检索结果-内蒙古大学图书馆

自然资源学报 2023年第3期38卷 694-706页

作者：杜文杰江源关梦茜刘相兰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

光伏发电是实现能源系统深度减碳的重要方式,但会受到多种自然和技术因素的影响,其减碳效益仍有待于准确评估。以总体自然条件适宜发展光伏发电,但区域内空间分异又较突出的新疆作为研究区,借助生命周期评价、发电量和减碳效益模型核算... 详细信息

光伏发电是实现能源系统深度减碳的重要方式,但会受到多种自然和技术因素的影响,其减碳效益仍有待于准确评估。以总体自然条件适宜发展光伏发电,但区域内空间分异又较突出的新疆作为研究区,借助生命周期评价、发电量和减碳效益模型核算了两种衰减率(DR)下的1 kW多晶硅光伏发电全生命周期碳排放、发电量及其减碳效益,为本地发展光伏产业提供科学依据及为其他地区开展相关研究提供借鉴。结果表明:(1)与火力发电相比,新疆光伏每度电可减少863 g CO_(2)-eq(DR=1%)和738 g CO_(2)-eq(DR=3%),减排比例分别高达93%和79%,对能源系统脱碳具有重要意义。(2)新疆内部减碳效益空间分布不均衡且差异大,总趋势由东向西递减;根据聚类分析新疆发展光伏应重点布局在一、二级区,如哈密、吐鲁番和巴音郭楞蒙古自治州等。(3)未来新疆发展光伏应从全生命周期减碳出发,完善光伏生产端中下游产业链以实现本地生产,在建造使用过程充分考虑太阳辐射和衰减率等因子并合理布局,同时加快生命末期处置回收技术的发展。

关键词：碳排放发电量减碳效益新疆

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湖南省地形因素对水稻生产的影响

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地理学报 2018年第9期73卷 1792-1808页

作者：王琛智张朝张静陶福禄陈一丁浒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 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023

作为一种人工生态系统,水稻的生产受自然条件和人为管理的共同影响。其中,地形因素不仅决定了水稻生长必须的光热等资源的再分配,而且还影响人类的农业管理活动。以中国水稻主产区中地形较为复杂的湖南省为研究对象,基于多种数据,从生... 详细信息

作为一种人工生态系统,水稻的生产受自然条件和人为管理的共同影响。其中,地形因素不仅决定了水稻生长必须的光热等资源的再分配,而且还影响人类的农业管理活动。以中国水稻主产区中地形较为复杂的湖南省为研究对象,基于多种数据,从生态学的"格局—过程"思想出发,讨论了地形因素对水田分布、水稻生长过程及水稻产量的影响。研究发现,地形因素对水田分布的空间格局影响最为明显,对水稻生长过程影响次之,而对水稻产量影响较弱。在各地形因素中,高程对于水稻生产的影响最为突出。研究结果还反映出地形因素造成了湖南省水田分布和热量分配在北部平原地区的不匹配,政府部门应根据区域特征,因地制宜采取措施,提高该地区水稻生产效益。

关键词：水稻生产地形因子空间自相关空间格局水稻物候

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21世纪10年代初中国东部夏季小雨频次地形效应的趋势转折

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科学通报 2022年第2期67卷 184-192页

作者：董雪晨龚道溢王子晴北京师范大学地理科学学部/灾害风险科学研究院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

利用中国东部地区1979~2019年9个山地站及相邻的27个平原站逐日降水资料,分析了夏季不同等级降水地形效应的变化特征,并探讨了相关气象因子的可能影响.统计显示,近40年来小雨频次地形效应于21世纪10年代初发生了显著的趋势转折,1979~201... 详细信息

利用中国东部地区1979~2019年9个山地站及相邻的27个平原站逐日降水资料,分析了夏季不同等级降水地形效应的变化特征,并探讨了相关气象因子的可能影响.统计显示,近40年来小雨频次地形效应于21世纪10年代初发生了显著的趋势转折,1979~2010年时段呈显著下降趋势(-2.24%/10a,P<0.1),之后则为显著上升趋势(34.02%/10a,P<0.05).对山地站和平原站的比较显示,小雨频次地形效应趋势的转折主要是由山地站的变化引起.进一步分析相对湿度、气温、气柱水汽量、近地面风速等气象因子的相关变化,结果显示近地面风速与小雨频次的地形效应有显著的正相关,去趋势后二者相关达0.51(P<0.01),尤其在仅考虑山地站存在降水同时相邻平原站无降水的情况下,山地站小雨频次与风速的相关达0.60(P<0.01);而其他3个因子与地形效应的变化缺乏显著相关.观测显示,21世纪10年代初中国东部近地面风速的趋势发生了显著变化,由之前的减弱(-0.10 m/(s 10a),P<0.01)变为显著增强(0.19 m/(s 10a),P<0.05).这说明,近地面风速很可能是小雨频次地形效应趋势转折的主要原因.

关键词：地形效应小雨频次影响因子近地面风速趋势转折

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多目标优化NSGA系列算法与地理决策:原理、现状与展望

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地球信息科学学报 2023年第1期25卷 25-39页

作者：高培超王昊煜宋长青程昌秀沈石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

地理学正在经历“剧变”时代,愈发强调决策支持。地理决策过程中往往涉及众多因素,需要通盘考量不同因素、权衡利弊,并提出最优方案,是典型的多目标优化过程。数学领域的多目标优化算法因而在地理决策中具有广阔的应用潜力和重要意义,... 详细信息

地理学正在经历“剧变”时代,愈发强调决策支持。地理决策过程中往往涉及众多因素,需要通盘考量不同因素、权衡利弊,并提出最优方案,是典型的多目标优化过程。数学领域的多目标优化算法因而在地理决策中具有广阔的应用潜力和重要意义,其最新进展是地理学中新方法、新工具的重要来源。本文综述了多目标优化领域最前沿、最流行的算法代表“非支配排序遗传系列算法”(Nondominated Sorting Genetic Algorithms,NSGAs),对其三代不同算法的原理、适用性进行对比,并综述了这些算法在地理决策领域的应用现状、改进方法、问题与局限。研究发现:在三代算法中,NSGA-Ⅱ因其在计算复杂性和使用场景方面的优势在地理决策中最为流行;NSGA-Ⅲ对建模要求较高,尚未得到广泛关注。在地理决策的各领域中,水资源管理领域是NSGA算法应用最多、最成熟的领域,该领域的问题建模和在NSGA算法中融入局部搜索的经验值得其它领域借鉴和推广;土地利用规划领域提出了较多的NSGA改进算法,为更好地融合NSGA算法进行地理决策树立了典范。未来研究中,可通过凝练行业共性问题、构建通用优化模型降低NSGA算法的应用门槛。建议通过深入结合局部搜索的方式提升NSGA算法的收敛速度,同时建议在地理过程模拟中深入融合NSGA等多目标优化算法。

关键词：地理决策多目标优化非支配排序遗传系列算法帕里托最优解

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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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退耕驱动的近地表特性变化对土壤侵蚀的潜在影响

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中国水土保持科学 2017年第4期15卷 143-154页

作者：张光辉地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875

黄土高原是我国、乃至全球土壤侵蚀最严重的区域之一,侵蚀强度及时空分布特征受近地表特性的显著影响。退耕还林(草)工程大面积的有效实施,势必会引起近地表特性(土壤理化性质、植被茎秆、枯落物、生物结皮、根系系统)的显著变化,进而... 详细信息

黄土高原是我国、乃至全球土壤侵蚀最严重的区域之一,侵蚀强度及时空分布特征受近地表特性的显著影响。退耕还林(草)工程大面积的有效实施,势必会引起近地表特性(土壤理化性质、植被茎秆、枯落物、生物结皮、根系系统)的显著变化,进而对坡面径流的水动力学特性及侵蚀过程产生影响。本文从退耕驱动的近地表特性变化、近地表特性变化对坡面径流水动力学特性的影响、近地表特性变化对土壤侵蚀过程(土壤分离、泥沙输移、泥沙沉积)的影响及其机制、区域土壤侵蚀对退耕的响应4个方面较为系统地总结近几十年国内外的研究成果,并提出了目前亟待强化的研究领域。这对理解退耕坡面土壤侵蚀过程及其动力机制、建立植被覆盖坡面的土壤侵蚀过程模型、评价退耕坡面的水土保持效益,具有重要的理论意义。

关键词：黄土高原退耕还林(草)工程土壤分离挟沙力泥沙沉积

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高寒草甸生态系统降雨事件对不同深度土壤碳释放的试验分析

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生态学报 2022年第8期42卷 3315-3324页

作者：邓钰婧李小雁胡霞吴秀臣王佩北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

以青藏高原高寒草甸生态系统为研究对象,基于LI-8150土壤CO_(2)通量全自动连续测量系统及实验设计,对不同深度的土壤碳释放进行了连续原位观测,分析了晴天和5次持续性降水条件下不同深度土壤碳释放特征,结合土壤温湿度的观测,解析了降... 详细信息

以青藏高原高寒草甸生态系统为研究对象,基于LI-8150土壤CO_(2)通量全自动连续测量系统及实验设计,对不同深度的土壤碳释放进行了连续原位观测,分析了晴天和5次持续性降水条件下不同深度土壤碳释放特征,结合土壤温湿度的观测,解析了降雨对不同深度土壤碳释放的影响及机理。结果表明:(1)在0 cm、20 cm、40 cm、70 cm深度处,土壤碳释放均呈现明显的单峰曲线变化特征,其日均值(±标准差)分别为(3.96±0.89)μmol m^(-2)s^(-1)、(5.09±1.79)μmol m^(-2)s^(-1)、(7.83±1.95)μmol m^(-2)s^(-1)和(4.43±1.6)μmol m^(-2)s^(-1)。(2)降雨提高了土壤含水量,显著抑制了土壤碳释放,且对深层的抑制作用显著大于表层。其中,第5次持续性降水事件对土壤水分的补充作用最明显(增量最大),其对土壤碳释放的抑制作用也更显著,并出现负通量(即碳吸收)。随着土壤深度的增加,观测到碳吸收现象愈加显著。(3)不同深度土壤碳释放与土壤温度、水分呈指数或二次曲线相关关系。晴天条件下,土壤含水量较稳定,土壤温度是影响各层土壤碳释放的主导因子;而降雨条件下,土壤含水量变化显著,土壤水分成为主导土壤碳释放的关键因子,并对其可能产生的机理进行了讨论。

关键词：土壤呼吸碳吸收降水土壤温度土壤含水量

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三温模型和基于阻抗蒸散发模型的整合与模拟分析

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北京林业大学学报 2024年第4期46卷 115-126页

作者：邢宇华张大鹏李思颖王佩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

【目的】整合消除阻抗的三温模型和基于阻抗的双源模型,开展蒸散发(ET)和蒸腾(T)的模拟及对比分析,实现不同模型的融合与蒸散发的动态模拟。【方法】本研究基于已有的双源阻抗模型框架、干土壤和干叶片能量平衡,结合数值模拟技术模拟了... 详细信息

【目的】整合消除阻抗的三温模型和基于阻抗的双源模型,开展蒸散发(ET)和蒸腾(T)的模拟及对比分析,实现不同模型的融合与蒸散发的动态模拟。【方法】本研究基于已有的双源阻抗模型框架、干土壤和干叶片能量平衡,结合数值模拟技术模拟了参考温度的季节动态,并将其与三温模型整合开展蒸腾和土壤蒸发的模拟。【结果】与涡动实测值相比,三温模型和双源模型对大满站日尺度ET模拟,R^(2)分别为0.85和0.72,对温带草地站小时尺度ET模拟,R^(2)均为0.89。在小时尺度模拟效果更好。并且,三温模型和双源模型对植被蒸腾的估算结果较为一致(R^(2)分别为0.67、0.68)。以上研究表明该研究框架对三温模型中参考温度的估算,提供了理论方法支撑,较好地量化了参考温度的时空动态。(2)模型情景试验分析表明:两个模型对2个站点的ET和T的预测结果相似,前提是冠层可利用能量(如净辐射)和地面土壤可利用能量(如净辐射和地热通量)受到能量平衡的限制。相反,由于输入驱动因子(温度和辐射)在干湿情景下的系统不匹配,三温模型对T和ET的模拟精度显著下降。因此,在能量平衡的框架内,干湿土地条件下输入的温度和辐射系统匹配时,三温模型的效果更好。(3)参考温度具有一定的日变化与季节变动。【结论】在白天,叶片和土壤参考温度普遍高于实际温度,而在夜晚低于实际温度,呈现出较大的日变幅。就日均值而言,参考温度普遍高于实际模拟温度。本研究的结果提供了一种新的温度梯度计算方法,可用来监测冠层水分胁迫及动态。

关键词：数值模拟参考温度三温模型双源模型蒸散发植物水压力能量平衡

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1960—2017年太湖流域不同等级降水时空特征

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热带地理 2020年第6期40卷 1063-1074页

作者：董满宇田相佑胡木兰王磊鑫江源徐霞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

基于太湖流域1960—2017年逐日降水数据,运用Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析等方法,分析太湖流域不同等级降水的时空变化特征,并探讨了不同等级降水对年降水的影响。结果表明:1)近60年来,流域小雨发生率最高,为73.55%;年总降水量中... 详细信息

基于太湖流域1960—2017年逐日降水数据,运用Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析等方法,分析太湖流域不同等级降水的时空变化特征,并探讨了不同等级降水对年降水的影响。结果表明:1)近60年来,流域小雨发生率最高,为73.55%;年总降水量中,中雨量所占比例最大,为32.05%。小雨发生率呈显著减少趋势,暴雨贡献率呈显著增加趋势。2)太湖流域大雨、暴雨的降水量和降水日数都呈显著增加,小雨日数显著减少,小雨强度、年总降水强度显著增强。3)不同等级降水变化趋势的空间分布存在明显差异。小雨日数与年总降水日数,以及小雨强度与年总降水强度的变化趋势空间格局相一致。中雨日数、大雨日数、暴雨日数变化趋势的空间分布与其对应的降水量变化趋势的空间格局相似。4)R/S分析结果显示,小雨、暴雨、年总降水相关指标(小雨量除外)都表现出较强的持续性,未来变化趋势与过去相一致。5)近60年来,太湖流域年总降水量、降水日数、年总降水强度的变化,分别受中雨量、小雨日数、暴雨量的影响较大。在旱年流域年降水量偏少受大雨量减少的影响较大,而涝年年降水量偏多受暴雨增加的影响较大。

关键词：降水量降水日数降水强度时空变化太湖流域

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我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状分析

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中国水土保持科学 2017年第3期15卷 36-42页

作者：马芊红张光辉耿韧王浩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

土壤质量是土地生产力的基础,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状,笔者采集36个样点表层0~20 cm土样,测定28项土壤理化指标,利用主成分分析法确定表征土壤质量的关键指标,根据指标隶属度与权重采用加权连乘法计算各采样点的土壤质... 详细信息

土壤质量是土地生产力的基础,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状,笔者采集36个样点表层0~20 cm土样,测定28项土壤理化指标,利用主成分分析法确定表征土壤质量的关键指标,根据指标隶属度与权重采用加权连乘法计算各采样点的土壤质量指数。结果表明:1)速效磷的变异系数最大,微团聚体体积分数的变异系数最小,绝大部分指标属于中等强度变异,土壤物理指标的变异系数明显小于土壤化学指标。2)黏粒体积分数、粉粒体积分数、微团聚体体积分数、有机质、p H值、Cd、Cr是表征土壤质量的关键指标,Cr隶属度最高,而p H值隶属度最低,Cd隶属度在二级水蚀分区间差异显著。3)36个采样点的土壤质量指数均值为0.64±0.16指数,6个二级水蚀分区间不存在显著差异。36个采样点土壤质量指数属较低、中等、较高和高等级的比例分别为8.33%、38.89%、36.11%、16.67%。总体而言,我国水蚀区坡耕地的土壤质量整体状况良好,但仍需要加强对土壤质量偏低地区的培肥改良。本研究对认识和维系我国东部水蚀区坡耕地土壤质量、分等定级与区划,合理开发利用坡耕地土地资源具有重要意义。

关键词：土壤质量主成分分析关键指标土壤质量指数坡耕地水蚀区

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