检索结果-内蒙古大学图书馆

地理科学进展 2023年第6期42卷 1192-1203页

作者：王元慧宋长青高怡凡谢一茹叶思菁高培超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

在多种自然及人文因素驱动下,中国的土地系统正发生深刻变化。建模预测土地系统变化,一方面可为国土空间规划等国家重大需求问题提供决策支持,另一方面可为土地变化机理及地表综合模拟研究提供研究支持。论文针对土地变化模型展开综述,... 详细信息

在多种自然及人文因素驱动下,中国的土地系统正发生深刻变化。建模预测土地系统变化,一方面可为国土空间规划等国家重大需求问题提供决策支持,另一方面可为土地变化机理及地表综合模拟研究提供研究支持。论文针对土地变化模型展开综述,梳理20世纪90年代以来国内外土地变化模型的起源与发展,总结发展趋势,讨论土地变化模型的现存挑战并提出展望。研究发现,目前土地变化模型存在两大发展趋势:供需关系平衡化、模型参数的组合与优化。其中供需关系平衡化体现在从单方面考虑“供”或“需”的模拟到“供—需”平衡模拟的核心思想转变,并存在两大主要路径:“自上而下”的降尺度空间化路径、“自下而上”的科学化需求耦合路径。模型参数的组合与优化一方面体现在模型中的土地变化规则从描述性规则为主逐渐转向组合式的参数化规则为主,另一方面体现在围绕参数优化开展的一系列回归模型改进及机器学习融合研究。同时,土地变化模型仍存在一系列挑战,具体包括核心机理的数学分歧、从“非监督模拟”到“监督模拟”的起步与挑战,以及新范式(矢量数据范式和混合栅格范式)未充分弥补旧范式(栅格数据范式)的遗憾。未来应重点关注土地变化模型中的数学机制,深入评估对比现有机制并在解析式中引入复杂性机制;在新范式下耦合系列规划政策,推动“监督模拟”进一步发展。

关键词：土地变化模型模型机理模型发展趋势挑战

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地理学支撑SDGs研究进展与展望——兼议“可持续地理学”理论框架

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地理学报 2024年第11期79卷 2699-2720页

作者：赵文武尹彩春张军泽傅伯杰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 中国科学院生态环境研究中心区域与城市生态安全重点实验室北京100085

可持续发展是全人类关注的重大科学问题,地理学作为聚焦于人地系统研究的综合性学科,为实现联合国可持续发展目标(SDGs)提供了重要科学支撑,但当前尚缺少对两者关系的系统性梳理与评述。本文总结了地理学支撑SDGs研究的理论框架和研究进... 详细信息

可持续发展是全人类关注的重大科学问题,地理学作为聚焦于人地系统研究的综合性学科,为实现联合国可持续发展目标(SDGs)提供了重要科学支撑,但当前尚缺少对两者关系的系统性梳理与评述。本文总结了地理学支撑SDGs研究的理论框架和研究进展,探讨了其未来重点研究领域,发现:①地理学在开展人地系统综合研究、服务区域与全球可持续发展过程中,创新性地提出和发展了社会—生态系统、格局—过程—服务—可持续性、全程耦合、分类—统筹—协作等理论框架,这些研究框架包括人地系统的要素级联、动态演化、空间耦合和面向SDGs的系统调控等,构成了地理学支撑可持续发展研究的综合理论框架,亦可称为“可持续地理学理论框架”。②地理学支撑SDGs研究在多源数据获取、指标体系本土化与多尺度进展评估、目标间关联机制分析、SDGs实现路径等方面取得了积极进展,地理学为SDGs研究提供了重要理论和方法支撑;③地理学与可持续发展相关研究主要聚焦于气候—生态危机应对、粮食—能源—水资源及其可持续利用、区域发展及规划、人类福祉与社会治理、SDGs评估指标与数据库建设等重点方向。④在未来研究中,需要创新发展可持续地理学分支学科,优化SDGs评估指标体系,发展SDGs评估和决策模型,加强人工智能地理学,深化人地系统耦合研究,在推动地理学科创新发展的过程中促进区域与全球可持续发展。

关键词：可持续地理学人地系统耦合社会—生态系统可持续发展目标人类福祉

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中国耕地资源利用的“五化”态势与治理对策

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中国科学院院刊 2023年第12期38卷 1962-1976页

作者：叶思菁宋长青程昌秀高培超沈石穆望舒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

认识耕地资源利用的态势并分析治理对策,探索区域适宜的耕地利用模式,是落实具有中国特色的“最严格的耕地保护”新战略的重要前提。当前中国耕地资源利用面临加剧的“非农化”“非粮化”“细碎化”“边际化”“生态退化”(以下简称“... 详细信息

认识耕地资源利用的态势并分析治理对策,探索区域适宜的耕地利用模式,是落实具有中国特色的“最严格的耕地保护”新战略的重要前提。当前中国耕地资源利用面临加剧的“非农化”“非粮化”“细碎化”“边际化”“生态退化”(以下简称“五化”)问题。文章在评估中国耕地“五化”时空变化态势基础上,从复杂成因、相态特征、责任主体认知差异、外部因子动态变化等方面分析“五化”治理的挑战,并获得相应的启示,以期为加快建设人与自然和谐发展的美丽中国提供管窥之见。

关键词：耕地健康非农化非粮化细碎化边际化生态退化

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基于生态系统服务簇分区的土地利用多目标优化——以巴彦淖尔市为例

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生态学杂志 2023年第5期42卷 1205-1213页

作者：李云霞王晨旭刘焱序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

土地利用空间结构的优化是有效管理生态系统服务、协调人地矛盾的重要途径。已有的优化方案多从区域整体角度出发,忽略了生态系统服务特征的地域分异规律,易导致对优化效益的低估或缺乏可行性。本研究以内蒙古自治区巴彦淖尔市为例,基于... 详细信息

土地利用空间结构的优化是有效管理生态系统服务、协调人地矛盾的重要途径。已有的优化方案多从区域整体角度出发,忽略了生态系统服务特征的地域分异规律,易导致对优化效益的低估或缺乏可行性。本研究以内蒙古自治区巴彦淖尔市为例,基于SAORES平台,使用生态系统服务簇和遗传算法实施分区土地利用优化。结果表明:相比于当前土地利用,土地利用布局的整体优化在功能上提高了16.8%的生态效益,降低了6.4%的粮食生产服务,而分区的优化具有更高的成本效益,生态效益提高了27.3%,粮食生产服务仅降低了5.6%;在格局上,景观干扰度在优化后出现了普遍的下降,边缘效应显著降低,整体和分区优化方案没有显著差异。提出了符合巴彦淖尔市长期发展的生态保护区空间配置优化方案。

关键词：干旱区生态系统服务国土空间优化遗传算法 SAORES

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黑河流域表层土壤水分干化特征研究

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高原气象 2023年第3期42卷 771-784页

作者：董世玉朱忠礼徐自为刘绍民柴琳娜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

土壤水分干化是指降水发生后土壤逐渐变干的过程,此过程一般包括重力排水、大气需求限制的蒸发以及水分限制的蒸发三个阶段,此三阶段在表层土壤中表现最为明显。黑河流域发源于祁连山中段,上中下游具有十分明显的景观地带性,探讨该地区... 详细信息

土壤水分干化是指降水发生后土壤逐渐变干的过程,此过程一般包括重力排水、大气需求限制的蒸发以及水分限制的蒸发三个阶段,此三阶段在表层土壤中表现最为明显。黑河流域发源于祁连山中段,上中下游具有十分明显的景观地带性,探讨该地区表层土壤水分干化特征将为理解流域内不同环境下土壤蒸发的规律和影响因素提供理论支撑。本文基于2016-2020年黑河流域上中下游10个气象观测站点表层土壤水分、土壤温度、气温等资料,利用降水后的土壤干化事件分析了各区域土壤水分、潜在蒸散、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和土壤质地等因素与表层土壤干化速率的关系,并使用指数模型拟合干化事件,总结了各站点干化速率的季节间变化规律。2016-2020年黑河流域10个站点共识别出362个有效干化事件,分析结果表明:(1)土壤进入干化期后,干化速率随土壤含水率降低而逐渐减缓,约12天后,上游、中下游站点土壤干化速率皆趋于稳定,上游站点稳定在约0.04 cm^(3)·cm^(-3)·day^(-1),中下游则趋于0。(2)上中下游表层土壤90%的蒸发效率分别低于0.25、0.15和0.12,无法满足大气需求,但若考虑土壤剖面5 cm以下的蒸散,其蒸发效率将接近1。(3)黑河上游表层土壤水分较高,土壤干化过程主要为大气需求限制阶段,中下游表层土壤水分较低,土壤干化过程为水分限制阶段。而就表层土壤蒸发速率而言,上游主要受大气水分需求影响,土壤蒸发速率随潜在蒸散的增加而增大,但当土壤水分超过0.4 cm^(3)·cm^(-3)时,潜在蒸散和土壤水分的变化对干化速率无显著影响;中下游主要受水分供应影响,土壤蒸发速率随土壤水分的增加而逐渐增大,潜在蒸散对土壤蒸发速率的影响不显著。(4)植被对表层土壤水分干化速率的影响与下垫面植被类型及土壤干湿状态有关,而土壤质地对干化速率影响较小。(5)指数模型拟合的干化事件具有明显的季节性特征。夏季各站点的干化速率(τ)及干化幅度(A)最大,土壤水分下限(θ_(w))最低,而对于下垫面为荒漠的地区,θ_(w)易受降水的影响,其在夏季达到最大值;就流域整体而言,表层土壤水分的干化速率表现为夏季>春季>秋季,上中下游干化速率的季节间变异性随下垫面类型的变化(草甸、农田、灌木)逐渐增大。

关键词：土壤水分干化土壤蒸发原位观测黑河流域

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新疆风力发电减碳效益全生命周期评估

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生态学报 2024年第8期44卷 3293-3302页

作者：杜文杰关梦茜江源曹鹏鹤王泽康慕谊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

风力发电减碳效益评估有助于从减碳角度更好制定能源发展相关政策。以风力资源总体丰富且亟需发展风力发电以实现能源系统脱碳的新疆为研究区,将生命周期方法与风力发电模型结合,在省、市级尺度分别评估了风力发电全生命周期的排放水平... 详细信息

风力发电减碳效益评估有助于从减碳角度更好制定能源发展相关政策。以风力资源总体丰富且亟需发展风力发电以实现能源系统脱碳的新疆为研究区,将生命周期方法与风力发电模型结合,在省、市级尺度分别评估了风力发电全生命周期的排放水平及发电效益,核算了风力发电相对于火力发电和光伏发电的减碳效益,有效弥补了传统生命周期评估中空间差异考虑不充分的问题。结果表明,风机全生命周期平均发电量为13.1×10^(7)kWh,风力发电全生命周期共排放3944.24 tCO_(2)⁃eq,通过材料处置回收和循环再利用可减少1424.79 tCO_(2)⁃eq。新疆发展风力发电具有低排放强度和高减碳效益的特点,与火电相比可减少97.44%排放,减碳效益平均可达906.72 gCO_(2)⁃eq/kWh,并且应优先布局在哈密、巴音郭楞蒙古自治州和北屯市;与光伏相比,减碳效益可分别达到43.85 gCO_(2)⁃eq/kWh(衰减率DR=1%)和169.84 gCO_(2)⁃eq/kWh(DR=3%),此情景下风电应主要部署在克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什和和田。在风电减碳效益较差地区如石河子市、铁门关市和双河市应考虑利用本地充足太阳能资源发展光伏发电。需注意风电的排放强度和减碳效益在局地小尺度评估中存在不确定性,获取更精细的结果仍需进一步评估。未来应大力发展新疆本地的风电产业,打造绿色供应链和加快发展处置回收技术以增加减碳效益。

关键词：风力发电生命周期评价碳排放发电量新疆

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东北黑土区冻融循环对切沟沟壁崩塌的影响

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水土保持学报 2024年第2期38卷 109-117,325页

作者：贾晨阳刘宏远于悦马芊红柯奇画张科利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

[目的]通过测量冻融循环期间沟壁崩塌体积来评价冻融循环对切沟侵蚀的贡献。[方法]2016-2018年间,选取36条切沟共计463个崩塌点开展了野外调查。基于调查结果,切沟沟壁崩塌主要表现为2种类型:块状崩塌和松散堆积。在每个崩塌点测量2种... 详细信息

[目的]通过测量冻融循环期间沟壁崩塌体积来评价冻融循环对切沟侵蚀的贡献。[方法]2016-2018年间,选取36条切沟共计463个崩塌点开展了野外调查。基于调查结果,切沟沟壁崩塌主要表现为2种类型:块状崩塌和松散堆积。在每个崩塌点测量2种堆积体的形态参数:崩塌土壤的体积、切沟横断面的宽度和深度,以及相应沟壁土壤的剪切力和硬度。[结果](1)3年研究期间冻融作用导致的沟壁崩塌强度平均为16.12 m^(3)/(km·a)。2种崩塌类型在切沟内随机发生,单点冻融崩塌量主要集中在0~3 m ^(3),但块状崩塌导致的土方量更大。(2)切沟横断面宽度和深度是沟壁崩塌的主要影响因素,崩塌量随宽深比增大而增加,当宽深比>2.71后,崩塌量迅速增加。(3)切沟崩塌量与沟壁土壤的剪切力和硬度等紧密相关。[结论]沟壁冻融崩塌与切沟宽度和深度紧密相关,冻融崩塌量占切沟侵蚀泥沙产量的3.28%~23.68%,其影响与沟头溯源侵蚀相当。研究结果为定量评价冻融循环对切沟侵蚀贡献提供数据支撑。

关键词：切沟沟壁崩塌冻融循环黑土切沟侵蚀

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基于水生态系统服务的黄河流域生态修复投资优先区识别

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生态学报 2024年第18期44卷 8126-8137页

作者：韩宇刘焱序王晨旭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

国土空间生态修复需要国家投资和社会投资支持其顺利开展。然而,国土空间生态修复研究很少从修复成本和投资潜力角度考虑投资的经济可行性。以黄河流域为研究区,从4种土地利用模拟情景、2种水生态系统服务和4种生态产品价值实现模式出发... 详细信息

国土空间生态修复需要国家投资和社会投资支持其顺利开展。然而,国土空间生态修复研究很少从修复成本和投资潜力角度考虑投资的经济可行性。以黄河流域为研究区,从4种土地利用模拟情景、2种水生态系统服务和4种生态产品价值实现模式出发,建立了“土地利用模拟-生态系统服务供需评估-生态修复可行性分析”步骤下的社会投资支持优先区识别框架。研究结果表明,水土保持情景下2030年黄河流域草地增加明显,自然演变情景、水源涵养情景和湿地保护情景的人造地表有所扩张;基准情景国家投资优先流域主要分布在中下游;基准情景一致表明,碳交易和排污权交易最具社会投资吸引力,特色养殖和特色中药的投资吸引不具有普适性。研究识别的空间位置可以为黄河流域投资支持生态修复、生态产品价值实现的宏观区位选址提供参考。

关键词：生态产品价值实现水质净化土壤保持国土空间生态修复流域

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基于农户感知的黄河下游人-水关系结构分析

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生态学报 2024年第1期44卷 183-195页

作者：于佳睿孙璐娜刘慕义王帅刘焱序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

人-水关系研究是社会-生态系统研究的重要领域。识别黄河下游农户对人-水关系的感知及其影响因素,对黄河下游因人施策开展生态保护与高质量发展政策调控具有重要作用。但已有研究多从区域水资源、水环境、水文化等某一种或几种关系开展... 详细信息

人-水关系研究是社会-生态系统研究的重要领域。识别黄河下游农户对人-水关系的感知及其影响因素,对黄河下游因人施策开展生态保护与高质量发展政策调控具有重要作用。但已有研究多从区域水资源、水环境、水文化等某一种或几种关系开展居民感知调查及归因,忽视了人-水关系之间结构化的相互影响机制。基于对黄河下游山东省10个县的农户发放的1651份问卷,经过验证性因子分析后,最终引入水资源与生态关系、水文化与旅游关系、居住地生态功能、河口湿地功能、文化旅游功能五个潜变量,建立结构方程模型发现:农户对水资源与生态关系的认识正向影响其对居住地生态功能和河口湿地功能的评估,农户对水文化与旅游关系的认识正向影响其对居住地生态功能、河口湿地功能和文化旅游功能的评估。研究结果通过基于农户感知刻画人-水关系结构,揭示人-水系统功能认知的影响机制,有助于为黄河下游地区生态保护和乡村振兴提供决策参考。

关键词：黄河下游人-水关系结构方程模型农户感知社会-生态系统

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东北黑土区小流域大豆产量空间分布及其影响因素

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北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 529-540页

作者：谭玉萍王志强刘若轩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

在东北典型黑土区嫩江市鹤山农场选择典型小流域,在耕地中布设了43个样点进行测产,并判定黑土层厚度、测定土壤理化性质,分析了小流域大豆生长和产量的空间分布特点及其影响因素.研究表明:1)小流域大豆产量变幅大,平均3014.5 kg·hm... 详细信息

在东北典型黑土区嫩江市鹤山农场选择典型小流域,在耕地中布设了43个样点进行测产,并判定黑土层厚度、测定土壤理化性质,分析了小流域大豆生长和产量的空间分布特点及其影响因素.研究表明:1)小流域大豆产量变幅大,平均3014.5 kg·hm^(−2),变化范围为950.4~3782.4 kg·hm^(−2);2)大豆高产区分布在地势较低和地形平坦的区域,低产区与砂粒含量分布的高值区相关;3)大豆产量主要与黑土层厚度、机械组成、土壤密度、总孔隙度、水分常数、全量养分、碱解氮等具有显著相关性;4)提取4个主成分,第1主成分主要综合反映碱解氮、全氮、土壤密度的信息,第2主成分主要是由水分常数构成的综合性指标,第3主成分综合反映坡度、全钾、砾石比的信息,第4主成分中黏粒、全磷、砂粒为主要评价指标.

关键词：东北黑土小流域大豆产量空间分布

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