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当期目录

    2015年, 第2015卷, 第4期 刊出日期:2015-07-25 上一期    下一期
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    河口海岸学
    长江口水文监测站网布局研究
    顾圣华,李琪
    2015 (4):  1-6.  doi: 10.3969/j.issn.1000—5641.2015.04.001
    摘要 ( 809 )   PDF(1891KB) ( 1374 )  
    本文在长江口区域潮位、流量、波浪、盐度、泥沙、水质和风速风向等水文要素逐项分析研究布设的基础上,按照“突出重点、一站多项、要素综合、精简节约”的基本思路,根据“保障重点、统筹兼顾,新老整合、充实完善,点面并举、驻巡结合”的基本原则,提出了以控制站和关键节点代表水文站为主体的长江口水文监测站网综合规划布局方案.
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    长江河口盐度监测布局研究
    裘诚,顾圣华,李琪
    2015 (4):  7-16.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.002
    摘要 ( 1024 )   PDF(4083KB) ( 1345 )  
    长江河口盐度监测是管理河口淡水资源与保障城市用水安全的重要基础工作之一,观测资料为水库取水调度、沿岸涉水工程的规划等提供依据.架设于河口区域的水文监测站及浮标是长江河口长时间序列盐度资料的主要来源,对研究长江河口整体上的盐度分布和输运过程、指导水库安全调度等具有重要的科学意义和应用价值.通过数值模拟结果和观测资料,分析了长江河口盐度分布的时空变化规律,并结合长江口盐度站网功能需求分析与监测要素,提出长江河口盐度监测站点布局的思路,对河口盐度监测的整体性、空间均衡性和对重点研究区域的站点架设进行科学合理的规划.
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    长江口崇明东滩风况统计分析
    戴苒,朱建荣
    2015 (4):  17-25.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.003
    摘要 ( 899 )   PDF(2076KB) ( 1129 )  
    本文基于长江口崇明东滩气象站实测资料,给出逐月平均和主导风速及风向.观测资料和统计结果表明,从1月至12月,各月平均风速分别为4.2、4.6、4.9、4.9、4.7、4.4、4.9、4.9、4.5、4.0、4.1和4.3 m/s,平均风向分别为N、NE、NE、SE、SE、SE、S、SE、NE、NE、N和N.统计给出了各月第一、第二风向频率风,最大平均风速所在方位风,强风风向优势和风速优势风的风向、频率和平均速度.总体来看,长江口具有春夏季盛行东南风、秋冬季盛行偏北风的亚热带季风特征.强风频率有明显的季节性变化,3、4月和7、8月明显高于其他月份,且3、4月明显低于7、8月份,分别达到了0.8%和1.52%,相对应的平均风速为11.5和12.4 m/s.
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    海岛地形下风暴潮单站统计预报方法研究:以舟山市为例
    亢兴,张蓓,堵盘军,徐婷婷,张慧
    2015 (4):  26-33.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.004
    摘要 ( 736 )   PDF(1372KB) ( 1715 )  
    基于舟山市代表验潮站定海、岱山、嵊山3站逐时潮位资料和1982—2011年CMA-STI西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,发现引起舟山台风风暴增水较为严重且频次最高的为浙南登陆型和近海北上或转出型两类台风路径;分析了这两类路径的台风特征(如强度、移速、距离等)、潮时与舟山市风暴增水强度、类型之间的相关关系. 针对不同的路径类型选取影响风暴增水预报的主控因子,基于多元非线性回归方法,构建了舟山市风暴潮单站统计预报模型. 根据台风预测特征信息可以预报出舟山的风暴增水幅度,经0509号“麦莎”、1109号“梅花”、1214号“天秤”的实际预报检验效果良好.
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    近30年长江北支口门附近的冲淤演变及其对人类活动的响应
    王如生,杨世伦,罗向欣,陆叶峰,苗丽敏
    2015 (4):  34-41.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.005
    摘要 ( 1205 )   PDF(2549KB) ( 1221 )  
    根据1981—2012年长江北支口门附近的海图以及遥感数据,利用ArcGIS技术进行计算分析,以了解近30年该区域的冲淤演变特点和规律,从而丰富海岸带陆海相互作用的研究案例.结果表明:1981—1997年潮间带围垦面积为13 km2, 水域平均淤积速率为1.4 cm/a; 1997—2012年, 潮间带围垦面积为163 km2,水域平均冲刷速率为-7.1 cm/a.31年间,口门内、外水域的淤积速率分别为0.77 cm/a和-1.97 cm/a.结论包括:近30年研究区的冲淤演变受到北支衰亡趋势、口内滩涂促淤围垦和长江流域建坝等引起的入海泥沙通量下降的影响,其中人类活动是近15年研究区冲淤演变的控制性因子.
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    海口湾海滩冲淤遥感分析
    张晓冬,沈斯敏,朱首贤,张文静,黄积文
    2015 (4):  42-53.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.006
    摘要 ( 837 )   PDF(3438KB) ( 1304 )  
    卫星遥感水边线分析海滩冲淤比现场观测方便、快速,而且资料源更多,但是海口湾海滩缺乏这种研究.本文建立了四种水体指数遥感水边线方法,通过观测检验发现,NDWI指数更适合海口湾.对1994—2013年的15景Landsat卫星遥感影像提取了水边线,利用这些水边线推算了高潮位和低潮位之间的海滩坡度演变,海滩坡度基本稳定,其值为3.7~4.2°.利用遥感水边线的位置变化及其推算的海滩坡度,分析了海滩冲淤演变特征:海口湾各段海滩的冲淤规律并不一致,其中西秀海滩和假日海滩发生冲刷,高潮位附近的冲刷厚度为0.36 m、冲刷速率为1.9 cm/a,低潮位附近的冲刷厚度为0.30 m、冲刷速率为1.8 cm/a.
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    长江河口径流量与海平面上升对气候变化及人类活动的响应~(英)
    朱建荣,裘诚
    2015 (4):  54-64. 
    摘要 ( 838 )   PDF(683KB) ( 1233 )  
    气候变化和人类活动所导致的径流量变化和海平面上升都是数值模式中重要的边界条件.因此, 为了得到合适的边界条件,本文给出~2030、2050~和~2100~年气候变化和人类活动影响下长江径流量和海平面上升的变化情况.考虑到三峡工程于~2003~年坝体合拢,利用大通站~1865~至~2002~年的历史径流量资料,发现利用资料外推获得的径流量变化率与气候模型所得结果近似,得到在~2030、2050~和~2100~年~1、2月平均径流量在气候变化影响下分别为~12\,348、12~683~~13~522.在过去~20~年, 长江河口绝对海平面上升率约为~2.5.根据海平面变化资料分析预报模型,2012~年至~2030、2050~和~2100~年绝对海平面分别上升~49.1、148.1~和~395.6mm.长江河口的盐水入侵数值模拟需考虑三峡水库和南水北调对入海径流量的影响.同时, 相对海平面变化需要考虑地壳下沉和地基沉降.本文给出各个预估时期上述内容的量值.
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    不同潮型和风况下青草沙水库取水口盐水入侵来源
    王绍祥,朱建荣
    2015 (4):  65-76.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.008
    摘要 ( 861 )   PDF(4204KB) ( 929 )  
    本文应用2013年12月和2014年2月青草沙水库取水口实测盐度和数值模式计算的流速流向,分析水库取水口盐水入侵的来源.2013年12月枯季在一般径流量和风况的情况下,大潮、大潮后中潮和小潮前期水库取水口盐水来源于上游的北支倒灌,小潮中后期、小潮后中潮盐水入侵来源于北港下游外海的盐水入侵.观测资料发现2014年2月长江河口盐水入侵是近几十年来发生过的最严重盐水入侵事件,导致青草沙不宜取水的时间达到23 d,对上海的安全供水造成了严重威胁.2014年2月枯季在一般径流量和持续偏北大风15 d情况下,所有4个潮型中青草沙水库取水口盐水均来自北港外海的正面入侵.
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    长江口南汇边滩围垦工程对流场和盐水入侵的影响
    李林江,朱建荣
    2015 (4):  77-86.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.009
    摘要 ( 817 )   PDF(6153KB) ( 1244 )  
    考虑枯季一般状况的径流量和风况,数值计算和动力分析南汇边滩围垦工程对长江河口流场和盐水入侵的影响.南汇边滩围垦工程实施后,南槽喇叭口形状减小,改变了涨潮流和纳潮量.研究表明,围垦工程导致南槽大潮期间纳潮量减少13%,小潮期间减少16%,越过深水航道导堤的涨潮流减小;从南槽向北的越堤盐通量减小,导致北槽向海的盐通量减弱,中上段向陆的盐通量减弱,工程东南侧向陆的盐通量减弱,但因南槽口门处缩窄向陆的盐通量增强.围垦工程后南槽盐度锋面减弱,大潮期间南槽口门处和工程东南侧盐度上升,量值超过1.0;因纳潮量、越堤流和向陆盐通量减小,南槽中上段、北槽和横沙东滩盐度下降,量值超过0.5;北港和崇明东滩盐度上升,盐度超过0.5.小潮期间因潮动力减弱口门处的涨潮流和向陆盐通量减小,整个南槽盐度下降,量值超过1.5.因围垦工程后南槽盐度锋面减弱,阻挡径流进入南港的作用减弱,大潮和小潮期间北港净分流比略微减小,南槽的分流比大潮和小潮期间分别比工程前增加了1.57%和1.50%.
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    中国主要入海河流冲淡水扩展特性联合数值模拟研究
    严棋,吴辉,朱建荣
    2015 (4):  87-96.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.010
    摘要 ( 883 )   PDF(6707KB) ( 1425 )  
    本研究建立了一个涵盖渤、黄、东和南海的数值模型,综合考虑多种动力因子,模拟研究了中国主要入海河流的冲淡水扩展机制和扩展范围.数值实验结果表明,冲淡水对外海盐度的影响有着明显的地域差异.在渤海区域,虽然淡水汇入量较小,但由于该区域为半封闭海域且水深较浅,冲淡水不易往外部海域扩展,因此使该区域盐度常年低于32psu,表现为低盐状态.同样的,黄海由于自身半封闭的地形,外加上大量长江冲淡水的汇入,也处于低盐状态,盐度常年低于33psu.东海盐度变化主要取决于长江冲淡水扩展的范围,具有显著的季节性变化.北南海区域,在琼州海峡以东,珠江冲淡水控制着外海盐度的变化.由于珠江冲淡水离岸扩散较弱,故该低盐度区常年被50 m等深线所包裹.在琼州海峡以西,红河冲淡水控制着外海盐度变化.
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    长江口及闽浙海域浮游植物动力学模型研究
    王一鹤,吴辉,朱建荣,沈健
    2015 (4):  97-109.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.011
    摘要 ( 859 )   PDF(9009KB) ( 1002 )  
    基于一个三维、高分辨率、水动力泥沙生态数值模式,综合考虑多种物理及生态因子,模拟研究了长江口及闽浙海域甲藻和硅藻两种浮游植物生物量的时空分布规律.数值实验的结果表明,该海域藻类生长主要集中在春末、夏季及秋初,硅藻有春季和夏季两次水华,而甲藻仅在春季发生一次水华.该海域浮游植物的高值区主要集中在30-50 m等深线附近.该处是外海高温、低浊度水体与近岸低温、高浊度、高营养盐长江冲淡水的交汇区域,满足浮游植物生长所需要的外部物理环境和内部营养盐需求.本文进一步探讨了径流、陆架环流等关键物理过程对浮游植物生长的影响.
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    象山港海湾生态系统综合承载力评估
    翁骏超,袁琳,张利权,李蕙
    2015 (4):  110-122.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.012
    摘要 ( 783 )   PDF(6318KB) ( 1192 )  
    象山港是我国典型的狭长型半封闭海湾生态系统,然而近年来在人类活动的作用下,海湾的资源、环境和服务功能出现退化.本研究以象山港海湾生态系统为研究对象,基于生态承载力理论,构建象山港海湾生态系统综合承载力评价指标体系,分别从资源供给能力、环境纳污能力和人类支持能力等三个方面评价象山港海湾生态系统综合承载力.研究结果表明,2003—2011年,象山港海湾生态系统环境纳污能力表现为逐年下降的趋势,且过载区域面积所占比例也从2003年的17.2%,逐年增加到2011年的41.8%,水体无机氮和活性磷酸盐是造成海湾各功能区环境纳污能力过载的主要环境因子;资源供给能力逐年下降,可载区域面积所占比例从2003年的87.4%,逐年下降到2011年的0.1%,表现为从海湾口门处向内湾逐渐降低的趋势;人类支持能力可载区域面积所占比例略有改善,处于可载状态.基于环境纳污能力、资源供给能力和人类支持能力的象山港海湾生态系统综合承载力也逐年下降,表现为过载区域的面积逐年增加,内湾的综合承载力低于口门,其中环境纳污能力下降是造成象山港海湾生态系统综合承载力过载的主要原因.研究结果客观地反映了象山港海湾生态系统综合承载力状况,文章提出的海湾生态系统承载力的评估方法和模式可应用到我国其他海湾生态系统,为我国海湾生态系统修复和管理提供了理论依据和技术支撑.
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    地理学
    杭州典型城市湿地温度效应的季节和类型差异
    张伟,蒋锦刚,朱玉碧
    2015 (4):  123-131.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.013
    摘要 ( 942 )   PDF(2704KB) ( 1659 )  
    以杭州市四个典型城市湿地为研究对象,通过城市地表温度(LST)的遥感反演和GIS空间分析,探讨了季节和湿地类型对城市湿地局地温度效应的影响.研究发现:①湿地温度效应的季节差异非常明显,季节因素对湿地温度效应的类型、范围和幅度及梯度变化等都有重要影响.②传统的湿地分类与湿地温度效应之间没有直接联系;湿地的面积、周长等是湿地温度效应的重要影响因素;湿地形状对温度效应的影响并不明显.③对各湿地单位水体面积所产生的温度效应进行了比较分析,发现京杭大运河温度效应的效率最高.湿地面积和温度效应的关系极有可能是呈S型曲线的模式.
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    地下淡水驱替咸水过程中水文地球化学作用的试验研究
    邢立亭,王立艳,李常锁,徐旻天
    2015 (4):  132-143.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.014
    摘要 ( 887 )   PDF(4154KB) ( 938 )  
    选取鲁北地区浅层粉土、浅层地下咸水及大气降水为供试材料,进行室内淡水驱替咸水试验,分析地下淡水驱替咸水过程中水化学成分形成、演化过程,探讨内陆浅层咸水区地下淡水驱替咸水过程中发生的水文地球化学过程.试验结果表明:① 驱替过程中,含水介质粘土矿物含量高,电导率≤0.83 ms/cm,粘土矿物“膜效应”使离子组分发生浓缩现象.② 驱替过程中,白云石处于沉淀状态,岩盐处于溶解状态;电导率>1.00 ms/cm,方解石处于沉淀状态;电导率≥6.22 ms/cm,石膏处于平衡状态.临界离子强度为0.20~0.25 mol/L,Mg/CaNa阳离子交换作用显著.电导率>12.00 ms/cm,离子交换吸附作用显著.研究表明,内陆浅层咸水区淡水驱替咸水过程中发生复杂的水化学作用,主要包括吸附作用、离子交换作用、溶滤作用、脱白云岩化作用及混合作用.
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    基于Google Earth的地理位置认知能力在线测试方法
    王喜凤,朱良峰
    2015 (4):  144-153.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.015
    摘要 ( 813 )   PDF(3122KB) ( 922 )  
    地理位置认知能力,即在地图上定位和命名地点的能力,是地理素养评价的关键指标.现有的以二维纸质地图填图为基本工作方法的地理位置认知能力测试技术,虽然简单易行,但却存在形式呆板、效率低下、可复用性差等缺陷.以地理信息系统和数字地球系统为核心的地球空间信息技术,为地理位置认知能力的培养和测试工作提供了新的工作平台.本文研究了在Google Earth数字地球平台中进行地理位置认知能力测试的技术和方法,提出了基于Google Earth的地理位置认知能力在线测试框架.利用该框架不仅可以检验被测试者的地理位置知识,还可以起到培育和增强地理素养的作用.
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    基于叶缘特征的植物图像分类检索
    晏艺真,周坚华
    2015 (4):  154-163.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.016
    摘要 ( 702 )   PDF(2741KB) ( 1278 )  

    叶缘是植物属种识别分类可以参照的主要特征之一.与叶片形状特征相比,叶缘描述了尺度更细微的特征,对于弥补叶形识别特征的不足、以及从多尺度识别植物属种都有重要意义.在借鉴已有研究成果的基础上,设计了7个新的叶缘特征描述符、提出了以语义字典组织植物属种多层分类中的层间继承关系、以及通过叶节点成员相似性评估确定植物属种的技术框架和方法.通过分支结点描述符组合分类实验,证明了叶缘凸残差与叶局部面积比、右边长与左边长比对划分不同的非裂叶植物、以及划分不同的非全缘叶植物有效;叶缘凸残差均值等描述符对于划分不同的非全缘叶植物有效.通过多描述符组合的多层分类将30种非裂叶植物划分到多个叶节点,平均全局精度优于81.21%.而叶节点成员属种概率评估实验,进一步论证了这种多层分类和相似性检索框架的合理和有效性.
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    2000—2010年东北三省碳源汇时空动态遥感研究
    张璐,王静,施润和
    2015 (4):  164.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2015.04.017
    摘要 ( 746 )   PDF(3938KB) ( 1138 )  
    植被净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity, NEP)是估算区域上植被碳源、碳汇的重要指标.以东北三省为研究区,基于EOS/MODIS遥感资料,结合气象数据,对2000—2010年NEP的分布情况和时间变化特征进行分析,结果表明,2000—2010年我国东北三省大部分地区为碳汇区域,NEP值处于0~300 g C·m-2·a-1之间,碳源地主要集中在吉林省西北部和黑龙江省西南部地区;林地的碳汇能力最大,NEP均值为176.74 g C·m-2·a-1,其次为灌丛175.02 g C·m-2·a-1,农田、湿地、草地的碳汇能力依次减弱;11年间,东北三省约66.36%的地区NEP呈下降趋势,即过半数地区固碳能力都在减弱,固碳能力大幅增强的地区集中在辽宁省长白山西南段和西辽低山丘陵,NEP上升的斜率在5~15之间.结合年均温和年降水对逐年的东三省年平均NEP进行分析,结果显示, NEP与降水呈正相关关系,且相关性显著;NEP与温度呈负相关关系,但是相关性不够显著;NEP值受温度、降水的极值影响很明显.本文基于多时相遥感数据展开了区域尺度的碳源汇模拟,为遥感数据在此领域的应用和碳储蓄动态变化研究提供了理论依据和方法借鉴.
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