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当期目录

    2012年, 第27卷, 第5期 刊出日期:2012-05-20 上一期    下一期
    资源利用与管理
    经济发展与城市蔓延的Logistic曲线假说及其验证——基于华东地区典型城市的考察
    李效顺, 曲福田, 陈友偲, 牟守国
    2012, (5):  713-722.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.001
    摘要 ( )   PDF(1770KB) ( )  
    经济发展与城市蔓延一直是学者研究的热点,其假说大都建立在发展与保护矛盾不断激化的基础之上,论文基于国内外城市发展轨迹的判断,提出新的研究假说:经济发展与城市蔓延存在Logistic曲线关系,并选择华东地区典型城市进行实证检验。结果表明:第一,国外(区域)经济发展由快速城市化、工业化初级阶段过渡到高级或后工业化阶段进程中,对城市蔓延扩张的依赖程度逐渐减弱;第二,中国1978—2003年间经济发展与城市蔓延增长具有周期性波动特征,2003年以后两者波动出现明显脱钩或分歧;第三,实证结果显示,上海、南京、无锡和徐州的第二三产业GDP在分别达到2.91×1011、1.02×1011、4.43×1010、9.42×1010元时,城市蔓延扩张出现拐点,验证了研究假说,其规模上限分别为8.99×104、6.01×104、2.20×104、3.43×104 hm2。研究结论能够为我国城市蔓延治理和公共政策调整提供科学依据和直接参考。
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    建设用地扩张与碳排放效应的库兹涅茨曲线假说及验证
    张润森, 濮励杰, 文继群, 许艳
    2012, (5):  723-733.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.002
    摘要 ( )   PDF(1685KB) ( )  
    论文基于无锡市1996—2008年的土地利用和能源消耗数据,分析了无锡市13 a间建设用地扩张及碳排放特征,并构建了建设用地比例与碳排放强度之间的库兹涅茨曲线模型,对无锡市建设用地扩张与碳排放效应之间的相关关系进行了实证研究,尝试验证库兹涅茨曲线在建设用地扩张与碳排放强度之间的存在性。结果表明:①建设用地总量在1996—2008年间迅速增长,绝对增长量44 032.97 hm2,且除了农村居民点逐渐下降以外,其余地类均呈逐年增长态势,无锡市1996—2008年间的碳排放基本上也呈现逐年增长趋势,绝对增长量1 936.38×104 t;②建设用地总量与碳排放强度之间呈倒U型曲线关系,即随着建设用地扩张至拐点后,碳排放强度则逐渐下降,且拐点位于建设用地比例1.91%附近,但是目前仅仅刚开始出现拐点的迹象,表明目前无锡市建设用地扩张还未完全达到集约及精明增长的标准,建设用地扩张对碳排放而言仍然具有较强的推动作用,但是可以预见,随着产业结构调整和能源技术的提高,碳排放强度会逐渐进入下降的阶段;③城市用地与碳排放强度之间为三次曲线关系,建制镇用地、农村居民点用地与碳排放强度之间分别为正相关和负相关线性关系,其他建设用地与碳排放强度之间则存在一种不明显的库兹涅茨曲线关系。建设用地地类组成的不同会导致不同形态的库兹涅茨曲线,由于城市用地和建制镇用地对碳排放具有明显的驱动作用,其比例的提高亦会促使库兹涅茨曲线更加陡峭,并延缓库兹涅茨曲线拐点的到来。
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    中国城乡统筹绩效评估与城乡统筹趋势的相关性分析
    徐美, 刘春腊
    2012, (5):  734-746.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.003
    摘要 ( )   PDF(3139KB) ( )  
    基于中国2000—2009年的城乡统计数据,从人口、经济、社会、生活、资源5方面构建城乡统筹绩效评估体系,综合运用熵权法、综合评判法、关联性分析和关联度计算等方法,测算了中国城乡统筹绩效,定量评价了中国城乡统筹趋势的相关性。结果表明:总体而言,中国城乡统筹总绩效系数偏离1的程度大,中国城乡差距明显并有逐渐扩大趋势。从城乡统筹单项绩效看,城乡人口统筹和生活统筹绩效逐渐趋好,城乡经济统筹绩效不甚明显,城乡社会统筹绩效波动变化,城乡资源统筹绩效较差。通过正负关联性的计算可知,城乡统筹绩效指数的总体发展趋势与城乡人口、经济和资源统筹绩效指数的发展趋势相一致,而与城乡社会、生活统筹绩效指数的变化趋势相反。从综合指标的关联度进行分析,发现城乡统筹总绩效与城乡资源统筹绩效、城乡经济统筹绩效和城乡人口统筹绩效的关系密切,资源经济和人口是中国城乡统筹的重点。此外,中国城乡统筹还存在较大的内部差异,比如总量和平均量的差异、投入与产出间的差异、大区域之间的差异以及省际差异。
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    荒漠绿洲调亏灌溉条件下辣椒耗水规律研究
    黄海霞, 韩国君, 陈年来, 黄得志, 张正, 张凯
    2012, (5):  747-756.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.004
    摘要 ( )   PDF(1796KB) ( )  
    以陇椒2号和美国红为试验材料,在民勤荒漠绿洲大田条件下研究了辣椒的耗水规律、产量、水分利用效率和生物量对调亏灌溉的响应。结果表明,辣椒耗水量与灌水量显著正相关,制干专用品种美国红的耗水量(434.63 mm)显著小于鲜食品种陇椒2号(482.10 mm)。两品种耗水强度均表现为结果盛期>定植—坐果期>结果末期,美国红3个时期各处理的平均耗水强度分别为4.30、3.89、2.82 mm/d,陇椒2号分别为4.85、4.03、3.57 mm/d。耗水模数表现为结果盛期>定植—坐果期>结果末期(结果盛期调亏处理除外),充分灌水条件下,两品种耗水模数相当,3个生育期分别约为46%、40%、14%,各生育期进行调亏灌溉均会显著降低其耗水强度和耗水模数,结果盛期最为明显。产量和生物量对结果盛期中度和重度调亏灌溉最为敏感,其次为定植—坐果期重度调亏,美国红产量分别较对照降低25.24%、40.71%、14.17%,单株生物量分别降低7.43、14.18、21.38 g;陇椒2号产量分别降低22.93%、32.37%、16.77%,生物量分别降低9.15、15.87、23.34 g。定植—坐果期中度调亏对产量和生物量的影响均不显著,产量水分利用效率分别增加0.51 kg·m-3和0.40 kg·m-3,因此,在定植—坐果期进行中度调亏灌溉(土壤相对含水量为55%~65% θf, θf指田间持水量),其他生育期充分灌水(土壤相对含水量为75%~85% θf),可以实现节水高效。
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    资源安全
    基于系统动力学的区域耕地压力指数研究
    谭术魁, 张路, 齐睿
    2012, (5):  757-765.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.005
    摘要 ( )   PDF(1990KB) ( )  
    论文采用系统动力学的研究方法,运用Vensim软件建立区域耕地压力系统动力学模型,通过仿真技术预测湖北省2000—2020年耕地面积、粮食产量、耕地缺口、耕地压力指数等的变化趋势,并通过设置4种不同情景,模拟仿真湖北省耕地压力指数的变化。得出:①在粮食单产、科技水平受限,总人口、人均粮食消费量不断上升的状态下,湖北省的耕地缺口在未来一段时间将不断加大,耕地压力指数不断增高,耕地安全受到严重威胁;②合理调整耕地保护政策对耕地安全具有积极意义,确保每年耕地增加幅度保持在10%以上、耕地减少幅度控制在10%以内,才能保证湖北省的耕地在未来20 a内保持在安全状态。
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    太湖流域暴雨时空特征研究
    于文金, 阎永刚, 邹欣庆
    2012, (5):  766-777.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.006
    摘要 ( )   PDF(3895KB) ( )  
    暴雨灾害是一种主要的气象灾害,论文选择经济发达的太湖流域为研究区域,运用小波、线性趋势模拟、P-Ⅲ型概率密度函数、Mann-Kendall法等方法对太湖流域暴雨的时空变化特征及趋势进行分析研究。研究结果显示:①太湖流域55 a平均年暴雨日数有2.9个,年际变化幅度比较剧烈。1991—2000年是暴雨日数多发期, 1959、1968和1978年暴雨日数较少,呈弱"倒U"型。暴雨频次平均值的空间分布呈现南多北少、西多东少的分布格局。暴雨量与暴雨日数的空间分布并不一致,出现北多南少、东多西少的分布。②研究显示P-Ⅲ曲线方法在区域降水极值的研究方面具有较好的效果,太湖流域年最大日降水量趋势呈现"U"型,与太湖流域年暴雨日数的演变特征呈现不一致的趋势。55 a来,太湖地区发生的最大暴雨在250 mm内,即200 a一遇的暴雨洪水为该地区暴雨灾害的近代极值。③典型站点年暴雨降水量均有不同程度的增加趋势,以太湖中部以南的三个站点东山、杭州、慈溪最为显著,各点均存在不同程度的突变,但突变时间存在差异。④太湖流域夏季暴雨呈现2 a、9 a、13 a、25 a等多尺度的周期变化,各波动周期稳定性和显著性不同。
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    资源生态
    基于遥感的千烟洲人工林蒸散及其组分模拟研究
    魏焕奇, 何洪林, 刘敏, 张黎, 于贵瑞, 闵程程, 王辉民, 刘影
    2012, (5):  778-789.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.007
    摘要 ( )   PDF(3070KB) ( )  
    论文通过改进遥感蒸散模型的关键参数,结合遥感数据和气象观测数据,对2003—2008年江西千烟洲人工林生态系统蒸散及其组分进行模拟,并利用涡度相关技术获取的蒸散实测数据对模型模拟结果进行验证和评价。结果表明:①年均蒸散总量模拟值比实测值偏低2.4%,决定系数与均方根误差分别为0.83和0.61 mm·d-1。②土壤蒸发、林冠截留蒸发和植被蒸腾分别占总蒸散量的12%、23%和65%。其中,土壤蒸发季节及年际变化相对稳定;林冠截留蒸发季节变化明显且在不同年份差异较大;植被蒸腾季节变化明显,但年际变异较小。③1—3月植被光合作用较弱,植被蒸腾与蒸散比小于30%。随着植被蒸腾的增强,从4月开始植被蒸腾与蒸散比迅速增加,在生长旺季(7月底)可达到约90%。由于该模型所需数据在区域尺度较易获取,从而为开展区域尺度中亚热带人工林生态系统蒸散及其组分模拟提供方法支撑。
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    水文变异条件下的东江流域生态径流研究
    张强, 崔瑛, 陈永勤
    2012, (5):  790-800.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.008
    摘要 ( )   PDF(1710KB) ( )  
    东江流域的河川径流受气候变化和人类活动的双重影响产生了水文变异,河流生态系统适应了变异前的水文状态,变异后必然会给当地生态系统带来不同程度的影响。因此,论文运用多种检验方法并结合东江流域的实际情况对其水文变异做了系统的分析。在此基础上,采用逐月频率法计算该流域4水文站的生态径流量 (最小、适宜和最大生态径流),得出以下结论:①Tennant的检验表明论文的计算结果是合理的;②龙川、河源、岭下3站存在显著变异,变异后3站不满足河流适宜生态径流量的时间都出现在6月,今后应在该月适当增加调水。同时,可参照文中计算值,建立东江流域生态径流调度预警机制,为流域生态系统的健康和水资源的管理提供科学保障。
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    基于GIS的滇池流域景观格局优化
    刘杰, 叶晶, 杨婉, 郭怀成, 于书霞
    2012, (5):  801-808.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.009
    摘要 ( )   PDF(9274KB) ( )  
    景观格局优化是景观生态学中的难点和热点问题。选择滇池流域为研究区域,在RS和GIS的支持下对2008年Landsat TM影像进行解译判读,获得景观类型图,运用最小耗费距离模型对区域景观格局进行优化。结合景观各组分生态系统服务功能价值和空间作用,构建了生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分,以加强生态网络的空间连通性,提高景观格局稳定性,完善生态功能。源地具有较高的生态系统服务功能,需要维持和增大源斑块面积。所构建城市区域廊道、森林生态廊道、农业生产廊道应采取保持廊道规模,建立缓冲区,加强植被绿化,减少污染物的排放等措施以提高整个廊道的连通性。节点位于景观生态流和连通的重要位置上,需要加强控制。该研究对流域生态规划和土地利用优化布局有一定的参考价值。
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    刈割对华北平原人工草地土壤呼吸速率的影响
    孙振中, 王吉顺, 潘国艳, 欧阳竹, 李发东, 程维新
    2012, (5):  809-819.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.010
    摘要 ( )   PDF(1963KB) ( )  
    根据中国科学院禹城综合试验站牧草生态试验场土壤呼吸测定数据,分析了刈割前后3年生和6年生苜蓿、白三叶及小黑麦4种人工草地土壤呼吸日变化特征及刈割对草地土壤呼吸速率的影响。结果表明:①刈割前不同牧草地的土壤呼吸强度差异明显,依次为3年生苜蓿>6年生苜蓿>白三叶>小黑麦,刈割后不同牧草地的土壤呼吸强度相差不大,土壤呼吸速率在3.0~3.5 μmol CO2·m-2·s-1之间;②刈割前不同牧草地的土壤呼吸日变化不相同,6年生苜蓿与小黑麦草地刈割前土壤呼吸速率由9:00开始逐渐增强,在12:00~16:00之间持续较高,以后逐渐下降,3年生苜蓿与白三叶草草地土壤呼吸速率在9:00~12:00之间逐渐升高,12:00到达峰值,之后逐渐下降;③与刈割前相比,4个处理牧草刈割10 d后其草地的土壤呼吸速率下降了30%~40%;④刈割前后Q10值在1~2.32之间,平均值为1.37,刈割前平均值为1.63,刈割后平均值降为1.10。
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    资源评价
    基于分形理论的中国原油管道网络结构研究
    杨足膺, 赵媛
    2012, (5):  820-831.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.011
    摘要 ( )   PDF(1991KB) ( )  
    为深入分析全国及各区域原油管网的结构与布局,揭示其空间结构特征,论文运用分形理论的三种维数:加权长度-半径维数、分枝-半径维数和关联维数,分别从密度、连通性及通达性研究了全国及各区域原油管网。研究结果表明:全国原油管网的密度和连通性均存在明显的东西分异特征,密度自东向西呈"线状-散点"的下降形态,连通性自东向西呈"散点-线状"的升高形态,而通达性则普遍较低;对各区域来说,东北、华北和华东等东部管网除连通性较低外,其他分形指标相对较高;西北管网的密度、通达性均不如东部,而且其新疆管网的连通性数值超过2,是不正常的连通结构;华南管网的多数分形指标均低于其他地区,其管网结构雏形尚未形成。
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    中国西北地区1961—2009年极端高温事件的演变特征
    陈少勇, 王劲松, 郭俊庭, 芦旭东
    2012, (5):  832-844.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.012
    摘要 ( )   PDF(4460KB) ( )  
    利用中国西北地区135个测站1961—2009年历年逐日地面最高气温和NCEP/NCAR资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall、子波分析、合成分析等方法,分析了近49 a西北地区高温事件的演变特征。结果表明:西北地区极端高温的高值区在新疆大部分地区、河西走廊西部、甘肃中北部、陇东南、宁夏北部和陕西,这些地方的高温阈值在30 ℃以上;区域年极端高温频率以1.8 d/10 a的速率显著增多,1970年代中期高温日数发生由少至多的转型,1994年有突变,高温频数有显著的3~5 a周期,目前仍处于高温频发阶段;极端最高气温介于22.5~47.8 ℃之间,最大值出现在吐鲁番盆地。4—10月皆可出现高温,但主要出现在6—8月,其中7月最多。6月高温频率增加最显著,其他月份增加不明显;高温越强,持续日数越长,高温频发的时段也是高温最强的时段。气候变暖导致极端高温事件增多,强度增强。从大气环流合成分析表明,乌山脊、巴尔喀什湖低槽和蒙古脊中高层位置稳定,大气为准正压状态,西北地区在蒙古高脊控制下,有利于形成大范围持续性高温天气。
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    土地利用功能分区若干问题探讨——以云南德宏州为例
    陈星怡, 杨子生
    2012, (5):  845-855.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.013
    摘要 ( )   PDF(3017KB) ( )  
    土地利用功能分区是我国第三轮土地利用总体规划修编中新生的一种分区,也是该轮市(地)级土地利用总体规划修编的核心内容。在剖析土地利用功能分区基本概念与内涵的基础上,对土地利用功能分区的理论基础和技术方法进行了综合评述。以云南德宏傣族景颇族自治州为例,在确定土地利用功能分区基本原则的基础上,根据《市(地)级土地利用总体规划编制规程》(TD/T1023—2010)的规定,结合德宏州实际,制定了土地利用功能分区体系,共计将德宏州划分为8个土地利用功能区,即基本农田集中区、一般农业发展区、城镇村发展区、独立工矿区、风景旅游区、生态环境安全控制区、自然与文化遗产保护区和林业发展区;同时,探索和确定了德宏州土地利用功能分区的基本思路、技术路线和具体方法步骤,并应用GIS技术编制了德宏州土地利用功能分区图。德宏州土地利用功能分区研究结果符合德宏州实际,对指导全州未来土地利用与管理具有重要的意义。
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    无定河流域1956—2009年径流量变化及其影响因素
    周园园, 师长兴, 杜俊, 范小黎
    2012, (5):  856-865.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.014
    摘要 ( )   PDF(1984KB) ( )  
    黄河是中国的第二大河,近几十年,黄河的径流量发生明显变化,分析径流量变化及驱动力,对流域治理及水资源的开发利用、解决水资源的供需矛盾,促进社会、经济、生态可持续发展等具有重要作用,因此分析径流量的变化趋势及驱动力已成为国内学术界的热点话题。无定河是黄河中游重要的一级支流,也是中游区水土保持措施实施最早的流域,因此以无定河流域为例分析黄河中游径流量的变化趋势及原因。论文首先分析白家川站1956—2009年径流量的变化趋势,并采用7种时间序列突变检验方法分析序列的突变点;其次,通过估算不同时期气候变化对径流量的影响,从而分析人类活动对径流量的影响。结果显示:1956—2009年无定河流域径流量显著减少,气候干旱化加剧;径流量时间序列突变发生在1971年和1997年,这与20世纪70年代大规模实施的水保措施及1997年以来的退耕还林等生态修复措施有关;70年代以来人类活动影响是径流量减少的主要原因。
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    SWAT模型降水输入参数的改进研究
    宁吉才, 刘高焕, 叶宇, 刘庆生, 谢传节
    2012, (5):  866-875.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.015
    摘要 ( )   PDF(2807KB) ( )  
    水文模型的运行和模拟精度,很大程度上依赖于输入参数的质量。论文通过不同途径获取的降水数据作为SWAT模型的输入参数,比较分析模型模拟精度。研究发现通常SWAT模型在模拟过程中选择的降水站点是固定的,如果某些年份缺失数据则会调用天气发生器,天气发生器基本可以满足SWAT模拟的需要,可以取得比较满意的结果。利用空间插值为缺乏降水观测的子流域提供降水输入参数,一定程度上提高了SWAT的模拟精度。不过在某些降水过程时空变率较大的情况下,空间插值的降水量往往偏低,导致SWAT模型对洪峰的模拟效果不好。
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    资源研究方法
    基于地面试验的土壤表面阻抗估算研究
    田静, 苏红波, 孙晓敏, 陈少辉, 杨永民, 荣媛
    2012, (5):  876-882.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.016
    摘要 ( )   PDF(1221KB) ( )  
    基于地面试验,利用土壤蒸发计算公式求算土壤水汽阻力的反推法,论文对土壤表面阻抗进行了估算,并研究了土壤表面阻抗与土壤含水量之间的关系。反推法所需参数土壤蒸发量由称重法获得,空气实际水汽压由观测的相对湿度和空气温度数据计算而得,土壤表面饱和水汽压由观测的土壤表面温度计算而得,空气动力学阻抗由观测的涡度相关数据计算而得。研究结果表明,土壤表面阻抗与土壤质量含水量之间存在较好的指数函数关系,即土壤表面阻抗随土壤质量含水量的增加呈指数函数递减,由此说明通过土壤含水量计算土壤表面阻抗是一种新的可行途径。另外,在计算过程中也发现空气动力学阻抗的准确计算是应用反推法获取土壤表面阻抗的最关键因素,也是给此方法带来不确定性最大的因素,较大的空气动力学阻抗误差甚至会使土壤表面阻抗出现负值。
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    专题论坛
    耕地资源非市场价值评价方法的研究进展与述评
    谭永忠, 王庆日, 陈佳, 牟永铭, 张洁
    2012, (5):  883-892.  doi: 10.11849/zrzyxb.2012.05.017
    摘要 ( )   PDF(959KB) ( )  
    论文系统梳理了国内外耕地资源非市场价值评价方法的研究进展,指明了今后该领域研究的努力方向。研究结果表明:国内评价耕地资源非市场价值的方法主要是CVM,研究方法单一,缺少同时运用其他非市场价值评价方法来对CVM的研究进行比较的案例,从而无法清晰辨识CVM的缺陷,并对其加以改进;而且,CVM方法本身存在一些不足,大多数CVM的应用尚停留在实施CVM实验并报告结果的初级阶段,对CVM的有效性与可靠性方面的相关研究不够。国外非市场价值评价方法表现出两个特点:一是研究方法不断拓展,Mixed Logit逐步得到应用;二是研究方法不断深化,对CVM的研究从调研内容与结果的报告,向检验结果的有效性、可靠性方向转变,进而转向CVM的经济学理论的探讨和研究;对CVM与预期不相符合的原因进行深入研究;对问卷的设计进行深入研究;并将非市场价值评价模型和方法与空间分析相结合。在此基础上,建议将CE模型引入中国的耕地资源非市场价值评价研究;加强耕地资源非市场价值的空间分异特征与分异规律,以及耕地资源非市场价值形成的空间分异机理和动态演变规律的研究;尝试调查问卷设计中的可视化研究。
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