Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

中国东部地区耕地土壤肥力变化趋势研究

随着人口、资源和环境之间的矛盾日趋尖锐,中国耕地土壤肥力及其变化日益为世人所关注。本文利用最近20年东北地区的吉林和黑龙江省,华北地区的北京市和河北省以及长江下游地区的江苏和浙江省的15个县市180个样本点的土壤数据资料,分析了20世纪80年代以来东部地区农业土壤肥力的演变趋势。结果表明,从总体上看,东部地区除土壤速效钾下降和酸碱性有所退化外,农业土壤的有机质、全氮和速效磷平均含量都增加了。在空间分布上,土壤肥力的变化趋势存在明显差异。长江下游和华北地区的平均肥力提高,东北地区下降。另外,除华北地区的土壤酸碱性有改善外,长江下游和东北地区土壤都存在酸化倾向。     

Analyzing Population Density Disparity in China with GIS-automated Regionalization: The Hu Line Revisited

The famous ’Hu Line’, proposed by Hu Huanyong in 1935, divided China into two regions(southeast and northwest) of comparable area size but drastically different in population. However, the classic Hu Line was derived manually in absence of reliable census data and computational technologies of modern days. It has been subject to criticism of lack of scientific rigor and accuracy. This research uses a GIS-automated regionalization method, termed REDCAP(Regionalization with Dynamically Constrained Agglomerative Clustering and Partitioning), to reconstruct the demarcation line based on the 2010 county-level census data in China. The results show that the logarithmic transformation of population density is a better measure of attributive homogeneity in derived regions than density itself, and produces two regions of nearly identical area size and greater contrast in population. Specifically, the revised Hu Line by Hu Huanyong in 1990 had the southeast region with 94.4% of total population and 42.9% of total land, and our delineation line yields a southeast region with 97.4% population and 50.8% land. Therefore, the population density ratio of the two regions is 27.1 by our line, much higher than the ratio of 22.4 by the Hu Line, and thus outperforms the Hu Line in deriving regions of maximum density contrast with comparable area size. Furthermore, more regions are delineated to further advance our understanding of population distribution disparity in China.     

应用河流阶地10Be深度剖面计算千年至十万年尺度流域平均古侵蚀速率

古侵蚀速率的时空变化规律是研究构造-气候-地表侵蚀之间耦合关系的重要线索。已有的研究多侧重于百万年(10⁶)或百年(10²)尺度上的侵蚀速率限定, 但对千年至十万年(10³~10⁵)尺度上的侵蚀速率限定较少。河流阶地的发育能够延续千年至十万年, 其沉积记录保留了大量流域侵蚀信号, 为建立该时间尺度上的流域古侵蚀速率记录提供了理想的数据支撑。本研究介绍了一种千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率计算方法。基于河流阶地¹⁰Be深度剖面, 约束阶地表面沉积物的¹⁰Be继承浓度和阶地面废弃年龄, 进而计算出多期阶地发育期间的流域平均古侵蚀速率。随后, 以青藏高原东北缘北祁连西段为例, 基于山前6条河流(自西向东分别为石油河、白杨河、北大河、洪水坝河、丰乐河和马营河)已发表的16个阶地¹⁰Be深度剖面数据(共81个¹⁰Be样品)和7个现代河道沉积物的¹⁰Be浓度数据, 建立了北祁连西段约200 ka以来的流域平均侵蚀速率记录(共23个侵蚀速率值)。结果表明, 北祁连西段千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率变化趋势与气候波动曲线之间存在较强的对应性, 揭示了气候变化是引起流域地表侵蚀的关键因素。上述实例证明, 应用河流阶地¹⁰Be深度剖面可有效地计算千年至十万年尺度上的流域平均古侵蚀速率, 并有助于深入剖析构造、气候和地表侵蚀过程三者之间的潜在关系, 进而推动活动造山带地区定量地貌学研究的发展。

     

基于多参数指标的长江口滨岸多环芳烃来源辨析

在长江口滨岸及临近排污口、滨岸河流、城市中心城区采集悬浮颗粒物、表层沉积物、街道灰尘等样品, 分别利用GC-MS 和GC-C-IRMS 定量分析了不同环境介质中的多环芳烃 (PAHs) 与有机单体化合物稳定碳同位素(δ¹³C), 开展了基于PAH 环数、分子量特征比值和有机单体化合物稳定碳同位素组成等参数指标的长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中PAHs 源解析研究。研究结果显示, 长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中的PAH 化合物主要以3~4 环为主, 与吴淞排污口、石洞口污水处理厂、黄浦江、滨岸小河流以及上海中心城区等潜在来源区域不同环境介质中的PAHs 组成特征相似, 主要来源于汽油、柴油、煤炭和木材的不完全燃烧以及石油残余物的混合。其中, 木材和煤炭不完全燃烧形成的PAHs 以及石油残余物, 枯季经过滨岸河流及排污口直接输入, 洪季则为城市街道灰尘被暴雨冲刷, 随地表 径流最终汇入河口; 汽车排放(汽油、柴油不完全燃烧) 产生的PAHs 主要富集在城市交通区和商业区的街道灰尘中, 枯季借助区域盛行风迁移至河口区, 洪季则主要通过暴雨径流冲刷进入河口。     

地磁场能量在地球内部的分布及其长期变化

用国际参考地磁场模型(IGRF)分析了地磁场能量在地球内部的分布及其长期变化.结果表明,从1900年到2005年,地核以外地磁场总能量由6.818×1018J减少到6.594×1018J,减小了3.3%,地表以外地磁场总能量由8.658×101J减小到.63×101J,减小了11.4%.分析地球内部不同圈层地磁场能量的变化表明,地壳(A层)、上地幔(B层)、转换带(C层)、下地幔D′层的地磁场总能量在减小,但是下地幔"层的地磁场总能量却在快速增加.磁能密度随时间的变化更清楚地显示出磁能增加和减小的分界面在r=3840km处.上述结果表明,地核和地表以外地磁场总能量在趋势性减小的同时,也在进行重新分配.进一步分析表明,下地幔D"层磁能快速增长,主要是由高阶磁多极子的增强引起的.在地磁场倒转前,偶极矩减小而多极性相对增强在能量分布上的表现就是磁能向下地幔底部(特别是D"层)集中.     

青海省三江源地区湿地生态系统健康评价

湿地生态系统健康评价是湿地保护的基础,对提高湿地生态环境管理水平具有重要的指导作用.以青海省三江源地区为研究区,采用Landsat ETM+遥感影像为主要数据源,提取湿地信息.基于压力—状态—响应(PSR)模型,构建三江源地区湿地健康的综合评价指标体系;运用层次分析法和地理信息系统空间分析技术,对三江源地区的湿地健康状...     

基于现代大地测量手段的青藏高原南缘地壳形变分析

基于2003~2013年GRACE卫星重力、GPS和绝对重力数据对青藏高原南缘地壳形变进行探讨分析。结果表明,拉萨测站1999~2015年垂向隆升速率为1.5 mm/a,显示出拉萨测站持续隆升的特点。结合南加州综合网络构建的远程连续GPS参考站,另外选择TPLJ、CHLM、JMSM测站数据进行分析。GPS结果表明,4个测站2003~2013年平均隆升速率为2.3±0.11 mm/a,GRACE垂向位移时间序列显示4个测站2003~2013年除季节性变化外也具有轻微上升趋势,平均速率为0.35 mm/a。联合绝对重力资料在考虑诸多因素(地壳隆升、侵蚀、GIA等)后得到拉萨测站近年重力变化约为-0.97 μGal/a,青藏高原拉萨测站地下地壳底部增厚速率约为4.4 cm/a,揭示了青藏高原南部地区的地壳形变特征--地壳隆升与底部增厚。     

1952~2003年我国区域经济发展不均衡的 长期变化态势

文中分别利用Gini、GE等指数，以实际人均国内生产总值(GDP)为指标，详细考查了从1952~2003年，我国省市区间经济发展不均衡的变化态势及其在东部-内陆、南方-北方、高城镇化-低城镇化地区等方向上的变化。人均实际GDP的Gini、GE等指数显示，从1952~2003年，我国省级区域经济发展不均衡的总体态势是以较缓慢的速度逐步增加。具体的变化是，随着时间的推移区域经济不均衡呈周期性地上升、下降运动。就我国省市区经济发展不均衡在空间上的变化而言，一是在沿海-内陆和高城镇化-低城镇化方向上，分别在1990s中期和1980s中期以前，我国省市区经济不均衡主要表现为区域内部不均衡，但区域之间不均衡则不断增加，并逐步成为省市区经济不均衡主要部分；一是，在北方-南方方向上，我国省市区经济不均衡则是一直表现为区域内部不均衡，区域之间不均衡对省市区经济不均衡的贡献一直显得微不足道。     

数字经济发展对城市碳排放影响的空间效应

为探讨数字经济对城市碳排放影响的空间效应,基于2011—2017年286个城市面板数据综合测度数字经济发展水平,运用空间杜宾模型及空间DID模型分析数字经济发展对城市碳排放的影响。主要得到以下结论：① 数字经济发展存在明显的空间异质性,发展格局从“多点式”零星分布向“组团式”聚集形态转变,但各城市发展层级差距仍未改善,长三角成为重要的数字经济高水平集聚区。② 数字经济发展显著改善了城市碳排放,通过引入“智慧城市”这一外生政策冲击进行检验,发现结论具有稳健性,而且这种效应存在明显的空间异质性,东部地区数字经济发展对碳排放的负向影响作用较强,位于城市群内部的区域受数字经济的影响更大。③ 数字经济发展对碳排放的作用在不同经济圈层内有所差异,空间外溢具有边界效应,在1100km处外溢达到峰值。④ 数字产业发展、数字创新能力以及数字普惠金融是数字经济影响城市碳排放效应发挥的重要因素。