王晓学
- 作品数：14 被引量：271H指数：6
- 供职机构：中国国际工程咨询公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程水利工程生物学更多>>
- 基于元胞自动机的喀斯特石漠化格局模拟研究被引量：9
- 2012年
- 西南喀斯特山区的石漠化问题是目前我国西部地区最为突出的地域环境问题之一,其迅速发展已经严重影响到当地人们的生产生活。以导致石漠化发生发展的自然、人文因子为切入点,通过模拟影响喀斯特系统地表覆被变化的基本生态过程(如植物定居、植物死亡、水蚀风蚀引起的土地退化以及岩石成土过程等),利用随机元胞自动机具有的简单邻域规则产生复杂空间格局的特点,使喀斯特系统地表覆被植被-裸土-裸岩状态在一定概率下发生状态转换,并结合RS和GIS技术,构建了简单、有效的喀斯特石漠化模拟及预测模型(KarstCA)。以典型喀斯特石漠化地区关岭县为研究区,在自然、人文驱动因素共同影响以及只考虑自然驱动因素情景下,KarstCA模型模拟的研究区2007年石漠化空间分布格局的差异主要分布在中部和南部,其主要是不同空间范围上人类活动作用方式和强度差异所致。在16a中(1992—2007年)喀斯特地区地物(植被-裸土-裸岩)丰度变化成非线性关系,当植被覆达到54%以上并继续增加时,裸岩发展趋势与之呈明显的负相关(P<0.01)。在模拟期内人类活动对研究区石漠化的发展起到抑制作用,人类活动的正效应(植树造林等)与负效应(乱砍滥伐、过度放牧等)在一定程度上抵消了植被总面积的剧烈变化趋势。将地表过程耦合进元胞自动机模型,突破了以往该类研究只通过概率考虑状态转换,而对其机理认识的不足;同时本研究考虑了自然、人文驱动因素在不同空间尺度上作用于石漠化现象的复杂性,对于探索这些因素是如何作用于地表过程及其贡献率等研究具有一定的参考价值。
- 王晓学李叙勇吴秀芹
- 关键词：石漠化元胞自动机喀斯特地区
- 基于元胞自动机的喀斯特石漠化模拟与预测
- 西南喀斯特山区的石漠化问题是目前我国西部地区最为突出的地域环境问题之一。本研究以导致石漠化发生发展的自然、人文因子为切入点，尝试建立简单、有效的喀斯特石漠化模拟及预测的数学模型-KarstCA模型，该模型包含了影响喀斯特...
- 王晓学
- 关键词：喀斯特地貌元胞自动机
- 河北省太行山区10a生核桃林生态系统的碳氮储量被引量：4
- 2017年
- 【目的】研究河北省太行山区核桃林生态系统碳氮储量及其分配特征,为河北省山区经济林碳氮平衡管理提供基础数据。【方法】选取10 a生的核桃林为研究对象,开展乔木层生物量取样和土壤分层取样,采用重铬酸钾氧化-外加热法测定植物和土壤有机碳含量,采用凯氏法测定植物全氮和土壤全氮含量。【结果】核桃林生态系统总有机碳储量为84.328 t/hm2,其中土壤层碳储量为75.579 t/hm2,占总有机碳储量的89.6%;乔木层碳储量为8.749 t/hm2,占总有机碳储量的10.4%。核桃林生态系统总氮储量为5.375 t/hm2,乔木层氮储量和土壤层氮储量分别占总氮储量的3.1%和96.9%。非线性回归分析表明,核桃树不同器官碳氮含量呈显著非线性负相关关系(P<0.05),不同土壤层的碳氮含量呈极显著非线性正相关关系(P<0.01)。【结论】土壤是核桃林碳氮的主要储存库。
- 沈会涛王晓学赵艳霞刘欣
- 关键词：核桃林碳储量
- 流域一体化下的生态文明先行示范区建设探索被引量：6
- 2017年
- 以抚仙湖流域为研究区域,通过系统收集分析流域多年水量水质监测数据,诊断流域保护与发展面临的主要矛盾,并基于流域一体化管理思想,提出了流域保护与发展的可能路径:1创新抚仙湖流域生态文明示范区行政管理体制,从发展思路确立抚仙湖流域实施"严格环境保护、创新生态发展"的转型战略,真正树立和实现"大景区"环境保护和"大旅游"产业发展的生态文明建设理念;2在全面实现生态发展战略的前提下,建议将流域实施分区管控,调减农业用地面积,积极发展现代观光农业和旅游业;3通过生态搬迁,优化城乡布局,实施抚仙湖流域全域"大旅游景区"战略,实现生态资源-资产-资本的良性转化。
- 王晓学胡元明彭树恒陈黎彬岳文静吴梦宸
- 关键词：生态文明示范区
- 水污染负荷优化分配模型研究进展被引量：7
- 2016年
- 水污染负荷优化分配是总量控制的关键技术要点,对流域水环境管理有极为重要的意义。文章从线性方程、非线性方程以及基于动态、随机和模糊条件下的污染物通量削减分配和基于多目标以及不确定性和概率约束条件下的污染物通量优化分配模型等几个方面进行综述,并指出它们各自的优缺点及各自适用情况,提出针对线性及非线性模型与其他模型的耦合、多目标以及不确定性等问题的优化模型以及分区、分期、分类、分级的优化模型是水污染负荷优化分配下一步的研究方向。
- 郝韶楠李叙勇江燕王晓学
- 关键词：总量控制多目标优化不确定性
- 基于元胞自动机的森林水源涵养量模型新方法——概念与理论框架被引量：26
- 2010年
- 模型方法是定量评价森林水源涵养的重要途径。根据元胞自动机的基本理论,结合森林水源涵养效应的多尺度特征,提出了一个新的基于元胞自动机的森林水源涵养量计算模型。该模型将森林"水文响应单元"网格化作为元胞空间的基本单元,邻域定义为摩尔(Moore)型,元胞"水库"水量状态变化范围定义在一个连续的实数空间上。将元胞单元对不同降雨事件的响应分为不产生径流和产生径流两种情况,通过对蒸散发、邻域元胞间水量传输、深层渗漏等制定转换规则,模拟森林在不同尺度上的水源涵养动态特征。这种新模型方法将为森林水源涵养由小尺度(水文响应单元)向流域、景观尺度上推提供有效的定量研究途径,从而进一步推动森林水源涵养功能研究的深入。
- 王晓学李叙勇莫菲江燕
- 关键词：元胞自动机
- 利用多信息源提高半干旱地区TM影像的森林类型制图精度:以北京西部山区为例被引量：5
- 2017年
- 以地处半干旱地区的北京西部山区为例,利用研究区森林类型的季相特征、已有的少部分林相图、Google Earth免费影像数据等信息选择不同坡向的相同森林类型做训练样本,通过加入其他辅助数据(海拔和坡向数据),来提高Landsat TM影像的森林类型分类精度,同时对比了基于像元和面向对象方法提取森林类型的效果。结果表明:1)就半干旱山区的森林类型划分来说,TM影像的TM4、TM5、TM4-TM2及辅助数据DEM和坡向可作为TM影像森林类型划分的最佳数据源。2)单独加入海拔信息,阔叶林的提取精度提高23%,针叶林和混交林的分类精度只提高了4%~5%;单独加入坡向信息,阔叶林的提取精度只提高21%,但是针叶林和混交林的分类精度则分别提高了13%、18%,显著优于单独加入海拔信息的效果。同时加入海拔信息和坡向信息,至少可以准确区分出约70%以上的针叶林、阔叶林和混交林。3)就本研究区而言,坡向比海拔更有效地辅助提高森林分类精度。4)就混淆矩阵数据而言,面向对象的分类方法比基于像元分类结果总体精度低3%,Kappa系数低4%,但面向对象的分类结果更加符合研究区实际情况。该研究对中分辨率影像应用于半干旱山区森林类型划分具有一定的借鉴意义。
- 王晓学沈会涛林田苗景峰李叙勇孔凡利
- 关键词：半干旱山区坡向面向对象分类
- 东灵山林区不同森林植被水源涵养功能评价被引量：70
- 2011年
- 森林植被发挥着涵养水源的作用,主要表现在以下几个方面:对降水的截留与再分配;调节河川径流,调节林内小气候,减小林内地表蒸发,改善土壤结构,减少地表侵蚀等。通过对几种林分各层拦蓄降水和保土功能指标定性评价的基础上,用综合评定法对不同林分水源涵养和保土功能进行综合评价,选择出综合功能最好的林分,以期为北京山区的生态环境建设、植被恢复与保护提供一定的依据。在测定东灵山4种森林植被林冠层、枯枝落叶层和土壤层蓄水和土壤保持功能指标的基础上,采用综合评定法对4种森林植被水源涵养和土壤保持功能进行了评价。结果表明:各植被类型的林冠层截留各不相同,在雨季(69月份)辽东栎林的截留率最大,华北落叶松的最小;枯落物最大持水深以辽东栎林的最大,油松的最小;土壤水文特性各异,0 80 cm土层平均容重以落叶阔叶林的最小,华北落叶松的最大;稳渗速率以落叶阔叶林的最大,油松的最小,初渗速率以辽东栎林的最大,油松的最小。不同林分水源涵养和土壤保持综合能力由大到小顺序为落叶阔叶混交林、辽东栎林、华北落叶松林、油松林。常绿阔叶灌丛水源涵养和土壤保持综合能力评价值(0.1039)比其它植被类型少3个数量级,说明其水源涵养和土壤保持功能明显优于其它植被类型。由此可见,树种组成丰富、林下灌草盖度高、枯落物储量多的落叶阔叶混交林水源涵养和土壤保持能力最强,优于单一的阔叶林,而油松林最差。
- 莫菲李叙勇贺淑霞王晓学
- 关键词：森林植被水源涵养功能综合评价
- 20年来密云水库主要入库河流总氮变化趋势和影响因素被引量：25
- 2013年
- 密云水库是北京市最主要的饮用水源地,但近年来,密云水库遭遇了氮类污染物浓度逐渐增加的问题.因此,本文分析了密云水库主要入库河流潮河和白河在1990—2010年的总氮变化趋势和影响因素.结果表明,1990—2010年期间,潮河、白河的总氮浓度呈明显增加的趋势,且TN浓度随流量的增加呈减小趋势,经流量校正后,潮河在非汛期和白河的TN浓度显著增加,2000年后汛期潮河的TN浓度减小;总氮主要以硝态氮存在,与总硬度的相关系数最大;20年来,区域人类活动逐渐增强,水利水保措施并未改变总氮浓度增加的趋势.农业非点源污染物和畜禽养殖污染物的增加是入库河流总氮增加的主要原因,径流量减少又放大了这一效应,污染物主要通过淋溶作用补给到地下水,再补给到河流水体中.研究表明,要有效控制河流的总氮浓度,应把重点放在减小地下水的过度利用和控制区域内的非点源污染上.
- 李文赞李叙勇王晓学
- 关键词：总氮地下水
- 森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法被引量：125
- 2013年
- 近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑。从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征。从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量。同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流。大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究。建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法。就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法。研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同
- 王晓学沈会涛李叙勇景峰
- 关键词：多尺度生态水文水量平衡生态系统服务功能
