流域地貌形态特征量化研究进展

以流域地貌形态特征的量化方法为主题,分别从图纸描绘、数理统计、土壤侵蚀模型地貌因子、分形地貌等角度,详细论述了国内外流域地貌形态特征量化研究的现状及进展,阐明了当前流域地貌形态特征量化研究中存在的问题,并对其今后研究方向进行了初步探讨。     

近30年来梵净山植被覆盖时空变化及影响因素分析

梵净山以生物多样性和生态过程的独特优势入选世界自然遗产提名地,为揭示其植被覆盖空间分布与环境因子的相关性及变化规律,选取1990-2016年3个时期Landsat TM/ETM/OLI遥感影像提取植被覆盖度和土地利用数据,分析了梵净山植被覆盖度时空变化特征。结果表明:（1）近30年间,植被覆盖度呈"减少-增加"变化,缓冲区植被覆盖度变化敏感度高于提名地;（2）地形因子在水热条件方面不同程度上影响各等级植被覆盖度的空间分布,低山（<900 m）、低中山（900~1 600 m）植被覆盖度高且面积占比较大,斜坡、陡坡、急坡的植被覆盖度占较大比重,分别为33.33%,28.48%,12.18%,阳坡、半阳坡的植被覆盖度高于阴坡和半阴坡且差异性明显;（3）梵净山植被覆盖度变化受人类活动影响,导致地表覆盖改变而使植被覆盖度呈现典型碎斑状和带状的空间特征,缓冲区城镇化发展对生态环境的压力越来越大,提名地的旅游设施建设导致植被覆盖减少日趋明显。     

基于地形梯度的哈尔滨市土地利用格局变化分析

为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程,探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用,以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论,研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程,揭示土地利用变化成因和机理,并基于DEM(digital elevation model)探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明:土地利用结构以耕地和林地为主,耕地和未利用地面积持续减少,平均斑块面积分别由20.96km2减少到2.87km2和3.92km2减少到0.09km2,破碎化程度加剧,且未利用地(滩涂地和湿地)→耕地是其主要的转变轨迹,居民工矿用地呈现不平衡的增加态势,耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源,林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2,破碎化程度日益严重;前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大,稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大,之后随着地形位的增加而减小;中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。     

基于RS和GIS的黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀地形特征研究

为了解黄土高原浅沟侵蚀地形特征,基于Qucickbird高分辨率遥感影像和数字高程模型,提取了坡面浅沟及其地形参数,并对浅沟侵蚀的地形特征参数和分布规律进行了统计分析,结果表明：黄土丘陵沟壑区,坡面坡度、长度、坡向以及上坡长度是影响坡面浅沟数量的主要地形要素,而浅沟侵蚀地形特征主要由坡面坡度、坡面长度、上坡长度和汇流面积共同决定;坡面长度与浅沟平均长度呈显著线性关系,坡面坡度与浅沟频度、浅沟坡度与其上坡长度间则均满足二次曲线;发生浅沟侵蚀的上限与下限临界坡度分别介于26～27°和15～20°,临界坡长介于50～80 m;由浅沟坡度的正弦值与汇流面积确定出浅沟分布的临界曲线;阳向坡面的平均浅沟长度小于阴向坡面。基于RS和GIS技术能有效确定浅沟侵蚀地形特征,为黄土区坡面水土流失治理提供了技术支撑。     

模拟降雨下坡面微地形量化及其与产流产沙的关系

为揭示坡面微地形对土壤侵蚀过程的响应,该文通过人工模拟降雨试验,结合三维激光扫描仪技术,研究了不同雨强连续降雨条件下黄土坡面微地形变化特征及其与产流产沙的响应关系。结果表明所选取的5个常规地形因子(微坡度、地形起伏度、地表切割度、洼地蓄积量、地表粗糙度)对坡面侵蚀的响应表现出相似的趋势,即随着侵蚀的加剧,地形因子数值逐渐增大;场降雨后,地表粗糙度的增幅最小,分别是3%、8%、17%,对侵蚀的响应最弱,洼地蓄积量的增幅最大,分别增大11.82、18.86、83.33倍,对侵蚀的响应最强;同一雨强下随着连续降雨的进行,产流率稳定,1 mm/min雨强下输沙率基本稳定,1.5与2 mm/min下输沙率不断减小;2 mm/min雨强下输沙率和累积输沙量,远大于其他2个雨强处理;地形因子之间有很强的相关性,但能从不同侧面反映地形的信息,而且都与产流率和累积产沙量之间有较好的线性关系。研究可为进一步揭示黄土区坡面土壤侵蚀机理提供参考。     

复杂地形中机载LiDAR点云构建DEM的插值算法对比

机载激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）可快速、高效的获取大范围地形信息,已成为高精度地形建模的重要数据获取手段。然而,针对复杂地形的机载LiDAR点云构建数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）的插值误差研究缺乏,严重限制了其在土壤侵蚀、开采沉陷等地表过程研究中的应用。该研究基于黄土高塬沟壑区典型地形的机载LiDAR数据,对比了反距离加权（Inverse Distance Weighted,IDW）、克里金（Kriging）、样条函数（Spline）、自然邻域（Natural Neighbor,NN）、趋势面（Trend）、不规则三角网（Triangulated Irregular Network,TIN）等插值算法的插值误差。首先优选了IDW、Kriging、Spline、Trend等4种算法的关键参数,其次分析了不同点云密度和地形下IDW、Kriging、Spline、NN、TIN等5种算法的插值误差及其空间分布。结果表明：1）IDW最优插值参数为权指数1和搜索点数12,Kriging为无方向、高斯函数和搜索点数12,Spline为规则样条函数和搜索点数32,Trend误差达米级,不适用于地形复杂区域。2）当点云密度较小时（≤19点/m2）,IDW、Kriging、NN、TIN4种插值方法较为准确地描述地形。当点云密度较大时（≥39点/m2）,各个插值方法的DEM空间分布差异不大。3）针对黄土高塬沟壑区复杂地形区域,点云密度越大,DEM的误差越小。陡坡区域DEM的平均绝对误差明显高于缓坡区域,随着点云密度增大,陡坡区域误差明显减小,而缓坡区域变化较小。当点云密度较小时（≤19点/m2）,缓坡和陡坡最优插值插值方法分别为NN和TIN;当点云密度较大时（≥39点/m2）,缓坡和陡坡最优插值插值方法均为Spline。研究结果可为机载LiDAR用于地形复杂区域的高精度地形建模与地表过程研究提供依据。     

苏北浅滩中部典型沙脊潮沟海域不同空间鱼类群落的分析

利用2011年5月(春季)和2010年11月(秋季)在苏北浅滩大丰沿岸海域(32°44?~33°23?N、120°54?~121°38?E)开展渔业资源调查获取的资料,运用聚类分析方法划分群落结构,从鱼类的种类组成、多样性以及优势种等不同方面,探讨苏北浅滩沙脊潮沟地形对鱼类群落的影响。研究表明:春秋季苏北浅滩沙脊潮沟沿岸海域鱼类可划分为西部近岸群落、中部沙脊群落以及东部潮沟群落3个群落,其鱼类群落结构差异表现为,春季鱼类总种类数表现为潮沟(15种)沙脊(11种)近岸(3种);多样性指数(H')类似,即潮沟(1.57,1.89)沙脊(1.19,1.57)近岸(0.51,0.69);秋季鱼类种类数表现为潮沟(18种)近岸(12种)沙脊(11种),鱼类多样性指数表现为潮沟(1.54,1.54)近岸(1.02,0.96)沙脊(0.92,0.83)。潮沟海域与外海相连,外海鱼群顺着潮沟向近海移动,在潮沟末端遇到沙脊地形的阻挡,底栖性鱼群停留在沟底,造成种类数累积,多样性增加。优势种分布上,潮沟群落多为方氏锦鳚(Pholos fangi)、鮸(Miichthys miiuy)、小带鱼(Eupleurogrammus muticus)等产卵性鱼类;沙脊群落鱼类主要由赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)和大银鱼(Protosalanx chinensis)等滤食性鱼类组成。苏北浅滩沙脊潮沟海域鱼类群落空间差异显著,而地形变化以及由此导致的环境变化是苏北浅滩沙脊潮沟海域鱼类群落结构差异的主要原因。以沙脊潮沟地形因素为突破口,不仅丰富了鱼类群落结构变化的环境影响因素,也为苏北浅滩渔业的管理和保护提供可靠依据。     

武夷山国家级自然保护区植被类型的地形分异

为探讨地形对中亚热带森林植被分布的影响，在利用地理信息系统技术提取研究区域各地形因子和植被景观信息基础上，分析了福建武夷山国家级自然保护区植被景观和地形的总体特征，揭示了植被分布在地形上的变异规律。结果表明，区内各植被类型面积分布不均，地带性植被常绿阔叶林和针阔混交林是主要植被类型，占总面积的70．53％。在海拔的影响下，保护区植被有明显的垂直分带现象。坡度和坡向对不同植被类型分布影响程度不同，只对中山草甸、阔叶矮曲林和人工植被等3种植被类型有较显著影响。从各植被类型在海拔、坡度和坡向上的变异系数看，海拔因子对植被类型的分布影响最大。图4表3参16     

如何提高山区地方山塘养鱼的效率

贵州省河流众多,降水丰富,加之特殊的山地丘陵地貌,造成了贵州省拥有大量的山塘。山塘不仅可以蓄水灌田,发展种植业,还是重要的养殖资源,可以大力发展养鱼业,根据这些特点,对如何提高山塘养鱼的效率做简单的探讨。