检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：地球科学 2024年第2期54卷 486-502页

作者：冯飞杨鑫贾宝全李晓婷李献文徐程扬王开存北京林业大学城市林业研究中心国家林业和草原局造林与森林生态系统重点实验室北京100083 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 中国林业科学研究院林业研究所北京100091 清华大学建筑学院北京100084 北京大学城市与环境学院中法地球系统模拟国际联合中心碳中和研究院北京100871

城市绿地有助于促进城市居民健康,增强城市生态系统生物多样性,减轻环境污染,缓解城市热岛效应.然而城市植被盖度异质性高,量化难度大.本文利用30m分辨率的陆地卫星数据,研究了1990~2022年间我国328个城市植被覆盖度的变化.结果显示,199... 详细信息

城市绿地有助于促进城市居民健康,增强城市生态系统生物多样性,减轻环境污染,缓解城市热岛效应.然而城市植被盖度异质性高,量化难度大.本文利用30m分辨率的陆地卫星数据,研究了1990~2022年间我国328个城市植被覆盖度的变化.结果显示,1990~2005年,由于城市内建筑容积率和不透水表面的增加,全国平均城市植被覆盖度由0.38降至0.35.此后,城市植被覆盖度开始逆转,到2022年增长至0.45,这种增长趋势在新建城区最明显.2005年以前,平均城市植被覆盖度的降低主要是低植被覆盖区域的扩张造成的;此后,城市植被盖度的增加则表现为高植被覆盖区域的扩张.城市植被覆盖度变化趋势的转折与2004年以后国家陆续出台政策要求增加城市绿地覆盖度有关,城市国内生产总值与城市植被覆盖度变化呈现最高相关性.对于大城市和中等规模城市,影响植被覆盖度的前三个因子分别为国内生产总值、城市人口和气温.但对于干旱/半干旱地区的城市,植被覆盖度变化对气候因素(如降水)的敏感度更高.尽管近年来中国城市的总体植被覆盖度显著增加,但在小城市和大城市老城区的城市绿地仍有改善空间.

关键词：城市绿地植被覆盖度城市化卫星遥感

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东北黑土区和东北典型黑土区的范围与划界

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科学通报 2021年第1期66卷 96-106页

作者：刘宝元张甘霖谢云沈波顾治家丁迎盈北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室地理科学学部北京100875 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 水利部松辽水利委员会长春130021

东北是我国重要的粮食基地,但该区土壤侵蚀和土地退化有日益严重的趋势,因此近年来保护黑土的呼声越来越大.为了制定精准保护黑土的规划,需要准确的边界划定.本文目的是界定东北黑土区的内涵,定量划定东北黑土区的边界,落实黑土区包括... 详细信息

东北是我国重要的粮食基地,但该区土壤侵蚀和土地退化有日益严重的趋势,因此近年来保护黑土的呼声越来越大.为了制定精准保护黑土的规划,需要准确的边界划定.本文目的是界定东北黑土区的内涵,定量划定东北黑土区的边界,落实黑土区包括的县级行政区.划定方法是以土壤发生学分类的黑土、黑钙土、栗钙土和灰色森林土作为黑土区的标志土壤,将其集中分布区划为黑土区;以黑土和黑钙土作为典型黑土区的标志土壤,将其集中分布区划为典型黑土区.这些土壤大多都属于中国土壤系统分类中的均腐土(Isohumosols),或美国土壤系统分类中的软土(Mollisol),具有明显的“暗沃表层”黑土特征,同属“黑土”系列.在ArcGIS10.2软件中,用“中心引力集聚法”反复迭代,合并或舍弃边缘小图斑,形成完整的东北黑土区和东北典型黑土区.划分结果如下:东北黑土区的面积为55.6万km2,涉及146个县级行政区.东北典型黑土区的面积为33.3万km2,涉及138个县级行政区.黑土区内坡度大于0.25°的农地存在水土流失问题,是水土流失的重点防治对象,面积为8.9万km2.典型黑土区内坡度大于0.25°的农地,是水土流失的优先防治对象,面积为7.8万km2.结果可为黑土区生态文明建设特别是水土保持规划提供重要科学依据.

关键词：黑土东北黑土区东北典型黑土区土壤侵蚀黑土保护

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气候干旱对河流水环境变化的影响机制:以长江表观耗氧量为例

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环境科学学报 2023年第12期43卷 218-230,I0006页

作者：李生轶王芳余其彪田思雨晏维金周德民王东升中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 首都师范大学资源环境与旅游学院城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地北京100084 厦门大学环境与生态学院福建省海陆界面生态环境重点实验室厦门361102 中国科学院大学北京100049 浙江大学环境与资源学院杭州310058

气候变化对河流水环境变化(如溶解氧等)具有重要影响.2022年夏季长江流域发生的极度干旱和径流量骤减,究竟对河流水环境耗氧量产生怎样的影响目前缺乏系统研究.本文提出了河流每日最大表观耗氧量(Max daily apparent oxygen utilization... 详细信息

气候变化对河流水环境变化(如溶解氧等)具有重要影响.2022年夏季长江流域发生的极度干旱和径流量骤减,究竟对河流水环境耗氧量产生怎样的影响目前缺乏系统研究.本文提出了河流每日最大表观耗氧量(Max daily apparent oxygen utilization—MDAOU)这一概念,基于长江水系2~4级河流24个站点的溶解氧小时观测数据,研究了长江干旱年(2022年)和正常水文年(2021年)河流MDAOU的差异,分析了气候变化对河流MDAOU变化的影响,预估了未来气候变化情景下河流MDAOU对极端降水变化的响应.研究显示,2021年和2022年河流MDAOU的变化范围分别为-1.89~5.11 mg·L^(-1)和-1.92~5.58 mg·L^(-1);河流MDAOU存在显著的空间变化,但无显著的季节变化;研究发现,干旱严重的2022年,92%河流站点的MDAOU在干旱期(6—10月)显著升高,水质状况变差;统计分析表明,河流MDAOU与径流量之间存在显著负相关关系(r=-0.314,p<0.001);应用随机森林模型阐明了河流MDAOU变化的驱动机制,揭示了气候变化对河流MDAOU变化影响的相对贡献达35%;进一步的情景分析表明:到21世纪中叶(2041—2060年),气候极端干旱将导致超过一半的站点MDAOU相较于现在水平增加20%以上.本研究尝试建立了气候变化与河流水环境变化的关系,研究结果将对河流水环境如何响应气候变化以及长江流域水质管控提供重要参考.

关键词：表观耗氧量水质干旱长江模型

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基于动理学理论的坡面水流土壤分离能力研究

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应用基础与工程科学学报 2021年第3期29卷 591-605页

作者：贾宝真钟德钰张科利清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016 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

土壤分离能力是反映土壤侵蚀强弱的重要参数,但目前研究中多采用基于实验数据建立的经验公式来计算,在反映水流作用下土壤分离过程的物理机制时存在不少困难.本文基于泥沙运动的动理学理论建立了新的土壤分离函数,将分离能力表示为单位... 详细信息

土壤分离能力是反映土壤侵蚀强弱的重要参数,但目前研究中多采用基于实验数据建立的经验公式来计算,在反映水流作用下土壤分离过程的物理机制时存在不少困难.本文基于泥沙运动的动理学理论建立了新的土壤分离函数,将分离能力表示为单位时间内在外力作用下,单位面积床面上脱离土体的物质通量.分离函数的核心为颗粒速度分布函数,反映了土壤分离过程中颗粒微观受力状态的分布规律,而颗粒脱离床面的速度在状态空间上的积分则反映了分离过程的宏观统计规律.文中采用共计12组实验数据对分离函数进行了验证,并与其他3家代表性分离函数进行了对比.结果表明,本文分离函数的计算值与实验数据较为一致,相对误差在[-0.5,0.5]之间的数据占所有数据的78%,具有良好的计算精度.由于基于泥沙运动的动理学理论得到的分离函数具有较强的理论基础,本文的研究结果也为揭示土壤分离过程的力学机制提供了新的理论方法.

关键词：坡面流分离能力动理学理论速度分布函数水动力学机制

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耕地和林地土壤动物群落组成和多样性的差异--中国区域的整合分析

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生态学报 2021年第17期41卷 6718-6727页

作者：郑大川周杰李思雨陶军顾卫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 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

采用Meta分析对中国区域耕地和林地的土壤动物数量、组成和多样性差异进行定量研究。整合分析结果表明,在中国区域耕地比林地有显著低的土壤动物个体密度(-55.74%)、类群数(-27.56%)和Shannon-Wiener多样性指数(-24.51%),其中个体密度... 详细信息

采用Meta分析对中国区域耕地和林地的土壤动物数量、组成和多样性差异进行定量研究。整合分析结果表明,在中国区域耕地比林地有显著低的土壤动物个体密度(-55.74%)、类群数(-27.56%)和Shannon-Wiener多样性指数(-24.51%),其中个体密度的响应与类群数和Shannon-Wiener多样性的响应存在显著差异。年均温高于20℃地区耕地和林地间土壤动物数量、类群数和多样性的响应绝对值显著低于年均温小于20℃地区,且耕地与林地间无差异;年降水量400—800mm地区耕地和林地间土壤动物多样性的响应绝对值最大,其次在年降水量大于800mm地区,最小值在年降水量小于400mm地区(耕地与林地无差异)。耕地中水田土壤动物Shannon-Wiener多样性与林地无差异;经济林土壤动物Shannon-Wiener多样性与耕地间无差异。在不同土壤动物尺寸的亚组中,大型土壤动物数量、类群数和多样性的响应绝对值大于小型土壤动物的响应绝对值,且类群数差异显著。耕地中蜱螨类(Acarina)数量显著低于林地(-64.11%),而耕地的弹尾目(Collembola)数量与林地无差异;膜翅目(Hymenoptera)(-75.79%)和革翅目(Dermaptera)(102.97%)在耕地和林地间的差异最为明显。上述结果表明,中国区域耕地和林地的土壤动物数量和多样性响应差异不仅受到区域气候条件的影响,也受到耕地和林地类型以及土壤动物个体尺寸的影响,且不同物种的响应存在差异。

关键词：土壤动物多样性耕地林地整合分析

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沂河流域暴雨径流变化特征研究

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水土保持研究 2023年第4期30卷 194-202页

作者：张晓钰辛怡翟钰钰吕世轩刘强张永强宋进喜程磊张国涛李子君朱纹君张军龙山东师范大学地理与环境学院济南250358 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241 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 英国布里斯托大学土木工程学系英国布里斯托BS81TR 北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境学院教育部水沙科学重点实验室北京100875 西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127 陕西省黄河研究院西安710127 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 湖北省海绵城市建设水系统科学重点实验室(武汉大学) 武汉430072

[目的]探究气候因素驱动下沂河流域暴雨径流的变化规律,阐释流域暴雨径流的影响因素,为深入理解流域水文响应过程和水资源管理提供科学参考。[方法]利用改进后的Lyne-Hollick数字滤波法估算了沂河流域的暴雨径流量,通过水文信号方法与... 详细信息

[目的]探究气候因素驱动下沂河流域暴雨径流的变化规律,阐释流域暴雨径流的影响因素,为深入理解流域水文响应过程和水资源管理提供科学参考。[方法]利用改进后的Lyne-Hollick数字滤波法估算了沂河流域的暴雨径流量,通过水文信号方法与皮尔逊相关系数法,定量分析沂河流域暴雨径流的变化特征及影响因素。[结果](1)1975—2000年,流域年均暴雨径流指数SFI呈缓慢下降趋势(R^(2)=0.37,p<0.01),年际SFI下降率0.048/10 a,暴雨径流占河川径流比重下降;(2)年均暴雨径流量呈波动增加趋势(R^(2)=0.04,p=0.35),于1998年达到研究时段峰值;(3)暴雨径流量年内季节分配差异显著,年内暴雨径流量峰值出现在7—9月,夏季暴雨径流Q_(s(sf))与冬季暴雨径流Q_(w(sf))差异较大,高暴雨径流变化指数Q HV、暴雨径流变差系数C_(V(sf))总体呈上升趋势,低暴雨径流量变化指数Q_(LV)呈下降趋势;(4)1981—2000年,温度与水文信号大致呈负相关关系,与SFI的相关性最为显著(R=-0.60,p<0.01),此外日照时数与太阳辐射量也是影响SFI的主要因素(R分别为0.63,0.57,p<0.01),降雨量分别与年平均暴雨径流量Q m(sf)、95%(95th)径流量分位数Q_(sf95)及99%(99th)径流量分位数Q sf99呈极强的正相关性(R分别为0.87,0.84,0.86,p<0.01)。[结论]沂河流域暴雨径流量呈增加趋势,且具有较大的季节变率,降雨是影响该流域暴雨径流变化的主要因素,未来可利用新方法对流域暴雨径流变化进行多尺度深入解析。

关键词：暴雨径流水文信号 Lyne-Hollick数字滤波法气候变化沂河流域

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后疫情时代生态保护与可持续发展——中国生态文明与可持续发展2021年学术论坛述评

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生态学报 2022年第21期42卷 8935-8939页

作者：徐苡珊赵文武韩逸胡宝清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 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001

中国生态文明与可持续发展2021年学术论坛于2021年11月20日至21日在江西省南昌市举行,论坛共吸引1700余人次参与线上线下研讨。论坛的主题是“后疫情时代生态保护与可持续发展”。论坛围绕9个专题展开,分别是:(1)人地系统耦合与可持续发... 详细信息

中国生态文明与可持续发展2021年学术论坛于2021年11月20日至21日在江西省南昌市举行,论坛共吸引1700余人次参与线上线下研讨。论坛的主题是“后疫情时代生态保护与可持续发展”。论坛围绕9个专题展开,分别是:(1)人地系统耦合与可持续发展;(2)国土空间规划与生态修复;(3)生态系统服务与生态产品价值实现;(4)农村宅基地退出与乡村发展;(5)山地水土保持与乡村振兴;(6)生态保护修复与可持续发展;(7)流域生态文明建设与高质量发展;(8)喀斯特区生态文明建设与可持续发展;(9)海洋生态文明建设与向海经济高质量发展。对我国生态保护与区域可持续发展研究的启示有:(1)将基于自然的解决方案纳入生态文明建设;(2)深化多源数据和多模型耦合支撑的可持续发展评估;(3)建立健全基于生态系统服务的生态产品价值核算体系。

关键词：生态保护生态文明建设可持续发展生态修复

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土壤-植被-水文耦合过程与机制研究进展

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中国科学：地球科学 2022年第11期52卷 2105-2138页

作者：李中恺李小雁周沙杨晓帆付永硕缪驰远王帅张光辉吴秀臣杨超邓元红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 北京师范大学自然资源学院北京100875 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 青海师范大学地理科学学院西宁810016 北京师范大学水科学研究院北京100875

土壤-植被-水文耦合机制不仅是土壤学、生态水文学、地球系统科学等领域的研究热点,也是可持续发展研究的重要内容.然而,不同学科通常在不同的时空尺度上研究土壤-植被-水文耦合机制,不同尺度之间的机理联系研究较少.本文从不同空间尺度... 详细信息

土壤-植被-水文耦合机制不仅是土壤学、生态水文学、地球系统科学等领域的研究热点,也是可持续发展研究的重要内容.然而,不同学科通常在不同的时空尺度上研究土壤-植被-水文耦合机制,不同尺度之间的机理联系研究较少.本文从不同空间尺度(从叶片气孔到流域/区域尺度)综述了土壤-植被-水文耦合研究的最新进展,总结了土壤-植被-水文耦合过程的空间升尺度方法和建模方法.不同尺度上6个典型的耦合过程与机制包括:(1)叶片气孔及根土界面的碳水交换;(2)植物根系和水分运移引起的土壤团聚体及剖面水力特性变化;(3)植物冠层与根系对降水及土壤水的再分配;(4)植被斑块与局部水文过程的相互作用;(5)植被群落演替与土壤发育的联系;(6)流域/区域水分收支与植被物候及生产力的联系.同时,针对土壤-植被-水文耦合过程的观测、机理、尺度转换方法和建模方法,分别分析了其现有研究存在的局限和认识瓶颈.为了深入整合不同时空尺度上的多种耦合过程,未来研究应加强多尺度、多要素、多过程的土壤-植被-水文耦合机制研究,开发新的尺度转换方法,识别不同的反馈路径,并在建模过程中考虑植物冠层参数和土壤水力参数的时变特性.

关键词：生态水文土壤水文植物-土壤反馈耦合模型升尺度方法

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遥感影像云检测网络泛化性能研究:以DeepLabv3+为例

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遥感学报 2021年第5期25卷 1169-1186页

作者：彭龙康刘励聪陈学泓陈晋曹鑫邱岳安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市陆表遥感数据产品工程技术研究中心北京100875

近年来,深度学习算法得到了长足的发展,并开始应用于云检测。但是深度神经网络模型参数众多,依赖大量训练样本,因此理解其泛化性能对于深度学习在不同遥感影像的实际应用具有重要的参考价值。本文以深度语义分割算法DeepLabv3+为例,以... 详细信息

近年来,深度学习算法得到了长足的发展,并开始应用于云检测。但是深度神经网络模型参数众多,依赖大量训练样本,因此理解其泛化性能对于深度学习在不同遥感影像的实际应用具有重要的参考价值。本文以深度语义分割算法DeepLabv3+为例,以一组广泛使用的云标记数据集"L8 Biome"为验证数据,探讨该算法用于云检测时在不同的地表景观、空间分辨率和光谱波段组合的遥感影像上的泛化性能。云标记数据集"L8Biome"包含96景具有全球代表性的Landsat 8 OLI影像及相应的人工云掩膜,被广泛用于测试云和云阴影检测算法性能。首先,利用Landsat 8 OLI云标记数据集"L8 Biome",构建不同类型景观、不同空间分辨率、不同波段组合的训练影像集和测试影像集;其次基于不同训练样本集和测试集,评估了DeepLabv3+算法在不同情况下的云检测精度,并与Fmask算法作对比分析。研究结果表明:(1)使用全混合景观类型的训练集训练出来的云检测网络在总体检测精度(92.81%)与稳定度(标准差12.08%)上都优于使用单一景观类型的训练集训练得到的云检测网络,也优于Fmask的总体精度(88.75%)与稳定度(标准差17.34%),说明在构建深度学习算法的训练集时,应该尽可能包含多类型的地表景观;(2)将全混合景观训练集中剔除一类景观的样本(冰/雪景观除外)构建的"混合-1"训练集与全混合景观训练集训练的DeepLabv3+网络的云检测精度也相差不大,说明现有训练样本集已具备较强的景观泛化能力;(3)基于30 m空间分辨率的全混合景观训练样本集训练得到的DeepLabv3+云检测网络在不同分辨率(30 m、60 m、120 m、240 m)的测试集上云检测精度差异不大,都取得较好的效果,说明DeepLabv3+能够泛化应用于不同空间分辨率的遥感影像,相反Fmask直接应用于低分辨率影像时精度明显下降;(4)DeepLabv3+能充分自适应不同波段的信息用于云检测,总体来说更多的光谱波段输入能够提高DeepLabv3+的云检测的精度和稳定度,其中短波红外波段对于DeepLabv3+区分冰/雪与云具有重要价值,而热红外波段对DeepLabv3+云检测网络的性能提升很微小。以上结果说明利用现有数据集"L8 Biome"训练的DeepLabv3+云检测网络能够适用于多种类型的遥感影像,并优于Fmask算法。

关键词：深度学习云检测 DeepLabv3+ 泛化性能地表景观光谱波段组合空间分辨率

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基于MODIS数据的额尔齐斯河上游河冰物候研究

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冰川冻土 2021年第4期43卷 999-1008页

作者：胡婉嫔效存德谢爱红沈永平雷华锦中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 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

额尔齐斯河发源于中国新疆阿尔泰山南坡,是中国唯一流入北冰洋的河流。随着中俄“冰上丝绸之路”提出,额尔齐斯河通航具有重要意义,监测其河冰物候变化显得尤为必要。本研究基于2001—2018年MOD09GQ第2波段数据,分析了额尔齐斯河布尔津... 详细信息

额尔齐斯河发源于中国新疆阿尔泰山南坡,是中国唯一流入北冰洋的河流。随着中俄“冰上丝绸之路”提出,额尔齐斯河通航具有重要意义,监测其河冰物候变化显得尤为必要。本研究基于2001—2018年MOD09GQ第2波段数据,分析了额尔齐斯河布尔津至斋桑泊段每年河冰物候信息,包括开始封河时间、结束开河时间、冰/雪最大覆盖时间、冰期持续时间、封河速率和开河速率。研究结果表明:(1)MOD09GQ的反射率随河冰开河而逐渐降低,经与南湾水文站实际观测的冰期持续时间相比较,其所得冰期持续时间与实测冰期持续时间变化一致,均略有延长趋势,这表明MOD09GQ能有效监测河冰物候信息;(2)开始封河时间与结束开河时间均有提前趋势,最早开始封河比最晚开始封河提前45天,最早结束开河比最晚结束开河时间提前31天,开始封河比结束开河提前时间更多,导致整个冰期持续时间有延长趋势;(3)封河速率有变慢趋势,开河速率有逐渐加快趋势,这意味着若未来该河段通航,每年通航期将延长,将带来更大的经济效益。

关键词：额尔齐斯河遥感监测开封河速率河冰冰期持续时间

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