, 吴绍洪, 尹云鹤, 杨勤业, 赵东升, 张雪芹中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101
Frontiers in terrestrial system research in Chinaunder global change
ZHENGDu, WUShaohong, YINYunhe, YANGQinye, ZHAODongsheng, ZHANGXueqin收稿日期:2016-08-20
修回日期:2016-08-30
网络出版日期:2016-11-25
版权声明:2016《地理学报》编辑部本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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1 引言
陆地表层自然环境具有时空异质性特征,表现为地表空间不同尺度的地带性分异和非地带性分异。其产生机制主要有三种：一是地球表面形状,使太阳辐射沿着纬向的分布不均匀,是决定自然地理地带规律的根本因素。温度由赤道向极地的变化形成带状分布的温度带,在很大程度上决定了相应的植被生长和土壤类型分布等。二是由于海陆等地表组成物质差异,改变了太阳辐射能量收支状况分布,导致地带性规律发生变形或扭曲。例如,海陆分异使得区域干湿状况随着距离海洋的远近而发生变化,以它为背景的地理成分和过程表现出类似的分异现象。三是气温随海拔高度的垂直递减,山地自然环境及其各组成要素出现垂直分异的规律更迭现象,即垂直地带性分异。地球表面并非所有的地方都有高大山体,所以垂直地带的分布是不连续的、间断的,而且与其所在的地带性基带有密切关系。自然地域系统研究从系统的角度,研究地表自然综合体,揭示地域分异规律,并以地理空间为对象,按要素的空间分布特征及其组合对区域逐级划分[1-5],其目标是将一定地域范围中复杂的自然现象系统化,区划是对自然地域系统地理地带性分异规律的刻画。中国地域辽阔、资源环境条件存在显著的空间差异,开展地域系统工作有助于全面正确认识资源、环境和生态系统的空间分异规律,合理规范人类活动,指导农业生产[6]、生态建设[7-8]等。总体上,地域系统为地理学及其它相关学科的研究提供了一个宏观的基础框架,为实现区域可持续发展提供保障[9-10]。
1950s以来,中国地域系统研究不仅促进了地理学等相关学科大力发展,同时也为社会经济发展做出过重要贡献。中国先后开展了综合自然区划、生态地理区划、综合区划。随着在全球环境变化影响不断增强、社会发展与环境保护矛盾日益突出,国际科学理事会（ICSU）、国际社会科学理事会（ISSC）等机构发起了未来地球计划（2014-2023）,强调自然科学与社会科学相融合,面向地球环境管理决策的多学科交叉合作研究,以期将地球整体性研究与可持续发展研究结合起来[11-12]。因此,全球变化背景下,自然地域系统及其动态的研究既是地理学研究的前沿,也是实现未来地球计划、推进社会过渡到可持续发展战略的一个重要方向。
2 中国自然地域系统研究进展
2.1 综合自然区划研究
中国远古就有朴素的区域差异认识[13]。但近现代自然地域研究始于1930年竺可桢发表“中国气候区域论”[14],是中国现代自然地域研究的开始。1940年黄秉维发表了“中国之植物区域”[6]等工作,开创了中国综合自然区划研究。随着国家经济建设和发展,农牧业生产规划部署需要因地制宜并且不违背自然规律,因此需要有可以提供参考的自然区划[2]。在中国,近现代自然地域系统研究得到一定发展,主要服务于解决农业问题。全面的地域系统理论、方法与方案研究工作从1950s开始。全国各地自然条件和自然资源的综合科学考察普遍展开,建立了各类观测站网,积累了较为全面系统的基本科学资料,使自然地域系统的研究有了长足的进展。初期主要包括全国综合自然地理区划[15]、中国自然地理区划草案[16]等。1956年中国科学院成立自然区划工作委员会,开展了较大规模的自然区划工作。在地貌、气候、植被和动物等8个部门自然区划的基础上,竺可桢、黄秉维领导的主要相关研究团队开展了全国综合自然区划,以服务于农业生产布局为目标,完成了《中国综合自然区划（初稿）》专著（1959年）（图1）,在全国影响巨大。全国农业综合自然区划也以“初稿”为基础拟定[17]。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图1中国综合自然区划(初稿)[
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1950s-1960s,全国广泛开展自然地域系统研究。主要成果包括,任美锷等[18]区划指标及数量分析评价。侯学煜等[19]提出了以发展农、林、牧等为目的自然区划,偏重实用。1980s,在基础资料积累日益丰富的背景下,全国开展了新一轮的综合自然区划研究。黄秉维[6]修订了1959年方案,强调将地域单元作为环境和自然资源的整体来认识,以最大限度的发挥其自然生产潜力。赵松乔[20]设计了一个新方案,并指出最低级区划单位应与土地类型组合相结合,并互相衔接。席承藩等[21]、侯学煜[22]、任美锷[23]等也在区划的方法论和方案提出了新的见解。
2.2 生态地理区划研究
1980s末以来,为满足生态建设和环境保护的需求,自然地域系统研究逐步引入生态系统观点、生态学原理和方法[4, 24],中国****开展了相关研究[5, 7-8, 22]。中国生态区划,将宏观生态系统空间差异引入到综合自然区划,关注生态环境的敏感性、胁迫性和脆弱性问题,对一些生态环境敏感和脆弱的区域进行划分[8]。重点揭示了各生态地理区域的土地退化问题及治理的地域分异规律,并应用于生态与环境建设规划,阐明了不同生态地理区自然条件的差异、联系及其利用等问题。中国生态地理区划为地表自然过程基础研究以及环境、资源与发展的协调提供了宏观的区域框架,为提高土地生产潜力、分析研究土地管理政策、引进并推广先进农业技术、规划自然保护区等提供了必要的科学依据[5]（图2）。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图2中国生态地理区域图[
-->Fig 2China's Eco-Geographical Region Map
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2.3 综合区划研究
20世纪末,随着地球系统科学和可持续发展研究的深入,黄秉维先生倡导开展综合区划工作,开展耦合自然和社会经济两方面的全国综合区划研究,以满足新形势的需要[25]。过去50年,中国资源环境格局和社会经济发展格局发生了较为明显的变化,同时全球环境变化与经济一体化对中国的可持续发展和国家安全带来了新的机遇和挑战,已有的区划方案很难适应新的发展形势需求,综合考虑自然与人文要素、统筹陆地和海洋系统的综合区划成为必然趋势[26]。国内****在综合区划研究领域开展了一些案例研究[27-30]。主体功能区划注重地域功能指向,根据发生学原理构建指标体系和开展地域功能适宜性评价工作,提出以县级行政区划为单元的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区[31]。这是中国针对经济社会发展与生态环境面临的相关问题而做出的综合地域系统工作的积极探索,为自然、人文因子的综合研究提供了一条新思路。
2.4 地域系统动态研究
百余年来,以增温为主要特征的气候变化对陆地表层的影响逐步加重。1880-2012年全球海陆表面平均温度升高了0.85 ℃ [0.65~1.06 ℃],其中最后的30年极有可能是近800年到1400年最热的30年[32]。陆地表层关键要素发生变化,并因此驱动地域系统改变的研究逐渐受到关注。按照主流表征的地域系统的标准,基于观测的数据分析去认识陆地表层地域系统的变化在21世纪初开始逐步发展。如,通过分析10 ℃界限积温值和积温日数、最暖月气温和最冷月气温的变化幅度,可以发现在气候变化的影响下,中国东部温度带普遍北移,其中北亚热带和暖温带北移明显[33-35]。相比温度带,干湿区界线呈波动式变化特征。1951-1999年中国干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征[36]。近50年中国东北中部和华北北部,干旱和半干旱边界呈波动式东移,有明显向东扩展的趋势;在华北南部和陕西南部,半干旱边界也呈波动式南扩[37]。最近研究显示[38],过去50多年来（1960-2011年）中国气候出现了明显的相对冷暖阶段,这一冷暖的差异导致自然地域系统发生了明显的变化。
此外,对中国自然地带对未来气候变化的响应研究也逐步受到关注。1990s初期以全球气温增量情景为基础,对温度带进行粗略估计[34, 39-40]。例如,预估2100年全球增温3 ℃,在一定的假设条件下,地域系统动态特征呈现出寒温带大部分变为中温带、中温带大部分变为暖温带等特征[39]。随着国际上气候模式研究的深入,预估地域系统动态则通过气候模式和排放情景开展。例如,Wu等[41]根据区域气候模式,对未来温度带动态进行了预估,发现未来温度带普遍北移,最显著的将是亚热带、暖温带和高原温带北界。
3 中国自然地域系统研究方法论与技术手段
20世纪科学技术的迅猛发展,在中国地域系统研究不断得到应用,推动中国地域系统研究的深入和发展,研究的方法论从定性向定量,归纳法与演绎法相结合,自上而下与自下而上相结合,地域系统划分方案的客观性和可重复性不断增强。3.1 方法论
在1950s自然地域系统研究初期,由于研究资料匮乏,区域界线划分以定性为主。专家集成的方法是定性分析的代表,是****对地域划分的经验性判断。例如,1950s的综合自然区划由于主要目的是为农、林、牧、水等事业服务,主要划分原则有先类型区划再区域区划,偏重现代自然特征及其相互关系,地带性与非地带性相结合,地带性因素先考察较难以人力改变的温度,然后考察在一定条件下、一定限度内可以人力改变的水分状况,并且首先基于地表气候、植被、地形和土壤等自然要素的地域差异确定界线,然后再寻求较能体现地理相关性的界线指标[2]。这里主要是应用了自上而下的方法论。而后来赵松乔先生指出,从土地类型入手,逐级组合成为自然小区,形成了自下而上的区划方法[20]。定性方法在确定大尺度地域分异方面具有快速且空间位置基本准确等优势,但是小尺度由于信息复杂则有可能严重影响专家判断,因对实际状况的了解程度以及****不同的知识背景,使不同****在区域单元界线划分上存在较大分歧。例如,众多****对中国热带北界问题进行了广泛的学术讨论[42-45]。
1980s以来,为增强地域系统划分方案的客观性和可复制性,自然地域系统划分趋于定量研究。划分的指标主要包括反映气候、地形、土壤、植被等多个自然因子[6]。除了这些关键指标外,综合地域系统研究中也涉及其他学科的指标,如人口、资源、环境状况,社会经济发展水平,生态治理程度等[29]。中国主体功能区识别指标体系是由水资源、土地资源,生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标及战略选择为1项定性指标构成[31]。
自然地域系统划分指标体系主要包括温度（如日平均气温,10 ℃的积温日数,日平均气温,10 ℃积温值,1月平均气温,7月平均气温）、水分（如干燥度）、植被和生态地貌类型等几个方面的指标[5]。例如日平均气温10 ℃的积温日数达到220天,日平均气温10 ℃积温值达到4500 ℃是划分温带和亚热带的主要标准。水分指标从Selianinov干燥度指数,Thornthwaite湿润指数到Penman综合干燥度不断完善。
3.2 新技术应用
在自然地域系统方法论发展的同时,观测与实验手段、卫星遥感、全球定位系统与地理信息系统的3S技术也快速发展,为表征区域特征、确定区域界线提供了强有力的支撑。进入21世纪,随着3S技术的进步,地理科学的综合集成有了定量化的科学基础与先进技术手段的保证[46]。同时,模型和数理模拟等技术被逐渐应用于地域系统研究,例如人工神经网络模型[47]、小波变换[48]等方法。目前地域系统研究更多地从系统整体出发,注意发展从归纳的现实出发进行演绎,使分析与综合、自上而下演绎方法和自下而上归纳方法结合的综合研究方法[49]。4 中国自然地域系统研究前沿问题
未来地球计划代表了新时期地理学发展的方向[50],自然地域系统研究与未来地球计划在对象、主题和目标上有共同和相似之处[51]。并且近年来全球气候变化影响下的自然格局研究受到关注[52]。我们认为,在全球变化影响和未来地球计划的框架下,自然地域系统研究将重点开展陆地表层关键要素相互作用机理及区域效应,地域系统对全球变化的动态响应,陆表地域单元界线定量化识别等研究,加强地域系统研究成果的应用性,推动该领域研究向更高水平发展。4.1 科学认识陆地表层关键要素相互作用机理及区域效应
陆地表层要素一直处于不断变化和动态平衡之中,驱动着自然地理环境发生变化,并形成地表景观的地域差异。当前,针对陆地表层关键要素单因子（水、土、气、生等）的变化趋势和过程研究较为成熟,但多要素研究“综合”不够,从“系统”视角对地表过程研究的整体思路有待理清,目前更需要研究涉及多要素变化下的相互作用,特别是在陆地表层关键要素的相互耦合下,陆地表层系统动态与格局变化的内在机理。未来应针对近几十年来中国陆地表层关键要素变化的时空特征展开研究,重点阐明关键自然要素（温度、降水、地形、土壤等）时空变化与相互作用对地表干湿状况、热量、地表覆被等特征的影响过程与作用机制,研究关键要素变化协同性和差异性。4.2 深入研究地域系统对全球变化的动态响应
全球变化背景下,人类活动和气候变化影响陆表过程强度日益加剧,陆地表层自然和人文要素以及自然—社会经济复合系统的脆弱性不断发生变化,进而驱动陆地表层地域系统呈现动态变化特征。传统陆地表层地域系统研究多以“静态”为主,力求反映长时段的平均状态,但缺乏动态过程的深入刻画。从动态视野出发,开展典型陆表关键要素变化过程与格局研究,揭示陆地表层地域系统的变化趋势和幅度,明晰陆地表层地域系统对全球变化的动态响应与变化规律,对深入理解陆地表层系统演变驱动机制、拓展地域系统演化规律研究具有重要意义。中国过去一段时间认为长时间序列的数据更能表征陆地表层格局的“正常”状态,避免偶然事件的出现。但是,随着全球变化研究的深入,地理学家发现,如果时段足够长,特别是近百余年来人类活动推动的背景下,地表因子的变动可能推动区域格局的改变,而且这种改变可能对资源环境格局和社会经济布局产生深刻的影响。因此,需要研究陆表关键要素相互作用关系变化的机制,及其所致的空间变动幅度与增减范围;综合、定量揭示陆表要素相互作用的协同性和差异性对区域形成、发展的作用。明确不同时间尺度不同社会经济发展背景下,地域系统对全球变化的动态响应。目前,这项工作已经得到国家基金委重点项目的支持。
4.3 定量识别陆表地域单元界线
虽然陆地表层各个要素的发生、发展过程的定量化研究日趋成熟,但由于陆地表层格局地域系统表征的是不同因子相互作用的结果,单因子过程研究的方法常常不能完全应用于格局形成的研究之中。而且要素之间的相互作用通常是非线性的,其结果在空间表现不能完全一致,因而一个区域的边界不能是几个要素边界的简单相加,这使得以往区域界线的识别常常存在争论。陆地表层区域边界的划定,应该是在理论认识统一的前提下,通过划界信息技术的突破来缩小分歧。综合专家个人与团体智能、理念分析、信息技术、模型应用和多学科集成等方法,实现陆表地域单元界线的定量识别,将成为地域系统研究发展的突破点之一。4.4 提高地域系统研究中自然要素与人文要素的结合
在认识自然和社会经济系统分异规律的基础上,探讨自然与人文要素的相互作用机制,将为全面、客观刻画区域特征提供依据。协调自然、人文因子在不同区划等级的重要性,选取合理指标等,是需要进一步认真研究的科学问题。在自然与人文要素相结合方面,应更多地研究生态系统与人类活动之间的相互制约和促进,人类活动对生态系统的结构与功能的影响,以及生态系统对人类社会经济活动影响的反馈。地域系统研究的目的是认识和把握自然规律性,为农业生产、生态建设和可持续发展等实践服务。中国****的已有研究成果为政府提供了决策的科学依据,产生了巨大的经济效益和社会效益,在国家和地区的建设中起到了重要的作用,尤其是在农业生产条件布局、国土调查和规划、资源调查和开发规划、环境整治、区域规划和城市规划、自然保护区建设、生态建设和环境保护等众多方面。同时也对提高区划研究的应用价值和科学水平,推动了相关分支学科的发展起到了积极作用。随着全球变化问题的凸显,充分考虑到人与环境的和谐,资源、生态与环境问题已成为自然地域系统研究中必须首先考虑的重要因素之一。需要更多地研究和考虑人类活动对环境的影响及反馈,提高研究成果的客观性和应用性,以正确指导生态与环境建设和社会经济的可持续发展,更好地应对全球变化。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
| [1] | Wladimir P. K02ppen. (1931). [Excerpt]Der erste Teil dieses Buches ist eine Umarbeitung des unter dem Titel Klimakunde I, Allgemeine Klimalehre, erschienenen 114. B01ndchens der Sammlung G02schen. classification climate precursor-research |
| [2] | <p><正> 一 按照地表自然界的相似性与差异性将地域加以划分,并按照划分出的单位来探討自然綜合体的特征及其发生、发展与分布的規律性,这就是綜合自然区划的內容。几年来,中国科学院自然区划工作委員会曾組织气候学、土壤学、植物学、自然地理学等方面的科学工作者集体拟訂了一个主要为利用土地与水的事业服务的全国綜合自然区划。此次区划工作的第一步是制定一个符合我們目的的区划分类单位系統。我們首先比較各項自然現象的分析图、分布图和区划图,探究各項自然因素之間相互依存的关系,借以了解自然棕合体地域分异的輪廓。</p> . <p><正> 一 按照地表自然界的相似性与差异性将地域加以划分,并按照划分出的单位来探討自然綜合体的特征及其发生、发展与分布的規律性,这就是綜合自然区划的內容。几年来,中国科学院自然区划工作委員会曾組织气候学、土壤学、植物学、自然地理学等方面的科学工作者集体拟訂了一个主要为利用土地与水的事业服务的全国綜合自然区划。此次区划工作的第一步是制定一个符合我們目的的区划分类单位系統。我們首先比較各項自然現象的分析图、分布图和区划图,探究各項自然因素之間相互依存的关系,借以了解自然棕合体地域分异的輪廓。</p> |
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| [4] | As a means of developing reliable estimates of ecosystem productivity, ecosystem classification needs to be placed within a geographical framework of regions or zones. This paper explains the basis for the regions delineated on the 1976 map Ecoregions of the United States . Four ecological levels are discussed—domain, division, province, and section—based on climatic and vegetational criteria. Statistical tests are needed to verify and refine map units. |
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| [8] | 生态区划是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础 ,它可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析我国生态环境特点的基础上 ,探讨了生态区划的原则和依据 ,建立了各级生态区单元划分的指标体系和命名系统 ,最后对我国生态环境进行了区域划分。将我国划分为 3个生态大区、1 3个生态地区和 57个生态区。 . 生态区划是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础 ,它可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析我国生态环境特点的基础上 ,探讨了生态区划的原则和依据 ,建立了各级生态区单元划分的指标体系和命名系统 ,最后对我国生态环境进行了区域划分。将我国划分为 3个生态大区、1 3个生态地区和 57个生态区。 |
| [9] | <p>过去半个多世纪,我国的自然与社会经济格局发生了重大变化,单纯对自然或某一部门进行的区域刻画已经不能适应新形势下经济社会可持续发展的需要。因此,亟待开展中国综合区划研究工作。编制中国综合区划方案所要解决的重要科学技术问题包括:服务对象与研究目标;综合区划理论体系;地域系统主要要素的变化过程、格局及其相互作用关系;中国地域系统重要界线的确定;典型区域的辨识及其特征分析;世界地理格局与中国综合地域系统相互作用;数据的采集、处理、量纲化;综合区划的集成方法;中国地域系统未来发展情景分析;综合区划方案的动态演示系统。</p> . <p>过去半个多世纪,我国的自然与社会经济格局发生了重大变化,单纯对自然或某一部门进行的区域刻画已经不能适应新形势下经济社会可持续发展的需要。因此,亟待开展中国综合区划研究工作。编制中国综合区划方案所要解决的重要科学技术问题包括:服务对象与研究目标;综合区划理论体系;地域系统主要要素的变化过程、格局及其相互作用关系;中国地域系统重要界线的确定;典型区域的辨识及其特征分析;世界地理格局与中国综合地域系统相互作用;数据的采集、处理、量纲化;综合区划的集成方法;中国地域系统未来发展情景分析;综合区划方案的动态演示系统。</p> |
| [10] | 1950年代以来,中国现代地理学得到了长足的进步.当前人类社 会面临环境变化和可持续发展的一系列问题,地理学将在协调人地关系、促进区域发展和改善生态环境等方面做出积极贡献. 地理学在地球科学中占据着特殊的位置,兼具自然与人文学科的双重性质,通过对地球各圈层的组成、结构、性质、形成、演化及其相互作用规律的研究,可为解决 人类社会所面临的环境、资源与可持续发展等重大问题提供科学支撑.近百年尤其是1950年代以来,中国地理学得到了长足的进步,取得了骄人的成果,为今后 的深化发展奠定了坚实的基础. . 1950年代以来,中国现代地理学得到了长足的进步.当前人类社 会面临环境变化和可持续发展的一系列问题,地理学将在协调人地关系、促进区域发展和改善生态环境等方面做出积极贡献. 地理学在地球科学中占据着特殊的位置,兼具自然与人文学科的双重性质,通过对地球各圈层的组成、结构、性质、形成、演化及其相互作用规律的研究,可为解决 人类社会所面临的环境、资源与可持续发展等重大问题提供科学支撑.近百年尤其是1950年代以来,中国地理学得到了长足的进步,取得了骄人的成果,为今后 的深化发展奠定了坚实的基础. |
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| [12] | 政府间气候变化专门委员会（IPCC）自2007 年发布第四次评估报告（AR4）以来，新的观测证据进一步证明，全球气候系统变暖是毋庸置疑的事实。2012 年之前的3 个连续10 年的全球地表平均气温，都比1850 年以来任何一个10 年更高，且可能是过去1400 年来最热的30 年。虽然1998-2012 年全球地表增温速率趋缓，但还不能反映出气候变化的长期趋势。1970 年以来海洋在变暖，海洋上层75 m以上的海水温度每10 年升温幅度超过0.11℃；1971-2010 年地球气候系统增加的净能量中，93%被海洋吸收。全球平均海平面上升速率加快，1993-2010 年间高达3.2 mm/年。全球海洋的人为碳库很可能已增加，导致海洋表层水酸化。1971 年以来，全球几乎所有冰川、格陵兰冰盖和南极冰盖的冰量都在损失。其中1979 年以来北极海冰范围以每10 年3.5%~4.1%的速率缩小，同期南极海冰范围以每10 年1.2%~1.8%的速率增大。北半球积雪范围在缩小。20 世纪80 年代初以来，大多数地区的多年冻土温度升高。已在大气和海洋变暖、水循环变化、冰冻圈退缩、海平面上升和极端气候事件的变化中检测到人类活动影响的信号。1750 年以来大气CO<sub>2</sub>浓度的增加是人为辐射强迫增加的主因，导致20 世纪50 年代以来50%以上的全球气候变暖，其信度超过95%。采用CMIP5 模式和典型浓度路径（RCPs），预估本世纪末全球地表平均气温将继续升高，热浪、强降水等极端事件的发生频率将增加，降水将呈现“干者愈干、湿者愈湿”趋势。海洋上层的温度比1986-2005 年间升高0.6~2.0℃，热量将从海表传向深海，并影响大洋环流，2100 年海平面将上升0.26~0.82m。冰冻圈将继续变暖。为控制气候变暖，人类需要减少温室气体排放。如果较工业化之前的温升达到2℃，全球年均经济损失将达到收入的0.2%~2.0%，并造成大范围不可逆的影响，导致死亡、疾病、食品安全、内陆洪涝、农村饮水和灌溉困难等问题，影响人类安全。但如果采取积极行动，2℃的温升目标仍可望达到。为遏制逐渐失控的全球变暖，需全球共同努力减排，以实现人类可持续发展的理想。 . 政府间气候变化专门委员会（IPCC）自2007 年发布第四次评估报告（AR4）以来，新的观测证据进一步证明，全球气候系统变暖是毋庸置疑的事实。2012 年之前的3 个连续10 年的全球地表平均气温，都比1850 年以来任何一个10 年更高，且可能是过去1400 年来最热的30 年。虽然1998-2012 年全球地表增温速率趋缓，但还不能反映出气候变化的长期趋势。1970 年以来海洋在变暖，海洋上层75 m以上的海水温度每10 年升温幅度超过0.11℃；1971-2010 年地球气候系统增加的净能量中，93%被海洋吸收。全球平均海平面上升速率加快，1993-2010 年间高达3.2 mm/年。全球海洋的人为碳库很可能已增加，导致海洋表层水酸化。1971 年以来，全球几乎所有冰川、格陵兰冰盖和南极冰盖的冰量都在损失。其中1979 年以来北极海冰范围以每10 年3.5%~4.1%的速率缩小，同期南极海冰范围以每10 年1.2%~1.8%的速率增大。北半球积雪范围在缩小。20 世纪80 年代初以来，大多数地区的多年冻土温度升高。已在大气和海洋变暖、水循环变化、冰冻圈退缩、海平面上升和极端气候事件的变化中检测到人类活动影响的信号。1750 年以来大气CO<sub>2</sub>浓度的增加是人为辐射强迫增加的主因，导致20 世纪50 年代以来50%以上的全球气候变暖，其信度超过95%。采用CMIP5 模式和典型浓度路径（RCPs），预估本世纪末全球地表平均气温将继续升高，热浪、强降水等极端事件的发生频率将增加，降水将呈现“干者愈干、湿者愈湿”趋势。海洋上层的温度比1986-2005 年间升高0.6~2.0℃，热量将从海表传向深海，并影响大洋环流，2100 年海平面将上升0.26~0.82m。冰冻圈将继续变暖。为控制气候变暖，人类需要减少温室气体排放。如果较工业化之前的温升达到2℃，全球年均经济损失将达到收入的0.2%~2.0%，并造成大范围不可逆的影响，导致死亡、疾病、食品安全、内陆洪涝、农村饮水和灌溉困难等问题，影响人类安全。但如果采取积极行动，2℃的温升目标仍可望达到。为遏制逐渐失控的全球变暖，需全球共同努力减排，以实现人类可持续发展的理想。 |
| [13] | 中国地学史 杨文衡, 艾素珍, 陈丽娟著 ; 杨文衡, 杨勤业主编 广西教育出版社, 2014.2 古代卷 中国地学史 杨文衡, 艾素珍, 陈丽娟著 ; 杨文衡, 杨勤业主编 广西教育出版社, 2014.2 古代卷 |
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| [16] | 正划分我国自然地理区域的目的,在了解自然现象的区域组合与差异和它的发展规律,以求在利用与改造自然方面提供正确的参考资料。目前,国内地理情况调查未周,分区工作远未能达到上述目的。我们在编纂“中华地理志”过程中,发现 正划分我国自然地理区域的目的,在了解自然现象的区域组合与差异和它的发展规律,以求在利用与改造自然方面提供正确的参考资料。目前,国内地理情况调查未周,分区工作远未能达到上述目的。我们在编纂“中华地理志”过程中,发现 |
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| [18] | 正(一) 自然界是一个统一的整体,它是各种现象完整的、相互制约的有规律的组合,我们叫做自然综合体。由于各种自然现象是相互关联、相互制约的,因此,一个自然因素的地域变化必然会影响其他因素的变化;而人类在生产实践中利用自然、改造自然,对任何一个因素采取措施,也必将引起其他因素的相应的变化。所以,探讨自然综合体的特征及其发 . 正(一) 自然界是一个统一的整体,它是各种现象完整的、相互制约的有规律的组合,我们叫做自然综合体。由于各种自然现象是相互关联、相互制约的,因此,一个自然因素的地域变化必然会影响其他因素的变化;而人类在生产实践中利用自然、改造自然,对任何一个因素采取措施,也必将引起其他因素的相应的变化。所以,探讨自然综合体的特征及其发 |
| [19] | <p><正> 緒言 为着充分利用我国各地复杂的、优越的气候、土壤、水、植被、动物等自然条件和資源,合理地規划某一地区的农、林、牧、副、漁业的发展方向,以及安排多种經营的布局,因地制宜是根本的指导原則。因此就有必要进行各地区的自然条件和社会經济条件的研究,科学地分析这些条件的有利和不利方面;这样,自然区划就成为农业区划工作中不可缺少的基础之一。</p> . <p><正> 緒言 为着充分利用我国各地复杂的、优越的气候、土壤、水、植被、动物等自然条件和資源,合理地規划某一地区的农、林、牧、副、漁业的发展方向,以及安排多种經营的布局,因地制宜是根本的指导原則。因此就有必要进行各地区的自然条件和社会經济条件的研究,科学地分析这些条件的有利和不利方面;这样,自然区划就成为农业区划工作中不可缺少的基础之一。</p> |
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| [26] | <p>人类如何合理地管理"地球生命支撑系统"，以满足人类对可持续发展的追求，是全球环境变化GlobalEnvironmentalChange ，GEC）研究必须回答的问题。国际全球环境变化人文因素计划（Interna t ionalHumanDimensionsProgramm eonGlobalEnvironmentalChange，IHDP）侧重于全球环境变化的人文因素（HumanDimensionsofGlobalEnvironmentalChange，HDGEC）研究方面。在对国际HDGEC研究发展大势进行科学判断的基础上，概述了中国HDGEC研究进展，分析了中国HDGEC研究面临的挑战和机遇，探讨了我国HDGEC研究的未来发展走势。展望未来，我国HDGEC研究应立足国情，着眼全球，把握趋势与时机，在重大研究问题、能力建设等方面有所发展、突破。</p> . <p>人类如何合理地管理"地球生命支撑系统"，以满足人类对可持续发展的追求，是全球环境变化GlobalEnvironmentalChange ，GEC）研究必须回答的问题。国际全球环境变化人文因素计划（Interna t ionalHumanDimensionsProgramm eonGlobalEnvironmentalChange，IHDP）侧重于全球环境变化的人文因素（HumanDimensionsofGlobalEnvironmentalChange，HDGEC）研究方面。在对国际HDGEC研究发展大势进行科学判断的基础上，概述了中国HDGEC研究进展，分析了中国HDGEC研究面临的挑战和机遇，探讨了我国HDGEC研究的未来发展走势。展望未来，我国HDGEC研究应立足国情，着眼全球，把握趋势与时机，在重大研究问题、能力建设等方面有所发展、突破。</p> |
| [27] | 科学技术和社会经济的发展,要求有一个与其相适应的基础研究,以综合区分区域的特点。综合区划是一种自然区划的深入,包括自然与社会经济两方面,是为区域经济发展服务、符合区域经济发展需要的区域划分。文中在研究自然区划的基础上,引入资源的概念,用资源进行区域的划分,特别是对以往研究不充分的区划第四和第五级单位,以与社会经济发展密切相关的资源组和资源型进行合并,提出综合区划的初步设想。以柴达木盆地为例,建立为区域经济发展服务的综合区划。 . 科学技术和社会经济的发展,要求有一个与其相适应的基础研究,以综合区分区域的特点。综合区划是一种自然区划的深入,包括自然与社会经济两方面,是为区域经济发展服务、符合区域经济发展需要的区域划分。文中在研究自然区划的基础上,引入资源的概念,用资源进行区域的划分,特别是对以往研究不充分的区划第四和第五级单位,以与社会经济发展密切相关的资源组和资源型进行合并,提出综合区划的初步设想。以柴达木盆地为例,建立为区域经济发展服务的综合区划。 |
| [28] | 以地域单元作为重要层次,从区域角度研究可持续发展是地理学深入探讨人地关系地域系统、协调人和自然关系的必要途径。综合地理区划以可持续发展为目标,涉及自然因素和人文因素,其划分原则有:自然和人文地域分异规律相结合,综合分析和主导因素相结合,发生统一性原则,宏观区域框架与地域类型相结合等。综合地理区划的指标体系应涵盖环境、资源、经济、社会与人口等方面,须选择有代表性的指标,要求简洁实用,避免繁杂。所选指标应有区域可比性,能反映动态、可以量化,便于操作。由此得出的结果可作为划分区域发展状态地域类型的依据,进而提出综合地理区划的初步方案。 . 以地域单元作为重要层次,从区域角度研究可持续发展是地理学深入探讨人地关系地域系统、协调人和自然关系的必要途径。综合地理区划以可持续发展为目标,涉及自然因素和人文因素,其划分原则有:自然和人文地域分异规律相结合,综合分析和主导因素相结合,发生统一性原则,宏观区域框架与地域类型相结合等。综合地理区划的指标体系应涵盖环境、资源、经济、社会与人口等方面,须选择有代表性的指标,要求简洁实用,避免繁杂。所选指标应有区域可比性,能反映动态、可以量化,便于操作。由此得出的结果可作为划分区域发展状态地域类型的依据,进而提出综合地理区划的初步方案。 |
| [29] | 陆地表层系统科学是黄秉维先生在钱学森院士倡导建立"地球表层学"的基础上创建的.黄秉维先 生精辟地论述了陆地表层系统的研究意义、范围、内容、方法与途径,并亲自撰写了研究计划,同时十分关心科研队伍的组建.黄先生明确指出要开展陆地表层系统 分区研究.在黄先生的学术思想指导下,作者对中国陆地表层进行了分区实践.采用地理学的综合与专家评判相结合的方法将中国陆地表层系统划分为9个一级区, 然后利用压力-状态-响应(PSR)评价模型和模糊聚类方法,对全国344个地区的46个指标进行模糊聚类,建立了二级分区,并对各区的综合状况作了定量 评价.结果表明:地貌与气候区域分异是控制我国陆地表层系统综合状况的主导因素,而由人类活动所主导的社会经济因素是控制我国陆地表层系统综合状况的第二 位因素.对9个一级区的陆地表层系统状况定量评价表明:华北区、东南区与华南区的陆地表层系统状况最好,东北区居中,内蒙区、陇陕晋区与西南区较差,西北 区与青藏区最差. . 陆地表层系统科学是黄秉维先生在钱学森院士倡导建立"地球表层学"的基础上创建的.黄秉维先 生精辟地论述了陆地表层系统的研究意义、范围、内容、方法与途径,并亲自撰写了研究计划,同时十分关心科研队伍的组建.黄先生明确指出要开展陆地表层系统 分区研究.在黄先生的学术思想指导下,作者对中国陆地表层进行了分区实践.采用地理学的综合与专家评判相结合的方法将中国陆地表层系统划分为9个一级区, 然后利用压力-状态-响应(PSR)评价模型和模糊聚类方法,对全国344个地区的46个指标进行模糊聚类,建立了二级分区,并对各区的综合状况作了定量 评价.结果表明:地貌与气候区域分异是控制我国陆地表层系统综合状况的主导因素,而由人类活动所主导的社会经济因素是控制我国陆地表层系统综合状况的第二 位因素.对9个一级区的陆地表层系统状况定量评价表明:华北区、东南区与华南区的陆地表层系统状况最好,东北区居中,内蒙区、陇陕晋区与西南区较差,西北 区与青藏区最差. |
| [30] | <p>近年来地理学研究的突出特点是,愈益与区域可持续发展这个主题密切联系起来,强调综合性。其中的关键科学问题难点是自然因素与人文因素的结合。本文从综合区域系统划分的指标体系入手,在传统的地域系统划分原则的基础上,强调了自然与社会经济因素在区划中具有同等重要性的原则,并区分了不同空间层级两者的不同作用。等级单位采用五级制, 本研究以青藏高原为例,将其划分为3个生态带,15个地-人区,22个生态经济地区,29个经济小区。研究显示,刻画这样的陆地表层综合地域系统,有助于认识我国陆地表层中的人地关系,为区域可持续发展服务。</p> . <p>近年来地理学研究的突出特点是,愈益与区域可持续发展这个主题密切联系起来,强调综合性。其中的关键科学问题难点是自然因素与人文因素的结合。本文从综合区域系统划分的指标体系入手,在传统的地域系统划分原则的基础上,强调了自然与社会经济因素在区划中具有同等重要性的原则,并区分了不同空间层级两者的不同作用。等级单位采用五级制, 本研究以青藏高原为例,将其划分为3个生态带,15个地-人区,22个生态经济地区,29个经济小区。研究显示,刻画这样的陆地表层综合地域系统,有助于认识我国陆地表层中的人地关系,为区域可持续发展服务。</p> |
| [31] | <p>中国主体功能区划方案是刻画未来中国国土空间开发与保护格局的规划蓝图,主体功能区规划已上升为主体功能区战略和主体功能区制度。2004-2014年,笔者组织系列研究项目,配合国家编制主体功能区规划,研究地域功能基础理论和功能区划技术流程,提出国家和省区尺度进行空间管制的地域功能区域类型为城市化区域、粮食安全区域、生态安全区域、文化和自然遗产区域等4类,在此基础上转化为以县级行政区划为单元的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区。研制了由水资源、土地资源,生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标及战略选择为1项定性指标构成的地域功能识别指标体系,进行了单项指标评价,开发并运用地域功能适宜程度综合评价指数进行了综合评价,测算了各省区保护类区域下限、开发类区域上限以及开发强度等关键参数;研讨了以规划为应用指向的主体功能区划分方法,形成中国首部主体功能区划方案,按照全国主体功能区规划口径,2020年与2010年相比,全国国土空间开发强度从3.48%增加到3.91%;按照省区集成的主体功能区规划口径,优化、重点、限制开发区域的土地面积比重分别为1.48%、13.60%、84.92%,城市化、粮食安全、生态安全区域的土地面积比重分别为15.08%、26.11%、58.81%。结合区域发展水平、资源环境承载状态、民生质量等相关分析,给出了主体功能区的主要特征。通过区划方案校验,国家和省区分两级采用笔者主持制定的《主体功能区划技术规程》互动完成的全国主体功能区划方案,同预判的吻合程度多为80%以上。</p> . <p>中国主体功能区划方案是刻画未来中国国土空间开发与保护格局的规划蓝图,主体功能区规划已上升为主体功能区战略和主体功能区制度。2004-2014年,笔者组织系列研究项目,配合国家编制主体功能区规划,研究地域功能基础理论和功能区划技术流程,提出国家和省区尺度进行空间管制的地域功能区域类型为城市化区域、粮食安全区域、生态安全区域、文化和自然遗产区域等4类,在此基础上转化为以县级行政区划为单元的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区。研制了由水资源、土地资源,生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标及战略选择为1项定性指标构成的地域功能识别指标体系,进行了单项指标评价,开发并运用地域功能适宜程度综合评价指数进行了综合评价,测算了各省区保护类区域下限、开发类区域上限以及开发强度等关键参数;研讨了以规划为应用指向的主体功能区划分方法,形成中国首部主体功能区划方案,按照全国主体功能区规划口径,2020年与2010年相比,全国国土空间开发强度从3.48%增加到3.91%;按照省区集成的主体功能区规划口径,优化、重点、限制开发区域的土地面积比重分别为1.48%、13.60%、84.92%,城市化、粮食安全、生态安全区域的土地面积比重分别为15.08%、26.11%、58.81%。结合区域发展水平、资源环境承载状态、民生质量等相关分析,给出了主体功能区的主要特征。通过区划方案校验,国家和省区分两级采用笔者主持制定的《主体功能区划技术规程》互动完成的全国主体功能区划方案,同预判的吻合程度多为80%以上。</p> |
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| [33] | 20世纪80年代以来全球气候加剧变暖,已为世人所瞩目、利用代表性较好的全国160个站1951～1999年逐年逐月气温资料,分析了80年代以来我国年和四季温度的变化,发现中国的气候变暖表现为非均衡响应,区域和季节差异颇大.在区域变化上有‘北暖南冷’的趋势,在季节变化上有“冬暖夏凉”的特点。并从数理统计学角度,对温度变化进行显著性检验,得出长江以北地区基本达到了95％以上的信度水平.同时根据335个站,自1951年或50年代初建站以来至1999年日平均温度稳定通过≥10℃积温资料,对近19年与前30年资料进行对比分析,得出≥10℃积温及≥10℃持续日数的变化幅度,发现我国东部中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和寒温带普遍北移,北亚热带和暖温带北移明显,南亚热带和边缘热带变化不大,我国西部地区除滇西南、青藏高原和内蒙古西部所处的各温度带有北移或上抬趋势,其他地区变化不大或略有南压和下移. . 20世纪80年代以来全球气候加剧变暖,已为世人所瞩目、利用代表性较好的全国160个站1951～1999年逐年逐月气温资料,分析了80年代以来我国年和四季温度的变化,发现中国的气候变暖表现为非均衡响应,区域和季节差异颇大.在区域变化上有‘北暖南冷’的趋势,在季节变化上有“冬暖夏凉”的特点。并从数理统计学角度,对温度变化进行显著性检验,得出长江以北地区基本达到了95％以上的信度水平.同时根据335个站,自1951年或50年代初建站以来至1999年日平均温度稳定通过≥10℃积温资料,对近19年与前30年资料进行对比分析,得出≥10℃积温及≥10℃持续日数的变化幅度,发现我国东部中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和寒温带普遍北移,北亚热带和暖温带北移明显,南亚热带和边缘热带变化不大,我国西部地区除滇西南、青藏高原和内蒙古西部所处的各温度带有北移或上抬趋势,其他地区变化不大或略有南压和下移. |
| [34] | 已经发生和未来的全球气候变化将对自然界和人类社会产生一系列的影响 ,特别是全球气候要素的变化会导致气候带的变动 ,进而导致自然带 (区 )的变动并影响人类的生产、生活。在对青藏高原 2 0世纪 5 0年代到90年代气温变化分析的基础上 ,讨论了 4 0年来积温等气候带指标值的变化特征 ,并依据对未来气候情景的假设 ,指出未来全球气候变化背景下 ,青藏高原气候带的可能变动。 . 已经发生和未来的全球气候变化将对自然界和人类社会产生一系列的影响 ,特别是全球气候要素的变化会导致气候带的变动 ,进而导致自然带 (区 )的变动并影响人类的生产、生活。在对青藏高原 2 0世纪 5 0年代到90年代气温变化分析的基础上 ,讨论了 4 0年来积温等气候带指标值的变化特征 ,并依据对未来气候情景的假设 ,指出未来全球气候变化背景下 ,青藏高原气候带的可能变动。 |
| [35] | Along the meridian of 105°E, the Chinese region are divided into two parts, east and west. The results show that in the east part of China the temperate extratropical belt, the warm extratropical belt, and the northern subtropical belt shift northward significantly, whereas the middle subtropical belt and the southern subtropical belt have less or no change. As for the northern subtropical belt, the maximal northward shift can reach 3.7 degrees of latitude. As for the warm extratropical belt, along the meridian of 120°-125°E, the maximal northward shift can reach 3-4 degrees. In the west part of China, each climatic belt changes little. Only in the Xinjiang area are the significant northward shifts. Correspondingly, it is found that in the last 50 years the traditional seasons have changed. For Beijing, Hailar, and Lanzhou, in general, summer becomes longer and winter shorter over the last 50 years. Summer begins early and ends late with respect to early 1950s. Contrary to the summer, winter begins late and ends early with respect to early 1950s. Furthermore, spring and autumn have changed over the last 50 years: with respect to early 1950s spring begins early and autumn begins late. |
| [36] | <p>利用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料,计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20)、半干旱区(0.20~0.50)和湿润区 (D(0.50))。近50a中国干湿气候波动显著,区域差异大：50a波动幅度东北区为20~400 km,华北区为40~400 km,西北东部为30~350 km,西南区为40~370 km。以80年代为界,在20世纪80年代以前(包括80年代),西南区气候具有显著变湿趋势;西北东部稍变湿;华北区和东北区具有变干趋势,且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代,西南区和西北东部气候有变干迹象,华北区西部气候的干旱程度有所增加,华北区东部有所减弱,东北区气候进一步变湿。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区,是中国季风的边缘地带,也是环境变化的敏感区。20世纪60~70年代中国 (北方)干湿气候存在一次突变,由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或向北移动时,中国北方气候就变的相对湿润;当同时向东或向南移动时,北方气候就变的相对干旱;当干湿气候界线东西、南北相异移动时,北方气候的干旱程度就介于二者之间。</p> . <p>利用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料,计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20)、半干旱区(0.20~0.50)和湿润区 (D(0.50))。近50a中国干湿气候波动显著,区域差异大：50a波动幅度东北区为20~400 km,华北区为40~400 km,西北东部为30~350 km,西南区为40~370 km。以80年代为界,在20世纪80年代以前(包括80年代),西南区气候具有显著变湿趋势;西北东部稍变湿;华北区和东北区具有变干趋势,且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代,西南区和西北东部气候有变干迹象,华北区西部气候的干旱程度有所增加,华北区东部有所减弱,东北区气候进一步变湿。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区,是中国季风的边缘地带,也是环境变化的敏感区。20世纪60~70年代中国 (北方)干湿气候存在一次突变,由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或向北移动时,中国北方气候就变的相对湿润;当同时向东或向南移动时,北方气候就变的相对干旱;当干湿气候界线东西、南北相异移动时,北方气候的干旱程度就介于二者之间。</p> |
| [37] | 利用Thornthwaite的干湿分类函数，对近100年中国干旱和半干旱区界限的10年际变动特征进行了分析.结果发现：近50年，在东北中部和华北北部，干旱和半干旱边界呈波动式东移，有明显向东扩展的趋势；在华北南部和陕西南部，半干旱边界也呈波动式南扩，其中陕西南部半干旱边界向南扩展的范围最大.近100年，10年际的干旱和半干旱边界也呈波动式摆动且存在向东和向南扩展的趋势，但在华北南部与东北中部两个地区以20世纪20年代前后干旱和半干旱的范围最大、最强.干旱和半干旱分界线的位置变化与区域升温和降水减少密切相关. . 利用Thornthwaite的干湿分类函数，对近100年中国干旱和半干旱区界限的10年际变动特征进行了分析.结果发现：近50年，在东北中部和华北北部，干旱和半干旱边界呈波动式东移，有明显向东扩展的趋势；在华北南部和陕西南部，半干旱边界也呈波动式南扩，其中陕西南部半干旱边界向南扩展的范围最大.近100年，10年际的干旱和半干旱边界也呈波动式摆动且存在向东和向南扩展的趋势，但在华北南部与东北中部两个地区以20世纪20年代前后干旱和半干旱的范围最大、最强.干旱和半干旱分界线的位置变化与区域升温和降水减少密切相关. |
| [38] | 气候变化背景下,陆地表层诸要素(如温度、水分、植被、土壤等)及其之间的相互影响和作用关系发生了显著变化,进而可能引起集成地表关键要素而划分的区域格局呈现复杂的非线性动态变化特征,深刻影响自然物候、农业生产布局等.然而,对于过去50余年中国陆地表层区域变动的幅度和速率认识还不够定量化.基于均一化的1960~2011年中国545个气象站点的逐日气温数据集,选用日平均气温稳定?10℃的日数与积温等指标来分析中国自然带格局变化特征,以每个自然带面积及平均纬度的变化表征陆地表层区域变动的幅度;建立了一个表征区域界线移动速率的新指标,研究了中国陆地表层区域格局及典型区域界线变动的幅度、趋势、速率与突变.结果表明:20世纪60年代以来,中国气候总体上存在由一个相对冷的时段(1960~1986年)进入一个相对暖的时段(1987~2011年)的变化特征,推动了多数关键自然地带发生较为显著的向北移动倾向;两个时段比较,1987~2011年时段全国温度带普遍呈北移的趋势,其中北亚热带北界和暖温带北界最为明显,最大处可达200 km左右;1960~2011年间亚热带北界东段北移1.386°N;暖温带北界东段北移0.354°N.前者向北移动的速率为0.533°/10 a;后者向北移动的速率为0.136°/10 a.突变分析显示,从1996~1997年开始,暖温带南北界线加快向北迁移;区域的变化明显滞后于变暖时段,在进入相对暖的大约10年之后,区域才明显向北移动.气候变化在宏观地域系统的表现特征在结论中得到揭示,可以为适应气候变化提供科学依据. . 气候变化背景下,陆地表层诸要素(如温度、水分、植被、土壤等)及其之间的相互影响和作用关系发生了显著变化,进而可能引起集成地表关键要素而划分的区域格局呈现复杂的非线性动态变化特征,深刻影响自然物候、农业生产布局等.然而,对于过去50余年中国陆地表层区域变动的幅度和速率认识还不够定量化.基于均一化的1960~2011年中国545个气象站点的逐日气温数据集,选用日平均气温稳定?10℃的日数与积温等指标来分析中国自然带格局变化特征,以每个自然带面积及平均纬度的变化表征陆地表层区域变动的幅度;建立了一个表征区域界线移动速率的新指标,研究了中国陆地表层区域格局及典型区域界线变动的幅度、趋势、速率与突变.结果表明:20世纪60年代以来,中国气候总体上存在由一个相对冷的时段(1960~1986年)进入一个相对暖的时段(1987~2011年)的变化特征,推动了多数关键自然地带发生较为显著的向北移动倾向;两个时段比较,1987~2011年时段全国温度带普遍呈北移的趋势,其中北亚热带北界和暖温带北界最为明显,最大处可达200 km左右;1960~2011年间亚热带北界东段北移1.386°N;暖温带北界东段北移0.354°N.前者向北移动的速率为0.533°/10 a;后者向北移动的速率为0.136°/10 a.突变分析显示,从1996~1997年开始,暖温带南北界线加快向北迁移;区域的变化明显滞后于变暖时段,在进入相对暖的大约10年之后,区域才明显向北移动.气候变化在宏观地域系统的表现特征在结论中得到揭示,可以为适应气候变化提供科学依据. |
| [39] | 本文集选收论著47篇,包括:地理通论、综合自然区划、热墨水分平衡、土壤侵蚀与保持、全球环境变化及对策等7个方面。 本文集选收论著47篇,包括:地理通论、综合自然区划、热墨水分平衡、土壤侵蚀与保持、全球环境变化及对策等7个方面。 |
| [40] | ＣＯ<sub>２</sub>倍增导致全球变暖,并对自然环境产生影响的研究已成为举世瞩目的重大课题。本文在ＩＰＣＣ预告的基础上,分析了气候变化对我国自然地域分异的影响,用６７１个站点资料分析了我国温度带及各自然地区的数量指标、各地区生产潜力及影响生产潜力的因子,将气候变暖增温、温度带北移的界线及降水区向西迁移后干湿地区界线的变化绘制成图,同时预测了农业生产潜力的未来变化。结果表明：全球变暖使我国温暖地区面积增加,半干旱及干旱区水分条件改善,有利于作物生产。 . ＣＯ<sub>２</sub>倍增导致全球变暖,并对自然环境产生影响的研究已成为举世瞩目的重大课题。本文在ＩＰＣＣ预告的基础上,分析了气候变化对我国自然地域分异的影响,用６７１个站点资料分析了我国温度带及各自然地区的数量指标、各地区生产潜力及影响生产潜力的因子,将气候变暖增温、温度带北移的界线及降水区向西迁移后干湿地区界线的变化绘制成图,同时预测了农业生产潜力的未来变化。结果表明：全球变暖使我国温暖地区面积增加,半干旱及干旱区水分条件改善,有利于作物生产。 |
| [41] | <p>Despite the well-documented effects of global climate change on terrestrial species’ ranges, eco-geographical regions as the regional scale of ecosystems have been poorly studied especially in China with diverse climate and ecosystems. Here we analyse the shift of temperature zones in eco-geographical study over China using projected future climate scenario. Projected climate data with high resolution during 1961–2080 were simulated using regional climate model of PRECIS. The number of days with mean daily temperature above 10℃ and the mean temperature of January are usually regarded as the principal criteria to indicate temperature zones, which are sensitive to climate change. Shifts due to future climate change were calculated by comparing the latitude of grid cells for the future borderline of one temperature zone with that for baseline period (1961–1990). Results indicated that the ranges of Tropical, Subtropical, Warm Temperate and Plateau Temperate Zones would be enlarged and the ranges of Cold Temperate, Temperate and Plateau Sub-cold Zones would be reduced. Cold Temperate Zone would probably disappear at late this century. North borderlines of temperature zones would shift northward under projected future climate change, especially in East China. Farthest shifts of the north boundaries of Plateau Temperate, Subtropical and Warm Temperate Zones would be 3.1°, 5.3° and 6.6° latitude respectively. Moreover, northward shift would be more notably in northern China as future temperature increased.</p> |
| [42] | 正我国热带界线划在雷州半岛以南的争论不大。目前争论焦点是雷州半岛以北至北回归线附近地区是热带还是亚热带抑或自成一带的问题(如称它为南亚热带、半热带、准热带等)。作者等认为这一带是由热带过渡到亚热带的热带边缘带,它应属于热带范围,不宜 . 正我国热带界线划在雷州半岛以南的争论不大。目前争论焦点是雷州半岛以北至北回归线附近地区是热带还是亚热带抑或自成一带的问题(如称它为南亚热带、半热带、准热带等)。作者等认为这一带是由热带过渡到亚热带的热带边缘带,它应属于热带范围,不宜 |
| [43] | . |
| [44] | 从农业气候学角度论,热带应是水稻等喜温作物全年都能生长,橡胶等木本作物没有严重寒害的地方,气候指标为年极端最低气温多年平均值>5℃,最冷月平均气温>15℃。我国冬季风太强、太冷,热带位于世界热带的北缘,北界不宜定得太北,以在雷州半岛北端为宜。 . 从农业气候学角度论,热带应是水稻等喜温作物全年都能生长,橡胶等木本作物没有严重寒害的地方,气候指标为年极端最低气温多年平均值>5℃,最冷月平均气温>15℃。我国冬季风太强、太冷,热带位于世界热带的北缘,北界不宜定得太北,以在雷州半岛北端为宜。 |
| [45] | 从我国热带北界中段界线的划分 ,探讨生态地理区域的认识和界线的划分 ,着重生态地理区域之间界线的逐渐过渡特征。分析前人的研究成果及其对热带北界中段划分的差异 ,指出他们在概念、资料和方法上的差异。在热带与亚热带的过渡区域中提出热带、年热带、真热带和热带波动带的概念 ,从新的角度认识热带区域。在确定和建立热带北界划分指标体系的基础上 ,划分了热带北界中段的界线。探讨了本次热带北界中段的界线划分与前人研究的差异 ,热带波动带的意义 ,以及生态地理区域界线的表达 . 从我国热带北界中段界线的划分 ,探讨生态地理区域的认识和界线的划分 ,着重生态地理区域之间界线的逐渐过渡特征。分析前人的研究成果及其对热带北界中段划分的差异 ,指出他们在概念、资料和方法上的差异。在热带与亚热带的过渡区域中提出热带、年热带、真热带和热带波动带的概念 ,从新的角度认识热带区域。在确定和建立热带北界划分指标体系的基础上 ,划分了热带北界中段的界线。探讨了本次热带北界中段的界线划分与前人研究的差异 ,热带波动带的意义 ,以及生态地理区域界线的表达 |
| [46] | 2 0世纪我国地理学的成就是空前辉煌的 ,奠定了现代化的科学基础。 2 1世纪面对全球化、网络化和知识经济的机遇和挑战 ,需要把全球研究提到日程上来。对地观测技术系统的进步和时、空分辨率的提高 ,已使全球化同步动态监测成为现实 ,“地球信息科学”和“数字地球”战略研究提高了对城市化与资源、生态、环境问题的再认识 ;增强了地理战略决策和参予工程规划、设计的能力。地理学本来就是取法自然、又以人为本的综合性学科 ,从来就很注重探索时间规律与空间格局及其转换 ,通过全球化、网络化和智能化 ,2 1世纪的地理科学 ,必将焕然一新 . 2 0世纪我国地理学的成就是空前辉煌的 ,奠定了现代化的科学基础。 2 1世纪面对全球化、网络化和知识经济的机遇和挑战 ,需要把全球研究提到日程上来。对地观测技术系统的进步和时、空分辨率的提高 ,已使全球化同步动态监测成为现实 ,“地球信息科学”和“数字地球”战略研究提高了对城市化与资源、生态、环境问题的再认识 ;增强了地理战略决策和参予工程规划、设计的能力。地理学本来就是取法自然、又以人为本的综合性学科 ,从来就很注重探索时间规律与空间格局及其转换 ,通过全球化、网络化和智能化 ,2 1世纪的地理科学 ,必将焕然一新 |
| [47] | <p>近年来，随着人工神经网络（ANNs）自身技术的不断完善，应用ANNs模型成功解决各类地学问题的案例大量出现。通过对其发展历程进行分析发现，20世纪80年代末国际地学分析中已开始融入ANNs技术，国内则滞后 1～2年。在地学分析中使用的各类人工神经网络类型中，BP模型应用最广，占到85％以上。在10余年的应用过程中，虽然地学的各个分支学科都移植了一种或数种ANNs模型作为其分析工具，但水文、地质、大气、遥感等领域应用较为广泛。传统地学定量分析中的单变量或多变量预测成为人工神经网络地学模型的主要应用客体。同时，诸如模式识别和过程模拟等也是ANNs模型求解的对象。目前，随着建模经验和知识的积累，地学ANNs模型的发展呈现出多种技术综合集成的态势，遗传算法、小波转换、模拟退火算法以及模糊逻辑等方法与ANNs模型融合，成为解决地学分析中非线性问题的利器。</p> . <p>近年来，随着人工神经网络（ANNs）自身技术的不断完善，应用ANNs模型成功解决各类地学问题的案例大量出现。通过对其发展历程进行分析发现，20世纪80年代末国际地学分析中已开始融入ANNs技术，国内则滞后 1～2年。在地学分析中使用的各类人工神经网络类型中，BP模型应用最广，占到85％以上。在10余年的应用过程中，虽然地学的各个分支学科都移植了一种或数种ANNs模型作为其分析工具，但水文、地质、大气、遥感等领域应用较为广泛。传统地学定量分析中的单变量或多变量预测成为人工神经网络地学模型的主要应用客体。同时，诸如模式识别和过程模拟等也是ANNs模型求解的对象。目前，随着建模经验和知识的积累，地学ANNs模型的发展呈现出多种技术综合集成的态势，遗传算法、小波转换、模拟退火算法以及模糊逻辑等方法与ANNs模型融合，成为解决地学分析中非线性问题的利器。</p> |
| [48] | 为了提高生态地理分界线识别和定位的客观性，探讨了通过空间小波变换获取多尺度模极大值定位过渡带的方法。以NDVI和降水作为小波多尺度分解的对象，应用db3小波核函数分别对49条样带的模极大值进行了多尺度检测，并在GIS中确定其地理坐标。研究结果表明：识别半干旱半湿润生态地理分界线的最佳空间尺度为20～40 km，小于这一尺度定位过程容易受到局部地表覆被因素如城市区域或地形的影响，大于这一尺度由于要素被过度平滑，造成定位不准；从定位点的聚集度分析，NDVI的定位效果好于降水，特别是在较大空间尺度上。而与综合自然地理区划方案中的半干旱半湿润分界线比较，从定位点的方向性、平均最短距离以及均衡度三项指标综合判断，小波变换对于降水过渡带的定位优于对NDVI的定位。研究证实，空间小变换与GIS结合是提高生态地理分界线识别与定位科学性的重要途径，是对专家系统划分界线方法的有力补充和完善。 . 为了提高生态地理分界线识别和定位的客观性，探讨了通过空间小波变换获取多尺度模极大值定位过渡带的方法。以NDVI和降水作为小波多尺度分解的对象，应用db3小波核函数分别对49条样带的模极大值进行了多尺度检测，并在GIS中确定其地理坐标。研究结果表明：识别半干旱半湿润生态地理分界线的最佳空间尺度为20～40 km，小于这一尺度定位过程容易受到局部地表覆被因素如城市区域或地形的影响，大于这一尺度由于要素被过度平滑，造成定位不准；从定位点的聚集度分析，NDVI的定位效果好于降水，特别是在较大空间尺度上。而与综合自然地理区划方案中的半干旱半湿润分界线比较，从定位点的方向性、平均最短距离以及均衡度三项指标综合判断，小波变换对于降水过渡带的定位优于对NDVI的定位。研究证实，空间小变换与GIS结合是提高生态地理分界线识别与定位科学性的重要途径，是对专家系统划分界线方法的有力补充和完善。 |
| [49] | <p>认识自然地理学的发展态势,有助于把握学术前沿。当代自然地理学不仅研究组成自然环境的各个要素及其相互作用,研究空间过程和区域差异,也研究随时间进程而发生的各种过程及其中的各种关系,将一定时间或空间尺度上获得的结果推演到其他尺度,将自然地理学的研究成果应用于解决实际的资源、环境管理问题。国际自然地理学的新领域可以概括为自然地理系统、自然地理过程、景观与环境变化、人类活动与环境变化、全球自然地理学和文化自然地理学。中国现代自然地理学源于本土地理学并受欧美地理学和俄罗斯地理学的影响,在满足国家和社会需求方面表现突出,但在学术思想、理论和方法方面,独立的建树和自主创新尚待加强。我国自然地理学未来发展趋势是走向更加综合、站在全球变化的高度、走向更深入地揭示关键过程及其动态变化的机理机制、更加重视高新技术的运用、更加密切地为实现区域可持续发展服务,并需要加强科学思维、科学方法和科学工具的研究和创新。</p> . <p>认识自然地理学的发展态势,有助于把握学术前沿。当代自然地理学不仅研究组成自然环境的各个要素及其相互作用,研究空间过程和区域差异,也研究随时间进程而发生的各种过程及其中的各种关系,将一定时间或空间尺度上获得的结果推演到其他尺度,将自然地理学的研究成果应用于解决实际的资源、环境管理问题。国际自然地理学的新领域可以概括为自然地理系统、自然地理过程、景观与环境变化、人类活动与环境变化、全球自然地理学和文化自然地理学。中国现代自然地理学源于本土地理学并受欧美地理学和俄罗斯地理学的影响,在满足国家和社会需求方面表现突出,但在学术思想、理论和方法方面,独立的建树和自主创新尚待加强。我国自然地理学未来发展趋势是走向更加综合、站在全球变化的高度、走向更深入地揭示关键过程及其动态变化的机理机制、更加重视高新技术的运用、更加密切地为实现区域可持续发展服务,并需要加强科学思维、科学方法和科学工具的研究和创新。</p> |
| [50] | 地理学是“探索自然规律,昭示人文精华”的一门学科,具有综合性、交叉性特点。20 世纪80 年代以来,地理学在全球环境变化研究计划中扮演了重要角色,地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础。起源于全球环境变化研究,并结合了社会科学研究的“未来地球”研究计划,代表了新时期地理学发展的方向。当代地理学研究方法已经从勘察、观测、记录、制图等传统的研究方法向空间统计、对地观测、GIS、室内外模拟、建模、决策系统等现代科学方法转变,逐渐走向综合性、定量化;随着地理学面临的问题更加复杂、更加综合,地理学研究议题变得更为综合和多元,吸引了更为广泛的学科参与,地理学视角在越来越多的领域得到重视,概念和工具所属的学科边界正变得模糊。新时期的地理学正在走向地理科学。中国是研究人类社会的可持续发展问题的一个理想的地理科学试验场所,中国地理科学未来的发展需要以综合的角度加深对人地复杂系统全面而综合的理解,需要加强全球性问题的研究,全面提升中国地理科学国际化水平,普遍提高先进技术解析地理现象的能力,系统实现地理科学的社会服务价值,促进中国从地理学大国走向地理学强国。 . 地理学是“探索自然规律,昭示人文精华”的一门学科,具有综合性、交叉性特点。20 世纪80 年代以来,地理学在全球环境变化研究计划中扮演了重要角色,地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础。起源于全球环境变化研究,并结合了社会科学研究的“未来地球”研究计划,代表了新时期地理学发展的方向。当代地理学研究方法已经从勘察、观测、记录、制图等传统的研究方法向空间统计、对地观测、GIS、室内外模拟、建模、决策系统等现代科学方法转变,逐渐走向综合性、定量化;随着地理学面临的问题更加复杂、更加综合,地理学研究议题变得更为综合和多元,吸引了更为广泛的学科参与,地理学视角在越来越多的领域得到重视,概念和工具所属的学科边界正变得模糊。新时期的地理学正在走向地理科学。中国是研究人类社会的可持续发展问题的一个理想的地理科学试验场所,中国地理科学未来的发展需要以综合的角度加深对人地复杂系统全面而综合的理解,需要加强全球性问题的研究,全面提升中国地理科学国际化水平,普遍提高先进技术解析地理现象的能力,系统实现地理科学的社会服务价值,促进中国从地理学大国走向地理学强国。 |
| [51] | 未来地球计划是目前国际上关于全球环境变化前沿研究的综合科学计划,集国际科学理事会(ICSU)所领导的四大科学计划为一体,旨在将自然科学与社会科学结合在一起,并加强决策支持和研究交流,寻求地球系统可持续途径,全球环境变化研究与人类学、社会学合作构建综合集成平台,推进科学研究为社会经济可持续发展服务。本文剖析陆地表层格局特点,分析陆地表层格局的国内外关注焦点及其研究理念的转变与应用领域的拓展。分析表明:陆地表层是未来地球计划关注的重点之一,陆地表层要素与过程相互作用并在人类活动驱动下形成的格局,可作为未来地球计划进一步研究的区域基础框架。未来,陆地表层格局研究应力求方法论的突破,为自然地理学综合研究的发展提供支撑。 . 未来地球计划是目前国际上关于全球环境变化前沿研究的综合科学计划,集国际科学理事会(ICSU)所领导的四大科学计划为一体,旨在将自然科学与社会科学结合在一起,并加强决策支持和研究交流,寻求地球系统可持续途径,全球环境变化研究与人类学、社会学合作构建综合集成平台,推进科学研究为社会经济可持续发展服务。本文剖析陆地表层格局特点,分析陆地表层格局的国内外关注焦点及其研究理念的转变与应用领域的拓展。分析表明:陆地表层是未来地球计划关注的重点之一,陆地表层要素与过程相互作用并在人类活动驱动下形成的格局,可作为未来地球计划进一步研究的区域基础框架。未来,陆地表层格局研究应力求方法论的突破,为自然地理学综合研究的发展提供支撑。 |
| [52] | Human-induced climate change causes significant changes in local climates, which in turn lead to changes in regional climate zones. Large shifts in the world distribution of K02ppen–Geiger climate classifications by the end of this century have been projected. However, only a few studies have analysed the pace of these shifts in climate zones, and none has analysed whether the pace itself changes with increasing global mean temperature. In this study, pace refers to the rate at which climate zones change as a function of amount of global warming. Here we show that present climate projections suggest that the pace of shifting climate zones increases approximately linearly with increasing global temperature. Using the RCP8.5 emissions pathway, the pace nearly doubles by the end of this century and about 20% of all land area undergoes a change in its original climate. This implies that species will have increasingly less time to adapt to K02ppen zone changes in the future, which is expected to increase the risk of extinction. |
