中国西部环境与生态科学数据中心在线共享平台的设计与实现

国家自然科学基金委员会的"中国西部环境与生态科学数据中心"致力于中国西部环境与生态科学数据的共享.在介绍西部数据中心整体结构的基础上,对西部数据中心的在线数据共享平台的技术实现方案、开发模式和数据库结构,元数据标准、数据知识关联、分类和导航等关键技术实现进行了介绍.西部数据中心共享平台本着方便查询、详细数据说明、易于管理、着眼未来和突出服务等原则,充分利用最新的Web和GIS技术在政策许可范围内实现数据共享.最后,讨论了数据中心之间集成、模型服务等问题.     

中国西部环境和生态科学研究计划2001年项目指南

“中国西部环境和生态科学研究计划”是国家自然科学基金委员会组织实施的重大科学研究计划。其宗旨在于 ,通过组织和支持对围绕中国西部环境和生态建设的基础性、战略性和前瞻性科学问题的研究 ,推动地球系统科学及相关学科的发展 ,为西部地区的环境和生态建设与管理决策提供科学依据。本“研究计划”的目标定位于回答 3个基本科学问题 :1西部的现代环境格局是如何形成的 ?2如何区分西部环境和生态的演化中自然和人文因素的作用 ?3在全球变化的背景下 ,西部环境和生态今后的发展趋势如何 ?1　总体思路以陆地表层系统的物理、化学、生物、人…     

面向数据共享的地球系统科学数据分类探讨

地球系统科学数据共享在国际、国内都有迫切的需求。由于地球系统科学固有的学科交叉性和综合性,如何建立科学、通用的数据分类体系是困扰该领域数据共享和服务的难题。首先综合分析了国际上地球系统科学领域主要的数据分类体系,重点对美国全球变化主目录(GCMD)分类系统及其2005—2013年的演变趋势进行分析,指出当前该数据分类呈现扁平化、两极化的显著特征。在此基础上,重点梳理了国家科技基础条件平台———地球系统科学数据共享平台的用户服务记录,揭示了用户访问频次最高的数据集和检索关键词。结合GCMD系统化、结构化的分类思想和国家地球系统科学数据共享平台用户化的数据服务需求,提出扁平化的地球系统科学数据目录分类和规范化的关键词表体系2种分类模式。     

大数据背景下的地质成果数据服务

在大数据环境下的地质数据服务应改变传统服务模式,创新与变革服务理念和服务方式.通过构造基于数据的开放协同的研究与创新模式,搭建数据共享平台,使地质数据资源的积累存储、加工处理、研发服务一体化,进而实现数据的流通、共享和使用,提高地质数据服务能力.     

黑河流域水文信息系统设计与实现

水文数据建模和数据共享是流域科学研究的重点工作, 也是"数字流域"研究的基础.目前集成观测数据和环境信息的流域信息基础设施已经成为"数字地球"技术在流域科学方面的重要应用.以水文数据模型和"协同促进水文科学发展大学联盟"水文信息系统(CUAHSI-HIS)为原型, 设计一个适合于黑河流域的集流域地理数据库、 观测系统数据库和数据共享发布系统于一体的流域水文信息系统.系统实现集成各种观测数据类型、 数据来源及观测数据的流域观测数据库, 通过统一地表和地下水的通用数据模型实现流域地表水和地下水信息的一体化存储管理, 同时存储、 组织和在线共享发布流域相关的观测数据和空间数据, 为流域科学研究提供在线生态环境数据的网络服务以及相应的流域观测数据服务, 有效的推动流域科学计划的研究.     

基于曙光3000计算环境的寒旱区资源环境数据平台建设

通过对寒区旱区资源环境研究中已积累的大量特色数据、应用模式和程序的分析,对分布式网络环境中的数据采集与管理、应用模式和程序的移植集成、应用程序与数据的交互访问等技术进行了讨论,提出建立由数据中心、中间件服务、应用服务、一站式管理组成的数据平台是提高数据利用效率,方便实现数据与应用集成,提高科研效率的一种有效途径之一.对数据平台建设的主要思路及实现技术进行了详细讨论,并在实验基础上,初步建立了基于曙光3000高性能计算环境的寒区旱区资源环境数据平台,为以后的数据网格建设做了一定的技术准备.     

"973"计划资源环境领域数据汇交进展与数据分析

国家科技计划项目数据汇交对于促进科学数据的整合集成,增强国家科技投入的效益,提高我国科技计划项目管理水平具有重要意义。经过充分研究,科技部基础司选择国家重点基础研究发展计划(973计划)资源环境领域作为试点,于2008年启动数据汇交工作,并专门成立数据汇交中心。2008年,按照数据汇交计划制定、数据汇交准备、数据实体汇交、数据共享服务4个阶段的工作流程,分"已结题"、"即将于2008年结题"和"在研"3种类型开展汇交工作,完成了24个结题项目的数据汇交,汇交数据总量超过620 GB。为了保证数据汇交的可操作性和规范化,数据汇交中心制定了包括核心元数据规范、数据文档格式等7项标准规范;研制了数据汇交软件工具;建立了海量数据存储环境;设计开发了数据汇交共享服务网络平台。面向数据服务进一步的需要,分析了已汇交数据情况,具体分为5种类型,即定点长期监测和野外定点调查类、区域调查和统计分析类、模型计算类、试验化验分析类、客观或主观描述类,并提出了相应的数据展示策略。     

面向e-GeoScience的地学数据共享研究进展

在总结比较国内外e-GeoScience研究进展的基础上,介绍了中国科学院地理科学与资源研究所自20世纪80年代以来开展的相关工作。提出了按“圈层—学科—数据类别”三级模式的地球系统科学数据分类体系,以主体数据库为核心,初步构建了“主体数据库—数据资源点”为支撑的地球系统科学数据资源体系。在J2EE环境下,采用Web Services、地理信息等技术开发了地球系统科学数据共享平台。最后,探讨了e-GeoScience未来的研究方向。     

适宜环境与生态研究的e-science探讨

环境与生态研究从定性、定量向多学科、多尺度、大范围的团队参与的综合集成研究方向发展,计算机、网络、数据、模式模型技术的逐渐成熟与完备,为环境和生态需要的e science支持平台建设提供了技术和研究基础。分析环境与生态集成研究典型模型基本过程得出,适合环境和生态研究的e science由数据平台、模型模式平台、协同与沟通平台、管理平台组成。其中：①定点、定位、互联网、传感器网格、空间数据采集与处理,以及再分析数据生成的数据支持平台是e science的基础;②包括模型库、模式库、协同建模环境、模拟环境、软件开发环境的模型平台是e science支持集成研究的核心;③模型、模式之间的协同,以及数据平台中数据接口和扩展接口驱动的开发与集成环境,数据与模型模式和模拟计算的内部协同工作平台是e science应用的关键;④完善的结果展示、输出和资源调度的管理平台是e science的窗口。以生态经济、水文研究为例进行的初步实验表明,四层结构的e science框架基本符合环境和生态研究过程的需要。     

2012—2022年地球科学国际发展态势与中国影响力分析

地球科学对一个国家的经济社会发展有着重要的战略支撑作用。为了对国际地球科学发展态势特别是中国地球科学的国际地位与影响力开展多层次分析,通过构建地球科学发展态势“宏观—中观—微观”定量研究框架,从产出规模、合作网络、研究主题、主题热度和国际影响力等多维角度开展基于文献数据的分析。研究发现,2012年以来全球地球科学保持着较为活跃和稳步向前的发展态势,中国在产出规模、发文机构、合作网络、高被引论文以及国际影响力等方面取得长足进步。基于国内外地球科学战略计划与定量研究结论,从学科战略系统规划、国际深度科技合作、国际前沿科学计划主导、学科领域数据中心建设、新技术工具再研发和学科融合创新发展几方面出发,提出未来中国地球科学发展应加大中长期学科战略研究与系统规划、促进高水平国际深度科技合作与交流、策划发起中国领导国际前沿科学计划等。     

Approaches for Monitoring and Assessment of Ecological Benefits of National Key Ecological Projects

In recent decades, due to the combined effect of human activities and climate change, the ecosystem of our country has been continuously degraded, seriously affecting the sustainable economic and social development. In order to protect and recover the ecosystem, China has invested heavily in launching a series of key ecological programs and projects including North Shelter Forest Program, Grain for Green Project and integrated ecosystem management of rock desertification. How to comprehensively and timely grasp the ecological effects and existing flaws of the implementation of key ecological projects so as to scroll the implementation of ecological projects and ensure the implementation effect of the projects, and promote the follow-up ecological engineering deployment of being scientific and space-oriented is a major imperative for the country. Therefore, the National Key Research and Development Program of China set up the project of “Monitoring and Assessment of Ecological Benefits of Key Ecological Engineering in China”. Through the implementation of this project, we will establish an indicator system for monitoring and evaluating the ecological benefits of key ecological projects, developing various technical systems for monitoring and evaluating the ecological benefits of key ecological projects, quantitatively evaluating the ecological benefits of key ecological projects, and concise the technical approaches to enhancing ecological benefits. We will provide a scientific basis for future planning and management of key ecological projects.     

西部水资源与生态环境建设

水不仅是西部经济发展的主要制约因素、山川秀美的重要保证，而且是西部脱贫致富的希望所在，调整能源结构的重要途径。本文在分析我国西部水资源基本态势的基础上，讨论了水资源开发的主要问题，并结合中国工程院“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”项目，探讨了西部水资源与生态环境建设。     

耦合遥感生态指数模型的山西省及规划矿区生态环境评价

生态环境质量是评价宜居水平的重要指标,定量评价区域生态环境质量的变化规律可为地区生态环境保护和治理提供科学依据。以我国山西省及其规划矿区为研究区域,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台和生态系统服务和权衡的综合评估(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)模型,在原有的遥感生态指数(Remote Sensing Ecology Index,RSEI)加入植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)和生境质量(Habitat Quality,HQ),分别用来表征碳汇水平和生境适宜度水平。选取2000—2018年有代表性的3个年份进行分析,通过构建基于耦合NPP、HQ和RSEI的新型遥感生态指数模型(NH-RSEI),评价山西省生态环境质量的时空异质性,并结合缓冲区分析法、驱动力分析法,对规划矿区的环境变化进行分析。研究表明：2000—2018年,山西省的整体生态水平处于中等偏下但有所改善,改善程度要小于矿区;晋东部的矿区生态环境处于中等...     

干旱区内陆河流域生态水文综合集成研究

针对干旱区内陆河流域生态环境问题,面对国家重大需求及地球系统科学发展方向,指出内陆河流域生态水文综合集成研究的必要性,旨在为精细管理水资源,提高单方水产出效益（经济效益和生态效益）提供思路。以黑河流域为例,追踪流域研究历程,目前从野外调查试验观测,模型模拟到研究平台建设,黑河流域的数据知识的积累已基本具备开展流域生态水文综合集成的条件,但仍然存在着巨大的挑战。根据存在的问题,提出未来进行集成研究应加强的3个方面：①加强综合观测;②强调人文因素的定量研究和人文过程的研究;③重视模型、模拟方法在描述和反演地理真实中的应用。     

黄淮海地区湿地水生态过程、水环境效应及生态安全调控

围绕国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“黄淮海地区湿地水生态过程、水环境效应及生态安全调控”,介绍了湿地水生态过程、水环境效应和生态安全调控研究对我国社会与科技发展的意义、研究现状和发展趋势、拟解决的关键科学问题、主要研究内容和研究总体方案。该项研究的最终目标是发展一套集河流、湖沼、河口等湿地系统组分于一体的湿地系统层面上的湿地学理论,解决我国湿地研究面临的一系列基础科学问题,有效协调区域社会经济发展与湿地保护之间的矛盾,为建立不同目标下湿地系统整体调控模式,构建生态、社会和经济相互协调及环境友好型社会体系提供理论和技术支撑。     

鄂西亚高山泥炭地有壳变形虫生态监测及对水位的指示意义

开展湿地的生态监测研究是理解当今气候变化背景下湿地的生态响应、动态演化和生态服务功能变化的有效途径,也是湿地保护、科学管理、合理规划和生态恢复的内在需求.以我国鄂西地区广泛分布的典型亚高山泥炭湿地为研究地点,以在湿地中大量生活且对环境变化敏感的环境指示生物——有壳变形虫为研究对象,采用了一种较新的泥炭湿地水位长期定点监测方法——"PVC印迹法"监测湿地水位的长期变化,调查了有壳变形虫的生物多样性、群落组合特征及其与水位等主要环境因子的响应关系,共记录到有壳变形虫27种和类群（type）,隶属14个属.对有壳变形虫的群落组成与环境因子的关系排序分析显示,泥炭湿地的水位是有壳变形虫群落组成的主控环境因子,构建了有壳变形虫属种与水位的转换函数,该函数具有较好的预测和推导能力（R2=0.62）,为该地区泥炭湿地的古水位重建提供了现代过程的数据支持.      

Review of Social Ecological System Research: An Analysis Based on Bibliometrics

Social Ecological System (SES) is the core and highlight of the global change research and sustainability science. Based on Science Citation Index Expanded Database and China National Knowledge Infrastructure, the situation of social ecological system research was analyzed via bibliometrics from 1980 to 2017. The results indicated that: ①The scientific outcomes of social ecological system research are increasing gradually. The developed countries have greatly contributed to it, such as, Sweden and the USA, the leading countries in this field, and Stockholm University is the dominant institution on publication of SES. Cooperation between countries (regions) and institutions is strengthening gradually. ② China is one of the frontier countries in the social ecological system research with a lower increasing speed, its international cooperation and the citation frequency of publications are relatively low, and its international influence should be strengthened in the future. ③ The research highlights are listed as follows: The synergy between social ecological system integrity and social development needs, the complexity and uncertainty of SES, the mechanism between social system and its environmental factors, etc. In addition, under the stress of human activity and global climate change, the research of response and feedback mechanism of SES and policy decision-making are one of the important topics of SES.     

我国水文循环与地表水研究进展(1998-2001年)

根据1998-2001年我国公开出版发行的30余种与水有关的科技期刊刊登的关于水科学研究的论文,同时参考了近4年来国家重大攻关项目和自然科学基金项目的研究报告。综述了近4年来我国在水文循环与地表水研究方面取得的主要成果和进展。