数据驱动与理论驱动双向耦合的智能化地球系统模式探索

分析总结了人工智能方法在地球系统模式中的应用,提出了人工智能数据驱动与物理模型理论驱动相融合的智能化地球系统模式研究框架,并对该框架的研究思路和关键技术进行了分析。该框架将地球系统模式自下而上的数据驱动模型与自上而下的物理模型耦合,通过双向驱动共同实现地球系统数学物理方程的有效求解,从而构建智能化的地球系统模式。进一步研究需要基于该理论框架提出具体可行的算法,从而促进智能化地球系统模式研究的发展。     

广州市珍稀濒危植物水松的种群现状与保护策略

水松［Glyptostrobus pensilis（Stanunt.）K. Koch］为我国 I级重点保护野生植物之一,曾于珠江三角洲地区普遍生长。但由于近 50 a 来人类活动的强烈干扰,其野生种群和个体数量骤减,世界自然保护联盟（IUCN）已将水松评估为“极危”状态。文章以实测法进行野外调查,结果表明：广州市野生水松古树在近 5 a 间快速消亡,现仅存 8 个种群共 14 株个体,且半数处于生长不良或濒死状态;种群个体数量少,仅包括 1~4 株水松,无法进行自然更新;这些水松长期未得到科学合理的保护,如不采取有效保育措施,残酷的生存压力可能导致大部分种群的快速死亡。因此,在广州地区开展水松的就地和迁地保护、扩大种群的个体数量、开展水松的保护遗传学和监测人工林种群的遗传结构变化情况等研究,应成为目前保护和拯救本地区水松种群及其遗传多样性的必要策略。     

基于MCE-CA模型的快速城镇化地区开发区边界划定——以山东省惠民经济开发区为例

为科学划定开发区的发展方向区,优化用地空间布局,遏制开发区蔓延式扩展,以山东省惠民经济开发区为例,应用MCE-CA模型,借助Erdas和Arc GIS进行数据处理分析,将"正规划"和"反规划"理念运用于开发区用地布局规划实践,划定惠民经济开发区2020年的发展方向区。结果表明:(1)2006—2015年,开发区城镇用地扩张迅速,城镇化进程持续加快,蔓延性增长特征明显;(2)开发区2020年的城镇用地规模为1 521.03 hm2,其中主区170.00 hm2,发展方向区为1 351.03 hm2;(3)划定的发展方向区提升了开发区的用地聚集度和紧凑度,更符合经济与生态协调发展的生态型开发区建设模式。应用MCE-CA模型能够实现影响开发区扩展因素的定量化和空间化表达。     

“海上丝绸之路”超大城市环境变化遥感分析

随着城市化进程的加快,如何及时、精确地对城市环境的变化做出评价,进而制定出合理的发展方案,对城市可持续发展至关重要。本文综合利用卫星遥感获取的PM_2.5浓度数据、地表温度数据（Land Surface Temperature,LST）、植被指数数据（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）及城市用地辅助信息数据,基于综合评价指标,分析海上丝绸之路沿线12个超大城市地区2000-2013年环境质量的动态变化。研究结果表明,2000-2013年,海上丝绸之路沿线约75%的超大城市呈现出不同程度的环境恶化现象。12个超大城市用地环境恶化及逐步恶化面积占研究区域总面积的31.33%（4732.39 km²）。2000-2013年,城市扩张用地恶化和逐步恶化面积约占总扩张用地的29.48%（3765.83 km²）。平均地表温度的上升、植被覆盖度的急剧下降及PM_2.5浓度的增加均对海上丝绸之路沿线超大城市环境质量变化产生影响。其中,空气中PM_2.5浓度的大幅度增加是2000-2013年海上丝绸之路沿线超大城市扩张用地环境退化的主要原因。     

纵横波法在华北平原区浅层精细结构探测中的应用

鉴于城建规划等对城市地下空间探测精度要求越来越高的的形势需求,在华北平原雄安新区附近开展了针对浅层的纵横波勘探试验研究。从方法技术层面详细阐述了野外数据采集的相关参数、数据处理流程和关键技术及其试验效果。研究获得了试验区浅层精细地质结构和速度分布特征,纵横波在深度域具有较好的对比性。纵波法在试验区最大有效探测深度达700 m,最浅探测深度为24 m,整体分辨率可达4 m,横波法最大探测深度约220 m,最浅探测深度为9 m,整体分辨率则高达1 m左右。横波弥补了浅表层纵波盲区和分辨率不足的问题,提高了浅表结构划分和断层上断点定位的精度,而纵波则弥补了横波探测深度小的缺陷。     

极端干旱区荒漠河岸林胡杨生长季树干液流变化

应用热脉冲技术和自动气象站对极端干旱区荒漠河岸林建群种胡杨(Populus euphratica Oliv.)的树干的液流流速及其环境因子进行了为期2 a的连续观测,对胡杨树干液流日、季变化及其与环境因子相关性进行了深入的研究。结果表明:胡杨树干液流速率日变化具有明显的昼夜节律性。白天树干液流流速变化曲线呈多峰型。夜间,胡杨同样存在明显的树干液流现象,这主要是由根压引起的。胡杨树干液流速率7月最高,6月、8月次之,9月液流速率高于5月,10月最小,主要生长期6—8月胡杨日均蒸腾量占整个生长季的70％以上。不同林龄的胡杨树干液流速率不同,表现为15龄＞25龄＞50龄。树干液流量变化与环境因子中气象因子的变化密切相关。逐步回归结果表明,液流速率与净辐射、空气温度、空气相对湿度呈显著线性相关, 同时给出了依据常规气象因子估算液流速率的统计模型。     

沙纹弹道成因理论评析

运用风沙地貌蚀积原理对长期风靡于风沙地貌学研究领域的R·A·拜格诺跃移质冲击起动学说进行了评析,在肯定该学说正确方面和历史贡献的同时,对其中的沙纹弹道成因理论提出了异议。在分析弹道理论特点后认为,跃移质等量、等高、等距的三等特性是拜氏冲击起动学说在沙纹成因上的具体运用和观点的集中体现。分析认为沙粒跃移特性轨迹只存在于少量的跃移质中,且很少具有连续性;它不能取代普遍存在于风沙移动之中沙粒的3种运动形式,也无法体现沙粒两种起动的相互关系和沙粒在移动中所表现出来的高低不一,移距长短不同的差异性和分选性。评析强调沙粒起动和沙粒运移的多样性,在寻求它们的规律时,不应简化其多样性,或追求运动的单一性和特殊性。实验证明,沙纹无论在初始的形成阶段,还是在后续的演进阶段,均有风力起动和冲击起动的参与,而不是跃移质单一冲击的结果。沙纹有规则的排列主要是贴地夹沙气流周期性脉动的反映,而不是跃移质特性轨迹的重演。     

敦煌戈壁冬夏季地表辐射与能量平衡特征对比研究

利用敦煌戈壁夏（2006年7月）、冬（2007年1月1—10日）季观测得到的微气象资料,比较了夏、冬季敦煌戈壁的地表辐射平衡、能量平衡特征。分析了地表反照率（Albedo）与土壤特性的关系,发现地表反照率和表层土壤温度日变化呈反相关;冬季地表反照率和土壤湿度的线性相关差,夏季地表反照率和土壤湿度的线性相关性好;地表反照率和土壤热通量呈反相关,并且冬季二者的拟合性好于夏季。分析了降水前后各能量通量的变化,发现阵雨时感热H是变小的,降雨过后H和净辐射Rn有明显的增大,土壤热通量Gn在降雨过后也有增大,潜热LE变化微弱,对阵性降水强迫后的非平衡态的张弛时间大约为3 d。     

国土资源信息服务体系建设初探

为进一步深入贯彻落实国土资源部《关于切实加强国土资源政务信息网上公开促进依法行政和行政为民的通知》(国土资发[20041107号)、《国土资源管理系统行政为民措施》和(《国土资源管理系统工作人员禁令》(国土资发[2004]11号)文件精神,结合我省《黑龙江省国土资源信息化“十五”规划和2010年远景目标(纲要)》的具体要求,积极响应2004年作为国土资源部确定的网上政务信息公开年的号召,急需建立我省国土资源信息服务体系,2004年第四季度,做为年终工作考核的重要内容,部信息办和省厅信息办将要对该项工作进行检查。     

荒漠植被红砂（Reaumurta soongorica）水热响应的年轮学研究

 红砂是黄土高原荒漠植被带主要建群植物种之一，在植被恢复重建和生态建设中具有重要意义。本文以皋兰县40 a天然植被封育区为例，运用树木年轮学方法，对不同坡向红砂与当地水热条件变化的时空响应及分布格局进行了研究。研究结果表明，红砂具有明显的年轮特征，可以进行树木年轮方面的研究。虽然不同坡向水分条件和植被状况有很大差异，但红砂径向生长对区域水热变化具有非常一致的响应模式：同生长季降水呈正相关关系，尤以7月降水量最为显著；同生长季气温呈负相关关系，以6月最为显著。根据不同坡向红砂年龄分布格局分析结果，并考虑到水土流失的防治效果，黄土高原西部荒漠植被带的封育期限不宜少于10 a。