北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研
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北师大考博辅导班:2019北京师范大学地理科学学部考博难度解析及经验分享北京师范大学学术学位博士生选拔方式包括公开招考、“申请-审核”、硕博连读和本科直博四种方式。
实行“申请-审核”方式的学部院系有教育学部、心理学部、物理学系、天文系、全球变化与地球系统科学研究院、化学学院等。
硕博连读仅限本校在读的二年级学术学位硕士生申请,一般在每年的12月份进行。
本科直博生主要接收全国重点大学理工科类优秀应届本科毕业生,一般在每年的9-10月进行。
下面是启道考博辅导班整理的关于北京师范大学地理科学学部考博相关内容。
一、院系简介北京师范大学地理科学学部成立于2016年11月,学部以地理学为主体,包含测绘科学与技术和安全科学与工程等多个相关学科,近年来在国内外学科评估中取得了优异的成绩,是中国地理学教学、科研和社会服务的重要基地。
学部内设7个二级机构:地理学院、自然资源学院、遥感科学与工程研究院、陆地表层系统科学与可持续发展研究院、地理数据与应用分析中心、减灾与应急管理研究院以及地表过程与资源生态国家重点实验室。
学部现设5个本科生专业:地理科学(师范)、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、地理信息科学以及资源环境科学专业,共有在读本科生460余人。
学部现有一级学科博士点1个、一级学科硕士点4个、二级学科硕士点9个,共有在读研究生近900人,已经形成了完善的多学科、多层次的人才培养体系。
学部直接参与地表过程与资源生态国家重点实验室和遥感科学国家重点实验室部分方向建设与管理,保障教育部和北京市7个省部级研究平台高效运行,先后建设完成风沙过程、土壤过程以及气候变化过程研究的大型模拟装置,围绕土壤侵蚀、生态水文过程、海冰资源利用等研究方向建立了系列野外长期观测台站,为进一步提升科研水平奠定了良好基础。
地理科学学部将秉承北京师范大学团结、务实、向上的优良传统,不断改革、创新、开放、交流,为培养一流人才、创建一流学科做出更大的贡献。
第39卷第2期2019年1月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.39,No.2Jan.,2019基金项目:国家重点研发计划课题(2017YFA0604704);国家自然科学基金项目(41771197)收稿日期:2017⁃09⁃30;㊀㊀网络出版日期:2018⁃10⁃18∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:zhaoww@bnu.edu.cnDOI:10.5846/stxb201709301770刘月,赵文武,贾立志.土壤保持服务:概念㊁评估与展望.生态学报,2019,39(2):432⁃440.LiuY,ZhaoWW,JiaLZ.Soilconservationservice:concept,assessment,andoutlook.ActaEcologicaSinica,2019,39(2):432⁃440.土壤保持服务:概念㊁评估与展望刘㊀月1,2,赵文武1,2,∗,贾立志1,21北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室,北京㊀1008752北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院,北京㊀100875摘要:土壤保持服务作为一项重要的生态系统调节服务,是防止区域土地退化㊁降低洪涝灾害风险的重要保障㊂针对在全球范围内影响最大的土壤水蚀,基于土壤侵蚀㊁运移和输出过程,对土壤保持服务的概念㊁评估方法进行了梳理总结㊂土壤保持服务是指生态系统防止土壤流失的侵蚀调控能力及对泥沙的储积保持能力㊂土壤保持服务的评估往往是基于通用土壤流失方程RUSLE(RevisedUniversalSoilLossEquation),以潜在土壤侵蚀量(裸地时土壤侵蚀量)与实际土壤侵蚀量之差,作为指标衡量㊂由于生态过程具有尺度依赖性,对土壤保持服务的有效评估,需要采用多尺度方法㊂土壤保持服务与人类需求紧密相关,在未来土壤保持服务研究中应强调连接土壤保持服务与人类福祉,对土壤保持服务产生㊁流动㊁使用的全过程及土壤保持服务时空动态与人类福祉变化的关系进行探究㊂关键词:生态系统服务;水蚀过程;土壤保持服务;人类福祉Soilconservationservice:concept,assessment,andoutlookLIUYue1,2,ZHAOWenwu1,2,∗,JIALizhi1,21StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourceEcology,FacultyofGeographicalScience,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China2InstituteofLandSurfaceSystemandSustainableDevelopment,FacultyofGeographicalScience,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,ChinaAbstract:Soilconservationserviceisanimportantregulatingservicethatcanpreventregionallanddegradationandreducetheriskofflooding.Focusingonthemostinfluentialsoilerosiontype,watererosion,thispaperfirstclarifiesthescientificconceptofsoilconservationservicebasedonsoilerosion,transport,andexportprocesses.Soilconservationserviceisdefinedasthecapacityoftheecosystemtopreventsoilerosionandretainsediment.Then,ananalysisoftheassessmentmethodsusedtoevaluatesoilconservationservicewasundertaken.Basedonthereviseduniversalsoillossequation,soilretention(calculatedaspotentialsoilerosion(erosionwithoutvegetationcover)minusactualsoilerosion)wasappliedasanindicatorofsoilconservation.Theeffectivenessofsoilerosionattheindividual⁃plantscaledependsonplantmorphology.Asthescaleincreases,landusegraduallyplaysanincreasingroleincurbingsoilerosion,andlargebasinsaremorecloselyrelatedtofluvialerosionandstorageprocesses.Consideringthescale⁃dependencyoftheerosionprocesses,amulti⁃scalemethodisneededtoassesssoilconservationservice.Themodelsusedtoquantifysoilconservationservicemainlyaddresssoildetachmentprocessesonly,anddonotsimulatesoilredistribution,byignoringprocessessuchassedimentdepositionandtransport.Additionalstudiesofsedimentdepositionandtransportareneeded.Soilconservationservicecanbeconsideredalinkbetweenbiophysicalreality(theecologicalsystem)andhumanwell⁃being(thesocio⁃economicsystem).Tofullyunderstandtheeffectsofsoilconservationonhumanwell⁃being,thesupplyandthedemandofsoilconservationservicesbothneedtobemeasured.KeyWords:ecosystemservice;watererosion;soilconservationservice;humanwell⁃being气候变化和人类活动改变了全球生态系统结构与功能,已经并将持续影响全球生态系统服务供给[1]㊂土壤保持服务是生态系统提供的一项重要调节服务,指生态系统防止土壤流失的侵蚀调控能力以及对泥沙的储积保持能力[2]㊂最近的相关研究表明在人类活动和气候变化的影响下,全球土壤侵蚀有加剧风险,土壤保持服务面临严峻挑战[3]㊂加剧的土壤侵蚀不仅会造成局地水土流失㊁土壤肥力降低㊁粮食产量下降进而影响粮食安全,同时由于河流输沙量的增加,会对下游地区的灌溉㊁污水处理㊁水库使用产生影响;此外,土壤侵蚀也能够造成土壤有机碳的横向移动,进而对全球碳循环产生影响[4]㊂由于土壤侵蚀对全球环境变化的敏感性以及与社会经济环境的相关性,如何制定适应性管理策略以提高生态系统土壤保持服务能力,降低土壤侵蚀危害,成为政策制定者关注的焦点㊂近年来,学者们开展了系列土壤保持服务研究,但现有研究对土壤保持服务概念理解不一㊁评价方法各异㊁涉及尺度单一㊁缺乏影响机制分析㊂针对土壤保持服务形成从概念㊁方法㊁机理到不同尺度间相互作用的系统性完整研究体系仍然尚未形成,相关研究亟待系统梳理㊂生态系统服务产生的基础是生态系统的结构与过程,就土壤保持服务而言,其供给能力大小主要由空间上的侵蚀产沙㊁运移沉积过程决定㊂以降雨为主要侵蚀力的水蚀是全球范围最主要的土壤侵蚀形式㊂本文针对水蚀过程,对土壤保持服务的概念内涵㊁评估方法和尺度效应进行了总结梳理,并对未来土壤保持服务研究方向进行展望,以期为全球变化背景下土壤保持服务研究和管理提供参考㊂1㊀土壤保持服务的概念内涵生态系统服务是指人类从生态系统中获得的各种惠益㊂生态系统服务作为连接生物物理过程和人类福祉的桥梁,其概念内涵包括两方面:既关注服务产生的生态系统服务供给(自然系统),同时重视人类从中获得的惠益,即生态系统服务需求(社会系统)㊂对土壤保持服务来说,也是如此,由于受到如植被覆盖㊁土壤㊁地形等生态系统结构和组分因素的影响,自然生态系统具有控制侵蚀和拦截泥沙的能力,这种能力可以理解为生态系统提供土壤保持服务的潜在能力,即土壤保持服务的潜在供给㊂当这种土壤保持服务供给被人类消费使用,以满足粮食生产需求和带来清洁水质等一系列惠益时,这种潜在的土壤保持服务供给即变为生态系统为人类提供的实际土壤保持服务(图1)㊂而由于现有的土壤保持服务文献大多是从自然系统出发,针对土壤保持服务潜在供给能力进行分析,因此,本文主要是从土壤保持服务供给角度出发,以土壤侵蚀㊁运移㊁沉积等过程为主线,并结合当前主要生态系统服务分类体系,对土壤保持服务概念进行界定,总体可以分为侵蚀调控和土壤保持两方面(图1)㊂图1㊀土壤保持服务内涵包括潜在供给和满足需求两方面㊀Fig.1㊀Thepotentialsupplyandbeneficiariestogethermakethedefinitionofsoilconservationservice(1)基于侵蚀调控角度的土壤保持服务,英文表述为erosioncontrolservice,erosionprotectionservice或erosionregulationservice㊂有些研究直接称其为生态系统的侵蚀调控服务,强调生态系统调节侵蚀,减少泥沙输出的能力[5]㊂自然界中的泥沙主要受侵蚀产沙㊁运移沉积等过程的影响㊂生态系统的侵蚀调控服务即可以理解为自然生态系统对泥沙的产生㊁运移㊁沉积等过程的影响,使得泥沙在时间㊁空间㊁数量上发生变化,主要变现表现为侵蚀产沙量和河流输沙量的减少,从而达到对侵蚀的调节控制作用㊂由于泥沙运移过程的复杂性,目前研究常忽略泥沙在地表的运移沉积过程,更多地关注于自然生态系统对侵蚀产沙和泥沙输出量的作用和影响㊂这一研究方法类似于黑箱研究,弱化侵蚀过334㊀2期㊀㊀㊀刘月㊀等:土壤保持服务:概念㊁评估与展望㊀程而聚焦泥沙的产生和输出情况㊂一方面,从泥沙产生角度,可以通过地块土壤侵蚀量的时空变化和分布来反应生态系统控制侵蚀的能力㊂另一方面,从泥沙输出角度,则可以以流域出口断面产沙量的变化或者河流某一断面输沙量的变化来衡量生态系统对泥沙的调控能力,同时也可以选择研究区任一位置作为感兴趣点,以通过该位置泥沙量的变化作为衡量指标[6]㊂有些研究直接将水库作为基准,分析上游生态系统同对其泥沙淤积的影响㊂在这些研究中,通常直接将土壤保持服务理解为生态系统提供的减轻水库泥沙淤积及改善水质的服务㊂(2)基于保持土壤角度的土壤保持服务,英文表述为soilretentionservice,sedimentretentionservice或soilconservationservice㊂相关研究侧重于生态系统对土壤的保持和泥沙储积能力,将土壤保持服务理解为在一定时间和空间范围内,生态系统保持土壤的过程和能力,往往采用相应时空尺度下的土壤保持量进行表征㊂由图2可知,泥沙从陆地产生到运移至海洋是一个复杂的动态过程,在这个过程中生态系统保持的土壤总量不仅包括在地块尺度上由于植被覆盖和管理措施减少的土壤侵蚀量,还应包括泥沙运动过程中被植被拦截的量,以及由于平原㊁湖泊㊁河道㊁水库大坝等地形和人类活动引起的泥沙沉积量㊂综上,本文将土壤保持服务界定为:生态系统防止土壤流失的侵蚀调控能力㊁对泥沙的拦截能力以及河流湖泊湿地库坝中的淤泥储积能力㊂针对土壤水蚀过程,在水平方向上侵蚀产沙㊁运移沉积和输沙过程进行可以概化为图2所示㊂要准确评估生态系统的土壤保持服务,需要刻画泥沙在水平方向上再分配的过程,并对各个分量做深入定量的分析㊂在图2中,其侵蚀量平衡方程为:土壤侵蚀量=土壤保持量+泥沙输出量㊂图2㊀泥沙在地表的运动过程及沙量平衡Fig.2㊀Theoverlandprocessofsoilmovementandsedimentbudget2㊀土壤保持服务评估方法土壤保持服务评估应包括两部分,即针对自然系统的土壤保持服务供给评估,以及针对人类系统的人类受益评估㊂现有研究往往侧重于土壤保持服务供给的评估研究㊂2.1㊀评估指标与生态系统服务评估一致,土壤保持服务评估可以分为价值量和物质量评估两种类型㊂物质量评价方法,通过揭示生态系统服务物质量动态变化水平,能够反映生态系统过程的特点,从而有益于对生态系统服务可持续性的分析[7]㊂目前对土壤保持服务的评估也是主要基于土壤侵蚀视角,根据生态系统对侵蚀产沙过程的影响对其进行物质量评估㊂自然界中侵蚀产沙 运移沉积 泥沙输出过程中的各个分量,即土壤侵蚀量㊁土壤保持量㊁输沙量或产沙量均可以作为衡量土壤保持服务能力的指标㊂其中,土壤在径流作用下产生位移的物质量,称为土壤侵蚀量;由于地块上植被对降雨的拦截以及植物根系对土壤固定作用减少的土壤侵蚀量㊁侵蚀产生的泥沙在运移过程被植被拦截的量以及泥沙在河流湖泊㊁水库中沉积量的总和为土壤保持量;泥沙经过侵蚀和运移沉积过程后向流域外输出,即有了产沙量和输沙量概念,在特定时段内,通过小流域出口观测断面的泥沙总量,称为流域产沙量;而当泥沙进入河流中,把一定时段内通过河道某断面的泥沙数量称为该时段的河流输沙量㊂除以上与土壤侵蚀过程相关的指标外,植被覆盖度㊁土地利用和地形作为生态系统组分与结构的代表,是形成土壤保持服务的基础要素,也可以作为衡量土壤保持服务能力的替代指标(表1)㊂2.2㊀测算方法由于土壤保持服务包括控制侵蚀㊁减少泥沙输出的内涵,所以可以直接用一个地区土壤侵蚀量和输(产)沙量在时间上的变化来表征土壤保持能力,这时得到的结果并非具体土壤保持服务数值,而是通过一定时间范围内(通常为年际间变化)土壤侵蚀量或输(产)沙量变化幅度来说明该地区土壤保持服务能力强弱的变化㊂首先,土壤侵蚀量的计算,多采用通用土壤流失方程RUSLE(TheRevisedUniversalSoilLossEquation),其434㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀核心是计算模型中的降雨侵蚀力(R)㊁土壤可蚀性(K)㊁地形(LS)㊁植被覆盖与管理(C)㊁人工管理措施(P)等6个因子㊂由于参数简单,便于计算,在多种生态系统服务综合评价中,可以用其快速模拟土壤保持服务空间分布特征和时间动态变化,便于与其他类型服务比较[8⁃9]㊂在模型应用中,关键问题是参数率定,已有许多研究对此进行了探讨,主要包括结合研究区自然环境状况和观测资料,校正参数计算方法以实现参数本地化;分析不同数据源对计算结果影响,确定最优数据源以及如何在数据缺乏或精度有限的情况下,利用现有观测资料对参数进行计算[10⁃11]㊂RUSLE模型主要局限性在于仅考虑坡面侵蚀,并没有考虑沟蚀㊁重力侵蚀㊁河道侵蚀等其他侵蚀来源㊂表1㊀土壤保持服务评估指标Table1㊀Theindicatorsofsoilconservationserviceassessment指标分类Indicatortype指标名称Indicatorname指标含义Indicatormeaning土壤侵蚀过程指标侵蚀产沙侵蚀量一定时空范围内,土壤在径流作用下发生位移的物质量Soilerosionprocessindicators土壤侵蚀量变化当前植被覆盖和裸地相比减少的侵蚀量运移沉积土壤保持量一定时空范围内,生态系统保持拦截的泥沙量泥沙输出输(产)沙量流域出口断面产沙量或河流某一断面输沙量输(产)沙量变化当前植被覆盖和裸地相比减少的输(产)沙量生态系统结构指标Ecosystempatternindicators植被盖度,土地利用㊁地形不同植被盖度和土地利用控制侵蚀或拦截泥沙能力不同与直接计算土壤侵蚀量相对应,土壤保持量是更为常用的指标㊂土壤保持量是指由于当前植被覆盖和管理措施减少的土壤侵蚀量,往往基于RUSLE模型,以潜在土壤侵蚀量(裸地时土壤侵蚀量)与实际土壤侵蚀量之差来刻画土壤保持量㊂该方法已被应用于流域㊁区域㊁国家㊁大洲等不同尺度的土壤保持服务评估中,且由于模型参数对气候和土地利用变化敏感,常用其模拟或预测气候和土地利用变化下的土壤保持服务动态[12⁃13]及变化特征[14]㊂假设研究区所有土地均为裸地,用此时的土壤侵蚀量作为基础值,优点是便于情景分析,可以直观比较不同土地利用和植被覆盖条件下土壤保持能力大小,但这种极端假设本身在现实中难以发生,仅以此来评价某一种土地利用情景下的土壤保持量,存在高估的问题㊂对于流域产沙量或河流输沙量这一指标,通常在利用RUSLE求得土壤侵蚀量的基础上,根据泥沙输移比计算㊂泥沙输移比(SDR)为流域出口断面输沙量与断面之上侵蚀量之比[15]㊂SDR的计算,一般通过与流域面积㊁降水产流㊁植被覆盖㊁地形地貌等影响因子建立关系式求解或直接参考研究地区已有文献赋予经验值㊂由于概念简单且容易计算,该方法被广泛使用㊂在最新的InVEST3.0中,土壤保持模块计算就采用了该方法,其中SDR在考虑栅格间水文连通性的基础上通过构建与植被覆盖㊁坡度的关系式求解㊂Hamel等利用其对美国北卡罗拉洲CapeFear流域土壤保持服务进行评估,并利用实测数据验证其具有较高的模拟精度[16]㊂Sánchezcanales等在IbrianPeninsula流域对模型进行的敏感性分析显示,R因子和K因子对模型结果影响最大㊂同时指出,这两个因子都易受气候变化驱动,R因子是直接受影响,K因子则是温度和水分变化引起土壤有机质含量变化后间接受到影响[17]㊂由于RUSLE只考虑了坡面侵蚀,有学者在利用泥沙输移比计算流域产沙量的基础上,结合泥沙平衡的思想,通过野外观测或查阅文献的方法获取河道侵蚀量或水库沉积量值完善模型结果,使结果更加精确也便于验证[18]㊂直接在流域或区域尺度上建立的侵蚀产沙模型或河流输沙模型也可以对产沙输沙量进行相对准确的预测㊂该类模型根据是否刻画土壤侵蚀过程分为物理模型和经验模型;根据预报结果的差异,又可以分为空间集总式和空间分布式模型[19]㊂需要注意的是,许多河流输沙量模型如ART(AreaReliefTemperaturesedimentdeliverymode)模型,与流域侵蚀产沙模型相比,多关注于泥沙在河道中的侵蚀运移过程,特点是可以对长时间序列的河流输沙量进行模拟,如百年或千年,而且往往适用于空间大尺度(>10000km2),但模型参数通常对气候和土地利用变化不敏感,难以应用于未来气候和土地利用变化534㊀2期㊀㊀㊀刘月㊀等:土壤保持服务:概念㊁评估与展望㊀情景[20⁃21]㊂以上方法是从泥沙产生与输出角度来评估土壤保持服务能力,并未考虑泥沙在运移过程中的拦截和沉积㊂然而,植被不仅能够影响局地土壤侵蚀,而且能够拦截上游地块产生的泥沙㊂考虑泥沙沿水文路径运移过程中地块对上游泥沙的拦截能够更科学准确地评估土壤保持量㊂目前这一问题在InVEST2.5.6中得到了解决,其土壤保持模块考虑了地块本身拦截上游沉积物的能力[22]㊂该模型的局限性主要表现在,同手动计算的RUSLE一样,未考虑沟蚀㊁重力侵蚀㊁河道侵蚀等泥沙来源,同时流域面积不能太大(不超过4000ˑ4000个像元),且对用户率定模型参数的能力要求较高㊂为此,Naipal等[23]提出一种简单的沙量平衡方法,可以模拟水平方向上泥沙的侵蚀㊁运移㊁沉积等再分配过程,对空间大尺度和长时间序列下的泥沙沉积量进行计算㊂该方法基本思路是将研究区栅格化并假设每个栅格均包括山区和平原两部分,侵蚀产沙主要在山区发生,然后由山区运往平原,在平原地区发生运移和沉积,最终泥沙沉积量由平原和山区两部分组成,并在栅格尺度上输出㊂虽然上述模型在构建时已经对侵蚀运移过程进行了一定程度的简化,但模型的运行依然涉及众多参数,需要大量数据的支持,这不仅限制了评估结果的更新,而且不利于模型在数据相对匮乏地区的应用㊂以净初级生产力(NPP)为核心设计出的定量指标模型,将初级生产力视作土壤保持服务分布的替代指标,模型涉及参数明显减少,数据可通过遥感手段及时获取,有助于大尺度动态评估工作的开展[24]㊂除了利用模型定量评估土壤保持服务能力,还可以用土地利用类型或植被覆盖度等指标作定性评价,划分区域土壤保持服务供给的优先等级,确定水土保持重点区域㊂如,Egoh等在综合考虑植被覆盖度和土壤侵蚀强度的基础上,采用专家评价的方法划分土壤保持服务供给的重点和热点区域[25]㊂Jackson等则主要考虑地形对土壤侵蚀过程的控制,提出复合地形评价指数CTI来识别易受土壤侵蚀的脆弱区[26]㊂此外,Logsdon等构建了侵蚀调节指数ERI,通过比较实际土壤侵蚀量与容许土壤流失量的关系来定性评价区域侵蚀调控能力[27](表2)㊂图3㊀地表侵蚀产沙 运移沉积 泥沙输出过程的尺度特征Fig3㊀Thescalecharacteristicoftheoverlandprocessofsediment2.3㊀多尺度评估及尺度效应土壤保持服务是一种 定向流动服务 ,上游地区的侵蚀变化,不仅会对局地造成影响,而且会沿着水系或者泥沙运移路径对中下游等其他区域造成影响㊂从局地尺度上关注土壤侵蚀对作物生长的影响到全球尺度研究土壤侵蚀对碳循环影响,不同尺度上,人们对土壤保持服务流的侧重不同㊂所以,对土壤保持服务的有效评估,需要沿着土壤侵蚀 运移 沉积的路径,从坡面⁃流域⁃区域⁃全球等不同空间尺度上开展,在评估中选取相对应的评估指标和评估方法,以反映不同尺度上主导过程和影响因素(图3)㊂坡面尺度评估主要依赖于对土壤侵蚀控制机理及过程的理解㊂许多研究从土地利用方式和土地管理措施角度出发,探讨了其对坡面土壤侵蚀的影响,取得许多实质性进展,如Fu等使用137Cs核素示踪方法,定量评估了不同土地利用组合对土壤侵蚀的影响㊂结果表明,从山脚到山顶,草地(6年生)+成熟林(25年生)+草地(25年生)配置可以减少42%土壤侵蚀[28];Chen等针对中国区域Meta分析表明梯田措施可以减53.0%的产沙量[29]㊂在此基础上,发展出了RUSLE和WEEP等坡面尺度的经验或过程模型,以及基于植被覆盖,地形条件的简单评价指数对可能发生侵蚀的区域及侵蚀量进行定量或定性评估㊂坡面尺度是研究土壤侵蚀控制机理,探索土壤保持服务形成过程的理想尺度,在土地利用基础上深入探讨土壤保持服务供给与植被功能性状之间的关系,是进一步理解生态系统土壤保持服务供给机制及提高评估精度的关键㊂流域是江河水系的基本集水单元,也是一个独立的产沙㊁输沙系统[30]㊂在流域尺度上,土壤流失的类型不仅包括坡面尺度上的溅蚀㊁片蚀㊁细沟侵蚀㊁浅沟侵蚀,也包括沟道侵蚀㊁重力侵蚀等[31]㊂除了侵蚀类型更加复杂,由于流域不同土地利用格局配置的影响,地块边界对泥沙拦截的作用也变得复杂㊂目前流域尺度上,主要应用InVEST模型对土壤保持服务供给特征进行空间模拟和绘图,同时分析其随土地利用格局变化的改634㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀表2㊀土壤保持服务测算方法对比Table2㊀Thecomparisonofsoilconservationserviceassessmentmethods指标名称Indicatorname测算方法Equation优点Advantages缺点Limitations适用尺度Applicablescale文献来源References土壤侵蚀量SoilerosionRUSLE模型:E=RˑKˑLˑSˑCˑP参数简单,易进行不同情景的对比分析仅考虑坡面侵蚀过程坡面模型,目前流域到全球尺度都有应用Brambilla,20178]土壤侵蚀量变化SoilerosionchangeRUSLE模型:E=RˑKˑLˑSˑ(1-CˑP)参数简单,可输出多组结果仅考虑坡面侵蚀过程坡面模型,目前流域到全球尺度都有应用Fu,201111]土壤保持量SoilretentionNPP指标模型:Er=NPPˑ(1-VCNPP)ˑ(1-Scf)ˑ1.5参数简单,易应用于数据匮乏区精度有限流域及更大尺度Maria,201224]InVEST模型2.5.6版本:Er=RKLSˑ(1-CP)+UPS_retain运行简便,易操作考虑坡面拦截流域面积不能太大中小流域尺度Tallis,201022]沙量平衡模型:Er=Da+DC考虑泥沙在水平方向运移沉积仅适用于较长时间序列流域及以上尺度Naipal,201623]输(产)沙量Sedimentyield泥沙输移比:Q=RˑKˑLˑSˑCˑPˑSDR㊁ART模型等数据量小,运行简便输移比概念及计算有争议大尺度(>10000km2)Vente,201319]输(产)沙量变化SedimentyieldchangeInVEST模型3.0版本:Q=RˑKˑLˑSˑ(1-CˑP)ˑSDR运行简便,结果详尽结果易产生误差中小流域尺度Hamel,201516]植被盖度㊁土地利用Landcover,landuse定性评价不同土地利用类型不同植被覆盖度的土壤保持能力对数据要求低不利于推广比较流域及更大尺度Egoh,200825]其他定性指标Others复合地形指数:CTI=AˑSˑPLANC结果比较可靠数据不易获取仅适用于坡面尺度Jackson,201326]侵蚀调节指数:ERI=exp(1-Eann/Emax)可以识别侵蚀危害区结果不确定性大流域及更大尺度Logsdon,201327]㊀㊀E:土壤侵蚀量,Er:土壤保持量,Q输沙量,单位均为tkm-2a-1;R:降雨侵蚀力因子(MJmmhm-2h-1a-1));K是土壤可蚀性因子(MJ-1mm-1th);LS为坡度坡长因子;C为覆盖和管理因子;P为土壤保持措施因子,L,S,C,P均为无量纲常量;UPS_retain:地块拦截上游地块的泥沙量;NPP为净初级生产力,VCNPP为NPP变异性,Scf为平均坡度修正;Da:山区土壤保持量,DC:平原土壤保持量,单位均为tkm-2a-1;ART:AreaReliefTemperaturesedimentdeliverymode;CTI:compoundtopographicindex复合地形评价指数;A:上坡汇水面积(m2)S:局地坡度(m/m);PLANC:坡面曲率(1/100m);ERI(erosionregulationindex):侵蚀调节指数;Eann:年平均土壤侵蚀量,单位thm-2a-1;Emax:容许土壤流失量,单位:thm-2a-1734㊀2期㊀㊀㊀刘月㊀等:土壤保持服务:概念㊁评估与展望㊀834㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀变,尽管许多研究均已表明土地利用变化对流域侵蚀产沙量有较大影响[32⁃33],研究者们也试图通过这种变化来描述其对人类福祉的影响,将研究结果应用于管理决策中,但并没有什么进展㊂一方面是由于缺乏操作简便可以模拟流域尺度上土壤侵蚀和再分配过程的模型,另一方面,则是评估中常常忽略人的需求㊂生态系统过程和服务常常具有一个特征尺度,即典型的空间范围和持续时段,生态系统服务只有在特征尺度上才能表现其显著的主导作用和效果,并且容易于观测,从而被充分地表达出来㊂对土壤保持服务来说,流域作为一个完整的水文和管理单元,是研究土壤保持服务产生㊁流动与使用的一个理想尺度,亟待于在准确刻画流域内土壤侵蚀运移过程的基础上,探讨土壤侵蚀变化的局地远程影响,以更好地服务于流域管理㊂在更大空间尺度(如大洲㊁全球尺度)上,土壤侵蚀造成的土壤碳在空间上的横向流动,对碳循环过程具有重要影响[34]㊂定量评估全球土壤侵蚀对理解全球碳循环过程有重要意义,尽管已有研究者们利用RUSLE模型模拟了全球土壤侵蚀空间分布特征,识别了土壤保持服务关键区域,但评估结果有很大不确定性[35⁃36]㊂随着尺度上升,造成评估困难的根本原因是不同尺度间分辨率不匹配㊂就土壤保持服务而言,从景观角度上看,斑块位置与景观格局不同,侵蚀过程对环境的响应不同㊂因此,在大尺度评估中,关键是准确刻画景观的异质性,但大区域的评估一般使用分辨率较小的数据,即使使用较高分辨率详细地进行数据采集,但是,仍会出现由于空间数据融合与使某些局部格局特征或特异现象消失,因此不能辨识只有在高分辨率下才能被观察到的生态过程㊂而模型通常是在小尺度建立,且是在高分辨率下进行的参数率定,而在大尺度应用时,输入的是低分辨率数据,正是由于这种分辨率的不匹配性造成了大尺度评估结果存在很大不确定性,如何降低这种不确定性成为学者们普遍关心的问题㊂Sebastian等利用美国4万多条农田实测数据对RUSLE模型进行校正,建立了一个可由低精度全球数据库数据驱动的简化土壤侵蚀模型,评估了全球农田的侵蚀速率及其导致的土壤碳流失量[37]㊂Naipal等利用气候分带和分形方法改进了RUSLE中R因子和S因子计算方法,进一步提高了模型在全球尺度上受低分辨率数据驱动时评估精度[38]㊂另外,随着尺度增加,河道中侵蚀和沉积过程逐渐发挥着主导作用,河流输沙量作为一个重要指标,可以反映大尺度地区土壤保持能力,到全球尺度上,陆海输沙量作为一个重要指标不仅可以刻画全球土壤侵蚀状况,同时对了解陆地生态系统与海洋生态系统碳通量有着重要意义㊂在全球变化大背景下,需要在不同尺度上探讨气候变化和人类活动双重驱动力下生态系统过程和土壤保持服务供给的变化,明确局地㊁区域㊁全球不同空间尺度上土壤保持服务的影响因素㊂3 结论与展望目前土壤保持服务评估主要依靠以RUSLE为基础发展的一系列评价方法,存在两个问题:一方面,基于土壤侵蚀视角进行土壤保持服务评估,难以揭示在水平方向上由泥沙运移导致的土壤再分配过程;另一方面,也会受到数据缺乏等因素限制,难以在大尺度应用㊂从土壤属性㊁土地利用㊁植被覆盖㊁地形等自然系统组分及泥沙运移沉积等自然过程出发,探索土壤保持服务形成的过程及机制,深入理解其变化过程和驱动机制,是对土壤保持服务进行科学评估的基础㊂但是,必须注意到,生态系统的结构和过程决定着生态系统的功能表现,其关系客观存在而不以人的意志为转移,只有关注到人的需求,将这些功能与人类福祉相联系,最终才能形成生态系统服务[39]㊂因此,未来土壤保持服务研究有待于在以下几个方面进行加强和突破(图4):(1)土壤再分配过程研究:目前土壤保持服务评估主要依赖于小尺度对土壤侵蚀机制研究取得的基本认识,而随着尺度增加,侵蚀机制发生改变,由于水平方向上泥沙运移导致的土壤再分配过程逐渐成为主导因素,因此未来需要加强对沉积过程的研究,更好地揭示流域区域尺度上土壤侵蚀过程的特点与规律,以服务大尺度评估的需求㊂(2)发展大尺度评估模型:全球变化背景下,大尺度土壤侵蚀对碳循环影响逐渐成为关注重点,而如何借助遥感㊁GIS平台的发展以及利用植被指数㊁NPP㊁地形等多源数据发展大尺度土壤保持服务评估模型将会起到关键的支撑作用㊂(3)土壤保持服务实际供给研究:在明确土壤保持服务潜在供给区域和供给量的基础上,进一步确定受。
北师大自然地理学考研题库自然地理学是一门研究地球表层自然现象、过程及其空间分布规律的科学。
北京师范大学作为中国著名的高等学府,在自然地理学领域具有深厚的学术积累和研究实力。
以下是一份模拟的北师大自然地理学考研题库,供考生参考:一、选择题1. 地球表层的四大圈层包括:A. 大气圈、水圈、岩石圈、生物圈B. 大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈C. 大气圈、水圈、岩石圈、人类圈D. 大气圈、水圈、岩石圈、地幔圈2. 以下哪项不是自然地理学的研究内容?A. 地貌形态的演变B. 气候类型及其分布C. 城市人口密度D. 土壤肥力变化3. 地球的自转周期为:A. 24小时B. 12小时C. 48小时D. 36小时二、填空题4. 地球的赤道半径约为________公里。
5. 地球上最大的生态系统是________。
三、简答题6. 简述自然地理学与人文地理学的区别。
7. 描述气候变化对自然地理环境可能产生的影响。
四、论述题8. 论述自然地理学在解决当前环境问题中的作用和重要性。
9. 以某一自然地理现象为例,分析其形成机制及其对人类活动的影响。
五、案例分析题10. 某地区近年来频繁发生洪水灾害,请分析可能的原因,并提出相应的防治措施。
结束语:自然地理学是一门综合性很强的学科,它不仅要求我们掌握扎实的基础知识,还需要我们具备分析问题和解决问题的能力。
希望这份题库能够帮助考生们更好地准备考研,同时也能够激发大家对自然地理学的兴趣和热爱。
预祝大家考研顺利!。
【爱考宝典】2020年北京师范大学地理科学学部考研介绍、专业目录、分数线、参考书目、报录比北京师范大学地理科学学部成立于2016年11月,学部以地理学为主体,包含测绘科学与技术和安全科学与工程等多个相关学科,近年来在国内外学科评估中取得了优异的成绩,是中国地理学教学、科研和社会服务的重要基地。
学部内设7个二级机构:地理学院、自然资源学院、遥感科学与工程研究院、陆地表层系统科学与可持续发展研究院、地理数据与应用分析中心、减灾与应急管理研究院以及地表过程与资源生态国家重点实验室。
学部现设5个本科生专业:地理科学(师范)、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、地理信息科学以及资源环境科学专业,共有在读本科生460余人。
学部现有一级学科博士点1个、一级学科硕士点4个、二级学科硕士点9个,共有在读研究生近900人,已经形成了完善的多学科、多层次的人才培养体系。
学部直接参与地表过程与资源生态国家重点实验室和遥感科学国家重点实验室部分方向建设与管理,保障教育部和北京市7个省部级研究平台高效运行,先后建设完成风沙过程、土壤过程以及气候变化过程研究的大型模拟装置,围绕土壤侵蚀、生态水文过程、海冰资源利用等研究方向建立了系列野外长期观测台站,为进一步提升科研水平奠定了良好基础。
地理科学学部将秉承北京师范大学团结、务实、向上的优良传统,不断改革、创新、开放、交流,为培养一流人才、创建一流学科做出更大的贡献。
专业目录参考书目地图学与地理信息系统:分数线学校名称:北京师范大学学院名称:地理科学学部年份:2018专业代码:070501专业名称:自然地理学总分:295.00政治:48.0外语:48.0专业课一:70.0专业课二:90.0。
北京师范大学生态学专业唐海萍全球变化与陆地生态系统研究考博真题-参考书-状元经验一、专业的设置北京师范大学资源学院每年招收博士生27人,下设自然地理学、地图学与地理信息系统、自然资源、生态学和土地资源管理,共5个专业。
生态学专业下设唐海萍的全球变化与陆地生态系统研究。
唐海萍老师的全球变化与陆地生态系统研究方向是一个考博热门方向,一方面是因为唐老师在这一领域浸淫多年,很有造诣,另一方面是因为这一个方向本身有研究的学术价值。
这一个方向属于生态学专业的一个下设方向,由于刘老师每一年只带一个博士生,在这里提供各位考生,要想报考这个方向,很有必要跟刘老师提前沟通。
二、考试的科目生态学的考试科目为:①1101英语②2012植被生态学或2049自然地理学③3066生态学或3847地理信息系统三、导师介绍唐海萍:北京师范大学教授、中国科学院博士、博导;主要研究领域是植被与环境的关系;资源优化利用与评价。
近期研究兴趣着重在生态-生产双赢的范式探索,以及绿色奥运与生态城市建设方面的研究。
四、参考书目专业课信息应当包括一下几方面的内容:第一,关于参考书和资料的使用。
这一点考生可以咨询往届的博士学长,也可以和育明考博联系。
参考书是理论知识建立所需的载体,如何从参考书抓取核心书目,从核心书目中遴选出重点章节常考的考点,如何高效的研读参考书、建立参考书框架,如何灵活运用参考书中的知识内容来答题,是考生复习的第一阶段最需完成的任务。
另外,考博资料获取、复习经验可咨询叩叩:肆九叁叁,柒壹六,贰六,专业知识的来源也不能局限于对参考书的研读,整个的备考当中考生还需要阅读大量的paper,读哪一些、怎么去读、读完之后应该怎么做,这些也会直接影响到考生的分数。
第二,专题信息汇总整理。
每一位考生在复习专业课的最后阶段都应当进行专题总结,专题的来源一方面是度历年真题考点的针对性遴选,另一方面是导师研究课题。
最后一方面是专业前沿问题。
每一个专题都应当建立详尽的知识体系,做到专题知识点全覆盖。
北师大地理科学学部培养方案北师大地理科学学部培养方案一、引言在当今社会中,地理科学的重要性不言而喻。
随着城市化进程的加速、环境问题的日益严重以及自然资源的紧缺,地理科学学部的培养方案显得尤为重要。
北师大地理科学学部在这一领域有着丰富的教学经验和专业的师资力量,其培养方案无疑是业内领先的,其内容和设置值得我们深入了解和探讨。
二、培养目标北师大地理科学学部的培养目标是培养具有扎实的自然地理学和人文地理学基本理论和基本知识,掌握地理学研究与实践技能,具有地理信息系统和遥感数据分析能力,了解我国自然地理环境和自然资源的基本状况及变化规律,了解我国人文地理环境及其演化、地理环境可持续发展与区域规划等方面知识,具备独立进行地理学科研和专业技术工作的能力,具有一定的计算机应用和外语水平的高级应用型和复合型人才。
可以看出,北师大地理科学学部在培养学生综合素质和专业能力上下足了功夫,培养方案面面俱到,深度和广度兼具。
三、课程设置在培养方案中,课程设置是至关重要的一环。
北师大地理科学学部的课程设置包括基础理论课程、学科发展课程、方法技术课程、专业实践课程和人文素养课程等内容。
这些课程涵盖了地理科学的各个领域,从基础知识到实践技能的培养,全方位地促进学生的学科全面发展。
学部还注重培养学生的人文素养,注重体现地理科学的人文关怀和社会责任,使学生在学习地理科学知识的更能认识和关心世界,了解人类社会和自然环境之间的相互关系。
四、实践教学北师大地理科学学部的培养方案中,实践教学被赋予了重要的地位。
学部注重培养学生的动手能力和实践能力,采用多种方式进行实践教学,如地质调查实习、地理信息系统应用实训、遥感技术实习等。
通过这些实践教学环节,学生不仅能够将课堂所学知识应用到实际中去,更能够培养自己的动手能力和解决实际问题的能力,为将来地理科学领域的发展打下坚实的基础。
五、个人观点作为地理科学学部的文章写手,我对北师大地理科学学部的培养方案给予了充分的肯定。
《巴黎协定》实施细则:卡托维兹气候变化大会介评康美美;赵文武【摘要】为确保《巴黎协定》顺利实施而制定的全球“实施细则”在卡托维兹气候大会得以通过,是气候变化谈判史上的里程碑事件.标志着国际社会十分重视全球变暖的影响并有决心采取行动积极应对.实施细则从技术、财务、透明度等多方面对国家碳排放的测定、减排努力细节做了规定,提出全力争取1.5℃的升温控制目标.我国以人类命运共同体为出发点,积极承担减排任务,为实施细则的通过做出重要贡献,同时也为国内能源、生态行业的发展带来新的机遇与挑战.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2019(039)012【总页数】5页(P4587-4591)【作者】康美美;赵文武【作者单位】北京师范大学地理科学学部,地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学地理科学学部,陆地表层系统科学与可持续发展研究院,北京 100875;北京师范大学地理科学学部,地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学地理科学学部,陆地表层系统科学与可持续发展研究院,北京100875【正文语种】中文全球气候变化是当今人类面临的严峻挑战。
据估计,人类活动导致的全球变暖使得全球气温比工业化前高出约1.0℃,范围可能在0.8℃到1.2℃之间。
如果全球变暖继续以目前的速度增长,那么在2030年至2052年间,全球变暖可能会达到1.5℃,而北极地区变暖速率将是全球平均速率的2—3倍[1]。
更多的极端天气、海平面上升、北极海冰减少以及其他生态系统的变化已经让人类感受到全球升温1℃带来的威胁。
通过减少温室气体排放量来减缓全球变化的影响已成为国际社会关注的焦点。
2018年12月15日,《联合国气候变化框架公约》第24次缔约国会议(Conference of Parties 24,COP24),在波兰卡托维兹顺利闭幕。
来自196个国家和欧盟的谈判代表进行了为期2周的谈判交流,终于就确保2015年《巴黎协定》顺利实施的“规则书”达成共识。
北师大1999年自然地理一、解释下列名称(每题5分,共30分)1.新构造运动2.内海3. 大陆架4.牛轭湖5.生态幅度6.土壤相对年龄二、什么是生态系统?试举例说明生态系统的结构与功能(15分)。
三、试简述地球表层水分循环的类型与层次结构。
(15分)。
四、什么是土壤?土壤资源具有哪些的特点? (15分)。
五、什么是可持续发展?试运用人—地关系原理从资源与环境的角度简述实现可持续发展的可行性。
(25分)北师大2000年自然地理一、简答(10分)一、世界气候计划(WCP)的四个主要组成部分2、开具两种以上遥控景象形象观测手段的名称三、联合国气候变化框架公约4、IPCC(政府间气候变化委员会)二、解释下列术语(30分)梅雨酸雨气候系统臭氧洞季风积温三、申明厄尔尼诺和拉尼娜(反厄尔尼诺)现象的形成机制(20)四、申明我国冻害发生的气候特征及冻害的主要分布区域(20)五、试述米兰柯维奇理论的主要内部实质意义,举出两种以上撑持该理论的自然证据(20分)2001年北师大自然地理一名词解释反气旋锋面雨山麓面次生河海蚀崖生态位淀积层凋萎系数潜水初级生产力二简答题影响气候形成的主要因素河流基本阶地类型及基本特征新月型沙丘的发育过程植被在土壤形成中的作用三论述题(任选两题)试述我国三大自然区的主要特征举例说明气候对地貌发育的作用试述我国温带草原生态系统的主要特征及环境问题北师大2002自然地理一、名词解释(每个5分)自然区划、干燥度、土地评价、大陆架、岩石圈、生态因素二、什么是生态系统?试简述温带草原生态系统的主要特征(15分)三、试简述影响地理环境中化学元素迁移的主要特征。
(15分)四、试分别简述中国东部季风区和西北干旱区的地理环境特征。
(20分)五、试举一例说明地貌对土壤—植物系统的影响。
(20分)北师大2003年自然地理学一名词解释太阳常数湖岸阶地诊断图层限制因素径流利用系数环境自净二简要说明中国季风雨带的进退规律,并用简图表示之三简述河流阶地是如何形成的?并说明在野外如何鉴别?四试比较分析长江流域和黄河流域自然环境特征五什么是风化壳?试简述中国境内风化壳的地球化学类型及其分异规律六简述道库恰耶夫成土因素学说的基本观点,并分析在土壤形成过程中地球化学过程与生物积累过程的对立统一关系2004年北京师范大学地遥学院475自然地理学试题一、解释下列名词(每个名词5分,共计40分)1 干洁空气2 风沙作用3 (地下水)硬度4 流域5 诊断层6 基性岩7 季风8 生物多样性二、什么是湖泊?试简述人类活动对湖泊演化的影响。
作者: NULL
作者机构: 地理学与遥感科学学院
出版物刊名: 北京师范大学学报:社会科学版
页码: 130-130页
主题词: 可持续发展;国际论坛;区域中心;教育专业;北京师范大学;国际地理联合会;联合国大学;教育委员会
摘要:8月中旬,由北京师范大学、联合国大学、国际地理联合会教育委员会、中国地理学会和北京昌平区教委共同主办的可持续发展教育专业区域中心国际论坛在北京成功召开。
联合国副秘书长汉斯·金克尔教授,国际地理联合会教育委员会主席莱克斯·查莫斯教授,北京师范大学副校长韩震教授等出席论坛。
北京师范大学地理科学学部
陆地表层系统科学与可持续发展研究院
博士后岗位招聘启事
作为地球表层最复杂、最重要、受人类活动影响最大的子系统,陆地表层系统研究强调自然过程与人文过程的有机结合,是地理科学发展的核心和前沿领域。
为了推动地理学综合研究,应对全球环境变化与可持续发展的挑战,北京师范大学地理科学学部于2016 年12月6日创建了陆地表层系统科学与可持续发展研究院,开展陆地表层系统的综合研究。
目前研究院设有人地系统耦合研究团队、陆表水文研究团队。
现根据科研工作需要,面向国内外公开招聘博士后研究人员。
一、招聘方向:
景观格局与生态系统服务、土壤侵蚀与流域水沙动态、植被与气候相互作用、极端气候影响评估、生态安全屏障体系优化、生态系统服务模型研发、生态系统过程与管理、可持续发展、全球生态系统变化等。
二、应聘条件:
1.在境内外一流大学获得博士学位、品学兼优、身体健康,年龄在35周岁以下。
2.能够保证在站期间全职在校工作,不招收在职人员。
3.具有自然地理、生态、大气、水文、遥感等相关方向专业背景,于2019年7月前获得博士学位;
4.热爱科研工作,具有创新意识和团队协作精神;拥有黄土高原、青藏高原或全球研究基础的人员优先考虑;
5.以第一作者或通讯作者发表SCI-Q1区期刊论文1篇,或SCI-Q2区期刊论文2篇,或其他SCI期刊论文至少3篇
三、待遇:
1.根据北京师范大学校本部或北京师范大学珠海校区有关博士后研究人员待遇的规定,享受相关待遇,年薪分为10万(校本部博士后)、30万
(珠海校区第二类博士后,或校本部博士后入选国际交流计划引进项目)
和40万(珠海校区第一类博士后,近三年在国外/境外世界排名前100
的高校获得博士学位)三档;
2.落户北京师范大学博士后集体户口;
3.在北京师范大学博士后薪金标准的基础上,研究组将根据博士后的成果情况提供业绩奖励。
四、招聘方式及程序
1.自发布招聘通知之日起,凡符合招聘条件的人员将应聘材料发送至报名邮箱,邮件标题格式为“姓名-专业-人地系统耦合研究团队博士后应聘”,
额满为止;
2.由陆地表层系统科学与可持续发展研究院对报名人员进行资格初审,通过者将参加由陆地表层系统科学与可持续发展研究院组织的面试答辩;
3.应聘成功者将被通知到指定医院进行体检,合格者将被录用。
五、应聘材料:
1.个人简历;
2.身份证或户口复印件;
3.学历、学位证书复印件;
4.可以体现个人工作能力及业务水平的材料(发表文章及获奖证书等证明材料)。
六、联系方式:
通讯地址:北京市海淀区新街口外大街19号
邮政编码:100875
E-mail:lufa@
联系人:毛慧贞(Tel: 58805790)。