河湖水系連通特征及其利弊

夏軍，高揚，左其亭，等

摘要：目的：隨著水資源以及水環(huán)境健康的惡化，河湖水系連通性作為河流健康以及提高水資源利用的一個重要指標在國家“十二五”戰(zhàn)略規(guī)劃中被著重提出。目前，中國對河湖水系連通特征及其對河流健康的影響缺乏足夠的認識，河湖水系連通的科學定義、系統(tǒng)分類、完整評判指標構建等十分困難。本文主要對河湖水系連通的定義、分類、評判指標、影響因素及其對水環(huán)境健康的影響進行了一一闡述。方法：①運用直接定義法，給出河湖水系連通的定義。②運用分類體系構建方法，基于人水和諧、人與自然和諧的指導思想，根據(jù)相關性原則、主導性原則、完整性原則、表征性原則，并按照驅(qū)動因素、地理位置、水系特點、空間格局、連通目的、連通對象、連通方式、時間效應構建河湖水系連通分類體系。③從自然地理分異、連通區(qū)域、連通目的3個層面來劃分江河湖庫水系連通，并將3個層面連通類型進行自由組合。④運用系統(tǒng)歸納方法，確定河湖水系連通類型評判指標，總結河流連通對水環(huán)境健康的影響，分析水系連通性影響因素。結果：①把水系連通性定義為：在自然和人工形成的江河湖庫水系基礎上，維系、重塑或新建滿足一定功能目標的水流連接通道，以維持相對穩(wěn)定的流動水體及其聯(lián)系的物質(zhì)循環(huán)的狀況。②河湖水系連通分類體系構建結果：按驅(qū)動因素可分為自然演進型、人工驅(qū)動型、自然—人工復合型等；按地理位置可分為北方干旱型、南方濕潤型、西南高原型、西北內(nèi)陸型等；按水系特點可分為山區(qū)連通型、平原連通型、平原河網(wǎng)型等；按空間格局可分為國際連通型、跨流域連通型、流域內(nèi)連通型、區(qū)內(nèi)連通型、市內(nèi)連通型等；按連通目的可分為資源調(diào)配型、環(huán)境修復型、災害防御型、綜合效益型等；按連通對象可分為河河連通型、河湖連通型、河庫連通型、河濕連通型、河湖城市連通型、市市水網(wǎng)連通型、河渠連通型、組合連通型等；按連通方式可分為疏通修復型、連通新建型、阻隔斷絕型等；按時間效應可分為短期效應型、長期效應型等。③河湖水系連通類型評判指標為人均水資源占有量、河網(wǎng)密度、平均海拔、連通時間、水資源交換與再交配。④水系連通可維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性，影響流域水資源的開發(fā)利用、水功能區(qū)水質(zhì)狀況、水生生物多樣等。⑤河湖連通性的影響因素包括影響湖泊的形成和河湖的連接通道兩個方面。結論：維持水系連通可以明顯地改善濕地生態(tài)環(huán)境，維持濕地生態(tài)環(huán)境及生物多樣性，保障防洪安全和水資源可持續(xù)利用。同時，河湖連通也會帶來對生態(tài)環(huán)境的負面影響，主要包括：①原本水質(zhì)好的河流和水質(zhì)相對較差河流連通后降低原來河流的水質(zhì)；②加劇連通河流中物種及魚類等生命體的競爭；③水量充沛的河流支援水量不足的湖泊，將減少該河流的有效可利用水量；④導致水面蒸發(fā)量減少影響地表及陸地的水循環(huán)，影響地區(qū)的氣候變化；⑤上游地區(qū)與下游地區(qū)河湖連通將導致下游地區(qū)河湖泥沙及淤積量急劇增加。

來源出版物：地理科學進展, 2012, 31(1): 26-31

入選年份：2017

山東省人口空間分布格局的多尺度分析

王靜，楊小喚，石瑞香

摘要：目的：人口的空間分布具有一定的尺度依賴性，不同尺度上，人口空間分布格局的特征往往不同，在某一尺度上所具有的人口分布格局特征在另一尺度上往往并不適用。從不同尺度上對人口空間分布格局進行分析，可以更確切、真實地揭示人口的空間分布規(guī)律，為制定區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、災害評價、環(huán)境保護等提供科學依據(jù)。方法：基于地統(tǒng)計學的空間自相關理論，通過計算人口密度的全局Moran’s I指數(shù)和局部Moran’s I指數(shù)，分析市級、縣級、1 km格網(wǎng)3個尺度下人口分布的全局和局部空間自相關性，探討不同尺度下人口的空間分布模式；基于經(jīng)典統(tǒng)計學的統(tǒng)計相關理論，通過計算人口密度與平均降雨量、平均日照時數(shù)、平均氣溫、耕地面積百分比、城鎮(zhèn)用地面積百分比、農(nóng)村居民點面積百分比、水田面積百分比、旱地面積百分比、林地面積百分比的Pearson相關系數(shù)，比較市級、縣級、1 km格網(wǎng)3個尺度下人口空間分布與環(huán)境-經(jīng)濟因子的統(tǒng)計相關性，探討不同尺度下人口空間分布的影響（指示）因素。結果：①市級、縣級、1 km三個尺度下全局Moran’s I值分別為0.2712、0.0798、0.8590，表明1 km尺度上人口分布的集聚程度遠大于市級和縣級尺度。②局部Moran’s I指數(shù)分析表明：市級尺度上，山東省南部形成以濟南市、聊城市、泰安市、濟寧市、棗莊市、菏澤市組成的人口密集區(qū)；縣級尺度上，山東省人口呈現(xiàn)出一個高—高集聚區(qū)、5個低—低集聚區(qū)和兩個高—低分布區(qū)，考慮各空間關聯(lián)區(qū)所隸屬的市級行政單元，可以發(fā)現(xiàn)濟南市人口密度較高而內(nèi)部人口分布不均，濟寧市人口密度較高而內(nèi)部人口分布均勻，東營市人口密度較低而內(nèi)部人口分布均勻；1 km格網(wǎng)尺度上，各縣內(nèi)部均存在數(shù)量不等、大小不一的人口高密度區(qū)，人口呈現(xiàn)典型的集聚分布模式。③Pearson相關分析表明：市級尺度上，人口密度與平均日照時數(shù)、農(nóng)村居民點面積百分比顯著相關；縣級尺度上，人口密度與城鎮(zhèn)用地面積百分比、農(nóng)村居民點面積百分比、地區(qū)生產(chǎn)總值顯著相關；1 km尺度上，人口密度與各因素的的相關系數(shù)均較小，可認為不存在相關性。結論：① 按市級、縣級、1 km 3個尺度對人口的空間分布格局進行分析，可以得到從宏觀到微觀不同詳細程度的信息。從市級尺度分析，可以得到山東省整體的人口空間分布特征；從縣級尺度分析，可以得到山東省各市內(nèi)部的人口空間分布特征；從1 km尺度分析，可以得到各縣內(nèi)部的人口空間分布特征。②人口空間分布具有尺度依賴性，市級和縣級尺度上，人口分布受環(huán)境-經(jīng)濟因子的影響表現(xiàn)出與一些因子顯著相關，而受空間集聚的作用較小；1 km格網(wǎng)尺度上，人口分布與環(huán)境-經(jīng)濟因子的相關性較小，而主要受空間集聚的作用。

來源出版物：地理科學進展, 2012, 31(2): 176-182

入選年份：2017

基于第二次冰川編目的中國冰川現(xiàn)狀

劉時銀，姚曉軍，郭萬欽，等

摘要：目的：冰川是中國極其重要的固體水資源，中國主要的大江大河都有冰川融水補給，尤其是西北干旱區(qū)的水資源很大程度上依賴于冰川融水。本文旨在通過對第二次冰川編目數(shù)據(jù)集的說明和總結，系統(tǒng)闡述21世紀初期中國冰川的數(shù)量與分布。方法：基于2004年之后的Landsat TM/ETM+和ASTER遙感影像，選取波段比值法并通過人工交互式方法確定閾值得到裸冰川邊界二值圖像，結合形態(tài)學開閉運算方法將二值圖像轉(zhuǎn)換為矢量多邊形，然后參考地形圖、ASTER影像、Google Earth和第一次冰川編目資料對冰川矢量邊界進行人工修訂和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，以保證冰川輪廓（尤其是表磧覆蓋區(qū)）被準確識別；利用數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)獲得各冰川區(qū)山脊線矢量數(shù)據(jù)，并以此對修訂后的冰川邊界進行分割，從而得到各單條冰川的矢量數(shù)據(jù)，最后按照《中國冰川編目指南》和《冰川觀測與研究方法》填寫了數(shù)據(jù)源、影像采集時間、省、山系、流域編碼和冰川幾何參數(shù)，如面積、冰儲量、長度、朝向、坡度、最高海拔、末端海拔、中值面積高度等屬性數(shù)據(jù)。結果：中國共有0.01 km2以上的冰川48571條，面積約5.18×104km2，約占全國國土面積的0.54%，冰川冰儲量約4.3×103～4.7×103km3，分布在西藏、新疆、青海、甘肅、四川和云南六個省區(qū)。第二次冰川編目共解譯出冰川42370條，面積約4.30×104km2，占冰川總面積的85.53%，基本反映了21世紀初期中國冰川現(xiàn)狀。結論：（1）中國冰川數(shù)量和面積分別以面積＜0.5 km2的冰川和面積介于 1.0～50.0 km2的冰川為主，面積在100.0 km2以上的冰川共22條，面積最大的冰川是音蘇蓋提冰川（359.05 km2）。（2）中國西部14座山系（高原）均有冰川分布，海拔4500～6500 m之間是冰川集中發(fā)育區(qū)域，約占全國冰川總面積的4/5以上；昆侖山、天山、念青唐古拉山、喜馬拉雅山和喀喇昆侖山5座山系發(fā)育了35104條冰川，面積41072.75 km2，分別占全國冰川相應總量的72.26%和 79.35%，是中國主要冰川分布區(qū)。（3）冰川資源在各流域分布差異顯著，內(nèi)流區(qū)冰川數(shù)量和面積均多于外流區(qū)，各自約占冰川總面積的 3/5和 2/5；東亞內(nèi)流區(qū)（5Y）是中國冰川分布數(shù)量最多、面積和冰儲量最大的一級流域；其次是恒河—雅魯藏布江流域（5O）和青藏高原內(nèi)流區(qū)（5Z），三者冰川面積、冰儲量分別占全國冰川各自總量的87.71%和80.85%。（4）新疆和西藏的冰川面積和冰儲量約占全國冰川總面積的9/10。

來源出版物：地理學報, 2015, 70(1): 3-16

入選年份：2017