Using hysteretic behaviour and hydrograph classification to identify hydrological function across the “hillslope–depression–stream” continuum in a karst catchment     

Runrun Zhang  Xi Chen  Zhicai Zhang  Chris Soulsby 《水文研究》2020,34(16):3464-3480

In cockpit karst landscapes, fluxes from upland areas contribute large volumes of water to low-lying depressions and stream flow. Hydrograph hysteresis and similarity between monitoring sites is important for understanding the space–time variability of hydrologic responses across the “hillslope–depression–stream” continuum. In this study, the hysteretic feature of hydrographs was assessed by characterizing the loop-like relationships between responses at upstream sites relative to subsurface discharge at the outlet of a small karst catchment. A classification of hydrograph responses based on the multi-scale smoothing Kernel -derived distance classifies the hydrograph responses on the basis of similarities between hillslope and depression sites, and those at the catchment outlet. Results demonstrate that the temporal and spatial variability of hydrograph hysteresis and similarity between hillslope flow and outlet stream flow can be explained by the local heterogeneity of depression aquifer. Large depression storage deficits emerging in the highly heterogeneous aquifer produce strong hysteresis and multiple relationships of upstream hydrographs relative to the outlet subsurface discharge. In contrast, when depression storage deficits are filled during consecutive rainfall events, depression hydrographs at the high permeability sites are almost synchronous or exhibit a monotonous function with the hydrographs at the outlet. This reduced hydrograph hysteresis enhances preferential flow paths in fractured rocks and conduits that can accelerate the hillslope flow to the outlet. Therefore, classification of hydrograph similarities between any upstream sites and the catchment outlet can help to identify the dominant hydrological functions in the heterogeneous karst catchment.  相似文献   

Regional soil organic carbon prediction model based on a discrete wavelet analysis of hyperspectral satellite data     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2020

Most studies have the achieved rapid and accurate determination of soil organic carbon (SOC) using laboratory spectroscopy; however, it remains difficult to map the spatial distribution of SOC. To predict and map SOC at a regional scale, we obtained fourteen hyperspectral images from the Gaofen-5 (GF-5) satellite and decomposed and reconstructed the original reflectance (OR) and the first derivative reflectance (FDR) using discrete wavelet transform (DWT) at different scales. At these different scales, as inputs, we selected the 3 optimal bands with the highest weight coefficient using principal component analysis and chose the normalized difference index (NDI), ratio index (RI) and difference index (DI) with the strongest correlation with the SOC content using a contour map method. These inputs were then used to build regional-scale SOC prediction models using random forest (RF), support vector machine (SVM) and back-propagation neural network (BPNN) algorithms. The results indicated that: 1) at a low decomposition scale, DWT can effectively eliminate the noise in satellite hyperspectral data, and the FDR combined with DWT can improve the SOC prediction accuracy significantly; 2) the method of selecting inputs using principal component analysis and a contour map can eliminate the redundancy of hyperspectral data while retaining the physical meaning of the inputs. For the model with the highest prediction accuracy, the inputs were all derived from the wavelength range of SOC variations; 3) the differences in prediction accuracy among the different prediction models are small; and 4) the SOC prediction accuracy using hyperspectral satellite data is greatly improved compared with that of previous SOC prediction studies using multispectral satellite data. This study provides a highly robust and accurate method for predicting and mapping regional SOC contents.  相似文献   

海南省连片贫困地区农户致贫风险分析   总被引：4，自引：1，他引：3  

张金萍  宋伟  林丹  余珍鑫  李庭筠  罗邱戈  程叶青 《地理科学》2020,40(4):608-616

农村贫困与减贫是世界性难题,也是中国各级政府高度重视并着力解决的重大民生问题。基于农户及致贫风险的文献梳理,从区位、社会和劳动力3个要素维度构建了农户致贫风险分析的二元Logistic回归模型。采用484户农户问卷调查数据,分析了海南省连片贫困地区农户的致贫风险,提出有效减贫和持续发展对策。研究发现:① 海南连片贫困地区生态环境良好但贫困发生率较高,家庭劳动力较充裕但受教育水平较低,子女教育支出负担重,因病因残致贫比例较高,女性务工人口较多,农户自身脱贫致富的发展动力不足。② 海拔高度200 m以下、男性户主、拥有残疾或患病成员、务工人口比例低、女性务工人员占比高、以及单位劳动力供养学生数高的农户具有更大的致贫风险。③ 研究未发现女性户主、少数民族、低受教育水平户主、大型规模家庭有更高的致贫风险,女性成员比例、抚养比等因素对农户贫困影响较小。激发农户内生动力、大力发展特色化和规模化农业、增加农户就业机会、加强针对农民工、女性务工人员和病残群体的社会保障等减贫政策制定实施是实现脱贫攻坚目标的重要途径。  相似文献   

东北三省全面振兴的社会经济支撑能力评估     

马丽  田华征  康蕾  戚伟 《地理科学》2020,40(6):863-873

在解析支撑能力和东北问题特点的基础上，从“创新、协调、绿色、开放、共享”五大理念出发建立全面振兴社会经济支撑能力评价指标体系和综合评价方法，以地级市为单元对东北三省进行评估。研究发现：各地市社会经济支撑能力差异显著，哈大沿线核心城市的支撑能力较强，西翼城市以及朝阳、七台河、绥化、葫芦岛、铁岭、双鸭山和鹤岗等资源型城市支撑能力较弱。因此未来东北地区在振兴政策的区域分布上应有所侧重，对不同地区施以不同的振兴或扶持政策。在创新、绿色、开放方面需要集中力量重点突破，而在体制机制改革和共享服务建设方面需要全面覆盖，并重点加强黑龙江北部和辽宁、吉林西翼城市的共享能力建设。  相似文献   

基于SPEI的渭河流域干旱时空变化特征分析          下载免费PDF全文

邹磊  余江游  夏军  王飞宇 《干旱区地理》2020,43(2):329-338

以标准化降水蒸散指数（SPEI）作为评估指标，基于渭河流域28个气象站点1961—2017年实测降水量和气温数据，采用Mann-Kendall（M-K）趋势检验、经验正交函数以及小波变换等方法分析渭河流域干旱时空变化特征，并研究渭河流域干旱与6种大尺度气候因子之间的相关关系，进一步探讨主要气候因子对流域干旱时空分布特征的潜在影响。研究表明：渭河流域在1961—2017年间整体呈现出变旱的趋势。通过经验正交函数分解，渭河流域干旱分布场主要有3种典型模态类型，分别为全局型、西北—东南反向分布型以及东—西反向分布型；同时，大尺度气候因子南方涛动指数SOI与流域干旱分布场具有更好的相关关系，对该区域内干旱变化有较强的影响。  相似文献   

陇中黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复模式下次降雨产流产沙特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

朱燕琴  赵志斌  齐广平  康燕霞  赵霞 《干旱区地理》2020,43(4):920-927

基于甘肃省清水县汤峪河径流小区2015—2017年的观测数据,研究不同植被恢复模式条件下坡面次降雨入渗、产流产沙特征。结果表明：不同植被恢复模式条件下的土壤入渗量与降雨强度呈二次函数关系,存在入渗量达到最大值的临界降雨强度。入渗速率与降雨历时可以用幂函数关系表达,符合考斯恰可夫入渗模型。不同植被恢复模式条件下的产流率在0.003 3~0.003 6 mm·min^-1之间,相对裸地的减流率为54%~58%。产流率与降雨强度之间呈二次函数关系（R²>0.88）,产流率的主要影响因素是降雨强度。径流含沙量平均值乔灌混合区（3.13 g·L^-1）>灌木林（2.95 g·L^-1）>乔木林（2.79 g·L^-1）>草地（2.58 g·L^-1）,径流含沙量与降雨强度呈线性递增函数关系。裸地的产沙量显著高于各植被小区（P<0.05）,是各植被小区的43~57倍,各植被小区的减沙率在93%~94%之间,减沙效益高于其减流效益。各植被坡面土壤流失量与降雨侵蚀力呈线性递增函数关系;产流率与侵蚀产沙率之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,二者间可采用二次函数关系表达。本研究成果可为黄土高原丘陵沟壑区水土保持优化配置提供理论依据。  相似文献   

呼和浩特市生境质量对城市用地扩展的时空响应          下载免费PDF全文

冯琰玮  甄江红  马晨阳 《干旱区地理》2020,43(4):1014-1022

以呼和浩特市为研究区,采用梯度分析法,结合InVEST模型,在评价研究区近27 a城市用地扩展及生境质量演变的基础上,运用双变量空间自相关剖析生境质量对城市用地扩展的时空响应。结果表明：（1） 研究时段内,城市扩展表现为核心区的低密度扩张及外围区的多点扩散,紧凑度不断下降,城市结构不稳定,扩展模式不尽合理。（2） 生境平均值从0.49下降到0.44,质量等级跌至较差水平。低等级生境主要呈圈层向南部、东南部扩散,与建设用地扩展方向基本一致。（3） 建设用地扩展强度与生境质量变化空间分布呈负相关关系,核心外围区的建设用地扩展始终为变化最强烈的地带,生境质量退化也最为剧烈。（4） 斑块密度不断上升,特别是建设用地斑块的增加使得城市景观格局愈发破碎。  相似文献   

1981—2018 年庆阳市气候舒适度特征分析及评价          下载免费PDF全文

张可心 《干旱区地理》2020,43(5):1270-1277

为了对庆阳市气候资源特征进行分析和评价，指导当地城乡规划建设及旅游业的发展，利 用庆阳市 1981—2018 年 8 个气象观测站逐日气温、降水、风速、相对湿度、日照时数等资料，计算当 地气候舒适度的 4 种参数，分析庆阳市气候舒适度时空变化特征，结果表明：庆阳市春季、秋季偏 冷，夏无酷暑，温暖舒适，冬季寒冷，较不舒适；温湿指数、风效指数、穿衣指数年际变化特征显示， 四季气候均有向暖发展的趋势，春季和夏季变化趋势极显著，秋季和冬季变化显著性较弱；综合指 数年际波动大，夏季气候趋于不舒适，其余季节均趋于舒适；气候舒适期年内分布特征显示，5～9 月 为全市气候舒适期，适合开展旅游活动；5 月和 9 月舒适度空间分布的总体特征是西部高，东部低， 6～8 月均为东南部高，西部、北部低；舒适度月变化总体特征为，5 月＞6 月＞9 月＞8 月＞7 月。  相似文献   

新疆乡村聚落特征及其区域融合发展探析          下载免费PDF全文

张惠婷  马利刚  王宏卫  王正伟  高一薄  樊影 《干旱区地理》2020,43(6):1667-1678

把握兵地聚落差异，以期为新疆兵地融合发展提供理论依据。基于土地利用数据，运用探 索式空间统计模型定量分析天山北坡兵地乡村聚落空间格局与经济发展差异，并基于其差异对其 融合发展提出相应对策。结果表明：（1）天山北坡兵团与地方乡村聚落在空间、规模、区位以及形 态分布特征上均呈现出明显的空间差异，乡村聚落空间整体上呈集聚分布模式，地方聚落集聚态 势较明显；聚落规模呈低值集聚的分布特征，兵团聚落大多为大规模聚落斑块，地方聚落则相反； 乡村聚落的分布具有明显的高程、坡度、道路、河流、城镇指向性，而兵团聚落分布于区位条件较差 地区；在乡村聚落的外部形态复杂度上，地方聚落大于兵团聚落；（2）经济发展方面，天山北坡整体 经济发展较为良好，兵团人均地区生产总值较高，以农业作为主要产业，地方经济结构较为多样， 除农业外，牧业也是其主要产业；（3）基于兵地聚落间差异，提出相应的融合对策，在空间格局上， 根据实际情况适当进行兵地聚落的迁移合并；在经济发展方面，有效利用优势互补原则，推进兵地 间产业融和。  相似文献   

乡村空间重构的理论研究进展与理论框架构建     

金利霞  文志敏  范建红  杜志威 《热带地理》2020,40(5):765-774

在新时代城乡融合发展、乡村地域人地关系日益复杂的背景下，乡村空间重构成为乡村地理学研究的重要课题。西方“后生产主义”语境下，乡村空间研究开始出现消费转向、社会-文化转向和后现代转向，多功能、全球化乡村转型与空间重构研究成为西方乡村空间研究的热点；国内研究主要基于乡村地理学人地关系地域系统理论展开乡村空间重构过程—机理—调控研究以及微观视角下农户经济空间行为研究；当前，中国乡村空间重构呈现自上而下的政治经济学转型特征，具有中国特色的农村集体组织与政府、企业、个人等其他主体之间的空间-权力关系成为乡村空间重构的重要视角。政治经济地理学及“社会-空间”二元辩证法为乡村空间重构研究提供了很好的研究范式与研究方法，乡村空间重构研究应系统整合空间生产、主体能动性、土地资本化、社会关系网络、人地关系地域系统和农户地理等政治经济学、地理学理论，强化自然、经济、社会和文化等多要素相互作用及其空间响应机制研究，重点开展多要素多维度的乡村空间格局形成及演变规律研究、乡村社会空间再生产研究、能动性视角下乡村劳动力空间生产研究、政府政策制度与城乡空间治理体系创新研究。  相似文献