自然资源学报

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资源利用与保护

人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

王浩, 贾仰文, 王建华, 秦大庸, 周祖昊, 仇亚琴, 严登华

2005, 20(2): 157-162. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.001

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应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。

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资源利用与保护

黄浦江上游水源地水环境演变规律及其影响因素研究

车越, 杨凯, 范群杰, 张勇

2005, 20(2): 163-171. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.002

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黄浦江上游是上海市最主要的饮用水源地,近年来虽然保护力度不断加大,但水源水质并未得到显著改善。该文通过对近17年黄浦江上游水质监测数据的深入分析,系统探讨了松浦大桥取水口及其上游来水水系水质的空间分异和年际变化规律;并从周边区域发展与江浙来水水质、城市化进程与人口规模、当地经济发展与点源污染、土地利用方式与非点源污染角度诊断当前影响黄浦江上游水源地水环境质量的主要因素;最后从土地利用方式、产业结构调整、经济政策调控、流域环境管理等方面初步构建了黄浦江上游水源地保护的战略方案.

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资源利用与保护

绿洲浅层地下水位与水质变化对人为驱动LUCC的响应——以三工河流域为例

闫金凤, 陈曦, 罗格平, 许文强

2005, 20(2): 172-180. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.003

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以新疆三工河流域绿洲为例,应用遥感、地理信息系统、空间插值和统计分析的方法,初步分析干旱区绿洲土地利用/土地覆被变化对绿洲浅层地下水位水质变化的影响。研究数据包括1978、1987和1998年三期遥感数据和近25年8口常年观测井水位数据及1987和1998年两期20口观测井水质数据。结果表明,绿洲随着城市、工矿用地为主的非农业用地和以耕地为主的农业用地的持续增加,浅层地下水水位与水质发生了显著性的时空变化。冲洪积扇绿洲主要城镇聚居区地下水位以年均45cm的速率下降,冲积平原下部绿洲地下水位以年均7cm的速率呈现缓慢的上升趋势;绿洲地下水水质趋于恶化,矿化度总体呈现上升的态势,且冲积平原绿洲地下水矿化度上升的幅度普遍大于冲洪积扇绿洲,这与地形、水文地质条件、土地资源开发、灌排强度、地表蒸发、化学肥料和农药的使用密切相关。

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资源利用与保护

华北平原1981～2001年作物蒸散量的时空分异特征

莫兴国, 薛玲, 林忠辉

2005, 20(2): 181-187. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.004

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利用土壤—植被—大气传输机理模型(VIP模型),以GIS背景数据库(土地利用图、土壤质地图和数字高程图)为支撑,在NOAA-AVHRRNDVI数据和气象信息的驱动下,连续模拟了1981～2001年华北平原冬小麦和夏玉米生育期的蒸散过程。结果表明:模拟的作物蒸散量与Lysimeter观测值和其他学者的田间试验研究结果具有较好的一致性。华北平原冬小麦多年平均蒸散量空间上呈现南高北低的趋势,其中黄河以北地区和山东半岛的蒸散量在200～400mm之间,南部地区在400～466mm之间。对玉米而言,北部的海河低地平原以及津、冀、鲁的沿海地区多年平均蒸散量变化在230～380mm,其余大部分地区蒸散量在380～470mm。除本区最南端的极少部分地区外,华北平原大部分地区冬小麦生育期内的自然降水都小于蒸散量,水分亏缺量大于200mm,而夏玉米生育期内大部分地区的降水大于蒸散量。

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资源利用与保护

甘肃省农田水分平衡及其时空分布规律

封志明, 杨艳昭, 刘宝勤

2005, 20(2): 188-194. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.005

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采用农田水量平衡模型,以县域为基本单元,对甘肃省1961～2001年10种作物逐月天然状态下农田水分平衡时空分布规律进行了研究。结果表明:天然状态下,甘肃省多年平均农田需水量为121.06×10⁸m3;亏水量为43.28×10⁸m3;盈水量为0.62×10⁸m3,降水不能满足作物生长需求。在25%、50%、75%三种降水保证率下,作物的亏水总量分为35.99×10⁸m3、42.93×10⁸m3、49.85×10⁸m3,盈水量分别为0.61×10⁸m3、0.11×10⁸m3、0.00×10⁸m3。农田水分亏缺是甘肃省农田水分平衡的主要特征。对大多数作物而言,亏水量集中于夏季,10种作物夏季亏水总量占全年亏水总量的60.2%。全生育期棉花水分盈亏的稳定性最强,水量盈亏变异系数为6.9%,麻类最差,变异系数高达43.6%。全省天然状态下,农田亏水量由东南向西北、高山向河谷递增,农田盈水量由东南向西北递减,农田水分满足率与农田水分盈亏波动性具有从东南向西北递减的趋势。

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资源利用与保护

黑河下游河道渗漏规律研究

李云玲, 裴源生, 秦大庸

2005, 20(2): 195-199. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.006

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黑河下游河道都是天然河道,断面不规则,属宽浅型沙质河床,河道渗漏量大。下游的天然生态正是由于河道的渗漏水量补给地下水来支撑天然植被的生长,所以河道的渗漏对于下游生态意义重大。而对于黑河下游河道渗漏情况,长期以来没有系统地进行监测,利用常规的渗透系数法无法计算,目前大多是估计或者简化处理。论文根据水量实时调度和长系列水资源配置的需要,根据断面流量相关关系对其渗漏规律进行分析,分别得到了短期实时调度考虑河道前期水情状况影响下的河道渗漏规律以及长系列水资源配置情况下平均的渗漏规律。

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资源利用与保护

我国耕地总量的动力预测及其建议

孙娴, 林振山, 孙燕

2005, 20(2): 200-205. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.007

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近年来,我国耕地资源总量正在以较大的幅度逐年减少,其原因主要有:建设用地、生态退耕、农业结构调整、灾害损毁等占用,这将危及国家的粮食安全。为解决耕地面积大幅下降的情况,根据我国国情,建立了若干耕地总量动力方程。依据《中国的粮食问题》白皮书提出的实现粮食95%的自给目标,2010年耕地保有量应达到1.2166×10⁸hm2的要求,在数值模拟的基础上提出了若干保护耕地的方案,并对2004～2010年我国的耕地总量进行数值预测。预测表明:①以目前的耕地减损速度仅依靠每年从耕地后备资源中开发补充耕地很难保障国家粮食安全;②在我国耕地减少总量中,生态退耕占了很大的比重,如何协调好二者的关系是保证国家粮食安全的重要方面。因此,建议我国应在降低逐年上升的建设用地对耕地的占用,制订合理的退耕计划下,提倡精准农业、提高粮食单产、降低肉类消费。

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资源利用与保护

基于闽台对比的福建耕地变化趋势演绎

韦素琼, 陈健飞

2005, 20(2): 206-211. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.008

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闽台因其区域自然背景及历史文化的相似性和经济发展时序递差性成为区域对比研究的理想对象之一。利用闽台相关统计资料对比显示,闽台耕地变化共同呈现出先增后减、时有波动、总体减少的特点,但台湾耕地的先增后减时序后移,并且减少的总趋势较缓。以各市县平均耕地产出计算,福建新增耕地质量低于被占耕地质量,而台湾正好相反。文章最后通过对福建2010年耕地面积的多元回归预测以及闽台耕地对比演绎,说明福建要实现耕地保护目标,除了依靠严格的耕地保护政策外,依靠农业以及非农业的发展,提高现有耕地综合生产力更为重要。

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资源利用与保护

区域系统物质代谢研究——以江苏省南通市为例

于术桐, 黄贤金

2005, 20(2): 212-221. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.009

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为定量地描述一个区域对其自然环境的负荷,论文利用区域系统物质代谢的方法研究了南通市全市范围内食物、能量、水、物质和废弃物的输入与输出。在研究期限内(1996～2002年),固体废弃物输出的增长率高于固体物质输入的增长率,而废水输出的增长率低于淡水输入的增长率。南通市区域代谢的速率正在持续上升。2002年非食物性资源的消耗总量是食物需求的15.8倍。化石燃料能量及电能的消耗是人体能量需求的17.9倍,光合作用固定太阳能的48.36倍。南通市区域代谢的趋势是上升的。尽管各种物质与能量的利用效率提高了,部分物质的循环利用率也上升了,但是还不足以降低其对陆地、水体和大气环境的压力。最后提出降低区域代谢脆弱性、提高代谢效率的相关建议。

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资源利用与保护

中国海岛县际经济差异与今后产业布局分析

张耀光, 王国力, 肇博, 王圣云, 宋欣茹

2005, 20(2): 222-230. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.010

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我国12个海岛县,分散分布在黄海等四大海域中,由于所处的海域位置、海洋与岛陆资源丰度以及受市场机制与人文状况、海岛资源开发力度与所处行政区的影响,海岛县际之间经济存在一定差异。根据海岛县人均GDP计算的基尼系数和绘制的洛伦斯曲线图,可以看出海岛县经济差异在缩小。海岛县之间产业结构也存在不同的演进过程,根据主成分得分值,在坐标系上海岛县的具体分布,可以划分出产业结构的不同演进阶段和产业结构类型。目前,海岛县的经济虽然仍为资源型经济,但在开发利用资源方面,已从海洋生物资源利用为主,逐步转向以利用海洋空间资源、海洋非生物资源、岛陆土地资源和海洋生物资源并重的发展方向。一些陆域发展的产业也逐步向海岛转移和延伸,从而在海岛县经济结构中,二、三产业的比重有所增加。

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资源利用与保护

农地非农化经济驱动机制的理论分析与实证研究

曲福田, 陈江龙, 陈雯

2005, 20(2): 231-241. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.011

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协调好经济发展和农地保护的矛盾是实现我国社会经济可持续发展战略的重要基础,而农地非农化又是这一矛盾的焦点,合理调控农地非农化需要掌握其驱动因素的作用机理,辨识主导因素。论文从影响土地资源部门配置的社会经济因素出发,构建了一个农地非农化经济驱动机制的理论分析框架,并应用1995～2001年省级数据进行实证分析。初步分析结果表明,人口增长、固定资产投资是农地非农化的主要推动因素;土地利用的比较效益和耕地资源禀赋是农地非农化的基础因素;地方政府的收益以及地方政府的管制应对行为与农地非农化呈正相关关系,而土地的市场化配置程度与农地非农化的面积呈负相关关系。根据上述的研究结果,文章提出了相应的政策建议。

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资源利用与保护

黄河三角洲二元结构与多元可持续发展初探

步伟娜, 方创琳

2005, 20(2): 242-249. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.012

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黄河三角洲由石油资源的开发而兴起,其区位条件和油气资源条件都十分优越,但目前仍处于经济发达地区的低谷区。通过对二元结构系数的定量分析,发现该地区具有明显的复合二元结构特征,即“油地+城乡”,二元结构是制约三角洲持续发展的一个重要限制性因素。目前,石油产业的全面改组改制、优越的外部环境和自身基础条件、东营港扩建及其附属加工制造业基地的立项、综合性交通运输网络体系的形成等都是三角洲全面发展的难得机遇。要实现多元可持续发展的目标,必须转变观念,由“以油建城”到“以港兴城”、大力发展资源深加工工业和具有竞争优势的制造业;构建高效生态农业经济体系;推进城市的“内聚式”发展。

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资源生态

中国西部生态系统的水问题综合评估研究——以三工河流域为例

占车生, 夏军, 丰华丽, 刘苏峡, 刘蕾

2005, 20(2): 250-257. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.013

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基于中国西部生态系统综合评估的概念框架,提出了该评估的水问题评估目标和概念框架,并以三工河流域为研究对象,通过对不同年份生态系统服务价值的评估,以人工生态系统和天然生态系统服务功能最大化为原则,确定1987年的生态景观状态组合为生态系统保护的最佳生态目标。在此保护目标下,分别估算了河流廊道和河道外生态需水,判定三工河流域生态需水的阈值区间为17%～24%。其后,结合社会经济需水的预测情况,综合分析了当地居民福利变化的情况,并以河流廊道用水和河道外用水平衡、社会经济内部用水平衡以及生态系统和社会经济系统用水平衡为原则,提出了基于人与生态和谐的水资源配置的对策和建议。

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资源生态

长白山毛赤杨和白桦/沼泽交错带植物多样性分布格局

牟长城, 宋洪文, 苏平, 万书成, 孙志虎

2005, 20(2): 258-265. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.014

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采用样带网格调查方法和香农—威纳多样性指数分析方法,研究长白山毛赤杨、白桦/沼泽交错带和干扰白桦/沼泽交错带植物多样性水平分布和垂直分布格局。结果表明:①毛赤杨、白桦/沼泽交错群落植物多样性随着交错区环境梯度变化呈现出凸型水平分布格局,其植物多样性指数为相应地段森林群落的1.5倍,沼泽群落的2～3倍。干扰白桦/沼泽交错群落植物多样性随着交错区环境梯度变化呈现出凹型水平分布格局,其植物多样性指数仅相当于相应地段沼泽群落或森林群落的80%左右,仅为毛赤杨、白桦/沼泽交错群落的70%;②毛赤杨、白桦/沼泽交错群落植物多样性呈现“金字塔型”垂直分布格局,其垂直分布格局是草本层(5):灌木层(3):乔木层(1)。而干扰白桦/沼泽交错群落植物多样性垂直分布格局为草本层(5):灌木层(0.4):乔木层(1),并未呈现典型“金字塔型”分布。因此,人为经营活动不仅降低了森林/沼泽交错带植物多样性水平,也改变了其分布格局。

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资源生态

毛乌素沙地臭柏群落地下水位的变化

温国胜, 王林和, 吉川贤

2005, 20(2): 266-271. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.015

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为了探讨毛乌素沙地臭柏群落地下水位的变化规律,在臭柏固定、半固定沙地的丘间低地设置地下水位自动记录仪,1h记录1次,连续观测1年多。结果表明:①根据地下水位的变化,把1年分成地下水缓慢上升期(A)、地下水快速变化期(B)、地下水缓慢变化期(C)3个时期;②地下水位在B期出现有规律的日变化,地下水位早晨最高,然后逐渐下降,到晚上达到最低值后,又开始上升,直到次日早晨达到最高值,完成1日的循环周期。在臭柏的非生长季节(A期、C期),地下水位的日变化规律不明显;③地下水位的日变化规律出现时的临界日平均气温为10.8℃,据此,可预测臭柏生理活动的开始与休眠,进而可指导臭柏造林实践。此外,还讨论了气温、降水及臭柏灌丛变化与地下水位的关系。

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资源生态

黄土坡耕地退耕还林后土壤性质变化研究

彭文英, 张科利, 陈瑶, 杨勤科

2005, 20(2): 272-278. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.016

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退耕还林是治理黄土高原水土流失的根本措施。论文以退耕历史较长的黄土丘陵沟壑区安塞县为例,选取不同类型植被恢复和不同恢复年限的退耕样区,探讨了退耕还林还草对土壤理化性质的影响。结果表明,坡耕地退耕后,遭侵蚀破坏的土体构型渐趋恢复,土壤容重、pH值减小,毛管孔隙度、饱和含水量等增大;土壤有机质增加了2.75倍,碳增加了27.29%,氮增加了46.79%;而且,土壤速效养分增加的速度大于土壤全量元素增加的速度。土壤质量恢复效益最大的是刺槐林地,其次是柠条灌木地,最小的是撂荒地。混交林土壤全氮含量最高,柠条最利于铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的积累。不同类型植被,土壤速效养分的差异比土壤全量元素间的差异明显。随恢复时间的增加,土壤结构不断得到改善,土壤有机质、全碳、全氮以及主要离子含量呈明显增加趋势,土壤速效养分增加更明显。土壤有机质在植被恢复5年以上开始明显增加,土壤碳、氮和速效养分则在10年以后增加明显。

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资源生态

莫莫格自然保护区湿地潜在土壤养分效益估算

姜明, 吕宪国, 许林书, 杨青

2005, 20(2): 279-285. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.017

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利用GIS手段,运用环境经济学评价方法对莫莫格自然保护区潜在土壤养分效益进行估算,同时对潜在土壤养分效益的空间分异进行探析。结果表明,莫莫格自然保护区湿地潜在土壤养分效益为153×10⁸元,保护区单位面积潜在土壤养分效益为10.6×10⁴元·hm-2;其中,中部湿地潜在土壤养分的效益为12.7×10⁴元·hm-2,东部为12.2×10⁴元·hm-2,西部为7.6×10⁴元·hm-2,即中部>东部>西部。在湿地土壤养分中,有机质、全钾对潜在土壤效益的贡献率大,而全氮、全磷的贡献率最低。潜在土壤养分效益估算及其空间分异研究,弥补了湿地效益评估的空白;同时为湿地的恢复重建、湿地管理提供了必要的理论依据。

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资源生态

中等城市居民生活消费生态系统占用的比较分析——以泰州、商丘、铜川、锡林郭勒为例

闵庆文, 李云, 成升魁, 刘寿东, 余卫东

2005, 20(2): 286-292. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.018

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论文引入生态足迹用于分析城市居民消费,通过选取代表不同经济水平和具有不同消费特点的泰州、商丘、铜川、锡林郭勒4个地级市(盟),从生态系统占用角度计算并分析了不同地区中等城市居民生活消费生态系统占用的差异。结果表明:泰州、商丘、铜川90%左右的生态占用来自人们对吃穿的消费,而锡林郭勒这部分的占用则不到70%,其相当一部分占用是来自为了克服较差的气候条件而产生的取暖用煤量;位于草原地区的锡林郭勒多消费牛羊肉,对草地的人均占用多达0.333hm2,是其他地区的数倍,位于长江流域的泰州水产消费较其他地区多,对水域的人均占用达到了0.116hm2,另外三地仅及其16%～45%。结合4城市的生态空间分析发现,仅商丘、泰州、铜川的城镇居民生活消费所占用的生态空间就已经超出了整个城市地区的生态承载水平,即使是地广人稀的锡林郭勒,城镇居民生活消费的生态占用也已接近全盟生态承载的1/2。显然,城市是一类典型的生态赤字区,如何有效调节城市居民的消费方式与消费结构,对于促进城市的可持续发展具有十分重要的意义。

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资源管理

石羊河流域水资源问题的制度原因及对策

沈大军, 崔丽娟, 姜素梅

2005, 20(2): 293-299. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.019

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文章从制度角度分析了石羊河流域的水资源问题并提出了对策。在分析石羊河流域水资源及其开发利用和现行管理体制的基础上认为:水资源问题的制度原因是传统的发展模式导致部门间水资源供需矛盾紧张;区域管理体制导致上下游地区间水资源冲突频繁;忽视和挤占环境用水导致生态环境严重恶化;不透明的补贴方式扭曲价格信号和影响水资源需求;区域内分散的管理体制加剧了流域水资源问题。因此,从制度上解决石羊河流域的水资源问题,需要推行流域水、土地、森林资源统一管理,制定《石羊河流域管理条例》,改革现行资源管理体制,建立透明的补贴机制和合理的价格机制。

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研究方法

黄河流域分布式水文模型开发和验证

贾仰文, 王浩, 王建华, 罗翔宇, 周祖昊, 严登华, 秦大庸

2005, 20(2): 300-308. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.020

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研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然—人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模拟计算,并根据黄河流域主要水文站逐月和逐日径流系列进行了模型校验。验证结果表明,所构建的模型具有较高模拟精度,可应用于黄河流域二元水循环过程模拟和水资源演变规律分析。

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研究方法

PRA和GIS在小尺度土地利用变化研究中的应用

郝仕龙, 李壁成, 于强

2005, 20(2): 309-315. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.02.021

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论文借助PRA,结合实地测量和GIS,以宁夏南部山区的上黄村为例对小尺度区域的土地利用变化进行了初步研究。重建和恢复了其25年来各时期的土地利用过程,绘制了上黄试区不同时期的土地利用空间变化图,并对其土地利用的数量及空间变化进行了分析。结果表明:在研究期内,从数量上看,耕地和林地变化最为显著,年变化率分别达到了8.0%和9.2%;从空间分布变化来看,主要表现为耕地向林地、草地及园地转变。

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