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延河流域NDVI时空变化及其对降水变化的响应研究_杨丽红

延河流域NDVI时空变化及其对降水变化的响应研究_杨丽红
延河流域NDVI时空变化及其对降水变化的响应研究_杨丽红

延河流域NDVI 时空变化及其对降水变化的响应研究

杨丽红,张晓燕,姚小萌

(陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062)

摘要利用8km 分辨率的AVHRR/NDVI 数据分析了延河流域1982 2006年NDVI 时空变化特征及其对降水变化的响应。结果表明,

近25年来,延河流域年均NDVI 增长趋势并不显著,但存在明显的空间差异。延河流域西北部地区植被NDVI 显著增加;西南部地区NDVI 显著下降。从植被类型看,荒草地的年均NDVI 显著提高,林地的年均NDVI 显著下降。延河地区NDVI 变化与降水有密切的相关性,并且不同类型植被对降水变化的敏感程度存在差异,其中耕地和荒草地对降水变化最为敏感,其次草地,而林地受降水变化影响最小。

关键词NDVI ;植被;降水;延河流域中图分类号S161.6文献标识码A 文章编号0517-6611(2013)22-09381-04Changes of NDVI Spatio-temporal in Yanhe River Basin and Its Response to Precipitation

YANG Li-hong et al (College of Tourism and Environmental Sciences ,Shaanxi Normal University ,Xi ’

an ,Shaanxi 710062)Abstract The spatio-temporal changes of NDVI and precipitation in Yanhe River Basin were analyzed based on 8km resolution multi-tempo-ral NOAA AVHRR-NDVI data and precipitation data from 1982to 2006.Meanwhile ,the response of growing season NDVI to precipitation was

also studied.The results showed that in recent 25years ,the mean land cover (NDVI )and precipitation had no significant change in the Yan-he River Basin.However ,the NDVI and precipitation distribution of spatial were changed significantly.The NDVI value in the northwest area of the Yanhe River Basin ,which mainly covered with grassland ,was raised with decreased of NDVI value in the southwest area of the Yanhe River Basin ,which mainly covered with forest land.At the same time ,the effects of precipitation on NDVI were difference for different vegeta-tion types.The precipitation changes affected grassland NDVI significantly ,and followed with the farm land and grass-shrub land.Compared with grassland or farmland ,the precipitation effect on forest land was not significant.Key words NDVI ;Vegetation ;Precipitation ;Yanhe River Basin

基金项目

陕西省自然科学基金项目(2011JQ5005);霍英东教育基金

会高等院校青年教师基金项目(131025);陕西师范大学中央高校项目(GK261001004)。

作者简介杨丽红(1989-),女,河北邯郸人,硕士研究生,研究方向:

水土资源评价

,E-mail :yanglihong_2012@126.com 。收稿日期2013-07-25植被是联结土壤、大气和水分等要素的自然纽带[1]

,它对地表的年际覆盖变化有很强的指示作用[2]

。在植被覆盖

变化研究中,归一化植被指数(NDVI )能很好地反映植被覆

盖、生物量及生态系统参数的变化[3]

,现已被广泛用于植被

覆盖变化研究。气候变化是引发地表植被覆被变化的主要

原因之一

[4]

。随着全球变暖,北半球中高纬度地区植被活动

显著增强,有关植被与气候变化的研究已在全球和区域尺度广泛开展。研究表明,

植被NDVI 与气候变量具有很好的相关性,

特别是降水对其影响最为显著[5-6]

。但是降水对植被NDVI 影响力的大小与分布地区有关,如李春晖等通过对黄河流域不同区域的NDVI 与降水和径流关系研究,发现同一流域不同地区由于降水不同,NDVI 存在差异[7]

。孙艳玲等

对内蒙古地区NDVI 与降水关系研究表明,

NDVI 与降水正负相关并存

[8]

。由此可见,NDVI 对降水的敏感性在不同区

域存在一定的差异,

对于具体区域还需作进一步研究。延河流域位于黄土高原东南部,处于我国半湿润气候向半干旱气候的过渡带,水土流失是该区最主要的生态问题之一。近年来,

全球气候急剧变化,由气候变化导致的区域降雨量和降雨强度变化以及由此引起的地表植被变化是当前影响流域土壤侵蚀变化的最主要因素之一。笔者对该流域近25年来植被覆盖时空变化进行分析,

并探讨降水变化对植被覆盖的影响,以期为流域生态环境建设和土壤侵蚀研究提供科学参考。

1数据来源与处理

笔者采用的NDVI 数据是由Global Inventory Modeling

and Mapping Studies (GIMMS )提供的1982 2006年共600个半月最大值合成数据,

空间分辨率是8km 。该数据集由搭载在NOAA 系列卫星(NOAA 7、

9、11、14、16和17)上的高分辨率辐射计(Advanced Very High Resolution Radiometer ,AVHRR)数据计算得到[9],采用经验模态分解方法(Empiri-cal Mode Decomposition ,EMD ),消除由于大气校正、视角几何以及其他一些会引起植被不真实变化的因素[10]

,并对其进

行月最大值合成。由于半干旱区域存在明显的季节性,

生长季与非生长季植被覆盖存在很大差异

[11]

,非生长季植被覆

被差(<0.2),

NDVI 数据容易受积雪及土壤反射等因素影响,因此采用生长期NDVI 值来表征延河流域植被的年际变化情况,

即年NDVI 值是指5 10月的月NDVI 值的平均值。气候资料采用延河流域及其周边区域7个气象站逐日监测数据,

并根据流域内的3个站点(即安塞、延安和甘谷驿)的降水数据,利用多元统计对部分站点缺失年份进行插值,从而计算得到各站点1982 2006年逐月和逐年降水量,并在ArcGis (10.0)的空间分析模块下,采用Spline 插值方法得到延河流域逐年降水量Grid 图,统计得到流域1982 2006年逐月和逐年降水量。2结果与分析

2.1

流域植被NDVI 时空变化

对流域内多年平均NDVI

分析表明,多年平均NDVI 从3月份开始逐渐升高,7月份急剧增长,到8月份到达峰值,9月份值仍然相对较高,随后开始下降(图1a )。生长季(5 10月)NDVI 值总和为2.05,占全年总量的68%,其中8、9月份平均NDVI 是年均NDVI 的1.62倍。从年际变化来看,1982 2006年延河流域NDVI 呈

安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2013,41(22):9381-9384责任编辑宋平责任校对卢瑶

DOI:10.13989/https://www.sodocs.net/doc/006847402.html,ki.0517-6611.2013.22.079

微弱上升趋势,植被覆被略有增加(图1b )。20世纪80年代至21世纪初期,流域年NDVI 表现为1990、1998和2006年为波峰,

1995、1997和2000年为波谷的大振幅波动过程,总体未见明显增大趋势。

虽然整体上延河流域年NDVI 变化趋势不明显,但却存在着显著的空间差异(图2)。图2a 是通过将研究区内每个栅格的年NDVI 序列与其对应的时间进行相关分析,得出用相关系数表达的延河植被覆被年际变化趋势的空间分布。

若相关系数r >0,则表明1982 2006年该栅格所在位置年NDVI 有增加趋势,植被覆被在逐步提高;相反,若r <0,则表明当地植被覆被相对降低。同时,

对相关系数进行显著性检验,

图2b 显示了通过P <0.05显著性检验的植被覆盖年际变化趋势的空间分布。可见,

以林地为主的南部地区植被覆盖显著减少,以荒草地和草地地区为主的西北部地区植被覆盖显著增加

图11982 2006年延河流域NDVI 和降水的年内(a )和年际(b )

变化

注:a.相关系数;b.显著性检验。

图21982 2006年延河流NDVI 变化趋势的空间分布

2.2流域降水量时空变化对流域内多年平均降水量分析表明(图1a ),流域降水从2月开始逐渐升高,6月急剧增长,8月达到峰值,随后开始迅速下降。通过对多年平均降水量进一步统计得到,生长季(5 10月)降水量总和为447.90mm ,占全年总降水量的88%,而7、8月的总降水量为224.95mm ,占全年总量的44%。从年际变化来看,1982 2006年延河流域年降水量在整体上变化并不明显,但年际间波动差异很大(图1b )。80年代初期、

90年代初期、90年代后期和21世纪初期降水量相较多,1986、1995、1997和1999年降水量则相对较低,处于波谷。

图3a 通过将研究区内每个栅格的年降水序列与其对应的时间进行相关系数计算,得到用相关系数表达的延河降水量年际变化趋势的空间分布。若相关系数r >0,表示1982 2006年期间该栅格所在位置年降水量有增加趋势;相反,若r <0,则表示当年降水量降低;若r =0,则表示降水量没有变化。对相关系数进行了显著性检验,图3b 显示了通过P <0.05显著性检验的降水量年际变化趋势的空间分布。可见,在流域西南,降水量呈降低趋势,而在西北和东南相对呈上

升趋势,但整个地区的降水量变化均未通过显著性检验,表明这种变化并不显著。2.3

流域NDVI 与降水的相关分析

NDVI 的年际与年内

变化与降水量的变化存在一定的相关性,从年际变化来看(图1a ),流域NDVI 与降水量都存在着较大的年际波动,并且波动趋势相对一致;从年内变化来看(图1b ),NDVI (>0.2)自4月开始呈较快趋势增长,最大值出现在8、9月,10月开始出现较快的下降趋势。同期4月降水量开始增长,降水量最大值出现在7、

8月,9月开始出现较为显著的下降趋势,降水量和NDVI 各月的分布一致性较高,由此说明ND-VI 与降水有着密切的关系,并且NDVI 相对于降水量有明显的滞后趋势,时间约为1个月。

在年际上,流域年降水量与植被NDVI 显著正相关(n =25,R2=0.4349,P <0.05)(图4)。同时,逐栅格计算1982 2006年年降水量与NDVI 的相关系数并进行显著性检验(图5),发现在流域尺度范围内,植被NDVI 与降水的相关性存在区域差异。在流域西北部,

NDVI 与降水主要呈显著正相关关系(P <0.05),

而在流域的东南部,NDVI 与降水主要呈2

839安徽农业科学2013年

微弱的负相关

注:a.相关系数;b.显著性检验。

图3

1982 2006

年延河流域降水量变化趋势的空间分布

图41982 2006年延河流域NDVI 与降水的相关分析

2.4不同植被类型的NDVI 变化及其与降水量的相关性分

析通过比较1990、

1995、2000、2005年4期延河流域土地利用数据,对荒草地、耕地、草地、林地4种植被类型分布以及面积变化情况进行统计分析,最后选取接近于研究期(1982 2006)平均状况的1995年延河土地利用类型图(图6)作为研究基础,统计了不同植被NDVI 和降水变化趋势及NDVI 与降水的相关性(表1)。结果表明,

NDVI 对降水变化反应较为敏感性,

且不同植被覆盖类型对降水变化的敏感程度存在一定差异。NDVI 增长水平达到0.3以上的植被覆盖类型

有荒草地、耕地、草地、林地,其中达到该增长水平的区域占各自总面积的比例依次为荒草地73.3%,

耕地58.6%,

草地注:a.相关系数;b.显著性检验。

图5

1982 2006年延河流域NDVI 与降水量相关性的空间分布

34.6%,林地2.6%,并且通过显著性(P <0.05)检验的部分分别为40.4%、

33.1%、22.0%、24.5%。由此可以说明,25年间延河流域荒草地、耕地NDVI 呈显著增长趋势。同时,通过降水量的增减趋势可知,

4种植被类型所在区域的降水量均未发生显著变化,

仅草地、林地有微弱的减少趋势。从NDVI 与降水的相关关系来看,4种植被与降水均为正相关关系,其中有80.1%的荒草地NDVI 与降水显著正相关,耕地、

草地、林地依次为81.4%、44.9%、20.8%,由此说明,荒草地、耕地、草地对降水变化反应程度更为敏锐。综上表明,不同植被覆盖的变化对降水的响应存在一定的差异

[12]

,而

不同降水量对不同植被的影响程度的差异需要进一步深入研究,这对于生态需水、退耕还林还草等生态工程起着决定性的意义

[13-15]

对NDVI

时空趋势及其与降水相关性在不同植被覆盖

图6

1995年延河流域土地利用类型

下进行SNK (Student -Newman -Keuls 多重范围检验)检验

[16]

(表2)。不同覆被类型的NDVI 变化趋势存在显著(P

3

83941卷22期杨丽红等延河流域NDVI 时空变化及其对降水变化的响应研究

<0.05)差异,表明NDVI能够在流域的时空尺度上客观反映植物的覆被信息,是植被生长状态及植被空间分布密度的

良好指示因子[17]。而在不同覆被类型下,NDVI与降水相关性(r>0.3或P<0.01)的方差分析结果表明,除了荒草地和耕地没有显著性差异,其他相互之间均存在显著性差异。

总体上,延河流域不同植被覆盖变化对降水的响应存在一定差异。对于延河流域,以荒草地、草地和耕地为主的大部分地区受年降水量的影响显著,而以林地为主的西南地区受降水影响较低。因此,降水对延河流域中西部的大部分植被空间分布具有决定性的意义[18]。

表1植被NDVI年际变化、NDVI与降水、降水量年际变化显著相关区占各自植被类型总面积的比例%项目荒草地耕地草地林地NDVI与降水量r>0.395.895.274.957.7

r<-0.3

P<0.0584.385.560.036.1

P<0.0141.245.732.011.4 NDVI年际变化r>0.373.358.634.62.6

r<-0.30.53.28.443.3

P<0.0540.433.122.024.5

P<0.0117.013.19.117.4降水量年际变化r>0.3

r<-0.300.10.45.0注:r指相关系数,P指显著性检验水平。

表2不同植被NDVI年际变化及其与降水相关性的SNK检验SNK分组荒草地耕地草地林地NDVI年际r>0.30.444260.437100.433750.42368

变化r<0.3-0.41812-0.40393-0.42703-0.42075 P<0.050.015120.014950.007710.00093 NDVI与降r>0.30.505920.509040.495660.45548水量P<0.010.002420.002150.000310.00044 P<0.050.015040.014260.013990.01376

注:P指显著性检验水平,-表示两者没有显著性差异。

3结论

(1)从时间变化上看,研究期内(1982 2006年)延河流域NDVI和降水量年际变化都并不明显,但存在着相似的年际波动;年内分布较为一致,NDVI相对于降水有一个月的滞后期。

(2)从空间分布上看,NDVI变化趋势差异较大,以荒草地和耕地为主的西北部地区NDVI有显著的上升趋势,而以林地为主的西南地区NDVI呈有显著下降趋势。整个流域降水变化并不显著,仅西南部地区有微弱的减少趋势。

(3)不同植被NDVI与降水的相关性存在较大差异,以荒草地、草地、耕地为主的植被对降水变化较为敏感,而林地受降水的影响较弱。

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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪

12-16.

(上接第9362页)

误差小于基于单个传感器的均方误差,小于单纯只基于时间或空间的数据融合均方误差。将自适应加权两级融合方法应用在木材干燥窑温度检测系统中。自适应加权两级融合方法有效地提高了干燥窑内温度的检测精度,优于通常检测窑内温度时取算术平均值的方法,对研究数据融合技术和木材干燥工艺具有重要的意义。

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4839安徽农业科学2013年

(Kriging插值法)1961_2005年淮河流域降水时空演变特征分析

1961-2005年淮河流域降水时空演变特征分析* 卢燕宇1吴必文1田红1 孙维2 (1安徽省气侯中心,2安徽省气象信息中心,合肥230061) 摘要 利用淮河流域四省170个气象站点1961-2005年的降水观测数据, 降水量进行了插值,得到了1km×1km降水栅格序列。在此基础上,对淮河流域降水的时空格局及其变化特征进行了分析。结果表明,淮河流域降水量的空间分布基本呈南高北低的格局。近45年来淮河流域降水量的年际振荡较为剧烈,年降水量呈下降趋势,各季节变化趋势不一,但均未达显著水平。流域内汛期和年降水量的年代际变化则具有明显的阶段性,主要表现在90年代前基本为下降趋势,2000年后明显上升。当前,淮河流域正处于降水的高气候变率时期。45年来,降水的空间格局发生了一定的变化,表现在淮河中上游和淮河沿岸地区的降水量升高,而流域东北部的降水则呈下降趋势。 关键词 Kriging插值降水淮河流域空间分布变化趋势 1 引言 当前,气候变化及其对人类环境的影响已成为全球科学界日益重视的重大科学问题。政府间气候变化专门委员会( IPCC) 第四次评估报告指出,全球气候变暖必将导致降水量的时空分布变化,从而对水资源、生态系统状况和社会经济发展等产生深刻的影响[1]。淮河流域是我国重要的气候分界线,地理位置特殊,气候条件复杂多变,淮河流域洪水灾害是我国水患最为严重的自然灾害。20世纪90年代以来,尤其是进入21世纪后,淮河流域洪水灾害呈现不断加剧的趋势。同时,全球变暖所驱动的水循环和降水时空格局的变化将有可能进一步导致旱涝等自然灾害的频发[1-3]。因此,系统研究淮河流域气候变化尤其是降水变化的时空变化特征,对于认识淮河流域气候变化与洪水致灾机理间的相互联系,积极应对气候变化具有重要理论意义。 目前已有大量的研究在不同时空尺度上分析了我国不同地区和流域各气象要素的气候变化事实[4-8],然而,针对淮河流域气候变化的研究仍不多见。与此同时,目前针对气候变化的研究多是直接利用气象观测站点的离散数据,采用各种气象统计方法对多年时间序列的气象要素变化进行分析,可以认为是在空间有限气象站点的时间尺度的研究,然而气候现象是兼具时空属性的大气物理过程,在研究中必须考虑区域尺度上气候要素的时空变化特征,因此当前随着现代气候学、生态学以及3S技术的发展,许多气候变化的相关研究迫切需要高时空分辨率、空间栅格化的气象/气候要素数据[9]。 本研究试图在对淮河流域约170个气象站点1961~2005年实测降水数据进行空间插值的基础上,分析气候变暖背景下这一地区降水变化的若干基本事实及其时空变化趋势,以期科学认识该区域气候变化特征,并且为相关领域科学研究提供理论和数据基础。 2 资料与方法 *资助项目 中国气象局气候变化专项(编号CCSF2007-20)资助

2001年—2020年我国降水的时空变化特征

2001年—2020年我国降水的时空变化特征 摘要 本文利用TRMM卫星的降水资料,对我国2001年—2020年的平均降水和春、夏、秋、冬四个季节的平均降水进行了分析比较;然后选取了我国华北地区和西北地区对其十年间的降水距平和四季的降水距平进行了对比分析;最后对2005年和2006年全国的降水距平百分率进行了观察,结果表示:由于我国受季风气候、地形、地理位置等因素的影响,我国降水随着空间和时间变化而具有明显的变化;华北地区的降水距平高于西北地区,且波动更加剧烈,在西北地区春、秋、冬季的降水距平在零线附近,降水量保持在一个稳定的值,华北地区四季波动相对强烈。 关键字:降水TRMM 时空变化降水距平

目录 摘要.......................................................................................................... I Abstract .................................................................... 错误!未定义书签。第一章引言 . (1) 1.1研究意义 (1) 1.2研究现状 (1) 1.3本文研究内容 (2) 第二章资料和方法 (2) 2.1资料说明 (2) 2.2方法 (3) 第三章数据资料分析 (3) 3.1 2001年—2020年全国平均降水分布特征 (3) 3.2 2001-2020年降水的季节平均分布特征 (5) 3.3降水距平分析 (8) 3.4降水距平百分率分析 (10) 第四章结论 (11)

武汉市湖泊面积时空演变与驱动力分析

市湖泊面积时空演变及驱动力分析 实 验 报 告

成员: 一、实验背景 曾经,市数百个大小湖泊星罗棋布,遍布三镇,当之无愧地被称为“百湖之市”,湖泊成为市民的骄傲。然而,据2010年市水务局的调查数据显示,近几十年来的湖泊面积减少了228.9平方公里,五十年来近100个湖泊人间“蒸发”,中心城区仅存的38个湖泊,还面临着继续被侵蚀的危险。 众所周知,气候变化等自然因素是导致湖泊面积缩小和消亡的原因之一。但对市消亡的近百湖泊而言,这一因素几可忽略。随着经济的发展,社会的进步,在利益的驱使下,大量的湖泊被填,用以养殖或者建造城市用地。 客观地说,湖泊的大面积缩小和消亡,有着特殊的历史原因。市水务局的统计数据表明,市缩减的湖泊面积有六成是由于上世纪五六十年代填湖造地和围湖养鱼造成的,市的各大湖泊几乎均受波及。特别是面积较大的湖泊,在这一阶段面积剧减,有的甚至完全消失或转化为人工精养鱼池,如东西湖、汊湖等;有的则被切割成若干小湖泊,如沙湖、东湖等。 进入上世纪90年代,随着城市建设的发展,市逐渐加快旧城改造和城市道路建设,旧城的改造和城市的兴建,使得土地的价值不断上升,道路的规划和商品房、工厂厂房的兴建,在巨额利益趋势下,填埋湖泊的惩罚已经不被人所重视,填埋的湖泊特别是一些被污染了的湖泊上长起了繁华的街市,大量的湖泊在城市的喧嚣中流干了最后一滴眼泪。 二、实验意义 湖泊在生态系统中占据着重要的地位,是重要的国土资源,具有调节河川径流、发展灌溉、提供工业和饮用的水源、繁衍水生生物、沟通航运,改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能,在国民经济的发展中发挥着重要作用同时,湖泊及其流域是人类赖以生存的重要场所,湖泊本身对全球变化响应敏感,在人与自然这一复杂的巨大系统中,湖泊是地球表层系统各圈层相互作用的联结点,是陆地水圈的重要组成部分,与生物圈、大气圈、岩石圈等关系密切,具有调节区域气候、记录区域环境变化、维持区域生态系统平衡和繁衍生物多样性的特殊功能。湖泊的消亡将对陆地水文系统产生重要影响,它的主要危害是加剧洪涝、干

中原经济区城市间相互作用时空格局演变研究

收稿日期收稿日期:2013-05-23;修订日期修订日期:2013-12-09 基金项目基金项目:国家自然科学基金资助项目(41271144)、2013年度河南省政府决策研究招标课题(2013B053)资助。作者简介作者简介:刘静玉(1971-),男,河南林州人,副教授,博士,硕士生导师,主要从事城市-区域综合发展、城市规划与设计研究。E-mail:liujy@https://www.sodocs.net/doc/006847402.html, 中原经济区城市间相互作用时空格局演变研究 刘静玉,杨虎乐,宋琼,范晓霞 (河南大学区域发展与规划研究中心/环境与规划学院,河南开封475004) 摘要摘要:将中原经济区30个省辖市市区作为研究对象,按照由“线”→“点”→“面”的分析思路,运用引力模型、潜能模型与潜能得分模型、经济隶属度模型等各种模型,定量分析1990~2010年间中原经济区城市间相互作用时空格局的演变过程与特征。结果表明:城市间相互作用强度的时空差异明显。“线”层次上,城市间的引力和城市联结线数目的增多,逐渐形成辐射网络,引力和联结线数目的变化存在时空差异性。“点”层次上,通过“线-点”叠加分析,城市最大联结线数目增多和城市潜能等级提升的时空差异性明显。而且1990~2010年间各个城市潜能等级跃迁的时空差异明显。“面”层次上,近20多年来,区域中心城市没有变化,但4个中心城市的腹地变化明显,核心组团——郑州组团1990~2000年北扩,2000~2010年东扩;1990~2010年,潜能高值区域的空间收缩也表现出阶段性特征。关键词:城市间相互作用;城市潜能;中原经济区中图分类号中图分类号:F129.9 文献标识码文献标识码:A 文章编号文章编号:1000-0690(2014)09-1060-09 空间相互作用用以表达两地之间的相互联系程度[1],城市间相互作用的研究始终是学术界的热点之一。相关研究可归纳如下:第一,研究方法不断更新,多采用定性[2~4]、定量[5~8]以及定性与定量[9,10]相结合的方法展开研究。由于城市间OD(Origin-Desti-nation)交通距离数据获取难度较大,而采用理论模型[11~13]计算相对简单,因此,随着理论[14~18]和模型研究的不断深入,计量模型不断更新[19~24]。第二,数据类型多样化。研究数据分为静态数据和动态数据。因为属性数据的易获取性,研究中多采用由城市属性数据诸如GDP 、人口、投资、城市空间或时间距离等组成的静态数据[25~31]。但属性数据不能直接反映城市之间的动态关系,因此,学者多从人流、物流、技术流、信息流、金融流等方面收集数据[32,33],运用流数据进行研究[27,34~37]。但由于研究多为客货流总量数据[38]或铁路区段OD 数据(单元偏大、空间属性比较笼统),很少涉及城市间OD 数据,即使涉及也多采用替代指标[39]或推算的间接数据[40]。第三,计量模型多样化。计量模型是定量化研究的重要手段,传统的或改进的引力模型[22,41]、城市化曲线[42]、重力模型[20]、可达性模型[21]、地缘经济 关系分析模型[43]、中心职能强度指数模型[26]和城市流强度模型[44~49]是常用的计量方法。此外,相关系数、综合客货量模型[50]、投入-产出模型等也在相关研究中采用[51]。第四,研究内容不断细化。相关研究多从静态角度来研究城市体系某个时间断面上的 空间联系特征[40,52,53] ,并将空间联系细分为经济、 旅游、劳动力流动、行政、社会联系[26,50,54,55]乃至创新联系[56]等,其中以经济联系研究为主[57~60]。第五,主要研究邻近城市和城市群、城市带城市间的相互作用[26,43,45,46,48],针对城市群的研究多集中 于长三角[61,62]、珠三角[26,43]和环渤海城市群[48,63]。 相关研究的主要特点是:第一,数据类型由大量使用静态属性数据,转向动态的流数据。第二,从定性描述转向定量刻画。定量模型表现出多样化趋势,传统模型及其改进模型依旧发挥重要作用,新的计量、数理模型不断引进。第三,不同尺度的城镇体系内部城市间相互作用是传统研究热点,经济联系活跃的邻近城市、发育较好的城市群与经济区域同样是研究的热点区域。第四,城市间作用机理辨析、经济空间划分、区域空间结构优化是相关研究的主要目的。当然,相关研究也存 第34卷第9期2014年09月 V ol.34No.9Sep.,2014 地理科学 SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA

项目名称变化环境下关键水文情势演变过程与机理

一、项目名称 变化环境下关键水文情势演变过程与机理 二、推荐单位 河海大学 三、项目简介 气候变化与高强度人类活动的叠加干扰了水循环动力过程,增强了水循环要素变异的不确定性,改变了陆地水文情势的时空格局。国际水文科学协会新十年科学计划Panta Rhei指出:全球变化背景下水文情势演变机理是国际水文科学的前沿命题。依托国家自然科学基金重大/面上、国家科技支撑计划等项目,运用遥感反演、机理模型、数理分析、集合模拟等方法,在全球多卫星降水联合反演、区域尺度干旱演进过程与空间格局、流域尺度土地覆被变化对水文循环通量的影响、河流尺度水沙动态过程对大型水利工程的响应等方面,形成了一批具有国际影响的创新性成果,主要发现点和科学价值包括: 1、探明了全球变化背景下卫星降水时空误差的尺度转移机制,拓展了无资料地区水旱情势多卫星监测的新途径。揭示了新一代多卫星降水联合反演系统产生高雨强低估、低雨强高估的成因,识别了卫星降水反演中系统误差与随机误差之间尺度转移机制及其对水旱情势模拟与预报的影响。 2、揭示了变化环境下干旱情势演变过程与格局,完善了区域干旱监测与评估的科学体系。创建了基于陆气“水-热”动态平衡的帕尔默综合干旱指数,解析了不同气候区水分亏缺演进过程及其对降水和气温变化的响应机理,揭示了近半个世纪中国大陆持续干旱和极端干旱的时空格局与演变规律。 3、阐释了土地利用/覆被变化下流域水文情势演变机制, 丰富了变化环境的水文响应理论。发展了综合考虑水文模型“输入-结构-参

数”不确定性的贝叶斯集合模拟方法,探明了气候变化背景下水文循环通量对土地利用/覆被变化的多重空间响应机制。 4、解析了大型水利工程影响下河流水沙情势演变过程与机理, 发展了高强度人类活动影响下河流系统的适应性管理理论。提出了大型水库群中单个水库对河流水沙情势影响的诊断方法,剖析了梯级水库群中目标水库对下游水沙通量的影响,揭示了河流-水库系统水沙动态过程演变机理。 本项目在BAMS、JH等国际权威期刊发表SCI论文86篇,论文总他引1206次、SCI他引1035次。10篇代表作SCI他引366次,其中3篇入选ESI高被引,单篇最高他引104次。核心成果入选国际著名水文学家V. P. Singh院士主编的世界第一部水文手册《Handbook of Applied Hydrology》(第二版),被PNAS、BAMS、GCB等顶尖期刊引用。成果已应用于长江、黄河、淮河等流域,并被国际同行广泛引用及认可,他引作者包括生态水文学创始人Zalewski教授、标准化干旱指数创建者Serrano教授、国际降水工作组秘书长Maggioni教授、刘昌明院士、傅伯杰院士等团队,以及来自斯坦福大学、普林斯顿大学、加州理工大学、法国国家科学研究中心、瑞士联邦水科学与技术研究所的美、英、德、法、荷、澳等45个国家400余家研究机构的学者。主要完成人任立良担任国际水文科学协会副主席,是国际水文科学协会新十年科学计划Panta Rhei的主要发起人,雍斌担任国际水文气象TOP期刊J. Hydrometeorol.副编辑,李琼芳作为特邀编辑在国际水协会、北欧水文协会核心期刊Hydrol. Res.出版专刊,项目成果在国际水文学领域产生重要影响。

中国区域发展时空格局变化分析及其预测_贺三维

收稿日期收稿日期:2016-02-23;修订日期修订日期:2016-08-13 基金项目基金项目:国家自然科学基金项目(41601162、41571384)资助。[Foundation:National Natural Science Foundation of China (41601162,41571384).] 作者简介作者简介:贺三维(1987-),女,湖北荆州人,博士,讲师,主要从事城市与区域发展研究。E-mail:sanwei.87@https://www.sodocs.net/doc/006847402.html, 通讯作者通讯作者:王伟武,副教授。E-mail:weiwuwang@https://www.sodocs.net/doc/006847402.html, 贺三维,王伟武,曾晨,等.中国区域发展时空格局变化分析及其预测[J].地理科学,2016,36(11):1622-1628.[He Sanwei,Wang Weiwu,Zeng Chen et al.Spatio-tem-poral Pattern of Economic Development and the Forecast in China.Scientia Geographica Sinica,2016,36(11):1622-1628.]doi:10.13249/https://www.sodocs.net/doc/006847402.html,ki.sgs.2016.11.003 中国区域发展时空格局变化分析及其预测 贺三维1,2,王伟武3,曾晨4,刘明辉1 (1.中南财经政法大学公共管理学院,湖北武汉430073;2.中南财经政法大学地方政府研究中心,湖北武汉430073; 3.浙江大学建筑工程学院,浙江杭州310058; 4.华中农业大学公共管理学院,湖北武汉430070) 摘要摘要:基于1997~2010年的全国省级、地级市和县级多尺度社会经济发展数据库,采用GIS 与空间统计学相结合方法,揭示了中国经济发展的空间格局及其动态演变特征及时空格局的尺度依赖性,并对未来经济发展空间格局进行合理预测。结果表明:①1997~2010年中国经济的空间中心位于河南省境内,并呈现出西北移动的趋势,出现沿海-大陆共生的经济空间格局并逐步均衡化。②经济发展空间格局具有较为显著的尺度效应,其分布重心、形状和方位在不同尺度上发生变化;总体而言,空间尺度越小,其经济重心越偏向西南方向,其空间分布形状越接近于正圆,主轴方位越偏东。③预测结果表明未来10~20a 中国经济重心会继续向北移动,略微偏向东部地区,京津冀、长三角等沿海城市群仍是未来中国经济发展的主要增长引擎。研究结果可以为各级政府制定区域发展政策提供科学的理论依据。 关键词关键词:经济发展;空间格局;多尺度;标准差椭圆;灰色预测模型中国分类号中国分类号:F129.9 文献标识码文献标识码:A 文章编号文章编号:1000-0690(2016)11-1622-07 区域经济差异一直是经济学家和地理学家关注的重点和难点。在理论研究方面,新古典增长理论、增长极理论、库兹涅茨曲线、内生性增长理论、循环累积因果论等主流经济学理论一般忽视经济 活动的空间性[1,2]。20世纪90年代以后,随着新经 济地理学的提出,许多经济学家开始重视空间因素的作用,强调经济活动的空间依赖性、空间异质性和空间集聚特征[3~5]。目前经济发展空间格局正成为区域差异研究的核心问题,越来越多的学者予以重视,研究成果日趋丰富,主要归纳为四大特点:①区域差异理论由关注收敛与分异、内生与外生问题,开始注重空间区位和空间布局对经济发展 的作用[6,7] ;②经济发展空间格局关注空间和时间两个维度,更注重空间格局的动态演变过程和规律[8,9]; ③研究尺度趋于多元化,由区域、省级、地级市等宏观中观尺度转向于县级等微观尺度[10];④测度方法和技术手段日趋成熟,包括Moran ’s I 指数、局部Moran ’s I 指数、Geary ’s C 指数、热点分析、空间马 尔科夫链、探索性空间数据分析等[11~13]。然而,目前研究尚存在一些不足之处:①区域发展及差异等地理现象具有较强的空间尺度效应,基于多尺度对比和县级等微观尺度的研究尚不多[14~16]。②研究方法上,多采用地理空间方法(如探索性空间数据分析) 分析经济发展空间格局的集聚或扩散特征[17,18] 。它 侧重于空间数据的自相关问题,但忽略了空间数据的整体性、图像性以及空间格局之间的变异性[19]。因此,本研究将从省级、地级市、县级3个空间尺度上,采用空间格局统计方法来探讨中国经济发展的主体空间格局及其动态变化特征,并对比分析中国经济发展空间格局的尺度效应,结合灰色预测模型对未来中国经济发展进行时空格局预测,为相关政府部门制定发展政策提供理论依据。 1研究区域及研究方法 1.1研究区域及研究数据 为了揭示经济发展的空间尺度效应,研究以 地理科学 Scientia Geographica Sinica 第36卷第11期2016年11月 V ol.36No.11Nov.,2016

基于EOF的雅鲁藏布江流域干湿季降水变化的时空分异研究

Open Journal of Soil and Water Conservation 水土保持, 2014, 2, 37-42 Published Online December 2014 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/006847402.html,/journal/ojswc https://www.sodocs.net/doc/006847402.html,/10.12677/ojswc.2014.24004 Analyzing Spatial and Temporal Distribution of Precipitation at Wet or Dry Season in Yarlung Zangbo River Basin Using Empirical Orthogonal Function Xiongfei Wang1, Sisi Chen1, Jiaqi Zhang2 1College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming 2College of Tourism and Environmental Sciences, Shanxi Normal University, Xi’an Email: 919753286@https://www.sodocs.net/doc/006847402.html, Received: Nov. 18th, 2014; revised: Dec. 1st, 2014; accepted: Dec. 10th, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/006847402.html,/licenses/by/4.0/ Abstract According to the monthly precipitation data of 15 meteorological stations in the Yarlung Zangbo river basin during the period from 2000 to 2010, and using the method of empirical orthogonal function (EOF), we respectively calculated the spatial and temporal distribution characteristics of precipitation in wet and dry season and the time-coefficient series. The results showed that the EOF method was capable of revealing the spatial and temporal distributions of precipitation field for the Yarlung Zangbo river basin, with the first four EOFs reflecting the four vector distribution fields; furthermore, we can know that the cumulative contribution rate of precipitation is 99.84% at dry season and 89.81% at wet season. The main space distribution characteristic of dry or wet season precipitation is different distribution from west to east in Yarlung Zangbo river valley. It shows that the precipitation in western district is more than that in eastern district, such as Milin wide valley in the eastern end of Himalayas, which is one of most abundant precipitation areas, because it is influenced by the monsoon climate and the warm moist air flow from the eastern In-dian Ocean. However, due to the high altitude, the water vapor is hard to reach the west area. So the precipitation of west area is relatively less compared to the east. Keywords Yarlung Zangbo River Basin, Empirical Orthogonal Function, Precipitation in Wet and Dry Seasons, Spatial and Temporal Variation

武汉市湖泊面积时空演变与驱动力分析

市湖泊面积时空演变及驱动力分析

成员: 实验背景 曾经,市数百个大小湖泊星罗棋布,遍布三镇,当之无愧地被称为“百湖之市”,湖泊成为市民的骄傲。然而,据2010年市水务局的调查数据显示,近几十年来的湖泊面积减少了228.9平方公里,五十年来近100个湖泊人间“蒸发”,中心城区仅存的38个湖泊,还面临着继续被侵蚀的危险。 众所周知,气候变化等自然因素是导致湖泊面积缩小和消亡的原因之一。但对市消亡的近百湖泊而言,这一因素几可忽略。随着经济的发展,社会的进步,在利益的驱使下,大量的湖泊被填,川以养殖或者建造城市用地。 客观地说,湖泊的大面积缩小和消亡,有着特殊的历史原因。市水务局的统计数据表明,市缩减的湖泊面积有六成是由于上世纪五六十年代填湖造地和围湖养鱼造成的,市的各

大湖泊几乎均受波及。特别是面积较大的湖泊,在这一阶段面积剧减,有的甚至完全消失或转化为人工精养鱼池,如东西湖、汉湖等;有的则被切割成若干小湖泊,如沙湖、东湖等。 进入上世纪90年代,随着城市建设的发展,市逐渐加快旧城改造和城市道路建设,旧城的改造和城市的兴建,使得土地的价值不断上升,道路的规划和商品房、工厂厂房的兴建,在巨额利益趋势下,填埋湖泊的惩罚已经不被人所重视,填埋的湖泊特别是一些被污染了的湖泊上长起了繁华的街市,大量的湖泊在城市的喧嚣中流干了最后一滴眼泪。 二、实验意义 湖泊在生态系统中占据着重要的地位,是重要的国土资源,具有调节河川径流、发展灌溉、提供工业和饮用的水源、繁衍水生生物、沟通航运,改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能,在国民经济的发展中发挥着重要作用同时,湖泊及其流域是人类赖以生存的重要场所,湖泊本身对全球变化响应敏感,在人与自然这一复杂的巨大系统中,湖泊是地球表层系统各圈层相互作用的联结点,是陆地水圈的重要组成部分,与生物圈、大气圈、岩石圈等关系密切,具有调节区域气候、记录区域环境变化、维持区域生态系统平衡和繁衍生物多样性的特殊功能。湖泊的消亡将对陆地水文系统产生重要影响,它的主要危害是加剧洪涝、干旱、风沙以及土地沙漠化等灾害,进而破坏土地资源、水资源和生物资源,导致生态环境恶化。 湖泊与我们的生活质量息息相关,面对日益萎缩和消失的湖泊,我们应该具有一种责任感,树立保护湖泊的意识。本次实验就是从自身的专业知识出发,运用RS技术和GIS技术相结合,对湖泊空间数据和属性数据进行分析和输出,分析湖泊数量和面积的变化以及湖泊面积减少的驱动力,希望对市湖泊的综合治理和保护开发提供理论依据,并以真实的数据警醒呼吁大家在日常生活中注意保护湖泊,保护水资源。 三、实验方案 1、数据准备与处理 本次实验所用到的主要数据有:1980—2010年的遥感影像数据,市行政区划边界SHP 文件,75年?2010年气温、降雨等气象数据,市社会经济因素数据。数据处理过程主要包括波段合成、影像纠正、影像拼接和影像裁剪四个部分,最终结果是得到各个年份的市遥感影像图。波段合成就是用ERDAS勺layer stack功能模块将包含于每幅影像中的四个tif文件合成为一幅img影像;影像纠正是利用A0I裁剪的原理去除合成后影像的彩色条纹边缘部分,有些影像边缘较纯净,则不需要进行这一步骤;彫像拼接是将每个年份的四幅img影像通过erdas的 mosaic功能拼接得到一整幅图像;在影像裁剪之前,首先要将市行政区划边界SHP文件转化为img格式,利用mask功能用边界影像在各年份的拼接影像中裁剪出属于的行政区划的部分。

1970-2012年华北平原大气可降水量时空变化及其影响因素

文章编号一1672G6634(2019)03G0081G08D O I 一10.19728/j .i s s n 1672G6634.2019.03.0101970G2012年华北平原大气可降水量时空变化及其影响因素 田晓磊一李宝富一李学伟一李一婷一朱明博一王龙飞 (曲阜师范大学地理与旅游学院,山东日照276800 )摘一要一基于1970G2012年华北平原探空站和地面站气象资料, 分析了大气可降水量的时空变化特征及其影响因素.结果表明:(1)1970G2012年, 华北平原年均大气可降水量呈不显著下降趋势,速率为-0.10m m /10a .其中,秋季大气可降水量减少速率最高,为-0.18m m /10a .在空间上,华北平原东南部年均大气可降水量降低速率明显大于西北部.(2)近40多年来, 华北平原年均降水效率基本稳定,速率为-0.01%/10a .(3)在年和季节尺度上, 华北平原大气可降水量变化与降水量仅在冬季相关性不显著.在空间上,仅华北平原南部年均大气可降水量与降水量呈显著正相关 性;而降水效率与降水量在各尺度上均呈极显著相关性.(4)北半球极涡面积和亚洲区极涡强度分别对春季和夏季大气可降水量的变化影响较大.而秋二冬季,大气可降水量与西伯利亚高压和亚洲 经向环流关系密切. 关键词一大气可降水量;降水效率;大气环流;时空变化;华北平原中图分类号一P 426文献标识码一A 0一引言 大气可降水量(又称为空中水汽含量)是单位气柱中从地面到大气层顶的水汽总量,可表征降水的潜力, 也是评估空中水资源的重要依据[1G3]. 华北平原作为我国重要的政治二经济二文化中心,经济发展迅速二人口分布密集,对水资源的需求量迅速增加.同时,在全球变化背景下,近年来华北平原气温升高,降水减少,进一步 加剧了水资源的供需矛盾.目前,该区已成为我国水资源严重缺乏的地区之一[4].因此,从区域层面和国家需求来讲,开展以大气可降水量为代表的空中水汽资源演化过程与机制方面的研究,不仅有助于提高对空中水汽资源变化机理的认识,而且可为水资源极度匮乏地区制定科学的空中水汽资源开发与管理策略提供科学依据.目前,对于大气可降水量变化特征已有一些研究成果[5G7].例如,韩军彩[8]基于探空和再分析资料分析了华北地区1979G2008年水汽含量的时空变化特征, 发现水汽含量由东南沿海向西北内陆随纬度增高而减少;王旭丹等[9]研究表明华北地区1960G2005年水汽含量在不断下降.刘园园等[3]利用1964G2008年郑州站探 空资料,发现在长期线性趋势上,可降水量呈微弱下降趋势,并在1990年代末发生突变.曹丽青等[10]利用N C E P /N C A R 再分析资料研究了1948G2003年华北地区大气中水汽含量与极端天气事件的关系, 发现大气中水汽含量与南方涛动和厄尔尼诺都有较好的相关性.张秉祥等[11]分析了华北平原近30a 空中水汽含量与 降水量的关系,研究表明当空中水汽含量偏多(少)时,华北大部分地区降水量偏多(少).Z h u 等[1 2]研究发现水汽含量对大气气溶胶具有一定影响.S h i 等[1 3]研究了多种卫星资料在青藏高原地区对大气可降水量的监测能力.张扬等[14]指出虽然西北地区探空站点较少,但是探空资料可以较好反映空中水汽的时空变化规律 及其与降水量的关系.可见,与其它资料相比,采用探空资料研究大气可降水量相对简便[14].杨保东等[15]解读了1974G2000年河北地区大气水汽含量的变化趋势,发现了河北地区大气水汽含量的年变化总体呈现微收稿日期:2018G08G15基金项目:国家自然科学基金项目(41501211);曲阜师范大学国家级大学生创新创业训练计划项目(201710446006)资助通讯作者:李宝富,男,汉族,博士,副教授,研究方向:气候水文与生态环境,E Gm a i l :l e n n y 006@163.c o m.第32卷一第3期2019年6月一一一聊城大学学报(自然科学版)J o u r n a l o fL i a o c h e n g U n i v e r s i t y (N a t .S c i .)V o l .32N o .3J u n .2019

近10年中国大气PM_10_污染时空格局演变_李名升

地理学报ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第68卷第11期 2013年11月V ol.68,No.11Nov.,2013 收稿日期:2013-05-28;修订日期:2013-07-26 基金项目:林业公益性行业科研专项经费项目(201304301);教育部人文社会科学研究基金项目(10YJCZH130; 11YJA630008)[Foundation:The Forestry Public Welfare Project of China,No.201304301;The Research Projects of the Social Science and Humanity of the Ministry of Education,No.10YJCZH130; No.11YJA630008)] 作者简介:李名升(1981-),男,山东安丘人,博士,高级工程师,主要从事环境质量综合分析与评价研究。 E-mail:lims@https://www.sodocs.net/doc/006847402.html, 1504-1512页 近10年中国大气PM 10污染时空格局演变 李名升,张建辉,张殷俊,周磊,李茜,陈远航 (中国环境监测总站,北京100012) 摘要:为分析近10年来中国PM 10污染时空格局演变,运用统计学和GIS 方法对2002-2012年 PM 10监测数据进行分析,结果表明:①地级及以上城市ρ(PM 10)年均值由0.130mg ·m -3下降至 0.076mg ·m -3,达标城市比例由37.6%上升至92.0%;环保重点城市ρ(PM 10)日均值超标天数比 例由24.7%下降至7.0%。②12月份PM 10污染最重,其次为1月和11月;8月份污染最轻,其 次为7月和9月。③PM 10的重污染区域明显减小,由集中连片分布变为零星点状分布。但空间 格局未发生明显变化,北方尤其是西北、华北地区及山东、江苏、湖北一直是PM 10污染相对 严重地区。④北方地区PM 10污染重于南方地区,两者的差异主要发生在北方采暖期(1-4月及 11-12月)。⑤PM 10污染的改善主要体现在重污染城市的改善,1/10左右的重污染城市对降低 全国PM 10平均浓度的贡献约占1/3,而清洁城市PM 10污染则有加重趋势。⑥环保重点城市污 染天气以轻度污染为主,占全部污染天数的80.4%。受沙尘天气影响,3、4月份发生严重污染 天气的比例较高。 关键词:可吸入颗粒物;PM 10;时空格局;空间分异;空气质量 DOI:10.11821/dlxb201311006 随着工业化、城市化快速发展及机动车保有量的大幅增加,环境空气质量尤其是城市空气质量受到不同程度污染,已成为威胁可持续发展和人类健康的重要挑战。影响环境空气质量的主要污染物包括二氧化硫(SO 2)、氮氧化物(NO x )、臭氧(O 3)、颗粒物(PM)及有机物等。其中,颗粒物是空气污染中较为普遍且危害较大的污染物之一[1]。颗粒物中空气动力学直径小于或等于10μm 的称为可吸入颗粒物(PM 10)。由于PM 10能够进入人体的呼吸系统甚至深入肺泡进入人体的血液循环[2-3],对人体健康的危害更大。有研究表明:空气中可吸入颗粒物的浓度与呼吸统统疾病、心脑血管疾病等的发病率、死亡率有很强的正相关关系[4-5],此外,颗粒物浓度对大气能见度[6]和全球气候变化[7]也有重要影响。因此,围绕污染分布[8]、健康风险评价[9]、污染来源[10]、影响因素[11]、预测与模拟[12-13]等方面,PM 10的研究已经成为国际大气环境研究的热点之一。 PM 10是影响我国环境空气质量的首要污染物[14],开展对PM 10的相关研究对我国更具有重要意义。自2000年以来,众多学者在PM 10的污染特征[15-16]、健康评价[17-19]、源解析[20]、跨界污染[21]等方面取得了可喜的成果,分析气象因素[22-23]、沙尘[24]等条件对PM 10污染的影响,试图建立颗粒物的排放源清单[25],尝试应用遥感手段进行PM 10监测[26-27]。但这些研究多针对某一城市,且时间序列较短[15-16,18-20],缺乏大尺度长时间序列的研究,对PM 10空间分布规律的探讨更少。 本文利用地级及以上城市2002年以来的监测数据对PM 10污染时空格局进行分析,以

中国人口时空变化分析

一.研究区概况及数据来源 (2) 二.全国人口空间分布规律 (2) (一)人口空间分布 (2) (二)人口面积洛伦兹曲线 (4) 三.全国人口时序变化特征 (4) (一)全国人口时序变化 (4) (二)人口预测 (5) 三.全国人口空间变化规律 (6) 四.全国人口变化的空间相关性 (9)

1949——2009年中国人口时空变化分析 杜洋1,毛宇飞1 (1.北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京新街口外大街19号100875;) 摘要:本文的目的是通过对1949-2009年中国各省区人口统计数据的研究,获得中国人口时空变化规律。利用GIS技术和洛仑兹曲线,探究人口的空间分布规律;利用人口数学模型研究中国人口的时时序变化规律同时对人口进行合理的预测;引入水文学中的变差系数和偏态系数两个参数,探究全国人口空间分布变化规律,包括人口重心变化和人口平衡性变化;利用多元线性回归的内相关关系探究人口变化的空间相关性。 关键字:人口时空变化 一.研究区概况及数据来源 中国位于亚洲大陆的东部(北纬53°30′—北纬4°东经135°05′—73°40′)、太平洋西岸,陆地面积约960万平方公里。中国是世界上人口最多的发展中国家。第六次全国人口普查数据显示,我国总人口为1370536875人。计划生育是中国的一项基本国策。本文数据主要来源于《新中国六十年统计资料汇编》、1990-2009全国统计年鉴,以及全国1:500万矢量化地图。 二.全国人口空间分布规律 (一)人口空间分布 根据2009年全国各省市人口总量及行政区域面积,计算出各地的人口密度(人口密度=人口总量/行政区域面积),如图1。 从图中可以看出,东部人口密集,西部人口稀疏,东西部人口密度差别很大,其中全国人口密度最高的地区是上海,人口密度最高达3046.3人/平方千米,西藏人口密度最低,为2.4人/平方千米,上海人口密度为西藏人口密度的1269.292倍。 平原、盆地人口多,高原、山地人口少。东部的黄淮海平原、华北平原、长江中下游平原、珠江三角洲、四川盆地为我国人口高度密集区,人口密度多在400人/平方千米以上;而广大西北内陆人烟稀少,青藏高原、横断山区、天山南部人口十分稀少,人口密度在10人/平方千米以下。 经济中心和重点开发区人口密集。从图中可以看出人口密度大于1000人/平方千米的地区多为区域经济中心,如北京、天津以及上海,分别是京津冀城市群与长三角城市群的核心城市,在全国经济排名中占有领先的地位。

近 50年华北地区降水量时空变化特征研究

第25卷 第2期 自 然 资 源 学 报Vol 125No 12 2010年2月JOURNAL OF NAT URAL RES OURCES Feb .,2010  收稿日期:2008-06-24;修订日期:2009-10-06。 基金项目:国家科技支撑计划课题(2007BAC03A02);科技专项(2007FY120100);上海市气象局启明星专项(QM200801)。 第一作者简介:张皓(1982-),男,天津市人,硕士,工程师,主要从事作物生长模拟与气候变化影响方面研究。E 2mail:zhangh@cli m ate .sh .cn 3通信作者简介:冯利平,教授,博士生导师,主要从事作物系统模拟、资源利用与气候变化方面的研究。E 2mail:fen 2gl p@cau .edu .cn 近50年华北地区降水量时空变化特征研究 张 皓1,2,冯利平13 (1.中国农业大学资源与环境学院,北京100193;2.上海市气候中心,上海200030) 摘要:利用华北地区(京、津、晋、冀、鲁、豫)92个气象台站近50年的逐日气象数据,采用趋势分析法和小网格法分析华北地区降水量的时空变化规律,并利用GI S 工具实现空间分异表达。结果表明:华北地区降水相对较少,年均降水量为614mm 。年均降水量呈由东南向西北逐渐减少的趋势。春季降水纬向分布明显,而夏季降水经向分布更为突出,秋冬季降水与年降水分布相似。随着年降水量由多到少变化,多雨区由东部沿海向南部地区移动,少雨区呈由中西部地区向中北部地区移动的趋势。该区降水年际变异性强,年降水和夏季降水均呈明显的降低趋势,春季降水略呈升高趋势,冬季降水升高趋势更为明显。1980年为由多雨期向少雨期的转折点,降水量存在8~10a 的显著振荡周期。20世纪60年代为月降水正距平出现最多的时期,而80年代和90年代为月降水负距平出现最多的时期。华北地区降水量季节性差异明显,夏季降水集中,全年65%~85%的降水量集中在6—9月。 关 键 词:华北地区;降水量;趋势分析法;小网格法 中图分类号:P426161+4 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2010)02-0270-10华北地区主要位于半湿润半干旱地区,降水是其水资源的重要来源之一,影响着当地粮食生产、生态环境安全和社会经济的可持续发展。降水量变化的时空分布受季节、纬度和地理因子的影响,具有明显的年际和年内变化特点,对农业生产,特别是部分地区仅依赖雨养条件的农业生产来说,其影响尤为突出。研究华北地区降水量时空变化规律与特征,有助于合理利用降水资源和进行水资源的有效管理。 华北地区降水量的变化特征已有学者做过研究。牛存稳等 [1]分析了华北地区降水年代际变化、年际变化及其产生原因,孙燕等 [2]研究了异常降水在年际和年代际间的变化规律和特征,张利平等[3]归纳出华北地区降水存在的主要周期变化,陈烈庭 [4]对华北地区夏季降水标准差的空间分布和降水距平百分率年际和年代际变化的地域特征进行了分析。目前的研究对降水量空间变化涉及较少,分析精确度也较低,为了更为精确、深入地反映华北地区降水的时空变化特征,本文利用该区92个气象站点近50年逐日降水资料,采用小网格法划分精细化网格,拟合不同分区降水要素方程,采用GI S 逆距离加权插值法,分析华北地区降水的时空变化规律和特征,实现降水变化的空间分异表达,以期为华北地区降水资源科学合理利用和农业生产管理提供理论依据。

大学中国地理期末复习

中国地理复习 概念: 1通常用干燥度(K)表示地区干湿状况的综合特征干燥度是年潜的蒸发量与降水量的比值以干燥度为标志由南至北分湿润、半湿润、半干旱、干旱4个地带 2土地退化是指在自然和人类因素驱动下。土地质量变劣,土地生产力下降的过程,通常表现为水土流失、沙漠化、土地草化、盐渍化、土壤肥力下降和土壤污染等土地退化过程 3沙漠化是干旱半干旱和半湿润地区,由于气候变化和人类活动影响引起的土地退化,包括风蚀或水蚀导致的土壤物质流失,土壤的无力、化学和生物特性或经济特性退化,自然植被长期衰退。 4土地侵蚀是在水力、风力、冻融力和重力等自然力以及人类活动力的作用下土壤及其母质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程 5土地盐渍化,也称“盐碱化”是指在特定气候、水文、地质及突然等自然因素的综合作用下,以及人为引水灌溉不当,所引起的土壤盐化与碱化的过程,主要是土地质量的退化。 6土地盐化的成因是指成土母质中可溶性盐分,随水搬运至排水不畅的低平地段,在蒸发作用下累计地表,使土地产生盐化。 7土地碱化的成因是指土壤胶体从溶液中吸附钠离子的过程。 草地退化是指天然草地生物多样性减少、草群高度降低、覆盖度降低和生产力下降、生物地球化学循环失调的生态恶化的过程 中国的土地退化,以土壤侵蚀最为普遍,其次是草地退化 8自然灾害是指由于自然异常变化造成的人员伤亡、财产损失、社会失稳、资源破坏等现象或一系列事件。灾害系统由孕灾环境、致灾因子、承载体和灾情4个要素组成

9孕灾环境是由大气圈、岩石圈、水圈、生物圈、物质文化圈所组成的综合地球表层环境,但不是这些要素的简单叠加,而体现在地球表层过程中一系列具有耗散特性的物质循环和能量流动以及信息与价值流动的过程。 10致灾因子是指可能造成财产损失、人员伤亡、资源与环境破坏社会系统混乱等孕灾环境中的异变因子,包括自然、人为和环境3个系统 11承载体是灾害的承受者,包括人类本身及生命线系统,各种建筑物及生产系统,以及各种自然资源 12灾情是指在一定的孕灾环境和承载体条件下,因灾导致某个区域内、一定时期生命和财产的损失、资源和环境受损甚至破环的情况中国自然灾害的基本特征:1自然灾害种类多样且再次频繁2自然灾害灾情严重3自然灾害地域差异大 13中国自然灾害的空间分异取决于孕灾环境、致灾因子、承载体的分布 中国的水灾包括洪水和涝渍两种主要类型 14洪水是特大地表径流不能被江河、湖库容纳,水位上涨而引泛滥导致损失的灾害类型 15涝渍,是洼地积水不能及时排出所导致损失的灾害类型,多发生在蒸发弱、排水不畅的低洼地。 16地震是地壳中积累的地应力超过岩层所能承受的限度,岩层突然断裂或错位,使长期积累的能量急剧释放出来,并以地震的形式向四周传播所引起的震动 17中国的地震具有频率高、分布广、强度大、震源浅、地区差异明显等特点。主要分布在台湾、西南、新疆和华北等地区。地震引发滑坡、台风、海啸灾害现象。 18热带气旋,是一种发生在热带或者副热带海洋上的气旋型漩涡,依其强度,可以分热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风。台风

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