上海市土地利用结构和形态演变的信息熵与分维分析

借助系统论中的信息论思想,分析了近50年来上海中心城区土地利用结构的信息熵和均衡度;利用分形理论中的边界维数和半径维数对上海中心城区土地利用形态进行了定量判断,揭示了城市土地利用结构与形态演变特征并分析了这些特征形成的主要自然、交通、政策和经济因素.研究表明,近50年来上海城市土地利用结构的信息熵和均衡度均出现逐渐增大的趋势,城市用地结构正向均衡状态发展.城市土地利用形态演变的主要驱动力为经济发展和政府调控,同时受到自然环境和交通条件的制约.     

20世纪上半叶西辽河流域巴林左旗聚落空间演变特征分析

从1918年放垦,巴林左旗经历了近百年的聚落兴建与农业开垦历程,以20世纪30年代初为转折点,此前聚落分布以空间扩展为主,以后转为密度增加,在聚落空间分布形式变化的同时,聚落高程也表现出从400～600m高程区这一自然条件具有优势的区域向其它高程扩展.在人口的推动下,巴林左旗聚落空间演变与环境选择经历了由疏至密、由优至劣的过程,并随着农业发展,农田扩展与资源的有限性构成了人地关系的矛盾焦点.     

干旱区典型流域近30年土地利用/土地覆被变化的分形特征分析——以玛纳斯河流域为例

利用1976、1989、2005年三期遥感影像,运用GIS和分形理论研究干旱区典型流域——玛纳斯河流域近30年的土地利用/土地覆被变化的复杂性和稳定性。结果表明:玛纳斯河流域各时段的土地利用/土地覆被类型分布具有分形结构,土地利用/土地覆被类型形状复杂性和斑块的稳定性波动变化,1976、1989、2005年三时期的各种土地利用/土地覆被类型总平均分维值分别为1.394 0、1.363 4和1.389 9。总平均稳定性指数分别为0.606 0、0.636 6、0.610 1。三期土地利用/覆被类型平均稳定性排序为:沙地>未利用土地>居民点工矿用地>水域>林地>草地>耕地>盐碱地。耕地、林地、草地、盐碱地稳定性相对较差。通过对流域土地利用/土地覆被类型变化复杂性和稳定性的研究,可以为政府协调水土开发和调整土地利用结构提供支持。     

中国地区工业结构演变及其环境污染特征分析(英文)

本文从工业结构演变的视角来研究我国经济增长对环境质量的影响及变化,通过利用工业结构特征偏向指数和各省29个制造业行业的相关数据,对1995-2010年我国工业结构演变与环境变化二者之间的关系进行了定量分析,探讨了各省工业结构的污染排放强度特征的差异及其变化趋势,在此基础上对各区域工业内部各行业的发展状况进行了分析。研究结果表明,1995-2010年我国西北地区工业结构废水排放强度降低的趋势减弱,东南部分地区和西南地区工业结构的二氧化硫排放强度和固体废弃物排放强度有所增强,高污染行业增长趋势较为明显地区是黄河中游、西北与西南等地区。最后本文构建地区环境污染强度影响因素的回归分析模型,结果表明工业内部结构的演变是影响区域环境质量的重要因素,尤其对于经济发展相对落后的中西部地区而言,在今后产业结构升级过程中要及时监控和预防产业结构演变产生的环境污染。     

黑河流域2004-2010年水足迹和水资源承载力动态特征分析

 中国是水资源短缺国家,水资源时空分布不均,水资源已成为制约中国社会经济可持续发展的重要因素。利用生态足迹法构建了黑河流域农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态环境用水5个二级水资源账户,并利用水资源负载指数,研究了黑河流域2004—2010年水资源承载力、水足迹和水资源负载动态特征。结果表明,黑河流域水资源承载力从2004年的16.36 hm2增加至2010年的24.40 hm2;总水资源生态足迹从2004年的571.81 hm2减少至2010年的486.73 hm2;而水资源生态赤字从2004年的555.45 hm2下降至2010年的462.33 hm2;黑河流域水资源负载指数高,水资源开发潜力很小;黑河流域水资源承载力增加与降水量有密切关系。     

云南大理风廓线结构随雨季进程的演变特征分析

利用大理国家气候观象台2008年4月至6月的风廓线雷达观测数据,分析风廓线结构在雨季进程的演变特征,发现随着雨季的进程风速逐渐减小,风速振幅逐渐变小,高空自由大气动量下传效应逐渐减弱,高层大气有明显的转变,西风减小,北风增强;大气低层风速日变化雨季前明显,随着雨季的到来逐渐减弱,雨季风速日变化不明显。通过这样的分析对研究边界层风的季节变化具有重要的意义。     

泾河流域水供给服务供需平衡的时空演变与服务流研究（英文）

研究生态系统服务从产生、传递到使用的全过程,分析区域生态系统服务供给与需求的平衡状况,对于制定区域可持续发展战略,实现区域生态系统管理和资源有效配置具有重要意义。本研究以泾河流域为研究区域,构建了水供给服务空间流动模型,基于SWAT模型、INVEST模型和Arc GIS等软件融合多源数据分析了2000–2015年泾河流域水供给服务供给与需求的时空分布格局、供需空间匹配特征;在此基础上从子流域尺度探索了水供给服务的流动规律（流转路径）,明确了流域供给区与受益区的空间范围。结果表明：（1）2000–2015年泾河流域水资源供给量、需求量总体均呈增加趋势。（2）从县级尺度上看,2000–2015年泾河流域水资源供给服务供需平衡状况总体达标,但呈现出明显的城乡差异,各县中心城区的供需比较低,甚至出现供不应求的局面。（3）从流域尺度上看,2000–2015年泾河流域水资源供给与需求的空间匹配格局整体呈波动下降态势,2015年60%以上的子流域的供需比均呈现降低的态势,供给不足的面积占比较2000年增加了55.7%。（4）泾河流域水资源供给服务的供给区分布在流域上游,受益区分别为华亭县、崇信县、永...     

南极樊尚湾大陆架mCDW入侵影响下的水体结构演变特征分析

利用象海豹CTD观测到的2012年3—10月南极樊尚湾海域的温盐剖面数据,研究结冰期该海域陆架区变性绕极深层水(mCDW)入侵影响下的水体结构演变过程.结果显示,从湾口到湾最内侧的深层都存在显著的mCDW入侵.结冰过程中来自海表的冷却和析盐作用从上方向海洋内部延伸,而到6月中旬湾最内侧的400 dbar以深层结依然没被...     

1958-2006年玛纳斯河流域水系结构时空演变及驱动机制分析

为了研究玛纳斯河流域水系结构演变状况,利用其1958、1976、1987、2006年4期遥感影像图,在ArcInfo支持下进行目视解译,根据解译结果,定量分析了水系长度、密度、分枝比、长度比和分维等参数的变化特征,并探讨其主要驱动因素.研究表明:1958-2006年玛纳斯河流域水系变化满足Horton定律,水网数目及河道平均长度随水网级别呈几何级数变化,并且水网密度、水系长度比、分枝比等参数持续增大;流域内绿洲地区水网密度高于南部源流山区与北部荒漠区,这种区域差异是由不同生态经济单元的自然生态环境类型、社会经济发展状况,综合发展需求及生态修复重建等方面共同决定的;玛纳斯河流域水资源量近50年来不断增加,人口数量持续攀升,耕地与绿洲面积不断扩大等因素是玛纳斯河流域水网结构演变的主要驱动力.然而耕地不能无限扩大,绿洲也不能过度扩张,要以水资源的承载能力为限,因此确定合理的绿洲面积,优化水系结构,提高水资源利用效率将成为今后研究的重点.     

新丰江流域生态环境质量遥感评价

利用新丰江流域1988、1998和2011年3个时期的遥感、土地利用、气象和DEM等数据,建立了新丰江流域生态环境质量评价体系。在数据标准化处理的基础上,利用ArcGIS的空间主成分分析方法,综合评价了新丰江流域生态环境质量的时空分布格局和动态变化情况。结果表明：新丰江流域生态环境质量总体保持较好,主要受到水热气象因子、地形地貌因子和土地覆盖因子的影响;1988―2011年生态环境质量等级“优”占据了80%以上的面积,质量等级“差”占据的面积均低于5%;新丰江流域生态环境质量具有明显的区域特征,质量较差的区域是以建设用地和耕地为主的平原地带,主要分布在新丰江流域的西部和东部地区,表明其主要受人为因素的干扰,生态环境质量随着时间推移有轻微下降的趋势。研究表明利用遥感与地理信息系统技术对区域环境质量进行评价具有很好的应用前景,可以迅速准确地判定区域生态环境质量变化趋势。     

山西省流域一体化法制建设研究

流域一体化法制建设是流域资源与经济协调发展的重要途径,符合世界流域一体化法制管理的趋势。山西流域资源为经济的发展做出了巨大的贡献,但掠夺性的开发使流域出现了严重的生态问题,成为制约山西经济可持续发展的瓶颈。通过剖析全国及山西流域一体化法制建设中存在的问题,提出流域一体化法制建设是流域一体化管理的核心所在,是解决流域生态环境与经济发展这一矛盾最为有效的途径,是山西转型发展的最佳选择。以汾河流域为试点,制定《汾河流域一体化管理条例》,为我国流域一体化法制建设做出有益的探索。     

黄河流域河型转化现象初探

黄河以其高含沙水流以及下游河道的高沉积速率而著称于世。迄今的研究, 主要针对黄河中下游流域的 侵蚀、水文泥沙和河床演变方面的研究, 而对黄河流域主支流发生河型转化的现象关注不够。在黄河的不同河段, 河型的变化频繁, 类型多样, 现象复杂, 是研究者不可回避的科学问题。本文选取黄河上游第一弯的玛曲河段、黄河 上游末段托克托附近河段及黄河下游高村上下河段来研究河型转化的形式及影响因素。玛曲河段沿流向发生网状 河型→弯曲河型→辫状河型的转化现象, 该系列转化呈现出由极稳定河型向极不稳定河型的转化, 这与世界上通 常可以观察到的沿流向不稳定河型向稳定河型转化的情况完全相反。这主要受到地壳的抬升、上下峡谷卡口、水动 力特征、边界沉积物特征及植被的区域分布等因素的控制。托克托附近沿流向发生了弯曲河型→顺直河型转化的 现象, 这是较稳定河型向极稳定河型的转化, 主要受到边界沉积物、水动力等因素的控制。高村上下河段沿流向发 生的辫状河型→弯曲河型转化的现象, 是由极不稳定河型向较稳定河型转化的现象, 河道边界沉积物及水动力是 其主要控制因素, 人工大堤只是限制了河道摆动的最大幅度, 对河型的性质影响不大, 但其上游河段修筑的水库导 致下泻的水流在辫状河段的侵蚀能力增强而使其边界沉积物粗化, 并将泥质物大量沉积在弯曲河段, 客观上促进 了河型的转化。     

长江流域区域经济差异及其成因分析

利用传统统计方法和ESDA方法,在ArcGIS和GeoDa等软件的支持下,以人均GDP为测度指标,从时间、空间及影响因子三个方面对2001年~2011年长江流域区域经济差异进行分析。结果表明:(1)长江流域区域经济绝对差异在波动中持续扩大,而相对差异呈现出迅速缩小的趋势;(2)长江流域市域经济发展水平得到显著提高,空间分布呈现出明显的聚集特征;热点区范围在流域内出现自东向西不断扩散的态势,而以成都城市圈为内环的环状冷点区范围持续收缩;(3)长江流域区间差异对流域总体差异贡献最大,虽呈现出缩小的趋势,但仍然是区域经济的主要差异;(4)多元回归模型显示历史经济基础、区域发展策略及地理区位是导致长江流域区域经济差异扩大的主要原因,其中区域发展策略对区域差异的影响程度最深。     

黑河上游水系发育特征分析

对黑河上游山区部分的水系发育特征进行了分析。在1:250 000比例尺的地形图上,黑河河道可以划分为五级。根据Horton的地貌关系统计结果,黑河水系特征不都服从于Horton的河道定律。河道数量定律适用于本地区,但河道分岔比较高。河道长度定律不适用于本地区,在半对数纸上,平均河道长度的累计值与河道级序有较好的直线关系,而河道总长度与级序则呈双对数直线关系。河道频率及河网密度与河谷局地气候呈正相关,湿润气候条件下,河道频率与河网密度较大;反之,干旱气候条件下,河道频率与河网密度较小。但河流的产流则与区域降水量有关。河川径流的泥沙含量与河流切割程度呈正相关,祁连山北坡河流的泥沙主要来源于横向深切河谷。     

无定河流域产沙量变化的淤地坝效应分析

无定河流域1971~1989年的年均流量、悬移质含沙量及输沙率比1954~1970年的明显变小,而月均水沙过程曲线也发生了明显变化。上述水沙过程的变化受到1970年以来人类活动的强烈影响,而淤地坝建设是主因。为探讨淤地坝的减沙效应,提出淤地坝有效减沙面积这一概念,并拟合了动态变化的淤地坝有效减沙面积与年份之间的关系,发现该关系曲线与无定河流域各年代产沙量的变化情况相符。自1990年以来无定河流域淤地坝有效减沙面积呈明显递减趋势,导致了自上世纪90年代以来该流域的产沙量出现增大现象。为了抑制该流域的产沙量,势必需要加大淤地坝建设的力度。如果想使该流域的产沙量逐渐减少,则至少要使流域内年淤地坝有效减沙面积逐年增加。     

近年塔里木盆地河川年径流量变化趋势分析

对塔里木盆地21条河流代表站的水文资料用秩次相关法分析近年来该盆地主要河流年迳流量的变化趋势。分析表明有上升、下降、平稳等三种类型。这与补给类型有关,但与近年气候变化引起径流量变化的相关不显著。     

对建设长江上游生态屏障的探讨

建设长江上游生态屏障是西部大开发的重要战略内容和目标之一，也是建立全国生态安全体系的重要组成部份。但是，长江上游生态屏障的恰切涵义是什么？建设的目标和评价体系与标准是什么？并没有科学的界定。因此，以政治口与代替科学决策的现象较为普遍。当前，在建设长江上游生态屏障中，有些概念和内容需要澄清：（1）“山川秀美”与生态屏障。对山川秀美需加以科学界定，否则易得出喀斯特地区早就已建成生态屏障的结论。（2）森林覆盖率达到40%以上，就等于建成生态屏障。忽略了生态系统的及其功能的复杂性、多样性。（3）生态屏障与减少泥沙进三峡库区，过于强调减少泥沙的功能和速效。理解过于狭窄，实际上也做不到。（4）生态屏障建设5年就能初见成效，10年就能大见成效，30年就能建成。低估了生态屏障建设的长期性、艰巨性。（5）建设成生态屏障，就能消灾保平安。对自然灾变过程与人地矛盾，缺乏正确的理解。为切实搞好长江上游生态屏障建设，应首先明确生态屏障的建设目标，评价体系和评价标准；并在此基础上，对长江上游进行全面系统的生态区划和生态建设规划，划分不同生态类型区，明确各生态类型区在长江上游生态屏障建设中的地位、功能、建设标准；因地制宜，避免一刀切；要树立系统、综合、全局观点，反对部门、地区割据；要树立长期奋斗艰苦观点，反对浮夸和短期行为；要建设起生态屏障的社会、经济支撑体系和科学的管理体系。     

黄河流域水蚀区土壤侵蚀空间尺度效应分析

以黄河、延河、杏子河、纸坊沟四级流域尺度为例,应用信息熵原理分析了各级流域尺度上土壤水力侵蚀与 其影响因子之间的空间相关性,通过比较各因子在不同空间尺度上与土壤侵蚀的相关性,定量分析了土壤侵蚀过 程的空间尺度效应。分析结果给出了降雨、地形、土质、植被等因子在不同流域尺度上对土壤侵蚀的影响大小,以及 每个尺度上各影响因子重要性的主次顺序。总体而言,随着流域空间尺度的增大,各因子对土壤侵蚀的影响具有放 大或缩小效应,影响因素的主次顺序随之易位,其中微观因子的控制作用有所减小,而宏观因子的控制作用则逐渐 突显。本文建立的流域土壤侵蚀空间尺度效应的定量分析方法和分析结果有助于解决当前土壤侵蚀评估模型普遍 存在的尺度转化和区域通用性问题。