failure of the lower part of a bedrock interfluve may have transported bedrock clasts into the valley. The morphology and deposits at the surface of the landslide indicate deposition by a rock avalanche (sturzstrom) derived from a second stage of failure along the upper part of the scarp.The toe of the Columbia Mountain landslide is convex-west in planview, except where it was deflected around areas now occupied by glacial kettles on the north and south margins. Landsliding, therefore, occurred during deglaciation of the valley while ice still filled the present-day kettles. Available chronostratigraphy suggests that the ˜1-km thick glacier in the region melted before 12,000 ¹⁴C years BP—within 3000 years of the last glacial maximum. Deglaciation and hillslope failure are likely causally linked. Failure of the faceted interfluve was likely due tensile fracturing of bedrock along a bedding-normal joint set shortly after glacial retreat from the hillslope.Open surficial tension fractures and grabens in the Swan Range are limited to an area above the crown of the landslide. Movement across these features suggests that extensional flow of bedrock (sackung) is occurring in what remains of the ridge that failed in the Columbia Mountain landslide. The fractures and grabens likely were initiated during failure, but their morphologies suggest active extension across some grabens. Continued movement of bedrock above the crown may result in future mass movements from above the previous landslide scarp. Landslides sourced from bedrock above the scarp of the late-glacial Columbia Mountain landslide, which could potentially be triggered by earthquakes, are geologic hazards in the region.     

云顶山植被及其垂直分布研究

本文概要介绍了山西云顶山植被的6个植被型,16个群系,并将现存植被的垂直带划分为4个带:落叶阔叶林带(海拔1200—1750米);针阔叶混交林带(海拔1750—2200米);寒温性针叶林带(海拔2200—2600米);亚高山灌从草甸带(海拔2600米以上)。     

论太行山地区旅游风景地貌资源

太行山地区的旅游风景地貌由深切的河谷、高耸的山地及山顶平台和山地与河谷之间的山坡等三种地貌类型组成。它可使旅游者既享受到幽深、雅静、古朴的谷地风情 ,又欣赏到争奇斗艳的山地景色 ,还饱览到一览众山小 ,心旷神怡的山顶风光。它呈S—N向的带状 ,分布在太行山地区不同山地的不同海拔高度上 ,又往往与地质构造带和山前多雨带相吻合。其形成与地貌发育史密切相关 ,时代均不超过 5 5MaBP以来的新生代。     

山区短波反射辐射的计算模式

本文提出计算山区测点可接受到的来自周围山地的短波反射辐射日平均通量密度的通用计算机模式,并以大别山南段赵公岭山区为例进行了试验,结果表明,该式通用性强、精度较高。