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水土保持研究 2021年第4期28卷 84-90页

作者：白雪杨扬黄婷婷吴欣桐何涛王丽娟刘宝元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地理学院北京100875 北京市十三陵林场北京102200

为探究激光衍射法(Laser Diffraction Method,LDM)与湿筛—吸管法(Sieve-Pipette Method,SPM)测定不同土壤粒径分布的差异,以中国3种典型土壤--黑土、褐土和紫色土为研究对象,采用LDM和SPM分别测定其250~2000μm,100~250μm,53~100μm,20~53μm,10~20μm,5~10μm,2~5μm和<2μm粒级的百分比含量,并对SPM所得各粒级土壤悬液进行了LDM测定。结果表明:LDM相比SPM显著高估了3种土壤10~20μm,5~10μm,2~5μm粒级含量,低估了<2μm粒级含量,且二者的绝对差异随粒级减小而增大;两种方法在>20μm各粒级的差异因土壤类型而异。LDM在SPM所得250~2000μm,100~250μm悬液中仅分别检出34.6%~70.1%和58.1%~70.6%的对应粒级颗粒。在SPM所得<100μm各粒级悬液中,LDM检出的对应粒级占比介于52.7%~98.4%;偏大颗粒主要分布在对应悬液的相邻粒级,且占比随悬液粒级减小呈增大趋势。LDM与SPM在土壤粒径分布测定方面的差异主要源自土壤颗粒尤其是细颗粒的不规则形状,二者之间的具体差异因土壤类型和粒级而异。

关键词：土壤粒径分布激光衍射法湿筛—吸管法中国典型土壤

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考虑人群聚集时空分布的安全容量计算方法:以北京什刹海景区为例

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中国安全科学学报 2021年第6期31卷 136-143页

作者：胡成李俊伟李强陈晋北京市劳动保护科学研究所安全与应急管理研究室北京100054 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

为防范公共场所人群过量聚集发生拥挤踩踏事件,基于公共场所人群聚集时空分布特征,考虑人群疏散时间对安全容量的影响,提出人群聚集空间不平衡系数和时间波动系数,改进瞬时安全容量和日安全容量的基本算法;以北京什刹海景区为例,分析得... 详细信息

为防范公共场所人群过量聚集发生拥挤踩踏事件,基于公共场所人群聚集时空分布特征,考虑人群疏散时间对安全容量的影响,提出人群聚集空间不平衡系数和时间波动系数,改进瞬时安全容量和日安全容量的基本算法;以北京什刹海景区为例,分析得到校正后的瞬时安全容量和日安全容量分别为基准值的47.8%和33%。研究结果表明:人群聚集的时空分布差异是导致局部时段或特定区域人群聚集高风险的根源;考虑空间不平衡性和时间波动性有助于提高全区安全容量的精准性;案例证实改进的方法更加符合公共场所安全管理的需要。

关键词：人群聚集安全容量时空分布特征人员疏散空间不平衡系数时间波动系数什刹海景区

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地理时空三向聚类分析方法的构建与实践

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地理学报 2020年第5期75卷 904-916页

作者：程昌秀宋长青吴晓静沈石高培超叶思菁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 国家青藏高原科学数据中心北京100101

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地... 详细信息

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯"横看成岭侧成峰"的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的"空间—时间—尺度—属性"构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明:①三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;②面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于:根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。

关键词：三向聚类空间—时间—尺度—属性联合解译时空局部相似性时空分异

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再论青藏高原近地表大气相对氧含量影响因素的贡献率

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科学通报 2021年第31期66卷 4028-4035页

作者：史培军陈彦强马恒叶涛唐海萍王静爱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 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 北京师范大学应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海师范大学地理科学学院西宁810016

在2017年夏季对青藏高原青藏线沿线近地表大气相对氧含量测量的基础上,于2018~2020年夏季对青藏高原新藏线、环青海湖、环祁连山(含冬季)、川藏线、西宁-玉树-昌都-昆明线、玉树-那曲-阿里线、西宁-合作-成都线等不同区域作了野外路线... 详细信息

在2017年夏季对青藏高原青藏线沿线近地表大气相对氧含量测量的基础上,于2018~2020年夏季对青藏高原新藏线、环青海湖、环祁连山(含冬季)、川藏线、西宁-玉树-昌都-昆明线、玉树-那曲-阿里线、西宁-合作-成都线等不同区域作了野外路线考察测量,共计得到487个采样点的近地表大气相对氧含量等数据.研究结果表明,海拔、气温、植被覆盖度三者对近地表大气相对氧含量的贡献存在明显的时空差异.海拔的相对贡献为47%,气温的相对贡献为32%,植被覆盖度的相对贡献为3%,海拔不是绝对控制因素.海拔、气温、植被覆盖度只解释了近地表大气相对氧含量的82%,其余未解释部分很可能与植被净第一性生产力(net primary productivity, NPP)、土壤异养呼吸等其他因素有关.青藏高原近地表大气相对氧含量的时空差异很可能主要由不同类型植被光合作用的释氧与土壤异养呼吸的耗氧之间的差异,以及地势和近地表温度改变大气密度所致.

关键词：青藏高原大气相对氧含量时空差异地理环境贡献率

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蒸散发估算方法及其驱动力研究进展

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干旱区研究 2020年第1期37卷 26-36页

作者：李晓媛于德永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

蒸散发是水文循环的重要组成部分,也是度量土壤-植被-大气耦合系统中水文与能量传输的关键指标。因此,准确估算蒸散发,充分理解蒸散发的驱动力对干旱半干旱区水资源高效利用具有重要意义。本文对区域蒸散发估算方法进行了总结与归纳,并... 详细信息

蒸散发是水文循环的重要组成部分,也是度量土壤-植被-大气耦合系统中水文与能量传输的关键指标。因此,准确估算蒸散发,充分理解蒸散发的驱动力对干旱半干旱区水资源高效利用具有重要意义。本文对区域蒸散发估算方法进行了总结与归纳,并从气候变化和人类活动两个角度总结了干旱半干旱地区蒸散发变化的驱动力。最后,评论了当前蒸散发估算方法及其驱动力研究存在的问题,提出未来应加强蒸散发估算模型的改进与完善,合理规划土地利用,提高水资源利用效率,从而促进区域的可持续发展。

关键词：蒸散发气候变化人类活动驱动力干旱半干旱区

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北京师范大学灾害风险科学研究回顾与展望

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 458-464页

作者：史培军刘连友北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室环境演变与自然灾害教育部重点实验室应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

回顾了北京师范大学灾害风险科学研究团队33年来开展灾害风险科学研究取得的主要研究成果,分析了目前面临的主要挑战,展望了未来研究与学科建设的重点.灾害风险科学研究团队先后在区域自然灾害系统理论、综合减灾、灾害风险防范研究,重... 详细信息

回顾了北京师范大学灾害风险科学研究团队33年来开展灾害风险科学研究取得的主要研究成果,分析了目前面临的主要挑战,展望了未来研究与学科建设的重点.灾害风险科学研究团队先后在区域自然灾害系统理论、综合减灾、灾害风险防范研究,重大自然灾害评估与国家减灾规划编制,以及发起并组织国际“综合风险防范”核心科学计划等方面做出了积极贡献.面对学科体系不完善、学术带头人不足、研究团队规模较小以及实验平台整合不力等挑战,亟需面向全球和国家防灾减灾、综合风险防范、绿色发展以及可持续性需求,在区域致灾-成害机制与动力学模拟、全球变化人口与经济系统风险精准评估、综合灾害(特别是碳排放)风险防范模式等领域争取重大突破,从而引领全球灾害风险科学,为建设地理学世界一流学科做出重要贡献.

关键词：灾害风险区域规律致灾成害机制综合灾害风险防范全球变化

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空间恢复力理论支持下的人地系统动态研究进展

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地理学报 2020年第5期75卷 891-903页

作者：刘焱序傅伯杰王帅赵文武李琰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 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

人地系统的概念表现了人与地在特定的地域中相互联系、相互作用而形成的一种动态结构,面向人地系统动态运行过程的复杂性,亟待构建更有力的指标体系表征地球系统和人类系统相互影响与反馈的过程。空间恢复力可以被理解为以保障人地系统... 详细信息

人地系统的概念表现了人与地在特定的地域中相互联系、相互作用而形成的一种动态结构,面向人地系统动态运行过程的复杂性,亟待构建更有力的指标体系表征地球系统和人类系统相互影响与反馈的过程。空间恢复力可以被理解为以保障人地系统结构稳定为目标的地域空间整体对自然和社会扰动的吸收、复原或转化能力,为人地系统研究中针对性理论模式和可定量化指标体系的塑造提供新途径。本文以从自然维度出发的政策与生态系统空间恢复力、从社会维度出发的环境变化与社区生产生活空间恢复力、从综合描述方式出发的空间恢复力综合指标体系三个角度梳理空间恢复力研究现状,并从结构、功能、阈值三个方面研讨不同地域功能类型下的空间恢复力指标体系,提出认知保障系统可持续性的空间状态、明晰人地系统动态过程的空间阈值、满足生态保护与社会进步国家需求三项内容可以作为人地系统动态研究的重要方向。

关键词：人地系统动态景观生态学可持续性阈值国家需求

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城郊有机农场生态系统服务评估——以北京市为例

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生态学报 2021年第22期41卷 9076-9083页

作者：华野毓黄甘霖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

快速城市化对周边农业区域造成巨大影响。都市农业能够提供世界上20%的食品,为粮食安全做出了重要贡献。在全球环境危机的背景下,农业生态保护问题得到了越来越多的关注。有机农场在生产过程中遵循自然规律,不使用化学合成的农药、化肥... 详细信息

快速城市化对周边农业区域造成巨大影响。都市农业能够提供世界上20%的食品,为粮食安全做出了重要贡献。在全球环境危机的背景下,农业生态保护问题得到了越来越多的关注。有机农场在生产过程中遵循自然规律,不使用化学合成的农药、化肥和生长调节剂等物质,是实现生态农业的有效模式之一。城郊有机农场得益于临近都市的地理位置,常常同时提供参观、采摘等休闲服务,加深了游客对农业的理解和与自然的连结。目前,国内研究大多关注有机食品健康、有机农业政策和环境效益,但往往忽视其提供的经济和文化价值。基于生态系统服务与人类福祉关系的概念框架,以北京市为例,从供给、调节、文化三个方面全面评估城郊有机农场的生态系统服务。结果显示,截至2019年北京市城郊共有271家有机农场,种植面积1.09万hm^(2),占北京市耕地面积的5.1%。供给服务价值为16.12亿元。调节服务方面,提供了2140万元的土壤碳固存价值,并且比相同面积的常规农场减少了16.4万GJ能量、2639tCO_(2)、202tSO_(2)和29tPO_(2)的排放。文化服务方面,提供了1.189亿元的采摘服务,并促成了120余次农夫市集和50余次讲座、沙龙的宣传教育活动,积累了社会资本。本研究尝试通过直观的数据全面反映城郊有机农场对收益者的多种惠益,凸显了在有限的供给服务之外,城郊有机农场在休闲游憩和教育宣传等文化服务的贡献,为深入理解城郊有机农场生态系统服务提供基础,有助于进一步提高农业管理的精细程度和城市的可持续性。

关键词：都市农业有机农场生态系统服务

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新月形沙丘表面粒度特征对沙丘发育规模及风向变化的响应——以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为例

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北京师范大学学报（自然科学版） 2021年第4期57卷 545-554页

作者：蒋宁李安琪赵晓萌程宏李慧茹亢力强北京师范大学地理科学学部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防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为研究对象,分析3个不同发育规模和相反风向作用后沙丘表面沉积物粒度参数,得出以下结论:1)新月形沙丘表面沉积物以砾石和极粗沙为主,二者总占比79.09%,与之对应的,沉积物概率累积曲线多以蠕移质为主,... 详细信息

以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为研究对象,分析3个不同发育规模和相反风向作用后沙丘表面沉积物粒度参数,得出以下结论:1)新月形沙丘表面沉积物以砾石和极粗沙为主,二者总占比79.09%,与之对应的,沉积物概率累积曲线多以蠕移质为主,其次为跃移质.沙丘形态及其表面微地貌变化,使得沉积物粒度特征在沿风向的不同断面呈现3种模式:迎风坡脚最粗、沿迎风坡经丘顶/脊线至背风坡脚逐渐变细,分选丘顶/脊线最好、由此分别至迎/背风坡脚变差;迎风坡上/下部最粗、由此至迎/背风坡脚变细,分选丘顶/脊线最好、由此至迎/背风坡脚变差;迎风坡上/下部最粗、由此至迎/背风坡脚变细,分选迎风坡脚最好、沿迎风坡经丘顶/脊线至背风坡脚变差.2)随沙丘高度增加,迎风坡和背风坡沉积物先变细后变粗,丘顶/脊线逐渐变粗,但分选性均变好;两翼角沉积物粒径差值增大,粒径粗、分选好的短翼角变为长翼角.3)相对于区域主风向(NE),反风向(SW)作用后,迎风坡沉积物变细、分选变差,丘顶变粗、分选变好,背风坡脚变细、分选无明显变化.迎风坡表面和背风坡脚细沙、极细沙和粉沙总占比增加,砾石和极粗沙总占比减少;丘顶正相反.

关键词：塔克拉玛干沙漠新月形沙丘粒度特征沙丘形态风向

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人文地理研究中时间阶段划分的量化工具与应用

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经济地理 2021年第1期41卷 21-29页

作者：陈小强袁丽华宋长青程昌秀王翔宇梁晓瑶王元慧曹丹萍易红北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室中国北京100875 北京师范大学地理科学学部中国北京100875 北京师范大学地理数据与应用分析中心中国北京100875 哈尔滨师范大学地理科学学院中国黑龙江哈尔滨150025

时间阶段划分是人文地理研究中认识人文地理现象和人类活动发生发展过程以及探索其动态演化特征的重要基础手段。传统人文地理研究通常采取等间隔分段、关键事件节点和指标曲线判断三类定性方法划分人文地理现象的时间阶段。引入时间约... 详细信息

时间阶段划分是人文地理研究中认识人文地理现象和人类活动发生发展过程以及探索其动态演化特征的重要基础手段。传统人文地理研究通常采取等间隔分段、关键事件节点和指标曲线判断三类定性方法划分人文地理现象的时间阶段。引入时间约束聚类和多元断点分析两大定量分析工具划分时间阶段,能够更加客观地反映研究对象的阶段性特征。通过中国经济发展阶段划分的实践案例进行验证,结果表明:时间约束聚类和多元断点分析均能根据多维时间序列数据组合特征的变化识别出合理的阶段划分;时间约束聚类适用于小样本量的低频时间序列数据,不受限于不同类别变量的组合;多元断点分析适合大样本量的同类变量组合的高频时间序列的分析。二者将是在地理学多要素综合研究和大数据时代对传统时间阶段划分手段的重要补充。

关键词：时间阶段划分时间约束聚类多元断点分析经济发展阶段人文地理研究产业结构

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