Comprehensive analysis of changes to catchment slope properties in the high-sediment region of the Loess Plateau, 1978-2010

To control soil erosion and restore the degraded environment in the Loess Plateau, a large number of measures related to soil and water conservation have been employed that have profoundly affected catchment properties. This study constructed three indicators to characterize changes to the catchment slope, proposed both a method for a regression analysis of adjacent images and a sequence model, and applied multisource remotely sensed images and GIS spatial clustering analysis technologies to extract thematic information and comprehensively analyze the catchment change characteristics. The results indicate that the catchment slope properties changed significantly. At catchment scale, the average values of ARC, DVC and ART were 6.43%, 25.57% and 4.30%, respectively. There were six clustering types of catchment slope property changes. The maximum and minimum of the average similarities of the clustering types were 0.992 and 0.935. Each slope control measures had a distinct effect on catchment slope; the dominating factor of each clustering type was identified as: Type 1: D-VC, Type 2: D-VCLU, Type 3: D-LUVC, Type 4: D-TAVC, Type 5: D-TAC and Type 6: D-MFC. Type 5 and Type 1 covered the largest areas, respectively occupying 37.28% and 31.01%. Catchment slope property changes also had distinct types that depended on their geomorphological conditions. These findings provide a useful basis from which to further study catchment slope hydrological and soil erosion processes.     

基于GRACE数据估计近年喜马拉雅冰川质量变化

基于CSR发布的GRACE时变重力场模型RL05数据,在频域上计算得到2002~2014年喜马拉雅山冰川质量变化。扣除GIA和水文模型影响后,喜马拉雅地区的冰川质量变化整体上呈现加速消融的趋势,消融速率约为-8.26±4.61 Gt/a,加速度约为-3.54±1.25 Gt/a2。     

铅垂断层向错引起的地表重力变化

利用直立长方体组合模型以及坐标旋转理论,对铅垂断层向错引起的重力变化进行数值模拟,分别计算深度为1、5、10 km的铅垂断层在单一方向上、两个方向上向错引起的地面重力变化。结果表明,当断层在单一方向产生向错时,以左端点为基点的W1、W2向错引起的地面重力变化场均呈现以断层为轴线的对称分布|以中点为基点的W3向错引起的地面重力变化场构成四象限反对称分布。当断层在两个方向上同时产生向错时,以左端点为基点的W1W2向错引起的地面重力变化场呈现以断层为轴线的对称分布,整体显示W2向错起主导作用|以中点为基点的W2W3向错引起的地面重力变化场呈现非对称分布,整体也显示出W2向错起主导作用,断层附近的扭错现象为W3向错的作用。随着断层深度的增加,断层向错引起的地面重力变化值递减,但影响范围逐渐扩大。     

Spatiotemporal characteristics of precipitation and extreme events on the Loess Plateau of China between 1957 and 2009

Spatiotemporal trends in precipitation may influence vegetation restoration, and extreme precipitation events profoundly affect soil erosion processes on the Loess Plateau. Daily data collected at 89 meteorological stations in the area between 1957 and 2009 were used to analyze the spatiotemporal trends of precipitation on the Loess Plateau and the return periods of different types of precipitation events classified in the study. Nonparametric methods were employed for temporal analysis, and the Kriging interpolation method was employed for spatial analysis. The results indicate a small decrease in precipitation over the Loess Plateau in last 53 years (although a Mann–Kendall test did not show this decrease to be significant), a southward shift in precipitation isohyets, a slightly delayed rainy season, and prolonged return periods, especially for rainstorm and heavy rainstorm events. Regional responses to global climate change have varied greatly. A slightly increasing trend in precipitation in annual and sub‐annual series, with no obvious shift of isohyets, and an evident decreasing trend in extreme precipitation events were detected in the northwest. In the southeast, correspondingly, a more seriously decreasing trend occurred, with clear shifts of isohyets and a slightly decreasing trend in extreme precipitation events. The result suggests that a negative trend in annual precipitation may have led to decreased soil erosion but an increase in sediment yield during several extreme events. These changes in the precipitation over the Loess Plateau should be noted, and countermeasures should be taken to reduce their adverse impacts on the sustainable development of the region. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

2013 年芦山7.0 级地震前后重力场变化特征

利用四川地区2010 ～ 2013 年流动重力观测数据作出的重力场动态变化图像和重力段差时序变化图像,对芦山7. 0 级地震前后的重力场动态演化特征进行了研究,结果表明:震前重力场经历了约3 年的重力增大和约1 年的减小变化,重力变化呈“上升→加速上升→减速上升→加速下降→减速下降”特征; 芦山地震发生在重力场变化由下降转为上升的回调过程中;震后重力场变化以较快的速度恢复到接近震前状况,并出现重力正值变化异常区域;临震前震中区域重力场变化数值较小,构造带活动速度变慢。     

RZB型深井宽频带地形变综合观测系统的垂向应变测量单元

目前钻孔应变观测一般为水平应变,使用无限岩石平板中的钻孔应力集中模型,可反演出水平应力场分布及变化.如果在此基础上加上垂向应力测量,就可反演出三维应力场分布.本文介绍的RZB型深井宽频带地形变综合观测系统的垂向应变测量单元,外钢筒为波纹管结构,并通过螺旋刻丝、热处理等技术,其垂向等效弹性模量比耦合水泥低一个数量级,同时垂向应变钢筒的水平向等效弹性模量高于垂向弹性模量一个数量级.垂向应变探头的力学结构可以被形象地看成是一个螺旋柱形弹簧,其轴向极易产生弹性形变,而水平向的硬度却得到了极大的加强,因此可在竖井中较为准确地测量轴向应变.     

1961-2010年西北干旱区极端降水指数的时空变化分析

结合绝对阈值和百分位法定义极端降水事件的优点,提出了一种更灵敏的检测极端降水事件的方法. 该方法不仅能检测出常用降水指数无法检测到的降水量稀少地区尤其干旱区的极端降水事件,同时也能过滤掉其检测到的降水量丰富地区的虚假极端降水事件. 此方法首次被应用于统计1961年1月至2010年2月西北干旱区72个气象站点的年和季节的极端降水指数（大降水和强降水指数）,并分析了极端降水指数的时间变化趋势及其空间分布特征. 结果表明：西北干旱区春（3-5月）、秋（9-11月）、冬（12月至次年2月）三季极端降水指数无显著（P>0.05）变化趋势,夏季（6-8月）大降水的频率和降水量以及大降水降水量占总降水量的比重都显著增加;新疆地区极端降水指数为增加趋势的区域基本都分布在海拔较高（约海拔1 000 m以上）的地区;西北干旱区东部极端降水指数变化趋势的空间分布有明显的季节差异,表现为夏、秋季大部分地区为增加趋势,冬、春季大部分地区为减小趋势.     

辽宁省环境效率及其时空分异

环境问题已经成为辽宁省经济发展的瓶颈。基于随机前沿分析SFA与非期望产出的数据包络SBM的研究方法,选取2005年到2011年为研究时间,对辽宁省14个地级市环境效率进行测算,并利用聚类分析、基尼系数与β趋同等研究方法对环境效率进行时空分析。在此基础上,利用Tobit模型建立多元回归,以分析辽宁省环境效率的影响因素。结果表明：大连、沈阳、鞍山的环境绝对效率水平较高,朝阳市绝对效率水平最低;大连、盘锦、沈阳处于生产有效单元,朝阳相对效率属强无效单元;在空间与时间的分析上大连、沈阳等是效率水平高的地区,朝阳为最低地区,空间呈“山脊状”分布;绝对效率值差距在不断缩小,相对效率差距在拉大后趋于稳定;回归结果显示产业结构与经济发展水平对环境经济效率及企业资本深化与生产技术水平起正向作用;财政支持与外商直接投资没有通过模型检验,未对环境效率起作用。     

中南半岛森林覆被变化研究进展

中南半岛森林覆被是热带地区极为重要的自然资源,对当地生态环境和社会经济发展都有重要影响。本文从遥感监测与制图、时空变化格局、影响因素和生态环境效应4 个方面,系统总结和评述了中南半岛森林覆被变化的研究进展,并对研究问题和发展方向进行了讨论。研究表明：①中南半岛森林覆被遥感监测数据源由光学遥感逐渐转向雷达遥感,监测方法向采用多分类器和多源信息转变,监测对象主要是天然森林覆被,人工林监测仍面临多重困难;②1980-2010 年期间,中南半岛不同地区森林覆被变化时空差异明显,其中,在1990 年前森林覆被面积为净增加,之后净减少;在空间上,泰国、老挝、缅甸和柬埔寨森林面积在1990 年后均持续减少,只有越南呈增长趋势;③中南半岛森林覆被变化的直接驱动因素主要为经济林扩张、刀耕火种农业、道路建设和商业采伐,间接驱动因素包括人口、社会经济和政策等因素,主要表现为森林数量变化、森林退化和森林再生/恢复等方面,其程度与干扰方式、强度、频率直接相关;④中南半岛森林覆被变化的生态环境效应主要体现在水分效应、大气环境效应、土壤效应和生物效应4方面。     

近50年青藏高原东部降雪的时空演变

选用1967-2012年青藏高原东部60个站点的观测资料,分析了该地区降雪的时空演变特征,并结合降水和气温的变化,探讨了降雪与积雪的关系,结果表明：青藏高原东部年降雪量在1.3~152.5 mm范围内变化,空间分布差异显著;秋季降雪表现出中间多、周边少的特征,冬季降雪表现出由东南向西北递减的特征,春季降雪最多且空间分布与年降雪基本一致;降雪可划分为青南高原区、藏北高原区、柴达木盆地区、青藏高原东南缘区、川西高原西北部区、青藏高原南缘区、青海东北部区及藏南谷地区;就青藏高原整体而言,除秋季外,整年、冬季和春季降雪均表现出“少—多—少”的年代际变化特征,其中冬季降雪在1986年发生了由少到多的突变,整年、冬季和春季降雪均在1997年发生了由多到少的突变;不同区域降雪的时间变化规律各具特点;降雪与积雪的关系十分密切,春季降雪受气温的影响最为显著,秋季次之,冬季最弱;20世纪末,春季降雪受气温升高的影响表现出与降水变化相反的由多到少的气候突变特征。