地貌过程研究回顾与展望

地貌学是现代地理科学的一个重要分支学科。本文对中国科学院地理科学与资源研究所建所以来在地貌研究领域的主要研究成果进行了综述,包括河流地貌、黄土高原与坡地地貌、青藏高原及南极地貌与第四纪、喀斯特与旅游地貌、地貌实验与模拟、地貌制图共六个方面,对地理资源所地貌研究团队目前的研究方向进行了介绍,并就提高地理资源所地貌研究在学科发展和服务国家建设中的作用提出了建议。     

降水-植被耦合关系及其对黄土高原侵蚀的影响

降水、植被与侵蚀过程三者之间关系的研究,是地表过程领域中重要的科学问题,迄今未能完全解决。通过对黄土高原地区大量实测资料的分析,揭示了森林覆盖率和降雨侵蚀力随年降水量的非线性变化。发现了森林覆盖率随年降水变化过程中的临界点,即当年降水小于450 mm时,森林覆盖率很小且基本上不随年降水而变化;当年降水大于450 mm以后,森林覆盖率随年降水的增大而急剧增大。同时还发现,降雨侵蚀力随年降水量的变化过程也存在着两个临界点。当年降水量小于300 mm时,降雨侵蚀力很小且基本上不随年降水而变化;当年降水量超过300 mm时,降雨侵蚀力随年降水量的增大而迅速增大;当年降水量大于530 mm以后,降雨侵蚀力随年降水量增大的速率进一步加大。从分析与上述各临界点相联系的植被抗蚀力和降雨侵蚀力的对比关系入手,解释了黄土高原地区侵蚀强度随年降水变化的非线性图形,即随年降水的增大,侵蚀强度先是增大并达到峰值,然后再减小。并讨论了上述各个临界点对于黄土高原侵蚀治理的应用意义。     

无定河水土保持措施减沙效益的临界现象及其意义

以1956-1969年作为“基准期”,基于该时期的资料建立了流域年产沙量与若干降水特征指标之间的多元回归方程,并运用该方程计算出了“措施期”(1970-1993年)在假定无措施的条件下的历年产沙量。由此得到该年的水土保持减沙效益百分比,并点绘了减沙百分比随时间变化的曲线。结果显示,水土保持效益随时间的变化是非线性的,在总体趋势上表现出3个阶段:①缓慢增大;②急剧增大;③保持不变甚至于减小。点绘了减沙效益与各年末的梯田、造林、种草和坝地累积保存面积的关系,也显示出非线性变化,可以用两条斜率不同的直线来拟合。两条直线之间的转折点反映了水土保持措施面积的临界值,两条直线分别代表水土保持增益高回报区和低回报区。该曲线可以为这一地区的水土保持规划决策提供参考。     

人类活动对公元1194年以来黄河河口延伸速率的影响

以近 50年来的观测资料和公元 1 1 94年以来苏北废黄河和现代黄河的历史文献资料为基础,在宏观时间尺度上 (1 0 2 ～ 1 0 3年 )研究了人类活动对黄河口延伸速率的影响。结果表明,废黄河口的延伸可以分为两个阶段,1 1 94～ 1 578年为第一阶段,河口延伸速率较慢 ;1 579～ 1 855年为第二阶段,河口延伸速率大大加快。 1 855年以来现代黄河河口延伸速率的变化曲线可以分为 3个阶段,分别用 3条斜率不同的直线来拟合。 3条直线之间的两个转折点可以代表人类活动的方式和强度发生改变的临界点。由此建立了人类活动影响下现代黄河三角洲河口延伸过程的三阶段模式。     

1958-2007年黄土高原沙尘暴和降雨的时空变化研究

风沙活动和降雨是引发干旱-湿润过渡区水土流失和一些环境问题的主要根源.本文基于气象站记录的沙尘暴和降雨量资料,利用ArcGIS 9.2软件,采用累积曲线和累积距平百分率等方法分析了黄土高原地区近50年(1958-2007年)沙尘暴日数和降雨量的时空变化.结果表明:(1)年内分布不均,沙尘暴主要发生在春季,占到全年的54％,降雨主要集中在汛期,占到全年的71％;(2)近50年年沙尘暴日数呈明显减少趋势,年降雨量表现出了一定程度的减少趋向,但远不及沙尘暴明显;(3)以年沙尘暴5d等值线和年降雨量350 mm等值线作为衡量线,发现随总量的减少,年沙尘暴日数≥5d和降雨量≥350 mm覆盖范围表现出不同程度的缩小,沙尘暴的缩小范围远大于降雨量的.     

边界条件对水库下游河床演变的影响——以汉江丹江口水库下游河道为例

通过野外考察和室内自然模型试验,本文探讨边界条件在水库下游再造床过程中的作用。从土壤物理力学性质与水流作用力的对比关系出发,建立了河床边界抗冲性的定量指标;采用多元回归分析的方法,建立了调整之后的河床形态与边界条件、水动力条件之间的经验方程;还运用判别分析的方法,得到了区分水库下游河床演变趋势的判别函数。     

无定河上游河道对沙漠化的阻截效应

干旱向湿润转变的过渡区受到风力与水力的交互作用,交互作用形成的风水复合地貌显著区别于单一风力或水力形成的地貌,探究风力与水力的交互作用有助于对干旱-湿润过渡区地貌过程的理解.基于野外考察、遥感影像解译和沉积物粒度分析等手段,分析了无定河上游河道对毛乌素沙地东进的阻截效应,结果表明:(1)无定河上游河道的西侧以流动、半流...     

三峡水库修建前长江宜昌-武汉段泥沙输移比及其影响因子

运用泥沙收支平衡(Sediment budget)的概念确定长江中游宜昌-武汉河段的泥沙输移比,并运用数理统计方法,研究了1955～1997年间河道泥沙输移比对水沙变化的响应.从总体上看,河道泥沙输移比有较显著的增大趋势.输移比的变化可分为4个阶段:1955～1962年为快速增大;1963～1975年亦为增大,但增速减慢;1976～1979年为迅速减小;1980～1997年为较快增大.在分析了若干水沙指标对河道泥沙输移比的影响的基础上,建立了宜昌-汉口河段泥沙输移比与宜昌站的来水量和来沙量以及3口分水比和分沙比、宜昌站洪峰流量之间的多元回归方程.1980～1997年间的方程表明,宜昌站来水量越多、3口分流比越小,宜昌一汉口河段泥沙输移比越大;宜昌站来沙量越少,3口分沙比越大,泥沙输移比越大;宜昌站洪水流量越大,泥沙输移比越小.     

长江流域侵蚀产沙尺度效应的区域分异

以长江流域水文站点的观测数据为依据,基于一定的分区原则,将整个长江流域分成了8个区域,对所有分区产沙模数的尺度效应进行了深入分析.研究表明,所有分区产沙模数的尺度效应可以概括为三类:产沙模数随流域面积的增大而减小,或先减小后基本保持不变的,主要包括长江中下游干流沿岸区域,岷江主体区域,洞庭湖流域和鄱阳湖流域;产沙模数随流域面积的增大基本保持不变的,包括嘉陵江主体区域和汉江流域;产沙模数随流域面积增大而增大,或先增大后基本保持不变的,包括长江上游干流沿岸的非泥石流区域和乌江流域.不同流域尺度效应的差异主要与流域土地利用方式有关.基于各分区校正方程,将所有站点进行了标准面积为100 km2,1 000 km2,10 000 km2的尺度校正,结果表明,当校正面积为100 km2,侵蚀最强烈的区域主要是岷江流域,其次是鄱阳湖和洞庭湖流域,校正面积为1 000 km2和10 000 km2,产沙模数图变化不显著,但明显区别于校正面积为100km2下的产沙模数图.侵蚀最强烈的区域主要是嘉陵江流域,其次是长江上游干流沿岸的部分区域和汉江流域的部分区域.不同校正面积下产沙模数图的变化,显示了不同流域侵蚀来源的差异.     

影响土壤侵蚀的社会经济因素研究进展

本文在总结了人为加速侵蚀研究的基础上,介绍了人口增长、政策导向、经济发展和土地利用变化4个方面社会经济因素对土壤侵蚀的影响,概述了国内外对影响土壤侵蚀的社会经济因素的研究方法。在以上综述的基础上提出了以后研究需要深入的3个方面:多学科交叉研究、社会经济学模型研究和区域差异化研究。