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地理研究 2023年第3期42卷 789-806页

作者：雷云雁杜朝阳李红广西大学南宁530004 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

长期以来,包括高速公路在内的交通基础设施建设被认为是缓解区域发展不平衡不充分的重要措施,但现有研究对高速公路的经济效应仍存在一定分歧,有些学者认为高速公路对促进边缘地区经济发展、缩小区域经济差异具有正向、积极的作用,也有... 详细信息

长期以来,包括高速公路在内的交通基础设施建设被认为是缓解区域发展不平衡不充分的重要措施,但现有研究对高速公路的经济效应仍存在一定分歧,有些学者认为高速公路对促进边缘地区经济发展、缩小区域经济差异具有正向、积极的作用,也有些学者持相反观点,近年来还有部分学者提出高速公路的经济效应存在阶段性差异,如“倒U型”等。在此背景下,本文聚焦城市群的边缘地区,以日本东京湾区为研究对象,重点关注其高速公路建设收尾阶段的经济效应,采用考虑异质性的交错双重差分模型研究2012—2020年高速公路开通对边缘地区人均收入水平的影响,同时使用中介效应模型分析其作用机制。研究表明:①高速公路开通对边缘地区人均收入的动态效应为负。②高速公路开通导致边缘地区人口持续流失,土地价格、制造业及批发业所受影响不显著甚至为负。③根据中介效应模型实证结果,东京湾区当前扩散效应疲软而极化效应强劲,高速公路的开通未能有效提升边缘地区人均收入水平。结合东京湾区近70年的高速公路建设历史以及相关研究,本文认为高速公路建设对边缘地区人均收入水平的作用存在“窗口期”,边缘地区应根据所处城市群实际情况以及自身条件适时调整发展策略。本研究以高速公路完善度较高、建设历史较长的日本东京湾区为例,为高速公路的经济效应提供了新证据,同时也为中国城市群边缘地区的高速公路建设提供重要的决策参考,有助于根据交通基础设施建设的不同阶段因时施策、因地制宜,加快推动实现共同富裕。

关键词：高速公路边缘地区日本东京湾区交错双重差分共同富裕

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金沙江下游梯级水库深泓纵剖面响应泥沙沉积的调整模式

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地理学报 2025年第5期 1282-1295页

作者：王随继中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室中国科学院大学资源与环境学院

梯级水库大坝的强分割性和拦沙量的时空变化如何影响库区的河貌调整，是值得探究的科学问题。本文以揭示梯级水库深泓纵剖面的调整机制为目标，以金沙江下游向家坝和溪洛渡水库为研究对象，基于建坝前后库区河段深泓高程的多期次观测资... 详细信息

梯级水库大坝的强分割性和拦沙量的时空变化如何影响库区的河貌调整，是值得探究的科学问题。本文以揭示梯级水库深泓纵剖面的调整机制为目标，以金沙江下游向家坝和溪洛渡水库为研究对象，基于建坝前后库区河段深泓高程的多期次观测资料，利用统计学、地貌学和沉积学的相关方法，分析了深泓纵剖面的实测曲线、趋势性曲线和理论拟合曲线的变化特征。揭示了梯级水库纵剖面的两类调整模式：下凹曲线型和上凸曲线型。前者以河床微弱冲淤→建坝后库区上游段的快速加积→全库区的缓慢加积为特征，这是较早建成且相对位于下游的水库（如向家坝水库）的共性；后者的纵剖面调整以河床微弱冲淤的直线或下凹曲线型→建坝后强烈淤积的上凸曲线型为特征，是较晚建成且相对位于上游的水库（如溪洛渡水库）的特性。梯级水库纵剖面的调整受到库区泥沙淤积量和沉积速率时空变化的控制，水动力梯度和调控模式交替变化影响着沉积速率的空间分异性。研究结果有助于理解类似地区梯级水库纵剖面的调整机制，在预估无观测资料的梯级水库纵剖面调整趋势方面具有指导作用。

关键词：梯级水库纵剖面调整模式输沙量沉积速率金沙江下游

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青藏高原东部河源区植被时空格局的不确定性：LAI产品对比及启示

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生态学报 2025年

作者：罗洢雯马宁张永强中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室中国科学院大学

青藏高原是我国的生态安全屏障。气候变化和人类活动背景下，青藏高原植被变化显著，整体呈“变绿”之势。然而，前人关于全球尺度的植被变化研究发现，不同卫星遥感产品得到的叶面积指数（LAI）之大小和变化趋势皆存在较大差异。因此... 详细信息

青藏高原是我国的生态安全屏障。气候变化和人类活动背景下，青藏高原植被变化显著，整体呈“变绿”之势。然而，前人关于全球尺度的植被变化研究发现，不同卫星遥感产品得到的叶面积指数（LAI）之大小和变化趋势皆存在较大差异。因此，揭示青藏高原植被时空变化格局的不确定性，不仅是科学评估寒区生态系统如何响应气候变化的前提，还可为未来减小对地卫星观测误差提供参考。据此，本研究聚焦青藏高原植被条件较好的东部河源区，揭示三种长时间序列LAI数据产品（GIMMS、GLASS和GLOBMAP）在表征LAI多年均值和变化趋势的异同。就多年均值而言，研究区内三种LAI产品的相对不确定性达到26.19%；在生长季三个阶段中，生长季初期的相对不确定性最大，为32.7%。就1982—2018年间的变化而言，GLOBMAP和GLASS相对增大了25.05%和20.24%，而GIMMS的相对变化仅为3.85%，亦即GLOBMAP和GLASS的“绿化”现象最为明显。对1982—2018年间整个生长季、生长季初期和中期的LAI而言，三种产品变化方向不完全一致的面积占研究区总面积的60%，这一面积比例在生长季末期甚至超过了75%。在各下垫面类型中，草原的LAI相对不确定性最大，平均为37.7%；而森林LAI变化方向不完全一致的比例最大，超过了森林总面积的60%。在缺少大面积实测LAI地面“真值”的情况下，虽然本文并未揭示具体何种LAI产品精度最高，但结果对学术界有重要启示：，在研究植被变化对生态、水文和气候之影响时，需谨慎使用某单独的LAI产品，否则可能得到相反的科学认知。诚然，在未来高分辨率卫星观测和人工智能等先进手段的辅助下，LAI产品的不确定性有望进一步减小，这需要遥感、测绘、生态、地理等多学科的共同努力。

关键词：叶面积指数(LAI) 植被变化不确定性变化趋势青藏高原

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遥感数据产品率定水文模型的潜力研究

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地理学报 2023年第7期78卷 1677-1690页

作者：张永强黄琦刘昌明杨永辉中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程院重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022

地表径流的预测和模拟是水文地理研究的核心,对水资源管理和规划都具有重要意义。传统研究借助于实测地表径流进行水文模型率定和参数移植,对“无测站流域”进行径流预测,但在实测径流稀缺或受到强人类活动(如大坝调控)干扰时,参数移植... 详细信息

地表径流的预测和模拟是水文地理研究的核心,对水资源管理和规划都具有重要意义。传统研究借助于实测地表径流进行水文模型率定和参数移植,对“无测站流域”进行径流预测,但在实测径流稀缺或受到强人类活动(如大坝调控)干扰时,参数移植能力受到限制、预测能力不足。而遥感数据具有时空连续的优势,且不受制于地表径流观测时间序列,为径流预测提供了新思路。本文采用了遥感数据率定水文模型的方法,在中国84个流域探究该方法采用遥感蒸散发、水储量和土壤水数据不同组合率定水文模型,评估各方案预测流域径流的潜力。结果显示基于偏差校正后的网格蒸散发数据约束水文模型的新方法,在中国干旱区和湿润区均具有较大的应用潜力;在格网上约束水文模型相比集总式约束具有较为明显的优越性;应采用多个水文模型提升该方法在不同流域的应用潜力。该方法的径流预测能力具有明显的空间分异性,因地制宜方可有效发挥遥感数据的优势。

关键词：缺资料地区径流预测 PML-V2 遥感蒸散发水储量土壤水

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雅鲁藏布江流域降水时空变化特征

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地理学报 2022年第3期77卷 603-618页

作者：张仪辉刘昌明梁康吕锦心中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

雅鲁藏布江流域是全球气候变化的敏感区,该流域降水变化对青藏高原的水系统、生态系统和山地灾害系统的演变具有重要影响。本文通过流域水文分析,将雅鲁藏布江流域的三大水资源区细分为9个分区。基于雅鲁藏布江流域1979—2018年降水数据... 详细信息

雅鲁藏布江流域是全球气候变化的敏感区,该流域降水变化对青藏高原的水系统、生态系统和山地灾害系统的演变具有重要影响。本文通过流域水文分析,将雅鲁藏布江流域的三大水资源区细分为9个分区。基于雅鲁藏布江流域1979—2018年降水数据,综合分析了雅鲁藏布江流域及9个分区的年、干湿季、月降水量以及日、小时尺度极端降水的时空变化特征,探讨了降水和典型大尺度大气环流因子的相关性。结果表明:(1)1979—2018年间,在流域尺度上,各时间尺度降水整体上均呈上升趋势。其中,年降水量上升趋势最大,为2.5 mm·a^(-1);年、干湿季降水量以及典型小时尺度极端降水(Rx3hour、Rx12hour)均在95%信度水平下显著上升。在水资源分区尺度上,各分区不同时间尺度降水的变化趋势呈现更明显的非一致性,所有分区除小时尺度极端降水均呈上升趋势外,其余时间尺度降水的趋势变化方向各异。(2)雅鲁藏布江流域降水存在明显的空间分异性,且降水空间分异性会随着降水指标时间尺度的缩短而增强。各时间尺度降水整体上均呈现出自东部向西部逐渐减少的趋势,流域东南部(分区Ⅲ-2)始终是高值中心,流域中西部(分区Ⅰ-2、Ⅱ-1)存在区域性高值中心。(3)北半球副热带高压和北半球极涡对雅鲁藏布江流域降水变化具有显著影响。研究结果有助于掌握当地降水的多尺度变化特征,可为雅鲁藏布江流域和青藏高原地区的水循环研究、水资源开发利用和山洪灾害防治等提供科学基础。

关键词：青藏高原雅鲁藏布江极端降水时空变化水资源区大气环流因子

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基于径流对气候变化敏感性指标的多源数据质量评估

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地理学报 2022年第9期77卷 2280-2291页

作者：倪宁淇谢佳鑫刘小莽王恺文田巍中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

准确评估径流对气候变化的敏感性对水资源管理至关重要。多源气象水文数据集已被广泛应用于径流对气候变化敏感性的分析中,但目前尚无研究从径流敏感性的角度评价不同数据集。基于中国6个不同气候条件流域的实测气象水文资料,本文计算... 详细信息

准确评估径流对气候变化的敏感性对水资源管理至关重要。多源气象水文数据集已被广泛应用于径流对气候变化敏感性的分析中,但目前尚无研究从径流敏感性的角度评价不同数据集。基于中国6个不同气候条件流域的实测气象水文资料,本文计算了径流对降水和潜在蒸散发变化的敏感性,并以此为基准评估4类数据集GLDAS、ISIMIP2a、ISIMIP2b、CMIP6共45套子数据集的径流敏感性模拟效果。结果表明:GLDAS数据集模拟精度较低,CMIP6、ISIMIP2a、ISIMIP2b数据集模拟精度差异较小;3套子数据集ISIMIP2a中的CLM4.0、CMIP6中的UKESM1-0-LL、MIROC6在6个流域均具有较好的径流敏感性模拟效果,可适用于不同气候条件下的径流敏感性模拟与演化趋势分析。本文研究结果可为气候变化影响下中国稀缺资料流域的径流和水资源变化预估提供参考。

关键词：径流敏感性 Budyko GLDAS ISIMIP2a CMIP6 ISIMIP2b 数据评估

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大型灌区土壤水盐运移模拟研究进展

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干旱区地理 2024年第9期47卷 1566-1576页

作者：蒙慧敏占车生胡实林忠辉中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程院重点实验室/生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

土壤盐渍化是一种由自然和人类活动综合作用引起的土地退化现象,灌区人类活动频繁,影响土壤盐渍化的因素多样,深入理解土壤水盐运移过程将有助于灌区的土壤盐渍化防治。在对灌区土壤水盐运移的影响因素、国内外水盐模型特点和应用研究... 详细信息

土壤盐渍化是一种由自然和人类活动综合作用引起的土地退化现象,灌区人类活动频繁,影响土壤盐渍化的因素多样,深入理解土壤水盐运移过程将有助于灌区的土壤盐渍化防治。在对灌区土壤水盐运移的影响因素、国内外水盐模型特点和应用研究梳理的基础上,提出了灌区水盐运移模拟的可能发展方向。灌区盐渍化的形成与气候干旱、地形、土壤季节性冻融、地下水含盐量和成土母质等自然因素,以及不合理的灌溉管理措施、耕作方式和施肥制度等人为因素密切相关。水盐运移模型是研究土壤水盐运移过程的有效工具,目前常用的水盐运移模型包括水盐平衡模型、物理模型和统计模型。由于模型率定和验证所需的土壤水盐运移过程、作物生长过程观测资料较难获取,水盐运移模型多用于田间尺度的节水控盐策略和灌排管理措施优化研究,在区域应用较为有限。现代大型灌区的快速发展导致灌区土壤水盐运移时空分布规律变化较大,对模型的不断改进以及计算机技术的快速发展为探究大型灌区水盐运移时空演变机制提供了可能性。未来应加强基于生态安全的灌区土壤水盐运移机制研究,构建耦合气候模式或经济模型的多过程水盐运移模型。

关键词：灌区土壤盐渍化土壤水盐运移模型气候模式经济模型生态安全

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华北北纬38°带极端强降水氢氧稳定同位素特征与水汽来源的关系

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地理研究 2024年第5期43卷 1288-1303页

作者：张一杨丽虎王仕琴檀康达郑文波曹建生沈彦俊孙宏勇中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所/陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

华北北纬38°带是华北地区的重要农业区,降水是区域地下水的主要补给源。近年来,极端强降水频率增加改变了地下水补给方式,明确极端强降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源对于深入认识区域水循环特征具有重要意义。本研究基于2016年... 详细信息

华北北纬38°带是华北地区的重要农业区,降水是区域地下水的主要补给源。近年来,极端强降水频率增加改变了地下水补给方式,明确极端强降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源对于深入认识区域水循环特征具有重要意义。本研究基于2016年1月至2021年12月华北北纬38°带的1个山区站点(太行山站)和2个平原区站点(栾城站和南皮站)降水样品采集,采用相关分析和HYSPLIT模型,揭示了研究区极端强降水δ2H和δ18O的时空分布特征与水汽来源的关系。结果表明:降水氢氧稳定同位素呈现丰水年贫化的年际特征,雨季富集、旱季贫化的季节性变化特征,极端强降水同位素最为贫化(-105.7‰~-39.1‰,-14.6‰~-5.7‰)。大气降水同位素关系表明位于山前平原的栾城站斜率和截距最小,蒸发作用最强。HYSPLIT模型结果表明,太行山站极端强降水水汽主要来自于东南季风和西南季风水汽,而栾城站和南皮站极端强降水水汽主要来自于西风水汽和东南季风水汽,西南季风水汽比例增加(16.67%~58.33%)是导致山区极端强降水同位素比平原区贫化的主要原因。水汽来源的差异导致研究区2021年“7·21”极端强降水事件δ18O值高于2016年“7·19”极端强降水事件。上述认识可为华北北纬38°带大气环流和水文循环过程研究提供基础。

关键词：华北北纬38°带极端强降水氢氧稳定同位素 HYSPLIT模型水汽来源

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无定河流域土地覆被空间分异机制及相关水碳变量变化

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干旱区研究 2023年第4期40卷 563-572页

作者：吕锦心梁康刘昌明张仪辉刘璐中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

无定河流域是黄土高原生态恢复工程实施的重点区,探究其土地覆被的空间分异机制及相关水碳变量的变化特征,对支撑区域水土资源保护与规划以及服务区域生态文明建设等工作具有重要作用。本文使用线性倾向法、Mann-Kendall趋势检验、Pett... 详细信息

无定河流域是黄土高原生态恢复工程实施的重点区,探究其土地覆被的空间分异机制及相关水碳变量的变化特征,对支撑区域水土资源保护与规划以及服务区域生态文明建设等工作具有重要作用。本文使用线性倾向法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、地理探测器等方法分析无定河流域土地覆被时空变化特征及空间分异驱动因素,并从地-水-碳耦合的角度探析流域总初级生产力(GPP)、实际蒸散发(ET)和水分利用效率(WUE)等关键水碳变量的变化特征。研究表明:(1)1990—2019年期间,流域整体草地、林地、建设用地显著增加,耕地、荒地显著减少,其中林草面积增加区域主要集中在流域下游及无定河沿岸地区;(2)人口密度、降水、气温等对流域土地覆被空间格局具有重要影响,整体而言社会经济因素的影响大于自然因素,但以降水、气温为代表的自然因素的影响在增强;(3)流域水碳变量的变化与土地覆被变化具有较好的对应关系,空间上,以耕地、林地、草地为主要覆被的流域东南部的GPP、ET、WUE相对偏高,以草地、荒地为主要覆被的流域西北部的GPP、ET、WUE相对偏低,时间上,2001—2019年间,流域整体GPP、ET、WUE均呈增加趋势,其中GPP、WUE在流域绝大部分区域均显著增加,而ET主要在流域中下游地区显著增加。在退耕还林还草生态恢复工程的实施与气候变化背景下,无定河流域林草得到恢复,生态环境转好。

关键词：黄土高原覆被变化实际蒸散发总初级生产力水分利用效率地理探测器

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海河流域生态系统净初级生产力对气象干旱的响应与弹性

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植物生态学报 2024年第10期48卷 1256-1273页

作者：黄砺成莫兴国中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国科学院大学中丹学院北京100049

干旱强度和频率上升严重威胁陆地生态系统结构和功能。为保证未来逆境下生态系统服务功能的正常发挥,生态系统生产力对气象干旱响应与弹性的时空特征亟待探究。本研究以海河流域2001–2018年标准化降水蒸散指数(SPEI)度量气象干旱,基于... 详细信息

干旱强度和频率上升严重威胁陆地生态系统结构和功能。为保证未来逆境下生态系统服务功能的正常发挥,生态系统生产力对气象干旱响应与弹性的时空特征亟待探究。本研究以海河流域2001–2018年标准化降水蒸散指数(SPEI)度量气象干旱,基于流域自然植被净初级生产力(NPP),分析NPP与SPEI的数量关系,评估自然植被的干旱风险及植被在干旱后呈现的弹性。结果显示:(1)海河流域自然植被NPP和归一化植被指数(NDVI)在研究期内均呈显著上升趋势;(2)植被NPP对干旱响应的滞后时间呈草原、稀树草原<落叶阔叶林、多树草原<落叶-常绿混交林、郁闭灌丛;(3)干旱致灾风险则呈现草原>郁闭灌丛>多树草原>落叶阔叶林>稀树草原>落叶-常绿混交林;(4)干旱后流域75%以上植被NPP明显偏低不超过1个月,弹性较强;森林类植被的弹性强于灌草类,二者年内变化趋势相反,年际均呈增长趋势;NPP响应和弹性特征随植被类型和干旱强度而变。基于植被干旱风险和弹性调整造林还草措施,优化植被结构,提升物种多样性,可提高流域生态系统的稳定性。

关键词：气象干旱干旱风险弹性净初级生产力标准化降水蒸散指数(SPEI)

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