例谈运用“中学地理信息系统(GIS)教学平台”辅助地理教学

2003年出台的《普通高中地理课程标准（实验）》已把GIS正式纳入高中地理课程之中。经全国中小学教材审定委员会审定的普通高中地理教材中，GIS已成为必修和选修教材的主要内容之一。此外，教育部在2010年发布了《高中理科教学仪器配备标准》，其中的高中地理教学仪器配备标准规定了3S（包括地理信息系统、遥感和全球定位系统）教学软件的内容。

初中地理教材体系结构设计的新尝试

课程改革中，教材改革是关键。上海市二期课改中，初中地理教材内容体系设计尝试以“地理景观”作为开篇，打破“世界地理”内容“先总后分”的惯例，实行“先分后总”的框架。“中国地理”内容则按照“总-分，总-分”的构架展开。在教材功能构建上，注重学法指导，注意对学生自主学习、合作学习、探究学习习惯和能力的培养。同时教材随书配套多媒体光盘。这些改革与尝试对新一轮教材修订与改革具有积极的借鉴意义。

基于GIS的地理教学辅助系统及其实例

华东师范大学地理系与上海恺擎软件开发有限公司共同开发了“地理信息系统（GIS）教学平台”，该平台包括：“基于GIS的地理教学辅助系统”、“GIS研究性学习系统”、“遥感空间信息教学实验系统”、“GPS实验教学系统”。“地理信息系统（GIS）教学平台”采用完全自主知识产权的组件GIS底层平台为技术内核，不依赖昂贵的商业GIS软件，有利于软件的大规模推广。本文主要介绍针对教师的“基于GIS的地理教学辅助系统”及其在实际地理教学中的应用。

稻麦轮作农田系统中氮素渗漏流失的研究

通过埋设土壤溶液抽滤器采集渗漏水样,对上海郊区大田条件下稻麦轮作系统中土壤氮素(N)的渗漏流失情况进行了观测研究.研究结果表明,稻季渗漏水中总氮(TN)浓度随时间呈下降趋势,其中,硝态氮(NO3--N)由泡田初期的10mg.L-1以上迅速下降至2mg.L-1以下,铵态氮(NH4+-N)则始终低于1.3mg.L-1.施肥能引起渗漏水N素增加;稻田淹水过程也通过改变土壤氧化还原环境控制着N素形态的转换.麦季施肥小区渗漏水中N素形态以NO3--N为主,且施肥后迅速上升到平均7.11mg.L-1;NH4+-N浓度在施肥和不施肥处理中均很低,分别为0.38mg.L-1和0.36mg.L-1.在稻季施肥2.50×104kg.km-2和麦季施肥2.14×104kg.km-2(以N计)的情况下,N素淋失负荷分别为6.08×102kg.km-2和7.42×102kg.km-2,分别占施肥量的2.4%和3.5%;施肥条件下两季总的N素淋失负荷比不施肥处理高出108.7%.

长江三角洲地区城镇体系的分形研究

从城镇体系规模结构方面,计算了长江三角洲地区城镇体系的首位指数、城市规模分形分布的分维数,并讨论了长江三角洲地区城镇体系的等级规模结构及其特点;从城镇体系空间结构角度,计算长江三角洲地区城镇体系中心城市吸引力的分维值和空间结构的关联维数,分析其分形结构特征.最后,提出长江三角洲地区发展的方向:在发挥江浙沪比较优势的基础上,进行合理分工,优势互补,最终实现区域经济一体化,形成区域整合优势,带动整个长江三角洲地区的全面发展.

中国全新世气候变迁相位差与亚洲季风及西风带的联系

不同区域由于其主导气候影响因素的差异而表现出不同的全新世气候变化特征,对这些机制的研究,可以很好地理解各种自然要素的发展变化过程、气候影响机制及相互耦合关系。通过中国不同区域全新世气候变化研究成果的对比分析,发现黄土高原区与西北干旱区全新世期间气候特征主要表现为干冷的早全新世、暖湿的中全新世、气候恶化的晚全新世,而西南季风区与东部季风区全新世期间表现出两次季风加强阶段,但西南季风要比东南季风加强提前约3～4ka。该文认为黄土高原区与西北干旱区可能受同一气候系统制约,从而表现出类似的气候变化特征。西南季风区与东部季风区全新世气候变化特征有很好的对比性,可能是由于亚洲西南季风与东南季风在全新世的推进与退缩共同受到行星风带南北移动的影响,使其气候表现出类似的变化特征,但由于海洋巨大的热容导致东南季风的加强延后,从而导致西南季风区与东南季风区全新世的气候变化具有不同步性。

GIS中数据库交互查询系统的设计

通过ＧＩＳ中数据库的交互查询，将图形数据库和属性数据库的查询结合起来，能查询图像上任意点的坐标、类别码、类别的位置，显示光标所处的属性数据库的相应记录等．

《山海经》中的“东山”区位地理考古研究

《山海经》是一部中国最古老的地理著作。其中“五藏山经”篇中所讲的西、南、北、中山都分布在中国大陆,只有东山的记述在国内一直找不到,三千多年来我国古书上多“无注”或称“其山水无可考”。美国女学者亨利埃特·默茨(HenrietteMertz)通过实地考察后所写的《淡淡的墨迹(Palegnk-TosoOreientRecordsofChineseExplorationinAmerica1953)》证明“东山”海外部分竟分布在美洲大陆,它们就是落基山脉、内华达山脉、喀斯喀特山脉以及海岸山脉,它们的距离,山峰数与动植物的种类与《山海经》记载的都基本相同。该书主题提示这样写的:“《山海经》—印第安人—中国的影响—美洲—中国人的发现和探索”。书中结语还特别强调:“对于在4000年左右,就已踏着白雪皑皑的山顶和峻峭的山峰而徒步考察无畏的中国人后面,我们所能做的,首先要向他们顶礼膜拜、鞠躬致敬。”

基于ArcView的空间型苏州河环境信息系统原型研究

根据流域污染源调查的大量第一手资料，依据ＧＩＳ开发设计中原型法的思想，以结构化系统分析为主要技术路线，以ＡｒｃＶｉｅｗ为主要软件平台，采用面向对象的编程语言Ａｖｅｎｕｅ所开发的苏州河环境综合整治管理信息系统，探讨了系统开发中的主要技术问题，包括确立系统开发的构想与目标、系统分析与设计、系统开发、系统应用等。笔者认为，流域环境管理信息系统的建立将为苏州河环境综合整治的规划与管理提供高效、科学的信息支持，从而提高规划与管理的水平。

长江河口潮滩表层沉积物对磷酸盐的吸附特征

实验研究了长江口滨岸潮滩表层沉积物对上覆水体中磷酸盐(PO4-P)的吸附特性,结果表明,沉积物吸磷过程主要发生在0～10小时(h)内,尔后基本上达到一种动态平衡过程,但在0～0.5 h内沉积物对PO4-P的吸附速率最大,达到10.40～56.40 mg/kg h,且其吸附速率受细颗粒物含量影响明显.沉积物对PO4-P等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附方程.据Langmuir方程计算,PO4-P的吸附容量达26.32～204.08 mg/kg,且吸附容量与Fe3+和总有机碳(TOC)含量有较好的正相关关系;PO4-P的吸附效率达21.55～248.30 L/kg,且吸附效率主要取决于TOC含量.此外,环境因子(温度、pH和盐度等)对沉积物吸磷作用影响显著.

长江口潮滩表层沉积物中多环芳烃分布特征

长江口滨岸潮滩14个表层沉积物中多环芳烃(PAHs)分析表明,PAHs总量分布范围在0.263~6.372mg/kg.多环芳烃含量随取样位置发生明显的变化,主要特征是在近排污口处含量最大,而远离排污口含量趋于降低.依据荧蒽/芘之比以及2+3环与4环以上PAHs化合物分布特点,表明长江口近岸潮滩沉积物中PAHs主要来自石油类污染物的输入.通过与国内外河口潮滩沉积物中PAHs含量的对比,研究区处于低-中等水平,但已有个别PAHs化合物(如蒽、芴)超过基于生物毒性试验的沉积物质量标准,对潮滩生态将构成一定的潜在危害.

中国沿海地区近20年台风灾害风险评价

依据自然灾害系统理论,综合考虑致灾因子和承灾体特征,提出台风灾害风险评价方法。在GIS环境下对中国沿海地区台风灾害危险性、脆弱性和风险进行分析评价。评价结果显示:海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害危险性较高;北京市、天津市、上海市和江苏省、山东省的大部分地区及广东省、福建省、浙江省、河北省的沿海区域承灾体脆弱性较高;海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害风险较高;而北京市、天津市以及河北省、辽宁省和山东省的大部分区域台风灾害风险较低。

长江口潮滩有机质来源的C、N稳定同位素示踪

依据长江河口潮滩自然环境特征和受人文活动影响的差异性,沿长江河口南岸潮滩选取了12个典型的监测站位,并分别于洪水季节(7月份)和枯水季节(2月份)在各监测站位进行了表层(0~2cm)沉积物样品的采集。对表层沉积物有机质中稳定碳、氮同位素进行分析与测试发现,7月份稳定碳同位素值普遍低于2月份的稳定碳同位素值,其变化范围分别为-29.8‰^-23.7‰和-27.3‰^-25.6‰;7月份和2月份稳定氮同位素分别为1.0‰~5.5‰和1.7‰~7.8‰。研究区域内,稳定碳、氮同位素的地区分布和季节变化特征揭示,有机质中的稳定碳、氮同位素组成不仅受陆源和海源有机质输入量之间消长变化的影响,同时一系列的生物地球化学过程、人为有机质的输入和沉积物粒度与叶绿素对碳、氮同位素组成均存在不同程度的改造作用。此外,利用稳定碳同位素质量平衡混合模型。

基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价

由于城市的快速发展和土地利用覆被变化,由暴雨或台风引起的内涝已成为全球研究的热点。潜在的内涝风险危及建筑及室内财产安全。文章应用简化内涝模型模拟上海市中心城区不同情境下的积水情况,并根据每幢建筑室内进水深度对其进行暴露性分级。然后分析、评价了上海市中心城区建筑不同情境下的暴雨内涝灾害暴露性。研究结果发现:仓储和旧式住宅是最易暴露在内涝灾害中的建筑类型;总体上,杨浦、普陀和徐汇区是政府最需要采取安全措施的区域,长宁和虹口区处于中等暴露性水平;同时,内涝对黄浦、静安、卢湾和闸北区影响很小。研究结果可为地方政府改善内涝风险管理提供参考依据。

河口潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特性

以长江河口滨岸潮滩为研究对象 ,运用模拟实验的方法 ,研究了潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特征 .结果表明 ,在模拟实验上覆水中氨氮的浓度 ( <1 40 μg·ml- 1 )范围内 ,沉积物对氨氮的吸附呈线性特征 .长江河口潮滩沉积物对氨氮的吸附系数在 3 81— 9 0 0之间 ,且与沉积物中有机碳 (TOC)的含量有良好的相关关系 (相关系数r =0 779,α =0 0 5 /) ,揭示了有机质控制着长江河口潮滩沉积物中氨氮的吸附行为 .模拟实验结果还发现 ,在淡水控制区域内 ,潮滩沉积物中固定态氨氮的含量处在 1 6 68— 33 73μg·g- 1 (dw)之间 ,而在海水所控制的潮滩沉积物中固定态氨氮的含量在 0 5 7— 6 36μg·g- 1 (dw)之间 。

崇明东滩大型底栖动物食源的稳定同位素示踪

利用稳定同位素示踪技术,对崇明东滩盐沼湿地夏季不同生境大型底栖动物的食物来源和营养结构进行了初步研究。结果显示,表层沉积有机质稳定碳、氮同位素组成分别在-21.3‰^-24.2‰、4.6‰~5.6‰,不同生境下存在一定差异。植物体各组织的同位素值存在差异,在判别食物来源时需要注意,不能简单地以植物叶片值来代替整个植株。大型底栖动物的1δ3C值为-14.7‰^-23.6‰,表现出食物来源的差异。总体上说,湿地优势植物的活植物体不是大型底栖动物的主要食物来源,沉积有机质是大部分底栖消费者的食物基础。底栖动物的氮同位素能较好地反映其食性和营养级,计算出崇明东滩大型底栖动物营养级在2.0~3.7,为一级消费者和二级消费者。

沿海港口自然灾害风险评价

以多灾种复合为背景,选取沿海城市中重要的基础设施——港口为研究区域,包括大连港、天津港、青岛港、上海港、宁波—舟山港、厦门港、深圳港、广州港,从危险性、暴露性和脆弱性等方面选取指标,探讨构建了沿海港口自然灾害风险评价指标体系与评估模型:评价结果为:沿海港口的灾害风险指数相差较大,风险值在空间上表现出长江三角洲沿岸>珠江三角洲沿岸>环渤海沿岸:评价结果可以为沿海港口防灾减灾提供理论依据。

大田条件下稻麦轮作土壤氮素流失研究

通过田间定位监测和分析,研究了上海沟干泥水稻土稻麦轮作下土壤系统中氮的迁移及流失对水环境的影响。结果表明,稻季和麦季土壤渗漏和径流水中氮的形态和浓度是不同的,施肥对氮流失影响程度也不同。稻季土壤渗漏水氮浓度普遍较低,施肥对降雨径流中氮流失有一定影响,且以NH+4-N为主。麦季施肥对径流和渗漏水氮流失影响均较大,氮流失以NO-3-N为主,且施碳铵肥的径流水中NH+4-N浓度明显增加。麦季土壤渗漏水和径流水中氮浓度普遍接近或超过环境水质标准,是主要的农田污染源。本次水旱轮作氮施肥量为413.5 kg.hm-2,进入地表和地下水氮总流失量为25.32 kg.hm-2,占当年施肥量的3.66%。

大田条件下稻田土壤氮素淋失研究

在大田条件下研究了稻田土壤渗漏水中氮素淋失规律．结果表明,稻田土壤渗漏水中的氮素(N)淋失形态以硝态氮(NO_3^--N)为主,土壤中高硝态氮含量和施氮肥是造成种稻田前期氮淋失的主要原因．种稻期间的淹水作用,增强了土壤的还原性并抑制了土壤的硝化反应,可减少硝态氮的淋失．稻田土壤氮素淋失数量与渗漏水中氮素的浓度和水的渗漏速率有关,而水的渗漏速率主要受土壤犁底层的透水性和水文条件的控制和影响．试验以施用氮肥250 kg/hm^2和渗漏水量214 mm估算出单季稻田氮素淋失总量为6．44 kg/hm^2,占当季施肥量的2．58％．