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水土保持学报 2023年第6期37卷 228-237页

作者：陈磊张卓栋李业桐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

喀斯特坡面伴随有大量直径>25 cm的块石出露,为探明块石出露对土壤理化性质的影响,以坡面4个块石出露的农地和1个对照组为研究对象,分析土壤理化性质空间变异特征。结果表明:(1)在块石出露的农地中,土壤容重、黏粒、粉粒和砂粒的变... 详细信息

喀斯特坡面伴随有大量直径>25 cm的块石出露,为探明块石出露对土壤理化性质的影响,以坡面4个块石出露的农地和1个对照组为研究对象,分析土壤理化性质空间变异特征。结果表明:(1)在块石出露的农地中,土壤容重、黏粒、粉粒和砂粒的变化分别为0.87~1.42 g/cm^(3),25.70%~41.80%,38.11%~51.60%,13.76%~27.54%,土壤容重、黏粒和粉粒空间变异性均为弱且高于对照组,砂粒空间变异性为中等且低于对照组。(2)土壤全碳、全氮、全磷、全钾变化分别为9.82~23.13,0.94~2.15,0.65~2.93,7.38~20.35 g/kg,土壤有效磷、速效钾的变化分别为1.44~2.63,7.35~106.02 mg/kg,空间变异性均为中等且高于对照组。(3)土壤容重、黏粒、粉粒与其他土壤理化性质的之间的关系总体上呈负相关,且相关性在块石出露的农地中比对照组更显著。砂粒与黏粒之间呈显著负相关,与其他土壤化学性质之间的关系总体上呈正相关。(4)块石出露数量、出露坡度、出露比率和出露高度,对土壤理化性质的影响具有复杂性,土壤理化性质的空间变异随块石出露特征不同而存在差异性。研究结果有助于深入理解喀斯特坡面块石出露对侵蚀过程和机制的影响,为土壤侵蚀和水土保持工作提供科学借鉴。

关键词：喀斯特坡耕地块石出露土壤理化性质空间变异

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基于CMIP6的黄河流域极端降水时空特征分析

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北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 270-284页

作者：冯安兰张强宋金帛王港吴文欢北京师范大学地理科学学部北京北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京北京师范大学环境与生态前沿交叉研究院广东珠海

全球变暖背景下,极端降水灾害风险增加,严重影响了人们的生命安全,对区域经济发展造成了严重的威胁.黄河流域是重要的生态屏障和经济地带,推动黄河流域生态保护和高质量发展已成为中国国家战略.因此本文对黄河流域极端降水事件过去及未... 详细信息

全球变暖背景下,极端降水灾害风险增加,严重影响了人们的生命安全,对区域经济发展造成了严重的威胁.黄河流域是重要的生态屏障和经济地带,推动黄河流域生态保护和高质量发展已成为中国国家战略.因此本文对黄河流域极端降水事件过去及未来的特征进行了研究,发现:1)1975−2014年,空间分布上各极端降水指数呈现西北低、东南高的格局.时间变化上,除年降水量、中雨时间、5日最大降水量呈微弱的下降趋势外,其余各指数均呈上升趋势但不显著,极端降水事件较少.2)2015−2100年,各极端降水指数呈现显著的上升趋势,各极端降水指数的多年均值在空间分布格局上与历史时期相似,排放升高,辐射力变大,极端降水指数呈现显著增加的区域面积不断扩大.在SSP1-2.6情景和SSP2-4.5情景下,黄河流域呈现显著增加的区域集中于西南部,而在SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,除西南地区外,东部大部分地区极端降水呈显著增加,除年降水量外,其余各极端降水指数随着排放升高呈现显著减小趋势的区域逐渐集中于甘肃、青海两省.3)黄河流域四季的年均降水量均呈上升趋势,不同季节均具有湿润化的发展趋势.除宁夏外,其他地区的日最大降水量和5日最大降水量2种指数在四季均呈现不同程度的上升趋势,各地区这2种指数的最大值集中在7月份,预估未来时期黄河流域的暴雨洪涝灾害主要发生在夏季.本研究可为黄河流域极端降水的防范提供有效依据,为黄河流域高质量发展提供科学参考.

关键词：极端降水 CMIP6 时空变化特征黄河流域

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三种多站点随机天气发生器日降水模拟对比研究——以嫩江流域为例

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地理研究 2023年第5期42卷 1425-1440页

作者：范聪慧殷水清李志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 西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100

天气发生器是对气候模式低分辨率输出数据进行统计降尺度的一种重要工具,可为气候变化对生态、水文、作物生长和土壤侵蚀等地表过程的影响评价提供高时空分辨率气候输入数据。特别是针对流域或区域尺度的模拟,为保留降水等变量的时空相... 详细信息

天气发生器是对气候模式低分辨率输出数据进行统计降尺度的一种重要工具,可为气候变化对生态、水文、作物生长和土壤侵蚀等地表过程的影响评价提供高时空分辨率气候输入数据。特别是针对流域或区域尺度的模拟,为保留降水等变量的时空相关性,需使用多站点天气发生器。当前多站点天气发生器众多,但其适用性缺乏系统评估。本文利用嫩江流域及其周边区域75个气象站点1961—2020年日降水数据,对比了三种主流的多站点日尺度天气发生器,分别为MulGETS模型(Multi-site weather GEneraTor)、TSWG模型(Two-Stage Weather Generator)和EHS(EOFA+HHT+SS)模型,在日、月和年降水量均值和极值,日降水空间相关性和时间相关性等方面的模拟精度。结果表明:①三个模型中EHS模型表现最佳,除了年降水偏态系数以外,其余参与评估指标的平均绝对百分比误差均在15%以下;TSWG模型表现其次,除了年降水偏态系数、月降水偏态系数和一阶自相关系数以外,其余参与评估指标的平均绝对百分比误差在30%以下。②TSWG模型对95%分位数日降水量、最大连续降水日数、最大和平均连续非降水日数四个指标的模拟最优;其余指标均为EHS模型最优。③三个模型在降水极值、连续降水日数和连续非降水日数方面的模拟能力均有待进一步提高。研究可为多站点日降水发生器的优选和进一步发展提供参考。

关键词：天气发生器降水 MulGETS TSWG EHS

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基于文献计量的对地观测技术支撑可持续发展研究进展与展望

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世界地理研究 2024年第1期33卷 149-162页

作者：屠文竹赵文武尹彩春丁婧祎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 北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院北京100875

对地观测技术近年来快速发展,逐渐成为全球可持续发展研究的必要手段和方法。基于Web of Science核心合集数据库和CiteSpace软件,围绕“对地观测技术与可持续发展”领域论文进行文献计量分析,探讨了1991—2021年相关研究的发展阶段、发... 详细信息

对地观测技术近年来快速发展,逐渐成为全球可持续发展研究的必要手段和方法。基于Web of Science核心合集数据库和CiteSpace软件,围绕“对地观测技术与可持续发展”领域论文进行文献计量分析,探讨了1991—2021年相关研究的发展阶段、发文地区与合作网络、研究热点,并提出未来研究中有待加强的方向。研究结果表明:①1991—2021年间,“对地观测技术与可持续发展”领域的发文量呈上升趋势,可分为萌芽阶段、增长阶段和快速发展阶段;②“对地观测技术与可持续发展”研究的国际合作较为密切,其中,以美国、德国为代表的国家在发文数量和影响力上均处于领先地位,中国等发展中国家发文量占优势地位,但国际影响力仍有待提高;③“对地观测技术与可持续发展”的当前研究热点主要集中在对地观测技术支撑土地利用/土地覆被变化、气候变化、自然资源、水资源等环境保护相关内容,研究领域在技术方法上不断融合人工智能、数理统计等新兴手段。在未来的研究中,应持续加强对地观测技术的支撑作用,推动开展全球行动,规范数据共享机制等,以期为可持续发展目标的实现提供有效的决策参考。

关键词：对地观测可持续发展文献计量数据遥感

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青藏高原木本植物扩张对生长季地表昼夜温度的影响

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生态学报 2023年第21期43卷 8816-8829页

作者：屈卓然李小雁邓元红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 北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875

木本植物扩张或灌丛化是全球性的生态环境问题。近年来青藏高原发生了大规模的木本植物扩张。然而木本植物在青藏高原扩张的时空分布特征及其对局地地表温度(LST)如何影响尚不清楚。基于MODIS土地覆盖产品识别出青藏高原木本植物扩张的... 详细信息

木本植物扩张或灌丛化是全球性的生态环境问题。近年来青藏高原发生了大规模的木本植物扩张。然而木本植物在青藏高原扩张的时空分布特征及其对局地地表温度(LST)如何影响尚不清楚。基于MODIS土地覆盖产品识别出青藏高原木本植物扩张的空间分布,并利用移动窗口搜索法,探究其对生长季昼夜LST的影响规律及成因。结果表明,2001至2018年木本植物扩张的范围和程度均整体呈增加的趋势。在2018年,木本植物扩张使生长季白天LST降低(2.60±0.34)℃,夜间LST增加(0.94±0.22)℃,净效应使日均LST降低(0.83±0.24)℃。产生这种现象的原因是蒸散发增加((+13.46±6.65)mm/a)等引发的降温效应超过了以反照率减少(-0.031±0.003)为代表的增温效应。气候背景对该影响的空间分布具有相当的控制作用,即降水主导着白天LST的改变,但气温在夜间LST变化中占据更重要的地位。总体上,在气温越低、降水率越高、高程越低的地方发生的木本植物扩张更倾向于降低局地LST。与同一年中越湿润的地方越倾向于降温“相悖”的是,在不同的水文年,更干旱的年份对白天LST具有更强的降温作用,这可能是受木本植物和草本植物从土壤深处吸水能力差距的影响。理解木本植物扩张在改变LST方面的生物物理效应有利于准确预测青藏高原植被变化带来的气候反馈,并为土地利用和管理提供借鉴。

关键词：木本植物扩张青藏高原地表温度气候反馈土地覆被变化

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中国干旱半干旱区1990-2020年土壤水蚀时空变化及动态驱动力

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水土保持学报 2025年第1期39卷 10-20页

作者：陈硕赵文武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 北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院北京100875

[目的]我国干旱半干旱区生态环境脆弱,土壤流失问题严重,为探究气候变暖背景下干旱地区的土壤水蚀现状。[方法]基于修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)模型计算中国干旱半干旱区1990年、2000年、2010年... 详细信息

[目的]我国干旱半干旱区生态环境脆弱,土壤流失问题严重,为探究气候变暖背景下干旱地区的土壤水蚀现状。[方法]基于修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)模型计算中国干旱半干旱区1990年、2000年、2010年、2015年、2020年的各模型因子和土壤水蚀模数,并进行精度验证(R^(2)=0.60);在此基础上利用最优参数地理探测器分析其单因子及交互因子动态驱动力大小和变化。[结果]1)1990—2020年中国干旱半干旱区平均每年土壤水蚀量为4.71×10^(10)kg,土壤水蚀模数呈微弱上升趋势,速率为0.0007 t/(hm^(2)·a)。2)中国干旱半干旱区的土壤水蚀强度多以微度和轻度侵蚀为主。土壤水蚀强度上升和下降的区域面积占比均处于上升趋势,土壤水蚀强度不变的区域面积占比处于下降趋势。3)坡度、降水、降水侵蚀力因子是中国干旱半干旱区1990—2020年土壤水蚀的主要单因子驱动力,且3个因子在研究期间交替为第1主导因子;在选取的因子中任意2个因子在进行交互作用时均增加对中国干旱半干旱区土壤水蚀的解释力,其中,坡度与降水侵蚀力因子交互时解释力在研究期间一直为第1主导交互因子。[结论]中国干旱半干旱区土壤水蚀状况正处于微弱恶化趋势,在一系列治理措施实施时应同步考虑地形、降水特征及其他动态因子,从而更好地改善干旱区的土壤水蚀情况。

关键词：中国干旱半干旱区土壤水蚀地理探测器动态驱动力分析

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碳中和视角下甘肃省县域碳收支时空分异与国土空间分区优化

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环境科学 2024年第7期45卷 4101-4111页

作者：王丽蓉石培基尹君锋张韦萍石晶李雪红程番苑西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室兰州730070 甘肃省土地利用与综合整治工程研究中心兰州730070 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

在新时代全面践行“生命共同体”整体系统观背景下,将碳中和发展目标纳入国土空间规划建设中,优化符合甘肃实际省情的国土空间格局及提出相应发展策略,对于推动区域经济社会绿色低碳转型与高质量发展具有重要意义.以甘肃省县域为例,基... 详细信息

在新时代全面践行“生命共同体”整体系统观背景下,将碳中和发展目标纳入国土空间规划建设中,优化符合甘肃实际省情的国土空间格局及提出相应发展策略,对于推动区域经济社会绿色低碳转型与高质量发展具有重要意义.以甘肃省县域为例,基于碳中和研究视角,测算分析2010年、2015年和2021年全省87个县域土地利用碳收支量,运用GIS空间分析法、社会网络分析法等方法进一步探究其时空分异特征及碳排放空间关联网络整体特征.最后结合主体功能区划进行低碳发展导向下的国土空间优化分区,提出差异化的低碳发展策略.结果表明:(1)碳排放量呈上升趋势但增幅相对较小,空间上呈现“中部和东部高,西南低”的分布态势,建设用地是主要的碳源.碳吸收量在空间上呈现“南高北低,西高东低”的分布特征,林地是主要的碳汇.净碳排量呈增加趋势,省内约58.62%的县域处于碳失衡状况.(2)2021年县域碳排放空间网络关系紧密且规模较大,呈现“核心-边缘”形态,城关区和七里河区处于网络核心地位,在网络中接受较多关联关系.陇中地区网络联系频繁,陇东南地区联系次之.(3)以碳排放量、碳吸收量和生态承载系数为依据,以社会网络空间关联性结果为角色定位,将全省划分为4种碳中和分区.同时,叠加分析主体功能区划,将全省县域重构为7个国土空间分区并对各分区提出差别化区域低碳优化发展策略.

关键词：碳中和网络空间关联低碳优化国土空间分区甘肃省

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基于物资调配网络韧性的区域应急物资保障能力评估

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灾害学 2023年第4期38卷 204-210页

作者：寇龙斌赵晗萍薛莹北京师范大学地理科学学部环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 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 北京师范大学地理科学学部北京100875

灾害事件发生后,区域内应急物资运转能力易受打击,各城市应急物资保障性能出现波动甚至失效,严重阻碍应急救助与灾后恢复。有效评估区域内应急物资保障能力,需要充分考虑受灾区域与周边区域的物资动态调配效率。因此本文提出了基于物资... 详细信息

灾害事件发生后,区域内应急物资运转能力易受打击,各城市应急物资保障性能出现波动甚至失效,严重阻碍应急救助与灾后恢复。有效评估区域内应急物资保障能力,需要充分考虑受灾区域与周边区域的物资动态调配效率。因此本文提出了基于物资调配网络韧性的区域应急物资保障评估模型,用于分析灾害打击后城市应急物资保障的时间—性能动态变化过程;针对西藏地区的物资和交通现状,构建区域协同与自上而下两种物资救助模式下的应急物资调配网络,对不同网络结构下西藏地区物资保障能力进行对比分析,探索最适合西藏地区的应急物资救助模式,并提出改进意见。

关键词：灾害打击应急物资救助模式应急物资调配网络韧性评估西藏自治区

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改进U-Net模型的城市水体精细提取——以洞庭湖为例

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遥感信息 2024年第3期39卷 82-89页

作者：贺相綦徐红涛何斌郝坤钰吴嘉琪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 南京佳格耕耘科技有限公司南京210000

针对在大范围、高分辨率遥感影像中传统水体提取方法效率低、微小水体提取效果差的问题,提出一种改进U-Net模型的遥感影像水体精细提取方法。实验以航空高分辨率可见光影像为数据源。分析结果表明,改进的U-Net模型在各项评价指标上均高... 详细信息

针对在大范围、高分辨率遥感影像中传统水体提取方法效率低、微小水体提取效果差的问题,提出一种改进U-Net模型的遥感影像水体精细提取方法。实验以航空高分辨率可见光影像为数据源。分析结果表明,改进的U-Net模型在各项评价指标上均高于经典U-Net模型、基于光谱特征法与基于分类器法,并且改进的网络水体提取结果更加完整,对小目标水体能够准确提取。该研究提高了水体提取语义分割算法的性能,使遥感水体提取工作更加自动化和智能化,不仅验证了基于航空亚米级光学影像在城市水体提取方面的可行性,也为今后相关的研究提供了新的探索思路。

关键词：水体提取 U-Net 高分遥感影像深度学习洞庭湖

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中小城市家庭交通和饮食选择的碳排放差异--以山东省滨城区为例

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生态学报 2025年第3期45卷 1261-1274页

作者：宋子康黄甘霖北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室人与环境系统可持续研究中心北京100875

工业化和人口增长导致人类活动大规模扩张,使得温室气体排放量大幅增加,由此带来了一系列亟待解决的环境问题。城市是我国碳排放的主体区域,而城市家庭则是城市碳排放的主要来源之一,因此城市家庭碳排放的研究对于节能减排有重要意义。... 详细信息

工业化和人口增长导致人类活动大规模扩张,使得温室气体排放量大幅增加,由此带来了一系列亟待解决的环境问题。城市是我国碳排放的主体区域,而城市家庭则是城市碳排放的主要来源之一,因此城市家庭碳排放的研究对于节能减排有重要意义。我国现有研究大多忽略了中小型城市家庭尺度上的不同生活方式选择方面的碳排放差异。故本文对城市家庭之间极具日常性、差异性的交通出行和饮食方式选择所致碳排放作为研究内容,采用碳排放系数法、多元逐步回归和有序多分类Logistic回归等方法对滨城区城市家庭展开碳排放及作用机制研究。结果显示研究区城市家庭平均交通和饮食碳排放总量约为357.97 kgCO_(2)/月,其中交通出行与饮食方式碳排放量的比例关系约为4∶1。私家车、网约车、摩托车、公交车和电动车分别占交通出行碳排放量的92.72%、4.88%、1.83%、0.37%和0.19%,居家用餐、外食、外卖分别占饮食碳排放量的75.29%、19.71%和5%。分析发现,户主受教育水平、家庭收入和家庭规模共3个影响因素指标会对家庭交通和饮食碳排放造成显著影响,且各因素与碳排放量均呈正相关关系。上述3个影响因素通过影响家庭选择的方式作用于家庭交通和饮食碳排放,对其作用机制分析发现,户主受教育水平会对家庭购买私家车和外食、外卖频率造成影响,家庭收入会对网约车出行频率造成影响,而家庭规模则主要通过对交通和饮食活动的人均值造成影响。最终提出部分碳减排建议,对城市生态可持续和全民低碳行动的落实具有参考意义。

关键词：城市家庭碳排放消费者生活方式方法交通出行饮食方式

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