中国土地利用空间格局刻画方法研究

土地利用空间格局研究是土地利用/覆盖变化（LUCC）理论和实践的基础,对土地利用空间格局进行有效刻画有利于国土资源空间优化,提升土地利用规划和管理水平。由于土地利用空间格局的研究范畴尚不明晰,目前土地利用空间格局的研究对形状、斑块分布和结构等方面关注较少,缺乏对不同土地利用类型间相互关系的研究;同时,格局指标繁多且存在较大的相关性,如何建立指标与土地利用空间格局的对应关系值得进一步研究。本文在深刻理解土地利用空间格局内涵的基础上,将面积、形状和斑块分布总结为土地利用几何特征,将结构和多样性总结为土地利用类型特征,建立了土地利用空间格局刻画指标体系,利用模糊C均值聚类分析,明确了指标与空间格局间的对应关系。结果表明,中国土地利用几何特征可以划分为简单大斑块型、复杂大斑块型、复杂小斑块型、简单小斑块型和散布型五种,不同的几何特征反映了不同土地利用类型的面积、形状和斑块分布的特点,体现了区域土地利用类型的组合关系。2010年中国土地利用共存在61种不同的结构,但主要的结构类型仅有14种,结构特征具有明显的空间聚集性,体现了不同土地利用类型的空间分异性。中国土地利用多样性以3~5类为主,占比达66.69%,其特征总体上呈现“东北、东南高,西北低”的态势。该研究丰富了土地利用空间格局研究的理论体系,填补了中国土地利用整体空间格局刻画的空白。     

绵竹三箭水S1井温泉补给源的同位素示踪研究

根据绵竹三箭水S1井相关地质区域内各水体的氢、氧同位素组成和放射性同位素氚浓度,结合该区的地质背景,利用同位素示踪手段,基本确定该井温泉地下水的成因为大气降水渗入补给主体含水层补给源在西北部1700m左右的“彭灌杂岩”高山区一带、补给量相对稳定,水温不会有大波动,有远期开发价值。     

攀枝花市大气降尘的地球化学特征

运用ICP-MS和ICP-OES分析了攀枝花市不同时段不同地点大气降尘中重金属元素含量,并对大气降尘中重金属的地球化学特征进行了分析,得出以下结论:①攀枝花市大气尘中As、Co、Mn、Pb、Ti、V的含量,与四川省其他城市相比均偏高,Zn的含量相对较低;②Cd、Mn、Pb主要分布在冶炼区和石灰石矿区,Co、Cu、Ti主要分布在石灰石矿区,Cr和V主要分布在冶炼区,As在仁和河富集较为富集,Zn集中在排土场附近,Fe集中在冶炼区和煤矿区;③除Pb外,其余十种元素旱季含量基本都高于雨季,而雨季Pb的含量却明显高于旱季。通过主成份分析,得出了在攀枝花市大气降尘中,重金属元素的来源主要为矿山污染和开采过程中产生的废水、废气。     

中国主要作物格局优化下的水资源效应分析

水土资源是农业生产发展不可或缺的重要资源。然而,水资源时空分布不均匀、与耕地分布不匹配已成为影响中国农业可持续发展的关键问题。本文基于现有耕地,面向粮食生产保障与水资源可持续利用的协同,以保障粮食产量的同时减少水资源消耗、降低区域水资源压力为目标,基于像元尺度作物产量、用水量、区域水资源压力等数据,采用CPLEX优化模型,开展中国主要作物(大豆、水稻、玉米、小麦)格局优化,并从作物用水效率和水资源压力两方面分析其水资源效应。结果表明：(1)保证产量不变的前提下进行分省作物格局优化,最多可减少用水总量3.63×10¹⁰m³(降幅为9.60%),平均基线水压力从1.42降至0.90,播种面积可缩减3.08×10⁶hm²(降幅为3.29%);(2)不同作物优化方向不一,大豆在东北区北部和黄淮海区南部应调减,水稻主要在长江中下游区和华南区中部进行格局调整,玉米整体向东北方向转移,主要在东北区和黄淮海区内部调整,而小麦主要在黄淮海区与长江中下游区北部进行调整;(3)作物协同优化下,小麦灌溉耗水可减少3.08%...     

2000–2012年中国北方海岸线时空变化（英文）

This study examined the spatial distribution of the continent coastline in northern China using remote sensing and GIS techniques,and calculated the fractal dimension of the coastline by box-counting method,with a time span from 2000 to 2012.Moreover,we analyzed the characteristics of spatial-temporal changes in the coastline's length and fractal dimension,the relationship between the length change and fractal dimension change,and the driving forces of coastline changes in northern China.During the research period,the coastline of the study area increased by 637.95 km,at a rate of 53.16 km per year.On the regional level,the most significant change in coastline length was observed in Tianjin and Hebei.Temporally,the northern China coastline grew faster after 2008.The most dramatic growth was found between 2010 and 2011,with an increasing rate of 2.49% per year.The fractal dimension of the coastline in northern China was increasing during the research period,and the most dramatic increase occurred in Bohai Rim.There is a strong-positive linear relationship between the historical coastline length and fractal dimension(the correlation coefficient was 0.9962).Through statistical analysis of a large number of local coastline changes,it can be found that the increase(or decrease) of local coastline length will,in most cases,lead to the increase(or decrease) of the whole coastline fractal dimension.Civil-coastal engineering construction was the most important factor driving the coastline change in northern China.Port construction,fisheries facilities and salt factories were the top three construction activities.Compared to human activities,the influence of natural processes such as estuarine deposit and erosion were relatively small.     

基于CBERS影像的速生林信息提取方法研究

提出了一种运用遥感技术提取速生林信息的方法,实现了大区域速生林分布情况的检测。该方法基于CBERS影像多年际时间曲线趋势,根据速生林生长周期中被砍伐并翻地的特殊阶段表现在遥感影像上的不同电磁波谱特征,对其进行检测,从而实现速生林地的提取。在广东省雷州市试验的结果表明,速生林信息提取的总体精度为88%,CBERS CCD图像可以用于大区域的速生林信息提取。     

1987–2010年中国新增建设用地占用耕地格局演变研究（英文）

Over the past few decades,built-up land in China has increasingly expanded with rapid urbanization,industrialization and rural settlements construction.The expansions encroached upon a large amount of cropland,placing great challenges on national food security.Although the impacts of urban expansion on cropland have been intensively illustrated,few attentions have been paid to differentiating the effects of growing urban areas,rural settlements,and industrial/transportation land.To fill this gap and offer comprehensive implications on framing policies for cropland protection,this study investigates and compares the spatio-temporal patterns of cropland conversion to urban areas,rural settlements,and industrial/transportation land from 1987 to 2010,based on land use maps interpreted from remote sensing imagery.Five indicators were developed to analyze the impacts of built-up land expansion on cropland in China.We find that 42,822 km2 of cropland were converted into built-up land in China,accounting for 43.8% of total cropland loss during 1987–2010.Urban growth showed a greater impact on cropland loss than the expansion of rural settlements and the expansion of industrial/transportation land after 2000.The contribution of rural settlement expansion decreased;however,rural settlement saw the highest percentage of traditional cropland loss which is generally in high quality.The contribution of industrial/transportation land expansion increased dramatically and was mainly distributed in major food production regions.These changes were closely related to the economic restructuring,urban-rural transformation and government policies in China.Future cropland conservation should focus on not only finding a reasonable urbanization mode,but also solving the "hollowing village" problem and balancing the industrial transformations.     

土地资源遥感应用研究进展

遥感数据与土地资源在时空特性方面具有高度的一致性,土地资源研究长期是遥感应用的主要领域之一。过去数十年来,国内外开展了大量的土地资源与环境遥感应用研究,遥感技术为土地资源研究提供了丰富的信息源和实现手段,拓展了土地资源的研究内容,强化了土地资源的研究程度。随着遥感技术的发展和应用研究的深入,针对日益多样化的实际需求,创新研究方法,加强与传统学科的有机结合,在提取系列化专题信息基础上,开展不同时空尺度的综合性分析与评估,切实满足全球变化研究和实现区域可持续发展的需要,仍然是土地资源遥感应用研究应该关注的主要发展方向。     

黄土高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响

深入研究黄土高原生态系统服务价值的时空变化过程、揭示该区域生态环境演变规律,对黄土高原生态环境治理和保护具有重要意义。首先,选取基于生态系统服务价值动态评估模型进行黄土高原生态系统服务价值评估;然后,引入生态系统服务价值变率指数和环境经济协调指数评估黄土高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度以及生态环境质量与社会经济发展的协调关系。结果表明,2000—2010年间,黄土高原的生态系统服务价值增加了48%,这主要得益于黄土高原综合治理使得区域植被覆盖度提高,生态系统服务功能相应增强;草地变化导致的生态系统服务价值变率最大,为13. 45;监测期间,黄土高原的环境经济协调度指数为0. 115 3,处于低度协调水平。本研究可为黄土高原生态环境治理和保护成效评估提供科学依据。     

金红石榴辉岩——一个可能的超球粒陨石Nb/Ta储库

Nb,Ta的硅酸盐地球质量不平衡问题争论由来已久,备受关注。近年来研究发现,含金红石的榴辉岩Nb/Ta往往高于球粒陨石值(Nb/Ta=17.5),暗示其可能是平衡地球Nb亏损的独立储库。而洋壳玄武岩部分熔融实验表明Ta比Nb更倾向进入金红石晶格,这意味着作为俯冲洋壳部分熔融残留相的榴辉岩Nb/Ta不可能高于原岩。为了解释地质观察和实验结果之间的矛盾,系统分析了中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔、先导孔及附近地表榴辉岩的矿物微量元素。结果发现:榴辉岩中的Nb,Ta主要存在于金红石之中,其他矿物中含量极少;Nb,Ta之间存在着强烈分异(Nb/Ta=5.3～96.2),并总体上具有超球粒陨石的特征;韭闪石和多硅白云母的Nb/Ta平均分别为48.6,21.8,显示了很强的Nb,Ta分异能力;其他矿物如石榴石、绿辉石、绿帘石、磷灰石等的Nb、Ta含量及Nb/Ta都很低,对Nb-Ta分异不造成影响。认为导致Nb-Ta分异的不是金红石,而应出现在洋壳俯冲过程中金红石相出现之前的脱水和部分熔融阶段。富含Ti的角闪石(韭闪石)和白云母可能对Nb-Ta分异起到了决定性的作用。等金红石相出现之后,由于其对Nb,Ta的绝对控制作用,此前阶段的分异结果便被固定在金红石中而继承下来。因此,含金红石的榴辉岩常常表现出超球粒陨石Nb/Ta的特征,与金红石不能有效地分异Na,Ta的实验结果之间并不矛盾。在不均匀的上地幔中含金红石的榴辉岩是可能的超球粒陨石Nb/Ta储库之一。