海底天然气水合物开发的前景研究——基于经济可行性的视角

海底天然气水合物的开发利用对于国家能源安全与环境保护具有重要意义。然而,作为一种新型深海能源,海底天然气水合物至今仍未实现商业化生产。除开发技术等因素外,天然气水合物开发投入、产出的成本问题也是制约海底天然气水合物大规模开发的另一关键因素。文章从经济可行性的视角分析海底天然气水合物目前开采成本、未来开采成本的变化以及未来的价格优势,从而对天然气水合物开发的前景进行相关研究。研究结果显示,虽然目前天然气水合物的开采成本要高于常规天然气,但随着今后开采技术的改进,天然气水合物开采的总成本、边际成本和平均成本都会相应降低,当天然气水合物的价格低于常规天然气价格时,天然气水合物的商业化生产便可能实现。     

我国海洋资源环境承载力评价指标体系和评价方法

为促进我国海洋生态环境保护和海洋资源优化配置,文章结合已有研究成果,构建海洋资源环境承载力评价指标体系,并提出基于熵值法的评价方法。研究结果表明:海洋资源环境承载力评价指标体系包括目标层、3个要素层和18个指标层组成,其中海洋资源环境供给能力包括人均滨海湿地面积等6个评价指标,海洋资源环境承压能力包括海洋生物多样性等6个评价指标,人类经济社会发展能力包括人均海洋生产总值等6个评价指标;基于熵值法的评价方法包括评价指标标准化处理、评价指标权重确定和海洋资源环境承载力指数计算3个步骤;该评价指标体系和评价方法具有较强的可操作性,将在实践中逐渐完善。     

基于拓扑关系的面状地形要素提取方法

针对地形要素提取工作量大的问题,提出一种基于空间拓扑关系的面状地形要素自动提取方法。通过对比分析AutoCAD数据与GIS数据的差异,对地形要素提取中的关键问题进行了分析;运用多要素组合拓扑构面的方法完成图形的快速构建,利用独立符号或文字注记与图形的包含关系完成图形的检查,建立图形与分类编码的映射关系实现分类信息的自动识别。实验表明,该方法对于面状地形要素的提取快速、准确,目前已在多个港区的空间数据建库中得到验证,提高了数据生产的工作效率。     

我国北方半干旱牧区天然打草场退化分级（英文）

半干旱牧区天然打草场是北方牧区产量最高的草场,但由于长期连续打草,没有休闲机会,目前天然打草场普遍存在严重的退化,极大限制了天然打草场牧草的产量和质量,同时,我国天然打草场退化的空间分布及其退化程度的本底数据一直不清,主要原因之一与没有形成全国统一的、规范的评价标准有关。基于上述问题,本文采用层次分析法针对北方(温性草甸草原、温性草原、山地草甸、低地草甸为主)的草原区开展天然打草场退化评价指标的筛选与精度验证,研究明确了能够快速反映天然打草场退化的7项指标(平均高度、地上生物量、盖度、中型禾草比例、凋落物量、退化指示植物比例及裸斑、盐碱斑占地面比例),采用5级级差法划定了各项指标的阈值范围,即平均高度25–80 cm,地上生物量480–2500 kg ha~(-1),盖度26%–98%,中型禾草比例10%–50%,凋落物量100–400kg ha~(-1),退化指示植物比例0–11%,裸斑、盐碱斑占地面比例0–14%。研究结果有效解决了天然打草场退化分级评价的技术瓶颈,为天然打草场退化的科学评价提供理论依据,也对天然打草场可持续利用及畜牧业生产提供了重要技术支撑。     

广州S波段双线偏振天气雷达双通道一致性测试及分析

双线偏振天气雷达双通道的一致性,是新一代天气雷达双线偏振升级的技术关键。本文分别采用机外仪表和机内测试信号,测试分析了广州CINRAD/SA-D双线偏振雷达接收机双通道的一致性。结果表明:①接收机双通道的动态范围、噪声系数、强度定标等满足设计指标,但测试结果也存在一定的差异,导致偏振参量差分反射率因子ZDR和差分相移ΦDP产生误差,需要对这种差异进行定期检查和修正,以确保双通道一致性;②旋转关节对整个接收链路的信号幅度和相位一致性有影响,这种影响随着方位的变化呈现出一定的周期变化规律,因此随着双线偏振雷达的长期运行,方位旋转关节的影响不可忽略。     

2014年2月张家界市两次降雪天气过程对比分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料对张家界市2月上中旬两次降雪过程的天气形势演变、水汽和热力条件等进行了对比分析。结果表明,西南急流为降雪提供充足的水汽,西南急流的位置和强度与降雪落区和强度有密切联系;锋面的抬升作用是降雪产生的重要动力和热力条件;逆温层的特征和湿层的厚度与降雪的类型和强度有很好的对应关系。     

地球静止卫星和网格化站点支持下的PM2.5精细制图

许多城市建立的相对稠密的网格化监测站点,为精细化监管城市空气质量奠定了基础。本文选用徐州市网格化监测数据、地球静止卫星Himawari-8/AHI及COMS/GOCI的表观反射率和气溶胶光学厚度数据、气象和其他辅助数据,开展了徐州地区0.005°空间分辨率网格的PM_2.5浓度精细化制图研究。本文使用了极端梯度提升（XGBoost）、随机森林（RF）及时空加权回归（GTWR）等3种方法,并选用多种特征参数组合进行对比分析。综合分析模型精度和过拟合程度,结果表明XGBoost模型表现最好,其R²为0.90,RMSE为11.65 μg/m³。进一步将本文结果与国控站点、清华大学的TAP数据集和马里兰大学的CHAP数据集的对比分析,结果表明基于网格化站点的PM_2.5制图结果能更好地反映城市内部不同区域的PM_2.5浓度分布差异性,弥补因国控站点稀疏带来的缺陷,更好地服务于城市空气质量精准管控。     

基于高光谱数据和RBF神经网络方法的草地叶面积指数反演

基于中国农业科学院在呼伦贝尔草原实测的120组草地冠层光谱反射率及相应的叶面积指数(LAI)数据,在进行主成分分析(PCA)实现降维处理的基础上,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络方法对草地LAI进行了高光谱反演研究.PCA结果表明,前9个主成分的累积贡献率达到了99.782％,能包含原光谱数据的绝大部分信息.将120组LAI及相应的9个主成分样本数据随机分为校正集数据(90组)和预测集数据(30组),分别用于神经网络模型的建立和LAI的预测.所构建的神经网络模型的模拟结果表明,RBF神经网络模型对校正集样本的模拟准确率达到100％(RMSE =0.009 6,R2 =0.999);预测集样本的实测LAI和模拟LAI之间的均方误差和决定系数分别为0.218 6和0.839,取得了较好的模拟效果,有效提高了传统的多元线性回归方程(RMSE =0.416 5,R2=0.570)的计算精度.     

东南极企鹅和海豹粪土层细菌群落的变化特征

海洋动物粪土是南极陆地生态系统养分的重要来源,粪土层细菌群落对南极苔原碳、氮循环过程起重要作用,但目前对南极海洋动物粪土层中细菌群落的变化特征却鲜有报道。本文采集了东南极四个企鹅、海豹粪土剖面样品,通过酶活性、微生物量碳、微生物熵、土壤呼吸和DNA浓度测定以及16 S r DNA-DGGE分析,探讨了粪土层中细菌群落变化特征及其与环境因子的关系。土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性、微生物量碳、土壤呼吸和微生物熵随深度增加而递减,而代谢熵增加,表明随深度增加,微生物生存环境恶劣,造成细菌丰度和酶分泌量减小,需更多有机碳进行能量代谢。土壤DNA浓度与pH、含水率、TOC、TN、微生物量碳、土壤呼吸以及酶活性呈高度正相关,表明这些因子对粪土层中细菌种群的丰度有重要影响。DGGE图谱分析证实：东南极海洋动物粪土中含丰富的细菌群落结构,随深度增加泳道带型数量和亮度递减,表明细菌多样性和丰度递减。聚类分析表明：四个剖面随深度泳道带型差异明显,细菌遗传相似性为46%,企鹅、海豹粪土细菌群落差异性尤为明显;发现四个粪土剖面中,细菌丰度与企鹅、海豹粪的相对含量呈协调一致性变化,且表层5cm粪土层细菌丰度最高,表明东南极企鹅和海豹排泄物对土壤中细菌群落多样性变化起重要作用。     

放牧制度对荒漠草原可萌发土壤种子库的影响

 以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,研究可萌发土壤种子库对不同放牧制度的响应。结果表明:①可萌发种子库物种组成在划区轮牧草地为11种,自由放牧草地为8种,封育禁牧区为9种,划区轮牧较自由放牧和禁牧有利于提高草地群落可萌发土壤种子库的植物种数以及多年生优良牧草;可萌发土壤种子库密度在封育禁牧区为(19 533.33±10 552.83)粒·m-2,划区轮牧区为(3 233.33±524.21)粒·m-2,自由放牧区为(2 553.60±2 152.48)粒·m-2,可萌发土壤种子库密度封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。②不同处理可萌发土壤种子库垂直分布有共同趋势, 有75.06%~83.19%分布在0~5 cm土层内,14.16%~21.68%分布在5~10 cm土层内,2.65%~4.90%分布在10~15 cm土层内,且不同土层可萌发土壤种子库密度均为封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。③划区轮牧区可萌发土壤种子库的丰富度指数和多样性指数高于自由放牧区。划区轮牧区和封育禁牧区可萌发土壤种子库组成的相似性系数最大,为0.857。