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2015年 第24卷 第07期 刊出日期:2015-07-20
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  • 区域可持续发展
    基于知识与规则的土地利用信息分层提取研究——以南京市都市区为例
    乔伟峰, 王亚华, 项灵志
    2015, (07):  1079-1085.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507001
    摘要 ( 587 )   PDF (2029KB) ( 182 )   收藏
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    为了克服利用统一分类模型难以有效提高土地利用分类精度的问题,为土地利用/覆被定性、定量信息的提取提供一种高精度、高效率的提取方法,将分层信息提取法和基于知识规则的信息提取方法相结合,基于对南京市都市区的土地利用时空特点和研究区TM影像数据中各地类波谱信息的分析,结合了地类提取指数模型、DEM数据、城市建成区边界等,充分利用地学先验知识,设计了一套土地信息分层提取的流程,对土地利用信息进行了提取。利用该方法对2012年南京市都市区的土地利用/土地覆被信息提取的总体精度达到了88.67%,Kappa系数达到了0.85。实践证明,基于知识与规则的土地利用信息分层提取方法提取精度较高,适用性强,对其他地区的土地利用/覆被信息分类提取也有一定的借鉴意义。
    1985年以来江苏省土地利用变化对人类活动程度的响应
    吕立刚, 周生路, 周兵兵, 陈龙, 苏全龙, 王静
    2015, (07):  1086-1093.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507002
    摘要 ( 659 )   PDF (1837KB) ( 132 )   收藏
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    利用1985、1995、2005和2008年4期遥感影像解译获取的土地利用变化数据,从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度方面,借助GIS空间分析和图谱分析技术及Ucinet社会网络分析软件,全面定量分析江苏省1985年以来人类活动作用下土地利用时空变化规律。研究表明:(1)1985~1995、1995~2005、2005~2008年3个时段江苏省的土地利用综合动态分别为12.95%、17.17%、15.03%,反应了人类活动对江苏省土地利用变化的影响程度呈现出"缓慢影响—剧烈影响—影响减缓"的倒U型曲线规律;(2)1985年以来,耕地、建设用地和水域之间的空间转移是江苏省土地利用转移的关键,也是人类影响土地利用最主要的表现形式,3种地类的相互转移占所有土地转移流的80%以上,其中耕地转为建设用地所占比例最大,主要分布苏锡常及南京4市的市辖区,以及昆山、江阴等经济发达的县市及苏北的宿迁市、淮安市、徐州市;(3)1985年以来,追求净产出(利润)的增长是土地利用变化的内在动力,导致建设用地增加及耕地减少,使得全省土地利用程度整体水平不断升高;受可驱动的有效资本量控制,经济发达的苏南地区一直是人类活动影响土地利用最为剧烈的区域,而苏北地区随着经济实力的不断提升土地利用受人类活动影响的程度也在逐渐增强。
    长三角地区生态环境与城市化发展的区域分异性研究
    杨芳, 潘晨, 贾文晓, 刘敏, 义白璐, 象伟宁
    2015, (07):  1094-1101.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507003
    摘要 ( 1071 )   PDF (1652KB) ( 123 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    城市群已成为全球竞争与国际分工的全新地域单元,评估和判断城市群生态环境质量及其与城市化发展的时空分异特征对实现区域可持续发展具有重要的现实意义。基于生态环境状况指数计算方法,对"十一五"期间(2005~2010年)长三角地区生态环境质量的基本特征和时空格局进行定量分析。并以其25个城市为研究单元,对"人口—经济"视角下的城市化水平与区域生态环境的发展关系和区域分异进行探讨。结果显示:"十一五"期间长三角地区整体生态环境质量均属"良",空间分布大致以上海—苏锡常—南京为界,呈南高北低中间差的特征。2010年较2005年生态环境状况稳中有好,浙江省和沪宁沿线的大部分城市生态环境质量有所改善,政策调控下的污染物排放减少是其好转的主要原因。"十一五"期间长三角地区各城市生态环境与城市化发展呈现不同的发展轨迹,发展类型以可持续型为主,而以苏北五市为代表的少数城市则表现为生态脆弱型。
    基于RRM的市级土地利用总体规划生态风险评价
    赵源, 黄成敏
    2015, (07):  1102-1109.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507004
    摘要 ( 635 )   PDF (1081KB) ( 114 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以乐山市土地利用总体规划为研究对象,应用相对风险模型(Relative Risk Model,RRM),对其生态风险进行了分析和评价。评价结果表明,在规划执行期间,全市生态风险总体呈下降趋势,但在区域内的空间分布上却具有不平衡性,局部地区的生态环境会出现波动甚至恶化;作物种植、交通运输和人口负荷是规划生态风险的3个最主要来源;而林地和牧草地在所有生境类型中所受到的生态压力最大;对于生态风险结果,主要表现为区域生态系统及其组分在功能与结构上的损害。研究结果能够为乐山市土地资源开发利用和规划成果的科学决策提供理论依据,同时具有开展区域生态风险防控与管理的参考价值。
    自然资源
    基于水生态功能区的巢湖环湖带生态服务功能评价
    张志明, 高俊峰, 闫人华
    2015, (07):  1110-1118.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507005
    摘要 ( 630 )   PDF (3993KB) ( 98 )   收藏
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    水生态功能区被认为是流域生态环境保护、治理与修复的基本单元,以其为基础进行生态服务功能评估对于流域内的土地利用结构优化配置、生态环境保护、治理与修复等都有重要的意义。选取巢湖环湖带,采用物质量的方法,对其12种生态服务功能进行评价,其中陆域生态系统4种,水域生态系统8种。研究结果表明:(1)研究区生态系统服务功能空间差异明显,南部和东北部较高,西北部和东南部较低;而研究区单位面积生态服务功能西部较高,东部较低;(2)生态服务功能总量较高的区域,其单位面积生态服务功能并不一定高;(3)环湖带生态系统服务功能的管理和恢复既要考虑生态服务功能总量的大小,也要考虑单位面积生态服务功能的大小,依据实际情况区别对待,生态服务功能较强的地区,应积极发挥其生态功能的优势,在保护与治理并重的情况下充分发挥其生态服务功能;生态服务功能较弱的地区,应采取一定的措施,在保护的基础上对其生态服务功能进行恢复。
    基于InVEST模型的鄱阳湖湿地生物多样性情景分析
    孙传谆, 甄霖, 王超, 胡洁, 杜秉贞
    2015, (07):  1119-1125.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507006
    摘要 ( 859 )   PDF (2992KB) ( 160 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    生态系统服务与功能的评估越来越多地被应用到自然资源管理政策制定中。通过参与式评估框架(FoPIA)方法建立鄱阳湖湿地到2020年的不同土地利用情景,以此作为参数应用到生态系统服务与功能的评估权衡模型(InVEST),以鄱阳湖湿地指示性生物(越冬候鸟)的栖息地为研究对象,定量和空间化评估典型村落未来土地利用情景下候鸟栖息地质量和空间分布特征。结果表明:在生态保育情景下,受生态退耕等因素的影响,栖息地规模增加,人类胁迫活动减少,鄱阳湖湿地典型村落候鸟栖息地的平均质量提高到0.89,比现状水平提高27.0%;在经济发展情景下,人类活动范围的扩张使得候鸟栖息地受到的胁迫增强,栖息地的平均质量下降为0.57,比现状水平低14.0%;在自然增长情景下,候鸟栖息地平均质量为0.66,比现状水平增加了1.5%。
    长江上游支流老河沟鱼类群落结构的时空格局
    雷娟, 梁阳阳, 隋晓云, 陈毅峰
    2015, (07):  1126-1132.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507007
    摘要 ( 641 )   PDF (811KB) ( 125 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    2012年3月、6月、9月和12月按季度对涪江支流老河沟的14个样点进行了鱼类群落结构调查和分析。共采集鱼类11种,隶属于2目4科;其中,鲤形目鱼类7种,占物种数的63.64%。沿上游源头到下游的纵向梯度方向,老河沟鱼类的种类数和丰度均逐渐增加,具极显著性差异,而鱼类种类数和丰度则无季节差异性。聚类分析(Cluster Analysis)和多维尺度分析(MDS)表明,当Bray-curtis相似度矩阵值为40.77%时,老河沟鱼类群落分成上游、中游和下游3组。利用相似度百分比分析(SIMPER)确定,引起3组差异性的特定鱼类是宽鳍鱲、尖头、似()、齐口裂腹鱼、贝氏高原鳅、红尾荷马条鳅和青石爬鮡。典型相关分析(CCA)表明海拔、底质类型、流速、溶氧、总溶解固体、水温、电导率、河宽、pH值和水深等环境变量是老河沟鱼类群落时空格局差异的影响因子。
    2003~2011年四川省各市(州)农业水足迹时空变化与驱动力研究
    刘莉, 邓欧平, 邓良基, 辜莉娟
    2015, (07):  1133-1141.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507008
    摘要 ( 827 )   PDF (1866KB) ( 91 )   收藏
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    运用水足迹理论和计算方法,系统分析了四川省各市(州)2003~2011年农业水足迹的时空动态变化趋势与农业水资源利用效益,并采用灰色关联度法分析其驱动力因素。研究结果表明:(1)四川省各市(州)农业水足迹和人均农业水足迹均呈增加的趋势变化,成都市、南充市、达州市农业水足迹较大,2011年农业水足迹分别达82.44×108,45.56×108,41.02×108 m3。人均农业水足迹各市(州)差距不大,其中成都市和攀枝花市略高。(2)农业水资源利用效益方面显示:四川省各市(州)农业水足迹净贸易量均为正值,属于农业水资源净输出地。2006、2009、2010和2011年农业水资源匮乏度较高,成都市水资源紧缺度最高,2005~2010年均在200%以上。(3)驱动因素方面显示:耕地复种指数和人口总数是农业水足迹变化的关键驱动因素,关联度分别是0.643 3和0.632 5。建议提高水资源利用效益,适当控制高耗水农产品生产规模,合理配置水资源,实现空间和季节用水的协调性。
    气温对长江上游巴塘站年径流的影响分析
    李凌琪, 熊立华, 江聪, 张洪刚
    2015, (07):  1142-1149.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507009
    摘要 ( 701 )   PDF (1002KB) ( 132 )   收藏
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    为了深入分析气温对长江上游年径流的影响和解释青藏高原冰川融水再冻结现象的物理机制,采用对位置、尺度、形状的广义可加模型(简称GAMLSS)建立控制因素降水、气温、ATD与年径流量之间的关系。在GAMLSS框架下,气温影响因子可以用两种形式表示,一种是直接采用气温,另一种是采取ATD指数(累积气温亏损值)。通过比较不同解释变量组合下的GAMLSS模型,进而研究气温对长江上游巴塘站1960~2012年的年径流影响。结果表明:基于ATD的回归模型,在年径流序列服从对数正态分布假设的条件下拟合效果最优。与气温值相比,ATD指数能更有效地解释长江上游径流变化的特征和冰川产流的物理机制。研究成果对长江上游年径流预报、高原气候下的产流特征分析具有理论意义。
    生态环境
    西苕溪干流水体、悬浮物和表层沉积物中营养盐分布特征与水质评价
    李正阳, 袁旭音, 王欢, 许海燕, 陈海龙, 鲁朝朋
    2015, (07):  1150-1156.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507010
    摘要 ( 380 )   PDF (786KB) ( 69 )   收藏
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    了解不同介质的营养盐分布可以全面掌握河流的环境现状。为了调查西苕溪干流的营养盐分布特征和水质现状,沿着干流采集了11个点位的水体、悬浮物和表层沉积物样品,并对水体、悬浮物和表层沉积物中的营养盐特征进行了分析,拟为苕溪流域的水污染防治提供基础数据。研究表明:整个西苕溪干流,水体和沉积物中总氮(TN)和总磷(TP)浓度均存在丰水期明显高于枯水期的季节变化特征,水体中总氮的浓度均超出地表水环境质量Ⅴ类的标准,显示氮污染是西苕溪流域的特点。相关性分析结果表明,悬浮物中的TN和有机质(OM)呈极显著性正相关(r=0.974,p<0.01);水体中的TN和悬浮物的各营养盐指标之间的相关性均达到了极显著水平,但沉积物营养盐指标与水体的TN和TP相关性不明显,显示沉积物并不能很好反映流域水质的现状。
    江苏省浅水湖泊表层沉积物中重金属污染特征及其风险评价
    蒋豫, 刘新, 高俊峰, 蔡永久
    2015, (07):  1157-1162.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507011
    摘要 ( 730 )   PDF (768KB) ( 93 )   收藏
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    为揭示江苏省浅水湖泊表层沉积物重金属污染特征,采集江苏省8个浅水湖泊的表层沉积物,测定了8种重金属的含量,并利用地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属的污染现状以及潜在生态风险程度进行评价。结果表明:江苏省8个浅水湖泊表层沉积物中Mn、Zn、Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb的平均含量分别为634~1 031、66~138、76.0~97.5、39.2~56.3、25.2~50.1、9.9~27.1、0.15~2.98、24.6~51.6 mg/kg。地积累指数法评价结果表明,Cd是江苏省8个浅水湖泊表层沉积物中最主要的污染物,Zn、Cu、As、Pb、Ni在一些湖泊为轻度污染,Mn和Cr处于无污染水平。Hkanson潜在生态风险指数法评价结果显示,各湖泊综合潜在生态风险程度的高低顺序为:长荡湖> 石臼湖> 白马湖> 滆湖> 高邮湖> 洪泽湖> 澄湖> 骆马湖,长荡湖达到严重生态风险水平,石臼湖存在重生态风险,白马湖与滆湖处在中等生态风险水平,而骆马湖、洪泽湖、高邮湖以及澄湖重金属污染则处于低生态风险水平。
    汉江中下游干流水质变化趋势及持续性分析
    陈燕飞, 张翔
    2015, (07):  1163-1167.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507012
    摘要 ( 519 )   PDF (958KB) ( 105 )   收藏
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    汉江是长江中游最大的支流,近年来水质污染日趋严重,且范围有逐渐扩大趋势。随着流域内经济社会发展用水量增长以及2014年南水北调中线一期工程建成引水,汉江中下游流域水资源、水生态环境压力日益显现,流域管理面临较大挑战。利用汉江中下游干流襄阳、仙桃和汉口3个主要的水质监测控制断面1998~2011年实测水质资料中5个水质项目,采用季节性肯达尔检验法对其项目进行了变化趋势检验与分析,并用叠加型指数法验证趋势分析的合理性;结合Hurst指数分析了趋势变化的持续性,结果表明季节性肯达尔检验法方法合理,持续性分析结果可预测未来水质变化,并为水环境保护和管理提供技术参考。
    黔中喀斯特石漠化区不同小生境常见木本植物水分来源特征
    杜雪莲, 王世杰, 罗绪强
    2015, (07):  1168-1176.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507013
    摘要 ( 606 )   PDF (983KB) ( 105 )   收藏
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    选择黔中清镇市王家寨小流域内不同石漠化植物群落,通过分析测定喀斯特小生境内5种常见木本植物,鼠李、火棘、烟管荚蒾、圆果化香和云贵鹅耳枥与其潜在水源稳定性氢氧同位素组成,研究植物水分来源特征,并通过线性混合模型确定水源贡献比,探讨喀斯特小生境植物水分利用对石漠化过程的适应与响应。结果表明:多数情况下,研究区不同小生境内各植物种在雨季同时利用土壤水和表层岩溶带水,对土壤水的利用比例大于表层岩溶带水。各植物种对表层岩溶带水的利用比例随着石漠化的进行而减小。常绿灌木火棘、鼠李和烟管荚蒾在轻度、无石漠化样地同时利用土壤水和表层岩溶带水,但在中、强度石漠化则多利用土壤水,落叶小乔木圆果化香和云贵鹅耳枥在无石漠化同时利用土壤水和表层岩溶带水,而在轻度石漠化样地仅利用土壤水,这跟不同样地植被类型、干扰方式、土壤情况及裂隙发育等不同有关。
    岷江上游高山森林凋落叶在冬季河流中的质量损失特征
    岳楷, 杨万勤, 彭艳, 张川, 黄春萍, 吴福忠
    2015, (07):  1177-1184.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507014
    摘要 ( 467 )   PDF (814KB) ( 158 )   收藏
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    凋落叶在高山森林河流中的分解不仅是生态系统物质循环的重要内容,而且与森林养分流失以及下游水体环境密切相关,并可能受到冬季雪被变化和土壤季节性冻融的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法,研究了一个冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期和融化期)的质量损失特征。经过一个冬季(162 d)的分解,康定柳、高山杜鹃、方枝柏和四川红杉凋落叶分别完成了初始干重45.5%、18.9%、26.4%和23.8%的分解;除康定柳凋落叶质量损失在融化期最大外,其余3种凋落叶均表现为冻结初期最大;康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶质量损失与河流水环境的平均温度和正积温均表现出显著或极显著的正相关关系,且与河流流速和硝态氮显著正相关,而与河流pH显著负相关;高山杜鹃凋落叶质量损失除与HCO3-含量显著相关外,与河流水温及其它水质特征均无显著相关关系。这些结果表明高山森林河流流速及水环境特征显著影响了凋落叶分解及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶特性的调控。
    丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布
    尹炜, 朱惇, 雷俊山, 贾海燕, 曾祉祥
    2015, (07):  1185-1191.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507015
    摘要 ( 615 )   PDF (1291KB) ( 117 )   收藏
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    丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160 m)和新增消落区(160~172 m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8 g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160 m)和新增消落区(160~172 m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p> 0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p <0.01);总氮含量范围为0.044% ~ 0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。
    川中丘陵县域土壤pH空间变异及影响因素分析——以四川仁寿县为例
    张维, 李启权, 王昌全, 袁大刚, 罗由林, 张新, 贾荔
    2015, (07):  1192-1199.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507016
    摘要 ( 673 )   PDF (1379KB) ( 138 )   收藏
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    利用2012年在仁寿县采集的555个表层土样(0~20 cm),应用地统计学方法分析了该县域尺度表层土壤pH值的空间变异特征;并采用方差分析和回归分析量化主要影响因素对土壤pH值空间变异的影响程度。结果表明:研究区土壤pH值在4.02~8.14之间,平均为6.80,总体上以中性和碱性土壤为主;变异系数为14.48%,属中等程度的空间变异性。地统计分析表明,研究区土壤pH值变异函数的最佳理论模型为球状模型,具有中等程度的空间自相关性,且空间自相关范围较大。方差分析和回归分析表明,土壤类型、成土母质和土地利用方式是显著影响土壤pH值的主要因素。其中,成土母质和土地利用方式分别能独立解释76.2%和4.8%的土壤pH值空间变异。土壤类型的解释能力与分类级别有关,土类、亚类和土属可分别独立解释41.3% 、57.3%和83.7%的土壤pH值空间变异,因而能反映成土过程和母质特性的土属是研究区土壤pH值空间变异的主控因素。研究结果可为川中丘陵县域尺度土壤pH空间变异分析及区域生态环境管理与建设提供有益参考。
    基于Web of Science的1900~2012年长江研究文献计量分析
    彭乃珠, 钟永恒
    2015, (07):  1200-1206.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507017
    摘要 ( 610 )   PDF (691KB) ( 124 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    为了揭示有关长江研究的热点与发展动态,以Web of Science数据库为资料来源,利用文献计量学方法及TDA软件,对1900~2012年长江研究文献的发文量、国家、机构、作者、期刊、学科、关键词进行数据统计与分析。结果表明:(1)长江研究大致分为3个阶段:初步发展时期;探索时期;快速发展时期;(2)中国发表的关于长江研究的论文最多,国外主要国家及机构来自美国、日本、澳大利亚;(3)中国科学院是国内长江研究的主要机构;(4)国内外十分关注地质学、环境科学、水资源和气象学的研究。
    “城郊乡”梯度下土壤Cu、Zn、Pb含量的空间变异特征
    柳云龙, 章立佳, 庄腾飞, 韩晓非, 卢小遮
    2015, (07):  1207-1213.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507018
    摘要 ( 708 )   PDF (1915KB) ( 99 )   收藏
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    为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的中心城区、城郊结合部和远郊,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb的空间变异结构和分布特征进行了对比分析。结果表明:城市土壤Pb、Cu、Zn的变异系数范围为0.24~0.62,均属中等变异强度。徐汇区土壤Cu、Pb、Zn符合正态分布,闵行区土壤Cu、Pb和Zn符合对数正态分布,奉贤区土壤Zn呈正态分布,土壤Cu、Pb符合对数正态分布。由中心城区到远郊,城市土壤Cu、Pb、Zn的各项统计特征值和变异系数均有较大差异,存在明显的空间分布差异。半方差函数分析结果表明,徐汇区作为中心城区,土壤Cu、Pb、Zn符合球状模型,土壤Cu、Zn具有强烈的空间相关性,土壤Pb具有明显的空间自相关。奉贤区以农业用地为主,土壤Pb符合线性模型,土壤Cu符合高斯模型,土壤Zn符合指数模型,具有强烈的空间相关性。闵行区地处城郊结合部,土壤Cu、Pb、Zn的半方差拟合模型均为线性模型,表现为纯块金形式,以随机变异为主,空间相关性弱。采用Kriging最优内插法进行无偏估值,绘制了表层土壤重金属含量的空间分布图,中心城区、城郊结合部、郊区土壤重金属的空间分布受城市化、工业化、城市交通等因素的影响,均表现出不同的空间分布规律。
    自然灾害
    鄱阳湖流域千年旱涝变化特点及R/S分析
    王怀清, 殷剑敏, 孔萍, 占明锦
    2015, (07):  1214-1220.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507019
    摘要 ( 565 )   PDF (1087KB) ( 131 )   收藏
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    为揭示鄱阳湖流域旱涝变化规律,预测未来变化,搜集整理了鄱阳湖流域地方志、奏折等古文献记载的旱涝记录,根据灾害现象、灾害后果、救灾情况等综合研判旱涝等级。对1160~1950s旱涝频次序列进行了变化周期分析。采用了R/S方法分析了年代际旱涝频次的Hurst指数,结合变化周期分析结果,对1950s以后鄱阳湖流域的旱涝频次变化趋势进行预测,采用基于1951~2010年器测降水量的SPI指数进行验证。研究结果表明:1160~1940s鄱阳湖流域及各子流域的干旱、洪涝频次呈波动变化,周期性变化明显,干旱、洪涝的3~6个年代周期段在整个时段内均非常显著,通过了95%的信度检验;鄱阳湖流域及各子流域的年代际干旱频次的Hurst指数普遍在0.7~0.8之间,洪涝在0.8~0.9之间。预测1950s后鄱阳湖流域年代际旱涝频次整体变化将呈阶段性上升趋势,经验证预测结果与实况较为吻合。
    近52 a长江中下游地区极端降水的时空变化特征
    王蒙, 殷淑燕
    2015, (07):  1221-1229.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507020
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    长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52 a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3 mm/10 a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。
    基于SPEI的湖北省近52年干旱时空格局变化
    赵林, 于家烁, 薄岩, 杨娇, 李汉青
    2015, (07):  1230-1237.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507021
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    根据湖北省及周边地区40个气象台站1960~2012年实测气象资料,基于多时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),选取干旱频率、干旱站次比和干旱强度等评估指标,研究结果表明:湖北省干旱影响范围总体较大,全域性干旱年份达54%;但干旱强度偏轻,平均干旱强度为0.65,近52 a来仅有两次重旱年,干旱强度在中旱及以下的年份占85%,且年际差异较大;省内干旱强度和站次比变化趋势基本一致,近52 a来,总体均呈不明显上升趋势,趋势率分别为0.041/10 a和3.692/10 a,20世纪80年代前后呈先下降后上升趋势;湖北省总体干旱发生频率较小,52 a平均干旱频率在16.5%~18.2%之间,空间分布特征呈现东高西低的特征;干旱发生频率呈先下降后上升的趋势,20世纪70、80年代最低;2000年以后干旱强度、站次比和频率均达到最高,并且有持续上升趋势。
    基于SPEI的云南中部区域干旱时空变化特征分析
    吴志杰, 何云玲
    2015, (07):  1238-1245.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507022
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    利用云南中部地区1961~2010年逐月降水和气温资料,采用降水距平百分率和历史旱情资料验证了标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)在该地区的适用性,并采用Mann-kendall突变检验、Morlet小波和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function, EOF)等方法,分析了该地区干旱的时空演变特征,结果表明:(1)SPEI与降水距平百分率在时空上具有很好的相关性,验证了SPEI对降水变化的敏感性;(2)SPEI指数与历史旱情资料比较吻合,能够有效地反映云南中部区域的干旱特征;(3)年均SPEI呈波动下降趋势,干季SPEI降低趋势明显。年均SPEI存在着24 a的主周期和9 a的次周期,并于1977年发生了突变,此后开始降低,在整体上呈现出干旱化的趋势;(4)从SPEI的空间分布特征来看,其在整体上受大尺度气候系统的影响表现出一致的下降趋势,而在区域内部则表现出东南-西北(干热河谷)的反向结构差异。
    1962~2012年西南地区极端温度事件时空变化特征
    袁文德, 郑江坤
    2015, (07):  1246-1254.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507023
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    基于西南地区88站1962~2012年日气温数据,采用百分位阈值法定义极端温度事件,结合线性倾向率、Mann-Kendall秩次相关法、反距离加权插值法对其时空变化进行了分析。结果表明:极端温度指数存在明显的空间分布差异,暖日指数、暖夜指数、冷夜指数和年内日最低气温整体上均由东南向西北逐渐降低;霜冻天指数则由东南向西北部逐渐升高,西北部梯度变化明显;冷日指数和年内日最高气温呈马鞍状分布,较高值均在西南和东北部;因多数地区高温天数极少,故没有明显的梯度变化。霜冻天指数、冷夜指数和冷日指数减少趋势明显,分别为2.7、4.6和3.5 d/10 a;暖日指数和暖夜指数、年内日最低气温和最高气温均呈增加趋势,分别为3.6、4.9、0.4和0.1℃/10 a;高温天指数变化不显著。整体上来看,西南地区极端高温事件和极端低温事件分别呈上升和下降趋势,但有部分区域呈相反变化趋势,体现出西南地区气候变化的独特性。
    近50 a长江流域暴雨日数时空变化分析
    白淑英, 顾海敏, 史建桥, 魏楚京
    2015, (07):  1255-1262.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201507024
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    利用1961~2010年长江流域逐日降水资料和DEM数据,结合Mann-Kendall趋势法、变差系数法以及GIS空间分析等方法,分析了近50 a长江流域年均暴雨日数时空变化特征。结果表明:长江流域年均暴雨日数基本呈自东向西递减的规律,且随着海拔升高,年均暴雨日数逐渐减少,两者呈显著负相关关系;长江流域上游高原气候影响区年均暴雨日数小于1 d;而中上游中亚热带湿润气候影响区大于2 d;随着纬度的增加,暴雨开始时间推迟,结束时间提前,持续时间减少;年暴雨日数的变差系数与年均暴雨日数满足幂指数关系,相关系数达0.97,为显著相关。表现为年均暴雨日数大(小)的地方,变差系数小(大);除长江中下游中部和四川盆地及其周边地区年暴雨日数为减少趋势外,其它地方均表现为不同程度的增加趋势。鄱阳湖水系、四川(雅安市、峨眉山市、万源市)、湖南(安化县、南岳区)、湖北(洪湖市、英山县)年暴雨日数多且变差系数小,洪水、泥石流等灾害压力巨大;为有关部门了解长江流域洪水等灾害的发生机制、提高灾害预测预报能力、制定防灾减灾政策等提供科学依据。

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