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2018年 第27卷 第09期 刊出日期:2018-09-20
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  • 区域可持续发展
    长江三角洲城市群工业用水效率评价及时空差异研究
    孙冬营, 佘靖雯, 刘凌燕, 王慧敏
    2018, (09):  1901-1908.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809001
    摘要 ( 953 )   PDF (799KB) ( 151 )   收藏
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    在水资源约束趋紧的背景下,选取长江三角洲城市群中26个城市2005~2014年的面板数据,运用SBM模型对工业用水效率进行测算,并基于可分解的泰尔指数分析长江三角洲城市群内部工业用水效率的空间差异。结果显示:(1)长江三角洲城市群工业用水效率水平整体偏低,在不考虑与考虑非期望产出的情况下,工业用水效率10a平均值分别为 0.591 8.和 0.519 7;(2)工业用水效率的地区内部差异是造成总差异的主要部分,并且有随时间递增的趋势,其中安徽省对于地区内部差异的贡献率最大,其次为浙江省,江苏省贡献率最低;(3)江苏省各城市工业用水效率虽然差异不大但整体水平较低,而上海市工业用水效率较高并处于稳步上升状态。因此,缩小地区内部差异是实现长江三角洲城市群工业用水效率整体上升的重要途径。
    基于动态因子分析法的长江三角洲城市群城镇化质量测度研究
    付书科, 李小帆, 彭甲超, 张子悦, 陈 思
    2018, (09):  1909-1918.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809002
    摘要 ( 908 )   PDF (1141KB) ( 159 )   收藏
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    如何对多维数据进行降维处理在大数据时代显得愈加重要。传统的数据降维方法无法同时了解所有的动态变化趋势,因而具有一定的局限性。采取针对面板数据而设计的动态因子方法,以长江三角州城市群城镇化质量测度为例进行多维社会数据降维实验,结果发现该方法能够较为准确的识别多维数据中能够同时影响多个变量的“潜变量”,并可以刻画各个样本个体的“潜变量”随时间的变化趋势以及样本整体的变化趋势。结合案例研究结果可以发现,长江三角洲城市群同样存在人口城镇化和土地城镇化不协调的问题,需要加快新型城镇化建设,着重提升城镇化质量。
    城镇化对制度转型的影响——基于江苏13个市的脉冲响应函数分析
    李恩康, 陆玉麒, 王 毅, 黄群芳, 郭 政
    2018, (09):  1919-1927.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809003
    摘要 ( 651 )   PDF (885KB) ( 92 )   收藏
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     运用脉冲响应函数分析了江苏各市2000~2015年的城镇化率对于制度转型3个维度(分权化、市场化、全球化)的影响。指标选取方面,以地方政府财政分权比例衡量分权化,以非国有(含非国有控股)工业总产值占全部工业总产值比重衡量市场化,以进出口总额占GDP比重衡量全球化。研究得出以下结果:(1)江苏各市城镇化进程较为有力地推动了分权化水平的提高,在苏北地区更为显著;(2)城镇化进程对于市场化水平的提升较为乏力,但苏锡常三市的市场化对城镇化的脉冲响应均表现为正;(3)城镇化对全球化的冲击也较为显著,高速城镇化带来的劳动力为对外贸易创造了巨大的经济价值;(4)总体来看,城镇化对制度转型3个维度的冲击,在初期社会经济发展相对落后的地区更为显著。
    关键词: 城镇化;制度转型;分权化;市场化;全球化;脉冲响应
    1980年以来南京市建设用地扩张阶段性特征
    冀青青, 乔伟峰, 卢 诚, 王亚华
    2018, (09):  1928-1936.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809004
    摘要 ( 629 )   PDF (2334KB) ( 65 )   收藏
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     以快速城市化地区南京市为例,基于1980~2016年7期遥感影像分类结果,采用规则格网法、等扇分析法和公共边测度法等空间分析方法,分阶段分析36a间城市建设用地扩张强度、方向和模式等特征。结果表明:36a间南京城市建设用地增长迅速,达574.73 km2;在不同时期和不同方向上,南京城市空间扩张强度和扩张模式有很大差异, 36a间南、东北方向扩张强度最大;扩张最快的阶段是2004~2008年,年均扩张55.28 km2;填充式扩张主要发生在主城区内部和已有一定发展基础的地区,蔓延式扩张除围绕主城区向外扩张外,还包括上一阶段飞地式扩张地区的持续发展,飞地式扩张则比较分散,多受开发区、大学城等选址的影响;南京城市建设用地扩张经历了低速扩张-加速扩张—高速扩张—变化趋缓的过程。
    基于最佳尺度的城市扩张特征研究——以苏州中心城区为例
    吴殿鸣, 邵大伟
    2018, (09):  1937-1946.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809005
    摘要 ( 1049 )   PDF (2503KB) ( 166 )   收藏
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    为深入、准确揭示城市扩张特征,采用国土部门1996年、2005年、2014年3个年份1∶5000土地利用变更数据,基于ArcGIS10.2平台提取相应年份中心城区的城市用地,以50 m为步长,分析了 50~1 000 m 尺度范围内城市扩张规模、分形特征和扩张模式差异,得出最佳分析尺度为350 m。基于最佳尺度,分析了1996~2014年苏州城市扩张特征,结果表明:(1)1996~2005年扩张速度明显高于2005~2014年,其规模与工业化、城市化阶段密切相关;(2)扩张类型具有明显的周期性与规律性,早期以蔓延式扩张和飞地式扩张为主,后期出现明显的填充式扩张,在各个方向上存在梯度推移现象;(3)近20a来,城市分形维数D逐渐提高,基于城市用地生成的凸包图形愈加复杂,表明城区进一步扩张趋势突出。最后提出了城市扩张管理的对策建议,以期为工业化中后期城市的研究及扩张管理提供可能的借鉴参考。
    中原城市群铁路网络可达性及经济联系格局
    安俞静, 刘静玉, 李 宁, 乔墩墩, 刘梦丽
    2018, (09):  1947-1957.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809006
    摘要 ( 272 )   PDF (1661KB) ( 166 )   收藏
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    选取城市间最短旅行时间数据和社会经济综合指标,采用加权平均旅行时间、修正后的引力模型、地统计分析、空间探索性分析和空间计量模型等方法,对中原城市群可达性与经济联系格局进行分析。结果表明:(1)中原城市群可达性水平整体呈现“十”字型空间格局,南北向沿线城市的可达性优于东西向;局部空间上,高低值空间集聚分块状特征明显,显著空间关联类型以显著HH区和显著LL区为主。(2)经济联系整体呈现“钻石”型立体网络格局且分层态势明显;局部空间上凸显以郑州、商丘、洛阳等核心区城市为中心的辐射状格局;网络结构呈小团体集聚特征,团体内部联系密切,整体联系相对松散。(3)经济联系强度受到城市规模、城镇化水平、交通、区位及资源流通能力等因素的共同影响。
    环长株潭城市群空间联系演变特征与对策研究
    魏国恩, 朱 翔, 贺清云
    2018, (09):  1958-1967.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809007
    摘要 ( 684 )   PDF (1611KB) ( 97 )   收藏
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     科学揭示城市群内在空间联系特征是诊断问题与优化对策,以实现可持续发展的关键所在。在城市综合质量指标评价体系和可达性分析基础上,基于空间相互联系、对外服务扩散能力、对内集聚影响力等层面方法集成对2006年以来环长株潭城市群的空间联系展开了实证分析。结果表明:城市群空间相互作用呈现出以长沙-株洲-湘潭为核心的内心圈层结构,交通科技对城市空间联系产生的时间压缩效应明显,空间联系网络格局出现进一步扩大的趋势;对外服务扩散能力北高南低、东北高西北低,但区域差异程度得到较大幅度的改善,呈现出以长沙为主核心的圈层模式与常德市为副中心的极核模式并存的局面;长沙是城市群集聚的核心,益阳、娄底、常德处于城市对内集聚影响的低位区,城市群对内集聚影响能力沿高铁线路分布和拓展,长昆客运专线开通后核心地带开始呈现出向西偏移的态势;针对城市群存在极核结构依然明显、内核圈层尚处雏形、区域网络联动效应较差、基础配套有待加强的问题,提出了加强区域产业协作、优化战略政策和完善一体化交通体系的建议。
    基于GIS的中国城市房地产泡沫的空间传染性分析——以2006~2014年35个大中城市为例
    韦汝虹, 金 李, 方 达
    2018, (09):  1967-1977.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809008
    摘要 ( 323 )   PDF (2664KB) ( 123 )   收藏
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     关于房地产泡沫空间传染性的研究议题,已有经济学模型存在一定的局限性,不能够有效地细致地展开探讨。以中国大中城市为例,基于GIS的空间计量模型对中国城市房地产泡沫的空间传染性进行分析。结果表明:中国房地产泡沫具有空间传染性,且在时间尺度上,传染能力具有明显增强的趋势,在空间尺度上,传染能力表现为由东部沿海向西北内陆逐渐递减的空间趋势。(2)2006年,北京、上海、广州等城市成为了中国房地产泡沫的空间传染源;2014年,传染源发生了明显转移,广州等城市成为了空间传染源。(3)在中国经济进入新常态的背景之下,需要有层次地采取相关措施,以有效遏制房地产市场引起的经济泡沫,以免阻碍地区经济转型和产业升级。
    生态环境
    基于PSR-灰靶模型的巢湖环湖防洪治理工程生态环境影响评价研究
    熊鸿斌, 周凌燕
    2018, (09):  1977-1987.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809009
    摘要 ( 121 )   PDF (943KB) ( 39 )   收藏
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    针对目前生态环境影响评价中存在的评价指标标准值难以确定以及权重确立存在较强主观性的问题,以巢湖环湖防洪治理工程为例,分析其生态环境影响特点并结合相关数据,以“压力—状态—响应”模型为理论基础,从压力、状态、响应3方面构建评价指标体系,采用熵权法确定各指标权重,借助灰靶模型对巢湖环湖防洪治理工程施工期产生的生态环境影响进行定量评价,以增强不同评价单元之间的可比性,并选取常用的综合指数法进行对比验证。研究结果表明:(1)肥西县、包河区、肥东县、巢湖市和庐江县的靶心度总得分分别为 0.779 0,0.761 0,0.616 1,0.688 8,0.600 1,对应的生态环境质量等级分别为良、良、一般、一般和较差;(2)对于压力层靶心度高,而状态层、响应层靶心度相对较低的肥西县,对排放的废弃物进行积极治理、加大环保资金的投入会取得良好的效果;相较于状态层、响应层靶心度,包河区、肥东县、巢湖市、庐江县压力层靶心度低,所以应尽可能合理安排施工场地和时间来减少废弃物的产生,从而改善该区域的生态环境质量状况。
    基于空间格局视角的武汉市土地生态系统服务价值研究
    张丽琴, 渠丽萍, 吕春艳, 李 玲
    2018, (09):  1988-1997.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809010
    摘要 ( 105 )   PDF (1921KB) ( 35 )   收藏
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    为区域生态环境质量提升和土地合理利用提供参考,以LandsatTM影像解译数据为基础,采用当量因子修正的生态系统服务价值评估模型、空间分析等方法,分析了武汉市1990~2016年4个时期土地生态系统服务价值变化特征及空间演变规律。结果表明:(1)武汉市生态系统服务价值呈先减少后增加态势,不同时期河流湖泊的生态系统服务价值始终最高,农田和坑塘湿地次之,这三类生态系统提供了武汉市85%以上的生态系统服务价值;(2)各乡镇生态系统服务总价值的空间分布特征表现为空间集聚,且相关性程度有递增的趋势;(3)各乡镇生态系统服务价值变化率的空间相关性在不断减弱,后期扩散效应显现;(4)中心城区生态系统服务价值空间分布不均衡的趋势在向郊区蔓延,乡镇的区位条件以及河流湖泊的占比与其地均生态系统服务价值的变化有密切的关系。研究显示,城市生态系统服务价值的空间分布受城市发展方向和土地利用结构影响较大,河流湖泊在改善城市生态环境方面具有重要作用。
    再分析资料在三峡库区气候效应研究中的应用
    孙 晨, 刘 敏
    2018, (09):  1998-2013.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809011
    摘要 ( 306 )   PDF (5486KB) ( 93 )   收藏
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    收集CRU、ERA-Interim和JRA-55这3种再分析资料,根据三峡库区33个气象站点1991~2016年的气温和降水观测资料,通过时序分析、相关分析、偏差百分比等多种方法对再分析资料在三峡库区的准确性、适用性进行评估,并根据评估结果选取再分析资料,以趋势分析、集合经验模态分解等方法对三峡水库蓄水前后的气候变化特征进行研究。结果表明:无论是时间序列还是空间分布,3种再分析资料对于气温的再现均好于降水,但对各季节的气温都有所低估,冬季与站点观测相差最大;ERA-Interim极大高估了三峡库区的整体降水,同时ERA-Interim和JRA-55对冬季降水有较大低估,偏差百分比在 -40% 左右;综合来看,CRU再分析资料在三峡库区的可靠性最高。蓄水后三峡库区的整体气温变化均由蓄水前的显著上升趋势转变为略微下降,年降水及春季、夏季降水无明显变化,秋季降水则在蓄水后呈明显的上升趋势,冬季降水在蓄水后有明显下降;蓄水后库尾长江以北的重庆、北碚等地升温幅度要高于邻近地区,蓄水前后降水的空间变化则具有明显的季节性和局地性;EEMD结果表明三峡库区气温和降水均存在2~3a、5a和7~8a左右的准周期变化,且三峡库区近年的年平均气温变化较为平缓,未来降水可能出现增多趋势。
    基于IHA-RVA法三峡水库下游河流生态水文情势评价
    郭文献, 李 越, 王鸿翔, 查胡飞
    2018, (09):  2014-2021.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809012
    摘要 ( 558 )   PDF (1147KB) ( 138 )   收藏
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    水文情势变化是影响河流生态系统结构功能的主要驱动力。为了定量评价三峡水库下游河流生态水文情势变化,选取三峡水库下游宜昌水文站(1952~2014年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价了三峡大坝下游宜昌江段生态水文情势变化及其对重要鱼类中华鲟和四大家鱼产卵繁殖影响。结果表明:(1)宜昌站年均流量总体呈现显著性减少趋势,突变年份出现在2003年,表明三峡水库对长江中下游河流水文影响显著;(2)通过对三峡水库蓄水前后宜昌站生态水文指标分析,宜昌水文站整体水文改变度为61%左右,属于中度改变,接近于高度改变;其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)三峡水库蓄水运行在一定程度改变了下游河流生态水文情势,重要鱼类产卵场生境条件发生了改变,导致了长江中下游鱼类生物多样性呈下降趋势。该研究为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供了参考。
    昆明市中部城-郊-乡土地梯度带的划分及景观分异
    何云玲, 张淑洁, 李同艳
    2018, (09):  2022-2031.  doi: 10.11870/cjlyzyyhj201809013
    摘要 ( 469 )   PDF (1003KB) ( 39 )   收藏
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    基于遥感影像,分别采用监督分类、目视解译的方法获取昆明市土地利用数据,并利用地理信息系统(ArcGIS 10.2)和景观格局分析软件(Fragstats 4.2),选用4个城市化指标,并用SPSS22.0软件进行主成分分析(PCA)和多元线性回归分析,构建城-郊-乡梯度模型,对研究区域城-郊-乡土地梯度带划分及景观分异进行研究。结果表明:(1)所选用的城市化物理指标和景观指标,能够用于城市化水平基础上的城-郊-乡梯度划分;(2)随着城-郊-乡梯度的变化,城市化各指标值呈现逐渐减小的趋势,城区的不透水下垫面面积比例(80%左右)、道路网密度(14 km/km2左右)、景观形状指数、香农多样性指数均最高;(3)昆明市各区内的城市化指数UI平均值表现为:官渡区>五华区>西山区>盘龙区,其中官渡区的变异系数最小,五华区的变异系数最大;(4)昆明市中部总体来说城市区域的发展较为集中,郊区与城区的分界并不明显,其主要原因可能是受地形因素的限制。
    铜绿微囊藻对有机毒物菲的生理生态响应研究
    冯凡, 赵中华, 陈晨, 田园, 郦倩玉, 龚雄虎, 叶晨昊
    2018, (09):  2031-2041.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809014
    摘要 ( 624 )   PDF (994KB) ( 100 )   收藏
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    选取富营养化湖泊蓝藻水华常见优势种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa,M. aeruginosa)为研究对象,采用室内暴露培养实验考察多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)化合物菲(Phenanthrene,Phe)对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响效应和作用机制。研究结果表明,低浓度Phe(0.05~0.2 mg/L)对铜绿微囊藻细胞生长有不同程度的促进作用,0.2 mg/LPhe促进作用最为显著(P<0.05);高浓度Phe(0.5~1.0 mg/L)显著抑制铜绿微囊藻生长(P<0.05)。铜绿微囊藻典型生理指标细胞光合作用率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷氨酰胺还原酶(GR)酶活性以及丙二醛(MDA)含量同步分析结果显示,低浓度Phe通过增强SOD、GR酶活性,降低铜绿微囊藻细胞内MDA含量,提高藻细胞光合作用率,进而促进细胞增殖;高浓度Phe则通过降低SOD、GR酶活性,增加藻细胞内MDA产量,减弱细胞光合作用,从而抑制细胞生长。对不同暴露时刻藻细胞的生长抑制率进行回归分析可得EC50(半抑制浓度)随着污染暴露时间增加而减低,1dayEC50为1.27 mg/L,12dayEC50降至0.65 mg/L,即高剂量Phe(0.5~1.0 mg/L)对微囊藻细胞生长的抑制作用随时间延长逐渐增强。结合低剂量浓度下Phe对铜〖JP+2〗绿微囊藻生长的促进作用分析,湖泊生态系统Phe污染长期暴露对铜绿微囊藻生长生理特性及优势种的形成和维持具有不可忽视的作用。其中,铜绿微囊藻细胞主要生理指标SOD与GR对Phe污染胁迫反应灵敏,可用作评价PAHs等有机毒物对浮游藻类生理生态影响的生物标记物
    稻农低碳生产行为影响因素与引导策略——基于人际行为改进理论的多组比较分析
    沈雪, 张露, 张俊飚, 骆兰翎
    2018, (09):  2042-2052.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809015
    摘要 ( 436 )   PDF (847KB) ( 184 )   收藏
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    水稻种植是我国农业温室气体的主要排放源,有效引导农户进行水稻低碳化生产对减少农业温室气体排放,实现我国农业绿色可持续发展具有重要意义。基于改进的人际行为理论,建立稻农低碳生产行为影响机制理论框架,继而运用结构方程模型,实证检验了影响稻农低碳生产行为的主要因素及其影响路径。研究表明,低碳行为意愿与能力是激发稻农低碳生产行为的直接动因。行为态度、社会规范、环境情感通过影响低碳行为意愿作用于低碳生产行为。其中,行为态度的影响最大(0555),其次是社会规范(0232),环境情感作用最小(0153)。促进条件在意愿-行为、能力-行为的转化过程中具有显著的调节作用。进一步的多群组分析发现,受教育程度、家庭年收入、种植规模等变量在不同群组间的调节效应存在显著差异。由此表明,鼓励稻农适度扩大水稻种植规模,完善农业绿色生产补贴,加强水稻低碳生产教育与专业技术培训等是提高农户低碳认知与行为意愿,引导稻农从事低碳生产的有效手段
    长江流域国家级保护地空间分布特征及其国家公园廊道空间策略研究
    马坤, 唐晓岚, 刘思源, 王奕文, 任宇杰, 刘小涵
    2018, (09):  2053-2069.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809016
    摘要 ( 734 )   PDF (7950KB) ( 63 )   收藏
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    长江流域国家级保护地数量庞大、保护类型多样,为了实现对长江流域自然资源的整体保护和管理的目的,从全域尺度分析其空间分布特征是梳理长江国家公园廊道构建的重要基础。通过数理统计与ArcGIS空间分析,结合中国自然地理表征和人文地理表征,对长江流域现有8类共计996处国家级保护地空间的分布特征进行了研究,结果表明:(1)长江流域国家级保护地总体呈集聚分布,并形成三江源区域、三江并流区域、川西高山高原区域、秦岭中段区域、渝西盆地区域、环洞庭湖区域、环鄱阳湖区域、黄山区域、环太湖区域9个集聚区;(2)长江流域国家级保护地主要集中在中切割高山区和中下游低山丘陵平原区,覆盖了河网密布、水资源丰富、植物种类繁多、土壤肥沃、可达性较高、人口密度适中及经济发展水平较高的东部和中部区域。基于其国家保护地空间分布特征,提出构建“长江源头—入海口”重要保护节点、“洞庭湖—鄱阳湖—巢湖—太湖”重要保护片区、“武当山—华釜山—大凉山、巫山—武陵山—药山”重要保护带的“三重要”模式与“国家公园先行区—国家级保护地聚集区—自然、社会、经济优势区—原生动植物本底”的“四层次”体系相结合的长江国家公园廊道空间策略
    自然资源
    近期长江张家洲南水道强冲刷机理与趋势分析
    王淑平, 程和琴, 郑树伟, 徐韦, 陈钢, 赵军凯
    2018, (09):  2070.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809017
    摘要 ( 596 )   PDF (3929KB) ( 88 )   收藏
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    2016年9月利用多波束测深仪调查了张家洲河段河床微地貌的高分辨率形态与分布特征,结合1998年和2013年水下地形资料,分析了三峡截流以来该河段河槽的冲淤变化与演变趋势。结果表明:(1)张家洲河段整体呈冲刷状态,净冲刷量17.2×10.6 m3。其中,张家洲南水道是强冲刷区,最大冲刷深度约9 m;(2)河槽表层沉积物中值粒径为149.1~226.3 μm,与历史资料相比呈粗化趋势;(3)张家洲河段约82.9%的主航道发育了沙波,约14.0%的主航道发育了冲刷坑与冲刷槽,平床地形仅占3.1%。流域来沙量减少是张家洲河段整体冲刷的主要原因,而河流控制工程稳定了河势,迫使水流归槽,加剧了张家洲南水道的冲刷。随着流域来沙量持续减少,张家洲南水道主航道有可能进一步冲刷
    2015年冬季苏州城市热岛特征研究
    何松蔚, 王成刚, 姜海梅, 曹乐, 王新伟
    2018, (09):  2078.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809018
    摘要 ( 418 )   PDF (6137KB) ( 117 )   收藏
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    基于Landsat土地利用类型分类资料、夜间灯光影像资料、自动气象站资料以及大气边界层探测资料,划分出城市、郊区以及湖区代表站,分析了苏州2015年1月城市热岛日变化、昼夜差异特征以及城、湖温度差日变化特征,并对苏州城市热岛分布特征以及城、湖大气边界层结构差异进行分析。结果显示:(1)白天热岛强度小,09~17时热岛强度均小于1℃,最小值仅为02℃;夜间热岛强度大,19~05时热岛强度维持在12℃以上,最大值为17℃。(2)城、湖温差白天为正,夜间为负,市区变温速率比湖区快约02℃/h。(3) 苏州白天热中心形状不规则,范围大,城郊温差小,夜间形成单一封闭稳定热中心,热中心形状与市区有较好对应,城、郊温差维持在15℃左右。冬季地面盛行西北风,太湖湖陆风现象显著,湖陆风和盛行风向共同影响城市热羽向西南方向发展。(4)城、湖虚位温廓线在白天差异小,均有不稳定边界层形成,夜间市区仍维持不稳定边界层,而湖区有稳定边界层发展,近地层内干岛效应显著。(5)城市热岛影响范围有明显日变化特征,白天城市热岛影响范围小于40 m,夜间大于200 m。
    自然资源
    基于MIKE21和灰色模式识别模型的洪湖水质模拟与评价
    张婷, 王学雷, 耿军军, 班璇, 杨超, 吕晓蓉
    2018, (09):  2090-2100.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809019
    摘要 ( 380 )   PDF (5864KB) ( 102 )   收藏
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    认识自然和人为因素驱动下湖泊水环境质量的响应和变化规律,有利于更精确地进行湖泊水质模拟和评价。运用二维水质模型和灰色模式识别模型评价了不同污染源削减方案对洪湖水质的影响。基于2012年实测地形、水文、气象、水质和污染源定量输入,建立了洪湖二维水动力和水质耦合模型。模拟结果显示:水位率定和验证的均方根误差分别为0.10和0.08 m,总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数的率定误差分别为0.171、0.009、0.110和0.627 mg/L,验证误差分别为0.191、0.020、0.079和0.689 mg/L,水动力模型和水质模型的模拟结果满足精度要求。不同管理措施方案下洪湖水质的恢复效果比较显示,洪湖蓝田和下新河入水口各污染物指标浓度减少50%方案下,水质的恢复效果最好,全湖总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数均值减少率分别为37.2%、35.1%、37.3%和21.3%,全湖Ⅴ类水质水域基本不存在,全湖90%的区域水体水质综合等级达到Ⅲ类。影响洪湖水质恶化的驱动因子中,关键因素是径流入湖所携带的四湖流域上游地区的非点源污染物。应大力控制上游地区的非点源污染,积极开展洪湖东北部和西北部的湿地水生植被生态修复工程,恢复水体的截污和自净能力。

     

    整流幕对香溪河库湾水温特性影响数值模拟
    啜明英, 马骏, 刘德富, 杨正健
    2018, (09):  2101-2113.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809020
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    为了研究整流幕的作用机理并解决三峡水库支流库湾的水华问题,基于香溪河库湾2010年1~12月的水环境监测数据,利用CEQUALW2模型,分析比较了整流幕设置前后香溪河库湾水温的时空变化规律。结果表明:整流幕的作用效果因季节、位置、高度的差异而有所不同。整流幕可改变其上游侧水温,尤其是表层水温,夏秋季对水温的影响较大,降温时段也集中在夏秋季;整流幕高度越大,越靠近库湾上游,对水温的影响越明显;整流幕拦截水流的同时,也会促进上下层水体的掺混,减弱水温分层。

     

    黄壤坡面土壤分离速率研究
    王凯, 王玉杰, 王彬, 张守红, 王云琦, 王晨沣
    2018, (09):  2114-2121.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809021
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     黄壤坡面侵蚀是长江中上游泥沙的主要原因之一,因此对该地区的土壤分离过程的量化研究对土壤侵蚀机理研究的深入和水土流失防治具有一定的理论和实践意义。通过变坡水槽冲刷实验,研究了黄壤坡面土壤分离速率与坡度、流量及主要水动力参数间的关系,探寻模拟土壤分离过程的最优参数。试验结果表明:土壤分离速率与流量、坡度和多个水动力学参数都呈正相关关系。坡度和流量的幂指数均>1,表明二者在实验测定范围内对土壤分离速率有叠加增大作用。水流功率(R2=0.93)与土壤分离速率拟合方程的决定系数最高,表明用水流功率来描述土壤分离速率能获得更多有效信息。当单位水流功率>0.281 m/s后,土壤分离速率随其增大而剧烈增加。但是径流剪切力(与土壤分离速率的决定系数为R2=0.83)值的计算只需获得坡度和水深等数据,水流功率值的计算不仅要采集坡度和水深等数据,还要获得流速等获取难度相对较大的数据。因此,采用径流剪切力来描述土壤分离较水流功率更为方便,而采用水流功率来估算土壤分离速率更为精确。

     

    淮河上游全新世古洪水沉积学特征及古洪水事件气候背景
    王兆夺, 黄春长, 李晓刚, 周亚利, 庞奖励, 查小春
    2018, (09):  2122-2131.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809022
    摘要 ( 2795 )   PDF (2831KB) ( 84 )   收藏
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    通过详细的野外调查,在淮河上游的毛集河口发现了夹有一套淮河古洪水滞流沉积物层的黄土-古土壤剖面。对剖面进行详细观察、分层和取样,并对样品做粒度和化学元素分析,通过OSL测年进行控制点断代,进一步对该流域洪水事件与全球厄尔尼诺现象进行对比。结果认为:自8500a以来,在淮干上游至少发生了6次特大洪水,与厄尔尼诺现象有明显的响应关系。通过对沉积物不同粒级的组分含量对比,认为SWD在粗粒级范围为优势组分,而黄土古土壤在细粒级范围为优势组分,据此可以有效地对古洪水沉积物层加以识别。地球化学分析表明,剖面不同沉积单元上化学元素呈现出鲜明差异,表现为在SWD中SiO2和Th明显贫化,Fe2O3、CaO、MgO、P、V、Sr、Nb富集,Al2O3、Na2O、K2O、Cr、Zn、Rb在剖面各地层单元中没有表现出明显的区别,通过地球化学元素的富集或贫化特征亦可以很好地识别古洪水滞流沉积物层。通过对古洪水沉积物的识别得到了全新世以来淮河上游特大洪水信息,也一定程度上能够从沉积学角度佐证在该流域特大洪水的发生与全球厄尔尼诺现象密切相关。
    汉江流域1956~2016年汛期降水时空演变格局
    邓鹏鑫, 邴建平, 贾建伟, 王栋
    2018, (09):  2132-2141.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809023
    摘要 ( 533 )   PDF (2909KB) ( 83 )   收藏
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    基于汉江流域96个雨量站点1956~2016年长系列降水数据,采用数理统计法诊断了汉江流域汛期降水时空演变特征。研究发现汉江流域汛期面平均降水历年总体变化趋势不显著,但在1989年存在较强跳跃性,并伴随有22 a、8 a和3 a主周期震荡;受流域气候及地形影响,流域汛期降水空间分布不均。流域上游西南区和汉江下游等地常成降水中心,易形成“辐射型”、“南北型”和“东北-西南型”3种空间分布模态,方差贡献率分别为41.1%、12.4%和7.6%;近年来流域西南部汉中、安康、神农架地区及汉江下游天门、仙桃一带局地降水显著上升,流域东北部商州、凤镇一带及唐白河流域局地降水显著下降,汛期降水“东北-西南型”分布模态日渐走强。流域降水时空分布及演变特性直接关系到流域水资源合理开发与利用,进一步加深了对汉江流域降水要素变化规律的认识,研究成果对流域洪涝灾害应对、雨洪资源利用及水资源优化配置具有参考借鉴价值。
    自然资源
    基于遥感数据的PM2.5与城市化的时空关系研究——以成渝城市群为例
    吴浪, 周廷刚, 温莉, 刘晓璐, 朱晓波
    2018, (09):  2142-2152.  doi:10.11870/cjlyzyyhj201809024
    摘要 ( 582 )   PDF (9424KB) ( 62 )   收藏
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     采用1998~2013年卫星遥感影像反演的PM2.5全球高精度产品数据集,结合GIS空间分析、地理加权回归(GWR)以及地理探测器等方法,系统地分析了成渝城市群城市化与PM2.5分布之间的关系。结果表明:(1)1998~2013年成渝城市群城市化速度较快,城市区域的PM2.5均值明显高于非城市区域,说明城市化对PM2.5具有一定的影响;(2)近16 a PM2.5重心与城市重心整体上都向东南方向移动,且两者每年在经度上的波动方向基本相反;(3)夜间灯光数据与PM2.5在空间分布上具有较好的一致性,且1998~2013年两者的GWR全局R2在0.86~0.95之间,相关性显著,研究区内城市化和人类活动对PM2.5的分布具有明显影响;(4)地理探测分析表明不同城市化因子对PM2.5影响差异显著,从2006到2013年城区人口密度和建成区绿化覆盖率逐渐成为成渝城市群PM2.5分布的主要影响因子。

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