黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构及多样性的年间变化

为了解黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼的群落结构动态,分别于2014年、2015年、2017年和2018年的6月利用大型浮游生物网对黄河口及邻近海域进行4个航次的表层水平拖网调查.根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,运用生物多样性指数、聚类分析和皮尔逊相关性矩阵分析等方法对该海域鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行了...     

全球超大城市空间扩张及分形特征研究

超大城市是全球经济、文化以及高科技产业发展的承载体和重要纽带,其形态结构特征和人口聚集效应是城市化影响的典型表现,然而当前对于全球超大城市形态特征及扩张模式的研究相对不足。基于2000—2020年全球城市土地利用/覆盖变化数据（GULUC-30）,利用城市扩张强度差异指数分析了超大城市用地的时空变化规律;而后运用面积—半径标度分析模型研究了超大城市的分形特征及扩张模式,最后基于城市用地面积和城市人口之间的线性关系评价城市用地效率。结果发现：① 2000—2020年东南亚和东亚的中国超大城市用地扩张最剧烈,城市用地面积分别扩张了3148.32 km²和5996.26 km²,城市扩张强度差异指数平均值大于3;② 2000—2020年超大城市的形态特征和扩张模式向着更加集约和紧凑的方向发展,径向维数平均值由1.54增加至1.56,分维差呈逐年减少趋势,城市内部结构一体化特征显著;③ 北美和欧洲的超大城市用地效率低,2020年城市用地面积与城市人口比值系数范围为0.89~4.11;南亚和非洲城市用地效率高,比值范围为0.23~0.87。超大城市空间扩张格局和形态变化的认识对于城市用地的集约利用和可持续发展具有重要参考价值。严格控制超大城市扩张规模,促进城市用地的均衡发展是建设韧性城市和实现城市地区可持续发展的必要条件。     

许氏创孔海百合Traumatocrinus hsui的形态定量分析和个体发育过程

Traumatocrinus hsu Mu, 1949是关岭生物群的重要组成成员,以数量众多、保存精美、营假浮游生活闻名于世。笔者等通过对5件群体保存标本中的127个大小不同个体的系统描述和形态定量分析,认为T. hsui萼部与整个冠部存在异速生长的特征,个体发育过程中腕的级数和数目逐渐增加;T. hsui的个体发育可分为3个时期6个阶段,即幼年期（Ⅰ、Ⅱ）、少年期（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）、成年期;幼年期：个体较小,冠高小于26 mm,腕分枝至4级;少年期：个体中等,冠高26～130 mm,腕分枝至7级;成年期：个体较大,冠高大于130 mm,腕分枝至8级。前人在关岭生物群中研究命名的Traumatocrinus hsui enormis Mu, 1949,Traumatocrinus kueichouensis Mu, 1949,Traumatocrinus uniformis Mu, 1949,Traumatocrinus sp. Mu, 1949,Traumatocrinus guanlingensis Yu et al., 2000和Traumatocrinus xinpuensis Wang et al., 2002等均为T. hsui的同种异名,其命名标本为个体发育的不同阶段或局部特征。     

1990—2020年中国能源开采和加工场地多源数据综合制图与时空变化分析

由于当前缺乏有效的能源开采和加工场地精细化遥感探测方法和高精度的数据产品,全国尺度的能源开采和加工场地时空分布规律的认识仍显不足。本研究基于高分辨率遥感影像、土地利用/覆盖数据、网络爬虫数据、OSM地图数据和环境专题数据等信息,发展了基于多源数据融合和专家知识参与获取的能源开采和加工场地遥感识别和精细化制图的技术方法,研发了1990、2000、2010和2020年共4期的中国能源开采和加工场地分布数据产品及2010—2020年场地植被恢复信息数据产品,作为中国土地利用/覆盖变化数据的组成部分（CLUD-Mining）。CLUD-Mining具有较高的质量和可靠性,数据产品平均精度为91.75%;中国能源开采和加工场地开发建设的面积呈现先增长后减少的发展趋势,1990—2010年,面积增长速度从55.22 km²/a上升到95.51 km²/a,而2010—2020年呈现负增长,平均每年减少27.28 km²;此外,2010—2020年场地植被恢复面积达746.76 km²,主要集中在华北区和西南区;中国能源开采和加工场地分布格局逐渐由东部地区向西部地区转移。本研究对提升中国能源开采和加工场地时空分布特征的认识具有重要意义,可为场地污染治理和生态修复提供重要的数据基础。     

基于修正SWAT模型的岩溶地区非点源污染模拟初探——以横港河流域为例

岩溶流域含水系统的主要特征之一是连通地表的落水洞等垂直管道将近水平的地下暗河联系起来,降水及其形成的地表径流可以通过这些管道迅速地灌入地下河系,从而改变了水及其所携带的非点源污染物质在垂直与水平方向的传输速度与数量,使岩溶流域内地表-地下之间的物质交换与传输过程变得比较复杂;应用广泛的SWAT模型在模拟岩溶地区的水文、水质时会存在一些不足与局限.为此,本文针对岩溶水系统特征,引入落水洞、伏流、暗河的水文过程以及主要营养盐的输移过程,修正SWAT模型原有的水文循环过程及相关算法,改变其只适用于松散均匀介质流域非点源污染模拟的单一特征,并研究建立适合于岩溶流域的非点源污染模型和相应的模拟方法.选取横港河流域岩溶地区作为非点源污染的对象,应用修正后的模型通过控制性的模拟方法和敏感性性分析,定量评估落水洞、伏流、暗河等岩溶特征对氮、磷等主要非点源污染物质输移的影响及其带来的时空效应,并进一步探讨落水洞、伏流、暗河等对地表-地下水文与营养盐的交互作用及转换机理.结果表明,岩溶特征对流域的氮、磷负荷有增加作用,其中总磷的增加明显大于总氮的增加,总磷和总氮的增量分别为0.86%和2.12%;植被岩溶指数的增加会导致流域可溶性磷、有机磷的产出量增加,有机氮、地表产流中硝酸氮和沉积磷的产出量则居其次,落水洞改变了降雨的产流方式,增加了落水洞所在流域的有机磷和有机氮的产出,其增量变化在0~0.7和0~0.3 kg/hm²之间.     

黄河流域城镇土地经济密度多尺度空间格局及影响因素分析

基于2018年多时空高分辨率全球城市边界解译数据,从省域、市级和县区级3个尺度测算黄河流域城镇土地经济密度,并综合应用泰尔指数、空间自相关分析、地理探测器探等方法探讨其空间格局及影响因素。研究结果显示：① 黄河流域城镇土地经济密度总体不高,在县区尺度上68.3%的县区土地经济密度低于平均水平,空间分布总体上呈东高西低的态势,高土地经济密度的县区主要集中在以郑州为中心的中原城市群和山东沿海地区;在市级尺度上,57.5%的城市土地经济密度低于平均值,空间分布上集中在中下游地区,空间分布不均衡,以河南省最为显著。② 黄河流域城镇土地经济密度在地市尺度和县区尺度都表现为显著的空间正相关,其中高值集聚区（HH）集中在中原城市群和山东半岛城市群,低值集聚区（LL）集中在陕、甘、宁等西部地区,低值异质区镶嵌分布在中原城市群和山东半岛城市群周围。不同尺度上的空间集聚区的空间分布范围也表现一定的差异,在县区尺度表现出了局部性和分散性特征。③ 人均GDP、人口规模、地方财政科技教育投入、二三产业劳动力密度、区位质量指数等对黄河流域城镇土地经济密度影响较大。同时在黄河流域上游、中游和下游地区表现一定的差异性,总体来说,资本投入强度、人均GDP和区位质量指数对于上游、中游和下游的城镇土地经济密度都有较高的解释能力。     

Internal Loads and Bioavailability of Phosphorus and Nitrogen in Dianchi Lake,China

Sediments have a significant influence on the cycling of nutrient elements in lake environments. In order to assess the distribution characteristics and estimate the bioavailability of phosphorus and nitrogen in Dianchi Lake, organic and inorganic phosphorus and nitrogen forms were analysed. The 210 Pb radiometric dating method was employed to study temporal changes in the phosphorus and nitrogen pools in Dianchi Lake. The result show that the total phosphorus(TP) and total nitrogen(TN) were both at high concentrations, ranging from 697.5–3210.0 mg/kg and 1263.7–7155.2 mg/kg, respectively. Inorganic phosphorus(IP) and total organic nitrogen(TON) were the main constituents, at percentages of 59%–78% and 74%–95%, respectively, in the sediments. Spatially, there was a decreasing trend in phosphorus and nitrogen contents from the south and north to the lake centre, which is related to the distribution pattern of local economic production. The burial rates of the various phosphorus and nitrogen forms increased in same spatially and over time. Particularly in the past two decades, the burial rates doubled, with that TN reached to 1.287 mg/(cm~2·yr) in 2014. As the most reactive forms, nitrate nitrogen(NO_3-N) and ammonia nitrogen(NH_4-N) were buried more rapidly in the south region, implying that the potential for releasing sedimentary nitrogen increased from north to south. Based on their concentrations and burial rates, the internal loads of phosphorus and nitrogen were analysed for the last century. A TP pool of 71597.6 t and a TN pool of 81191.7 t were estimated for Dianchi Lake. Bioavailable phosphorus and nitrogen pools were also estimated at 44468.0 t and 5429.7 t, respectively, for the last century.     

Similarities and differences of city-size distributions in three main urban agglomerations of China from 1992 to 2015: A comparative study based on nighttime light data

Comparing the city-size distribution at the urban agglomeration (UA) scale is important for understanding the processes of urban development. However, comparative studies of city-size distribution among China’s three largest UAs, the Beijing-Tianjin-Hebei agglomeration (BTHA), the Yangtze River Delta agglomeration (YRDA), and the Pearl River Delta agglomeration (PRDA), remain inadequate due to the limitation of data availability. Therefore, using urban data derived from time-series nighttime light data, the common characteristics and distinctive features of city-size distribution among the three UAs from 1992 to 2015 were compared by the Pareto regression and the rank clock method. We identified two common features. First, the city-size distribution became more even. The Pareto exponents increased by 0.17, 0.12, and 0.01 in the YRDA, BTHA, and PRDA, respectively. Second, the average ranks of small cities ascended, being 0.55, 0.08 and 0.04 in the three UAs, respectively. However, the average ranks of large and medium cities in the three UAs experienced different trajectories, which are closely related to the similarities and differences in the driving forces for the development of UAs. Place-based measures are encouraged to promote a coordinated development among cities of differing sizes in the three UAs.     

2015—2020年中国土地利用变化遥感制图及时空特征分析

持续地开展国家尺度土地利用/覆盖变化遥感监测对于新时代国土空间规划和“美丽中国”蓝图绘制具有重要的科学价值。本文采用Landsat 8 OLI、GF-2等卫星遥感数据,融合遥感大数据云计算和专家知识辅助人机交互解译方法,研发了中国土地利用变化（2015—2020年）和2020年土地利用现状矢量数据（CLUD 2020）,建立了完整的30 a（20世纪80年代末—2020年）每隔5 a的30 m分辨率中国土地利用动态数据库。基于CLUD 2020数据,从全国和区域两个尺度揭示了2015—2020年中国土地利用变化的总体规律、区域分异和主要特征。研究表明：将遥感大数据云计算生成的30 m分辨率植被覆盖变化和地表类型变化检测信息融入到人机交互遥感解译方法,可有效地提高大范围土地利用变化遥感制图的效率和变化图斑辨识的准确性;精度评价表明,CLUD 2020一级类型制图的综合精度达95%。总体上,全国范围内国土空间开发强度与2010—2015年比较进入相对稳定状态。期间全国耕地面积仍保持减少态势,空间分异特征为耕地南减北增,东北松嫩平原及其与三江平原交界区大规模的旱地向水田转移,西北新疆南部开垦和北部退耕/撂荒并存;全国城乡建设用地持续增加,空间分异特征表现为由以往的沿海地区和超大、大城市集聚转向中西部地区的大中小城镇周边蔓延为主。全国范围的林草自然生态用地面积持续减少,但强度与2010—2015年比较有所下降;受气候变化的持续影响,青藏高原地区的河流湖泊等水域面积显著增加。以上土地利用变化格局与“十三五”期间国家高质量发展、生态文明建设宏观战略和气候变化的影响密切相关。     

Monitoring periodically national land use changes and analyzing their spatiotemporal patterns in China during 2015–2020

Journal of Geographical Sciences - High-resolution mapping and monitoring of national land use/cover changes contribute significantly to the knowledge of the interaction between human activities...