全球環(huán)境變化研究的區(qū)域模式與遙感和GIS方法

前言

近年來(lái)，大家好像都有感覺(jué)幾乎每天都有聽(tīng)到一個(gè)或幾個(gè)事件的發(fā)生，其中不乏環(huán)境和生態(tài)的惡化造成的事件。例如沙塵暴、禽流感等等。半個(gè)世紀(jì)之前就有生態(tài)學(xué)家或環(huán)境保護(hù)學(xué)者曾研究了動(dòng)物、植物或昆蟲(chóng)之生態(tài)系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象后，得到結(jié)論預(yù)測(cè)說(shuō)我們?nèi)祟?lèi)生存的生命維持系統(tǒng)的危機(jī)會(huì)很快到來(lái)。當(dāng)時(shí)世人只是把它當(dāng)成一種學(xué)說(shuō)而已，那么現(xiàn)在大家已經(jīng)身在其中了，好像誰(shuí)都可以這樣推測(cè)或預(yù)測(cè)這些事件了。因?yàn)樗呀?jīng)變成日?，F(xiàn)象了，大家也就不見(jiàn)怪了，不恐怖了，習(xí)慣了，從而也淡化了人類(lèi)自己的過(guò)錯(cuò)。其實(shí)這一切都與我們?nèi)祟?lèi)的種種行為細(xì)細(xì)相關(guān)，說(shuō)白了這些恰恰是我們?nèi)祟?lèi)自身給自己以及其后代造成的種種困難。人人都在說(shuō)人口在增長(zhǎng)，科學(xué)技術(shù)在發(fā)展，人類(lèi)不斷創(chuàng)造著新的文明。然而，人類(lèi)和人類(lèi)社會(huì)在其發(fā)展的道路上不斷面臨著來(lái)自自然環(huán)境的變化和生態(tài)系統(tǒng)的惡化的種種挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)化面臨著土地退化、沙化、土壤貧瘠化、耕地減少、自然災(zāi)害和生態(tài)系統(tǒng)破壞的挑戰(zhàn)；工業(yè)化面臨著污染、公害以及資源和能源短缺的挑戰(zhàn)；城市化面臨著汽車(chē)尾氣污染、市內(nèi)室內(nèi)環(huán)境污染、人口超載、飲用水短缺、綠地面積減少以及眾多其他社會(huì)問(wèn)題的挑戰(zhàn)。

內(nèi)容概要

本文涉及兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是“全球變化區(qū)域模式”的研究（1992～1995年），本研究是博士生導(dǎo)師陳述彭先生的指導(dǎo)和全面支持下選擇題目和完成內(nèi)容的。當(dāng)時(shí)的研究目的是探索全球與區(qū)域環(huán)境變化之間存在的各種反應(yīng)和反饋動(dòng)力學(xué)相關(guān)關(guān)系，利用GIS技術(shù)疊加分析過(guò)去的環(huán)境數(shù)據(jù)和現(xiàn)在的地表面數(shù)據(jù)，從而得到結(jié)論全球循環(huán)在區(qū)域上的反映和區(qū)域人類(lèi)活動(dòng)的模式。人類(lèi)在全球變化中生存和發(fā)展的，因此區(qū)域持續(xù)發(fā)展模式直接關(guān)系到區(qū)域或全球環(huán)境的循環(huán)變化，即全球變化與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展之間也存在著復(fù)雜、非線性的相關(guān)。本文選擇華北平原，并主要對(duì)平原上人類(lèi)活動(dòng)及其影響進(jìn)行了半定量研究。本書(shū)還有一個(gè)內(nèi)容是我博士后研究——基于季相（seasonaltemporal）和經(jīng)度（longtutinalspatial）特征的中國(guó)陸地土地覆蓋變化的研究（1995～1997年）。本研究是博士后導(dǎo)師劉紀(jì)遠(yuǎn)先生的全面支持和國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)青年基金的資助下完成的。

作者簡(jiǎn)介

布和敖斯?fàn)枺晒抛澹?964年5月24日出生于內(nèi)蒙古庫(kù)倫旗。1987年，畢業(yè)于內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理系，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位；1990年，畢業(yè)于東北師范大學(xué)地理系自然地理專(zhuān)業(yè)碩士研究生，獲理學(xué)碩士學(xué)位；1995年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所地理信息系統(tǒng)（GIS）國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博

書(shū)籍目錄

第一篇　博士論文　摘要　Abstract　第一章　人類(lèi)對(duì)時(shí)空的認(rèn)識(shí)與各時(shí)空域環(huán)境變化    一、人類(lèi)時(shí)空宇宙觀的幾次大的飛躍    二、各時(shí)空域上的全球變化（GEc）　第二章　全球變化區(qū)域模式的提出      一、區(qū)域分異機(jī)制    二、全球變化區(qū)域分異　第三章　華北平原過(guò)去的全球變化      一、華北平原過(guò)去全球變化分區(qū)    二、華北平原三大動(dòng)力的消長(zhǎng)與區(qū)域環(huán)境的歷史演變　第四章  人類(lèi)影響下華北平原環(huán)境的現(xiàn)代演變    一、華北平原人與自然關(guān)系的歷史演變和現(xiàn)代演變      二、人類(lèi)其他活動(dòng)與平原環(huán)境的現(xiàn)代演變　第五章　華北平原人口變遷    一、華北平原人口歷史變遷    二、影響華北平原人口變遷的因素分析    三、華北平原人口現(xiàn)代變遷與人口“布朗運(yùn)動(dòng)”　第六章　華北平原城市化      一、城市的表達(dá)    二、華北平原城市歷史變遷    三、華北平原城市化與城市擴(kuò)展    四、華北平原城鎮(zhèn)體系的形成及其變遷  第七章  華北平原自然環(huán)境變遷與區(qū)域持續(xù)發(fā)展相關(guān)分析      一、華北平原自然系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與自然資源    二、人地系統(tǒng)（社會(huì)）動(dòng)力學(xué)和區(qū)域發(fā)展理論  第八章　結(jié)論    一、全球變化及其區(qū)域模式的系統(tǒng)研究    二、華北平原環(huán)境變遷和人類(lèi)影響的模擬  參考文獻(xiàn)    附圖  致謝第二篇　博士后研究成果  摘要  Abstract  第一章　引言  第二章　建立土地覆蓋變化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)    一、需求和必要性    二、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（數(shù)據(jù)采集）技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成    三、土地利用信息系統(tǒng)（US）  第三章  典型地區(qū)的案例研究框架    一、土地利用／土地覆蓋變化研究中“區(qū)域”的選擇　　二、典型地區(qū)的選擇  第四章　樣帶研究    一、　樣帶的選擇    二、樣帶的研究  第五章　建模、系統(tǒng)分析與集成研究    一、建?！　　〉诹隆讉€(gè)概念的解釋　第七章　土地覆蓋物的波譜特性　第八章　典型樣地的選擇和樣地植被指數(shù)的計(jì)算　第九章　土地覆蓋時(shí)空變化規(guī)律的研究　第十章　土地覆蓋變化的區(qū)域環(huán)境影響分析　第十一章　土地覆蓋變化的時(shí)空脆弱性研究　第十二章　土地資源空間分布的影響因子分析與土地資源地域組合　第十三章　結(jié)論　參考文獻(xiàn)　附錄第三篇　近期研究成果

章節(jié)摘錄

第一篇　博士論文第二章　全球變化區(qū)域模式的提出三、區(qū)域動(dòng)力（1）太陽(yáng)輻射能及其轉(zhuǎn)化能區(qū)域動(dòng)力是區(qū)域特征存在和區(qū)域演化過(guò)程的能量基礎(chǔ)。區(qū)域自然系統(tǒng)在太陽(yáng)輻射能和地球內(nèi)能支持下發(fā)展、演替和進(jìn)化，而城市系統(tǒng)除了這些能源外，還要依靠化石能源（一種轉(zhuǎn)化的沉淀的太陽(yáng)輻射能）。 　太陽(yáng)輻射能量是地球上一切生命形式存在的最基本的能量。太陽(yáng)通過(guò)熱核聚變過(guò)程釋放出能量，在這一過(guò)程中質(zhì)量按愛(ài)因斯坦關(guān)系式E＝mc2。轉(zhuǎn)變成能量。而綠色植物又把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物（質(zhì)量）。地球外層獲得的太陽(yáng)光通量（solar flux）約2卡／厘米。分。而實(shí)際到達(dá)地球表面的僅有其中的50％，而到達(dá)地球表面的太 陽(yáng)輻射的一半又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苡种匦禄氐降厍蛲饪臻g中去擴(kuò)散掉了。綠色植物（生產(chǎn)者）最先固定太陽(yáng)能，即6CO2+6H2O+光能→CeH12O6+602，而其他生物（初級(jí)消費(fèi)者）通過(guò)消費(fèi)植物，即C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+熱能，而得到能量，某些動(dòng)物（如二級(jí)以上 消費(fèi)者）在食物鏈中通過(guò)捕食其他動(dòng)物的方式得到能量。據(jù)H．T．0dum的研究，美國(guó)佛羅里達(dá)州銀泉地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)如圖2.1所示。 從圖2.1中可看出，一年當(dāng)中，通過(guò)綠色植物固定的太陽(yáng)能占太陽(yáng)入射輻射能量的1.224％，其中68.2172％的能量轉(zhuǎn)化為廢熱擴(kuò)散到周?chē)h(huán)境中。凈生產(chǎn)效率，每一次轉(zhuǎn)化中僅占10％。太陽(yáng)能除了被生物界利用外，還被轉(zhuǎn)化成動(dòng)能（風(fēng)能、流水能、波浪等）和蒸發(fā)潛熱等。而地球內(nèi)能通過(guò)地形梯度能（勢(shì)能）形式參與物質(zhì)循環(huán)，不直接參與生態(tài)系統(tǒng)能量的循環(huán)中。城市系統(tǒng)的能量循環(huán)，除了人本身作為高級(jí)動(dòng)物直接參與食物鏈的能量循環(huán)外，人類(lèi)創(chuàng)建的現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)以大量消耗沉淀的太陽(yáng)能（如煤炭、石油、天然氣等化石燃料）來(lái)維持其有序狀態(tài)。地質(zhì)時(shí)期沉淀的化石燃料，由于其形成環(huán)境的條件不同，礦床品位有高低之差，但無(wú)論礦床品位多高，其物質(zhì)組成中總是伴生其他成分。例如，品位高的煤炭，其含炭素量達(dá)到95％左右。

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《全球環(huán)境變化研究的區(qū)域模式與遙感和GIS方法》為博士論文叢書(shū)之一。

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