中国时空间行为研究进展

自时间地理学和活动分析法引入中国以来的近20年间,时空间行为研究已经成为中国城市地理学的重要领域。中国时空间行为研究关注城市空间重构的描述与解释,试图从行为角度解释中国城市社会转型,强调转型期中国城市空间与居民个体行为之间的互动关系,重视日常生活、生活质量、社会公正、低碳社会、智慧城市等热点问题,探索在城市交通、旅游和城市规划等领域中的实践应用。中国时空间行为研究已经形成了以解读城市转型为目标、以规划应用为导向的鲜明特点,为理解中国城市制度与空间转型背景下人类行为模式的复杂性和多样性提供了一个全新的视角。但是,中国时空间行为研究依然面临着理论发展滞后、实践应用需要突破等挑战。本文是对时空行为研究近年来发展的综述性文章,从数据采集与分析方法演进、实证研究与规划应用进展等方面回顾了近20年来中国城市时空间行为研究的最新进展,致力于推动不同学科领域之间的交流和时空间行为研究自身的发展。     

中国耕地和农村宅基地利用转型耦合分析

土地利用转型,即在社会经济变化和革新的驱动下,某一区域在一段时期内由一种土地利用形态转变为另一种土地利用形态的过程。在中国,耕地和农村宅基地乃土地利用转型的重要源头。本文综合利用2000 年和2008 年两期Landsat TM 影像解译土地利用数据及2000-2008 年国土资源部土地利用年度变更调查数据,分析了中国耕地和农村宅基地利用转型的时空耦合特征。研究表明：① 2000-2008 年期间,中国耕地面积与农村宅基地面积变化的相关系数为-0.921,呈现出明显的增减逆协同演进格局;② 耕地—宅基地变化相关系数与农村宅基地利用变化率的Spearman 等级相关分析结果表明,在耕地和农村宅基地利用的相互转化过程中,农村宅基地利用的变化起主导作用;③ 通过计算全国各省2000-2008 年间的耕地—宅基地变化耦合系数,发现期间耕地和农村宅基地利用变化耦合程度高的省份主要分布在胡焕庸线的东南部。社会经济—生物自然—土地管理三维驱动因素通过“农村人口—耕地—农村宅基地”三者之间的相互联系与相互作用驱动着耕地和农村宅基地利用的转型。然而,耕地和农村宅基地利用转型的时空耦合现象及其发生机制在很大程度上要归因于中国特殊的城乡二元结构社会体制。     

西准噶尔红山地区晚古生代赞岐岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

中亚造山带西部西准噶尔地区红山花岗岩体内部发育多期似岩墙状安山质暗色条带,LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和岩石化学与同位素分析表明,它们具有不同的形成年龄、相同的源区和相似的形成过程。其中,具有不规则状或环状形态的暗色条带,其锆石U-Pb年龄为319.1±2.9 Ma和313.3±2.4 Ma,远大于红山岩体花岗岩锆石结晶年龄(305～301Ma),可能是红山岩体侵位过程中所捕掳的围岩;具有线性展布特征的安山质暗色条带,其锆石U-Pb年龄为295±2Ma,形成于红山岩体侵位之后,构成伸展岩墙群。红山岩体中的安山质暗色条带和线状岩墙群具有相似的岩石化学组成,富SiO₂(56.48%～63.09%)、MgO(3.56%～6.31%),具有高的Mg#值(51.74～62.40)及Na₂O/K₂O值(1.34～3.43);球粒陨石标准化稀土元素(REE)配分模式呈明显的右倾型,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE)Rb、K、Ba、U、Sr,亏损高场强元素(HFSE)Th、Nb、Ce、P和重稀土元素,具较...     

北京延庆钠层上边界的平均特性研究

本文对北京延庆(116.0°E,40.5°N)钠荧光激光雷达2018年11月—2019年12月夜间的数据以1 h和1 km的时空分辨率进行了分析.获得了当地钠层上边界可达到的高度范围、其相应的季节变化、夜间演化等：延庆顶部钠层可达到110 km、120 km和130 km的概率分别为99.94%、84.46%和40.34%,由此得出,顶部钠层在大多数情况下可以达到120 km,突破了顶部钠层在105 km(或者110 km)的传统观点;上边界高度范围的季节变化规律为5—6月份最高,2—3月份最低;后半夜顶部钠层密度会有所增加.我们比较了偶发钠层、温度和流星注入与上边界高度范围的相关性,推测出偶发钠层对钠层上边界拓展有很大贡献,流星注入次之,温度影响最低.后半夜流星注入量增多跟此时顶部钠层密度增加有一定的相关性.对顶部钠层能够提高到120 km的这项研究,可以为拓展风温的探测高度提供理论依据.

     

基于程函方程与三维速度模型的中国东北地区地幔过渡带接收函数研究

本文利用中国东北地区NECESSArray记录到的45505条接收函数,结合该区域最新三维速度模型,采用快速行进法求解程函方程,计算了P-S转换波相对走时,并通过共转换点叠加成像方法获得了该地区下方地幔间断面起伏情况.结果显示,在长白山—五大连池连线一带东西约300 km,南北约900 km的狭长形区域内,660-km间断面下陷幅度达20~40 km.其结构可细分为南北两部分,南部更为狭窄且与日本海沟走向一致,对应于从日本海沟俯冲的太平洋板块在地幔过渡带的滞留区;北部对应于从千岛海沟俯冲的太平洋板块在地幔过渡带的滞留区.同时,在长白山西部,存在与长白山—五大连池下陷区形状类似的南北向狭长形抬升区,660-km间断面抬升幅度约为10 km,显示俯冲太平洋板块只延伸至松辽盆地东侧;而在盆地西侧,660-km间断面的下陷区可能与该地区岩石圈拆沉有关.同时,410-km间断面在松辽盆地—渤海一带,以及长白山火山西南和东北方向存在明显的下陷区;另外,在阿巴嘎及阿尔山也有小范围的下陷区.所有这些下陷区,均与地表新生代火山活动区/拉伸区有很好的对应关系,表明这些地表构造与深部热物质上涌有关.

     

南海东北部洋陆过渡区域地震折射波衰减特征

地震波衰减研究是了解岩石圈构造特征的有效方法.本文基于OBS2016-2测线的海底地震仪(OBS)数据, 首次对南海东北部洋陆过渡区域地震波衰减特征进行研究, 通过正演模拟获得该区域二维纵波衰减(Q_P)结构.结果表明, 下陆坡的上地壳存在一个宽约40 km, 厚度约为4~5 km的高衰减区, 其特征为低纵波和横波速度(V_P为5.5~6.3 km·s^-1和V_S为3.1~3.6 km·s^-1)以及较低的波速比(V_P/V_S为1.72~1.80), 对应较低的Q_P(280~410), 推测与断裂发育有关, 且受到火山活动的影响.洋陆过渡及洋壳区域的上地壳高衰减区具有低Q_P(300~400)和高V_P/V_S(1.90~1.96)特征, 可能对应较多的断裂发育及流体运移.洋陆过渡区域下地壳高速异常体表现为相对低的Q_P(550~600), 对应较高的V_P(7.0~7.8 km·s^-1)和V_S(3.5~3.8 km·s^-1)以及较高的V_P/V_S(1.85~1.96), 推测与蛇纹石化作用有关.蛇纹石化可能进一步增加岩石的孔隙度并导致更多的流体运移, 使得洋陆过渡及洋壳区域存在较高的地震波衰减.Q_P结构有助于我们分析南海大陆边缘的地震波衰减特征, 结合V_P、V_S以及V_P/V_S, 可以更好地了解该区域地质结构和岩石属性, 对进一步挖掘OBS数据信息有重要参考价值.

     

中国东北地区地幔转换带接收函数三维Kirchhoff偏移成像研究

中国东北地区地幔转换带结构对于研究新生代板内火山深部成因及板片俯冲作用具有重要意义.本文利用东北地区密集流动台阵记录提取到的约60, 000接收函数, 采用三维Kirchhoff偏移成像方法得到了研究区410-km和660-km界面埋深以及转换带厚度分布图像.成像结果显示: 长白山火山下方410-km和660-km界面均出现下沉, 且660-km下沉的幅度较410-km更大, 在25km以上, 认为与太平洋俯冲板片在转换带的停滞有关.长白山及龙岗火山以西过渡带厚度呈现小幅度减薄的特征, 暗示俯冲板片在660km深度附近可能发生撕裂.板片撕裂引起的热物质上涌和俯冲板片脱水共同为长白山火山提供了深部热源.五大连池火山下方观测到410-km界面抬升, 而660-km界面下沉的现象, 认为410-km界面的抬升可能与岩石圈拆沉有关, 拆沉引起的局部对流可能为五大连池火山提供热源, 而660-km界面的下沉可能反映存在残留的太平洋俯冲板片.

     

东北平原杜蒙钻孔的磁性地层学和磁化率对松嫩古湖演化的指示

湖相沉积是过去气候环境变化研究的重要地质记录.东北平原在早-中更新世时期曾发育一个巨型湖泊(松嫩古湖), 对这一古湖的演化历史和机制仍需多钻孔的进一步研究.本研究针对东北平原杜蒙(HL)钻孔沉积物开展了²⁶Al/¹⁰Be同位素年代学、古地磁年代学、磁化率地层学和岩石磁学研究, 结果表明: (1)令字组和林甸组湖相沉积的界线为约900 ka; (2)林甸组的磁化率明显高于令字组, 令字组的高矫顽力弱磁性矿物贡献相对较大; (3)林甸组磁化率的升高可能与湖平面降低、水动力增强、入湖的强磁性矿物增多或者氧化还原条件改变, 从而生成了强磁性铁的硫化物有关; (4)约900 ka前后, 松嫩古湖萎缩, 可能与中更新世气候转型期间大西洋深层翻转流(Atlantic meridional overturning circulation, 简称AMOC)减弱致使热带辐合带(Intertropical Convergence Zone, 简称ITCZ)南移, 以及海平面下降造成更多陆地暴露地表, 水汽输送距离增加, 进而共同导致东亚夏季风降水减少有关.

     

环境经济地理学的研究现状与挑战

环境经济地理学是经济地理学反思资源环境在学科内部边缘化的产物,旨在重建经济地理学理论与资源环境之间的联系。历经近20年的发展,环境经济地理学研究片段化、地位边缘化的问题无明显改观。为此,本文回溯了环境经济地理学的发展思路,归纳了以环境经济地理学名义开展的研究工作,探讨了环境经济地理学发展面临的挑战与应对。研究发现：① 环境经济地理学过去20年的发展思路是以经济地理学理论为基础,探讨适应资源环境变化的经济发展与空间布局模式,凝练了环境治理和绿色转型两个研究主题。② 面向环境治理,环境经济地理学应用全球价值链和全球生产网络理论,探讨企业和地方如何实现环境和经济效益的共同提升;同时,借助区位分析评估作为区位因子的环境规制如何影响经济布局,发现了诸多“经典假说”的反例。③ 面向绿色转型,环境经济地理学与演化经济地理学结合,应用区域多样化和路径创造理论,分析了区域绿色转型的条件和过程。④ 环境经济地理学的未来发展需要克服范式差异、加强问题导向、推动理论创新,挖掘中国丰富的环境经济地理问题所蕴含的机遇。     

季节冻土对土钉支护的影响

川藏交通廊道规划路线沿线滑坡锚固工程在全生命周期内将不可避免受到季节性冻土冻胀融缩的不利影响。为减缓此不利影响,本文提出基于多个挤压摩擦型屈服套的屈服装置、消能蓄能型碟簧系统,形成可双向调节预应力的锚索新结构。并对该锚索进行室内张拉试验、极限承载力试验及工作机理研究,成功研制吨位500 kN级、行程100 mm的双向调节预应力锚索。室内试验证实,单个挤压摩擦型屈服套起始屈服力为120~135 kN,平稳行程可达255 mm;屈服装置由4个挤压摩擦型屈服套及P锚组成,起始屈服力为420~450 kN,行程可达到100 mm以上;碟簧系统可实现耗能(冻胀时可抵消约60%的预应力增长)与蓄能(融缩时可抵消约40%的预应力损失)的目的。屈服行程完结后,双向调节预应力锚索极限承载力为1050kN,与传统锚索极限承载力相当。该新型锚索起始屈服力及行程具有较好的可拓展性,性能参数优于市场同类产品,可用于冻融环境及地震、大变形情形下的滑坡边坡加固,为川藏交通廊道沿线季节性冻土区滑坡、边坡防护提供了一种新的解决方案。