随机森林方法支持的复杂地形区土地利用/土地覆被分类研究

随机森林方法目前已经成为遥感分类机器学习中一种有效方法,探索基于中等分辨率的Landsat卫星数据与随机森林方法相结合对复杂地形区长时间序列数据的获取及土地利用/土地覆被变化及模拟研究是非常有意义的。本文基于Landsat8OLI卫星多光谱数据,采用随机森林分类方法对青海省湟水流域复杂地形区土地利用类型进行了分类研究。针对复杂地形区域的情况,将研究区进行地理分区,根据每个分区的特点,选择相应的地形特征参数,并通过提取Landsat 8数据的光谱信息与纹理信息构建最优特征集,探索随机森林方法在复杂地形区土地利用分类的适用性。结果表明：使用Landsat8OLI数据进行随机森林分类,能较好地得到湟水流域复杂地形区域的土地利用类型结果;光谱、地形及纹理信息的结合在不同分区的表现结果不同。在脑山区光谱与地形信息结合能使随机森林分类效果最佳,总体精度达到91.33%,Kappa系数为0.886;而在浅山区与川水区综合考虑光谱、地形、纹理信息进行随机森林分类效果最佳,浅山区与川水区总体精度分别达到92.09%和87.85%,Kappa系数分别为0.902和0.859;利用随机森林算法进行优化选择纹理特征组合可以在保证分类精度的同时能够快速地提取土地利用类型信息,为复杂地形区土地利用类型的区分提供了实际可行的方法。     

流域系统综合模拟与情景分析——自然地理综合研究的新范式?

在全球环境变化和经济快速发展的背景下,经济发展与资源环境保护之间的矛盾日益激化,为解决或减弱这一矛盾,管理者需要新的知识体系和科学的决策工具。自然地理综合研究以自然地理要素空间变化及交互过程为主要研究内容,肩负着提供管理者所需新知识体系和科学决策工具的责任。流域作为空间上相对封闭的自然地理单元,其相对独立性为管理者的决策提供了天然的空间单元。流域内各地理要素的空间分布及其过程的交互机理自然成为管理者解决日益激化的矛盾所需的新知识体系,而流域系统综合模拟恰恰为建立这样的知识体系提供了极为有效的研究方式;在管理者评价各种决策的成效时,必须知道各种决策所产生的经济和环境效益,基于流域系统综合模拟的情景分析为管理者提供了所需要的科学决策工具。因此,从解决经济发展与资源环境保护之间矛盾的角度出发,流域系统综合模拟与情景分析应该成为新时代背景下自然地理学综合研究的新范式。文章结合2个小流域情景分析的研究案例,探讨了以流域系统综合模拟与情景分析为核心的现代自然地理综合研究需要解决的科学挑战,即流域系统综合模拟的系统化、空间化、定量化、易用化和决策化。     

流域交通运输地理研究进展与展望

流域交通运输地理在区域交通运输地理的理论框架下,以流域或流域的部分区域为研究区开展交通运输组织及其发展规律研究。论文从交通网络、运输联系及区域效应3个方面梳理了流域交通运输地理的研究进展。 ① 交通网络相关研究围绕综合交通发展水平与格局、网络连接特征与可达性、港口体系的空间结构与供应链等展开,多式联运正成为流域交通运输地理研究的新热点;② 运输联系主要研究客货运输联系规律和交通流,流域物流地理的研究重点正从物流产业布局与企业选址向物流网络与空间组织、物流供应链转移;③ 区域效应偏重于经济增长效应,资源环境生态效应研究较为薄弱。基于流域交通运输地理研究的侧重点,结合当前研究进展与流域发展需求,流域交通运输地理学未来应重视流域港口体系与水运发展,关注综合交通网络构建与运输组织以及多式联运,探究不同层级流域交通运输间的关联性,同时应加强流域交通运输的资源环境与生态效应研究。     

气候变化下山美水库流域未来径流量变化

山美水库流域作为泉州市主要的供水源地,其水资源量的变化将对泉州市的社会经济发展产生重要影响。利用第五次耦合模式比较计划(CMIP5)中5个全球气候模式(GFDL-ESM2M、HadGEM2-ES、IPSL-CM5A-LR、MIROC-SEM-CHEM、NoerESM1-M)在典型浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0)下气候预估结果,结合HSPF水文模型,开展了2020—2039年山美水库流域未来径流量变化研究。结果表明:(1)预估的年平均降水量较基准期(1991—2010年)增加4.30%,平均日最高温度和日最低温度分别增加2.34℃和2.09℃。(2)从月径流量来看,1—5月份径流显著的增加,6—8月份呈显著的下降趋势,此外夏季径流量的变化幅度大于其他季节。(3)未来灾害发生率达到53.13%,洪涝发生的概率大于干旱。(4)未来降水和气温以及径流预测中由GCMs引起的不确定性要大于RCPs。     

云南小江流域土地荒漠化及其防治对策

云南小江流域是我国南方土地荒漠化的典型地区,是第四纪地质环境人工再造作用的结果。主要表现为土壤退化,土地沙石化,石质化和劣地化,面积达７０００ｈｍ＾２,造成土壤肥力下降,土地资源,生物资源遭到破坏,制约社会经济发展。     

克里雅河流域生态环境变化与水资源合理利用

水是极端干旱区重要的环境资源。由于自然因素的影响,克里雅河历史时期的沙漠化过程表现为水文网系缩短,天然绿洲沦为沙漠;现代环境变化主要由人类经济活动引起,一方面于田绿洲面积扩大,生产发展。另一方面人类不得当的干涉,造成了环境的不利变化,特别是对下游天然绿洲。以流域为单元的国土整治,合理开发利用水资源是确保生态环境稳定的基础。大河沿天然绿洲在探索干旱区环境变化和植物演替中,有特殊意义的自然景观地域,拟建为自然保护区,每年确保1.0-1.5亿m³水量是必需的和可行的。于田绿洲发展与保护区建立是相辅相成的,共寓于统一的流域生态系统之中,搞好土地生态规划,建立合理的农林牧生态结构和布局,搞好流域土地生态系统功能管理,以期取得良好经济效益和生态效益。     

生态治理下石羊河流域农户生计转型路径、效应及机理

农户生计研究为微观尺度管窥西北干旱地区复杂人地关系提供了新视角。基于社会-生态系统理论和可持续生计分析框架,选取石羊河流域样带为实地调查对象,运用双重差分模型、生态足迹和多项Logistic回归模型等方法,刻画生态治理下农户生计转型路径,评估转型结果（社会-生态效应）,探究转型机理。研究结论显示：(1)石羊河流域农户生计转型存在2条路径：Ⅰ型生计转型路径和Ⅱ型生计转型路径,前者主要是由传统农业主导型生计发散向传统非农型、新型农业型和非农主导型生计,后者主要是从传统非农型生计转向非农主导型生计;(2)生计转型增加了农户经济收入,降低了生态足迹,却促使流域社会结构趋于不稳定;(3)地理区位、自然资本、金融资本、物质资本和认知能力是影响农户Ⅰ型生计转型的主要因素,人力资本、自然资本、金融资本和认知能力是影响农户Ⅱ型生计转型的主要因素;(4)地理环境和政策变迁是农户生计转型的前提与起因,并从宏观尺度影响生计转型过程,而理性选择则成为农户生计转型的微观动因。生计转型结果（社会-生态效应）为政策制定者和农户提供反馈,并影响农户后续生计选择和区域发展的管理决策。     

流域管理基本法则研究——以长江流域系统管理为例

流域是自然形成的水动力系统,流域管理是以水资源为中心的科学管理管理"是用法律、规范、条例、办法等来实现的,而流域是复杂的系统,具有整体性、动态性、耗散性, 同时它是人类赖以生存的资源环境.因此流域管理就应该顺应河流流水的动态变化.长江流域的管理是一项系统工程,应坚持以综合管理为根本、以科学预测为基础、以降低熵值为目标、以环境安全为核心.即在坚持整体综合全面统筹的前提下,其治理和开发必须以科学预测为基础,尤其是洪涝灾害的治理应该有中长期的灾害预测作为启动治理工程的根据;同时管理的目标是降低系统熵值以加大系统稳定性和有序性;还有长江流域管理的核心任务是流域环境安全,以保证流域经济、社会和生态的可持续发展.     

亚热带地区典型水库流域氮、磷湿沉降及入湖贡献率估算

为了探究汤浦水库流域氮、磷湿沉降对水库水体营养的贡献率,本研究对2014 2015年的汤浦水库流域4个采样点的雨水及3条溪流进行样品收集,测定其中磷和不同形态氮的质量浓度,分析汤浦水库流域大气湿沉降中氮、磷营养盐的分布特征,并估算氮、磷营养盐湿沉降对汤浦水库入库负荷的贡献率.结果表明:湿沉降中总氮(TN)平均浓度为1.02±0.58 mg/L,氨氮、硝态氮和有机氮浓度占TN浓度的比例分别为60.65%、34.07%和5.28%;总磷(TP)平均浓度为0.033±0.028 mg/L.4个采样点湿沉降中氮、磷浓度均表现为冬春季(少雨季)高、夏秋季(多雨季)低.空间上,王化点位的各形态氮和总磷浓度显著高于其他3个采样点.TN和TP年均湿沉降通量约为18.15和0.62 kg/(hm~2·a),年均沉降总量为834.94和28.39 t;库区TN和TP水面湿沉降量为24.14和0.82 t,直接贡献率占河流输入的1.77%和3.07%.湿沉降来源的氮、磷营养盐随河流输入的间接贡献率为8.3%和4.6%.综上所述,氮、磷湿沉降是水库外源营养的重要输入部分,深入掌握其时空分布特征及入库贡献率是进一步加强流域管理和减轻水库外源营养输入的重要前提.     

建设流域生态文明 共享水绿美丽中国

建设生态文明,关系人民福祉,关乎民族未来。大力推进生态文明建设、努力建设美丽中国,已经成为中国人民心向往之的奋斗目标。流域是人类生产生活的重要依托,也是人类文化和文明的最初产生地,流域生态文明建设是生态文明系统建设的重要内容,关系到生态文明建设大局。