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当期目录

    2015年, 第35卷, 第1期 刊出日期:2015-02-12 上一期    下一期
    论文
    大气颗粒物遥感研究进展
    陈水森,王重洋,刘 尉,李 丹,黄思宇,陈良富
    2015, 35 (1):  1-6. 
    摘要 ( 2115 )   PDF(501KB) ( 1394 )  

    大气污染已成为全球性的环境污染问题之一,PM2.5和PM10已成为当前大气遥感研究的热点,以京沪穗为代表的特大城市更成为相关研究的重要焦点。通过对国内外相关文献的分析,以广州为例描述了地面站点监测的现状和不足,指出PM2.5遥感的关键问题为区域尺度气溶胶光学厚度垂直订正和区域尺度近地面消光系数湿度效应校正研究;通过空气质量模式系统进行相关研究,是包括PM2.5在内的大气颗粒物遥感的重要途径之一。

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    卫星数据和地面观测结合的珠三角地区颗粒物质量浓度统计估算方法
    陈良富,陈水森,钟流举,陶金花,王子峰
    2015, 35 (1):  7-12. 
    摘要 ( 1817 )   PDF(14300KB) ( 650 )  

    利用卫星观测的气溶胶光学厚度资料和模式模拟数据,与地面颗粒物观测资料结合,探讨近地面颗粒物质量浓度的估算方法。具体包括:利用区域气侯模式RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模拟的边界层高度对气溶胶光学厚度进行垂直订正,获得近地面颗粒物消光系数;利用模式模拟的相对湿度和颗粒物吸湿增长经验模型对消光系数进行湿度订正,获得近地面颗粒物干消光系数;并基于干消光系数与颗粒物质量浓度地面站点资料建立的统计关系估算获得每个像元的颗粒物质量浓度。利用地面站点观测的颗粒物浓度资料验证表明,基于卫星资料可以获得近地面颗粒物质量浓度,而且细颗粒物质量浓度具有更好的估算精度。

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    地理教学
    基于CE318观测的广州市气溶胶粒子谱分布特征
    徐丹,邓孺孺,陈启东,秦雁,梁业恒
    2015, 35 (1):  13-20. 
    摘要 ( 2262 )   PDF(809KB) ( 1209 )  

    基于CE318太阳光度计观测数据,采用消光法对广州市2011年全年的气溶胶粒子体积浓度、数浓度、体积谱、数浓度谱的全年总体特征,季节性特征及日变化进行了分析。结果表明:1)广州市气溶胶粒子体积浓度年均值为0.45 μm3/μm2,春季最高,夏季最低;且粒子体积浓度与浑浊度的相关系数达到0.956。2)广州市气溶胶体积谱为双峰型,数浓度谱为单峰型。半径<0.1 μm的细粒子为气溶胶主控粒子,主要由水溶性粒子和煤烟组成。3)广州市的气溶胶污染主要与工业、交通等人为污染有关;其主要成分为水溶性粒子和煤烟,此外还存在少量的沙尘和海洋气溶胶粒子。4)一天当中气溶胶粒子体积浓度随着人类活动增加逐步上升,T 12:00―15:00时段细粒子的体积浓度为一天中最高。

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    论文
    基于CE318观测的广州市气溶胶光学特性
    徐丹,邓孺孺,陈启东,秦雁,梁业恒
    2015, 35 (1):  21-28. 
    摘要 ( 2440 )   PDF(614KB) ( 1020 )  

    基于CE318太阳分光光度计观测数据,反演了广州市2011年全年的气溶胶光学厚度、浑浊度和波长指数,并对广州市气溶胶光学特性的全年总体特征、季节性特征、日变化等进行了分析。结果表明:1)2011年广州市气溶胶光学厚度(AOD)全年均值为0.53,处于较高水平。其中,春季AOD最大,均值为0.81秋冬季其次,均值为0.5左右;夏季最小,均值为0.43。浑浊度与光学厚度具有相似的特点。2)从频率分布上看,波长指数α>1.2所占比例接近90%,在1.4~1.6之间的所占比例>50%,说明广州市的气溶胶主控粒子为小粒径的烟雾粒子。3)广州市秋冬季节的波长指数α较大,分别为1.46和1.50;春季α为1.27,夏季α为1.13。春夏季节粗粒子有较大程度地增多。总体上看,广州市区气溶胶类型接近于城市-工业性气溶胶与海洋性气溶胶的混合类型。4)广州市AOD的日变化与人类活动较为一致,上午持续上升,中午T 13:00左右到达一个小高峰,随后趋于稳定,T 17:00左右开始缓慢上升。波长指数α与AOD无明显关系。

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    基于土壤反射光谱特性的广东省稻田土壤快速分类
    李丹,彭智平,韩留生,王重洋,刘尉,黄思宇,陈水森
    2015, 35 (1):  29-34. 
    摘要 ( 1816 )   PDF(525KB) ( 819 )  

    选择广东省215个村镇稻田的土壤样本,首先利用ASD Field Spec3测量土壤样本在350~2 500 nm的光谱,并采用S-G一阶导数平滑滤波降低样本测量中光照差异的影响,然后将遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和支持向量机分类(Support Vector Machine,SVM)分别用于提取分类光谱特征和建立分类模型,分别在土纲、亚纲、土类3个层次进行土壤分类。结果表明:1)在不同的分类层次下,与铁氧化物密切相关的650~710以及900 nm附近光谱,与羟基矿物吸收有关的2 207~2 237和2 377~2 397 nm区间均被作为分类特征变量。2)随着土壤类型的细分,分类所需变量增多。在土类级,对有机质敏感的2 080 nm附近的光谱也被引入分类定标模型中,土纲和亚纲下分类精度>67%,土类级分类精度为58.67%。利用遗传算法提取光谱特征,进行基于支持向量机的土壤分类具有一定优势。

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    无人机遥感在红树林资源调查中的应用
    冯家莉,刘凯,朱远辉,李勇,柳林,蒙琳
    2015, 35 (1):  35-42. 
    摘要 ( 2801 )   PDF(24666KB) ( 889 )  

    低空无人机(UAV,Unmanned Aerial Vehicles)遥感系统具有数据采集灵活、低成本且可快速获取超高分辨率影像的特色,是传统航空遥感和卫星遥感的重要补充。以广东省和广西壮族自治区交界处的英罗港港湾两侧为研究区域,将无人机遥感系统用于红树林资源的遥感调查,通过无人机航拍获取高分辨率影像,并且使用拼接的影像和目视解译方法提取红树林空间分布信息,进一步选择典型研究样地,采用面向对象的最近邻分类方法对红树林树种类型进行分类研究,并对比综述了无人机遥感和常规航空航天遥感技术对红树林资源调查监测的优缺点,无人机遥感系统非常适用于红树林资源调查。通过2 h 30 min的3架次无人机航飞工作,获取了研究区域25.29 km2的无人机影像,基于无人机影像和面向对象遥感分类方法提取的红树林空间分布信息精度超过了90%。未来无人机遥感系统将可成为调查和监测红树林资源的重要技术手段,可为相关管理部门对红树林资源的保护、管理、开发等方面的工作提供基础信息和技术支持。

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    省级尺度国土空间生态保护红线划定 ——以湖南省为例
    马世发,马梅,蔡玉梅,念沛豪
    2015, 35 (1):  43-50. 
    摘要 ( 2413 )   PDF(12815KB) ( 691 )  

    划定生态保护红线是国土规划的一项重要内容。文章将生物多样性保护、洪水调蓄、水土保持、水源涵养和荒漠化防治等作为省级尺度国土空间核心生态问题,从生态安全格局维持角度,通过“自上而下”的国土空间生态安全骨架分析和基于遥感与GIS的“自下而上”定量评价,以湖南省为案例探索国土空间生态保护红线划定。通过单要素低、中、高3种划分情景分析发现,湖南省生物多样性保护格局需要在现有保护区的基础上加强生态廊道的保护;洪水调蓄主要以洞庭湖及其淹没区为主;水源涵养能力较强的地区主要是东部、西部和南部的大型山脉地带,中北部的丘陵平原地区相对较弱;水土流失强度较大的区域主要集中于西部的武陵、雪峰、罗霄等山脉,尤其是大型山脉向丘陵平原过渡地带。基于单要素生态评价的综合划分结果显示,湖南省约有50%的国土空间具有重要生态安全维持功能,且红线范围打破了县级行政区划界限,强调生态保护的自然地理界线,呈空间网状分布的红线格局符合湖南省“一湖三山四水”的生态安全战略构想。

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    广东省地方城市城镇化水平综合测度与发展类型
    丁俊,刘云刚,王开泳
    2015, 35 (1):  51-60. 
    摘要 ( 1817 )   PDF(3659KB) ( 1137 )  

    近年来的中国城镇化由于强调少数核心城市的发展而使得众多地方城市边缘化的趋势日益显现,地方城市在中国具有重要的地位和作用,其发展问题也成为进一步推进新型城镇化需要慎重思考的议题。在此背景下,以广东省为例,对地方城市进行界定,并利用熵权法和聚类分析对其城镇化水平进行评价和分类,探讨在新型城镇化背景下地方城市的发展可能性及其发展路径。结果表明:广东省共有15个地方城市,其中,中山市的城镇化水平最高,茂名最低,各地方城市间存在着明显的发展水平差异。根据城镇化水平的不同可将广东省地方城市分为5类,每类地方城市都具有不同的发展特色。在新型城镇化政策理念下,这些地方城市有了新的发展机会,可望通过因地制宜、挖掘自身内涵与优势而走向多样化的发展路径,如中山应综合发展、全面提升城镇化水平;梅州要挖掘城市内涵、凸显城市特色;河源应该走生态型、绿色化的发展道路;而茂名应致力于提升基础设施和公共服务设施水平,增强城市的创新能力

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    海湾型半城市化地区空间形态演化模拟
    廖江福,唐立娜,邱全毅,许通,钱瑶
    2015, 35 (1):  61-69. 
    摘要 ( 1398 )   PDF(4570KB) ( 1094 )  

    元胞自动机(CA)是模拟城市土地利用演变过程的有效工具,转换规则和元胞邻域是元胞模型的核心。综合考虑元胞邻域的距离衰减效应,基于模拟退火算法(SA)挖掘最优的转换规则,文章构建了一种考虑邻域衰减的城市演化模型(SA-NDCA)。模型以负幂指数函数作为元胞邻域的衰减曲线表示元胞邻域的距离衰减效应;运用模拟退火优化算法计算城市CA模型模拟结果与样本点的累积差异,在目标解空间快速搜索以提取最优的转换规则;最后以厦门市半城市化地区为研究案例,模拟了研究区域1995―2010年期间的城市空间形态演化,通过混淆矩阵和Kappa系数评价了模型的模拟精度,1995―2010年期间的建设用地模拟精度为68.5%,总体精度达到86.2%,Kappa系数达到66.3,取得了较好的模拟效果。利用提出的SA-NDCA模型,成功模拟了研究区2010―2020年期间的城市空间形态演化,结果显示,所预测的演化情景与中国当前实施的新型城镇化战略十分契合。

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    香港自由港模式发展演化、动力机制及启示
    陈会珠,孟广文,高玉萍,杨爽,邵擎峰
    2015, 35 (1):  70-80. 
    摘要 ( 2005 )   PDF(2587KB) ( 2016 )  

    文章在总结并回顾香港由转口贸易型自由港、加工贸易型自由港向综合型自由港和跨区域综合型自由港的演化历程的基础上,分析探讨了区位市场、运行机制、政策框架、要素投入等内部动因与国际经济环境、政治环境等外部动因的相互作用,共同推动其发展演化的动力机制。最后提出香港自由港发展演化对中国自由贸易区建立与发展的几点启示:1)依据其发展阶段与条件选择与之相适应的发展模式;2)选择区位条件有利的地区建设自由贸易区;3)自由贸易港或贸易区持续发展的必要条件是能保持相对稳定的政治环境和相对独立的行政单元;4)自由贸易港(区)功能和作用的充分发挥离不开自由的经济制度和仿真的国际化经营环境。

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    基于城市建设发展视角的佛山休闲空间演变分析
    余 琳,吴悦芳
    2015, 35 (1):  81-88. 
    摘要 ( 1415 )   PDF(621KB) ( 919 )  

    城市休闲空间的发展与城市空间结构的扩张与城市产业的发展息息相关。文章以佛山为例,从历史的角度回溯佛山城市休闲空间发展及演变的过程,并将叙事的脉络深刻植入到佛山城市建设发展的总体框架中。明清时期以前,在商品经济的发展背景下,佛山的墟市、街道、河涌等成为城市经济活动的交换中心,集市繁荣起来,而居民的休闲生活在商品的贸易中逐步萌芽,休闲空间雏形形成。明清时期,由于商业中心确立和土地利用形式的改变,城市规模扩大,休闲空间则成为根植于人民生活中的重要部分。改革开放后,佛山城市休闲空间得到全面拓展,城市更新背景下的新佛山,基于当地传统与记忆,关注休闲空间的修复与革新,着力于改善残旧的旧城地区,致力于提供一种普遍的可识别性,以及相同历史与文化现实的归属感,从而促进休闲空间和城市历史街区的交流与延续。

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    粤北岩溶丘陵区不同地貌部位土壤钙的分布特征 ——以英德市九龙镇为例
    李忠云,魏兴琥,李保生,关共凑
    2015, 35 (1):  89-95. 
    摘要 ( 1756 )   PDF(1766KB) ( 779 )  

    为了解岩溶丘陵区不同地貌条件对于土壤钙元素迁移或富集的影响,选择粤北英德市九龙镇典型岩溶丘陵区2座山丘作为研究区,分别对顶部、峭壁、坡麓、积水洼地和干旱沟谷进行了岩石裸露率、土层厚度和植被等调查;并采集不同样地土壤,利用原子吸收分光光度计测定了土壤中全钙、交换性钙、水溶性钙质量分数,结果表明:积水洼地土壤的全钙质量分数最高,达62.397 g/kg;其次是丘顶、坡麓、峭壁、沟谷,积水洼地的交换性钙和水溶性钙质量分数同样为最高,分别是4.582和0.223 g/kg,交换性钙和水溶性钙在丘顶、峭壁、坡麓和沟谷4个部位土壤中的差异不明显,分别在1.560~2.421 g/kg之间和0.057~0.180 g/kg之间。研究表明,土壤的碳酸盐质量分数和pH值与全钙、交换性钙、水溶性钙都呈极显著正相关,全钙与交换性钙、交换性钙与水溶性钙有极显著正相关;地形不仅影响土壤钙水平方向的分布,还影响其垂向分布。

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    基于地形动力学的海滩裂流安全性评价 ——以三亚大东海为例
    李志强,朱雅敏
    2015, 35 (1):  96-102. 
    摘要 ( 1860 )   PDF(2141KB) ( 962 )  

    文章基于海滩地形动力学模型建立了海滩安全性评价方法,认为低潮沙坝/裂流海滩类和沙坝类海滩出现裂流概率最大,沙坝消散类和有裂流的低潮台地类海滩裂流风险中等,没有裂流的低潮台地海滩、没有沙坝的消散海滩、超消散型、完全反射型海滩裂流风险很小。以三亚大东海为例,利用该评价方法分析了海滩溺水事故频发的原因,结果显示:1)该海滩状态以沙坝型和低潮沙坝/裂流海滩型为主,属于高风险海滩,此结论与当地救生实践吻合;2)该海滩溺水事故发生的根本原因为裂流危险性高,故容易发生溺水事故。

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    新丰江水库上游氮磷污染的时空变化
    温美丽,杨龙,方国祥,周霞,张虹鸥
    2015, 35 (1):  103-110. 
    摘要 ( 1798 )   PDF(2434KB) ( 900 )  

    新丰江水库流域是广东省最大的饮用水源保护区,对东江下游和香港地区的用水安全有十分重要的作用,水质长期保持在国家地表水I类标准。但随着经济的发展,水库上游地区人类活动加剧,对水质和水量造成潜在威胁。通过2007、2008年对新丰江水库上游流域采样分析氮磷质量分数,发现总氮和总磷超过地表水Ⅱ类标准的采样点比例分别为48%和12%。与总磷相比,新丰江水库上游总氮的污染要更加严重,丰水期超标点明显少于枯水期,而枯水期氮-磷正相关关系较好(P<0.000 1,R2=0.868 3),污染物可能为同一污染源或同期释放。空间上超标点多位于新丰、连平县城和大型城镇居民点如马头、忠信、灯塔镇附近,河流污染主要来自生活污水和养殖废水等人为点源污染。尽管目前新丰江水库库区的水质情况总体较好,但上游水质也存在恶化风险,可能导致水库自净能力降低,水体富营养化加剧,因此需要对新丰江水库上游的水质进行定期监测,通过控制内、外源性氮磷措施,以减少饮用水源安全风险和保证新丰江水库水质长期稳定。

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    喀斯特生态系统服务价值评价 ——以贵州花江示范区为例
    高渐飞,熊康宁
    2015, 35 (1):  111-119. 
    摘要 ( 1656 )   PDF(17011KB) ( 540 )  

    采用频度法对喀斯特生态系统服务类型及指标进行分析,结合中国南方喀斯特环境特征、生态功能区位等因素,构建了石漠化生态系统服务价值评估指标体系;并以贵州花江示范区为例,基于实测和调查数据,采用物质量和价值量相结合的方法对其2010年生态系统服务价值进行评估。结果表明:示范区生态系统服务价值为19 604.71万元。其中,固碳制氧价值11 181.25万元、土壤肥力价值3 051.56万元、产品供给价值为2 850.40万元、涵养水源价值2 521.13万元、土壤保持价值为0.37万元。示范区生态系统服务价值以间接价值为主,占85.5%,直接价值仅占14.5%;生态功能价值主要依靠灌丛、经济林、耕地和疏林生态系统提供,裸岩荒坡尽管是研究区的优势景观,但提供服务价值较低。

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    综述
    珊瑚礁岛屿淡水透镜体研究综述
    赵焕庭,王丽荣
    2015, 35 (1):  120-129. 
    摘要 ( 2089 )   PDF(2191KB) ( 1852 )  

    淡水透镜体是珊瑚礁岛屿上重要的地下淡水资源,对于满足人们的日常生活需要和维护珊瑚礁岛屿的生态系统非常关键。文章回顾了国内外珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究历程,介绍了它的理论和特征,综述了其发育和演化与岛屿的水文地质、气候、潮汐、地形和植被等的关系。另外,自然压力,诸如干旱、海水入侵、海平面升高和岛的机械侵蚀等,以及人为压力,如过多抽取淡水、污染、地形改变和海岸工程等,都对珊瑚礁岛屿淡水透镜体的稳定造成了威胁,对这类干扰方面的研究也有很多。文章还介绍了常用的淡水透镜体研究模型,包括物理模型、解析模型和数学模型,并对其在淡水透镜体中的研究应用作了概述。对中国珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究现状也作了介绍,研究涉及西沙群岛永兴岛珊瑚礁淡水透镜体的厚度、抽取地下水导致的倒锥现象和生物修复等方面。最后,文章对南海珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究作出展望,提出开展对南海其他珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究工作,以及如何使抽取的地下水除污并可供饮用。

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    国内外地质旅游研究现状与展望
    何小芊,刘 宇,熊国保
    2015, 35 (1):  130-138. 
    摘要 ( 1712 )   PDF(572KB) ( 1597 )  
    从地质旅游的概念、主体、客体、媒介等方面,对国内外已有地质旅游研究成果进行分析和总结。在研究内容上,国内外研究都注重应用性问题的研究,侧重研究地质旅游活动的客体——地质旅游资源以及主要空间载体——地质公园,国内对地质旅游基础理论的研究与国外还存在差距;在研究视角上,多运用地学的理论与方法分析问题;在研究方法上,以定性分析为主,定量分析逐渐增多。在此基础上,对国内未来地质旅游研究方向和重点提出见解,认为未来相关研究应加强对地质旅游基础理论的研究,倡导多学科综合交叉研究、重视技术的应用,强化对地质旅游空间实体的研究。
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    数字地形分析在滑坡研究中的应用综述
    熊海仙,黄光庆,宫清华,袁少雄,陈波,张冬良
    2015, 35 (1):  139-146. 
    摘要 ( 2028 )   PDF(552KB) ( 1197 )  

    高效的数字地形分析(Digital Terrain Analysis,DTA)是滑坡预测与评估研究的重要手段。文章综述了DTA在滑坡研究中的应用现状,基本内容包括地形因子分析、地形形态分析、地形单元划分以及DEM与滑坡模型的结合分析。地形因子分析的应用多而广,主要思路是在地形因子与滑坡发育的关系研究基础上分析其滑坡敏感性,进而构建滑坡预测和评估模型;地形形态分析是滑坡识别的重要手段,加强地貌形态和滑坡发育的关系研究有助于对潜在滑坡地形的识别;地形单元划分能为滑坡研究提供统计和分析单元;DEM与滑坡专业模型的结合方式多样,程度各异。同时,从尺度选择与转换的角度探讨了DTA滑坡研究的尺度问题,分析了DTA的局限性,指出DEM不能提供完备无误的地形信息,DTA不能完全取代常规的地形分析。最后,基于以上论述对未来的研究趋势提出了展望。

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