兰州盆地新石器时期遗址分布与地形的关系研究

研究遗址和地形等环境要素的关系有助于理解人地关系的作用机制。基于GIS空间分析和二元逻辑斯蒂模型分析了兰州盆地新石器时期马家窑和齐家文化遗址空间分布的特征、变化规律及影响因素,定量研究了地形等环境要素与遗址分布的关系。结果表明：新石器时期的马家窑文化、半山文化、马厂文化和齐家文化遗址均沿黄河分布,主要集中于河流阶地上坡度较小的区域。距河流的水平最近距离为318.6~17 721.7 m。新石器遗址特别是马厂遗址的空间集聚性明显。从马家窑类型、半山类型,发展到马厂类型,单一型遗址的占比逐渐由53.3%增多至92.6%。马厂类型的分布中心距离黄河最近。地形等环境要素显著影响遗址的空间分布,遗址出现概率主要受坡度、坡向和距黄河最近距离的影响,模型的解释程度可达65.0%。引入历史时期和现代聚落进行比较,历史时期聚落分布受到高程和坡度的影响,而现代聚落的分布主要受到高程、坡度和距河流距离的影响。聚落分布和影响因素的演变可能受到社会生产力发展的影响。     

山东沭河上游流域考古遗址预测模型

以山东莒县沭河上游流域地区为研究案例,通过对大汶口、龙山和岳石文化时期遗址空间结构及其与环境特征的关系分析,建立了基于GIS的沭河上游考古遗址预测逻辑斯蒂回归模型,较为精确地分析得出遗址分布与地形高度、河流分布等因子间的定量关系。研究结果表明,山东莒县沭河上游流域地区遗址点分布在高程较低和坡度低于3°的地方,说明遗址点多选择在较为适宜农业活动的地方;在遗址选择朝向上,整个研究区域的朝向分布比较均衡,但以西、西南、东和东南为主;史前人类的居住地主要沿支流分布,而远离干流,以避免洪水灾害的危害;随着时间的推进,遗址点所处位置的高程和坡度逐渐增高增大,距离河流的各种距离总体上也呈增加的趋势,这与人类克服环境限制能力的提高有关系。     

基于空间分析的史前郑洛地区连续文化聚落研究

运用空间分析方法,对郑洛地区的史前聚落位置与河流关系的距离进行分析,可知郑洛地区史前四个文化时期60%以上的聚落遗址都在水系4 km半径的缓冲区之内。对该地区四个文化时期聚落遗址的高程分析,发现大部分聚落遗址的高程位于100 m到400 m之间,而高程值小于100 m的遗址点不足10%,并且四个文化时期遗址的平均高程值都在280 m左右。对该地区史前四个文化时期的聚落数量进行增长分析,得出了郑洛地区聚落数量具有由早到晚呈几何状不断攀升的趋势。     

8500 a BP以来长江中游平原地区古文化遗址分布的演变

本研究建立了8500 a BP以来长江中游平原地区,从新石器时期至明清时期7534个古文化遗址的GIS数据库,利用ArcGIS软件,从环境考古学的角度,对不同时期古文化遗址分布的地貌类型、海拔高程、坡度特征进行了系统分析。研究结果显示,不同时代的文化遗址的空间分布特征存在显著差别：1) 新石器文化遗址主要分布在平原边缘的山前台地—岗地和高冲积平原等海拔高程适中的地区,海拔高程较低的平原中心区与海拔较高的山地则分布很少;2) 西周以后,文化遗址分布高程呈现下降趋势,从山前台地—岗地、高冲积平原向平缓的低冲积平原转移;秦汉至明清时期,文化遗址则主要分布在海拔高程更低、坡度平缓的低冲积平原和湖积—冲积平原;3) 不同时期的文化遗址空间分布模式,反映了不同生产力水平下人类活动对自然环境变化的响应特点。     

无定河流域全新世中期人类聚落选址的空间分析及地貌环境意义

以无定河流域的数字高程模型为主要研究对象,利用地理信息系统软件进行空间分析,与陕西北部无定河流域龙山时期遗址的分布位置叠置和聚类分析,讨论聚落选址与地貌类型、距河流水平距离、河网等级等6个地形地貌因子之间的关系。结果发现,全新世中期无定河流域人类在聚落选址时,对水文条件、地貌和地面坡度条件有较强的倾向性,而对地面朝向无明显倾向性。选址时选择地形地貌影响因子的优先顺序为:地貌类型、遗址距河流距离、遗址处地面坡度、遗址处河流等级、遗址处地面朝向。     

长江三峡考古遗址文化断层研究

长江三峡考古遗址的地理位置、14C 测年数据及考古学文化年代、地面高程、文化层的连续性、文化层的埋深和厚度、文化断层的埋深和厚度等统计数据综合分析的结果表明长江三峡地区新石器时代到历史时期考古遗址沉积地层中有5 期文化断层: (1) 城背溪文化末期到大溪文化初期(7200~6000a BP); (2) 大溪文化关庙山类型三期(5800~5500a BP); (3) 夏代 (4000~3500a BP); (4) 春秋晚期至战国时期(2500~2200a BP); (5) 宋代以来(960A.D.以来)。探讨文化断层与灾变事件发生之间的关系, 从而揭示三峡地区史前和历史时期环境演变过程及其与人类活动的影响。     

旧石器时代至商周时期贵州遗址空间分布及其自然环境背景

根据对贵州230 处遗址的时空变化分析发现, 贵州旧石器时代遗址集中分布在中部、西北部和黔西南等喀斯特发育的高海拔区域。至新石器时代, 遗址仍集中分布在中部、西北部和黔西南地区, 但南部、东部等沿河地带和中西部的山间坝子开始有遗址分布。到商周时期, 遗址主要分布在沿河地带和山间坝子里。其中, 东部和南部海拔低于1000 m的地区遗址多分布在沿河地带, 而西部和北部海拔高于1000 m的地区遗址则分布在山间坝子。贵州位于亚热带湿润气候区, 气候环境的冷暖干湿波动对从事渔猎、采集及原始农业生产的古人类影响不大, 人类居住空间变化更多的与贵州特殊的自然地理背景有关, 特别是喀斯特地貌发育及适宜农业生产地方的空间差异, 对贵州旧石器至商周时期的遗址分布影响显著。旧石器时代人类以采集和渔猎为生, 临近水源的天然溶洞是人类居住的首选。随农业的出现和发展, 便于农耕的沿河地带和山间坝子成为人类的生活居住地。故新石器时代, 贵州先民居住呈现洞穴和河流阶地或山间坝子并存;至商周时期, 农业成为人类的主要经济生产方式, 人类主要居住在沿河地带和山间坝子里。     

莱州湾南岸中全新世聚落遗址时空分布特征及其环境背景

基于ArcGIS10.3平台对莱州湾南岸中全新世聚落遗址的高程、坡度、坡向、濒河度等指标进行分析,得出该时期聚落遗址的时空分布及演变特征,并结合全新世莱州湾南岸的环境背景,探讨全新世环境演变对聚落遗址分布及演变的影响。研究表明：① 全新世莱州湾南岸的聚落遗址数量、出现频率及在总数中的比重基本呈现明显的先增后降的倒V型（非对称）变化趋势。② 遗址高程分布具有一定的规律性,几乎所有时期的遗址点均分布于高程范围在0~29 m的地区,而大汶口文化时期遗址高程分布范围为10~29 m。从坡度来看,聚落遗址主要分布于坡度范围在0~4°的平缓地区;从坡向来看,古人大多集中在南向、东南向和西南向的位置。后李文化至龙山文化时期,河流对聚落选址的影响程度逐渐降低。③ 8.5~6.9 ka B.P.气候总体进入温暖期,且冷暖波动,干湿交替,后李文化由此得到发展;6.9~4.5 ka B.P.出现了短暂的降温,但整体较温和,优越的自然条件促进了大汶口文化的发展;4.5~4.0 ka B.P.左右气候条件较大汶口文化时期略干,但在此基础上新石器文化仍得到进一步发展,并于龙山文化时期进入鼎盛阶段;4.0 ka B.P.左右气候突变,出现剧烈降温事件,变化幅度超出了人类的适应能力,岳石文化随之衰落。④ 海水入侵限制了人类活动,而古湖泊和古河道的形成为古人生活质量的提高创造了天然条件。     

基于MODIS温度的青藏高原多年冻土活动层厚度变化研究

基于MODIS温度数据,采用TTOP模型和Stefan公式模拟了青藏高原地区的冻土分布并计算了活动层厚度,并与地面观测结果进行了对比。结果表明：2003—2019年青藏高原多年冻土面积为1.01×10⁶ km²;多年冻土活动层厚度区域平均值为1.79 m, 活动层厚度区域平均的变化率为3.67 cm/10a,且草甸地区的变化率明显大于草原地区,5100~5300 m高程带的活动层厚度变化速率最大。     

重庆石碗溪小流域坡度和高程对土地利用及经济发展的影响

坡度和高程是土地资源固有的两个重要环境因子,与土地利用关系密切,尤其是在山区,坡度和高程基本上决定了土地利用的方向和方式,从而影响农业和经济的发展。石碗溪小流域面积20.73km2,为丘陵低山区。按坡度和高程对土地利用的影响程度,把坡度和高程各分为3级,即:0°～15°、15°~25°、>25°和500m以下、500~800 m、800m以上。从1:10 000地形圈上提取土地坡度和高程分级图,与土地利用现状图又叠加,获取各坡度、高程级及其土地利用类型和数据。结果表明,土地面积随坡度、海拔级的增加而加大。耕地分布在各个高程级0～15°的缓坡上,800m以上地区面积最大,果园和森林大多分布在800m以上>25°的陡坡地上。通过分析比较小流域各个行政村2002年农业总收入及种植业、林业、牧业收入与坡度和高程的关系,可以看出坡度和高程对经济发展的影响。最后,根据坡度和高程状况,结合小流域社会经济条件,提出几点建议,以其为山区小流域土地可持续利用及经济持续发展提供科学依据。     

乌鲁木齐大气混合层厚度和稳定度与大气污染的关系

利用乌鲁木齐市4座10层100 m梯度气象塔2013年6月~2014年4月气象观测资料和7个环境监测站[WTBX]AQI[WTBZ]资料,计算并分析了大气混合层厚度和稳定度特征,探讨了大气混合层厚度和稳定度与污染的关系。结果表明：乌鲁木齐市混合层厚度夏季郊区高、城区低,冬季从南郊—城区—北郊随地势降低依次降低;夏季和冬季分别在1 559～1 772 m和526～1 156 m之间。地面至2 km以上每500 m高度间隔统计混合层厚度,500～1 000 m出现频率最多;月变化为6～9月基本在500 m以上,且每个高度区间其概率均超过10%,10月～次年2月1 500 m以上区间概率明显减小;日变化为中午13:00～16:00达到最高值,下午和傍晚迅速下降。白天较大的感热输送提供充足的热力条件,这也体现出白天以不稳定层结为主,夜间则以稳定层结为主。大气稳定度分类结果,夏季郊区和城区不稳定（A～C类）所占比例差不多,冬季北郊稳定（E、F类）所占比较最大、城区最弱。[WTBX]AQI指数冬季最大,从南郊—城区—北郊依次增大,这与采暖期污染物多、南郊比北郊地势高有利于扩散输送有关。总体来看,乌鲁木齐大气混合层厚度空间分布与气象要素、大气稳定度、地形等密切相关,对AQI[WTBZ]指数分布有重要影响,这对近地层大气污染状况预报有着重要的指导意义。     

北极阿蒙森湾冬季冰下海水结构及对流混合研究

使用加拿大环北极冰间开放水道研究计划从2007年11月至2008年1月底整个极夜期间对北极阿蒙森湾的考察数据,研究了没有太阳加热条件下冰下海水的对流混合。结果表明,冬季冰下海水结构以对流混合为主要形式,混合层的深度达到数米至数十米。发生对流混合时并没有出现静力不稳定性现象,对流混合层密度小于下层水体密度,此处的对流混合不同于前人的发现,它是由于卤汁的不连续排放造成的。混合层的温度与海水的冰点非常接近,由结冰导致的密度对流所形成。跃层以下海水的温度也在持续下降,文中认为是通过跃层与上混合层交换热量导致的。在冬季的前期,混合层的厚度与混合层的盐度有很好的对应性,但晚冬两者有明显差别,混合层厚度趋于减小。通过对三个位置接近站位的观测结果表现对流混合层的演化规律,体现了对流混合层在整个冬季温度持续降低、盐度持续升高的特征。     

特大丰水年洛川人工林地土壤水分特征研究

根据2004年1月对洛川人工林地和农田0~6 m深度土壤含水量的测定,研究了黄土高原半湿润地区土壤干化现象和土壤水分恢复问题。受2003年特大丰水年降水补给作用,人工林地4 m以上深度的土壤干化现象消失,而4 m以下的土壤干化层依然存在。这就表明,年均降水量600 mm左右的黄土高原半湿润区人工林地存在难以自然消除的土壤深层干燥化现象,成为黄土高原植被生态建设的限制性因素。特大丰水年降水对土壤水分的补给深度一般可以达到4 m深度以下,并且随人工林植被类型和植被生长年限不同而有较大差异。因此要从根本上消灭和减轻土壤干化层的危害,应该通过选择合适的造林树种和控制造林密度加以实现。     

东北黑土区土壤剖面地温和水分变化规律

东北黑土区土壤侵蚀的结果使土壤在坡面上发生再分配,土壤腐殖质层厚度的空间变异增大。腐殖质层厚度的变化又引起地温和土壤水分等土壤物理性质的变化,地温和水分是影响和反映冻融侵蚀作用的重要因子,也是影响地表和土壤剖面物质运移的重要因素。本文通过实测不同厚度腐殖质层剖面的地温和土壤水分,分析了地温和水分随时间和土壤剖面深度的变化规律。结果显示腐殖质层厚度对土壤温度和含水量有显著影响,腐殖质层较厚的剖面解冻速度比薄层黑土区要慢,不同深度土层温度到达0℃的日期也不相同,腐殖质层较厚的剖面冻结时间要滞后1周左右。同时,腐殖质层较厚的黑土区土壤含水量明显大于薄层黑土区,土壤水分运移的深度范围也大。     

环嵩山地区9000 aB.P.-3000 aB.P.聚落规模等级

选取遗址面积、文化层厚度、重要遗物、重要遗迹4 个变量, 利用SOFM网络对环嵩山地区9000 aB.P.-3000 aB.P.聚落按照裴李岗、仰韶、龙山、夏商4 个阶段分别进行聚类分析, 以此对区域不同时期早期聚落的规模等级进行划分, 其中裴李岗时期聚落划分为2 个级别, 仰韶、龙山时期聚落均划分为3 个级别, 夏商时期聚落划分为4 个级别。结果表明, 裴李岗时期区域聚落等级规模之间的差异不明显, 大致在距今5000 年左右的仰韶文化中晚期, 区域聚落规模等级出现分异, 这种分异在龙山时期得以延续, 并于夏商时期最终形成。此外, 规模等级划分结果还对于特定时期文化面貌的区域差异有所反映, 具体表现在裴李岗时期3 个区域所属的不同文化系统与夏、商文化不同的空间分布特征。通过环嵩山地区9000 aB.P.-3000 aB.P.聚落规模等级研究发现, SOFM网络具有的邻近单元相互竞争、相互学习特征可以降低遗址面积不准确性对于分类结果的影响, 非常适合于早期聚落规模等级的划分。     

The study of size-grade of prehistoric settlements in the Circum-Songshan area based on SOFM network

Choosing site area, cultural layer thickness, significant relics and significant remains as the variables, we applied cluster analysis to the ancient settlements of four cultural periods, respectively, which were Peiligang, Yangshao, Longshan and Xiashang, in 9000–3000 a BP, around Songshan Mountain. Through application of the SOFM (self-organizing feature map) networks, every type of ancient settlements was classified into different size-grades. By this means, the Peiligang settlements were divided into two grades, Yangshao and Longshan settlements were divided into three grades, respectively, and Xiashang settlements were divided into four grades. The results suggested that the size-grade diversity of ancient settlements was not significant during the Peiligang period in this area. Around the middle-late Yangshao period (5000 a BP), the size-grade diversity of ancient settlements began to appear, a process that continued during the Longshan period and finally matured in the Xiashang period. Moreover, the results reflected the regional differences in cultural characteristics in a particular period, which were mainly represented in that there were three Peiligang cultural systems distributed in different areas. Such differences also existed in the spatial distributive characteristics between the Xia and Shang cultures. Based on the size-grade study of ancient settlements in the Circum-Songshan area, it was found that the SOFM networks method was very suitable for size-grade classification of ancient settlements, since, using this method, adjacent cells would compete and learn from each other, a benefit that reduced the effect on classification by the inaccuracy of site acreages.     

Magnetotelluric response of a uniformly stratified earth containing a magnetized layer

Summary The magnetotelluric (MT) response is studied of a uniformly stratified earth which contains a magnetized layer. The impedance as a function of the layer parameters (resistivity, ρ permeability, μ and thickness h ) is discussed. The MT response from a layer (μ, ρ, h ) is equivalent to that from a layer (μ/μ_r=μ₀, μ_rρ, μ_r h ) where μ_r is the relative permeability of the layer. Thus the effect of a magnetized layer is to make it apppear μ_r times more resistive and μ_r times thicker than an unmagnetized equivalent layer. Master curves of apparent resistivity and phase are computed for three-layer models with varying permeability associated with varying resistivity in each layer. An example of MT field data is presented in which the most reasonable interpretation is that a magnetized layer exists beneath the observatory site.     

南极乔治王岛长城湾沿岸固定冰中有色层生态观察

自1988年11月至1989年3月,对南极乔治王岛的长城湾沿岸水域中的海洋生物和环境因子进行了调查,1988年11月20日在2号站采得的冰芯中部有一层约5cm的棕色层,而1988年11月17日、20日和26日在5号站采得的冰芯样中有二层棕色层。固定冰中叶绿素a浓度范围在2.55～56.8mg/m~3之间,而且大部分含量集中在海冰的中间层中,而不象其它海区如昭和、戴维斯、凯西和麦克默多等站,大部分叶绿素a集中在海冰的底部,造成这种差别的原因、可能是由于海冰的结构和形成过程不同所致。     

东南极普里兹湾1990年1—2月大风过程与气旋和锋面活动分析

本文用澳大利亚墨尔本气象中心,苏联南极青年站地面天气图和NOAA-10,NOAA-11极轨卫星云图确定了东南极普里兹湾及其附近海域1990年1—2月份气旋中心位置;讨论了这些气旋的活动特征。分析了实测大风对应的天气系统,天气形势和卫星云图特征,指出普里兹湾沿海存在气旋、锋面以及锋面云和气旋先后相继的影响。锋面及锋面、气旋先后相继影响与500hPa上的强高压脊天气形势、强风与锋面带中纹理非常不均匀区域有密切关系。     

季风与地形对台湾降水的影响

本文以季风环流的季节变化及地形两大因子对台湾降水的影响进行了研究分析，结果显示：东北季风和地形共同影响，造成冬半年台湾东北部多雨和西南部干旱；夏半年由于受西南季风的影响，出现了岛西部降水略多于岛东部的现象，且由于西南季风的影响，缓解了西南部干旱．台湾地形对降水的影响居全国之冠，海拔高度每上升100m，年降水量递增值都大于100mm，海拔500mm左右的低层递增率更是高达266．5mm／100m．