淮河流域近50年来气候变化及突变分析

基于淮河流域1961~2015年的主要气象数据,采用趋势分析、M-K检验和R/S方法,对淮河流域的气温、降水和日照时数3个要素的时间序列进行趋势分析和突变点检验,结果显示:1淮河流域多年平均气温在时间上呈现明显突变上升趋势,其中大部分站点气温突变出现在20世纪90年代;流域南部的气温上升程度高于北部地区;从整个流域的Hurst指数分析来看,未来淮河流域的年平均气温仍将持续升高,但上升程度不显著。2淮河流域的年降水量在时间上呈现一定的减少趋势,并且发生多次降水突变现象;各站点的降水量变化不大,但均出现多次突变情况;从Hurst指数来看,流域未来的年平均降水量有上升趋势。3流域的年平均日照时数呈现下降趋势,但变化并不显著;各站点均出现明显的日照时数下降现象;从Hurst指数来看,流域未来的日照时数将继续下降。     

冰芯记录揭示Lambert冰川谷地是东南极洲重要的气候分界线

横穿Lambert冰川流域和沿该流域东侧中山站-DomeA断面考察现场观测结果显示，该流域东、西两侧降水量的空间分布明显不同，东侧符合从海岸内向陆不断减小的普遍规律，西侧最大降水量在距海岸300-500km区域，东侧平均积累速率较西侧高。冰芯研究提出，过去50年来温度和降水变化呈现相反趋势：东侧温度和降水都为升高；西侧降水明显降低，温度虽有降低迹象，但变化不明显。海岸带考察站温度记录以及南极地区水汽传输模拟研究也得出谷地两侧的温度和降水有很大差异。在100-200年时间尺度上，其差异虽有所减弱，但Lambert冰川流域仍然比较独特。因此，可以认为Lambert冰种谷地是东南极洲重要的气候分界线。     

宁波城市土地利用综合效益变化计量

遴选经济、社会和生态三方面评价指标构建城市土地利用综合效益评价体系,运用功效系数法分层计量宁波市2002~2013年土地利用效益,并与其他五个同类城市对比。结果表明:12002~2013年宁波市城市土地利用综合效益呈逐年递增趋势,但与同类城市相比仍较低,土地利用水平有较大提升潜力;2城市土地利用综合效益与城市发展程度、产业结构及布局有一定关系,宁波第三产业有待进一步挖潜;3宁波土地利用综合效益的变化与经济、社会、生态的发展变化呈现不同步性。     

赣江流域高分辨率卫星降水数据的精度特征与时空变化规律

提出了一种基于地面雨量计空间插值数据,从栅格单元、子流域以及全流域3种空间尺度上综合验证和比较卫星降水数据精度的方法.采用该方法,针对长江中下游赣江流域,以2003~2009年325个雨量站空间插值数据为基准,在日时间尺度上,综合评价了TRMM 3B42,TRMM 3B42RT,CMORPH,PERSIANN,GSMaP MWR＋和GSMaP MVK＋共6种高分辨率卫星降水数据的精度,揭示了精度指标的时空变化规律.结果表明经地面雨量计校正的3B42综合精度最高,在日均意义上略为高估了基准降水量,其他未经校正的5种数据均有较大程度低估.同时,6种数据在汛期的精度显著高于非汛期.随着时间尺度的扩展,卫星降水数据的精度有不同程度提高,其中3B42最明显.在赣江流域西部山区及北部山前区,卫星降水数据的精度较低,而在中部及东南部丘陵、盆地相对较高.随着空间尺度的扩展,6种数据的精度不断提高.本文为验证其他区域卫星降水数据精度提供了范例,并为进一步研究利用卫星降水数据分析流域水文过程提供了直接依据.     

重庆市五大功能区能源消耗与经济增长退耦研究

研究能源消耗与经济发展的关系对合理制定经济发展和环境保护的调控政策,促进社会经济可持续发展和节能减排目标的实现具有重要现实意义。收集了2000~2013年重庆市能源消耗与经济发展面板数据,采用退耦分析方法研究各功能区能耗与经济增长的关系。结果表明,2000~2013年,重庆五大功能区的能源消耗均持续增长,其单位GDP能耗表现出了高度一致的总体下降趋势,但区域间差异显著;五大功能区能源消耗与经济发展退耦指数值在0.37~0.64变动,均呈相对退耦状态,2010~2013年退耦强度显著增强;五大功能区之间的退耦程度存在显著差异,各区内也存在显著差异。结合能源消耗与经济发展的关系以及各功能区的定位,提出了五大功能区发展的对策建议,以期为各功能区的科学发展提供决策参考,也为其他地区提供借鉴。     

我国首次在北极地区进行第四纪孢粉研究—北极巴罗地区2000年以来气候和环境变化研究进展

北极地区是全球发生气候事件的敏感区,选择北极巴罗地区利用连续的湖泊沉积进行高分辨率的孢粉分析,恢复当地古气候与古环境是理想的。在北极地区的这种研究工作在我国尚属首次,其目的是通过对巴罗地区9支湖泊钻孔岩心的孢粉及微体古生物与地球化学、放射性测年等综合研究,重建研究区2000年以来气候与环境变化序列,为预测未来50年地区系统的区域乃至全球尺度的变化速度、幅度与趋势提供重要科学依据。     

黄河源区水循环变化规律及其影响

黄河源区的水文循环规律在20世纪90年代发生了很大的变化.河源地区水循环变化的主要特点是在降水量变化不大而且略有增加的前提下,径流量有比较明显的下降,而且径流也更加集中在汛期.河源地区的水平衡调蓄量一直处于负均衡状态,从而导致了该地区生态环境的恶化.径流减少的主要原因是蒸发量的增加.河源区径流量与上游各水文站的径流量有较好的相关关系,河源区径流减少,整个黄河上游地区的来水量也有下降趋势,影响全流域的水资源供需平衡.径流减少后当地生态环境恶化,河道系统的水文循环发生深刻的变化.今后的演变趋势是由于西北地区温度持续变暖,21世纪的水循环的演变趋势将是蒸发量增加,径流量进一步减少.因为水利工程的修建,局部生态环境恶化态势会有所缓解,但是对于下游的生态环境影响却很复杂.     

用混合回归模型预测黄河三门峡站年径流变化的初步研究

年径流形成过程受到很多因素的影响,对其未来的精确描述十分困难,常用的成因预测法和统计预测法都有其一定局限性.以年径流作为自回归因子,降水、气温和用水做为回归因子,建立了年径流预测的混合回归模型,并以黄河三门峡站为例,对黄河三门峡站天然年径流未来变化进行了6种方案下的预测.研究表明,混合回归模型既能较好地模拟气温、降水及耗水变化对年径流量的影响,也能体现年径流自身的演变规律.     

黄河流域土壤水分遥感计算及水循环过程分析

在1982～1998年AVHRR pathfinder遥感数据和黄河流域土壤水分、降水与蒸发观测资料基础上,应用土壤水分遥感估算方法,计算出17年来黄河流域1 m土体各层土壤水分;在获得土壤水分数据基础上,以黄河流域中兰州、头道拐、龙门、三门峡、花园口和利津水文站为控制断面,将黄河流域划分为7个子流域,结合1982～1998年的径流资料和气象观测资料,利用水量平衡方法分析了17年来黄河流域水循环动态特征.通过研究表明建立的大区域、连续时间段、厚层土体土壤水分遥感估算方法及其框架是可行的;黄河流域多年平均降水量一般在4000 × 108 m3,蒸散量一般在3000 × 108～3500×108m3,土壤水年变化量在正负500×108m3之间;兰州以上河段是黄河流域中比较湿润的地区,多年平均蒸散发占降水量的比率为57％左右;黄河流域中最干旱的地区是内流区和山陕河段,多年平均蒸散比占降水的比率为78%左右.     

鲁西欠发达地区城市建设用地变化的时空特征及驱动力——以聊城市东昌府区为例

十余年来,鲁西欠发达地区的城市建设用地明显增加,城市扩张速度明显加快。本文以聊城市东昌府区为例,以2000年、2007年ETM影像,2013年OLI影像为主要数据源,采用决策树分类法提取土地利用变化信息,建立土地利用转移矩阵,分析城市建设用地变化的时空特征,进而采用主成分分析法、逐步回归分析法对建设用地变化的主要驱动力进行分析。结果显示:13年来,东昌府区的建设用地面积增加了69.43 km2,新增的建设用地主要来自于对林地和农田的占用;城市建设用地由2000~2007年的向东部扩张转变为2007~2013年的向东部和南部扩张;与发达地区不同,工业化与第三产业发展水平以及城市公共交通的发展是影响东昌府区建设用地变化的主要驱动因子。     

Lambert冰川流域物质平衡和南极冰盖变化

对Lambert冰川流域的现场考察资料和浅冰芯研究结果显示，该流域东侧和西侧积累速率分布和过去几十年的变化具有明显差异：东侧平均积累速率较西侧高；近50年东侧处于增加状态，西侧则为明显减小。冰量平衡计算表明，该冰川流域目前处于物质正平衡状态，因而冰盖将趋于增厚。据现有资料估计分析，整个南极冰盖处于微弱负平衡。如果南极地区气候变暖，物质平衡将向正平衡方向发展，因而不会引起海平面上升。但是西南极冰盖的不稳定性可能随气候持续变暖而增强，成为引起海平面上升的最重要潜在因素。     

Leslie修正模型在人口预测中的应用

运用操作性强,可信度高的方法来准确预测未来人口的变化是一个国家或地区制定相应中政策的重要依据.决定人口发展的关键性参数是人口死亡率,妇女平均生育率和人口的初始年龄分布,本文通过对<中国人口统计年鉴>中部分相应数据进行统计分析,以2004年为初始年建立leslie修正模型对中国未来人口进行长期预测,发现人口总数从2005年到2050年总体呈先上升再稍有下降最终趋于平隐的趋势,人口总数将在2020年再次达到峰值.此外针对数据的无规律性建立GM(1,1)模型预测出未来20年市、镇、乡每类人口性别比呈缓慢的增长趋势.并运用预测数据结果对老龄化、抚养比、人口素质等人口特征指标进行简要分析.     

黄河主要来沙区林草植被变化及对产流产沙的影响机制

2000年以来,黄土高原林草植被状况明显改善,同期黄河水沙也明显减少.本文基于20世纪70年代末、90年代末、2010年和2013年卫星遥感影像,引入易侵蚀面积、林草地比例、林草地植被盖度和林草植被覆盖率等概念,并结合实地调查,分析了20世纪70年代以来黄河中游多沙区林草植被的规模、盖度和结构变化;引入产沙系数、径流系数和产洪系数等概念,在流域层面上剖析了黄土丘陵沟壑区林草植被覆盖状况与产沙、产洪和产水的响应关系,揭示了研究区近年水沙大幅减少的原因.研究认为,与20世纪70年代末相比,1998年以前林草植被变化不大,但1998~2013年林草植被覆盖率却由11%~25%增加到35%~55%,该改善过程恰是植被变化影响产沙的敏感阶段;高含沙洪水仍然是未来黄土高原支流的常遇洪水,但含沙量会降低.     

江西生态经济系统的能值分析及其指标动态研究

能值(emergy)作为价值的一种测度方法,被用于评价维持包括人类经济活动在内的生物圈的能量与资源的流动。本文运用能值理论与方法,对江西省1995~2000年的净能值产出率、环境负荷率、可持续发展指数等指标及其变化趋势进行分析,并与其它国家和地区的有关指标进行比较研究。分析结果为(1)1995~2000年江西的净能值产出率变化曲线呈先下降后上升趋势,大小在2·63~2·93之间,表明江西是一个资源输出型的生态经济区域;(2)可持续发展指数变化曲线与净能值产出率变化曲线的趋势一致,也呈先下降后上升趋势,大小在1·05~1·21之间,表明江西经济有较大的发展潜力;(3)环境负荷率的变化曲线呈上升趋势,这与江西经济发展过程中对资源的利用和进口资源及劳务能值量增加有关。     

浙江沿海县域经济增长分异的空间统计

应用泰尔指数、探索性空间数据分析方法研判1981~2013年浙江省沿海区域经济增长分异的时空格局,发现:(1)浙江沿海县际差异最大,市际和带际差异较小;(2)浙江沿海县域经济增长分异呈现显著的空间自相关性,空间马太效应初现;(3)杭嘉湖绍地区、甬舟地区的县(市/区)多是浙江沿海经济增长的热点区,而温台地区的县(市/区)则多为浙江沿海经济增长的冷点区。总体而言,30多年来浙江沿海县域经济增长总体趋势仍未突破以杭州、宁波为中心的城镇密集区主导的增长轨迹。     

宁波县际人居环境与经济发展协调度分异

城市是人类聚居的核心,也是经济发展的重心,人居环境与经济发展的协调是城市与区域科学研究的重点领域。以宁波县际人居环境与经济发展协调性为研究对象,采用主成分方法计量2002~2013年人居环境、经济发展的得分,并运用模糊数学法测度二者协调度。研究得出:(1)2002~2013年宁波市人居环境与经济发展的协调状态总体由双系统低水平的高度协调向双系统提质的高度协调演进,其中奉化、宁海协调程度向高水平趋近,宁波中心城区、象山协调程度呈波动状的逆向演进,余姚、慈溪的协调程度无显著变化;(2)2002~2013年宁波市县级人居环境与经济发展的协调程度空间分异显著,即西北部趋稳,西南部正向演进,东部逆向演进;(3)宁波县际人居环境与经济发展协调状态在2005、2007、2009、2011、2013年呈现显著的下降态势,且西北、西南、东部县际发展度存在一致性。     

NSF材料科学十年——基金项目分布及趋势变化分析

结合文本挖掘技术与定量分析方法,以美国国家科学基金会(NSF)材料学部2007~2016年十年基金资助项目为分析数据,从项目的资助机构分布、重点资助方向、资助类型等角度开展统计分析,展示了学科总体资助趋势变化与重点资助项目构成。同时利用隐形语义模型和K-means++聚类算法对项目申请书摘要进行主题分析,并使用回归拟合分析项目主题的投入金额变化趋势,直观展现了项目主题十年间的发展变化趋势。通过基于数据的统计分析与文本挖掘分析,客观地呈现了NSF材料学部资助项目的发展轨迹、现状与未来发展趋势。研究发现,NSF材料学部的资助金额近年来呈持续下降的趋势,2011年之后几乎不再资助大型研究中心与大型仪器设备;在通过聚类分析方法发现的47个材料领域项目主题中,NSF对材料相关仪器设备的投入不论是资助金额还是资助数量均远高于其他项目主题,尤其重视射线光源和显微镜成像等材料相关表征设备。从主题的资助金额时序中可以看出,"晶体生长"和"界面研究"两个主题在过去几年内的资助金额增长最为迅猛,可能是材料领域近期的资助热点。     

珠江入海水沙通量变化特征

入海水沙通量的近期变化是流域与海岸相互作用研究的焦点和核心内客.本文利用滑动平均法、秩次相关检验和线性回归检验等方法,对控制珠江入海水沙通量的博罗、马口和三水三个水文站1956～2000年的水文资料进行分析.结果表明:珠江入海水沙通量在年内呈季节性变化,4～9月份八海流量分配占全年的74.3～88.8%,含沙量占91.7～96%;三站含沙量在20世纪90年代之后均呈下降趋势,与同期流量比较,博罗、马口舍沙量产生突变并呈减少趋势,三水站流量相对同期舍沙量则产生突变并呈增加趋势.     

基于文献计量的地球关键带研究态势分析

地球关键带自2001年由美国国家研究理事会(NRC)正式提出后,美国、南非、中国和欧盟等国家和地区相继组织和部署了地球关键带研究项目,制定相关的研究计划,同时,建设了长期野外观测网络站点,以加强和促进地球关键带研究。本文基于SCIE文献数据库中2001~2015年与地球关键带研究相关的论文、研究综述和学术会议论文等分析发现:近15年,国际地球关键带研究论文总体呈增长趋势,并存在较大的波动;美国及美国研究机构在地球关键带研究的论文数量方面占绝对优势,中国研究机构的研究实力仍需进一步提高;从研究热点变化来看,各主要国家和机构所共同且最为关注的研究主题为关键带、水文学、土壤等;此外,跨学科研究已成为地球关键带研究的重要组织模式之一。最后,结合我国实际,提出了未来我国应该重点开展的4个研究方向。     

黄河下游水资源转化结构及其变化规律

在黄河下游河流生态环境需水量和河流系统功能研究的基础上,结合研究区域的实际情况,针对水资源在河流系统中的不同服务目标,将通过黄河下游各主要水文断面的水资源划分为生态环境水、资源水和灾害水3个组成部分(简称“三水”),并分别对“三水”的概念及其在实践中的意义进行了阐述.通过对1950～2001年逐日水文数据的整理分析,计算了每年的“三水”数量,探讨了50多年来“三水”的相互转化情况及其变化规律.结果表明,自20世纪50年代以来,尽管水资源优先用于满足河流系统功能最基本的需要,但可用生态环境水在比例增加的同时水量却不断减少,与黄河下游河道最小生态环境需水量的差值不断增大;而潜在可利用的资源水无论是数量还是比例均呈明显减少趋势.20世纪90年代以来,沿岸实际需水量已经超过潜在可利用的资源水量而需动用早已不足的生态环境水,使河流系统正常功能进一步受损、河道日益萎缩,进而导致灾害水在总水量大幅减少的情况下其比例及潜在危害仍无明显减小.