山地水土要素时空耦合特征、效应及其调控
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附件8“特大城市群地区城镇化与生态环境耦合机理及交互胁迫效应”重大项目指南特大城市群地区是国家经济发展的战略核心区和国家新型城镇化的主体区,担当着世界经济重心转移承载地的历史重任,但在发展过程中面临着日益严重的资源与生态环境的胁迫压力,急需通过多学科交叉、多要素耦合、多模块集成和多情景模拟的综合集成研究,揭示遵循自然规律的生态环境演变过程和遵循人文规律的城镇化发展过程的耦合机理,提出与资源及生态环境容量相协调的特大城市群可持续发展的整体优化方案。
因此,开展特大城市群地区城镇化与生态环境耦合机理及交互胁迫效应的研究,既是未来10年地球系统科学研究的前沿领域和高优先级的研究主题,也是面向国家战略需求为特大城市群地区可持续发展提供系统性重要科学依据的急迫需要。
一、科学目标本重大项目拟选择具有代表性的京津冀城市群等作为典型案例区,从整体上解析城市群系统各自然要素和人文要素交互作用的非线性耦合关系及耦合特征;科学辨识近远程主控要素作用下城市群系统内外部各要素相互作用的胁迫强度、近远程耦合机理与规律,研究形成特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合理论;构建多要素-多尺度-多情景-多模块-多智能体集成的时空- 1 -耦合动力学模型,研发特大城市群地区可持续发展优化调控决策支持系统方法,并在我国典型城市群地区推广应用;形成在国际上有重要影响的中国城市群研究团队。
二、研究内容(一)城镇化与生态环境关键主控要素的时空演变特征及胁迫效应。
采用遥感、GIS和传感网等先进技术,运用系统分析和空间统计方法研究特大城市群地区自然要素(水、土等)和人文要素(资本、人口、技术、贸易、政策、规划等)动态变化的整体特征,揭示资源和生态环境与城镇化特征指标之间的胁迫关系,辨识区域资源与生态环境要素对城镇化发展的支撑和限制作用;通过筛选关键主控要素,揭示关键主控要素的时空演变特征及其交互胁迫的生态环境效应。
(二)城镇化与生态环境交互胁迫的近远程耦合机理与规律。
地理学报ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第69卷第8期2014年8月V ol.69,No.8August,2014收稿日期:2014-05-22;修订日期:2014-07-28基金项目:国家自然科学基金项目(41390464)[Foundation:National Natural Science Foundation of China,No.41390464]作者简介:傅伯杰(1958-),男,中国科学院院士,研究员,博士生导师,中国地理学会副理事长(S110001618M),主要从事自然地理与景观生态学研究。
E-mail:bfu@1052-1059页地理学综合研究的途径与方法:格局与过程耦合傅伯杰(中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085)摘要:地理学是一门以综合性和区域性见长的学科。
地理学的综合性通过要素多样化来体现,区域性则表现为区域分异或区域差异。
地理学综合研究是对地球表层各要素的相互作用以及人地关系的研究,帮助我们认识地球表层系统的过去、现状和未来的趋势,把握其变化的脉搏。
格局是认识世界的表观,过程是理解事物变化的机理,基于长期的野外观测和综合调查以及模型模拟,对不同时空尺度下的地理格局与过程进行耦合研究,是从机理上理解与解决地理学综合研究的有效途径与方法。
文章结合在黄土高原地区的相关研究案例,探讨了将格局与过程耦合研究的地理学综合研究的途径与方法。
关键词:地理学;地理学综合研究;格局;过程;尺度;黄土高原DOI:10.11821/dlxb20140800220世纪以来,随着全球的人口、资源、环境等诸多问题的出现,人类的可持续发展面临着极大的挑战。
地球系统科学研究通过研究整体性的地球系统来解决全球性的资源环境问题,把地球作为各个圈层有机联系的系统来开展相关的研究。
因此,“地球系统”概念的提出标志着这方面的研究向着综合集成的方向转变。
只有从整体上来认识地球系统的过去、现状和未来的趋势,才能够把握它变化的脉搏。
全球变暖背景下青藏高原多圈层耦合过程与全球气候变化的交互影响效应研究1. 引言1.1 概述全球变暖是当今世界面临的重大挑战之一,它对人类社会和自然生态系统造成了广泛而深远的影响。
作为全球气候变化的热点地区之一,青藏高原在这一过程中扮演着重要的角色。
青藏高原地处亚洲大陆腹地,拥有复杂多样的地理特征和气候条件,其独特性使得它成为一个研究全球气候变化与环境相互作用效应的理想区域。
本文旨在探讨全球变暖背景下青藏高原多圈层耦合过程与全球气候变化之间的交互影响效应。
通过深入分析青藏高原不同圈层间相互作用过程以及它们对全球气候变化的反馈机制,我们可以更好地理解该地区对全球气候系统的影响,并为未来应对全球气候变化提供科学依据和政策建议。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行论述。
首先,我们将在第二部分介绍全球变暖的背景,重点探讨全球气候变化对青藏高原的影响。
然后,在第三部分中,我们将研究青藏高原多圈层耦合过程对全球气候变化的影响效应,包括水文循环和能量交换过程、大气环流与南亚季风系统之间的相互作用,以及黑碳等污染物的传输对全球气候的影响。
接着,在第四部分中,我们将探索全球气候变化对青藏高原多圈层耦合过程的影响,特别关注冰川和冻土、区域生态环境以及水资源变化对社会经济发展产生的影响。
最后,在第五部分中,我们将总结回顾本文主要研究发现,并展望未来研究方向和挑战,并提出相关政策制定和应对全球气候变化的建议。
1.3 目的本文旨在通过深入研究青藏高原多圈层耦合过程与全球气候变化之间的交互影响效应,增进人们对这一领域的理解。
通过揭示不同圈层之间相互作用的机制,我们可以更好地把握全球变暖对青藏高原以及整个全球气候系统带来的影响。
同时,本文也将提出未来研究的方向和挑战,并为政策制定者提供相应的建议,以应对全球气候变化所带来的挑战。
通过这些努力,我们可以为实现可持续发展和保护环境做出贡献。
2. 全球变暖背景下青藏高原多圈层耦合过程的研究2.1 全球变暖的背景在过去几十年中,全球变暖已经成为了一个世界性的问题。
贵州省山地-坝地系统土地利用与景观格局时空演变李阳兵;姚原温;谢静;王发艳;白晓永【摘要】探讨贵州省山地-坝地系统的景观变迁与优化调控具有重要的意义.以贵州省典型的蒲场、洋川山地-坝地系统为例,从一个地貌单元对以万亩大坝为中心的山地-坝地土地系统1960年代到2010年的土地利用变化与格局演变进行系统的研究.把研究区划分成中央坝地、坝中丘陵和坝周山地3个部分,结合遥感技术与实地调查,获得研究区4个时期土地利用的空间分布,基于移动窗口法计算了景观格局指标.坝中丘陵和坝周山地景观多样性高于坝地,土地利用综合程度以坝地最高;平坝耕地从1963年所占比例90.81%下降到2010年的79.94%,坝中丘陵和坝周山地林地减少,灌木林增加,坡耕地仍保持在较高水平;耕地有向经济效益更高的土地利用方式转变的趋势.坝子在土地利用变化和景观格局演变过程中,原有的土地利用格局逐渐被改变,形成新的斑块-廊道-基质格局.研究区中部坝地、坝中丘陵和坝周山地的土地利用变化表明,坝地的土地利用变化和土地集约利用可对坝中丘陵及坝周山地产生影响,坝子与坝中丘陵和坝周山地土地利用存在耦合变化.进一步应加强研究区土地利用优化调控,使坝地、坝周山地和坝中丘陵的土地利用协同演化.研究结果对贵州省山地-坝地系统土地优化利用有参考价值.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2014(034)012【总页数】9页(P3257-3265)【关键词】山地-坝地系统;土地利用;演变;贵州省【作者】李阳兵;姚原温;谢静;王发艳;白晓永【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院,贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵阳550001;中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002【正文语种】中文土地利用/覆盖变化(LUCC)集中体现了自然与人文的交互作用,LUCC研究涵盖LUCC 时空过程探测、驱动机理分析、过程刻画与模拟及宏观生态效应评价等多个方面[1],研究尺度的综合和模型构建是LUCC研究的两大难点问题[2]。
第40讲流域内协调发展[课程标准] 以某流域为例,说明流域内部协作开发水资源、保护环境的意义。
知识体系导学积累必备知识——基础落实赢得良好开端一、流域内部水资源协作开发1.流域:由所包围的河流或水系的集水区域。
2.流域特点3.水资源协作开发(1)流域内的水资源功能:农业、淡水养殖、提供工业用水和生活用水、发展、水能发电、生态保护、旅游等多种功能。
(2)协作开发的必要性4.流域统筹管理的措施【思考】为什么黄河没有成为重要的航运通道?二、黄河的调沙减淤 1.实施背景(1)河流特征:河流 。
(2)存在问题⎩⎪⎨⎪⎧黄土高原: 严重黄河下游:河床不断抬高2.目标⎩⎪⎨⎪⎧侵蚀区——减少入河堆积区——减少河道3.主要措施(1)中游地区的水土流失(2)下游地区的河道淤积①通过修建 ,对河流中的大量泥沙进行拦截,实现河流 的目的。
②利用水库蓄水,适时放水,人为制造可控 ,对下游河道实施 ,将下游河道中淤积的泥沙送入大海。
【思考】 分析黄河下游“易淤、易决、易徙”的原因。
三、黄河流域水资源的调配 1.调配背景2.出现的问题及影响 (1)问题(2)3.提升关键能力——能力突破掌握解题技法关键能力一说明流域内部水资源的协作开发典题精研[典例1] [全国卷Ⅱ,36(2)(3)(4)]阅读图文材料,完成下列要求。
(15分)罗讷河发源于瑞士境内的冰川,在法国境内的流域面积占流域总面积的94%,历史上曾是一条“野性”河流,经常洪水泛滥。
19世纪以来,法国对罗讷河进行多次整治,并于1931年成立“国立罗讷河公司”,作为罗讷河综合整治和开发的唯一授权机构。
如图示意罗讷河流域的地形。
(1)下表列出罗讷河整治不同阶段的主要措施。
请在下列整治和开发目标中进行选择,完成下表。
请将选出的各整治和开发目标填写在表格中的相应位置。
(5分)整治和开发目标:防洪改善水质发电增加生物多样性土地开发开采河沙改(2)说明法国为整治和开发罗讷河而成立“国立罗讷河公司”的原因。
河口-陆架-大洋耦合的海洋动力学机制和环境生态效应1. 引言1.1 概述河口、陆架和大洋是地球上重要的海洋环境,它们之间存在着紧密的相互作用关系。
河口是河水与海水交汇的地方,具有独特的地貌特征和水动力过程。
陆架是从海岸线延伸出去的浅海区域,具有丰富的生物资源和复杂多变的水文环境。
而大洋是全球最大的水体,呈现出广阔深邃的质感和巨大的动力特征。
在这三个海洋环境中,河口-陆架-大洋形成了一个微妙而复杂的耦合机制。
河口与陆架之间存在着物质和能量交换过程,比如由于河流输入带来了丰富的营养盐等溶质导致了土壤侵蚀、泥沙运移等现象。
这些物质通过沉积过程被输送到陆架上,并对生物活动产生一定影响;同时,受益于受潮湿度较高且营养物质含量较高等自然条件,陆架生态系统也会对外部环境进行反馈。
另一方面,大洋的环流和水柱特性也在一定程度上影响着河口-陆架系统的水动力过程和生态环境。
大洋环流与陆架之间存在较为复杂的相互作用关系,例如季风演变导致了海洋表层水温、盐度等条件的变化。
同时,大洋中溶解氧和营养盐的输运对于陆架生态系统也具有重要影响。
1.2 文章结构本文将从河口与陆架的相互作用、大洋与陆架的耦合机制以及环境生态效应研究方法和案例分析三个方面进行探讨。
首先,在第二部分将介绍河口地貌与水动力过程以及陆架特征与水文环境这两个主题。
随后,在第三部分,将提出大洋环流与陆架水动力相互作用、大洋温盐特征对陆架环境以及大洋溶解氧和营养盐输运对陆架生态系统的影响这几个问题。
最后,在第四部分中,将介绍海洋动力学模型、生物标志物以及河口-领域工具和典型案例分析等研究方法,并通过一个具体的案例,深入分析河口-陆架-大洋系统中的生态演替过程及其影响因素。
最后,在第五部分,总结与讨论主要研究结果,并提出存在的问题以及未来的展望。
1.3 目的本文旨在全面了解和研究河口-陆架-大洋耦合的海洋动力学机制和环境生态效应。
通过分析河口与陆架之间以及大洋与陆架之间相互作用关系,揭示其对水动力过程和环境生态系统的影响。