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地理学报
地理学报

刘昌明

月刊

0375-5444

acta@igsnrr.ac.cn

010-64889295

100101

北京安外大屯路甲11号

地理学报/Journal Acta Geographica SinicaCHSSCDCSCDCSSCI北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊主要刊登能反映地理学最高学术水平的最新研究成果，地理学与相邻学科的综合研究进展，地理学各分支学科研究前沿理论，与国民经济建设密切相关并有较大应用价值的地理科学论文，欢迎国内外地理学者将理论水平高，研究方法新，应用前景广的稿件投到本刊。本刊备有自1934年创刊至最新一期的论文总目录()欢迎查阅。
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    空间玻尔兹曼熵的研究进展与应用

    高培超程昌秀叶思菁沈石...
    1579-1590页
    查看更多>>摘要：区域性、综合性、复杂性是新时代地理学的三大特征,其中复杂性研究是地理学飞跃的新路径.熵作为系统复杂性的核心指标,其研究、推广和应用对新时代的地理学有着重要意义.近年来地理学中熵的研究热点为玻尔兹曼熵(玻熵).玻熵的概念最早提出于1872年,是著名的热力学第二定律的核心,但玻熵在地学的应用长期停滞在探讨层面.其瓶颈在于缺乏针对空间数据计算玻熵的模型和方法,但该瓶颈在近5年得以突破.本文从玻熵的热力学概念与地理学推广难题、空间数据的玻熵计算模型、计算方法、实际应用4个方面进行及时且系统地综述.主要结论有:①目前的研究热点集中在空间栅格数据的玻熵,已研发出针对定性和定量型栅格数据的计算模型;②算法百家齐放,已呈现出基于边缘总长度、基于Wasserstein距离、基于多尺度层次的三大类算法;③已形成景观生态学和遥感图像处理两类应用;④未来研究需重视针对更多类型的空间数据的算法、使用玻熵替代香农熵验证先前研究中的结论、拓展玻熵应用等.

    空间数据玻尔兹曼熵香农熵空间信息论景观生态学区域可持续性

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    水—粮食—能源纽带关系研究进展与展望

    林志慧刘宪锋陈瑛傅伯杰...
    1591-1604页
    查看更多>>摘要：水—粮食—能源纽带关系是实现社会经济可持续发展的重要支撑与关键途径.本文系统梳理了纽带关系的概念内涵,回顾了纽带关系的近今进展,发现当前学界对纽带关系的概念内涵和研究框架尚未达成较为一致的认识.在评估方法上,可归纳为基于关键过程视角的评估、基于系统整体视角的评估以及耦合纽带系统内外部要素的综合评估,呈现出由传统部门研究范式到自然科学和社会科学交叉的人地系统耦合研究范式的转变.文献计量分析表明,2000-2019年纽带关系研究发文量呈指数增长,且2015年之后增加尤为显著.在学科分布上,环境科学、食品科学和营养学是研究纽带关系的主要学科,未来应加强地理学的综合性和系统性思维在纽带关系研究中的应用.通过文献回顾发现,当前研究对纽带系统的互馈关系及其演化特征缺乏定量化理解,建议未来应重点关注以下五个前沿议题,即建立纽带关系多源信息数据库、揭示纽带关系耦合系统互馈机理、发展纽带关系耦合系统过程模型、搭建纽带关系耦合系统决策平台以及促进纽带关系多部门协同合作,旨在通过系统治理和科学管控,实现纽带关系系统协同可持续发展.

    纽带关系粮食安全水安全能源安全可持续发展人地耦合

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    中国北方干湿过渡区生态系统生产力的气候变化风险评估

    尹云鹤马丹阳邓浩宇吴绍洪...
    1605-1617页
    查看更多>>摘要：气候变化风险是人类社会发展面临的严峻挑战,评估识别对气候波动响应敏感且复杂的干湿过渡区生态系统所面临的气候变化风险是一个重要科学问题,对区域气候治理和风险管理具有科学意义.本文利用参与耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的多气候模式多情景数据,通过改进和验证Lund-Potsdam-Jena(LPJ)动态全球植被模型,辨识未来不同时段生态系统生产力的气候变化风险等级及其时空分布,明晰气候因子对净初级生产力(NPP)风险的作用特征.结果表明:未来中远期干湿过渡区生态系统生产力面临的气候变化风险面积将可能扩大,风险等级将可能提升,高排放情景下的风险更加严重,主要表现为NPP距平为负,且仍有继续下降的趋势.尤其是典型浓度路径(RCP8.5)情景下,81.85％的地区将可能面临气候变化风险,54.71％将达到高风险.2071-2099年,RCP8.5高风险区的NPP距平将达到(-96.00±46.95)gC m-2 a-1,NPP变化速率将达到(-3.56±3.40)gC m-2a-1.干湿过渡区东部平原和内蒙古东部草原区预估将可能成为风险主要集中区域,这些地区未来的植被生长将可能受到气候变化的不利影响,增温加剧和干旱程度加重可能是未来气候变化风险的重要驱动因素.

    气候变化风险评估干湿过渡区净初级生产力生态系统

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    西辽河流域中晚全新世气候环境演变及其对农牧业演替的影响

    何瑾刘演田彦国王泽...
    1618-1633页
    查看更多>>摘要：气候变化是人类文明演化的重要驱动力之一,中国东北西辽河流域地处季风气候敏感带,早中全新世以来古文化演替频繁,具有研究气候变化与早期农业文明响应的重要价值.本文基于西辽河流域兴隆洼(XLW)剖面高精度年代学框架开展多种气候代用指标分析,重建了中晚全新世以来西辽河流域的气候环境演变历史.结果显示,距今5.0 ka以来研究区经历了冷干—暖湿—冷干的气候演变过程.5.0-3.7 cal.ka BP期间,磁化率、烧失量等指标的低值反映了气候由全新世大暖期向冷干环境的转变,可能与东亚夏季风的衰退有关.该时期红山文化衰退,逐渐被以渔猎和农业并重的小河沿文化所取代,东北地区遗址数量有所减少并出现明显南偏.3.7 cal.ka BP后,磁化率、烧失量等指标的高值指示了夏季风的增强,水热条件的改善促进了旱作农业的发展,为夏家店下层文化的发展提供了有利条件.这一阶段东北地区出现人口大爆发,遗址数量达到峰值.2.8 cal.ka BP后,磁化率与烧失量波动降低,表明夏季风波动频繁,气候逐渐转冷干,水热条件的衰退可能导致了夏家店上层文化时期旱作农业的退化与游牧业的发展,且遗址分布出现南偏.

    夏家店文化西辽河流域气候演变农牧交替文化演替

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    东西伯利亚苔原—泰加林过渡带植被遥感物候时空特征及其对气温变化的响应

    李程庄大方何剑锋文可戈...
    1634-1648页
    查看更多>>摘要：物候变化是气候变化的重要指示器,通过对植被物候时空变化的研究可以为进一步分析全球气候变化提供依据.基于2000-2017年MODIS-NDVI时间序列数据,利用不对称高斯函数和动态阈值法,提取、分析了东西伯利亚苔原—泰加林过渡带植被生长季起始期(SOS)、结束期(EOS)、中期(MOS)和长度(LOS)4种植被遥感物候参数的时空变化格局.同时结合同期CRU(Climate Research Unit)气温观测数据,分析了4种物候参数对气温变化的响应关系.结果表明:遥感物候参数可以直接、有效地反映气温的变化:研究区64°N以南区域4-5月气温升高,对应区域SOS提前5～15 d;64°N～72°N之间5-6月气温升高,对应区域SOS提前10～25 d;最北端北冰洋沿岸6月气温升高幅度较小且7月气温降低,对应区域SOS推后15～25 d;西北部8月、西南部9月气温降低,对应地区EOS提前15～30d;67°N以南区域9-10月气温升高,对应区域EOS推后5～30d;EOS的变化对气温变化较SOS更为敏感,较小的气温波动即引起EOS较大的变动;研究区内植被生长季整体呈前移趋势,且西北部LOS缩短,中部、南部LOS延长.

    遥感物候气候变化西伯利亚不对称高斯函数MODIS-NDVI

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    艾比湖流域典型荒漠植被水分利用来源研究

    郝帅李发东
    1649-1661页
    查看更多>>摘要：在以风沙和干旱为基本特征的干旱、半干旱生态环境中,荒漠植被在防风固沙及维持荒漠和绿洲生态系统的稳定性方面有重要作用.选取艾比湖流域不同生境(河岸、沙丘、荒漠、盐沼)典型荒漠植被胡杨(Popults euphratica)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、白刺(Nitraria sibirica)和盐穗木(Halostachys caspica)为研究对象,运用稳定同位素方法分析降水、土壤水、植株水和地下水同位素组成变化特征,量化4种植被在整个生长期内吸水来源及比例.结果表明:①艾比湖流域降水δ2H和δ18O值变化范围为-142.5‰～-0.6‰和-20.16‰～1.20‰,表现为夏季最大,冬季最小,春秋季居中的态势.②4类生境条件下的土壤水δ2H和δ18O值沿剖面总体表现为随着深度增加逐渐减小;不同植株茎水δ2H和δ18O值时间变化趋势基本一致,春季最大,夏季最小,秋季又逐渐增加;不同植株间比较,盐穗木茎水稳定同位素值最大,其余依次为白刺、梭梭和胡杨.③荒漠植被在不同生长期吸水来源及利用比例不同,梭梭在整个生长期主要利用地下水;白刺利用水源比例在整个生长季内变化较大,春季主要利用表层土壤水,贡献率为80％～94％,夏季利用深层土壤水的比例为31％～36％,秋季利用中层土壤水的比例达到33％～36％;盐穗木春季和秋季主要利用表层土壤水,夏季中间层土壤水比例略有提升,为20％～36％;胡杨春季主要利用中间层土壤水,利用比例为53％～54％,夏季主要利用地下水,比例达到72％～88％,河水利用比例仅为2％～5％,秋季河水利用比例升高为11％～21％.研究结果显示,干旱区荒漠植被生长季内水分利用来源差异明显.本文为了解干旱区荒漠植被的水分利用机理、水分适应策略,以及植被恢复和管理提供理论依据.

    荒漠植被水分利用氢氧稳定同位素艾比湖

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    北京城市空间形态对热岛分布影响研究

    刘勇洪徐永明张方敏舒文军...
    1662-1679页
    查看更多>>摘要：在城市尺度上探究城市空间形态布局对城市热岛(UHI)影响研究,对于城市规划中通风环境改善、生态宜居城市建设具有重要意义.以北京为例,利用2009-2018年高密度自动气象站逐小时气温资料和2018年NPP/VIIRS夜光卫星资料,分析了UHI时空分布特征;利用2017年1∶2000基础地理信息和Landsat8卫星资料,开展了北京主城区建筑高度(BH)、建筑密度(BD)、建筑高度标准差(BSD)、容积率(FAR)、迎风截面积指数(FAI)、粗糙度长度(RL)、天空开阔度(SVF)、城市分数维(FD)等8个空间形态参数和植被覆盖度(VC)、不透水盖度(IC)、反照率(AB)等3个陆表参数的提取,并在城市尺度上开展了这些参数与UHI之间空间相关性及对UHI变化影响研究.结果显示:2009-2018年北京主城区年均、四季以及夜晚02时UHI均存在一个较为固定的形态,年均、春、夏、秋、冬、白天14时和夜晚02时UHI分别为1.81℃、1.50℃、1.43℃、2.16℃、2.17℃、0.48℃和2.77℃;8个空间形态参数在一年中大部分时段与UHI存在明显空间相关性,这种相关性在冬季强于其他季节,在夜晚02时强于白天14时,排名前三的分别为SVF、FAR和BD.空间形态参数已超越陆表参数成为UHI变化的重要驱动因子,11种参数对UHI变化的单独贡献为13.7％～63.7％,其中夏季、冬季和全年时段贡献最大的空间形态参数分别是BD(43.7％)、SVF(63.7％)和SVF(45.4％),贡献最大的陆表参数分别是VC(42.6％)、AB(57.1％)和VC(45.3％);夏季、冬季和全年时段多个参数对UHI变化的综合贡献分别为51.4％、69.1％和55.3％,主导要素分别为BD、SVF和BD.

    UHI容积率建筑密度天空开阔度植被覆盖度反照率

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    基于Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征的盐城滨海湿地植被分类

    刘瑞清李加林孙超孙伟伟...
    1680-1692页
    查看更多>>摘要：滨海湿地是具有重要功能的特殊海陆过渡带生态系统,精准获取滨海湿地植被时空分布信息具有重要意义.传统的湿地遥感观测研究集中于高空间、高光谱分辨率影像分类,往往受限于数据成本和覆盖范围,仅适用于小区域湿地监测.Sentinel-2A/B卫星影像时空分辨率高且免费共享,为大区域滨海湿地动态监测提供了可能.本文采用2018年Sentinel-2影像,提出像元级SAVI时间序列及双Logistic植被物候特征拟合重构模型,采用随机森林算法进行盐城滨海湿地植被分类,探讨Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征分类方法的适用性.结果显示,分类总体精度达87.61％,Kappa系数为0.8358,分类结果与湿地实况相吻合,比常规单一时相分类精度总体提高19.57％.植被判别物候特征参数可为影像数据缺失或不足的滨海湿地分类提供不同植被的判别依据.研究表明,基于像元级时间序列植被物候特征的分类方法能实现植被群落混生带的精准分类以及对"异物同谱"植被的有效区分,对大区域滨海湿地植被分类具有很好的适用性,有效提高了滨海湿地植被分类精度.

    Sentinel-2影像时间序列植被物候特征盐城滨海湿地分类制图

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    基于GEE的中国湖泊浮游植物生物量时空动态分析

    黄珏李正茂张珂江涛...
    1693-1707页
    查看更多>>摘要：随着全球变暖和社会经济发展,中国湖泊富营养化情况时有发生,迫切需要对中国湖泊的浮游植物生物量进行有效监测.本文选择了中国756个面积超过10km2的湖泊进行研究,基于Google Earth Engine(GEE)云端运算平台,反演2003-2018年间叶绿素a(chl-a)浓度数据,以此来分析研究各个湖泊的营养状态及其时空变化,探索了中国五大湖区内湖泊各季节与年均chl-a浓度时空分布特征与气象、社会经济及湖泊特征等影响因素之间的关系.结果表明:①中国湖泊的营养状态变化具有明显的季节性与地域性,研究时段内处于中营养状态的湖泊约占90％,春季时大多数位于东部平原湖区与东北平原与山区湖区的湖泊表现为贫营养状态,而青藏高原湖区与云贵高原湖区的湖泊在春季多呈现富营养状态.由各个湖泊年均chl-a浓度变化可以看出中国约82％的湖泊年均chl-a浓度的变化率小于0.5,呈现出轻微变化,18％的湖泊chl-a浓度呈现剧烈变化趋势.②温度和降水对湖表chl-a浓度影响较大,超过70％湖泊的chl-a浓度与其表面温度和降水存在正相关性,其中大部分分布在中国北部与东部.缓冲区人口和草地占比、湖泊海拔和湖泊地理位置也对湖泊浮游植物生物量具有一定影响.

    叶绿素a浓度湖泊营养状态GoogleEarthEngine中国湖泊湖表面温度

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    中国重要生态空间生态用地变化与保护成效评估

    高吉喜刘晓曼王超王勇...
    1708-1721页
    查看更多>>摘要：定量分析重要生态空间建立前后的生态保护成效,对于保障国家生态安全具有重要意义.本文以生态用地为切入点,从时间和空间双重角度,评估了中国重要生态空间构建的生态保护效果,以期能为国土空间分类分区管控提供科学依据.结果表明:①2018年重要生态空间以生态用地为主导,具有良好的生态本底,体现了重要生态空间的发展定位和重要地位;②1980-2018年,重要生态空间内生态用地呈收缩趋势,但面积减少率低于全国平均水平,定量反映了重要生态空间的构建对生态的积极保护成效,总体来说生态用地变化基本处于稳定状态,扩大区域主要分布在退耕还林还草生态保护工程实施区,缩小区域集中在东北平原的粮食主产区和新疆绿洲农业地区,今后要重点加强管控;③3类重要生态空间内部生态保护成效有差异,国家级自然保护区生态用地面积比例最高,生态用地面积减少率最小、减少趋势最不明显、变化最为稳定,生态保护效果最好;④重要生态空间内生态用地面积比例高于周边外部区域,面积减少率低于外部区域,内、外保护成效具有明显梯度差异,说明重要生态空间的构建对生态保护的意义重大.

    生态空间生态用地时空变化保护成效分类分区管控

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