Shenandoah Watershed Study-Virginia Trout Stream Sensitivity Study (SWAS-VTSSS): Stream water quality and hydrologic monitoring data for mid-Appalachian headwater streams

The Shenandoah Watershed Study (established in 1979) and the Virginia Trout Stream Sensitivity Study (established in 1987) serve to increase understanding of hydrological and biogeochemical changes in western Virginia mountain streams that occur in response to acidic deposition and other ecosystem stressors. The SWAS-VTSSS program has evolved over its 40+ year history to consist of a temporally robust and spatially stratified monitoring framework. Currently stream water is sampled for water quality bi-hourly during high-flow events at three sites and weekly at four sites within Shenandoah National Park (SHEN), and quarterly at 72 sites and on an approximately decadal frequency at ~450 sites within the wider western Virginia Appalachian region. Stream water is evaluated for pH, acid neutralizing capacity (ANC), base cations (calcium, magnesium, sodium and potassium ion), acid anions (sulphate, nitrate and chloride), silica, ammonium, and conductivity with a subset of samples evaluated for monomeric aluminium and dissolved organic carbon. Hourly stream discharge (four sites) and in-situ measurements of conductivity, water and air temperature (three sites) are also measured within SHEN. Here we provide an overview and timeline of the SWAS-VTSSS stream water monitoring program, summarize the field and laboratory methods, describe the water chemistry and hydrologic data sets, and document major watershed disturbances that have occurred during the program history. Website links and instructions are provided to access the stream chemistry and time-series monitoring data in open-access federal databases. The purpose of this publication is to promote awareness of these unique, long-term data sets for wider use in catchment studies. The water chemistry and hydrologic data can be used to investigate a wide range of biogeochemical research questions and provide key inputs for models of these headwater stream ecosystems. SWAS-VTSSS is an ongoing program and quality assured data sets are uploaded to the databases annually.     

都市水源区村域社会−生态系统脆弱性空间分异的地理影响模式——以上海市青浦区为例

以上海市青浦区为例,采用数据包络模型、空间自相关模型、多元Logistic回归模型、地理探测器和层次聚类模型分析该区184个行政村社会?生态系统脆弱性的空间差异及地理影响机制。研究表明：① 基于熵权集结交叉的“投入?产出”效率模型对村域社会?生态系统脆弱性评价结果更具可信度和精确性,2018年行政村社会?生态系统脆弱性空间上呈由东向西逐渐降低的变化趋势,脆弱性均值为0.583;② 地理因素对经济发达村域社会?生态系统脆弱性空间分异仍旧具有重要影响。距上海市中心距离、距淀山湖距离、距青浦区中心距离和水域面积成为影响该区社会?生态系统脆弱性的4种主导地理因素,其地理影响力呈现系统结构空间差异和种类属性替代及程度转化;③ 依据地理因素影响力聚类分析将该区社会?生态系统脆弱性地理因素空间耦合模式分为10种,多地理因素耦合模式是主要决定类型,呈现中部多因素主导和两侧单因素主导并存的多元环状地域决定格局;针对不同类型提出调控区域社会?生态系统脆弱性的可行方式。     

面向高分卫星遥感共性产品真实性检验的无人机空港布局

针对高分卫星遥感共性产品真实性检验对无人机数据的需求,本文以已有野外台站为依托,开展无人机空港布局研究。首先,综合考虑影响卫星产品空间变异的因素,构建了地理背景覆盖率的物理模型;其次,基于地理背景覆盖率改进覆盖模型提出最大地理背景覆盖模型,并利用简单随机抽样中的样本容量确定方法确定合理的空港数量,分别利用本文提出的最大地理背景覆盖模型和已有最大面积覆盖模型进行空港布局的研究;最后,对两种模型下的空港布局结果进行对比,并利用MODIS EVI数据产品对布局结果进行验证。结果表明,在空港数有限的条件下（n = 60）,最大面积覆盖模型选择的空港,其服务范围内的地理背景覆盖率为26.66%,能代表70.37%的中国陆地区域,而最大地理背景覆盖模型选择的空港,其服务范围内的地理背景覆盖率为38.32%,能代表73.36%的中国陆地区域。最大地理背景覆盖模型比最大面积覆盖模型能获得更优的空港布局结果,可用于支撑中国区域面向高分卫星遥感共性产品真实性检验的无人机观测网络建设。     

蒙古国植被物候特征及其对地理要素的响应

蒙古高原是中国重要的北方生态屏障。在全球气候变化的背景下,研究蒙古国植被物候变化特征对于认识蒙古国草地生态系统对气候变化的响应和促进区域畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究利用非对称高斯拟合法对蒙古国2001—2019年MOD13Q1产品中的归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index,NDVI）数据拟合,得到较为平滑的NDVI时间序列数据;基于TIMESAT平台,采用动态阈值法分析获得蒙古国连续19a植被物候数据。研究分析了蒙古国植被物候的空间分布及年际变化趋势,发现蒙古国植被返青期（Start of growing season,SOS）主要集中在110~150d,总体呈微弱推迟趋势,植被枯黄期（End of growing season,EOS）主要集中在270~310d,总体呈提前趋势,从而导致蒙古国生长季长度（Length of growing season,LOS）呈缩短趋势,且缩短时间最长可达2d以上。采用偏相关分析方法分析了植被物候对地形、降水、地表温度等地理要素的响应,表明蒙古国植被物候具有明显的空间异质性和海拔依赖性,不同植被物候对降水、地表温度（Land Surface Temperature,LST）的响应不同,SOS与日间LST呈显著正相关,EOS与夜间LST呈显著正相关,而LOS与年均降水呈显著负相关关系。     

中国南北过渡带范围的地理表达及定量探测

气候变化下中国南北过渡带的动态变化及地域范围探测是识别农业生产敏感区、研究农业适应行为的基础。前人基于“自上而下”或“自下而上”的方法,采用不同的划界指标对中国南北过渡带的范围进行了探索,但对气候变化下南北过渡带范围的地理表达及其地域范围的定量探测较少涉及。采用1951—2018年2400多个国家气象站点气温和降水的逐日观测数据,以800 mm等降水量线、1月0℃均温、日均温≥10℃积温、日均温≥10℃日数和干燥度指数0.5为划界指标,运用ArcGIS栅格计算和均值-标准差对中国南北过渡带进行地理表达。结果表明,中国的南北分界是一条宽窄不一的过渡带,各划界指标的等值线在气候变化下变动明显,各气象要素的大致变动范围西南段较东北段更为稳定,日均温≥10℃积温和干燥度指数的变化幅度大于800 mm等降水量线和1月0℃均温。确定的中国南北过渡带的极端最北界自西向东依次穿过礼县、耀县、韩城、安泽、涉县、静海县;极端最南界自西向东依次穿过北川、宁强、西乡、房县、淅川、罗山、商城、定远、临安县。该范围内提取的637个县域中,位于南北过渡带气候变化稳定区的县域256个,位于气候变化敏感区的县域187个。研究可为中国南北过渡带农业生产适应气候变化提供科学依据。     

浪漫主义地理学：探索人性与大地互动中崇高卓越的景观

浪漫主义是一个历史深厚、定义多元、内涵丰富,且边界实践比较宽泛的词语,同时浪漫主义内涵也具有鲜明的统一性,通常与之关联的理念是独特性意识、深刻的情感内省,以及事物之间差异性意识。关于浪漫主义的讨论,在很多知识领域中均有体现。但在中国地理学界,人们很少将“浪漫”和“地理学”放在一起讨论,似乎放在一起存在用词矛盾。基于文本解析法,以段义孚先生《浪漫主义地理学》为中心进行学术考察,认为浪漫主义地理学是浪漫主义与地理学的辩证融合与实践,不仅是地理学思想中重要的新话语表征,也是一种难能可贵的地理学精神。地理学作为一门刻画人地关系和空间科学的学科,需要浪漫主义的介入。浪漫主义地理学对能量的敬仰和对道德的热忱,能激发人们上下求索,有利于人类空间实践的价值指引,是对人类精神的赞颂,并可使人们精神得到升华。在中国响应全球化和全球本土化的空间生产中,当代地理学的理论和实践,不应只局限于看似“家政学”的知识范畴内,而应在两极化的价值转化和超越中,探索人性与大地互动中崇高卓越的景观,努力关注浪漫主义地理学倡导的价值追求,让孜孜不断的“探求”精神和美好的“可能性”成为地理学崇尚的道德理念和实践方向。     

Geographical Variation and Influencing Factors of Spartina alterniflora Expansion Rate in Coastal China

Biological invasion poses a huge threat to ecological security.Spartina alterniflora was introduced into China in 1979,and its arrival corresponded with negative effects on native ecosystems.To explore geographical variation of its expansion rate in coastal China,we selected 43 S.alterniflora sites from Tianjin Coastal New Area to Beihai.The area expansion rate,expansion rate paralleling and vertical to the shoreline were analysed based on Landsat images and field survey in 2015.Simple Ocean Data Assimilation(SODA)and climate data were collected to statistically analyse the influential factors of expansion rate.Results showed that significant difference of S.alterniflora area expansion rate among different latitude zones(P<0.01),increasing from 6.08%at southern(21°N–23°N)to 19.87% in Bohai Bay(37°N–39°N)along latitude gradient.There was a significant difference in expansion rate vertical to shoreline in different latitude zones(P<0.01)with the largest occurring in Bohai Bay(256m/yr,37°N–39°N),and showed an decreasing tendency gradually from north to south.No significant difference and latitudinal clines in expansion rate paralleling to shoreline were observed.Expansion rate had significant negative correlation with mean seawater temperature,the lowest seawater temperature,current zonal velocity and meridional velocity and presented a reducing trend as these biotic factors increased;however,they were not significantly correlated with the highest seawater temperature and mean seawater salinity.We identified significant correlations between expansion rate and annual mean temperature,the lowest temperature in January and annual precipitation,but there was little correlation with annual diurnal difference in temperature and the highest temperature in July.The rapid expansion rate in high-latitude China demonstrated a higher risk of potential invasion in the north;dynamic monitoring and control management should be established as soon as possible.     

人类活动对济南某小区周边水文地质条件的影响分析

近20年来,随着经济的增长及人口压力的加剧,城市建筑越来越高,基坑开挖越来越深,大量的桩基施工不可避免地对地下水的补给、径流、排泄条件产生影响,而水文地质条件的改变又反过来影响制约人类的活动,甚至引发地质灾害。该文以济南某小区为例,通过水文地质调查、野外钻探、综合分析等手段,研究分析近年来该小区周边地下水位上升的原因及水文地质条件的变化特征。结果表明,由于人类活动的影响,该小区周边水文地质条件发生了较大变化,小区周围由原来的径流排泄区慢慢转变为一小型的"蓄水区",由此造成小区周边地下水位大幅上升,并对构筑物产生了不利影响。研究结果对该小区结构的后期处理、周边地块开发及类似工程水文地质问题具有一定的指导意义。     

一种基于元规则的地理国情普查元数据时间顺序自动检查方法

元数据作为地理国情普查的重要组成部分,其数据质量决定整个作业流程的可靠性,而元数据的时间顺序检查一直没有自动高效的方法。根据第一次全国地理国情普查对元数据的具体要求,本文提出一种高效准确的检查方法,并得到实践检验,可为地理国情普查质检工作提供技术参考。     

基于ARMA模型的基坑沉降监测预测研究

应用ARMA模型对地铁车站基坑监测数据进行预测分析。在参考利用已有的ARMA模型算法进行预报分析的基础上,联合最小二乘原理对模型算法进行改进,结合基坑工程算例,验证了新模型算法的可行性、有效性及稳定性。说明改进之后的新模型算法较老模型算法提高了预测精度且提升了运算效率。