1949—2019年中国自然地理学与生存环境应用研究进展

自然地理学是一门以基础研究见长的自然科学,其研究对象是与人类生存和发展密切相关的自然环境。中国的自然环境复杂多样,自然地理学家根据国家需求和区域发展在应用基础和应用研究方面同样取得显著成效,为国家重大经济建设、社会发展的规划,宏观生态系统与资源环境保护及区域可持续发展做出了重要贡献。本文总结了1949—2019年中国自然地理学在自然环境区域差异与自然区划、土地利用与覆被变化、自然灾害致灾因子和风险防控、荒漠化过程与防治、黄淮海中低产田改造、冻土区工程建设、地球化学元素异常和地方病防治、自然地理要素定位观测、地理空间分异性识别和地理探测器等方面的实践与应用,指出了未来自然地理学的应用研究方向。     

Terrestrial heat flow and lithospheric thermal structure in the Chagan Depression of the Yingen-Ejinaqi Basin,north central China

The Chagan Depression in the Yingen-Ejinaqi Basin, located at the intersection of the Paleo-Asian Ocean and the Tethys Ocean domains is an important region to gain insights on terrestrial heat flow, lithospheric thermal structure and deep geodynamic processes. Here, we compute terrestrial heat flow values in the Chagan Depression using a large set of system steady-state temperature data from four representative wells and rock thermal conductivity. We also estimate the “thermal” lithospheric thickness, mantle heat flow, ratio of mantle heat flow to surface heat flow and Moho temperature to evaluate the regional tectonic framework and deep dynamics. The results show that the heat flow in the Chagan Depression ranges from 66.5 to 69.8 mW/m², with an average value of 68.3 ± 1.2 mW/m². The Chagan Depression is characterized by a thin “thermal” lithosphere, high mantle heat flow, and high Moho temperature, corresponding to the lithospheric thermal structure of “cold mantle and hot crust” type. We correlate the formation of the Yingen-Ejinaqi Basin to the Early Cretaceous and Cenozoic subduction of the western Pacific Plate and the Cenozoic multiple extrusions. Our results provide new insights into the thermal structure and dynamics of the lithospheric evolution in central China.     

ArcFractal: An ArcGIS Add-In for Processing Geoscience Data Using Fractal/Multifractal Models

Natural Resources Research - Fractal and multifractal models, including the concentration-area (C–A) fractal model, spectrum-area (S–A) multifractal model, and local singularity...     

黄河中下游沿线城市水资源利用效率的时空演变及影响因素

采用超效率DEA模型、GIS空间分析方法、动态面板的系统GMM估计方法对2010—2017年黄河中下游沿线城市水资源利用效率时空格局及影响因素进行分析,结果表明：① 黄河中下游沿线城市水资源利用效率整体由2010年的0.70波动下降为2017年的0.67,且区域内70%以上的城市水资源利用效率变动趋势与其一致;② 黄河中下游沿线城市水资源利用效率呈“U”型区域两侧相对较高,中间区域相对较低的空间分布态势,且空间分布重心始终位于地理重心的北方;③ 环境规制、经济发展水平、产业结构优化、技术水平对水资源利用效率呈显著正向影响,农田水利设施建设、城镇化对水资源利用效率呈显著负向影响。研究结论可为黄河流域生态保护与高质量发展的推进提供决策支持。     

荒漠草原植物群落光合速率对水氮添加的响应

氮沉降和降水格局改变对草原生态系统的结构、功能及关键过程具有重要影响。依托内蒙古乌拉特荒漠草原研究站的全球变化实验平台,研究了氮添加和增减雨（+50%、-50%）及其交互作用对荒漠草原植物群落光合速率和植被特征的影响,分析了荒漠草原植物群落光合速率与植被特征的关系。结果表明：（1）短期氮添加对荒漠草原植物群落光合速率和植被特征没有显著影响（P > 0.05）;（2）降水格局改变显著影响荒漠植物群落光合速率（P < 0.05）,减雨50%显著降低了荒漠草原植物群落光合速率和优势种植物高度（P < 0.05）,而降水增加50%没有改变群落光合速率和植被特征,降水改变下的土壤水分能很好地解释群落光合速率;（3）氮添加和增加降水的交互效应显著提高了群落的光合速率和优势种植物高度（P < 0.05）,而减少降水与氮添加没有显著影响;（4）荒漠草原植物群落盖度、优势种盖度、优势种平均高度与群落的光合速率呈现出指数增加关系,解释率为40%~58%。干旱极大地抑制荒漠草原植物群落光合速率,而氮沉降则依赖于降水增加来提高群落的光合速率,荒漠草原植物群落光合速率与水肥处理下的植物生长特征具有密切的关系。     

一种污水排海的近远区计算与控制方法──以大亚湾水容量计算及污水排海为例

针对点容量计算中混合区限制的要求，采用了动量积分法、经验公式法和有限差分法，分别对污水排放后可能引起的近区、过渡区和远区的污水浓度变化进行了模拟预测，并就一定的限制性条件对容量点近区、高浓度混合区及容量点远区影响范围进行了分析。在大亚湾水容量计算及污水排海规划中的应用表明，该法具有计算机时较省、精度相对较高等优点。     

经验模态法在中国沿岸海平面变化中的应用研究

我国现代海平面变化的系统研究,开始于80年代前后,主要集中于海平面年变率和预测。早期所采用的方法有直线回归法、周期法外推预测等,之后有本征分析方法、随机动态预测模型及灰色系统方法等,以上方法各有利弊,但都因为不能较精确得到海平面变化中的各种周期变化而使得预测精度较差,尤其是对于海平面变化中较长周期的分辨方面。     

参附注射液建立自发性高血压病大鼠肝阳上亢证模型的研究

目的：探讨参附注射液建立自发性高血压大鼠（SHR）模型的可能性。方法：将30只3月龄SPF级健康雄性自发性高血压大鼠称重,随机分为SHR组,附子汤组,参附注射液低、中、高剂量组,每组6只。各组采用对应药物灌胃进行模型制备,另取同品系同周龄雄性魏-凯二氏大鼠（WKY）6只作为正常对照组（WKY组）。观察参附注射液对SHR大鼠24h饮水量、易激惹程度、痛阈、睑结膜充血及收缩压的影响。结果：附子汤组及参附注射液中、高剂量组造模后均出现了易激惹程度增高、睑结膜充血程度增高、饮水量增多、痛阈降低、收缩压升高等肝阳上亢的表现,与WKY组及SHR组比较,差异有统计学意义（P<0.05),表明造模成功。结论：参附注射液可以制备新型高血压肝阳上亢证模型,但是具体造模机制以及造模药物用量需待进一步探讨确定。     

卫星导航定位基准站备案管理系统设计与实现

针对我国卫星导航定位基准站统一管理需求和信息共享交换不足的问题,利用信息化的手段构建了一套网络化的基准站建设备案管理系统。该系统以全国基准站摸排和核查结果信息为数据基础,利用集中在线式设计架构和数据库自动识别同步技术,提出了基于空间拓扑结构的基准站信息表单构建方法,实现了相关性信息唯一标识、动态关联以及基于主辅标识的基准站信息管理工作流。系统解决了数据库之间实时联动更新问题,实现了全国基准站的信息交互共享和统一规范管理,已成为全国基准站建设和应用高效管理的工具。     

Global sea level change and thermal contribution

The global long-term sea level trend is obtained from the analysis of tide gauge data and TOPEX/Poseidon data. The linear trend of global mean sea level is highly non-umiform spatially, with an average rate of 2.2 mm year-1 in T/P sea-level rise from October 1992 to September 2002. Sea level change duc to temperature vanation (the thermosteric sea level) is discussed. The results are compared with TOPEX/Poseidon altimeter data in the same temporal span at different spatial scales. It is indicated that the ther-mal effect accounts for 86% and 73% of the observed seasonal variability in the northern and southern hemispheres, respectively. The TOPEX/Poseidon observed sea level lags behind the TSI, by 2 months in the zonal band of 40°-60° in both the northern and southern hemispheres. Systematic differences of about 1-2cm between TOPEX/Poseidon observations and thermosteric sea level data are obtained. The potential causes for these differences include water exchange among the atmosphere, land, and oceans, and some pos-sible deviations in thermosteric contribution estimates and geophysical corrections to the TOPEX/Poseidon data.