Climate change, land use change, and China’s food security in the twenty-first century: an integrated perspective

Food security in China, the world’s most populous country, has long been a concern because of the challenges of population growth, water shortages, and loss of cropland through urbanization, soil degradation, and climate change. Here, we present an integrated analysis of China’s food demand and supply under IPCC Special Report on Emissions Scenarios A1, A2, B1, and B2 in 2020, 2050, and 2080, based on official statistics and future development scenarios. Our analysis accounts for future socioeconomic, technological, and resource developments, as well the impact of climate change. We present a covariant relationship between changes in cereal productivity due to climate change and the cereal harvest area required to satisfy China’s food demand. We also estimated the effects of changing harvested areas on the productivity required to satisfy the food demand; of productivity changes due to climate change on the harvest area required to satisfy food demand; and of productivity and land use changes on the population at risk of undernutrition. China could be able to feed herself without disturbing the global food market in the twenty-first century, but whether the government will choose self-sufficiency or increased food imports may depend on the cost of change, which remains unknown.     

云南寒武纪早期澄江生物群中原始海绵科似斜纹海绵属新种

本文报道澄江生物群似斜纹海绵属Paradiagoniella的两个新种：橄榄形似斜纹海绵P.oliviformis sp. nov. 和锥形似斜纹海绵P. conicasp. nov. 。两个新种具有似斜纹海绵属的基本特征：体壁薄;由排列不规则、分级的十字骨针为基底构成骨骼;除十字骨针外,还穿插排列有五射针、六射针、弯弓形和针形双尖单轴针等。然而与模式种不同,两个新种十字骨针分级不明显;同时,两个新种在外形、骨针组成、最大十字骨针射长比等方面,与本属的其他种都存在明显差异。新材料的发现增加了寒武纪早期原始海绵物种多样性,为研究海绵动物早期起源演化提供了新信息。     

青藏滇缅印尼歹字型构造再认识

青藏滇缅印尼歹字型自中新世中期澳大利亚板块与东南亚大陆开始碰撞逐渐形成。上新世早期演化成为具有统一形变、运动和动力体系的构造。其与澳大利亚以及西南太平洋地区的连环式旋卷构造是一个构造整体,可以归入一个构造体系。探索认识这一巨型构造体系因其与青藏高原构造地貌的演变,全球大洋温盐环流的重大调整密切相关。其导致了区域乃至影响了全球的气候环境剧变。认识李四光教授的科学思想和构造体系需要沿着其思想脉络,从更广阔的范围和科学发展的前沿思考和探索。      

2010-2015年中国土地利用变化的时空格局与新特征

土地利用/覆被变化是人类活动对地球表层及全球变化影响研究的重要内容。本文基于Landsat 8 OLI、GF-2等遥感图像和人机交互解译方法,获取的土地利用数据实现了中国2010-2015年土地利用变化遥感动态监测。应用土地利用动态度、年变化率等指标,从全国和分区角度揭示了2010-2015年中国土地利用变化的时空特征。结果表明：2010-2015年中国建设用地面积共增加24.6×10³ km²,耕地面积共减少4.9×10³ km²,林草用地面积共减少16.4×10³ km²。2010-2015年与2000-2010年相比,中国土地利用变化的区域空间格局基本一致,但分区变化呈现新的特征。东部建设用地持续扩张和耕地面积减少,变化速率有所下降;中部建设用地扩张和耕地面积减少速度增加;西部建设用地扩张明显加速,耕地面积增速进一步加快,林草面积减少速率增加;东北地区建设用地扩展持续缓慢,耕地面积稳中有升,水旱田转换突出,林草面积略有下降。从“十二五”期间国家实施的主体功能区布局来看,东部地区的土地利用变化特征与优化和重点开发区的国土空间格局管控要求基本吻合;中部和西部地区则面临对重点生态功能区和农产品主产区相关土地利用类型实现有效保护的严峻挑战,必须进一步加大对国土空间开发格局的有效管控。     

新疆哈密玉西银矿床特征及成因

玉西银矿床产在中元古界长城系星星峡群黑云斜长片麻岩和藓县系卡瓦布拉克群大理岩间的韧性剪切带、韧脆性破碎带中;矿体呈脉状、透镜状和似层状;矿石由辉银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、石英和黄铁矿等４０余种矿物组成;围岩蚀变有硅化、内铁矿化和碳酸盐化;经历热液成矿期、叠加成矿期和表生成矿期。矿质源自地壳浅部和深部岩石,介质来自地壳封存水、变质水和雨水的混合水,热源主要来自地壳圈层剪切热。在同构造、中低温、中     

甘青地区马家窑文化彩陶贸易及其动力探讨

马家窑文化是甘青地区仰韶文化晚期阶段一个重要的文化遗存类型,其以精美的彩陶闻名于世,对于马家窑文化彩陶的交流传播研究受到了学术界的广泛关注.本文运用X-荧光光谱分析法对甘青地区5个典型马家窑文化早期阶段遗址出土的92件彩陶陶片样品和各遗址附近采集的42份红粘土及黄土样品进行化学元素组成分析,追溯彩陶的产源地及贸易.同时基于陶器的起源传播理论,收集整理马家窑文化区遗址出土的粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)农作物以及动物骨骼遗存鉴定资料,探讨马家窑彩陶贸易的动力.Ti/Al-Na/K和主成分分析结果显示宗日文化区宗日遗址的马家窑文化彩陶元素组成特征和马家窑文化主体区域的彩陶一致,表明宗日遗址马家窑类型彩陶是从马家窑文化主体区域贸易而来;马家窑文化彩陶的传播和该地区粟黍农作物的交流传播具有时空一致性,粟黍农业人群沿黄河上游谷地向共和盆地的扩散带来了新的文化元素;宗日文化区和马家窑文化核心区生业模式的差异带来了跨区域间文化交流的动力,这也可能是马家窑文化彩陶贸易的动力.     

海相火山岩区地质填图方法——以北祁连山东段白银矿田古火山机构厘定为例

20世纪90年代以来,火山机构控矿理论在海相火山岩区块状硫化物矿床研究中得到了越来越多的关注,基于该理论的指导,在北祁连山东段的白银矿田取得了找矿突破性进展。其间,详细的海相火山岩相地质填图工作为白银矿田火山机构与成矿联系的研究及找矿突破奠定了坚实的基础。反映出在海相火山岩区推行合理可行的火山岩相地质填图方法至关重要。以白银矿田海相火山岩区为例,首先,对该区大比例尺火山岩相填图及古火山机构厘定成果进行介绍;其次,通过分析、借鉴此成功案例,总结海相火山岩区填图内容和技术方法;最后,阐述应用该方法在北祁连山中段祁连县一带海相火山岩区进行大比例尺填图的成功尝试。     

不同土地覆盖类型上植被生长的最适温度

生态过程模型已成为探测陆地植被对气候变化响应的重要手段之一,最适温度作为模型模拟过程中的一个重要参数,其准确性对模型模拟结果有重要影响。本研究以2001-2010年MODIS-NDVI、2001-2010年气象台站温度数据,以及2000年土地覆盖数据,结合前人研究的成果,将最适温度定义为适宜植物生长温度上下限之间所有月均温度的均值,并从植被类型角度出发,探讨不同植物生长的最适温度,以期为生态过程模型的改进提供参数优化方案。研究表明,不同植被类型植被生长的最适温度存在较大差异。常绿针叶林、常绿阔叶林、落叶针叶林、落叶阔叶林、混交林、灌丛、草地、农田和建设用地的最适温度,依次为22.4℃、23.4℃、14.1℃、19.5℃、20.7℃、22.6℃、15.4℃、24.8℃和25.6℃。     

Regional Differences of China′s Urban Expansion from Late 20th to Early 21st Century Based on Remote Sensing Information

This study investigated the regional differences of China′s urban land expansion from the late 1980s to the year of 2008, based on the spatio-temporal analysis of CLCD (China′s land cover/land use database) datasets which were mainly produced from remote sensing imagery data. A newly defined urbanization level index (UI), based on urban land area, is proposed to describe Chinese urban expansion process at 1 kilometer, provincial, regional, and na-tional scales, together with the absolute urban expansion index (UEa) and the relative urbanization expansion index (UEr). The results indicate that the percentages of total land area occupied by urban in the late 1980s, 1995, 2000, 2005, and 2008 were approximately 0.25%, 0.32%, 0.33%, 0.43% and 0.52% of China′s total land area, respectively. Between the late 1980s and 2008, the total urban expansion in the mainland of China was 2.645 × 104 km2, resulting in an annual urban expansion area of about 1322.7 km2/yr, with the UEr of 111.9%. This study also finds that there has been an obvious spatial gradient of urbanization ratio running from the east coast to the west inland, and the urbanization gaps among different regions have persisted over the past two decades. The study also reveals obvious temporal varia-tions of the urbanization rates. There was very little urban growth during the period of 1995-2000 due to the governmental policy factors.     

近40年来中国大陆地表气温变化估算

 本文对近20年来中国地表气温变化估算方法进行了全面的总结,并对不同研究者所采用的资料、时间尺度及研究结果进行了对比分析。结合当前国际上应用较多的几种升温估算方法,本文以1970-2007年的气温数据为基础,分别应用直接算术平均法、逐站计算法、区域面积加权法、一级差分法和空间插值法,对中国大陆近40年的升温幅度分别进行了估算,从结果的对比分析中揭示中国地表气温变化估算中存在的不确定性:中国大陆地区近40年来的增温趋势在0.30~0.43℃/10a之间,升温幅度在1.16~1.56℃之间;冬季升温最为显著,夏季升温最少;整体上北方升温幅度高于南方。不同计算方法计算得到的增温速率在绝对值上有着一定差异,但整体趋势是相同的。