植物与大气间的湍流交换——新方法介绍研究状况综述*

植物与大气之间的湍流交换是地球和大气系统中能量和物质循环的一个重要环节,也是土壤-植物-大气系统的重要研究内容之一。揭示这一交换环节的物理机制,了解地气系统中能量、水分和C_0.2等物质的运动和转换规律,对于农业生产、数值气象预报,环境生态和气候变化等研究工作有诸多方面的意义,是地学界所共同关心的问题。近十年来,植物与大气之间相互作用的研究有了许多重要进展,传统的局地湍流交换模式的局限性已逐渐被认识,一些新的方法在这一领域中出现,其中高阶闭合模式和流轨模式是比较重要的探索途径。     

森林生物多样性价值核算的现状及面临的问题

<正> 生物多样性是近年来出现频率很高的一个词语,它是指包括植物、动物和微生物在内的全部物种。生态系统和这些物种所在的生态系统的生态学过程。一般认为,生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层次。它是人类社会赖以生存和发展的基础,也为人类提供了不可缺少的生物资源。对生物多样性的价值核算,则是近年来的事情,是在人类为生存创造了巨大的物质     

我国蒸发研究的概况与展望

蒸发既是地球表面热量平衡的组成部分,又是水量平衡的组成部分,而地表面热量、水分收支状况在很大程度上决定着地理环境的形成和演变,因此蒸发的研究是地理环境研究中的一个内容。蒸发与许多国民经济中的实际问题有关,那是显而易见的,水的问题已成为目前全世界所共同关注的问题之一,而几乎所有水的实际问题的解决,都离不开蒸发的研究。     

腾格里沙漠沙坡头地区植物生长与水分平衡的初步研究

沙坡头地区降水是水份的主要补给来源,占补给总量的98.3％;凝结水仅对一年生短命植物有作用,无明显实际意义,尤其对灌木和半灌木。沙地蒸发散量是主要的消耗项,其占年降水的89.7—112.8％,有负亏缺现象,特别是固沙年代较长地区,人工防护体系发生变化和演替,水分不足是主要原因。热量变化是沙地水分运动的主要动力条件,容积热容量、导热系数、热扩散量是沙地热力学运动的基础参数,它与土壤水分和干容重相互制约,壤中热流和壤中水流耦合运动研究将进一步揭示水分运动规律的实质。     

干旱区绿洲棉田土壤水盐运动数值模拟

本文中利用预报校正法求解土壤水分运动的ｈ型Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程。同时利用具有二阶高精度的差分法求解土壤盐分运移的对流扩散方程,此格式可避免利用一般差分格式时出现的数值弥散问题。最后,将上述数学模型对干旱区绿洲棉田,在蒸发条件下土壤水分运动和土壤盐分向上运动积累过程进行数值模拟,计算结果与测量值吻合较好。可为预报土壤盐碱化提供科学依据。     

高中自然地理中的几个问题

一、山西的恒山北坡植被状况明显好于南坡分析：恒山南坡为向阳坡,光照和热量条件较北坡要好,对植物生长有利;另一方面,南坡蒸发较强,水分条件较差,对植物生长不利。北坡为阴坡,蒸发较弱,水分条件较好,对植物生长有利;但阴坡光照条件较差,对植物生长不利。那么,究竟哪一个坡向的植被状况好？事实上,明代的地理学家徐霞客在他的《游恒山记》中就已记载说北坡“杂树密翳”、“树皆在北”。这是因为恒山地接沙漠地带,气候干燥,降水少而蒸发量大。在这种气候环境下,水分条件是第一位的。     

放牧对古尔班通古特沙漠南部 沙垄地表性质的影响

分别于2002 年和2005 年对古尔班通古特沙漠南部的同一条半固定沙垄, 进行了放牧前后的地表覆盖(包括植物和生物结皮)、沙面活动强度和土壤理化性质的系统监测和研究。 主要结论如下: 2002 年, 自然沙垄80%以上的地表被植物和生物结皮所覆盖, 除沙垄顶部外, 其他部位基本处于稳定状态。2005 年受放牧干扰的影响, 生物结皮破损率达到80%以上, 同期植物覆盖不及2002 年的1/5, 特别是短命植物变化最明显。2005 年输沙势只有2002 年的1/3, 但沙面活动强度是2002 年的2.6 倍, 活动区域也从垄顶部扩展至整个沙垄表面。 放牧后地表组成物中的中沙含量增加了13.9%, 而细沙和极细沙含量分别减少了7.4%和 8.0%, 沙垄各部位有机质含量在放牧后一个风季即下降了近1/2。可见, 放牧造成地表保护条件的多重损害, 使沙漠地表稳定性趋于丧失。其细粒物质及有机质的大量流失, 也将对我国温带荒漠生态系统的可持续发展产生重要影响。     

干旱地区植被影响沙地水分传输机理及其参数化

从植物生长与水分平衡的关系入手,在土壤水分动力学和近地面空气动力学等学科的研究基础上,依据植物生理生态学原理,探讨了干旱地区植被影响沙地水分传输的机理,初步建立了植被参数化模型和土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输综合模型。主要研究结果如下:①分析了荒漠植物的生长及其动态变化特征,对沙生植物地上部与根系生长,尤其是根系在土壤中的分布进行了量化。②分析了荒漠植物的蒸腾特性及其气孔调节作用机制,指出了土壤水分亏缺是叶片气孔关闭、蒸腾作用降低的主要原因,探讨了植物蒸腾作用与气孔调节之间的复杂关系及其今后的研究重点。③揭示了沙地植被蒸发蒸腾的变化规律;分析了影响沙地植被蒸发蒸腾的生物因素和环境因素的作用。④初步建立了植被参数化和SPAC水分传输综合模型,模拟了植被结构影响冠层能量平衡过程,探讨了植物状态参数、生理参数与蒸发蒸腾的相互关系。     

基于稳定氢氧同位素的盐水与纯水蒸发差异分析

水面蒸发是水循环的重要部分,目前大量的研究集中在淡水或低盐度咸水体蒸发,仅以淡水的蒸发特性或计算方法应用于全部水体并不准确。研究盐水蒸发与淡水蒸发的差异对蒸发过程机理研究、推动蒸发模型的创新改进至关重要。研究中使用蒸发皿对比盐水与纯水的蒸发过程,利用稳定氢氧同位素比较盐水与纯水蒸发的动力学分馏过程,结果表明：盐水蒸发量较纯水少,但仍存在蒸发日内变化规律,蒸发速率与气温变化规律同步,并在正午前后达日最大值;随着蒸发的进行,重同位素在液相富集,盐度对于H/D分馏有更显著的抑制作用;盐水与纯水的蒸发线拟合均有良好的线性关系,盐分使水体蒸发受到更强的非平衡分馏影响;热红外拍摄液面观测到蒸发过程中盐水液面温度始终高于纯水0.1~2.2℃,平均温差达1℃,这是因为盐水蒸发量较纯水小,更少的热量通过潜热释放;Craig & Gordon模型计算蒸发水汽同位素特征值,表明随着蒸发的进行,蒸发水汽组分重同位素也在不断富集,但程度不如剩余水体,检验盐水与纯水蒸发水汽氢氧同位素拟合方程却无明显差异,与前述结论相悖,说明该方程在小尺度上的应用还有待研究。     

古生物化石

什么是古生物化石?它与文物如何区别? 古生物化石是指人类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹,包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。它是地球历史的鉴证,是研究生物起源和进化等的科学依据。古生物化石不同于文物,是重要的地质遗迹,是我国     

察尔汗盐湖S4层晶卤开采量评价

本文以察尔汗盐湖首采区开采条件下（包括已有取卤工程、设备类型、抽卤泵型、抽卤时间、抽卤量等）多年水动态观测资料为依据，采用开采抽水法对该区Ｓ_４层晶卤资源进行评价，并以其补给量保证程度提出了合理的开采量，以供生产、设计等部门制定优化开采方案参考．     

Elastic wave propagation in model sediments —I

Summary. A fluid-saturated packing of like elastic spheres is used as a model of an oceanic sediment and a method is presented for calculating the effective velocities of elastic waves in such a medium. In particular the method is applied to low-frequency waves travelling vertically down a cubic packing, saturated with an inviscid fluid and initially at rest under a uniform compressive force. It is found that two waves propagate and moreover, that their velocities are not related through the usual equations of classical elasticity to the effective elastic moduli for static deformation of the packing. For a dry packing, there is found to exist a 'cut-off' frequency above which the wave decays with depth. An extension of the method to slightly viscous fluids is also given.     

New method for positional quality control in cartography based on lines. A comparative study of methodologies

This article describes a set of new metrics for evaluating the positional accuracy of lines to apply a positional control to cartographic databases. In the same way as traditional points-based studies, control based on lines compares the positions between the lines (one from a given database to be controlled and the other from a more accurate independent control database). The proposed method is based on vertex displacements and their influence on adjacent segments. The new methodology which applies these metrics is called ‘vertex influence method’. It also includes an analysis for detection of systematic displacements and a variability value of displacements based on the accuracy of the lines. All the proposed metrics are applied to a real case made up of more than 180 km of roads from the two databases. By means of this study we also compare the results obtained from the main traditional methodologies. This study has revealed the viability of the use of this method to obtain an accuracy value of positional cartographic products.     

基于GIS的复杂地形洪水淹没区计算方法

利用GIS技术计算洪水淹没区范围一直是灾害评估研究中的一个热点问题。通过给出两种情形下基于种子蔓延算法的淹没区计算方法，即有源 淹没和无源淹没。淹没区计算精度主要取决于空间数据精度的优劣；种子蔓延算法及探测分辨率决定了整个模型的效率。文中最后给出了该模型在“水利综合管理信息系统”中得到验证和实现的实例。     

干旱区绿洲节水效益对多部门经济结构调整影响的实证研究

运用节水技术经济方法评价分析了边际节水费用和边际节水效益,以此制定出理想状态下适合节水的可接受水价,重点阐释了产业结构调整对节水的重要意义。以新疆乌鲁木齐市为例,对干旱区绿洲的水价调整、产业结构调整等进行了模拟评估和综合评价,提出了节水发展模式的选择建议:应加大产业结构调整,特别是农业结构的调整和工业结构的调整;努力提高高耗水产业的清洁生产水平;同时借助价格杠杆,调整水资源分配和节水利用。     

基于HASM方法对气候模式气温降水的降尺度研究——以黑河流域为例

基于空间平稳性分析,引入地理因素结合回归分析及高精度曲面建模方法（HASM）对黑河流域多年平均气温、降水给出了降尺度模拟。基于过去器测资料的验证,提出了CMIP5模式资料的合理降尺度方法。比较了降尺度结果与站点实测值的差异,同时比较了所给出的方法与经典插值方法的模拟精度。最后,基于历史时期T₁（1976—2005年）的降尺度方法结合RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5不同情景下未来时段T₂（2011—2040年）、T₃（2041—2070年）、T₄（2071—2100年） CMIP5模式结果,对降尺度方法进行了修正,给出了未来时段气温的降尺度模拟公式,并基于此对上述3种情景下多年平均气温的CMIP5模拟结果进行了降尺度模拟。结果表明：本文所提出的降尺度方法模拟结果与站点观测值具有较好的相关性,且精度高于其他经典插值方法。对未来时段的模拟结果表明,升温最快的是RCP8.5情景,在2071—2100年,除祁连山地区外,大部分地区年平均气温大于10℃。     

Book reviews

A digital elevation model (DEM), which is used to represent a terrain surface, is normally constructed by applying an interpolation method on given sample elevation points. Interpolation methods can be classified into two classes: linear methods, which have a low time cost and are suitable for terrains where there is little change in elevation, and nonlinear methods, which normally consume comparatively more time and are more suitable for terrains where there are frequent changes in elevation. A hybrid interpolation method, which involves both a linear method and a nonlinear method of interpolation, is proposed in this paper. The proposed method aims to integrate the advantages of both linear and nonlinear interpolation methods for the refinement of regular grid DEM. Here, the bilinear is identified as the linear method, and the bi‐cubic is taken to be the nonlinear interpolation method. The hybrid method is an integration of a linear model and nonlinear interpolation model with a parameter that defines the weights for each of the models. The parameter is dependent on the complexity of the terrain, for which a DEM is to be interpolated. The experimental results in this study demonstrate that the hybrid method is effective for interpolating DEMs for various types of terrain.     

基于ETM+的表观荔枝波谱反射率反演研究

试从现有的大量遥感影像中提取不同环境下地物的反射率,以目前常用的ETM＋影像数据和荔枝波谱数据提取为例,先对影像进行系统校正得到星上反射率,然后采用6S大气校正模型对图像进行订正,反演地物的真实反射率,并采用与野外实测相结合的方法,分析了星上反射率、6S反演的反射率与实测值之间的误差,结果证明6S校正法是一种较高精度的地物波谱反演方法,可以方便、快捷、准确地从现有的大量遥感影像上直接获取荔枝的反射率.为下一步的自动高效从影像反演地物反射率的研究奠定了基础.     

Inverse kinematical problems of reflection seismology—II. Problems of downward field continuation

Summary. This paper discusses the inverse (downward) continuation of a wavefield into a medium, as a means of estimating seismic velocities and the imaging of the geometry of reflecting objects. The notion of a kinematically equivalent (K-equivalent) operator of the field continuation is introduced, which allows both the possibility of replacing the initial Lamé equation by a simpler one (for example, a wave equation) and also the existence of an infinite set of continuation operators which permit us to construct a wavefield with proper characteristics. Any of the K-equivalent operators can be used in the task of imaging of reflectors given the known velocities. If velocities are unknown and reflectors are irregular, it is possible to improve the regularity of reflections by continuing the field downward to a fictitious surface in the media with a velocity V_o, that differs from the true velocity V . The conditions needed to untie loops in the true patterns in the continued field are also given.
Another approach is connected with calculations of dynamic sections using different values of velocity (say, an extremal velocity) under which the amplitudes of reflectors on sections are brought to a maximum due to the phenomena of focusing. Extremal velocities can be also used for solving inverse kinematical problems.     

AN APPROACH TO OBTAINING AN OPTIMAL DESIGN IN THE NON-LINEAR LEAST SQUARES DETERMINATION OF BINDING PARAMETERS IN A COMPLEX BIOCHEMICAL SYSTEM

The design of an experiment for the determination of binding parameters in the association between aligand and a macromolecule with two groups of non-interacting binding sites is proposed.In theGauss-Newton non-linear least squares treatment the standard deviation of each parameter is given asthe product of two terms:one depending on the experimental error and the other,the diagonal elementof the dispersion matrix,depending only on the independent variables of the system.In order to reachan optimal experimental design,these diagonal elements of the information matrix have to be minimized.In our approach this is achieved by searching those values of the independent variable which maximizethe determinant of the information matrix.Furthermore,the limits of validity of the model are deducedfrom an analysis of the diagonal elements of the information matrix obtained under optimal conditions.