中国地理格局历史演变规律及规划启示

以历史逻辑回溯千年以来的自然地理格局演变规律,能够更好地支撑以行政逻辑凝练提出中国广袤国土未来发展的政策建议。通过对大量文献进行综述,总结归纳各区带的独特自然环境基础和历史演化规律,从而基于历史、科学和行政逻辑提出国土空间规划的政策建议。中国现代地理格局是经过地质时期几十亿年的演化,以及历史时期上万年的人类活动刻画而最终形成的。在地质时期的地质构造、季风运动、江河形塑等作用下,中国陆域分异出了东部季风区、西北干旱—半干旱区、青藏高原区三大自然区,以及农牧交错带、海岸带两大过渡缝合带,历史时期人类因地制宜所形成迥异的生产生活方式,更是不断改造着国土空间结构,使各区带形成了独特的区域演化历史。通过对各区带的演变过程和规律进行了详细阐述和总结,由此提出了遵从自然生态限制和历史发展规律,保持自然生态系统和人类生态系统合理搭配及相互之间物质能量畅通交流,以及优化区域过渡带等国土空间开发保护格局的建议。

人类世的多角度透视

人类世被认为是一个由人类活动主导的独特地质时代。从人类世概念提出至今的20多年中,其使用不仅在地球科学之内急剧增长,而且迅速扩展到社会和人文等诸多学科领域。文中从3个学科视角对人类世进行了综述,概括有关人类世认识的异同及彼此关联。1950年代被确定为人类世的开始,对应于人类活动大加速及其造成的地球系统功能性变化。地球系统科学的人类世关注人类活动驱动的新地球系统状态,地质学视角的人类世关注其作为新地质时代的地质记录,社会学科与人文学科视角的人类世侧重对工业文明的反思批判与对未来发展的期许。不论未来人类世是否能真正成为一个新地质年代,其都将是地球科学和社会科学长期关注的研究主题。

中国过去2000年耕地的时空变化及其可持续利用策略

明确中国历史时期耕地时空变化及其可持续利用策略,可为当前及未来国土资源开发和保护提供历史经验和借鉴之处。本研究集成过去2000年中国农耕区分布和耕地空间重建成果,概括了过去2000年间中国耕地的时空变化特征;进一步针对不同历史时期耕地扩展过程中遇到的突出问题,探讨了耕地的可持续利用策略。主要结论如下:①过去2000年中国耕地面积在波动中增加,公元初至公元8世纪维持在3.33×10^(7) ha上下,11世纪末接近5.33×10^(7) ha,17世纪初超6.67×107 ha,清末(1910年)达9.33×10^(7) ha,1980年后逾13.33×10^(7) ha。②过去2000年中国农耕区经历了3次扩展:西汉时期耕地扩展至长江以北,唐宋时期长江以南地区的耕地开发奠定了现代中国耕地分布的主体格局,清以来耕地变化以平原地区垦殖加深,以及对山地、边疆地区的开垦为主要特征。③中国历史上因地制宜地主动对耕地进行适应性改造,涵盖水利、农具等农业生产技术和耕作方法、作物选种等田间管理技术等诸多方面,是维系中国历史时期精耕细作的小农经济长期存在和发展的重要因素。

近20年气候变暖对黑龙江省水稻增产的贡献

研究过去的气候变暖对作物产量的影响是认识变暖对农业影响的有效途径,但如何定量区分出气候变化和技术发展对粮食作物的影响程度是目前研究的难点.本文提出的算法在一定程度上可以克服传统算法缺陷,用此方法估算过去20年气候变暖对黑龙江省水稻单产增加的贡献率,结果表明:20世纪80年代相对于70年代水稻单产增加了30.6%,其中由气候变暖带来的增产量占实际增产量的12.8%～16.1%,相当于使70年代的单产增加3.9%～4.9%.20世纪90年代水稻单产较80年代增产42.7%,其中,气候变暖对单产增加的贡献率约为23.2%～28.8%,相当于在20世纪80年代的单产水平上增产9.9%～12.3%.

1951～2005年中国大陆冬季温度变化过程的区域差异

利用中国大陆160个地面站和寒潮关键区9个站点气象数据,采用聚类分析、相关分析、突变检验方法,分析1951～2005年中国大陆冬季温度变化过程的区域差异。结果表明,中国大陆冬季温度变化可分5个大区,共11个亚区(基本区域单元),各区分界线多与大地貌单元的界线相一致;除川黔桂区外,其余10个亚区均表现出显著升温趋势,升温率0.15～0.54℃/10a;自北向南,升温速率逐渐减小,开始升温时间推迟。中国大陆冬季温度变化过程的空间差异与各区域受北方冷空气影响程度的不同密切相关,是冬季风环流与大地貌格局共同作用的结果。

气候变暖的适应行为与黑龙江省夏季低温冷害的变化

与气候变暖相联系的极端天气、气候事件及其影响的研究正日益受到重视,极端事件与气候变化直接相关,而极端事件的影响还与人类的适应行为密切相关。本文以农业对温度变化最敏感的黑龙江省为例,分析了变暖对夏季低温冷害事件的影响。结果显示,变暖后夏季出现低温冷害临界气温的概率减小;但由于人们追求更高经济效益的适应行为,在变暖的情况下种植更适应较暖气候条件的农作物,低温冷害的发生的频率和强度并不一定随变暖而减少,但作物单产期望值还是会增加。

沙尘天气过境前后北京大气污染物质量浓度的变化

影响北京的沙尘天气可分为沙尘暴、浮尘和扬沙 3种类型 .沙尘暴和浮尘天气发生前后的污染物类型和质量浓度 ρ有明显的差异 ,属 2类不同性质的污染 .在沙尘天气发生之前 ,大气中SO2 ,NO2 等气态污染物的 ρ往往较高 ,在大气逆温的情况下污染尤其严重 ,并且与颗粒物的 ρ相关性较好 ;随着沙尘天气的爆发 ,颗粒物的 ρ骤然增加 ,但伴随沙尘天气出现的大风使SO2 ,NO2等污染物的 ρ显著下降 ,大气污染转变为由降尘过程造成的相对单一的颗粒物污染 。

中国历史时期气候变化对社会发展的影响

历史时期气候变化对社会发展的影响与人类适应问题,是当前全球变化领域的研究热点之一。近年来,在利用丰富的历史文献资料研究中国历史时期(特别是过去2000年时段)气候变化与人类社会相互作用的过程机理方面取得了一系列新成果。本文将其归纳为3个方面:理论上,构建了基于粮食安全的气候影响传递过程分析框架;方法上,实现了服务于气候变化影响研究的、基于语义差异的历史社会经济序列定量重建;科学认识上,总结出"冷抑暖扬"而又福祸相依的宏观韵律。在此基础上,对未来研究需要进一步深化的方向进行了展望。

从城镇体系的演变看清代东北地区的土地开发

清代东北地区的土地开发与城镇体系演变是两个互相促进、互相作用的过程,东北地区州、道、府、县等各级民事行政管理机构是为了管理从事农业开发的汉民而设立的。从城镇体系演变及城镇密度空间变化过程来看清代东北的土地开发,得出结论:清代东北地区城镇体系的发展可区分出4次城镇设置的增长时期;清代城镇体系在空间上呈现出从南向北、从中间向东西两侧的阶段性扩张的特点。与此相对应,清代东北土地开发也经历了几次规模较大的浪潮并发生了垦殖界线的北移;重点开垦区域是沿今沈阳-吉林、长春-哈尔滨一线不断往北的,且自该线往东西两边扩展,体现出自然区位条件、地形因素及政策等对土地开发的限制和影响。

粮食安全视角下中国历史气候变化影响与响应的过程与机理

基于现代全球变化研究中关于脆弱性和粮食安全的概念,把历史时期的粮食安全分解为粮食生产安全、粮食供给安全、粮食消费安全3个层次,以气候变化直接影响粮食生产水平为起点,分析气候变化-农(牧)业收成-食物的人均供给量-饥民-社会稳定性的驱动-响应链中的关键过程,指出气候变化影响的驱动-响应关系不能归结为简单的因果关系,诸如耕地、人口、政策、外来势力都会对气候变化的影响起着放大或抑制的作用。

湖南长沙、衡阳地区1888～1916年的春季植物物候与气候变化

文章根据清代王闿运所著《湘绮楼日记》中的湖南长沙、衡阳地区的春季物候记录,重建了该地区1888～ 1916年的春季植物物候距平序列。分析发现,1888～1916年春季植物物候期平均较现代推迟3.22d,其中1890年 代迟4.89d,1900年代迟2.22d,1910年代迟4.29d。进而推算,长沙、衡阳地区1888～1916年的春季比现代冷,平 均气温低0.37℃。该结果可使长沙地区的年代际春季温度序列延长到1890年代。

环境演变对中华文明影响研究的进展与展望

近年来自然环境演变研究和中华文明演变研究的大量科学积累显示 ,中国的地理环境及其演变与中华文明的产生和发展之间存在着多样而复杂的相互影响关系。从已有的研究成果可以概括出以下认识 :(1)中华文明具有“多元一体结构” ,其连续性得益于与巨大的生存空间相联系的多样的环境类型与环境演变的区域差异。 (2 )尽管并非所有的暖期中华文明都繁盛 ,但中华文明繁盛的时期往往是各种时间尺度上的暖期。 (3)环境极端恶化事件对中华文明产生严重冲击 ,同时也促使文明发生重大变革 ,中华民族在对不利环境影响的适应过程中不断开拓创造、不断积累经验 ,从而促进社会的更大进步。进一步开展有关环境演变对中华文明影响的过程与机制研究 ,应以重大环境演变事件的识别为基础 ,以环境变化引起的资源变化为切入点 。

过去20年中国耕地生产力区域差异变化研究

依据县域农业统计数据，以单位耕地面积的粮食产量作为衡量耕地基本生产力的指标，对比分析了1985—1987和2002—2004两个时段的耕地生产力空间变化情况。结果表明：①过去20年全国大部分地区耕地生产力普遍提高，在农牧交错带及其以西地区耕地生产力增加幅度尤为显著，这些地区耕地生产力的提高对全国粮食总产量增加具有重要意义；②受中国降水空间分异影响，耕地生产力的东西差异依然显著，农牧交错带耕地生产力最低；农牧交错带以东，自西北向东南耕地生产力逐渐增高，耕地生产力区内差异在2002～2004年已表现得不踞显；农牧交错带以西，耕地生产力相对增长速度明显快于东侧和农牧交错带；东部地区，由于北方耕地生产力增幅明显，以温度为主导的南北差异已经缩小。

全新世暖期我国土地利用的格局及其意义

依据大量新石器时代的考古资料，对全新世暖期的土地利用进行了分区。北旱作南稻作为当时土地利用的基本特征，水稻种植北界达到３５°Ｎ，较现今北移了２～３度，北方旱作相应向北扩展到现今以畜牧为主或半农半牧的内蒙古长城地带及西北的甘青地区，其中粟是最主要的旱作栽培作物。全新世暖期时旱作北界沿线的降水较今高１００ｍｍ左右，稻作北界沿线降水较今高１００～３００ｍｍ左右，我国北方地区降水较今高１００～２００ｍｍ；伏旱区与副高北界北移了２～３度。暖期对我国农业发展有利。

1644-2004年中国洪涝灾害主周期的变化

采用1644-1839年、1840-1949年中国洪涝受灾县数和1950-2004年中国洪涝受灾面积资料,经过去趋势标准化处理后,采用滑动功率谱和Butterworth滤波器进行了分析,得出:1644-2004年间中国洪涝受灾范围变化是不同时间尺度周期振荡的综合结果,主要包含80年的世纪周期和50年、30年、20年尺度的年代际周期。中国洪涝受灾范围变化的主周期在不同时段内存在明显的变化,1833年以前世纪周期变化显著;1834-1920年在世纪周期变化的背景下叠加了显著的20年尺度波动;1921年以后年代际尺度周期变化显著,其中1947年前后发生了主周期从20年尺度到30年尺度的变化。

物候对全球变暖响应的研究综述

近 10 0年来 ,尤其是在最近 2 0多年 ,全球平均表面温度出现了显著上升 ,全球变暖已成为全球关注的重要问题。物候现象与气候等环境因素息息相关 ,物候对全球变暖的响应研究正在成为物候研究的一个新的热点领域 ,NDVI正日益成为植被对气候响应研究的重要手段。概述了当前物候对全球变暖响应研究的主要进展。基于实地动植物等物候观测和遥感监测的大量研究表明 ,近期动植物等物候正发生着显著变化 :北半球中高纬度地区植被生长季延长、植物提早开花、昆虫提早出现、鸟类提早产蛋以及冰川退缩、永冻土带融化、江河湖泊结冰推迟而融化提早等 ,与气候变暖有密切关系 ,是对全球变暖的明显响应。目前国内的许多研究者在物候对气候变暖响应方面做了一些工作 ,但与国际研究进展相比 。

弹性、脆弱性和适应——IHDP三个核心概念综述

弹性、脆弱性和适应是全球环境变化人文因素计划(IHDP)中三个非常重要的核心概念。由于各自学科研究传统的差异,不同学科在使用这些概念时其含义有很大差异,有的甚至是不可比的。本文主要根据《Global Environmental Change》2006年第3期发表的IHDP学术委员会专题研讨会成果,结合UNU关于脆弱性的研究成果,重点介绍了这三个核心概念的演变以及相互联系等方面的最新研究进展。

中国全新世气温序列的集成重建

从文献中搜集整理1 397条古气温记录,建立全新世古气温记录数据集,该数据集多数时间段每百年的记录在10个以上。利用经剔除奇异值后的1 140条有效记录,采用单样本区域订正-多样本平均集成法,定量重建中国全新世百年分辨率气温集成序列。集成重建序列表明:全新世中国气温可以明显划分为三个阶段,早全新世(11.5～8.9 ka B.P.)为波动升温期;中全新世(8.9～4.0 ka B.P.)暖期的气温高出现代1℃上下,8～6.4ka B.P.的暖期鼎盛期高出现代1.5℃左右;晚全新世(4.0 ka B.P.以来)为变冷期。

中国水土流失的历史演变

中国是世界上水土流失最严重的国家之一,农业开发历史悠久、人口众多等诸多人文因素所导致的加速侵蚀是水土流失加重的重要原因。依据中国农业发展3个不同时期(原始农业时期、传统农业时期、现代农业时期)水土流失问题的时空变化特点,将我国水土流失历史分为5个阶段。其中,第1个阶段处在原始农业时期,基本维持自然侵蚀;第2～4个阶段发生在传统农业时期,属人为加速侵蚀发生、发展阶段;第5个阶段发生在现代农业时期,水土流失进一步加剧,但近来水土保持措施已初见成效。然而,随着国家经济的不断发展,城市化进程的加快,以及大量工程建设、矿产资源开发规模的不断加大,新的水土流失问题正在涌现。如何有效地处理经济发展与环境保护的关系仍将是今后工作的重点。

中国全新世暖期降水格局的集成重建

根据国内外公开发表的各类文献,搜集整理中国全新世暖期6.5～5.5 ka B.P.的定量古降水记录,采用空间集成重建方法对原始记录进行重复记录归并和空间集成分析,获得271个地点的有效降水记录,据此重建中国全新世暖期的降水格局。结果表明:全新世暖期,中国年降水量普遍高出现代50～300 mm;降水绝对增幅以长江中下游地区最大,增加250～300 mm,向南北递减,东南沿海约增加100 mm,至西北地区只增加约50 mm;相对增幅从东南沿海向西北内陆递增,东南沿海仅高出现代的15%～25%,西北及青藏高原地区可高出现代1倍左右。