Mapping of moraine dammed glacial lakes and assessment of their areal changes in the central and eastern Himalayas using satellite data

The relatively rapid recession of glaciers in the Himalayas and formation of moraine dammed glacial lakes(MDGLs) in the recent past have increased the risk of glacier lake outburst floods(GLOF) in the countries of Nepal and Bhutan and in the mountainous territory of Sikkim in India. As a product of climate change and global warming, such a risk has not only raised the level of threats to the habitation and infrastructure of the region, but has also contributed to the worsening of the balance of the unique ecosystem that exists in this domain that sustains several of the highest mountain peaks of the world. This study attempts to present an up to date mapping of the MDGLs in the central and eastern Himalayan regions using remote sensing data, with an objective to analyse their surface area variations with time from 1990 through 2015, disaggregated over six episodes. The study also includes the evaluation for susceptibility of MDGLs to GLOF with the least criteria decision analysis(LCDA). Forty two major MDGLs, each having a lake surface area greater than 0.2 km2, that were identified in the Himalayan ranges of Nepal, Bhutan, and Sikkim, have been categorized according to their surface area expansion rates in space and time. The lakes have been identified as located within the elevation range of 3800 m and6800 m above mean sea level(a msl). With a total surface area of 37.9 km2, these MDGLs as a whole were observed to have expanded by an astonishing 43.6% in area over the 25 year period of this study. A factor is introduced to numerically sort the lakes in terms of their relative yearly expansion rates, based on their interpretation of their surface area extents from satellite imageries. Verification of predicted GLOF events in the past using this factor with the limited field data as reported in literature indicates that the present analysis may be considered a sufficiently reliable and rapid technique for assessing the potential bursting susceptibility of the MDGLs. The analysis also indicates that, as of now, there are eight MDGLs in the region which appear to be in highly vulnerable states and have high chances in causing potential GLOF events anytime in the recent future.     

济源地区中-下三叠统碎屑锆石年代学特征及其物源分析

沉积物源组成及其演化是研究沉积盆地及盆山系统演化的关键。对济源地区中-下三叠统3个组进行了碎屑锆石U-Pb同位素分析,结果显示,下三叠统刘家沟组碎屑锆石具有6个年龄峰值:270,329,385,450,1885,2511Ma,其中晚古生代碎屑锆石应来自内蒙古隆起,早古生代碎屑锆石来自秦岭造山带,而新太古代-古元古代碎屑锆石则来自华北克拉通基底。下三叠统和尚沟组碎屑锆石年龄主峰值为420Ma,次峰值为745Ma和952Ma,均来自秦岭造山带。中三叠统二马营组碎屑锆石年龄主峰值为254Ma,可能来自华北板块南缘再旋回的沉积物,次峰值为1690Ma和2524Ma,应来自华北克拉通基底,其中1690Ma的碎屑锆石对应了华北板块南缘广泛出露的熊耳群。新元古界碎屑锆石由刘家沟组至和尚沟组增多,说明秦岭造山带基底逐渐剥露,是造山作用增强的体现。中三叠世末,秦岭造山带进入全面碰撞造山阶段,从地质演化过程来看,秦岭造山带在中三叠世也应处于持续隆升状态,然而二马营组中却没有来自秦岭造山带的碎屑锆石记录,而是以华北板块南缘盖层和基底为主,推测秦岭造山带的造山作用影响到了华北板块南缘,使华北板块南缘不断抬升,阻挡了秦岭造山带为济源地区提供沉积物。     

中国耕地土壤相对湿度时空分异

以全国653个农业气象站1993-2013年耕地的土壤相对湿度数据为基础,运用地统计方法,分析中国耕地土壤相对湿度时空分异特征与规律。结果表明:自1993年以来全国耕地的土壤相对湿度呈现波动上升趋势。全国耕地的土壤相对湿度普遍大于60%,分布区域自4月中旬开始随夏季风推移不断向北向西扩大,自10月下旬开始向东、南方向缩小。耕地土壤相对湿度值随土壤深度的增加而增加。年际尺度上,耕地的土壤相对湿度在夏秋季上升速度最快,变化幅度随土层深度增加而变小。土壤相对湿度与降水量存在较强的正相关关系,与潜在蒸发量、气温普遍存在较强的负相关关系。土壤相对湿度与各气象要素的相关性随深度加深而减弱。春、夏、秋季气象因素对旱地土壤相对湿度影响较大,冬季气象因素对水田影响更大。     

300 BC-1900 AD无定河流域城镇时空格局演变

通过分析和整理从战国中晚期（约300 BC）至清末（约1900 AD）无定河流域历代县级及以上城址的位置、兴废年代数据,结合行政区划沿革、经济社会发展、政权更迭等资料,分析流域城镇格局的时空演变过程。研究表明：① 受气候周期性波动影响,无定河流域城镇的兴起与衰废具有明显的周期性特征,城镇几何中心的移动轨迹具有明显的“西北—东南”向潮汐性运动特征;② 城址存续年限普遍较短,具有明显的阶段性特征,流域内曾存在过4个阶段性中心城镇,中心城镇移动的方向和过程与城镇几何中心的潮汐性移动过程趋势一致;③ 流域城镇空间格局可分为3种类型,即秦汉与隋唐时期的沿河流谷地分布,宋、明两代的沿边境线与长城分布,以及元、清两代集中于流域下游分布。流域城镇未来的发展布局应重视气候变化对城镇分布的长期影响,关注区域环境的脆弱性,合理安排城镇体系发展规模与布局。     

环莫干山民宿的时空分布特征与成因

民宿是中国乡村振兴和旅游转型升级过程中涌现出的新兴业态和空间利用方式,但学术关注滞后。环莫干山地区是目前中国最典型的民宿发展集聚区之一。本研究通过官方统计资料和实地调研获取环莫干山民宿空间发展数据,构建了ArcGIS和地理探测器结合的民宿空间过程分析方法,基于目的地的微观尺度系统地探讨环莫干山民宿时空分布特征和成因。研究发现：① 2011—2017年环莫干山民宿呈现出逐年增长的态势,空间分布范围不断扩大,空间发展方向出现较大变化,逐渐趋向镇域均衡性发展。目前已经在莫干山风景区毗邻村域形成以“后坞-仙潭-燎原-劳岭-兰树坑”为中心的环莫干山面状核心集聚区和边缘村域多点集聚的民宿空间发展结构。不同档次民宿的时空发展趋势具有一定差异。② 环莫干山民宿的空间过程由集聚到强烈集聚,不同档次民宿的集聚程度均呈现出快速提升的趋势。空间发展过程中早期民宿集聚点扩散效应显著。空间集聚过程与地形地势、核心风景区、交通干线和居民点密切相关。③ 风景景观、发展基础、社会因素和区位因素是环莫干山民宿景观格局异质性的重要决定因素维度,但不同等级民宿的空间决定因素维度和指标差异性显著,两因素维度交互作用对于民宿的空间影响力更为显著。研究对于丰富接待业空间选址的类型研究,总结中国典型民宿集聚区空间发展模式具有重要理论意义,同时对于民宿产业选址和民宿集聚区规划实践具有一定现实意义。     

山区农村土地利用转型与小农经济变迁耦合机理

通过山区土地利用转型与小农经济变迁的耦合关系分析,可以揭示山区人地关系的变化过程和机理。随着工业化、城镇化的快速推进,山区农村人地关系发生深刻变化,小农经济变迁驱动土地利用转型,土地利用转型进一步促进小农经济变迁。在阐述土地利用转型及小农经济变迁内涵和特征基础上,结合实证探讨二者间的耦合机理,以期为乡村振兴战略的实施提供理论支撑和现实参考。研究表明：① 山区农村土地利用转型与小农经济变迁相互影响,耦合演进。② 山区农村土地利用转型重点体现在农村宅基地、耕地及林地三类用地上。③ 中国小农经济已发生四次变迁,而山区小农经济变迁在第四次中表现较为明显,其阶段特征主要为农村人口向城镇迁移,土地流转频繁,土地规模经营趋势增强。④ 山区小农经济变迁引发耕地空间形态及功能转型,山区耕地转型进一步促进小农经济变迁。⑤ 山区小农经济变迁及农户生计策略非农化转变促使农户对宅基地结构及功能的需求发生变化;闲置废弃宅基地综合整治可显化农村土地资产价值,增加农民土地财产性收入,促进小农经济变迁。⑥ 通过云南省砚山县耕地利用转型案例剖析,验证了本文提出的山区农村土地利用转型与小农经济变迁的耦合机理。     

1980—2015年风蚀影响下中国北方土壤有机质与养分流失时空特征

中国北方干旱/半干旱区是全球主要的沙尘源区之一,风蚀造成的沙尘排放可导致大量的土壤有机质（SOM）与养分流失,并通过传输与沉降过程对其进行空间再分配,对空气质量、气候变化、植被生长及生物地球化学过程等具有重要影响。本文利用WRF/Chem（Weather Research Forecasting with Chemistry）v3.7.1大气化学传输模型,对1980—2015年间中国北方沙尘排放及其引起的SOM、全氮（TN）与全磷（TP）的时空变化过程进行了精细化模拟,探究了中国北方风蚀引起的SOM、TN与TP养分流失的时空变化特征。结果表明：① 1980—2015年来平均每年约有66.59 Tg的沙尘颗粒排放至大气;② 沙尘排放具有较大的时空差异,沙尘排放源区主要集中在新疆东部、内蒙古西部的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠等地区;③ 每年因沙尘排放引起的SOM、TN和TP流失量分别约为0.07 Tg、0.004 Tg和0.005 Tg;④ 1980—2015年间中国北方沙尘排放及其引起的SOM、TN与TP的流失量具有较强的年际波动,未呈现显著的趋势性变化特征。本研究对于认知风蚀在碳循环与养分循环过程中的作用,以及对深入了解中国北方的土地退化机理具有重要意义。     

干旱半干旱区水资源承载力评价及空间规划指引——以宁夏西海固地区为例

以宁夏西海固地区为例,在区域尺度水资源超载状态分析基础上,构建了栅格尺度水资源承载力评价指标体系和计算方法,阐释了水资源承载力空间格局、特征及其与人口经济要素的空间关系,并提出空间规划与发展路径指引。干旱半干旱区栅格尺度的水资源承载力评估指标体系包括5项一级指标和12项二级指标,案例实证研究与校验表明：指标体系与评估模型具有可操作性,可为空间规划与管制提供更有效的决策支撑;西海固地区栅格尺度的水资源承载力划分为强、较强、中等、较弱以及弱5个等级,强和较强等级区主要位于清水河河谷平原,是黄河扬水灌区与地下水资源富集区的叠加区域,较弱和弱等级区集中分布于黄土丘陵区、六盘山及其余脉山地区。在水资源承载力空间差异分析的基础上,因地制宜地制定空间开发指引,建立“节流为主、开源为辅”的水资源保障体系,有助于构建与区域水资源条件相适应的人口产业布局模式。     

1990～2010年中国人口收缩区分布的时空格局演变——基于不同测度指标的分析

在人口收缩内涵界定的基础上,采用总人口和劳动力等直接指标结合出生率、老龄化率等间接指标进行综合测度,在地级尺度和县市尺度上分析了1990~2010年中国人口收缩区的数量变化、空间分布及演化特征（由于获取限制,未包含港澳台地区数据）,并对比了不同测度指标和方法之间的差异。主要的研究发现如下：①人口收缩区在数量上有明显的增长,收缩程度呈现出明显加剧趋势;②人口收缩区在中部和西部偏东地区快速扩张,川黔渝地区、长江中游地区、东北地区最为严重;③单一指标在识别人口绝对收缩方面效果较好,而且总人口指标往往比劳动力指标更早的反映一个区域的人口状况;④综合指标测度的方法能够更加全面的判断一个区域的人口发展状况,进而识别出人口处于相对收缩状态的区域;⑤人口收缩在县市尺度上比在地级尺度上表现更为明显,但两者的差异呈缩小趋势。基于以上研究发现,建议政府更加重视区域人口收缩问题及其对社会经济发展的影响。     

Examining the Relationship Between Spatial Configurations of Urban Impervious Surfaces and Land Surface Temperature

The urban heat island(UHI) effect has significant effects on the quality of life and public health. Numerous studies have addressed the relationship between UHI and the increase in urban impervious surface area(ISA), but few of them have considered the impact of the spatial configuration of ISA on UHI. Land surface temperature(LST) may be affected not only by urban land cover, but also by neighboring land cover. The aim of this research was to investigate the effects of the abundance and spatial association of ISAs on LST. Taking Harbin City, China as an example, the impact of ISA spatial association on LST measurements was examined. The abundance of ISAs and the LST measurements were derived from Landsat Thematic Mapper(TM) imagery of 2000 and 2010, and the spatial association patterns of ISAs were calculated using the local Moran’s I index. The impacts of ISA abundance and spatial association on LST were examined using correlation analysis. The results suggested that LST has significant positive associations with both ISA abundance and the Moran’s I index of ISAs, indicating that both the abundance and spatial clustering of ISAs contribute to elevated values of LST. It was also found that LST is positively associated with clustering of high-ISA-percentage areas(i.e.,>50%) and negatively associated with clustering of low-ISA-percentage areas(i.e.,<25%). The results suggest that, in addition to the abundance of ISAs,their spatial association has a significant effect on UHIs.