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1990—2018年土地利用/覆盖变化研究的特征和进展

地理学报 2021年第11期76卷 2730-2748页

作者：何春阳张金茜刘志锋黄庆旭北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室人与环境系统可持续研究中心北京100875 北京师范大学地理科学学部自然资源学院土地资源与区域发展研究中心北京100875

土地利用/覆盖变化(LUCC)是地表综合集成研究的一个学科基础和前沿领域。本文利用定性与定量相结合的方法对1990—2018年的LUCC研究进展进行了系统综述。在回顾LUCC研究历程的基础上,结合文献分析,详细总结了不同LUCC研究阶段的基本特... 详细信息

土地利用/覆盖变化(LUCC)是地表综合集成研究的一个学科基础和前沿领域。本文利用定性与定量相结合的方法对1990—2018年的LUCC研究进展进行了系统综述。在回顾LUCC研究历程的基础上,结合文献分析,详细总结了不同LUCC研究阶段的基本特征和主要进展。进而阐述了当前LUCC研究面临的主要挑战,提出了未来LUCC研究的主要发展方向。1990年以来LUCC研究关注度不断提升,相关英文论文发文量和引文量呈指数增长趋势。LUCC研究正从1990—2004年间的过程研究阶段和2005—2013年间的影响研究阶段迈向2014年以后的可持续性研究阶段。当前LUCC研究正面临着如何借鉴可持续科学框架、整合新兴技术和支撑国土空间规划等挑战。未来LUCC研究需要与景观可持续科学和地理设计紧密结合,积极面向国土空间规划主战场,为建设美丽中国和落实联合国可持续发展目标服务。

关键词：土地利用/覆盖变化过程影响可持续性国土空间规划

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基于PGIS和水文-淹没模型的社区洪水风险分析——以浙江省台州市大田河流域为例

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地理科学 2023年第10期43卷 1851-1860页

作者：赖小霞单薪蒙陈波李卫江温家洪上海师范大学环境与地理科学学院上海200234 上饶市气象局江西上饶334000 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200241 华东师范大学地理科学学院上海200241 华东师范大学上海城市公共安全研究中心上海200241 北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

以浙江省大田河流域为案例,基于参与式地理信息系统(PGIS)开展野外调查,构建居民建筑及其室内财产的脆弱性曲线;利用HEC-HMS水文和HAND淹没模型,模拟6种洪水淹没情景,开展承灾体建模、暴露与潜在损失分析,从而实现社区尺度的多情景洪水... 详细信息

以浙江省大田河流域为案例,基于参与式地理信息系统(PGIS)开展野外调查,构建居民建筑及其室内财产的脆弱性曲线;利用HEC-HMS水文和HAND淹没模型,模拟6种洪水淹没情景,开展承灾体建模、暴露与潜在损失分析,从而实现社区尺度的多情景洪水风险分析。结果表明,基于PGIS的问卷调查和家庭访谈可有效收集社区本地知识并辅助完成风险分析。从2年一遇到500年一遇洪水,受淹建筑足迹由6.72%增至61.44%,总的暴露资产由23.24亿元增至222.48亿元;结合脆弱性分析得出,洪水潜在损失由3.86亿元上升为54.19亿元。社区的洪水年期望损失为4.89亿元,有必要采取综合性防洪适应措施,以应对未来可能加剧的洪水灾害风险。该研究可为开展社区参与式的洪水风险分析提供借鉴。

关键词：洪水风险分析参与式GIS HEC-HMS水文模型 HAND淹没模型社区

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国土空间生态修复亟待把握的几个要点

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中国科学院院刊 2021年第1期36卷 64-69页

作者：傅伯杰中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

文章基于人地耦合系统思想,认为国土空间治理中生态空间与生产空间、生活空间的关系呈现协调布局、系统治理、人地和谐3个阶段的演进状态。人地耦合系统研究需要从耦合指标、耦合层次、耦合效应、耦合模型等角度,识别主导评价指标、划... 详细信息

文章基于人地耦合系统思想,认为国土空间治理中生态空间与生产空间、生活空间的关系呈现协调布局、系统治理、人地和谐3个阶段的演进状态。人地耦合系统研究需要从耦合指标、耦合层次、耦合效应、耦合模型等角度,识别主导评价指标、划定尺度嵌套区域、解析时空关系效应、研发人地耦合模型,系统支撑国土空间生态修复,助力国家和区域高质量发展。

关键词：人地耦合系统生态修复阶段协调布局系统治理人地和谐

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柴达木盆地南缘河岸沙丘沉积模式及其环境意义——以托拉海河下游为例

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干旱区资源与环境 2025年第7期 104-118页

作者：张潇严平袁文杰王晓旭北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部

风成沉积物粒度与地球化学特征是揭示区域风沙活动规律的重要依据。文中选取柴达木盆地南缘托拉海河下游典型河岸沙丘作为研究对象，通过粒度参数、地球化学元素以及光释光测年相结合的方法，试图揭示河岸沙丘的沉积环境和演化过程。研... 详细信息

风成沉积物粒度与地球化学特征是揭示区域风沙活动规律的重要依据。文中选取柴达木盆地南缘托拉海河下游典型河岸沙丘作为研究对象，通过粒度参数、地球化学元素以及光释光测年相结合的方法，试图揭示河岸沙丘的沉积环境和演化过程。研究表明：1)研究区复合新月形沙丘剖面以细砂、中砂和极细砂为主，而灌丛沙丘剖面以细砂和极细砂并重，二者沉积物粒度组成呈现的显著差异源于植被对近地表风沙的阻滞作用。2)研究区常量元素以SiO2、Al2O3、CaO含量较高，微量元素以Cl、Ti、Ba含量较高，各元素在复合新月形沙丘剖面中的亏损程度普遍大于灌丛沙丘剖面。3)沙丘物质源自冲洪积物改造，化学蚀变指数（CIA）显示沉积物仍处于脱Na、Ca的初级风化阶段，植物根系引起的Na、Ca元素表聚作用导致CIA值降低。4)区域风沙活动存在千年尺度波动，古沙丘堆积始于6ka之前，5 ka后沙丘发育停滞，全新世晚期干旱和风蚀的加剧导致原始沙丘解体，而河道两岸灌丛沙丘表层卤素的胶结作用及地下水对沙丘表面灌丛的维持作用能有效抑制风力侵蚀，使其主体自全新世中期保存至今。

关键词：柴达木盆地托拉海河下游河岸沙丘粒度化学元素

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基于贝叶斯时空层次模型(BSTHM)和地理探测器法(GeoDetector)对细菌性痢疾的环境风险评估

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环境化学 2022年第7期41卷 2193-2201页

作者：张湘雪程昌秀徐成东肖革新刘杨北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 北京师范大学地理科学学部北京100875 国家青藏高原科学数据中心北京100101 国家食品安全风险评估中心北京100022 南方医科大学第七附属医院贵阳550001

在全世界范围,细菌性痢疾是一个得到广泛关注的健康问题,具有显著的时空异质性,但大多数研究只是在某一区域单独实施了时间或空间层面的分析,其在不同地区的时空关联尚不清楚。考虑到山东省社会经济发展不平衡,东、中、西部差异明显,因... 详细信息

在全世界范围,细菌性痢疾是一个得到广泛关注的健康问题,具有显著的时空异质性,但大多数研究只是在某一区域单独实施了时间或空间层面的分析,其在不同地区的时空关联尚不清楚。考虑到山东省社会经济发展不平衡,东、中、西部差异明显,因此本研究首先利用贝叶斯时空层次模型(BSTHM)呈现山东省细菌性痢疾的时空异质性,其次利用地理探测器法(GeoDetector)分别从不同的区域(东、中、西部)来研究气象要素对此疾病的影响,且针对热点地区,量化社会经济要素及其两两的交互作用对其的解释力。结果表明,时间上,发病高峰出现在夏季。空间上,高风险地区主要分布在山东省东部和北部区县,且气象因子在不同地区对该病的影响也存在显著差异。山东省东部沿海地区最重要的两个主导因子是风速和日照时数,其解释力分别为0.28和0.22。山东省西部内陆地区前两个主导因子为平均温度和降水量,其解释力分别为0.47和0.32。山东省中部地区前两个主导因子为平均温度和风速,其解释力分别为0.66和0.48。本研究通过对山东省各个地区细菌性痢疾发病情况的时空异质性以及影响因素的分析发现,湿热的环境有利于细菌性痢疾的传播。另外,在热点地区,起主导作用的社会经济因子是第三产业比重,表明社会经济状况对细菌性痢疾的发病具有一定的影响作用,为本地区细菌性痢疾的控制和预防政策的制定提供理论依据,针对不同地区需要更具体的方案来预防、控制和分配医疗资源,以提高其疾病应对能力,减少该疾病造成的潜在损失。

关键词：地理探测器时空异质性影响因子细菌性痢疾贝叶斯时空层次模型

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季节补偿效应导致2015/2016厄尔尼诺期间北半球未发生明显的碳汇降低

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中国科学：地球科学 2024年第1期54卷 294-308页

作者：石芳忠吴秀臣李小雁 Philippe CIAIS 刘鸿雁岳超杨雨亭张树磊彭书时印轶 Benjamin POULTER 陈德亮北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海师范大学青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室西宁810016 北京师范大学珠海校区流域环境生态工程研发中心珠海519085 Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement(LSCE) CEA-CNRS-UVSQUMR8212Gif-sur-Yvette 91191France 北京大学城市与环境科学学院地表过程教育部重点实验室北京100871 清华大学水利工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中山大学大气科学学院南方海洋科学与工程广东省重点实验室(珠海) 广州510275 California Institute of Technology PasadenaCA 91125USA Biospheric Sciences Laboratory NASA Goddard Space Flight CenterGreenbeltMaryland 20771USA Regional Climate Group Department of Earth SciencesUniversity of GothenburgGothenburg SE-40530Sweden

厄尔尼诺事件通常在北半球导致广泛的植被生长下降和碳汇降低.然而,基于遥感观测、全球陆地生态系统模型模拟及大气CO_(2)反演多套数据,本研究表明在2015/2016厄尔尼诺成熟阶段,北半球(主要为热带之外的区域)植被普遍持续增绿,陆地碳汇... 详细信息

厄尔尼诺事件通常在北半球导致广泛的植被生长下降和碳汇降低.然而,基于遥感观测、全球陆地生态系统模型模拟及大气CO_(2)反演多套数据,本研究表明在2015/2016厄尔尼诺成熟阶段,北半球(主要为热带之外的区域)植被普遍持续增绿,陆地碳汇未见减弱.研究结果发现,春季植被生长增强对随后的夏季和秋季植被生长有明显的补偿效应,这种补偿效应维持了夏季植被增绿,并导致2015年春季、夏季及2016年春季陆地碳汇略有增加,特别是在生长季前期(前一年的11月至当年的3月)水分供应增加的北半球热带之外的区域.两套独立数据集结果表明,相对于厄尔尼诺事件发生前5年均值, 2015年春季和夏季陆地碳汇分别平均增加23.34%和0.63%, 2016年春季平均增加6.82%.同时,相较于1997/1998厄尔尼诺事件,更强的季节补偿效应有效地缓解了2015/2016年厄尔尼诺事件对植被生长的不利影响.本研究进一步明确,生长季前期的供水对后续植被生长的遗留效应能够持续约6个月.该研究结果凸显了季节补偿效应在应对偶发性极端厄尔尼诺事件时对植被生长和陆地碳汇的调节作用.

关键词：厄尔尼诺季节补偿效应植被增绿陆地碳汇净生态系统交换遗产效应

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中国遥感实验与真实性检验的发展思考

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遥感学报 2023年第3期27卷 573-583页

作者：闻建光柳钦火李增元李新刘绍民肖青高志海马明国车涛刘良云方红亮阎广建葛咏陈尔学张勇马灵玲吴小丹陈曦中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 中国林业科学院资源信息研究所北京100091 中国科学院青藏高原研究所国家青藏高原科学数据中心北京100101 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 西南大学地理科学学院重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国气象局国家卫星气象中心北京100081 兰州大学资源环境学院兰州730000 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

遥感实验与真实性检验始终在遥感科学与技术发展中发挥重要的作用,遥感实验是真实性检验的基础,真实性检验是遥感算法精度的重要保障,是遥感产品质量提升的重要途径。中国遥感实验和真实性检验发展历经遥感应用实验、定量遥感机理研究... 详细信息

遥感实验与真实性检验始终在遥感科学与技术发展中发挥重要的作用,遥感实验是真实性检验的基础,真实性检验是遥感算法精度的重要保障,是遥感产品质量提升的重要途径。中国遥感实验和真实性检验发展历经遥感应用实验、定量遥感机理研究实验以及真实性检验综合实验等3个主要发展阶段,遥感系列实验有力推动了中国遥感真实性检验理论和方法的发展,形成了从遥感观测到像元“真值”的遥感产品真实性检验系统性技术链条,发布实施了遥感真实性检验系列国家标准,构建了中国算法测评与真实性检验平台。2022年11月4—6日,中国举行了“首届遥感实验与真实性检验学术论坛”,围绕遥感实验与真实性检验理论与实践、地面观测与不确定性、真实性检验实践与平台、遥感实验与真实性检验的未来发展等多个议题展开了热烈的交流与讨论。论文在总结和回顾中国遥感实验与真实性检验领域主要进展的基础上,阐述中国遥感实验与真实性检验面临的问题与挑战,文章最后对其发展前景进行了展望。

关键词：遥感实验真实性检验优化采样尺度转换像元真值

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喀斯特地区黄壤坡面土壤水分对降雨的响应

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水土保持学报 2021年第2期35卷 75-79页

作者：杨志成柯奇画马芊红曹梓豪张科利地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部北京100875

土壤水分是喀斯特地区水文生态环境的重要因素。通过在不同土地利用设置试验点,对降雨和20,40,80,100 cm深度土壤水分进行监测分析,揭示不同土地利用条件下土壤水分在降雨过程中的变化规律。结果表明:(1)植被盖度、土壤前期贮水量等因... 详细信息

土壤水分是喀斯特地区水文生态环境的重要因素。通过在不同土地利用设置试验点,对降雨和20,40,80,100 cm深度土壤水分进行监测分析,揭示不同土地利用条件下土壤水分在降雨过程中的变化规律。结果表明:(1)植被盖度、土壤前期贮水量等因素对土壤水分的降雨补给量和土壤水分在土壤剖面上的再分配具有明显的影响。(2)土壤水分的降雨补给量在土壤剖面上的分布具有一定的层次性,随土层深度的增加整体表现为先增加后减少再增加的趋势;表层降雨补给量最小,最大降雨补给量多出现在100 cm深度。(3)土壤水分对降雨的响应具有滞后效应,并随土层深度增加而增强,随盖度增加而减弱。(4)在降雨影响阶段,可将土壤水分变化分为滞后期、上升期和消退期3个阶段;降雨过程中,植被盖度越高,降雨强度越大,土壤水分变化越快,并随着土层深度的增加减缓。研究结果为水资源的合理利用和配置以及水土保持提供参考和理论依据。

关键词：土壤水分降雨补给再分配滞后效应

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河西走廊绿洲外缘典型风沙防护体系的功能稳定性评估

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福建农林大学学报（自然科学版） 2024年第4期53卷 549-555页

作者：何晨晨王振亭张春来中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

【目的】评估中国北方防沙带核心区域——河西走廊各绿洲外缘风沙防护体系的功能稳定性,为优化防护林体系提供参考。【方法】基于风沙综合防护体系功能稳定性的定义和判据,建立河西走廊绿洲外缘风沙防护体系功能稳定性的定性评估与检验... 详细信息

【目的】评估中国北方防沙带核心区域——河西走廊各绿洲外缘风沙防护体系的功能稳定性,为优化防护林体系提供参考。【方法】基于风沙综合防护体系功能稳定性的定义和判据,建立河西走廊绿洲外缘风沙防护体系功能稳定性的定性评估与检验方法。【结果】河西走廊东部石羊河流域和中部黑河流域存在一些稳态和非稳态的风沙综合防护体系,西部疏勒河流域风沙综合防护体系则以亚稳态为主。【结论】河西走廊绿洲外缘东部和中部各风沙防护体系的功能稳定性差异较大,而西部地区风沙防护体系的功能稳定性差异较小。在风季前、后,稳态防护体系基本保持稳定,而亚稳态和非稳态体系不稳定。

关键词：河西走廊绿洲风沙防护体系功能稳定性地表积蚀状况

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基于机器学习的高精度耕地识别模型构建--以甘肃省张掖市为例

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草业学报 2025年第2期34卷 149-162页

作者：麦晶晶冯琦胜王瑞泾封森耀金哲人张忠雪梁天刚金加明兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地农业科技学院兰州大学寒旱区生态环境遥感研究中心甘肃兰州730020 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部北京100875 清华大学深圳国际研究生院环境与生态研究院广东深圳518055 苏州市吴江区七都镇农业服务中心江苏苏州215200 甘肃省草原技术推广总站甘肃兰州730070

耕地是农业生产和保障粮食安全问题重要的物质基础,耕地的准确识别对耕地资源的保护和农业生产可持续发展有着重要意义。为了构建高精度的耕地识别模型,本研究基于空间云计算平台使用Sentinel-1/2数据,构建不同特征类型组合,通过特征重... 详细信息

耕地是农业生产和保障粮食安全问题重要的物质基础,耕地的准确识别对耕地资源的保护和农业生产可持续发展有着重要意义。为了构建高精度的耕地识别模型,本研究基于空间云计算平台使用Sentinel-1/2数据,构建不同特征类型组合,通过特征重要性分析对耕地识别特征进行筛选,形成最优特征集合,使用随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector machine,SVM)和分类回归树(classification and regression tree,CART)模型对甘肃省张掖市2021年度的耕地进行识别,同时对比分析了各分类器的分类精度。结果表明,使用植被指数特征、雷达特征和地形特征的特征类型组合能够把分类精度提升到91.32%;在研究区耕地识别中表现较好的特征有海拔(elevation)、雷达VH极化通道及归一化水指数(normalized difference water index,NDWI)等;在张掖市耕地识别中,RF算法优势明显,总精度达90.04%,Kappa系数为0.79,基于RF模型得到的张掖市耕地面积为58.5万hm^(2),面积占比为15.4%。本研究实现了张掖市耕地的精确识别,可为该地区耕地制图提供参考。

关键词：耕地识别机器学习随机森林哨兵卫星

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