岔巴沟流域三维地貌多重分形特征量化

流域三维地貌形态的科学量化研究是地貌学研究和流域土壤侵蚀模型研究中的热点问题之一。该文针对流域三维地貌所具有的明显各向异性和三维立体特征,根据多重分形理论,构建了基于GIS的流域三维地貌多重分形计算模型及其实现方法;并以此为基础,结合流域数字高程模型(DEM),计算分析了岔巴沟5个研究子流域的三维地貌多重分形谱及其主要参数,探讨了流域三维地貌多重分形特征及其流域地貌表征意义。研究结果表明,该文建立的基于GIS的流域三维地貌多重分形计算模型可实现流域三维地貌多重分形谱及其特征参数的直接量化;岔巴沟5个研究子流域的三维地貌具有显著的多重分形特征;流域三维地貌多重分形谱及其主要参数可以更加敏感、更加全面地对流域三维地貌的总体特征进行描述,能够分层次地刻画流域内部的精细结构,从而更加突出地表现异常局部地貌变化特征。该文研究成果为流域三维地貌复杂形态的科学准确量化研究提供了一种新思路和新方法。     

砒砂岩区小流域坡沟系统地形及侵蚀分异规律

作为黄河流域典型生态脆弱区之一的砒砂岩区,水土流失治理难度大,区域地形、侵蚀在坡沟系统的分布迥异。区域土壤侵蚀研究多集中于刻画侵蚀空间分布及不同地类差异性研究,从坡沟系统细化开展研究工作较少,不能较好地为后续精细化治理提供支撑。因此,选取位于准格尔旗的3个典型砒砂岩区小流域,结合目视解译的流域沟沿线,开展了流域地形、水力侵蚀分布规律及其关联性研究。结果表明：流域地形因子分布特征与地貌特征分布一致,高值集中分布在沟道,低值则集中在坡面,且特拉沟小流域(覆沙)沟道处的地形因子统计值最大;砒砂岩典型流域水力侵蚀在坡面、沟道空间分布存在差异,流域坡面以微度侵蚀为主,占比达87%～97%,沟道微度侵蚀占比较坡面该值下降54%～72%,什卜尔泰支沟(裸露)沟道处的水力侵蚀模数均值最高,达97.5 t/(hm²·a);坡度、地表粗糙度、地表切割深度与水力侵蚀模数呈显著正相关关系(p<0.001),阳坡成为强度侵蚀以上单元的主要分布坡向,占比达56.8%～75.8%。因此,该区在后续小流域综合治理过程中,沟道及其阳坡是亟待加强的区域。     

建立砒砂岩区坝系相对稳定规模模型的探讨--以内蒙古皇甫川西黑岱沟小流域坝系为例

以位于黄土丘陵沟壑区第一副区砒砂岩区的内蒙古皇甫川流域的西黑岱沟小流域坝系为典例，在坝系相对稳定分析的基础上，利用处于相对稳定的单坝资料，通过回归分析法，推求淤地面积、坝高和控制面积的相关关系，初步分析并建立不同频率暴雨洪水条件下坝系相对稳定的数学模型，探求相对稳定单坝设计及坝系规划的规模依据，以期抛砖引玉、起到推进该地貌类型区坝系相对稳定的研究与实践的作用。     

县域尺度不同地貌类型景观空间格局分析——以湖南省醴陵市为例

地貌是影响景观空间格局的自然要素之一,本研究应用GIS软件,以湖南省醴陵市为例,分析了县域尺度不同地貌类型下景观格局的空间特征.结果表明:(1)地貌类型深刻影响景观格局的空间分布,同一景观类型在不同地貌区中的空间格局存在差异,总体表现为林地和水田占主导地位的景观格局.(2)随着地势的升高,林地景观优势愈加明显,其他景观类型的分布比例逐渐减少,景观多样性降低.(3)平原、低山区景观的空间异质化程度较高,破碎程度深;在海拔较高的山区,土地利用景观类型相对简单、优势度高,生态系统稳定.     

基于地图直接对比的土壤空间表达尺度效应研究——以封丘土壤属性制图为例

将封丘县3 608个土壤样点分为3 463和145个点,分别构成制图数据总集和验证数据总集,再从制图数据总集中通过4%～96%的多尺度随机抽样,构成17个制图子集。分别按Kriging、IDW和以点代面法对土壤有机质、有效磷和速效钾进行预测制图,基于地图直接对比计算制图子集和制图数据总集制图结果的相关系数以评价土壤属性图变化的尺度效应,并与验证数据集评价的多尺度制图结果进行了对比。最后,采用多子集制图结果的变异系数指示多尺度地图表达的不确定性,并将其与基于Kriging估值方差及随机模拟的不确定性表达进行了对比。研究表明,基于地图直接对比可发现,制图效果与样本数量具有显著的分形关系,且分形维数受制图方法和土壤属性空间可变性的双重影响:同样条件下以Kriging方法最小,而以点代面法最大;以土壤速效钾最小,而土壤有效磷最大。验证数据集实测值和估计值的相关系数及均方根误差没有表现预期的分形特征。Kriging估值方差及随机模拟表达的单一尺度制图不确定性明显受采样点分布与Kriging估值大小影响,而基于地图直接对比的多尺度制图的不确定性更客观地反映土壤自然变异,其中土壤有机质、土壤速效钾有较强规律可循,而土壤有效磷则没有规律。     

资源型城市土地利用变化及生态环境效应研究——以白银市区为例

资源型城市因“矿竭城衰”实施的产业转型可影响土地利用变化和生态环境状况,协调土地利用与生态环境的发展关系对改变传统的城市土地利用模式,促进人与自然和谐发展具有重要意义。基于ENVI软件,选取资源型城市白银市区1990年、2000年和2011年3期Landsat TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度模型、动态转移矩阵、区域生态环境质量指数模型和区域生态环境质量贡献指数模型,定量分析了研究区域的土地利用变化特征及其生态环境效应。结果表明,21 a期间,白银市区建设用地面积一直增长趋势,耕地面积先增后减,未利用地面积一直呈减少趋势,林地、草地、水体基数小,面积变化总量不大;从整体来看,白银市区生态环境质量指数从1990年的0.087上升到2011年的0.126,生态环境质量朝着健康方向发展;耕地和未利用地对白银市区生态环境质量改善的贡献率最高,林地和水体对白银市区生态环境质量退化的贡献率最高;耕地、未利用地、林地、水体是影响区域生态环境变化的重要因素,其中耕地是主导因素。     

传统村落空间分布下的多尺度特征及影响因素分析——以广东省263个传统村落为例

为探究传统村落空间分布与自然和社会经济要素之间的关联性,以广东省263个传统村落为研究对象,采用最近邻指数、核密度估计和Moran′s I指数等GIS空间分析方法,对广东省传统村落空间分布格局进行多尺度分析,并进一步揭示其分布特征的影响因素。研究表明：广东省传统村落在空间分布上呈现出不均衡性,从省域尺度上来看,广东省传统村落在空间上整体呈现出以“粤东北—粤中部—粤西北”为中心的高密度聚集区;从市域尺度上来看,广东省传统村落主要形成以梅州市、佛山市和清远市为核心的高密度集聚区;从自然和社会经济条件上来看,除了地形、海拔以及河网发育程度影响着传统村落的空间分布格局,交通便利度以及社会经济发展水平对传统村落空间布局和遗存也会产生直接影响。该研究能为广东省传统村落保护与开发和乡村振兴发展提供科学依据和理论参考。