The Scientific Conceptual Framework for Ecological Quality of the Dryland Ecosystem: Concepts,Indicators, Monitoring and Assessment

The dryland ecosystem is the dominant component of the global terrestrial ecosystem since arid regions occupy 45% of the earth’s land area and feed 38% of the world's population. The stability and sustainable development of the dryland ecosystem are critical for achieving the millennium development goal (MDG) in the arid and semiarid areas. However, there is still no scientific guideline for measuring and conserving the health and productivity of dryland ecosystems. Therefore, the purpose of this study is to develop the scientific conceptual framework of defining, monitoring and evaluating the ecological quality of dryland ecosystems. The ecological quality of dryland ecosystems is represented by a system of comprehensive indicators that are each extracted from the ecological elements, and structural and functional indices of the ecosystem. These indicators can be monitored by integrating satellites and unmanned aerial vehicles with ground-based sensor networks at the scale of either observational sites or regional scales. Finally, the ecological quality can be evaluated by evaluation models based on the normalized index values and their thresholds. This paper presents a conceptual framework for monitoring and evaluating the ecological quality of drylands, which provides a way of advancing the monitoring, diagnosis, and evaluation of the ecological quality of the dryland ecosystems.     

我国生物海岸修复现状及展望

介绍了我国生物海岸的分布现状,总结出以柽柳为代表的灌木群落、以芦苇为代表的草本群落、以红树林为代表的常绿灌木与乔木群落以及珊瑚礁是我国海岸带四类典型生物群落。生物海岸的生态、旅游、渔牧和科研价值极高,但从20世纪50年代起,由于对生物海岸的价值认识不足,我国生物海岸被大量破坏,主要破坏原因可归纳为:1)土地功能转换式开发引起的红树林和草本岸线破坏;2)过度采挖及环境恶化引起的珊瑚礁破坏;3)土壤盐碱化引起的柽柳群落退化。从20世纪80年代至今,一系列海岸带保护与生态修复的举措陆续实施,减缓了我国海岸带生态加速破坏的态势,较好地保护和修复了我国生物海岸,其中最重要的举措包括:1)设立生物海岸湿地公园和自然保护区;2)建立健全生物海岸保护相关法律体系;3)开展典型生物海岸相关研究与修复技术探索;4)推进并实施"十三五"海洋规划中三大海洋重点工程。为了解我国海岸带生态修复的现状,于2017-2018年期间,分别在山东日照、潍坊,上海,广东汕头、汕尾以及徐闻进行了实地调研和测量,调研结果表明:在政策支持下,调研地区的生物海岸得到了很好的保护和修复,推进我国海岸带生态修复步入快速发展阶段。基于调研成果,指出我国在海岸带生态修复中应特别重视的一些问题。     

Variability in the vertical hyporheic water exchange affected by hydraulic conductivity and river morphology at a natural confluent meander bend

River confluences and their associated tributaries are key morphodynamic nodes that play important roles in controlling hydraulic geometry and hyporheic water exchange in fluvial networks. However, the existing knowledge regarding hyporheic water exchange associated with river confluence morphology is relatively scarce. On January 14 and 15, 2016, the general hydraulic and morphological characteristics of the confluent meander bend (CMB) between the Juehe River and the Haohe River in the southern region of Xi'an City, Shaanxi Province, China, were investigated. The patterns and magnitudes of vertical hyporheic water exchange (VHWE) were estimated based on a one‐dimensional heat steady‐state model, whereas the sediment vertical hydraulic conductivity (K_v) was calculated via in situ permeameter tests. The results demonstrated that 6 hydrodynamic zones and their extensions were observed at the CMB during the test period. These zones were likely controlled by the obtuse junction angle and low momentum flux ratio, influencing the sediment grain size distribution of the CMB. The VHWE patterns at the test site during the test period mostly showed upwelling flow dominated by regional groundwater discharging into the river. The occurrence of longitudinal downwelling and upwelling patterns along the meander bend at the CMB was likely subjected to the comprehensive influences of the local sinuosity of the meander bend and regional groundwater discharge and finally formed regional and local flow paths. Additionally, in dominated upwelling areas, the change in VHWE magnitudes was nearly consistent with that in K_v values, and higher values of both variables generally occurred in erosional zones near the thalweg paths of the CMB, which were mostly made up of sand and gravel. This was potentially caused by the erosional and depositional processes subjected to confluence morphology. Furthermore, lower K_v values observed in downwelling areas at the CMB were attributed to sediment clogging caused by local downwelling flow. The confluence morphology and sediment K_v are thus likely the driving factors that cause local variations in the VHWE of fluvial systems.     

雅安芦山4.20震后县级单元生态系统风险评价

区域生态风险评价是对各种生态风险及环境问题进行评价和管理的重要手段。针对雅安地震灾区特殊的自然地理及生态环境特征,选取芦山县为研究对象,采用遥感、GIS及SPSS统计分析的方法,通过风险源、风险受体、暴露和易损性分析,建立生态风险综合评价模型,划分生态风险区类型,进而提出生态风险管理对策。结果表明:1)微度和低度生态风险区集中分布在高海拔的森林及草地生态系统,该区生物多样性丰富,抗干扰能力较强,地质灾害及人类活动影响较小;2)中度和高度生态风险区具有沿农田及建设用地生态系统集聚分布的特征,该区地质灾害频繁,地壳活动性较强,生态系统抵抗灾害的能力较差。研究结果可为地震灾区防御、规避风险及安全选址提供科学依据。     

渝东南下古生界页岩构造裂缝形成及分布控制因素

天然裂缝对页岩气储集和渗流有重要影响,但目前对页岩构造裂缝研究不够深入。本文通过露头、岩心裂缝观察和分析,探讨了渝东南下古生界页岩构造裂缝类型、形成机理及分布控制因素。基于裂缝特征及力学成因,将剪切裂缝分为高角度剪切裂缝、倾斜滑脱裂缝和水平滑脱裂缝。倾斜滑脱裂缝是在上覆岩层重力和水平构造应力共同作用下沿应力集中的软弱面发生剪切滑动形成,水平滑脱裂缝是在构造挤压应力作用条件下主要沿页理面方向的剪切或层间滑动形成;页理发育程度及岩层曲率是控制水平滑脱裂缝形成的关键因素,岩石矿物组成、构造作用及岩层厚度是控制其它类型构造裂缝形成和分布的主要因素,页岩岩石力学层的划分需要根据裂缝特征、岩性变化特征、岩石力学参数及沉积界面等综合确定,岩层厚度与层间构造裂缝密度呈负相关关系。     

面向应用的航天遥感科学论证研究

为适应中国民用航天遥感从科学试验向业务服务模式转变,更好地探索、了解与解决应用需求与航天遥感系统对接等方面遇到的技术问题,促进航天遥感统筹协调可持续发展,中国适时于2004年成立了国家航天局航天遥感论证中心。10余年来,论证中心以航天遥感系统为研究对象,系统开展了面向应用的航天遥感科学论证概念、理论方法、技术工程与应用研究。本文是论证中心团队长期从事航天遥感科学论证研究与实践的系统总结,介绍了遥感论证初步认知、遥感论证关注问题、遥感论证理论体系与模型方法集、遥感论证能力建设及遥感论证实践等方面内容,给出了遥感论证定义并详细分析了研究范围和内容,提出了由知识维、进程维和逻辑维所组成的遥感论证作用域3维空间结构,指出社会发展加快和信息化水平提高,带动整个航天遥感数据信息链向更大规模、更短响应时间周期、更综合数据集成、更高数据质量、更加智能化方向发展,航天遥感系统将进入新的"智慧遥感"发展阶段。得益于十余年来中国民用航天快速发展,我们经历了风云三号新型载荷校飞、多角度多光谱偏振遥感器论证、环境星应用工程论证等实践,取得了多方面理论方法的突破,并应用到2030民用航天发展规划、高分辨率对地观测系统、国家自然灾害空间信息基础设施、国家民用空间基础设施中长期发展、2030中国综合地球观测系统规划等论证当中。经过不断实践,快速迭代,形成了遥感论证理论体系及相应的十大模型方法,包括遥感信息流模型、遥感信息特征模型、遥感信息应用模型、遥感信息量分析模型、遥感数据工程模型、航天遥感系统结构模型、航天遥感系统状态描述模型、航天遥感系统质量模型、航天遥感系统发展动力模型及能力体系模型。这些模型方法全面反映了航天遥感系统特征、结构、状态、发展动力、条件等,可广泛用于对航天遥感系统进行顶层设计、规划、考察、分析、评价、预测,并开展实践探索。     

地表覆盖遥感产品更新完善的研究动向

近年来,多尺度地表覆盖遥感产品的不断涌现,为环境变化研究、地球系统模拟、地理国(世)情监测和可持续发展规划等提供了重要科学数据。为更好地满足广大用户日益增长的应用需求,应对地表覆盖遥感产品进行持续更新完善,保持其时效性、增强时序性、丰富多样性。针对大面积地表覆盖遥感产品更新完善所面临的主要问题,介绍和评述了国内外有关研究动向,包括影像与众源信息相结合的更新、数据类型细化与完善、地表覆盖真实性验证,并作了简要展望。     

倾斜摄影测量的城市真三维模型构建方法

针对如何基于近年来新推出的倾斜摄影测量技术快速构建城市真三维模型的问题,在研究分析国内基于该技术构建三维模型方法的基础上,提出了利用Street Factory系统,结合少量人工干预快速构建城市真三维模型的方法。采用倾斜影像联合空中三角测量技术,实现了多角度倾斜影像的一体化区域网平差;通过多视影像密集匹配和自动纹理关联,实现了高精度真实三维模型的构建。基于RCD-30倾斜相机获取的西安大雁塔景区倾斜影像,开展城市真三维模型构建试验。结果表明,所提方法构建的城市真三维模型满足相关规范的要求,适合大规模区域城市三维模型快速构建,对测绘生产单位规模化生产具有一定的参考价值。     

白缘(鱼央)5S rDNA的扩增分析及其在染色体上的FISH定位

本文分别对雌雄白缘(鱼央)的5S rDNA进行了PCR扩增和序列分析,并采用双色荧光原位杂交(FISH)技术,以白缘(鱼央)的5S rDNA序列和小麦的45S rDNA为探针,对其在白缘(鱼央)雌雄中期染色体上进行了FISH定位研究。结果表明,白缘(鱼央)5S rDNA序列无雌雄差异;5S rDNA的保守区序列为117 bp;5S rDNA和45S rDNA分别被定位于白缘(鱼央)的性染色体和第5号染色体上。同时从GenBank中获得了22种鱼的5S rDNA,运用DNAman软件构建了23种鱼的系统发育树,对白缘(鱼央)的进化地位进行了初步研究。本研究为阐明白缘(鱼央)在鱼类系统进化中的位置、重复序列在脊椎动物性染色体上的分布状况以及与性别决定与分化的关系,提供了资料积累和分析依据。     

我国海洋水下文化遗产保护现状与管理探讨

海洋水下文化遗产是不可再生的文化资源,在全球海洋开发的浪潮中,做好海洋水下文化遗产的调查和保护是迫切和急需的。文章概述世界上传统海洋大国对海洋水下文化遗产保护和管理的经验,分析我国海洋水下文化遗产保护和管理存在的问题,并提出相关对策:查清海洋水下文化遗产的分布、数量和特征等信息,了解海洋水下文化遗产分布区的地质地貌环境、水动力环境和保存环境条件,建立海洋水下文化遗产档案馆和数据库系统;完善与海洋水下文化遗产保护相关的法规、政策和标准规范等,提升执法效率,做好海洋水下文化遗产保护和海洋开发利用的协调工作;建立海洋水下文化遗产保护示范区,传承和弘扬蓝色文明,实现海洋水下文化遗产的社会利用和可持续保护。